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L'invention, due à Monsieur Henri, Georges ANDRE, a pour objet un dispositif destiné à faire cesser automa- tiquement la charge d'un accumulateur électrique lorsque
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celui-ci est complètement chargé, c'est-à-dire a reçu la quantité d'électricité maximum qu'il est susceptible de restituer.
Elle s'applique spécialement aux accumulateurs du type dans lequel le dégagement gazeux au cours de la charge normale, c'est-ù-dire celle à laquelle correspondent des ré - actions électro-chimiques réversibles des matières actives, est nul ou tout au moins très faible, tandis qu'un dégage- ment gazeux se produit avec abondance lorsque l'accumula- teur est complètement chargé et que les réactions électro- -chimiques provoquées par le passage du courant sont alors des réactions irréversibles. Un tel type est représenté par un accumulateur à l'argent-zinc.
On a déjà proposé des appareils divers pour inter- rompre automatiquement la charge d'un accumulateur en vue d'éviter les inconvénients entraînés par l'omission d'un arrêt de charge. Une telle omission, en effet, non seule- ment entraîne la détérioration et même la destruction de l'accumulateur, mais également risque de provoquer des dégra- dations alentour par suite de l'explosion de l'accumulateur.
La plupart de ces appareils reposent sur un principe mano- métrique, c'est-à-dire qu'on met à profit l'augmentation de pression qui se produit par suite du dégagement de gaz pour commander, directement ou indirectement, l'ouverture du cir- cuit de charge. Si de tels appareils peuvent trouver appli- cation dans le cas d'accumulateurs de faibles dimensions, leur utilisation est, par contre, pratiquement exclue lors- qu'il s'agit de contrôler la charge d'accumulateurs plus grands, et cela notamment en raison du fait que le bac, réci- pient ou boîtier, dans lequel est contenu l'accumulateur, doit nécessairement être rendu étanche pour, que le dégagement
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gazeux provoque. 'effectivement l'augmentation de pression qui constitue le facteur de déclanchement.
En outre, et indé- pendamment de cette difficulté, de tels appareils ne sont pas absolument sûrs, des incidents d'ordre mécanique étant susceptibles de se produire, de sorte qu'on est obligé de prévoir des dispositifs annexes tenant compte de cette possi- bilité, ce qui complique d'autant la réalisation. Enfin, il est nécessaire de prévoir des moyens de réglage, d'exécution compliquée, pour tenir compte de la variation de facteurs, inhérents ou non à l'accumulateur, afin de conserver aux appareils l'exactitude souhaitable.
La présente invention remédie à ces inconvénients, lacunes et difficultés. Elle a pour objet un appareil pour la commande automatique de l'arrêt de la charge d'un accumu lateur du type dans lequel le dégagement gazeux ne devient important qu'après achèvement des réactions électro-chimiques réversibles, caractérisé par ce fait que le facteur de commande de cetarrêt est constitué par le volume gazeux dégagé et cela à une pression qui est en principe égale à ou voisine de la pression ambiante.
Un appareil selon l'invention comprend un réci- pient contenant un liquide et en communication avec l'ao- cumulateur dont la charge est à contrôler, des moyens propres à permettre le transfert du liquide sous l'action de dépla- cement des gaz provenant de l'accumulateur, ainsi que des moyenspour interrompre, directement ou indirectement, la charge de l'accumulateur lorsque le liquide transféré at- teint ou dépasse un volume prédéterminé.
L'invention est en outre remarquable par ce fait que o'est le liquide même transféré qui, lorsqu'il atteint
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un niveau prédéterminé dans une capacité, constitue l'agent conducteur dont l'interposition entre deux contacts provoque directement ou indirectement l'arrêt de la charge,
En variante, le liquide est non-conducteur et le phénomène inverse est mis à profit pour commander cet arrêt.
Dans une autre forme de réalisation, l'ascension du liquide transféré provoque le déplacement d'un flotteur qui, lorsqu'il atteint une position prédéterminée, commande l'interruption du courant de charge.
Suivant un mode d'exécution, le flotteur agit magnétiquement sur les contacts commandant le circuit de charge, de sorte que le récipient contenant le liquide peut facilement être .exécuté d'une manière étanche et que l'appa- reil devient facilement transportable.
