DE300652C

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Publication number: DE300652C
Application number: DENDAT300652D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

Als Mittel zur Überwachung des Ladungs-"zustandes eines elektrischen Sammlers sind Voltameter bekannt, die, in., den Stromkreis des Sammlers eingeschaltet, einen Zeiger bei der Laldungi des Sammlers in dem einen Sinne, bei der Entladung im entgegengesetzten Sinne längs einer Skala bewegen; es sind¹ elektrochemisch umkehrbare Voltameter. Wird die Polarität der Elektroden vertauscht, so

ίο wandert die vorher zwischen den Elektroden elektrolytisch ausgetauschte Stoffmenge auf dem umgekehrten Wege wieder zurück. Ein solches Voltameter,, ζ. B. ein Kupfervoltameter mit zwei' Kupferlektrodcn in Kupfersülfatlösung, von denen eine an einer Federwaage aufgehängt ist, in den Stromkreis eines verlustlösen (idealen) Sammlers eingeschaltet, wurde durch den Zeiger der Federwaage ohne weiteres¹ den jeweiligen Ladungszustand¹, also den Amperestundengeha.lt des Sammlers, anzeigen. Bei einem wirklichen Sammler jedoch würde diese Angabe noch¹ fehlerhaft sein wegen des Ladungsverlustes im Sammler. Der Sammler gibt nur einen Teil der Amperestunden wieder heraus, die vorher in ihn hineingeladen worden sind. Dieser Fehler läßt sich) aber durch, bekannte Mittel beseitigen, Man sorgt dafür, daß bei der Entladung des Sammlers ein größerer Bruchteil des Sammlerstromes durch. das Voltameter geht wie bei der Ladung! und stimmt die dafür verwendeten Nebenschlüsse bzw. Vorschaltwiderstände des Voltameters s'o ab, daß bei voller Ladung .und. bei voller Entladung des Sammlers dieselbe ■ Elektrizitätsmenge durch das Volta;-meteir fließt,....:... ..".

Durch die Erfindung wird! ein solches Voltameter in einer Richtung verbessert, auf die man bisher nicht geachtet hat, was zur Folge hatte, daß die bisher vorgeschlagenen Voltameter dieser Art nicht praktisch brauchbar waren.

, Die älteren Voltameter sind noch mangelhaft aus folgendem Grunde: Nach Erreichung der vollen Ladung des Sammlers¹ muß noch eine Zeitlang Strom in der Richtung des Ladestromes durch den Sammler geschickt werden. Diese an die Ladung anschließende sogenannte »Überladung«, die- von einer lebhaften Gasentwicklung im Sammler begleitet ist, erhöht den Amperestundengehalt des Sammlers nicht mehr. Die zur. Überladung erforderliche Elektrizitätsmenge wird also vom Sammler nicht wieder zurückgegeben. Nach jeder¹ aus Ladung,· Überladung und Entladung bestehenden Betriebsperiode zeigt das Voltameter die Überladungselektrizitätstnenge als Ladungsrest an. Im Laufe mehrerer Betriebsperioden wird dieser Ladungsrest der Zähl der Betriebsperioden entsprechend größer, und damit wird die Angabe des Gerätes ganz unbrauchbar.

Um diesem Übelstande vorzubeugen, wird gemäß der Erfindung durch Abschaltung des Voltameters während der Überladung oder durch Sondierung der während der Überladung zwischen den. Elektroden ausgetauschten Stoffmenge von der während der Ladung ausgetauschten Stoffmenge die zur Überladung des Sammlers verbrauchte Elektrizitätsmenge aus der Angabe des Voltametere ausgeschieden.

Das an zweiter Stelle genannte Mittel ist sehr einfach anzuwenden bei einem Voltameter, bei dem eine Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, oder ein Gas, z. B. Wasserstoff, an der Kathode aus dem Elektrolyten heraus, an der Anodie in ihn eintritt. Bei einem solchen Voltameter kann die wählrend der¹· Überladung an der Kathode ausgeschiedene Stoffmenge zur Anode zurückgeleitet werden.

Einen Wasserstoffvoltameter mit einer solchen Einrichtung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung 'durch die Zeichnung veranschaulicht.

io und Ii sind die gitterförmigen Elektroden; 10 ist bei der Ladung" Kathode, 11 Anode. An. die Ladungskathode schließt sich, ein enges Meßrohr 12 an, an die Ladungsanode 11 ein weiteres Röhr 13. Das Ende des Meßrohres 12 befindet sich unter dem Ende des Rohres 13, so daß aus dem Meßrohrende austretendes Gas durch das Rohr 13 zum Sammelraum an der Ladungsahode 11 zurückkehren kann. Die Elektroden 10, 11 mit den Rohren 12, 13 sind im Innern eines

.25 mit der Elektrolytflüssigkeit gefüllten Gefäßes· 14 untergebracht.

Bei diesem Voltameter wird durch! den Wasserstoff, der bei der Ladung des Sammlers an der Elektrode 10 ausgeschieden wird, der Flüssigkeitsspiegel in dem Meßrohr 12, von der Elektrode aus· gesehen, zurückgeschoben, schließlich bis zum Ende des . Meß rohre s. Ist dieser Zustand erreicht, so wird in dem Maß, als an der Elektrode 10 Wasserstoff ausgeschieden ist, Wasserstoff aus dem Ende des Meßrohres 12 austreten und zur Anode 11 zurückkehren. Die Größen, die die Stromstärke im Voltameter bestimmen, sind in Beziehung zum Rauminhalt des Meßrohres 12 und zum Amperestundengehalt des vorgeladenen Sammlers so gewählt, daß bei Volladung des Sammlers das Meßrohr sich gerade bis zum Ende mit Wasserstoff füllt. Es wird also die während der Überladung des Sammlers an der Ladungskathode 10 ausgeschiedene Wasserstoffmenge zur Anode zurückkehren und somit aus der Angabe des Gerätes ausgeschaltet sein.

