DE25774C

DE25774C - Innovations in secondary galvanic batteries or elements and the associated apparatus

Info

Publication number: DE25774C
Application number: DENDAT25774D
Authority: DE
Original assignee: H. TH. barnett in London

Description

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gehörigen Apparaten.associated apparatus.

Die Erfindung bezieht sich auf secundäre galvanische Elemente, Batterien oder Apparate zur Aufspeicherung elektrischer Kraft, und auf zugehörige Apparate.The invention relates to secondary galvanic elements, batteries or apparatus for storing electrical power, and on associated apparatus.

Zweck der Erfindung ist die Construction einer Batterie, welche sich automatisch aus dem Ladungsstrom ausschaltet, sobald dieselbe vollständig geladen ist, und die den' Ladungsstrom parallel zur Batterie kurz schliefst oder überbrückt, sobald diese den Ladungsstrom unterbricht und die Batterie nachher selbstthätig wieder einschaltet, ohne auf andere Batterien oder andere Apparate, welche sich im gleichen Stromkreise befinden, eine Störung auszuüben.The purpose of the invention is the construction of a battery, which is automatically drawn from the Turns off the charge current as soon as it is fully charged, and the 'charge current briefly or bypassed parallel to the battery as soon as it interrupts the charging current and the battery switches on again automatically afterwards, without having to rely on other batteries or other devices that are in the same circuit to cause a disturbance.

In beiliegender Zeichnung, Fig. 1 bis 9, ist die Construction und Anordnung der Apparate veranschaulicht. ;In the accompanying drawing, Figs. 1 to 9, the construction and arrangement of the apparatus is illustrated. ;

Die Erfindung ist auf verschiedene Klassen von secundären Batterien anwendbar, doch benutzt Patentinhaber vorzugsweise diejenige, welche in Fig. 1 durch einen Verticalschnitt und in Fig. 2 durch einen Horizontalschnitt dargestellt ist.The invention is applicable to various classes of secondary batteries, however patent holder preferably uses that which is shown in Fig. 1 by a vertical section and is shown in Fig. 2 by a horizontal section.

Die Elemente dieser Batterie sind in einem länglichen Kasten A eingeschlossen, dessen Dimension von der Art der Arbeit abhängt, welche der Strom zu verrichten hat. Der Kasten ist durch Querwände, welche abwechselnd aus Blei α α und porösem Thon b b bestehen, in Zellen getheilt. Die Räume zwischen den Querwänden sind mit fein zertheiltem Blei c c und Filz, Asbest oder anderem porösen Material dd ausgefüllt, und zwar in abwechselnden horizontalen Schichten (s. Fig. 3). Dieses fein zertheilte Blei kann, wenn gewünscht, amalgamirt sein. Die Räume werden dann mit verdünnter Schwefelsäure oder einer anderen passenden Lösung gefüllt.The elements of this battery are enclosed in an elongated box A , the dimensions of which depend on the type of work that the current has to do. The box is divided into cells by transverse walls, which consist alternately of lead α α and porous clay bb. The spaces between the transverse walls are filled with finely divided lead cc and felt, asbestos or other porous material dd , in alternating horizontal layers (see Fig. 3). This finely divided lead can, if desired, be amalgamated. The spaces are then filled with dilute sulfuric acid or another suitable solution.

Fig. 3 ist ein Verticalschnitt eines Theiles der Batterie. Die Endelektrode e besteht aus Kupfer oder einem anderen Metall, auf welches der Ladungsstrom metallisches Kupfer oder sonstiges Metall niederschlägt. Zur Erreichung dieses Resultates ist die Elektrode e in eine besondere Kammer des Kastens A oder in eine getrennte Zelle eingetaucht, welche Kammer oder Zelle, statt mit abwechselnden Lagen von Blei oder porösem Material gefüllt zu sein, beinahe vollständig mit einer Metalllösung, z. B. Kupfervitriol, gefüllt ist, aus welcher der elektrische Strom ein Metall niederschlägt. Die Lösung kann mit Schwefelsäure angesäuert sein.Figure 3 is a vertical section of part of the battery. The end electrode e consists of copper or another metal on which the charge current deposits metallic copper or other metal. To achieve this result, the electrode e is immersed in a special chamber of the box A or in a separate cell, which chamber or cell, instead of being filled with alternating layers of lead or porous material, is almost completely filled with a metal solution, e.g. B. copper vitriol is filled, from which the electric current precipitates a metal. The solution can be acidified with sulfuric acid.