L'invention est en outre remarquable par ce fait que le contrôle de la charge d'une batterie se fait en reoueillant les gaz qui se dégagent, non pas de l'ensemble de la batterie, mais, en principe, d'un seul des éléments constitutifs de cette dernière. On simplifie ainsi oonsi- dérablement les moyens de liaison pneumatique entre l'ac- cumulateur et le gazomètre, que constitue l'appareil selon l'invention et, en outre, les'dimensions de ce dernier peu- vent être maintenues à des valeurs petites, ce qui est avan- tageux pour la plupart des applications.
Ce procédé du contrôle de la charge d'une batte- rie est, d'une manière générale, d'une efficacité supérieure à celui utilisé antérieurement d'une manière générale et qui Consistait à recueillir la totalité du gaz se dégageant de la batterie, Dans son application à l'accumulateur à l'ar- gent-zinc, notamment, il laisse 1'interruption de la charge
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quasi-insensible à la disparité qui peut; exister entre divers éléments d'une même batterie car, même si ledit élé- ment est dans une condition moins bonne que les autres, le dégagement gazeux qu'il produit ne prend une importance déterminante qu'au moment où la charge des autres éléments, plus sains, est pratiquement achevée.
Ce procédé peut d'ailleurs être mis en oeuvre aveo l'appareil volumétrique mentionnéci-dessus, ou avec un autre appareil.
Réciproquement, ledit appareil peut être relié pneumatiquement à un seul élément d'un accumulateur, ou bien à l'ensemble d'un accumulateur, notamment dans le cas de petites'batteries où: on peut réaliser facilement une enveloppe générale étanche remplissant le rôle de collecteur de gaz.
Dans la description qui suit, faite à' titre d'exem- ple, on se réfère au dessin annexé, dans lequel : - la fig. 1 est une vue schématique d'un appareil selon l'invention, pour une première forme de réalisation ; - la fige 2 est un diagramme ; - la fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1, mais pour une autre forme de réalisation ; - la fig. 4 est une vue analogue aux figures 1 et 3, mais pour encore une autre forme de réalisation ; - la fig. 5 est relative à une variante.
L'appareil selon l'invention comprend dans une forme de réalisation (Fig. 1) un récipient 10 divisé en deux chambres 11 et 12 par une cloison 13, verticale, issue de la paroi supérieure 14 du récipient et qui reste à distance du fond 15 de ce dernier de manière à ménager un intervalle 16
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par lequel lesdites chambres communiquent. La chambre 11 est en communication par une tubulure 17 avec une batterie d'accumulateur 18, de préférence avec un seul élément 38 de cette dernière. Les borres 19 et 20 de ladite batterie reçoivent les conducteurs 21 et 22 faisant partie d'un cir- ouit de charge 23 sur lequel est interposé un interrupteur 24 comportant une lame mobile 25, magnétique, soumise à l'ac- tion d'un enroulement d'électro-aimant 26.
Ce dernier fait partie d'un.circuit 27 qui comprend également des lames con- ductrices 28 et 29, fixées à la paroi supérieure 30 de la chambre 12. L'alimentation du circuit 27 se fait par une ' source 31, qui peut être la batterie elle-même. Le courant de charge est fourni à partir d'un secteur alternatif 32 par l'intermédiaire d'un transformateur 33 et d'un redres- seur 34, ce dernier étant intercalé dans le circuit 23.
Les chambres 11 et12 contiennent un liquide 35, qui peut être de l'eau. La chambre 11 peut être mise à l'atmosphère par une tubulure 36 contrôlée par un robinet 37.
Le fonctionnement est le suivant :
Initialement, les chambres 11 et 12 sont emplies par le liquide 35, lequel est présent suivant une quantité dont la détermination résulte clairement de ce qui suit, La batterie 18 étant mise en charge, le dégagement gazeux de l'élément 38 de ladite batterie auquel est abouchée la tubu- lure 17 est très faible aussi longtemps que ledit élément n'est pas complètement chargé. Le gaz qui se dégage parvient dans le compartiment 11 et repousse progressivement le liquide 35, le niveau de ce dernier montant lentement dans le compartiment 12. Dès que la charge est terminée, le dégagement gazeux est beaucoup plus abondant.
