DE1671884B2 - Verfahren und vorrichtung zum regeln des elektrolytdurchsatzes durch eine seewasserbatterie - Google Patents

Description

der Batterie gespeiste Gerät günstigen Wert gehalten breitet. Auch das führt zu beträchtlichen lokalen

wird. Es wird deshalb die Zufuhr von frischem Erhitzungen, da wegen des fehlenden Elektrolytflusses

Elektrolyt bzw. bereits gebrauchtem Elektrolyt in die Reaktionswärme nicht mehr abgeführt werden Abhängigkeit von der Klemmenspannung der Batterie kann. Die Erhitzung beschleunigt wieder die chemische

geregelt und damit vom Salzgehalt sowie der Tempe- 5 Korrosion des Magnesiums, läßt das verschlammte

ratur des am Einsatzort des von der Batterie gespeisten Element aufquellen und beeinflußt so auch benachbarte

Gerätes zufällig vorhandenen Seewassers unabhängig Elemente der Batterie durch Verformung der Elek-

gemacht. troden ungünstig.

Beim bekannten Verfahren der eingangs genannten Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache Weise Art wird das dadurch erreicht, daß man der Batterie io für Seewasserbatterien der eingangs genannten Art eine gleichbleibende Menge gebrauchten Elektrolyts eine Regelung des Elektrolytdurchsatzes vorzuzusammen mit einer veränderlichen Menge frischen schlagen, bei der die Klemmenspannung der Batterie Elektrolyts zuführt, die entsprechend der Klemmen- unabhängig von den Betriebsbedingungen und über spannung der Batterie geregelt wird. Es ist dadurch lange Zeit konstant gehalten werden kann, möglich, den Anteil des gebrauchten Elektrolyten an 15 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch der gesamten der Batterie zugeführten Elektrolytmenge gelöst, daß nach dem Inbetriebsetzen der Batterie rwischen 10 und 50% zn regeln. Das stellt eine be- eine gleichmäßige Elektrolytmenge zugeführt wird, trächtliche Variationsmöglichkeit dar, läßt jedoch die sich aus zwei durch das in der Zuführleitung für keine Anpassung an die unter Umständen weit aus- den frischen Elektrolyten und zusätzlich in jeder tinanderliegenden Temperaturen und Salzgehalte des 20 Rückführleitung für bereits gebrauchten Elektrolyten Seewassers zu. Ist das Meerwasser kalt und salzarm, zur Batterie angeordnete Ventil geregelten kompleso wird durch die konstante zugeführte Menge bereits mentären Elektrolytmengen zusammensetzt, nämlich gebrauchten Elektrolyts, die bei Inbetriebsetzen der aus frischen Elektrolyt und bereits gebrauchten Batterie einen relativ geringen Anteil an dem zur Elektrolyt, der vor seiner Rückführung in die Batterie Füllung in die Batterie einströmenden Elektrolyt hat, 25 filtriert wird. Die Batterie erhält also zu jedem Zeitdie Temperatur und der Salzgehalt des Elektrolyten punkt eine gleichbleibende, für den Betrieb der in der Batterie nur unzureichend langsam ansteigen. Batterie optimale Elektrolytmenge zugeführt. Das Bei solchen, nur für wenige Minuten arbeitenden See- stellt einerseits ein gutes Funktionieren der elektrowasserbatterien stellt dieses langsame Erreichen der chemischen Vorgänge und andererseits eine gute optimalen Funktionsbedingungen einen grundsätz- 30 Reinigung der Batterie von gebildeten Schmutzteilchen liehen Nachteil dar. 1st andererseits das Meerwasser und Gasen sicher. Die gleichmäßige Elektrolytmenge warm und genügend salzhaltig, so wird auf Grund setzt sich aus komplementären Elektrolytnvngen der ständig zugeführten Menge gebrauchten Elektro- frischen Elektrolyts und bereits gebrauchten Elektrolyts nur eine unzureichende Kühlung der Batterie lyts zusammen, der vor seiner Rückführung in die durch Zufuhr frischen Elektrolyts erzielt und eine 35 Batterie filtriert wurde. Dadurch wird der Batterie verstärkte chemische Korrosion der Elektroden und ständig ein Elektrolyt bestmöglicher Qualität hindamit wieder eine verkürzte Lebensdauer der Batterie sichtlich der Konzentration, also seines Salzgehaltes bewirkt. und seiner Temperatur, zugeführt. Ist das Meerwasser