Das auf die Elektrode e durch den Ladungsstrom niedergeschlagene Metall wird durch den Entladungsstrom aufgelöst, wodurch Gewichtsschwankungen entstehen, welche dazu benutzt werden, um die Batterie automatisch in den Ladungsstrom einzuschalten oder von demselben auszuschalten. Zu diesem Zweck wird die veränderliche Elektrode e in ihrer Lösung an einem Metallhebel oder einer Feder aufgehängt, woran ein Contactstück g befestigt ist, welches in das Quecksilbergefäfs h eintaucht.The metal deposited on the electrode e by the charging current is dissolved by the discharging current, whereby fluctuations in weight arise, which are used to automatically switch the battery on to the charging current or to switch it off from the same. For this purpose, the variable electrode e is suspended in its solution on a metal lever or a spring, to which a contact piece g is attached, which is immersed in the mercury vessel h.

Das Quecksilbergefäfs ist mit einer der Klemmschrauben «der Ladungsleitüng in elektrischer Verbindung (die Ladungsleitung ist in Fig. ι mit C bezeichnet), während die andere Klemmschraube k der Ladungsleitung mit derThe mercury vessel is in electrical connection with one of the clamping screws of the charge line (the charge line is denoted by C in FIG. 1), while the other clamping screw k of the charge line is connected to the

der automatischen Elektrode e entgegengesetzten Elektrode der Batterie in Verbindung steht. Die Feder oder der Hebel f ist mit einer der Klemmschrauben m der Arbeitsleitung D (oder des Entladungsstromes) in fortwährender elektrischer Verbindung.of the automatic electrode e opposite electrode of the battery is in communication. The spring or the lever f is in continuous electrical connection with one of the clamping screws m of the working line D (or the discharge current).

Die Stellung des Hebels / kann durch ein Gleitgewicht η oder andere passende Mittel regulirt werden.The position of the lever / can be regulated by a sliding weight η or other suitable means.

Die automatische Zelle, welche die Elektrode e enthält, kann entweder in die Hauptleitung der Batterie gelegt werden, wie in der obigen Beschreibung angenommen, oder in eine Zweigleitung, wie in Fig. 4 angedeutet ist.The automatic cell containing the electrode e can either be placed in the main line of the battery, as assumed in the above description, or in a branch line, as indicated in FIG.

Es ist vorzuziehen, die automatische Zelle von den übrigen gänzlich zu trennen. Die der automatischen Elektrode in der Zelle gegenüberstehende Elektrode kann aus irgend einem passenden Metall oder einem sonstigen Leiter bestehen. Da die regulirende Wirkung der automatischen Elektrode auf der durch elektrische Ströme hervorgerufenen Gewichtsänderung beruht, so kann das gleiche Resultat durch eine Elektrode bewirkt werden, auf welche der Strom ein Metalloxyd statt eines Metalles niederschlägt, oder durch eine Elektrode, welche vom Ladungsstrom theilweise aufgelöst und dadurch leichter gemacht wird, während das Gewicht durch den Entleerungsstrom vermehrt wird, oder es können feste Körper durch Elektrolyse zersetzt werden statt Flüssigkeiten, z. B. Bleioxyd oder Chlorsilber, oder es können auch Platten verwendet werden,, welche mit solchen festen Körpern überzogen sind.It is preferable to completely separate the automatic cell from the rest. The the automatic electrode in the cell opposite electrode can be made of any matching metal or other conductor. Since the regulating effect of the automatic electrode on the change in weight caused by electrical currents is based, the same result can be achieved by an electrode on which the Current precipitates a metal oxide instead of a metal, or through an electrode, which from the The current of charge is partially dissolved, and thereby made lighter, while the weight is increased by the evacuation current, or it can solid bodies by electrolysis are decomposed instead of liquids, e.g. B. lead oxide or chlorine silver, or it can also Plates are used, which are covered with such solid bodies.