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Sur la fleure ?, on a montre un clir,m.,.LLIe ur le- quel on a porté en abscisses les temps t et en ordonnées le volume v de Gaz dégage. La 'partie A de: la courbe qui correspond à la charge normale est sensiblement reotiline et en tous les cas très faiblement ascendante, jusqu'à l'achèvement de la charge qui correspond sensiblement au point a. Dès que la charge normale est achevée, si le courant de charge continue d'être appliqué,' la courbe re- présentative du volume du dégagement gazeux devient très rapidement ascendante, comme montré par la partie B.
On a marqué en outre sur cette courbe les points a,' b et o auxquels correspondent par exemple, dans le cas d'un @lé- ment d'accumulateur argent-zinc, les différences de poten- tiel aux bornes dudit élément, respectivement de 2,00;
2,02; .2,04 volts, montrant bien ainsi la sensibilité du procédé de caractérisation de l'état de charge d'un accumu- lateur par le volume de gaz dégagé.
Donc, dès que l'élément est chargé, le liquide monte très rapidement dans la chambre 12 et bientôt, bai- gnant les contacts 28 et 29, réunit électriquement ces der- niers, ce qui complète.le circuit 27 et, par attraction de. la pelotte 25, interrompt le circuit de charge, 23. Bien entendu, d'autres montages électriques pourraient être uti- lisés pour provoquer cette interruption.
L'ouverture du robinet 37 permet le retour du li- quide dans la chembre 11 et le rétablissement des conditions initiales, dans lesquelles les niveaux dans les chambres 11 et 12 sont les mêmes.
Dans la variante selon la figure 3, la capacité 40 est divisée en deux chambres 41 et 42 par une cloison 43
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sensiblement horizontale présentant deux .orifices 44 et 45 au premier desquels se raccorde un tube 46 traversant la paroi supérieure 47 de la capacité et se raccordant à la tubu- lure 17. Au second orifice 45 se raccorde un tube plongeur 48 dont la hauteur est telle qu'il ménage un intervalle 49 avec le fond 50 de la capacité. Un troisième orifice 51 est prévu dans la cloison 43 et forme l'extrémité d'un tube ascendant 52 traversant également la paroi supérieure 47 et contrôlé par un robinet 53.
Sur la paroi supérieure 47 sont en outre fixés deux contacts 54 et 55 faisant partie d'un circuit électrique de contrôle 56 comportant une sour- ce 57 et propre à commander, par voie électro-mécanique par exemple, l'interruption du circuit de charge de la batterie.
Le fonctionnement est le suivant :
Initialement, la chambre inférieure 42 est emplie de liquide, par exemple de l'eau. Au-fur et à mesure que du gaz se dégage de l'accumulateur dont la charge est à con- trôler, le liquide contenu dans 'la chambre 42 a accès dans la chambre 41 et cela par l'intermédiaire du tube plongeur 48. Lorsque la quantité de gaz dégagé correspond à la char- ge complète, le transfert du liquide 42 à la chambre 41 est tel que le liquide atteint dans cette dernière les contacts 54 et 55, ce qui ferme le circuit 56 et provoque l'ouverture du circuit de charge. Le rétablissement des conditions ini- tiales est obtenu en ouvrant le robinet 53.
On se réfère maintenait à la figure 4. Dans cette forme de réalisation, la capacité principale ou réservoir 60 contient, dans sa partie inférieure, une cloche 01 dont l'orifice inférieur 62, largement ouvert, est à petite distance du fond 63 dudit réservoir, la parai -latérale 64
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de le'-dite cloche; étant avantageusement à faible distance de la paroi latérale 65 @@ ce réservoir.
Dans la cloche 61 débouche, sur la paroi supérieure 66, un tube 67, traver- sant la chambresupérieure 68 du réservoir 60 ainsi que la paroi 69 de ce dernier et qui se raccorde à la tubulure 70, laquelle est issue d'un accumulateur (par exemple d'un @lé- ment de ce dernier) et recueille les gaz qui se dégagent.
