DE2218945C3 - Galvanisches Element mit einer ein Ventil enthaltenden Druckausgleichvorrichtung - Google Patents

Description

Aus der USA.-Patentschrift 3 589 940 bzw. der Elementes sei im folgenden erklärt:
USA.-Patentschrift 3 553 018 sind Batterien zum Sobald die Zelle 1 in das umgebende Medium ein

Eintauchen in flüssige Medien bekannt, die in ein öl getaucht wird und auf die Zelle ein äußerer Über

druck einwirkt, überträgt sich dieser auf dem Wege Ansprechdruck des Entlüftungsvenüls über dem Um-

über das Druckausgleichgefäß 5 auf das Zelleninnere gebungsdruck liegt, erlaubt es das erfindungsgemäße

dadurch, daß das Druckausgleichgefäß sich zusam- System, die Zelle in jeder beliebigen Lage zu betrei-

menzieht, wobei Elektrolyt in das Zelleninnere ge- ben, ohne daß Elektrolyt in die Umgebung ausgesto-

spritzt und die dort eingeschlossenen Gase entspre- 5 ßenwird.

chend komprimiert werden. Da diese Gase das Be- Bei größeren Zellen kann es zweckmäßig sein, streben haben, den oberen Teii des Gefäßes auszu- durch Anwendung einer Abfangkonstruktion die ZeI-füllen, werden sie sich letzten Endes im Dom 7 des lenwände gegen Ausbeulen unter dem inneren ÜberAufsatzes unter dem Entlastungsventil 10 sammeln. druck zu schützen. Fig.2 zeigt eine mögliche Aus-Die Konstruktion des Zellendeckels 12 ist Vorzugs- io führungsform. Aus mechanischen und/oder isolaweise so ausgelegt, daß sich unter ihm keine schädli- tionstechnischen Gründen ist es oft zweckmäßig, gehen. Luftnester bilden können. maß Fig. 2, auf den handelsüblichen Zellendeckel

Nachdem der Druckausgleich stattgefunden hat, einen Vergußkopf auszubringen, der das Zellengefäß

herrscht im Zelleninneren 3 gegenüber der Zellenum- abdichtet und erforderlichenfalls auch Teile von was-

gebung nur ein Unterdruck insoweit, als das Druck- i₅ serdichten Steckverbindungen aufnehmen kann,

ausgleichgefäß 5 der Veränderung gegenüber seiner Werden mehrere Zellen zu einer Batterie zusam-

Form im entspannten Zustand einen gewissen Wider- mengesetzt, so genügt es in der Regel, die in F i g. 2

stand entgegensetzt. gezeigte Abfangkonstruktion nur auf den in der

Werfen nun im Zelleniiineren Gase freigesetzt, so Reihe außen befindlichen Zellen anzubringen,

erhöht sich der Innendruck der ZeKe gegenüber dem ao Unter Einsatzbedingungen, bei denen es häufig

Umgebungsdruck so lange, bis das Ventil 10 des vorkommt, daß die Batterie für längere Zeit auf der

Entlüftungsaufsatzes öffnet und den Überdruck wie- Seite liegt oder auf dem Kopf steht, so daß sich beim

der herabsetzt. Auf diese Weise arbeitet die Zelle bei Gasen der Zelle so viel Druck aufbauen kann, daß er

einem Innendruck, der absolut gemessen in gewissen den Ansprechdruck des Entlastungsventils über-

Grenzen schwanken kann: Die untere Grenze ist ge- 25 schreitet, würde Elektrolyt entweichen können. Die-

geben durch den Druck nach erfolgtem Druckaus- sem kann man dadurch vorbeugen, daß ein". Entlüf-

gleich bzw. diesem Druck zuzüglich dem Schließ- tungskonstruktioii gemäß F i g. 3 gewählt w>d, bei

druck des Entlastungsventils 10, und die obere der ein unter anderem von kunstflugtauglichen Batte-

Grenze ist gegeben durch den Druck nach erfolgtem rien bekanntes Zwischenventil 13 in den Weg zwi-

Druckausgleich zuzüglich dem öffnungsdruck des 30 sehen Zelle 3 und Dom 7 eingefügt ist. Zum Schutz

Entlastungsventils 10. Relativ zur Umgeb ing liegt von Zelle und Druckausgleichgefäß muß allerdings

der Zelleninnendruck nur minimal um den Schließ- hier an beliebiger Stelle vor dem Zwischenventil 13

druck und maximal um den öffnungsdruck des Entla- ein weiteres Sicherheitsventil angebracht werden,

stungsventils 10 höher, wenn man davon absieht, Bei Batterien mit nicht allzu großer Zellenzahl

hiervon jeweils den Druck abzuziehen, den das 35 wird man das erfindungsgemäße System so anwenden