Da weiter ständig gebrauchter Elektrolyt der sehr kalt und salzarm (diese beiden Parameter ändern

Batterie zugeführt wird, werden mit diesem auch 40 sich in der Regel gemeinsam), so läßt das die Elektro-

erhebliche Mengen von Gas und Schmutzteilchen lytzusammensetzung regelnde Ventil, sobald die

neuerlich in die Batterie eingespeist. Das führt zu Batterie einmal gefüllt ist, kein weiteres Meerwasser

einer raschen Verschlammung der Batterie und über- in die Batterie eintreten, und zwar zumindest so lange,

dies zum erheblichen Anwachsen des Druckes im bis die elektrochemische Funktion der Batterie zu-

Batterieinneren. Zusammen mit dem Ansteigen der 45 friedenstellend in Gang gekommen ist. Ist im Gegen-

Temperatur kann das zu einer vorzeitigen Zerstörung satz dazu das Meerwasser ausreichend warm und

der Batterie führen. salzhaltig für eine zufriedenstellende elektrochemische

Die Zufuhr frischen Elektrolyts erfolgt bei der Reaktion, so wird praktisch gar kein bereits einmal

bekannten Seewasserbatterie durch eine Art Wasser- gebrauchter Elektrolyt d;r Batterie neuerlich zuge-

kelle, die am Äußeren des von der Batterie gespeisten 50 führt Dadurch wird eine wirkungsvolle Kühlung

Gerätes, das beispielsweise ein Torpedo ist, vorsteht. sichergestellt. Der Batterie wird also für ihre gesamte

Der frische Elektrolyt wird so durch die Bewegung Entladungsdauer jeweils eine gleichmäßige Elektrolyt-

des von der Batterie gespeisten Gerätes durch dis menge zugeführt, in der bereits gebrauchter, gefilterter

Meerwasser in die Batterie eingedrückt. Damit ist Elektrolyt und frischer Elektrolyt in den jeweils den

aber die Zufuhr frischen Elektrolyts von der Ge- 55 momentanen Betriebsbedingungen angepaßten, opti-

schwindigkeit des Gerätes und auch von dessen Bahn- malen Mischungsverhältnissen vorliegen. Der optimal

lage im Meerwasser abhängig. Eine über den Umfang zusammengesetzte Elektrolyt liegt in dieser Zusammen-

des Gerätes vorstehende Wasserkelle wirkt überdies setzung überdies an allen Punkten der Batterie vor,

bremsend und unter Umständen ablenkend und ist was die Leistung der Batterie erhöht,

deshalb unerwünscht. 60 Zweckmäßig wird die Menge des pro Zeiteinheit

Schließlich bremst die einmal begonnene Ver- in die Batterie rückgeführten gebrauchten Elektro-

schlammung der Batterie den Elektrolytfluß örtlich lyten verringert, wenn die Klemmenspannung der

stark ab und hält auch den auf Grund des Anteiles Batterie relativ zu einer festen Bezugsspannung an-

an gebrauchten Elektrolyt bzw. beim Ausspülen der steigt. Durch Regelung des Ventils kann die Zufuhr

Batterie initgeführten oder örtlich gebildeten Schlamm 65 gebrauchten Elektrolyts erhöht werden, wenn die

auf, der auf dem Magnesium der Magnesium-Silber- Klemmspannung der Batterie kleiner ist als 98°/₀

chlorid-Elektroden in Art eines Wachstumsvorganges ihrer Nennspannung, und verringert werden, wenn die

entsteht, so daß sich die Verschlammung rasch aus- Klemmenspannung der Batterie größer als 102°/₀

r.

der Nennspannung ist. Weiter erfolgt zweckmäßig F i g. 3 und 4 die Beziehung zwischen der Menge bei Absinken bzw. Ansteigen der Vergleichsspannung frischen Elektrolyts und der Klemmenspannung darrelativ zur festen Bezugsspannung über einen Regel- stellende Kurvendiagramme für Betriebsbeginn und kreis jeweils eine Vergrößerung bzw. eine Verkleine- -ende einer Seewasserbatterie mit Regelung des Elekrung der Verhältniszahl zwischen pro Zeiteinheit 5 trolytdurchsatzes,

eingeführter Menge gebrauchten und frischen Elekiro- F i g. 5 schematisch eine Vorrichtung zum Regeln

lyts. Für die schnelle Füllung der Batterie mit frischem des Elektrolytdurchsatzes,

