Elektrischer Gassammler mit in einem rohrförmigen, druckfesten Gehäuse
konzentrisch angeordneten, feinporigen Elektrodenpaar Die Erfindung bezweckt die
Verbesserung der bekannten Gasketten mit geschlossenem Gehäuse, um dadurch einen
dem Blei- und Stahlsammler überlegenen elektrischen Sammler großer Speicherfähigkeit
bei geringer Wartung und bequemer Handhabung zu erhalten. Als Beispiel sei das unter
dem Namen Grove-Element ' - bekannte Wasserstoff-Sauerstoff-Element angeführt, das
in seiner ursprünglichen Form aus Platinelektroden im offenen Gefäß mit über jede
Elektrode gestülpten Gasbehältern besteht. Es sind auch Entwicklungsstufen dieser
und ähnlicher Gasketten bekannt, bei denen durch Anwendung hoher Drucke und poröser
Elektroden in planparalleler oder konzentrischer Anordnung Verbesserungen erzielt
werden. Die vorliegende Erfindung macht sich diese Verbesserungen zunutze, um durch
zweckentsprechende neue Gestaltung eine wirtschaftliche Sammlerzelle zu schaffen.
Der Grund, weshalb der Blei- bzw. Stahlsammler trotz .gewisser Nachteile bisher
das Feld behaupten konnte, liegt darin, daß die wirksamen Massen im festen Zustand
und im Elektrolyten unlöslich sind, also gegenüber dem gasförmigen Zustand der Gaskettenweniger
Raum beanspruchen. Ein Ausgleich hierfür läßt sich; da Tieftemperaturen unwirtschaftlich
sind, nur durch hohen Druck erzielen; und deshalb muß die Form so gestaltet werden,
daß trotz des inneren hohen D.rukkes geringe Wandstärken ausreichen. Deshalb wird
die Zelle als enges Rohr ausgebildet; denn bei kleinem Rohrdurchmesser werden bekanntlich
die mechanischen Kräfte auf die Rohrwandung in' Längs- und Querrichtung sowie auf
die Verschlüsse an den Rohrenden niedrig gehalten. Die röhrenförmige bzw. flaschenförmige
Gestalt von Elementen mit konzentrischer Anordnung der Elektroden ist an sich bekannt,
jedoch wird in diesen Fällen das Gehäuse selbst als Elektrode oder als metallischer
Stromleiber verwendet. Da aber hierbei von der Speicherung der Gase ganz oder unter
Druck abgesehen wird, so spielt hierbei die Wahleines größeren oder kleineren Rohrdurchmessers
keine Rolle. Der hermetische Abschluß soll bei diesen Elementen nur das Austreten
des Elektrolyten verhindern. Offenbar liegt diesen Ausführungen die ur-
sprüngliche Gestalt des Sammlers mit offenetn Gefäß und dessen
Aufstellung .zugrunde, wovon man sich bei geschlossener Ausführung nicht frei machen
konnte. Demgegenüber wird durch die neue Formgebung gemäß der Erfindung mit je :einer
druckfesten Elektrodendurchführung an jedem Rohrende diese herkömmlich e Äusführung
des Sammlers verha:ssen. Er wird nicht mehr aufgestellt, sondci-ii in die Leitung
eingeschraubt. Zur Reihcii= schaltung werden die Einzelzellen entweder in Längsrichtung
aneinandergeschraubt, oder es werden mit ungleichnamigen Polen nebeneinanderliegende
Zellen durch kurze Laschen verbunden. Andererseits können die Zellen durch Einschrauben
gleichnamiger Pole in je eine Brücke an beiden Rohrenden bequem parallel geschaltet
werden. Somit können die Zellen in beliebiger Lage in jedem Raum untergebracht und
die Batterie kann den Raumverhältnissen weitgehend angepaßt werden.Electric gas collector with a pair of fine-pored electrodes arranged concentrically in a tubular, pressure-resistant housing The invention aims to improve the known gas chains with a closed housing in order to obtain an electrical collector superior to lead and steel collectors with great storage capacity with little maintenance and convenient handling. An example is the hydrogen-oxygen element known as the Grove element, which in its original form consists of platinum electrodes in an open vessel with gas containers placed over each electrode. There are also development stages of this and similar gas chains are known in which improvements are achieved by using high pressures and porous electrodes in a plane-parallel or concentric arrangement. The present invention takes advantage of these improvements to provide an economical header cell through appropriate redesign. The reason why the lead or steel collector has been able to maintain the field despite certain disadvantages is that the effective