Druckausgleichgefäß 5 der Formveränderung entge- können, daß jede ZeIk einen eigenen Entlüftungsauf-

gensetzt. Die Ventilkonstruktion wird daher Vorzugs- satz erhält. Bei vielzelligen Batterien lassen sich die

weise so ausgeführt, daß öffnungs- und Schließdruck in den Dom führenden Leitungen 41 gemäß F i g. 4

des Entlastungsventils 10 möglichst niedrig liegen, in einiger Distanz von den Zellen zusammenfassen

um eine Zerstörung des Zellengehäuses oder des 40 und in einen gemeinsamen Dom 7 führen. Dabei muß

Druckausgleichgefäßes möglichst sicher zu vermei- allerdings sichergestellt sein, daß es über den Dom 7

den. nicht zu elektrolytischem Kurzschluß kommt. Hierzu

Der Dom 7 im Entlüftungsaufsalz 2 ist in seinen wird zweckmäßigerweise jede Zelle am Ausgang mit

Abmessungen so gehalten, daß auch bei sehr starkem der beschriebenen Labyrinthscheibe 8 versehen.

Gasen der Zelle und einem Aufsteigen der Elektro- 45 Die Zellen oder Batterien, die mit dem beschriebe-

lytflüssigkeit in den Raum über der Labyrinth- nen System ausgestattet sind, können entweder direkt

scheibe 8 praktisch keine Elektrolytflüssigkeit gegen dem umgebenden Medium ausgesetzt werfen oder in

das Entlastungsventil 10 schwappen und dort austre- bekannter Weise in Behälter eingesetzt werfen, die

ten kann, so daß nur die nach dort aufgestiegenen beispielsweise mit öl gefüllt sind, das seinerseits wie-

Gase herausgelassen werfen. Vorzugsweise beträgt 50 derum direkt oder über Membranen dem Druck des

das Verhältnis des Durchmessers zur lichten Höhe umgebenden Mediums ausgesetzt wird,

des Domes 7 des Entlüftungsaufsatzes 2 1 :0,25 bis Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen

1 : 3. Um diesen Gasen den Weg üoer die Verbin- Druckausgleichsvorrichtung liegt darin, daß beliebige

dungsleitung4 in das Druckausgleichgefäß 5 zu ver- handelsübliche Zellen verwendet werfen können, so

sperren, wird deren in das Zellengefäß eintauchendes 55 daß die Notwendigkeit entfällt, besondere Zellen mit

Ende vorzugsweise hakenförmig umgebogen. Solange speziellen Zellengehäusen für Unterwasser-Batterie

der Innendruck der Zelle nicht um mehr als um den herzustellen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

enthaltendes Obergehäuse eingesetzt sind; jede Zelle Patentansprüche: besitzt eme ölschicht oberhalb des Elektrolyten und

1. Galvanisches Element mit einer ein Ventil steht mit dem Inneren des Übergehäuses über eine enthaltenden Druckausgleichvorrichtung, da- Öffnung, in der ein Gaswäscher angeordnet ist, in durch gekennzeichnet, daß es mit einer 5 Verbindung. Zum Druckausgleich ist das Ubergeein Ventil (10) aufweisenden Entlüftungsvorrich- häuse ganz oder teilweise aus elastischem Material tung (2) verbunden ist, daß der Elektrolytraum hergestellt, oder es besitzt eine nach innen oder nach

(3) jeder Zelle über eine Ausgleichsleitung (4) außen ragende Druckausgleichvomchtung. Durch mit einem elektrolytgefüllten Dnickausgleichsge- die Verwendung dieses Übergehauses werden solche faß (5) mit elastischer Wandung in Verbindung io Batterien sehr aufwendig, und durch die Olfullung ersteht und daß die Ausgleichsleitung (4) durch geben sich die bereits erwähnten Nachteile.

einen einen Schwappschutz (8) enthakenden Auf- Gemäß der USA.-Patentschrift 3 391 029 wird der

satz in das Zelleninnere geführt ist. Druckausgleich über eine elastische Membran im

2. Galvanisches Element nach Anspruch 1, da- Zellengehäuse vorgenommen. Die Zellen besitzen Iedurch gekennzeichnet, daß Entlüftungsvorrich- 15 diglich ein Entgasungsventil, in dem keine Trennung tung (2) und der den Schwappschutz (8) enthal- von Gas und Elektrolyten möglich ist, und eine Untende Aufsatz als ein Bauteil auf das Zeilengefäß terwasserbatterie ir. einer solchen Ausfuhrungsform aufgeschraubt sind. benötigt ein sehr aufwendiges Gehäuse.