Die regulirende Wirkung läfst sich überhaupt durch irgend ein galvanisches Element hervorbringen, welches eine bewegliche Elektrode enthält, die durch galvanische Ströme abwechselnd leichter und schwerer gemacht werden kann.The regulating effect can be produced by any galvanic element, which contains a movable electrode that alternates through galvanic currents can be made easier and harder.

Wenn die automatische Elektrode während . der Ladung der Batterie an Gewicht verliert, so mufs der Apparat etwas geändert werden, z. B. dadurch, dafs man das Contactstück über den Contacthebel stellt, wie in Fig. ia, wo überdies das Quecksilbergefäfs durch eine Contactschraube g^a ersetzt ist.If the automatic electrode during. loses weight as the battery is charged, the device must be changed slightly, e.g. B. by the fact that the contact piece is placed over the contact lever, as in Fig. Ia, where, moreover, the mercury vessel is replaced by a contact screw g ^a .

Fig. 5 veranschaulicht ein Element zur Zersetzung von unlöslichen Salzen oder anderen Substanzen. Die mit diesen Salzen bedeckten Platten bestehen in solchem Falle aus Wellblech.Fig. 5 illustrates an element for decomposing insoluble salts or others Substances. The plates covered with these salts consist in such a case of corrugated iron.

Eine Schaltvorrichtung ist in der Ladungsleitung angebracht, bevor dieselbe die Batterie erreicht.A switching device is placed in the charge line before the battery achieved.

Dieser Apparat läfst sich auf verschiedene Arten anordnen, doch empfiehlt sich namentlich die Construction, welche in Fig. 6 durch einen Horizontalschnitt und in Fig. 7 durch einen Aufrifs veranschaulicht ist.This apparatus can be arranged in a number of ways, but one that is recommended is by name the construction, which in Fig. 6 by a horizontal section and in Fig. 7 by a Aufrifs is illustrated.

Zwei Elektromagnete M und M¹ (oder SoIenoide), deren jeder mit einem dünnen Draht / und einem dicken Draht/¹ umwunden ist, sind mit einander und mit den übrigen Theilen des Apparates in folgender Weise verbunden:Two electromagnets M and M ¹ (or solenoids), each of which is wound with a thin wire / and a thick wire / ¹ , are connected to each other and to the rest of the apparatus in the following way:

Das Ende P¹ der ersten Spirale aus dickem Draht ist mit einem Ende J°² der zweiten dicken Spirale verbunden, während das andere Ende P^d der ersten dicken Spirale mit einem Messingblock q verbunden ist, durch welchen eine Contactschraube r geht, und das andere Ende P¹ der zweiten dicken Spirale durch den Metallstreifen χ mit der Klemmschraube ί in Verbindung steht. Zwei Enden des dünnen Drahtes, nämlich ein Ende jeder Spirale, sind mit einander verbunden, während jedes der beiden anderen Enden /³ und /⁴ durch die. Metallstreifen χ und χ^λ mit je einer Klemmschraube s t in Verbindung stehen. ; Der oben erwähnte Messingblock steht mit einem zweiten Messingblocke u in Verbindung, durch den eine zweite Contactschraube r¹ geht. Am Kern, des Magnetes M ist eine dünne Feder υ befestigt, 'die gegenüber dem anderen Magnete M¹ eine-Armatur w trägt; am Kern des Magnetes M¹ ist eine zweite stärkere Feder V befestigt, welche gegenüber dem Magnete M eine Armatur W trägt. Der nach der Klemmschraube .r führende Metallstreifen χ ist durch die Metallscheibe y in fortwährender elektrischer Verbindung mit dem Kern des Magnetes M\ während der zur anderen Klemmschraube t führende Metallstreifen λ;¹ durch die Metallscheibe y¹ mit dem Kern des Magnetes M elektrisch verbunden ist.The end P ^{1 of} the first coil of thick wire is connected to one end J ° ^{2 of} the second thick coil, while the other end P ^{d of} the first thick coil is connected to a brass block q through which a contact screw r goes, and the other The end P ^{1 of} the second thick spiral is connected to the clamping screw ί through the metal strip χ. Two ends of the thin wire, namely one end of each spiral, are connected to each other, while each of the other two ends / ³ and / ⁴ by the. Metal strips χ and χ ^{λ are} each connected to a clamping screw st . ; The above-mentioned brass block is connected to a second brass block u , through which a second contact screw r ¹ goes. A thin spring υ is attached to the core of the magnet M , which, compared to the other magnet M ^{1, has} a fitting w ; the core of the magnet M ^1, a second stronger spring V is fixed, which carries an armature W against the magnets M. The metal strip χ leading to the clamping screw .r is in continuous electrical connection with the core of the magnet M \ through the metal disk y, while the metal strip λ leading to the other clamping screw t; ¹ is electrically connected to the core of the magnet M through the metal disk y ^1.