Elektrolyt zu Beginn ihres Betriebes kann schließlich F i g. 6 schematisch eine Anwendung der Vorein vorzeitiges Ansprechen der Regelung durch das richtung gemäß F i g. 5 für eine Seewasserbatterie Ventil durch ein Verzögerungsrelais verhindert werden. io und

Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß die F i g. 7 schematisch eine vereinfachte Vorrichtung Batterie in jedem Zeitpunkt diejenige Elektrolytzu- zum Regeln des Elektrolytdurchsatzes durch Besammensetzung zugeführt erhält, die für das Ingang- tätigen eines die der Batterie zugeführte Elektrolytkommen ihrer Funktion bzw. das Halten ihrer menge steuernden Ventils.

Klemmenspannung im Bereich ihrer Nennspannung 15 F i g. 1 zeigt drei Kurven ^₁, Ct₁ und D₁ für frischen

über die gesamte Zeitdauer ihrer Entladung erforder- Elektrolyt, bereits gebrauchten Elektrolyt bzw. die

lieh ist. gesamte Elektrolytmenge, die die Mengen in cm³

Für die Regelung der Zufuhr frischen Elektrolyts pro Minute in Abhängigkeit von der Zeit in

wird zweckmäßig ein Ventil in Gestalt eines Elektro- Minuten wiedergibt. Der Nullpunkt bezeichnet den

Schiebers mit mindestens zwei Regelstellungen vor- 20 Zeitpunkt des Inbetriebsetzens der Batterie durch

gesehen. Das Ventil kann durch Relais betätigt sein, Einlassen frischen Elektrolyts. Das den frischen

deren Ansprechspannung geringfügig über bzw. unter Elektrolyt darstellende Meerwasser hat einen SaIz-

der Batterieinnenspannung liegt, wodurch auf ein- gehalt von ungefähr 3,5 °/₀ und eine Temperatur von

fache Weise erreicht wird, daß durch die Funktion etwa 15 C. Die Menge frischen Elektrolyts nimmt

des Ventils die Klemmenspannung der Batterie im 25 nach und nach ab (J₁), während die Menge bereits

Bereich der Batterieinnenspannung gehalten wird. gebrauchten Elektrolyts zunimmt (Ct₁) und die der

Zweckmäßig ist das Ventil ein Mischventil, das zwei Batterie pro Minute insgesamt zugeführte Elektrolyt-

Einlässe für die Zufuhr von frischem bzw. gebrauchtem menge gleich bleibt (D₁).

Elektrolyt hat. von denen der eine mit einem Frisch- F i g. 2 zeigt entsprechende Kurven d₂, a% und D₂

elektrolyteinlaß und der andere über einen Ent- 30 für einen Salzgehalt von l°/₀ und eine Temperatur

gasungs- und Entschlammungsfilter mit der Ausstoß- von 3 C des Meerwassers. Die Menge des gebrauchten

leitung der Batterie für gebrauchten Elektrolyt ver- Elektrolyts σ, ist bedeutend höher als die Menge

bunden ist. Zwischen Ventil und Batterie ist eine pro gebrauchten Elektrolyts <τ_α, um Salzgehalt und Tempe-

Zeiteinheit konstante Elektrolytmengen durch das ratur des Elektrolyten in der Batterie auf für gute

Ventil ziehende und in die Batterie drückende Um- 35 Funktion günstige Werte zu bringen. Die Klemmen-

wälzpumpe eingeschaltet. Diese stellt ein in seiner spannung V₁ erhält so den in F i g. 2 gezeigten zeit-

Konzentration und Temperatur homogenes Gemisch liehen Verlauf.