masses are insoluble in the solid state and in the electrolyte, i.e. take up less space compared to the gaseous state of the gas chains. A compensation for this can be; since low temperatures are uneconomical, only achieve them with high pressure; and therefore the shape must be designed in such a way that despite the high internal pressure, small wall thicknesses are sufficient. The cell is therefore designed as a narrow tube; because with a small pipe diameter, as is known, the mechanical forces on the pipe wall in the longitudinal and transverse directions as well as on the closures at the pipe ends are kept low. The tubular or bottle-like shape of elements with a concentric arrangement of the electrodes is known per se, but in these cases the housing itself is used as an electrode or as a metallic current body. However, since the storage of the gases completely or under pressure is disregarded here, the choice of a larger or smaller pipe diameter is irrelevant. In the case of these elements, the hermetic seal is only intended to prevent the electrolyte from escaping. Obviously, these explanations are the origin The original form of the collector with an open vessel and its set-up, from which one could not break free when the design was closed. In contrast, the new design according to the invention, each with a pressure-resistant electrode leadthrough at each end of the pipe, avoids this conventional design of the collector. It is no longer set up, sondci-ii is screwed into the line. To connect in series, the individual cells are either screwed together lengthways, or cells lying next to one another with unlike poles are connected by short lugs. On the other hand, the cells can be conveniently connected in parallel by screwing poles of the same name into a bridge at both ends of the pipe. The cells can thus be accommodated in any position in any room and the battery can be largely adapted to the spatial conditions.
Ein weiterer Vorteil der neuen Zellenform ist neben der guten Wärmeabführung
darin zu sehen, daß der Strom geradlinig durch die beiden Elektroden verläuft und
dadurch Stromverdrängung vermieden, geringer innerer Widerstand und gleichmäßige
Spannungsverteilung im Elektrolyten erzielt werden, besonders bei kegelig an Stelle
von zylindrisch ineinandergeschobenen Elektroden. Diese kegelige Gestalt der Elektroden,
wie in der Zeichnung dargestellt, bietet auch noch den Vorteil größerer mechanischer
Festigkeit und der natürlichen Raumaufteilung im Verhältnis eins ztt zwei entsprechend
den bei der Ladung anfallenden Gasmengen. Ferner kann bei der gleichmäßigen Spannungsverteilung
im Elektrolyten auch das Spannungsgefälle der Flüssigkeitskette infolge der lonenkonzentration
voll zur Auswirkung kommen.Another advantage of the new cell shape is, in addition to the good heat dissipation
it can be seen that the current runs in a straight line through the two electrodes and
this avoids current displacement, low internal resistance and uniform
Voltage distribution in the electrolyte can be achieved, especially when tapered in place
of cylindrically nested electrodes. This conical shape of the electrodes,
as shown in the drawing, also offers the advantage of larger mechanical
Firmness and the natural room layout in the ratio of one to two accordingly
the amount of gas produced during the cargo. Furthermore, with the even distribution of stress
in the electrolyte also the voltage gradient of the liquid chain as a result of the ion concentration
come into full effect.
Um mit voller Stromstärke möglichst weit entladen zu können, muß bis
zur vollständigen Entladung ein Überdruck erhalten bleiben. Dies wird dadurch erreicht,
daß schon vor der Ladung bereits nach dem Einfüllen des Elektrolyten durch elastische
Verkürzung des gespannten Rohres ein ausreichender Innendruck hergestellt wird.In order to be able to discharge as far as possible with full amperage, up to
an overpressure is maintained for complete discharge. This is achieved by
that already before the charge already after the filling of the electrolyte by elastic
Shortening the stretched pipe a sufficient internal pressure is produced.
