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Taschenelement.
Die dem Leelanehé-Elemente nachgebildeten Taschenelemente mit durch ein Verdickungsmittel, wie Agar, Stärke usw. versteiften und zumeist auch Chlorzink oder Chlorealeium enthaltenden Chlorammoniumelektrolyten nutzten im besten Falle die Depolarisatormasse zu 40%, die Zinkelektrode zu kaum 20% aus, bei der geringsten Nachlässigkeit in der Erzeugung konnte aber selbst diese Ausnutzung nicht erreicht werden. Die Entladungskurve solcher Elemente ist ziemlich steil fallend, insbesondere wenn Dauerentladungen erfolgen. Innere Kurzschlüsse beim Lagern verringern die Haltbarkeit oft ganz erheblich.
Die Erfindung bezweckt die wesentliche Herabminderung der erwähnten Nachteile durch einen unter Ausnutzung der bei der Stromerzeugung entstehenden Änderungen der Dichte und der osmotischen Drücke hervorgerufenen gesteigerten Flüssigkeitskreislauf des unverdickten Elektrolyten und besteht dem Wesen nach darin, dass einerseits in an und für sich bekannter Weise weder das an die Anode und an die Depolarisationsmasse anliegende Diaphragma, noch der Depolarisator vollkommen im Elektrolyten untergetaucht und dass anderseits im unteren Teile des Behälters ein mit dem Kathoden-bzw. Depolarisator-
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In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es bezeichnet 1 den Isolierbehälter, 2 die Zinkanode, 3 die Kohlekathode und 4 die Depolarisatormasse. Gemäss der Erfindung reicht der Flüssigkeitsspiegel nicht an die Oberkante des Depolarisators
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jedoch ungepresste und ungeleimte Zellulose, wie sie (in Plattenform) als Rohprodukt von den Zellulosefabriken erhältlich ist. Die Elektroden und die Depolarisatormasse lassen im unteren Teil des Behälters 7 einen, die freie Beweglichkeit der Flüssigkeitsteile zulassenden Elektrolytraum 6 frei, in welchen das Diaphragma hineinragen kann. Die Lage der Elektrode o und der Depolarisatormasse 4 kann z. B. durch ein paraffiniertes, durchgelöchertes Gerüst 7 gesichert werden.
Es ist wesentlich, dass beim Auffüllen nach der Durchfeuchtung des Depolarisators und des Diaphragmas der Elektrolytraum nahezu oder ganz gefüllt sei ; hingegen darf der Behälter selbst keinesfalls ganz gefüllt sein, vielmehr ist es vorteilhaft, nur die Unterkanten des Diaphragmas und Depolarisators in die Flüssigkeit eintauchen zu lassen, so dass die Durchfeuchtung des Elements nur durch aufgesaugte Flüssigkeit erfolgt.
In Fig. 2 ist mit 11 die Entladungskurve eines solchen Elements mit 100 g Depolarisatormasse bei einer ständigen Stromentnahme von 50 Milliampère mit den Entladungskurven eines gewöhnlichen, guten Trockenelements mit verdicktem Elektrolyten (111) und eines sogenannten Beutelelements (IV) gleicher Grosse verglichen. Es ist ersichtlich, dass das neue Element um 50% längere Betriebsdauer (18 Tage) aufweist, als die bekannten Elemente (10 bis 12 Tage).
Die überraschende Leistungsfähigkeit des neuen Elements ist wahrscheinlich der durch die Vermeidung des Verdickungsmittels und durch die eigenartige Anordnung des Diaphragmas und Depolarisators ermöglichten leichten Flüssigkeitskreislauf zuzuschreiben, der beim dargestellten Ausführungbeispiel von der Anode gegen die Kathode gerichtet ist. Diese Annahme wird durch den Umstand unterstützt, dass, wenn man erfindungsgemäss entlang der Kathode ihrer Länge nach mit dem Depolarisatorraume und unten mit dem Elektrolytraume verbundene Kanäle anordnet, die Leistungsfähigkeit des Elements noch weiter gesteigert werden kann, wie dies Kurve 1 der Fig. 2 zeigt.
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Auch konnte festgestellt werden, dass, wenn man die Verbindung des DepolarLatorraumes mit dem Elektrolytenraume dadurch herstellt, dass man ein durchlöchertes, unten offenes Kohlerohr al, Kathode benutzt, bei Stromerzeugung die im Rohr befindliche Flüssigkeit stark ammoniakaliseh wird und schlierenbildend in den Elektrolytraum sinkt.
Dieser Flüssigkeitskreislauf scheint die Hydroxylionen aus dem Depolarisatorraume ständig zu verdrängen und durch Zuführung von frischer Salmiaklösung in den Depolarisatorraum die Ausscheidung des schwerlöslichen Zinkammoniakchlorides (ZNHs) : CL) zu verhüten ; das an der Kathode gebildete Ammoniak fliesst ständig in den Elektrolytraum und wird hier soweit verdünnt, dass seine Konzentration nicht mehr genügt, um das Zinkammoniakchlorid, das in Salmiaklösung bekanntlich ziemlich gut löslich ist, auszuscheiden.
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Kohlekathode. Dem Wesen nach gleiche Kanäle kann man auch bei Verwendung platten-oder becherförmiger Kathoden anordnen.
Man hat wohl auch bisher in vereinzelnten Fällen Kanäle im Depolarisatorraume zum Auffüllen oder auch zur vermeintlichen Regenerierung des Braunsteins angeordnet. Obwohl die Kanäle beim Erfindungsgegenstande auch zum Auffüllen benutzt werden können, kommt es hier in erster Reihe auf ihre, den Flüssigkeitsumlauf während der Stromabgabe fördernde Wirkung an.