aus frischem und gebrauchtem Elektrolyt sicher. Da F i g. 3 und 4 zeigen den Verlauf für die klemmendie Umwälzpumpe eine gleichmäßige Fördermenge spannung, wie man sie mit einer Batterie erhält, die hat, ist ihr Aufbau außerordentlich einfach und billig. 40 bei den oben angegebenen ähnlichen Betriebsbe-Auf Grund der Umwälzpumpe ist weiter die in der dingungen arbeitet, jedoch keine Umwälzpumpe aufBatterie umlaufende Elektrolytmenge völlig unab- weist, die dafür sorgt, daß die der Batterie pro Minute hängig von Geschwindigkeit und Bahnlage des Gc- insgesamt zugeführte Elektrolytmenge gleich bleibt rätes, in das die Batterie eingebaut ist. Der Frisch- Es ist ersichtlich, daß der Verlauf der Klemmen elektrolyteinlaß und der Auslaß können einfach als 45 spannung I', günstiger ist als der in den Fig.? und < Öffnungen der Wand des Gerätes ausgebildet sein. gezeigte Verlauf der Klemmenspannung J \.

Die Umwälzpumpe wird zweckmäßig von der In F i g. 3 ist für die beiden ersten Minuten de

Batterie selbst betrieben. Die durch die Umwälz- Betriebs in einer Kurve C bei offenem (Scheitel «O>..

pumpe erzielte Leistungssteigerung ist so beträchtlich. und geschlossenem (Täler »Ff«) Ventil dargestellt

daß die geringe Energieentnahme für den Betrieb 50 das die Menge frischen, in die Batterie einfließende:

der Umwälzpumpe durch die Batterie unbeachtlich ist. Elektrolyts steuert, sowie die entsprechenden Vet

Zweckmäßig wird das Ventil über einen Servomotor änderungen der den Betrieb des Ventils bewirkende

betätigt, der an einen Verstärker angeschlossen ist. Klemmenspannung. Auch in Schließstellung de

an dem als Eingangssignal eine Spannungsdifferenz Ventils fließt in die Batterie noch eine geringe Meng

gelegt ist. die zwischen der Klemmenspannung der 55 frischen Elektrolyts durch eine kleine öffnung eir

Batterie oder einem festen Teil davon und der Span- die beispielsweise in der Verschlußwand des Ventil

nung einer Normalzelle oder einer Vorrichtung mit vorgesehen ist.

stabilisierter Spannung besteht. Die für eine solche In F i g. 4 sind die gleichen Kurven dargestellt wi

Regelung erforderlichen Energiemengen sind sehr in F i g. 3, jedoch für die fünfte und sechste Betrieb;

gering und stehen in keinem Verhältnis zu dem für die 60 minute der gleichen Batterie. Den Figuren kann en

Batterie erzielten Kapazitätsanstieg. nommen werden, daß die Zeit, während der di

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise Ventil geschlossen ist. langer geworden ist als die Zei

erläutert, und rwar zeigen während der es offen ist, und daß keine Regelt ng mel

F i g. 1 und 2 graphische Darstellungen der Mengen stattfinden kann, wenn die Batterieklemmenspannur

frischen Elektrolyts, bereits gebrauchten Elektrolyts 65 unter den vor dem Inbetriebsetzen vorgeschriebene

und durch eine Seewasserbatterie fließenden Elektro- Wert abgefallen ist.

lytmenge in Abhängigkeit von der Zeit für zwei ver- Wird jedoch der Batterie eine gleichbleibem

schiedene Salzgehalt- und Temperatur-Bedingungen. Elektrolytmenge an frischem und umgewälztem g

brauchten Elektrolyt zugeführt, so ist jeder allzu hohe Temperaturanstieg, insbesondere gegen Ende des Batteriebetriebs, sowie jede durch die Schmutz- oder Abfallteilchen während des Betriebs der Batterie mögliche Verschlammung vermieden. Auf Grund der Gleichmäßigkeit der Temperatur, des Salzgehaltes, der Elektrolytmenge und des Verschleißes der Elektroden ist außerdem die Leistung der Batterie erhöht.