Die Verbindung zwischen der Ladungsleitung, dem Schaltapparat, der Batterie, der automatischen Elektrode und der Arbeitsleitung ist durch Fig. ι dargestellt, welche Figur im Verein mit den Fig. 6 und 7 die Wirkung der ganzen Vorrichtung erläutert.The connection between the charge line, the switchgear, the battery, the automatic Electrode and the working line is shown by Fig. Ι, which figure in conjunction with FIGS. 6 and 7 explain the effect of the entire device.

Wenn das Contactstück g durch eine Schraube, ein Gewicht oder eine Feder richtig gestellt ist, gestattet dasselbe dem Ladungsstrom, durch die automatische Elektrode e und die Batterie zu passiren. Dieser Strom zersetzt die Lösung in der automatischen Zelle B und ändert das Gewicht der Elektrode. Während dieser Zeit geht nur ein kleiner Theil des von der Dynamomaschine kommenden Stromes durch die dünne Spirale des Schaltapparates, während- die dicke Spirale gänzlich umgangen wird und der durch die Drahtwindungen hervorgerufene Magnetismus nicht genügt, die eine oder andere der beiden Armaturfedern zu überwinden.When the contact piece g is properly set by a screw, weight, or spring, it allows the charge current to pass through the automatic electrode e and the battery. This current degrades the solution in automatic cell B and changes the weight of the electrode. During this time only a small part of the current coming from the dynamo passes through the thin spiral of the switchgear, while the thick spiral is entirely bypassed, and the magnetism produced by the windings of the wire is insufficient to overcome one or the other of the two armature springs.

Nachdem die Ladung der Batterie die gewünschte Grenze erreicht hat und das Gewicht der automatischen Elektrode entsprechend vermehrt oder vermindert ist, unterbricht das Contactstück g die Stromleitung, infolge dessen geht der ganze Ladungsstrom durch die dünne Spirale des Schaltapparates und zieht die an der schwächeren Feder befestigte Armatur an.After the charge of the battery has reached the desired limit and the weight of the automatic electrode has increased or decreased accordingly, the contact piece g interrupts the current line, as a result of which the entire charge current goes through the thin spiral of the switching device and pulls the armature attached to the weaker spring at.

Der Strom geht sodann durch den dicken Draht, mit Umgehung des äufseren Stromkreises, welcher auf diese Weise gleichsam überbrückt wird. Die Stärke des zuerst genannten Stromes genügt zur Ueberwindung der schwächeren Feder und um solche in dieser Stellung zu erhalten, ohne die stärkere Feder anzuziehen. Nachdem die Batterie theilweise entladen ist, stellt das Contactstück g die Stromleitung wieder her, wodurch der Strom von der Batterie ebenfalls durch die Drahtwindungen des Schaltapparates geht und die magnetische Kraft so weit verstärkt, dafs die stärkere Feder überwunden wird, diese Feder mit der Contactschraube in Verbindung kommt und den Stromkreis parallel den Elektromagneten kurz schliefst. Da nun der Strom nicht mehr auf die Elektromagnete einwirkt, unterbrechen die Federn die kurze Zweigleitung, wodurch der Strom wieder wie ursprünglich'durch die Batterie geht.The current then goes through the thick wire, bypassing the external circuit, which is, as it were, bridged in this way. The strength of the first-mentioned current is sufficient to overcome the weaker spring and to maintain it in this position without attracting the stronger spring. After the battery is partially discharged, the contact piece g reestablishes the current line, whereby the current from the battery also passes through the wire windings of the switching apparatus and the magnetic force is increased so much that the stronger spring is overcome, this spring with the contact screw in Connection comes and the circuit in parallel with the electromagnet short-circuits. Since the current no longer acts on the electromagnets, the springs interrupt the short branch line, so that the current goes through the battery again as it was originally.