Die Zeichnung zeigt im Schnitt eine Zelle mit Spannvorrichtung und
Füllverschluß als Ausführungsbeispiel. Die k egelige positive Elektrode a befindet
sich in der kegelig ausgehöhlten negativen Elektrode b. 'Beide sind voneinander
durch den Scheider c getrennt. Die Elektroden sind aus feinporiger gesinterter Kohle
hergestellt, die Scheider aus porösem Gummi. Das Gehäuse wird im wesentlichen aus
dem Rohre aus verbleitem Stahlrohr gebildet, das im mittleren Teil zur-Erhöhung
der elastischen Dehnung gewellt ist. Damit die Elektroden die metallene Rohrwand
nicht berühren, ist das Isolierrohr d vorgesehen. An beiden Enden des Rohres ist
ein - Gez@,inde-angebracht zum Aufschrauben des Verschlusses 1z mit dem Kontaktbolzen
j, der mit dein Preßstoff k isoliert und dicht eingesetzt ist. Ein Dichtungsring/
aus Hartgummi und eine Zwischenscheibe u, aus Blei vervollstindigen den dichten
Verschluß; wie am unte-ren Ende der Zelle eingezeichnet ist. An Stelle des
gleichen Verschlussesh am oberen Ende ist in der Zeichnung der Füllverschluß L dargestellt,
der mit einem Anschluß zur Luftpumpe und zum Elektrolytbehälter versehen ist. Ferner
ist in der Zeichnung die zur Dehnung des Gehäuses erforderliche Spannvorrichtung
dargestellt. Sie besteht aus den beiden Schraubhülsen in und it und den beiden je
zweiteiligen mit einem Gewinde versehenen Zwischenlagen h. Sämtliche Teile der Spannvorrichtung
werden nach dem Füllen und-j-erschließen der Zelle .entfernt, so daß infolge der
.elastischen Verkürzung des Gehäuses dann ein innerer Überdruck entsteht, der sich
mit fortschreitender Ladung und Gasbildung erhöht. Die Vorspannung und der dadurch
erzeugte lnnendruck verkleinert die Gasbläschen und schafft damit ein günstiges
Verhältnis zwischen Randumfang und Gasinhalt derselben. Da die Ströme an den Rändern
der Bläschen gebildet werden, wirkt die Verdichtung bis zur vollständigen Entladung
günstig auf die Stromstärke. Der Elektrolyt wird beim Fertigmachen der Zelle in
folgender Weise eingefüllt: Nachdem die Spannvorrichtung angesetzt und die Vorspannung
durch Anziehen der Schraubbuchsen eingestellt ist, wird der Füllverschluß aufgeschraubt
und an die Luftpumpe und das Ansaugerohr des Elektrolyten angeschlossen. Das Ventil
zum Elektrolyten bleibt zunächst geschlossen, und die Zelle wird entlüftet. Hierauf
wird die Luftabsaügeleitung geschlossen und das Ventil zum Elektrolyten geöffnet;
die Zelle füllt sich bis über den Rand. Nun wird :die Luftleitung geöffnet, der
Elektrolyt fließt mit natürlichem Gefälle zurück, und die Zelle bleibt bis zum Rand
gefüllt. Der Füllverschluß wird nun abZeschraubt und der Dauerverschluß mit der
Kontaktschraube aufgesetzt. Daran anschließend können die Spannvorrichtung gelöst
und nach dem Abheben der zweiteiligen Zwischenlagen die Spannhülsen abgezogen werden.The drawing shows in section a cell with clamping device and filler cap as an exemplary embodiment. The conical positive electrode a is located in the conically hollowed negative electrode b. 'Both are separated from each other by the separator c. The electrodes are made of fine-pored sintered carbon, the separators are made of porous rubber. The housing is essentially formed from the tube made of leaded steel tube, which is corrugated in the middle part to increase the elastic expansion. Insulating tube d is provided so that the electrodes do not touch the metal tube wall. At both ends of the tube there is a - Gez @, inde - attached for screwing on the closure 1z with the contact pin j, which is insulated with the pressing material k and inserted tightly. A sealing ring / made of hard rubber and an intermediate washer u, made of lead complete the tight seal; as shown on unte- ren end of the cell. Instead of the same closure at the upper end, the drawing shows the filler cap L, which is provided with a connection to the air pump and to the electrolyte container. Furthermore, the tensioning device required to expand the housing is shown in the drawing. It consists of the two screw sleeves in and it and the two two-part intermediate layers h provided with a thread. All parts of the clamping device are removed after the cell has been filled and opened, so that, as a result of the elastic shortening of the housing, an internal overpressure arises which increases as the charge and gas formation progress. The pretension and the internal pressure generated thereby reduce the size of the gas bubbles and thus create a favorable relationship between the edge circumference and the gas content of the same. Since the currents are formed at the edges of the bubbles, the compression has a beneficial effect on the current strength until it is completely discharged. When preparing the cell, the electrolyte is filled in as follows: After the tensioning device has been applied and the preload has been set by tightening the screw sockets, the filler cap is screwed on and connected to the air pump and the electrolyte suction tube. The valve to the electrolyte remains closed for the time being and the cell is vented. The air suction line is then closed and the valve to the electrolyte is opened; the cell fills up over the edge. Now: the air line is opened, the electrolyte flows back with a natural gradient, and the cell remains filled to the brim. The filler cap is now unscrewed and the permanent cap with the contact screw is put on. The clamping device can then be released and the clamping sleeves pulled off after the two-part intermediate layers have been lifted off.