F i g. 5 läßt erkennen, daß die von einer Batterie 1 gelieferte Klemmenspannung U_p an einen Spannungsteiler 2 angelegt wird, der eine Ausgangsspannung u_p abgibt, die ein Bruchteil der Spannung U_p der Batterie ist. Als Bezugsspannung dient die Masse, mit der beispielsweise die negative KJemme der Batterie 1 verbunden ist. Die Spannung u_r einer Normalzelle 3 oder einer beliebigen Vorrichtung mit stabilisierter Spannung und die vom Spannungsteiler 2 gelieferte Spannung u_v werden an einen Spannungsdifferenztialkomparator 4 angelegt.. Das Ausgangssignal des Komparators 4, d. h. der Sparuiungsunterschied zwischen der Bezugsspannung u_r und des Bruchteils u_v der Spannung U_p der Batterie 1, bildet das an einen beispielsweise elektromagnetischen oder elektronischen Verstärker 5 angelegte Eingangssignal. Das Leistungs-Ausgangssignal des Verstärkers 5 wird einem Servomotor 6 zur Betätigung eines Ventils 7 eingespeist, das das Mischungsverhältnis von frischem und gebrauchtem Elektrolyt regelt.

F i g. 6 zeijn schematisch, wie die verschiedenen in F i g. 5 beschriebenen Regelorgane auf die Regelung des Elektroiyldurchsatzes der Batterie einwirken.

F i g. 7 zeigt, daß das Ventil 7 zwei Einlasse 8 und 9 hat, die mit einem Frischelektrolyteinlaß 10 bzw. einer Rückführleitung 11 für gebrauchten Elektrolyt versehen sind, der bereits durch die Batterie 1 geflossen ist. Die Rückt ührleitung 11 ist an eine Ausstoßleitung 12 über ein Entgasungs- und Entschlammungsfilter 13 angeschlown. Die Schmutzteilchen (insbesondere Magnesiumhydroxid) setzen sich zum Teil i:i Filter 13 ab. während die Gase (insbesondere der ■Wasserstoff) und die :> Glichen Schmulzteilchen durch eine Leitung 14 und e:i.e AuslaEöfTnung 15. die dann ständig offen ist, ins Meer abgeleitet werden. Durch die Leitung 14 tritt ürvniies eine Menge gebrauchten Elektrolyts aus, die ■ r Menge frischen, durch den Frischelektrolyteini. 10 einfließenden Elektrolyts entspricht. Der Un- f des Elektrolyts und die Zufuhr einer gleichmäßige Elektrolytmenge zur Batterie 1 sind durch eine :nwälzpumpe 16 mit möglichst gleichmäßiger Fö^.Urleistung sichergestellt. Die Umwälzpumpe 16 ist iiispielsweise mechanisch durch die Schraubenwelle eires mit der Seewasserbatterie versehenen Torpedos rider elektrisch durch einen Motor angetrieben, der von der Batterie 1 gespeist wird. Die zum Betrieb der Regelorgane notwendige Strommenge wird ebenfalls der Batterie 1 entnommen.

Da die Umwälzpumpe 16 nach dem Inbetriebsetzen der Batterie 1 ständig eine gleichmäßige Elektrolytmenge zuführt, kann der Frischelektrolyteinlaß 10 vorteilhafterweise in Form einer einfachen öffnung der Wand 17 des von der Seewasserbatterie gespeisten Gerätes ausgebildet werden. Das gleiche trifft für die Auslaßöffnung 15 zu. Das Gerät wird daher bei seiner Fortbewegung im Meer nicht so stark gebremst wie bei Verwendung eines Wassereinlasses in Form einer über die Geräteoberfiäche vorstehenden Kelle. Auch ist die Elektrolytzufuhr zur Batterie von der Lage des Gerätes in seiner Bahn und von der Fortbewegungsgeschwindigkeit des Gerätes im Meer unabhängig, was besonders vorteilhaft im Falle von Torpedos ist, die mit mehreren Geschwindigkeiten betrieben werden können. Ein besonderer Vorteil der Ausbildung von Frischelektrolyteinlaß 10 und Auslaßöfl'nung 15 als einfache Öffnungen der Wand 17 des Gerätes besteht darin, daß diese Öffnungen z. B. durch pyrotechnische Verschlüsse bis zum Inbetriebsetzen der Batterie luftdicht verschließbar sind. Daraus ergibt sich, insbesondere an Bord von Unterseebooten, eine höhere Betriebssicherheit.

Durch das Vorhandensein einer Umwälzpumpe 16 mit im wesentlichen gleichmäßiger Fördermenge kann außerdem die Batterie 1 ohne Schwierigkeiten mit leichtem Überdruck betrieben werden. Dies ist sehr vorteilhaft, da die Klemmenspannung der Batterie mit der relativen Druckerhöhung zunimmt. Wenn der Torpedo versenkt wird, führt die dadurch bedingte Druckerhöhung in der Batterie in der Größenordnung

ao von 2 Bar eine Erhöhung der Klemmenspannung der Batterie 1 von etwa 5°/₀.