_;. Diese' Wirkung wiederholt sich bei jeder Ladung und Entladung der Batterie. _; . This' effect is repeated every time the battery is charged and discharged.

Um die bei hochgespannten Strömen leicht auftretenden Funken an den Contactpunkten zu vermeiden, wird folgende Modification benutzt. Statt das automatische Element sich selbst aus der Stromleitung ausschalten zu lassen, läfst man dasselbe den Stromkreis eines Elektromagnetes unterbrechen und schliefsen, welcher Magnet die Batterie in den Ladungsstrom ein- und aus demselben ausschaltet. Diese Modification ist durch Fig. 8 dargestellt, in welcher die automatische Elektrode e^l in eine getrennte Zelle B¹ taucht.In order to avoid the sparks which easily occur at the contact points with high voltage currents, the following modification is used. Instead of letting the automatic element switch itself off from the power line, let the same interrupt the circuit of an electromagnet and close which magnet switches the battery on and off from the charging current. This modification is illustrated by Fig. 8, in which the automatic electrode e ^l in a separate cell B ¹ appeared.

Der durch die Fig. 6 und 7 dargestellte Schaltapparat ist durch einen Apparat £ ersetzt, dessen Magnete M"¹ von einem einfachen dünnen Draht umwunden ' sind, der nach dem automatischen Element führt.The switching apparatus shown by FIGS. 6 and 7 is replaced by an apparatus whose magnets M " ¹ are wound around by a simple thin wire which leads to the automatic element.

AVenn die Elektrode sich hebt und den Stromkreis der Drahtwindungen schliefst, stellt der zwischen den Contactschrauben g"² und g³ schwingende Hebel/² die Verbindung mit dem Contactstück^·² her, wodurch der Stromkreis der Batterie überbrückt wird.When the electrode rises and closes the circuit of the wire windings, the lever / ² swinging between the contact screws g " ² and g ^{3 establishes} the connection with the contact piece ^ · ² , whereby the circuit of the battery is bridged.

Bei der Anwendung vorliegender Erfindung zur Vertheilung elektrischer Ströme an verschiedene Consumenten stellt man je eine Batterie, an allen passenden Stellen auf und verbindet diese Batterien hinter einander mit dem Ladungsstrom. Jede Batterie schaltet sich dann aus dem Ladungsstrom aus, nachdem sie hinreichend geladen ist und schaltet sich nach theilweiser Entladung wieder ein.In using the present invention to distribute electrical currents to various Consumers are placed one battery each, in all appropriate places and connects these batteries one behind the other with the charge current. Every battery switches itself off then out of the charge stream after it is sufficiently charged and switches itself off partial discharge again.

Fig. 9 stellt zwei Batterien A und A'¹ dar, welche zu einer Reihe gehören, die durch die Hauptleiter E und E¹ geladen werden und mit Schaltapparaten S und S¹ versehen sind.Fig. 9 shows two batteries A and A 'represent ^1, which belong to a row, which are loaded by the main circuit E and E ¹ and provided with switching devices S and S ^1.

Claims

Patent Claims:

ι. The application of the movement of a in the circuit of a secondary galvanic Element or a battery switched on special electrode for starting a switching device to switch the battery in and out of the charge current, provided this movement caused by the weight fluctuations produced by electrolysis.

2. The connection of a secondary galvanic element or a battery with an automatic electrode, a contact piece and an automatic device, which at the same time interrupts the charge current and bridges it, so that the battery, when charged, switches off the charge current switched off and, if partially discharged, switched on again is, essentially as described.

For this purpose ι sheet of drawings.