Dans la chambre supérieure 68 est présent un flotteur 71, lequel est porté par un bras 72, dont 1' extrémité opposée est montée à pivot en 73 sur un étrier ou analogue 74 fixé sur la paroi supérieure 69. Cette dernière comporte des bornes 75 et 76 qui portent des lames élastiquesde contact, respectivement 77 et 78, qui, en position non sollicitée, sont distantes l'une de l'autre, comme montré sur la figure, de manière à maintenir ouvert un circuit 79, qui par exemple contrôle le circuit de charge de l'accumulateur, et qui com- prend les conducteurs.80 et 81 aboutissant aux 1. mies 75 et 76.
Sur une des lames, la lane inférieure 77, peut s'exer- cer l'action d'un poussoir f32 monté à pivot en 83 en un point intermédiaire de la tige 72 et qui est avantageusement guidé par une cheminée 84 formée dans la paroi supérieure 69.
A la paroi supérieure 66 de la cloche 61 est . abouché en outre d'une part un tube 85 qui fait saillie à l'extérieur du réservoir '60, par la paroi 69, et qui se ter- mine par un dispositif manométrique constitué par deux bran- ches 86 et 87 en forme d'U et pro@@@ à contenir un liquide, comme du mercure, ainsi que montré en 88. D'autre part, un tube 89 peut mettre en communication l'intérieur de la clo- che 61 avec l'atmosphère, cette communication étant contr8- lée par un robinet 90.
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très peu.. Au fur et à mesure de l'arrivuë des hiil pc-r la tubulure 70 et le tube 67, le liquida contenu, dans la cloche 61 passe dans la chambre G8 pc:r l'intervalle Menace entre ladite clocha et le réservoir 60.
Lorsque le niveau du li- quide dans la chambre 68 atteint le flotteur 71, celui-ci se soulève en entraînant la tige 82 et, pour une quantité prédéterminée de liquide transféré, le poussoir 82 sollicite la lame'de contact 77 contre la lame 78, ce qui ferme le circuit 79 et provoque l'ouverture du circuit de charge.
La légère augmentation de pression qui se produit à l'intérieur de la cloche 61 au f ur et à mesure de l'arrivée du gaz se traduit par une dénivellation entre les deux colonnes de liquide contenues dans les branches 86 et 87, de sorte que la considération de ce manomètre permet d'être renseigné sur la condition de l'a pareil eu égard au liquide'transféré de la cloche 61 dans la chambre 68, et en conséquence sur l'état de charge de l'accumulateur-auquel est reliée ladite cloche. On peut sinsi constituer le réservoir 60 en un matériau non transparent, par exemple en une enveloppe métal- lique, au bénéfice de la solidité.
Pour rétablir le niveau de liquide, sans débrancher la tubulure 70 par rapport à la batterie, il suffit d'ouvrir le robinet 90.
Dans la variante montrée sur 'la figure 5, le flotteur 71 exerce son action sur un contact, non pas par voie mécanique, mais par voie magnétique. A cet effet, @
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bras 7: porte un aimant permanent 91 et lu lame mobile de
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contact 92 porte une armature ou pvs'til7e eu matériau net ;Il6- tique, 93, située en rc,; vrd de l'aimc'ut 91, mois du 1'etrc: côté de la paroi supérieure 94, en matériau, non-rn(' n'tirlue, du réservoir GO. La lame 92 est propre à coopérer avec un contact fixe 93.
Aussi longtemps que le flotteur n'est pas soulevé, l'acti on de l'aimant 91 est insuffisante pour attirer l'ar- mature 93. Par contre, pour un soulèvement du flotteur jusqu'à une position prédéterminée, l'armature 93 estatti- rée et la lame 92 vient coopérer avecle contact 95, fermant ainsi un circuit, ce qui provoque l'ouverture du circuit de charge.Les tubes 67, 85,89 se terminent par des brides ou analogue pour leur raccord aux tubulures'extérieures ou au- tres dispositifs. Chacun des tubes est contrôlé par un robi- net, respectivement 96,97 et 90. Après son détachement des dispositifs auxquels il est relié et fermeture desdits robinets, l'appareil peut être transporté sans difficulté et sans perte de liquide.