Das durch den Servomotor 6 gesteuerte Ventil 7 ist vorteilhafterweise ein Ventil mit drei Anschlüssen, das ständig das Verhältnis zwischen gebrauchtem und frischem Elektrolyt in der gleichmäßigen Elektrolytmenge bestimmt, die der Batterie 1 von der Umwälzpumpe 16 zugeführt wird.

Man erhält also eine sichere und verbesserte Betriebsweise für das durch die Seewasserbatterie angetriebene Gerät, dessen Wirkungsweise praktisch unabhängig von Temperatur und Salzgehalt des frischen Elektrolyts, also des Meerwassers, ist.

Bei gewissen Anwendungsgebieten unter genau vorherbestimmten Temperatur- und Salzgehaltbedingungen, bei denen keine drehbaren Organe, wie die einer Pumpe, verwendet werden sollen, kann das Regelsystem vereinfacht werden, indem dieses beispielsweise auf einen intermittierenden Einlaß von frischem I lektrolyt beschränkt wird. Diese Regelung wird durch einen in die Einlaßleitung für frischen Elektrolyt eingeschalteten Schieber bewirkt. Die Auslaßleitung bleibt zumindest nach Inbetriebsetzen der Batterie 1 siändig offen, urn der. ständigen Abzug der Gase und der Schmutzteilchen zu ermöglichen.

Eine derartige Regelung ist durch eine sehr einfache Anordnung erzielbar, die durch die zu regelnde Batterie 1 gespeist ist. wie in F i g. 6 dargestellt. Zwei Relais R₁ und A₂ mit unterschiedlichen Ansprechspannungen sowie ein selbsthaltender Kontakt 18.

der in Reihe mit einer Spule 19 betätigt durch eine Spule 20. vorgesehen ist. sind auf die in der Figur gezeigte Weise geschaltet. Die Spule 20 gehört zu einem Elektromagneten zum Betätigen eines Elektroschiebers 21. Die Spannungsschwellen der Kontaktgeber sind derart gewählt, daß die verschiedenen Stellungen der verschiedenen Kontakte entsprechend den Momentanwerten der an den Batterieklemmer liegenden Spannung in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt werden können.

In dieser Tabelle bedeuten die ansteigenden Pfeile ( "·). daß die Spannung zunimmt und die abfallender Pfeile ( ₄). daß die Spannung abnimmt.

Die für einen derartigen Kreis erforderliche Regel leistung ist sehr gering und kann beispielsweise in dei Größenordnung von 20 Watt liegen, während die voi einer Seewasserbatterie erbrachte elektrische Leistunj gewöhnlich in der Größenordnung von einigen 10 kV liegt.

0,50 V_n 0,98

¹ 10

1,02 V_n

Rx	offen	geschlossen	offen	offen
Rz	geschlossen	geschlossen	geschlossen	offen
18	offen	geschlossen	offen wenn V /♦ geschlossen wenn V \	offen
Schieber 21	offen	geschlossen	offen wenn V /* geschlossen wenn V \	offen