Der Gebrauch des Gerätes gestaltet sich wie folgt: Vor Beginn der ersten Ladung des Sammlers wird der Flüssigkeitsspiegel im Meßrohr an den in der Zeichnung mit ο bezeichneten Endpunkt der Meßskala gebracht. Bei der nun folgenden Ladung weicht der Flüssigkeitsspiegel zurück, um, wie vorher angegeben ist, bei voller Ladung des Sammlers gerade bis an das Ende des Meßröhres zu kommen. Die an die Ladung anschließende Überladung hat, wie angegeben, keinen Einfluß mehr auf den anzeigenden Teil des Gerätes. Wenn nun die Entladung; beginnt, vertauschen die Elektroden ihre Rollen, 10 wird Anode, 11 wird Kathode; die mit 10 in Verbindung stehende Wasserstoffmenge im Meßrohr 12 nimmt entsprechend der fortschreitenden Entladung des Sammlers ab. Dabei berücksichtigt man dien Wirkungsgrad des Sammlers in bekannter Weise dadurch, daß man bei der Entladung· durch das Voltameter einen im Verhältnis zur Sammlerstromstärke größeren Strom fließen läßt wie bei der Ladung. In der Zeichnung ist dafür ein Schalter 15 zum Kurzschließen eines Teiles 16, eines Vorschaltwiderstandes vor dem Voltameter angenommen. Dieser Schalter ist durch eine durch den Richtungswechsel des Stromes im Sammler zu betätigendien Vorrichtung beim Beginn .. der Entladung zu schließen.

Die Gasmengen in den Rohren 12 und 13 Averden hinter den Elektroden 10, 11 festgehalten, wenn man als Elektroden die bei Wasserstoffvoltametern bekannten engmaschigen Gitter verwendet. Die Maschen werden so eng gemacht, daß das Gas auch bei dem höchsten vorkommenden Überdruck die Spannung der Flüssigkeitshäute in den Maschen nicht zu überwinden vermag. Der höchste vorkommende Überdruck, der in dem Gasraum des Meß rohres 12 auftritt, ist bestimmt durch den Niveauunterschied zwischen der Elektrode 10 und dem in der Figur unteren Ende des Meßrohres 12. In dem weiteren Rohre 13 tritt kein gleich hoher Überdruck auf, weil es sich nicht ganz mit Gas füllt. Die Maischen der Elektrode 11 können deshalb', wenn es erwünscht ist, weiter gemacht werden wie die der Elektrode 10.

Eine Bildung von Blasen'an den äußeren Seiten der Elektroden, die einen Gasverlust herbeiführen könnte, findet nicht statt, weil die an den Elektroden ausgeschiedenen Wasserstoffionen überaus leicht zwischen den Maschen der Elektroden hindurch in die Wasserstoffräume diffundieren.

Eis ist noch zu bemerken, daß der Nullpunkt der Skala in die Nähe der Elektrode 10 verlegt wird, wenn man die noch vorhandene Ladung der Sammlerbatterie abzulesen wünscht, hingegen an das andere Ende, in der Zeichnung unteres Ende des Meßrohres, wenn man abzulesen wünscht, wieviel Amperestunden man der Batterie seit ihrer Verladung wieder entnommen hat.

Claims

115 Patent-Ansprüche:

ι . Voltametrischer Ladungsanzeiger für elektrische Sammler, dadurch gekennzeichnet, daß. durch Abschaltung des Voltameters während der an die Ladung an- ·' schließenden, den Amperestundehgehalt

des Sammlers nicht mehr erhöhenden Überladung oder durch Sonderung der während der Überladung· zwischen den Elektroden ausgetauschten Stoffmenge von, der während der Ladung ausgetauschten Stoffmenge die zur Überladung des Sammlers verbrauchte. Elektrizitätsmenge aus der Angabe des Voltameters ausgeschieden. wird.

2. Voltametrischer Ladungsanzeiger nach Anspruch i, bei dem eine Flüssigkeit (z. B. Quecksilber) oder ein Gas (ζ. Β. Wasserstoff) an der Kathode aus dem Elektrolyten heraus an der Anode in ihn eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß die während der Überladung an der Kathode ausgeschiedene Stoffmenge zur Anode zurückfließt.

3. Voltametrischer Ladungsanzeiger nach Anspruch 2 mit einem Wasserstoffvoltameter, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Ende eines an den Gasraum der Ladungskathode angeschlossenen Meßrohres austretende Gas zum Gasraum an der Ladungsanode aufsteigt, und weiter gekennzeichnet dadurch, daß die die Stromstärke im Voltameter bestimmenden Größen in Beziehung zum Rauminhalt des Meßrohres und zum Amperestundengehalt des vollgeladenen Sammlers so gewählt sind, daß bei Volladung des Sammlers das Meßirohr sich gerade bis zum Ende mit Gas füllt, so daß während der Überladung des Sammlers Gas aus dem Meßrohrende austritt und zum Gasraum der Anode aufsteigt.

4. Voltametrischer Ladungsanzeiger nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Wassörstoffvoltameter mit Gitterelektroden, bei dem außer dem an den Gasraum der Ladungskathode angeschlossenen engeren Meßrohr ein an den Gasraum der Ladungsanöde angeschlossenes weiteres Rohr vorhanden ist, in dessen Ende das aus dem Meßrohrende austretende Gas eintritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.