3. Galvanisches Element nach den Ansprü- Aufgabe der Erfindung ist es, die Überschichtung chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in ao des Elektrolyten mit öl zu vermeiden und auch bei die Zelle eintauchende Teil der Ausgleichsleitung sehr starker Gasung der Zelle das Austreten von

(4) hakenförmig umgebogen ist. Elektrolytflüssigkeit zu unterdrücken, wobei eine

4. Galvanisches Element nach den Ansprü- Schräglage des Elements bis zu 45 gegen die Verliehen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kale auch bei Gasentwicklung möglich sein soll, ohne Ventil (10) als federbelastetes Tellerventil ausge- as daß die Funktionssicherheit des Systems in Frage geführt ist stellt wird. Weiterhin soll es möglich sein, jede be-

5. Galvanisches Element nach den Ansprü- liebige Batterie oder Zelle mit einer Druckausgleichschenibis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den vorrichtung zu versehen, ohne Änderungen beim Flüssigkeitsweg von dem Zelleninnenraum (3) Zcllengehäuse oder im Zellenaufbau vorzunehmen
zum Dom (7) des Entlüftungsaufsatzes ein Zwi- 30 Diese Aufgabe wird dadurch gelost, daß das galvaschenventil (13) eingebaut ist. nische Element mit einer ein Ventil aufweisenden

6. Galvanisches Element nach einem oder Entlüftungsvorrichtung verbunden ist, daß der Elekmehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- trolytraum jeder Zelle über eine Ausgleichsleitung kennzeichnet, daß eine Entlüftungsvorrichtung mit einem elektrolytgefüllten Druckausgleichsgefäß (2) durch Verbindungsleitungen (41) mit mehre- 35 mit elastischer Wandung in Verbindung steht und ren Schwappschutzaufsätzen verbunden ist. daß die Ausgleichsleitung durch einen einen

Schwappschutz enthaltenden Aufsatz in das Zellenin nere gsführt ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist im folgenden an

40 Hand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert.

Gemäß F i g. 1 ist der Entlüftungsaufsatz 2 so auf

Die Erfindung betrifft ein galvanisches Element die Zelle 1 aufgeschraubt, daß der Zelleninnenraum 3 mit einer ein Ventil enthaltenden Druckausgleichvor- mit dem Dom 7 innerhalb des Aufsatzes in Verbinrichtung. dung steht. Über eine Rohrleitung 4, die durch den

Wenn galvanische Elemente mit flüssigen sauren 45 Dom 7 führt und die in den Elektrolyten im Zellenin- oder alkalischen Elektrolyten in ein flüssiges Me- neren 3 eintaucht, ist letzterer mit einem Druckausdium eingetaucht werden sollen, müssen diese Zellen gleichgefäß 5 mit elastischen Wandungen verbunden verschlossen werden. Dabei müssen oft Vorkehrun- Dieses Druckausgleichgefäß 5 ist mit Elektrolytflüs^ gen getroffen werden, um den Aufbau von innerem sigkeit 6 gefüllt. Zwischen dem Zelleninneren 3 und oder äußerem Überdruck zu vermeiden, denn beides 50 dem Dom 7 ist ein Schwappschutz 8, beispielsweise würde das Zellengehäuse nur in gewissen Grenzen eine Laoyrinthscheibe, eingefügt, die bei starker ZeI-aushalten. lengasung das Hochspritzen von Elektrolytflüssigkeil

Aus den USA.-Patentschriften 3 160 525 und verhindert, ohne daß gelegentlich durch das Laby 166 446 sind Verfahren bekanntgeworden, bei de- rinth hindurchtretendem Elektrolyten 9 das Zurück nen der Elektrolyt in der Zelle oder in einem über 55 fließen in das Zellengefäß 3 verwehrt wird. An seij der Zelle befindlichen Reservoir mit öl überschichtet nem oberen Ende ist der Dom 7 durch ein Ventil l(\ wird, das seinerseits entweder in direktem Kontakt gegen das die Zelle umgebende und im Raum 11 an mit der umgebenden Flüssigkeit steht oder durch stehende Medium abgeschlossen. Das Ventil 10 öff eine elastische Membran von dieser getrennt ist. In net sich, sobald ein im Inneren der Zelle sich aufbaubeiden Fällen müssen Vorkehrungen getroffen wer- 60 ender Überdruck einen Grenzwert überschreitet. Die den, um bei Gasung der Zellen das Mitreißen von ses Ventil 10 wird vorzugsweise in bekannten AusElektrolyten in das obenliegende öl zu vermeiden, führungsformen als federbelastetes Ventil (Kugelvendenn das bei Elektrolytverlust nachdringende öl til mit oder ohne Federbeiastung, Tellerventil) odei würde, insbesondere bei Schräglage der Zellen, die als Flatterventil ausgeführt.
Elektroden verschmutzen. S₃ Die Funktion des erfindungsgemäßen galvanischer