Bei Elementen, die nicht vollkommen verschlossen sein müssen, kann man die Kanäle auch oben offen halten, so dass ein Teil des Ammoniaks sich verflüchtigen kann. Hiedurch kann man die Leiste fähigkeit des Elements noch um einige Prozente steigern.
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Ersparnisse durch bessere Ausnutzung der wirksamen Stoffe und durch Eriibrigung der kostspieligen Verdiekungsmittel und des Quecksilbers.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Taschenelement mit in einem Isolierbehälter angeordneter Kohlenkathode, die wirksame Fläche der Kathode bedeckende Depolarisatormasse von der Zinkanode trennendem Diaphragma und unverdiektem Chlorammoniumelektrolyten, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits in an und für sich bekannter Weise weder das an die Anode und an die Depolarisatormasse anliegende Diaphragma. noch der Depolarisator vollkommen im Elektrolyten untergetaucht und dass anderseits im unteren Teile de < Behälters ein mit dem Kathoden-bzw. Depolarisatorraum unmittelbar in Verbindung stehender Elektrolytraum angeordnet ist.
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Pocket element.
The pocket elements modeled on the Leelanehé elements with chlorammonium electrolytes stiffened by a thickening agent such as agar, starch, etc. and mostly also containing chlorine zinc or chlorealium, use the depolarizer mass to 40% in the best case, the zinc electrode barely 20%, with the slightest negligence in the generation could not even achieve this utilization. The discharge curve of such elements is quite steep, especially when continuous discharges occur. Internal short circuits during storage often reduce the shelf life considerably.
The invention aims to substantially reduce the disadvantages mentioned by utilizing the changes in density and osmotic pressures caused by the generation of electricity, increased fluid circulation of the unthickened electrolyte and essentially consists in the fact that, on the one hand, in a manner known per se, neither the the anode and the diaphragm adjacent to the depolarization mass, the depolarizer still completely submerged in the electrolyte and, on the other hand, in the lower part of the container with a cathode or Depolarizer
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In Fig. 1 of the drawing, an embodiment is shown.
It denotes 1 the insulating container, 2 the zinc anode, 3 the carbon cathode and 4 the depolarizer compound. According to the invention, the liquid level does not reach the upper edge of the depolarizer
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However, unpressed and unsized cellulose, as it is available (in sheet form) as a raw product from cellulose factories. The electrodes and the depolarizer mass leave an electrolyte space 6 in the lower part of the container 7, which allows the free mobility of the liquid parts and into which the diaphragm can protrude. The location of the electrode o and the depolarizer mass 4 can, for. B. secured by a paraffin-coated, perforated framework 7.
It is essential that the electrolyte space is almost or completely filled when filling up after the depolarizer and the diaphragm have been soaked through; however, the container itself must by no means be completely filled; rather, it is advantageous to only allow the lower edges of the diaphragm and depolarizer to be immersed in the liquid, so that the element is only wetted by the liquid that has been sucked up.
In Fig. 2, 11 is the discharge curve of such an element with 100 g depolarizer mass with a constant current draw of 50 milliamps compared with the discharge curves of a normal, good dry element with thickened electrolyte (111) and a so-called bag element (IV) of the same size. It can be seen that the new element has 50% longer service life (18 days) than the known elements (10 to 12 days).
The surprising performance of the new element is probably to be ascribed to the easy fluid circulation made possible by the avoidance of the thickener and the peculiar arrangement of the diaphragm and depolarizer, which in the illustrated embodiment is directed from the anode to the cathode. This assumption is supported by the fact that if, according to the invention, channels connected along the length of the cathode are arranged with the depolarizer space and below with the electrolyte space, the performance of the element can be increased even further, as curve 1 of FIG. 2 shows .
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It was also possible to establish that if the connection between the depolarator chamber and the electrolyte chamber is established by using a perforated, open-bottomed carbon tube al, cathode, when electricity is generated, the liquid in the tube becomes strongly ammoniacal and sinks into the electrolyte chamber to form streaks.
This liquid cycle seems to constantly displace the hydroxyl ions from the depolarizer space and to prevent the excretion of the sparingly soluble zinc ammonia chloride (ZNHs): CL) by feeding fresh ammonia solution into the depolarizer space; the ammonia formed at the cathode constantly flows into the electrolyte compartment and is diluted here to such an extent that its concentration is no longer sufficient to excrete the zinc ammonia chloride, which is known to be quite soluble in ammonia solution.
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Carbon cathode. Essentially identical channels can also be arranged when using plate-shaped or cup-shaped cathodes.
So far, channels have probably been arranged in the depolarizer space in isolated cases for filling or also for the supposed regeneration of the brownstone. Although the channels can also be used for filling in the subject matter of the invention, what matters here is primarily their effect, which promotes the circulation of liquid during the current delivery.
In the case of elements that do not have to be completely closed, the channels can also be kept open at the top so that part of the ammonia can evaporate. In this way you can increase the bar ability of the element by a few percent.
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Savings through better utilization of the active substances and through the elimination of expensive thickeners and mercury.
PATENT CLAIMS:
1. Pocket element with a carbon cathode arranged in an insulating container, the effective area of the cathode covering the depolarizer mass from the zinc anode separating diaphragm and undiektem chlorammonium electrolyte, characterized in that, on the one hand, in a manner known per se, neither the diaphragm lying against the anode and the depolarizer mass. nor the depolarizer completely submerged in the electrolyte and that on the other hand in the lower part of the container with the cathode or. Depolarizer space is arranged directly communicating electrolyte space.