Zum Zeitpunkt des Inbetriebsetzens der Batterie ist der Elektroschieber 21 offen, da das Relais R₁ offen ist, weil die an den Batterieklemmen liegende Spannung noch Null ist. Das Meerwasser füllt also die Batterie sehr schnell und deren Klemmenspannung nimmt zu. Das Relais R₁ schließt sich, wenn die Spannung beispielsweise 50 °/₀ der Nennspannung übersteigt. Unter diesen Bedingungen schließt sich der Elektroschieber 21. Die Klemmenspannung nimmt weiter zu, desgleichen der Salzgehalt und die Temperatur des Elektrolyts. Übersteigt die Klemmenspannung der Batterie 1 z. B. 102 °/₀ der Nennspannung, so öffnet der Elektroschieber 21 (vgl. obige Tabelle). Frischer Elektrolyt fließt in die Batterie ein und senkt Temperatur und Salzgehalt des Elektrolyts in der Batterie und damit auch die Klemmenspannung der Batterie, bis diese unter 98% K_n abfällt. Zu diesem Zeitpunkt schließt sich der Elektroschieber 21 unter der Einwirkung des Relais R₁ (vgl. obige Tabelle), die Spannung steigt von neuem, desgleichen Temperatur und Salzgehalt des Elektrolyts. Dieser Vorgang wiederholt sich, wie in den F i g. 3 und 4 durch die Kurve C dargestellt, bis zum Ende der Entladung der Batterie 1. Es kann auch vorteilhaft sein, zum Zeitpunkt des Inbetriebsetzens der Batterie eine gewisse Verzögerung beim Schließen des Ventils 7 in Gestalt des Elektroschiebers 21 vorzusehen, weil die Spannung sehr schnell zunehmen kann, z. B. innerhalb einer Sekunde, während das Füllen der Batterie länger dauern und insbesondere von den Startbedingungen des Gerätes abhängen kann. Die Verzögerung ist durch Einschalten eines (nicht dargestellten) Verzögerungsrelais erzielbar, das z. B. auf 4 oder 5 Sekunden eingestellt und in Reihe mit der Speiseleitung der Spule 19 geschaltet ist. Das Verzögerungsrelais kann ein mechanisches Relais sein, das arbeitet, wenn das Gerät ins Wasser kommt oder ein elektrisches Relais, das beispielsweise parallel zu den Klemmen der Batterie geschaltet und gleichzeitig mit dieser in Betrieb gesetzt wird.

Außerdem kann der Elektroschieber 21 derart beschaffen sein, daß ständig eine begrenzte Menge frischen Elektrolyts in die Batterie eingelassen wird, selbst wenn der Schieber geschlossen ist. Zu diesem Zweck kann z. B. eine kalibrierte Öffnung in der Verschlußklappe des Schiebers vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

lytmengen durch das Ventil (7) ziehende und in die Patentansprüche: Batterie (1) drückende Umwälzpumpe (16) ein geschaltet ist.

1. Verfahren zum Regeln des Elektrolytdurch- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gesatzes durch eine Seewasserbatterie, insbesondere 5 kennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (16) von der mit Magnesium-Silberchlorid-Elektroden, deren Batterie (1) betrieben ist.

Klemmenspannung ein Ventil steuert, das die 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, da-Zufuhr frischen Elektrolyts regelt, der zusammen durch gekennzeichnet, daß das Ventil (7) über mit bereits gebrauchtem Elektrolyt der Batterie einen Servomotor (6) betätigt ist, der an einen Verzugeführt wird, dadurch gekennzeich- io stärker (5) angeschlossen ist, an den als Eingangsn e t, daß nach dem Inbetriebsetzen der Batterie signal eine Spannungsdifferenz gelegt ist, die eine gleichmäßige Elektrolytmenge zugeführt wird, zwischen der Klemmenspannung (l/p) der Batterie die sich aus zwei durch das in der Zuführleitung (1) oder einem festen Teil (u_p) davon und der für den frischen Elektrolyten und zusätzlich in Spannung (u_r) einer Normalzelle (3) oder einer jeder Rückführleitung (11) für bereits gebrauchten 15 Vorrichtung mit stabilisierter Spannung besteht. Elektrolyten zur Batterie (1) angeordnete Ventil (7)

geregelten komplementären EJektrolytmengen zusammensetzt, nämlich aus frischem Elektrolyt und

bereits gebrauchtem Elektrolyt, der vor seiner
Rückführung in die Batterie filtriert wird. ao

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum zeichnet, daß die Menge des pro Zeiteinheit in die Regeln des Elektrolytdurchsatzes durch eine See-Batterie rückgeführten gebrauchten Elektrolyten Wasserbatterie, insbesondere mit Magnesium-Silberabnimmt, wenn die Klemmenspannung der Batterie chlorid-Elektroden, deren Klemmenspannung ein relativ zu einer festen Bezugsspannung ansteigt. 25 Ventil steuert, das die Zufuhr frischen Elektrolyts

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch regelt, der zusammen mit bereits gebrauchtem Elekgekennzeichnet, daß durch Regelung des Ventils (7) trolyt der Batterie zugeführt wird. Die Erfindung die Zufuhr gebrauchten Elektrolyt erhöht wird, betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung wenn die Klemmenspannung der Batterie (1) dieses Verfahrens.

kleiner ist als 98° _υ ihrer Nonnspannung und ver- 30 Verfahren zum Regeln des Elektrolyldurchsatzes

ringert wird, wenn die Klemmenspannung der durch Seewasserbatterien sind bekannt (USA.-Patent-

Batterie (1) größer als 102° ₀ ihrer Nennspannung schrift 3 012 087).

ist. Bekanntlich haben Seewasserbatterien eine große

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Massen- und Volumenkapazität sowie eine sehr gute dadurch gekennzeichnet, dall bei Absinken bzw. 35 Lagerfähigkeil, da die Batterie erst nach ihrem Füllen Ansteigen der Vergleichsspannung (Vp) relativ _mit dem eine Salzlösung darstellenden Seewasscr in zur festen Bezugsspannung (u_r) über den Regel- Betrieb gesetzt wird. Die Funktion der Seewasserkreis (5, 6, 7) jeweils eine Vergrößerung bzw. eine batterie hängt dabei von verschiedenen Parametern Verkleinerung der Verhältniszahl zwischen pro ab, wie der im wesentlichen durch die Temperatur Zeiteinheit zugeführter Menge gebrauchten und 40 des Seewassers bestimmten Elektrolyttemperatur, frischen Elektrolyts erfolgt. vom Salzgehalt des wäßrigen Elektrolyten und dem

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Volumen der in die Batterie eingelassenen Elektrolytdadurch gekennzeichnet, daß für die schnelle menge, die beide die Leitfähigkeit des Elektrolyten Füllung der Batterie (1) mit frischem Elektrolyt verändern, sowie vom Verbrauch der Elektroden

ι zu Beginn ihres Betriebes ein vorzeitiges An- 45 der Batterie, durch den sich der Elektrodenabstand

^: sprechen der Regelung durch das Ventil (7) durch und damit der innere Widerstand der Seewasser-

ein Verzögerungsrelais verhindert wird. batterie ändert. Weiter ist festzustellen, daß die in der

6. Vorrichtung zur Durchführung des Ver- Seewasserbatterie stattfindenden elektrochemischen

j fahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch und chemischen Reaktionen exothermer Natur sind

gekennzeichnet, daß das Ventil (7) für die Regelung 50 und daß bei diesen Reaktionen große Mengen von

! der Zufuhr frischen Elektrolyts einen Eleklro- Schmutzteilchen und Wasserstoff erzeugt werden,

schieber mit mindestens zwei Regelstellungen auf- die ein gutes Funktionieren der Seewasserbatterie in

weist. Frage stellen können.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- Man läßt deshalb die Seewasserbatterie durch die

kennzeichnet, daß das Ventil (7) durch Relais 55 Zufuhr frischen Seewassers kühlen bzw. durch die

! (R_v R₁) betätigbar ist, deren Ansprechspannung Zufuhr gebrauchten Eleki.olyts, der die Batterie

! geringfügig über bzw. unter der Batterienenn- bereits einmal durchlaufen hat, ihre Temperatur

^; spannung liegt. ansteigen, so daß immer eine für das richtige Funk-

':

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- tionieren gute Temperatur sichergestellt ist. Auch

kennzeichnet, daß das Ventil (7) ein Mischventil 60 kann man durch den frischen Elektrolyt Gas und

ist, das zwei Einlasse (8, 9) für die Zufuhr von Schlar.irrHeilchen aus der Batterie herausspülen, um

frischem bzw. gebrauchtem Elektrolyt hat, von so einer Verschmutzung der Batterie vorzubeugen.

denen der eine (8) mit einem Frischelektrolyteinlaß Von dem Zeilpunkt an, zu dem die Seewasserbatterie

(10) und der andere (9) über einen Entgasungs-und zur Gänze mit Elektrolyt gefüllt und in Betrieb ist,

Entschlammungsfilter (13) mit der Ausstoßleitung 65 stellt ihre Klemmenspannung eine abnehmende Funk-

(12) der Batterie (1) für gebrauchten Elektrolyt tion der Zeit dar. Es ist jedoch erwünscht, daß die

' verbunden ist, und daß zwischen Ventil (7) und Klemmenspannung der Batterie während deren Ent-

Batterie (1) eine pro Zeiteinheit konstante Elektro- ladung möglichst auf einem konstanten, für das von