DE39431C - Neuerungen an Säulenbatterien - Google Patents

Description

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PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

ALFRED WUNDERLICH in BRÜSSEL Neuerungen an Säulenbatterien.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 27. Juni 1886 ab.

Die Neuerungen bestehen in der Construction, von Rahmen, welche Kanäle und Oeffnungen besitzen, zum Ein- und Auslaufen von Flüssigkeiten in galvanischen Batterien. Der Aufbau erfolgt entweder vermittelst der einfachen Rahmen, Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 9, 10 und 11, oder vermittelst. der Doppelrahmen mit zwei Abtheilungen, Fig. 12 bis 17. Zu einer Batterie gehören Rahmen B, zwischen welchen abwechselnd auf einander folgend Elektrodenplatten und durchlässige Membranen eingelegt werden; diese Theile werden dann vermittelst Enddeckel zusammengeprefst. In Fig. 3 ist eine Batterie im Schnitte senkrecht durch Rahmen und Elektrodenplatten dargestellt, auf der rechten Seite ist ein Reservoir mit dem Prefsdeckel verbunden, das beliebige Form und Anordnung erhalten kann. Die Batterie, Fig. 3, kann zusammengestellt werden aus Rahmen, wie ein solcher in Fig. 1 in der Ansicht und in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt ist, oder aus solchen nach Fig. 11. Man bemerkt, dafs in Fig. ι die beiden Kanäle A_c und A₁ auf gleicher Höhe angeordnet sind, während .in Fig. 11 der Kanal A,, höher liegt. Wenn die Rahmen B der Fig. 1, 2 und 11 gleichmäfsig auf einander gelegt werden, so werden dadurch zwei zur Säulen achse parallele Durchgangskanäle gebildet. Nun besitzt jeder Rahmen aufser diesen beiden Kanalöffnungen noch je eine Oeffnung F_e bezw. F_v welche den Kanal mit der Zelle verbindet, so dafs abwechselnd vom einen Rahmen eine Communication mit dem Innern der Batterie durch den Kanal A_c, vom folgenden aber durch den Kanal A^ hergestellt wird. Denkt man sich also vom einen Batterieende durch einen Kanal gehend, so trifft man abwechselnd bei jedem dritten Rahmen eine Oeffnung nach dem Batterie-Innern.

Das Vorausgeschickte bezüglich der Durchgangskanäle A_c und Aj mit Zellenöffnungen F_c und F^ wird durch die Fig. g und 10 noch besser verständlich. Die Fig. 10 stellt einen Horizontalschnitt durch die Kanäle A_c und A^ dar, von oben aus gesehen. In Fig. 9 ist eine Oeffnung nach der Zelle F_c punktirt angedeutet; dieselbe vermittelt also z. B. (durch diese Oeffnung) eine Verbindung der Kupferzelle mit dem Kupferkanal, während der Zinkkanal in diesem Rahmen keine Oeffnung hat.

Das in Fig. 3 angedeutete Reservoir hat man sich durch eine Querwand senkrecht zur Prefsfläche in zwei Hälften so getheilt zu denken, dafs die eine Hälfte nur mit dem Kupferkanal A_c, die andere nur mit dem Zinkkanal A_x in Verbindung steht. Die in Fig. 3. gezeichnete Stellung der Batterie, wobei die Kanäle A_c und A^ oben sind, ist die normale Arbeitsstellung. Dreht man die Batterie so um die linke untere Kante, dafs das Reservoir W nach oben zu liegen kommt, so nehmen die Kanäle A₀ und A₁ eine verticale Lage und die Elektroden und Membranen eine horizontale Lage ein. Es kufen also die Reservoirflüssigkeiten von den Reservoirabtheilungen durch die Kanäle A_c und A^ nach den entsprechenden Zellen und füllen dieselben. Dreht man jetzt die Batterie um dieselbe Kante wieder zurück (als Drehkante immer die linke untere, den Elektrodenplatten parallele Kante gemeint) in die Anfangsstellung, Fig. .3, so bleiben die

Zellen gefüllt, während die überschüssigen Flüssigkeiten nach dem Reservoir zurücklaufen. Hat die Batterie in der normalen Stellung, Fig. 3, eine Zeit lang gearbeitet und man will dieselbe aufser Thätigkeit setzen, bezw. die Flüssigkeiten ablassen, so dreht man die Batterie um die rechte untere, den Elektroden parallele Reservoirkante von links nach rechts, bis das Reservoir unten liegt, wobei die Kanäle A_c und A₁ vertical und die Elektrodenplatten horizontal sind. Sind die Flüssigkeiten ganz aus den Zellen in das Reservoir W ausgelaufen, so dreht man die Batterie langsam wieder in die normale Lage zurück, und die Batterie ist leer. Dasselbe Verfahren kann nun mehrere Male mit den gleichen Flüssigkeiten wiederholt werden, oder, aber es können die verbrauchten Flüssigkeiten abgelassen und erneuert werden. Wird die Batterie geeignet gelagert,' so ist das Drehen einfach.

Die Anordnung der Kanäle A_c und A^ hat also, wie ersichtlich, den Zweck, die in dem Reservoir W getrennten Flüssigkeiten durch einfaches Drehen der Batterie in die einzelnen zugehörigen Zellen getrennt und gleichmäfsig zu vertheilen. Legt man nun einen der Kanäle, wie in Fig. 11 gezeichnet, höher als den andern, so ist es auch möglich, während des Betriebes die Flüssigkeit in dem niederen Kanal so hoch zu 'stellen, dafs sie die sämmtlichen mit dem Kanal verbundenen Zellen bespült, ohne dafs solches auch in dem andern Kanal stattfindet, was eine Kurzschliefsung verursacht , während die Verbindung nur einer Zellenreihe nicht bemerkbar wirkt. Wären nämlich die Kanäle gleich hoch gestellt, so würde nach einiger Zeit die Flüssigkeit des Kupfers durch die poröse Wand hindurch die Zinkflüssigkeit auf. gleiches Niveau gebracht haben und also die Zinkkanalöffnungen mit dem Zinkkanal durch die Zinkflüssigkeit verbunden sein, während eine solche Verbindung auch bei gleichem Niveau der Flüssigkeiten nicht möglich ist, sowie der untere Rand des Zinkkanals höher liegt als das Niveau der Kupferflüssigkeit.

Hierbei ist dann vorausgesetzt, dafs die Batterie so mit einem Reservoir verbunden ist, dafs die Flüssigkeit, welche den niederen Kanal während des Arbeitens der Batterie bespülen soll, von den Reservoirabtheilungen aus bequem nach dem Kanal circuliren kann.

Bei der Anordnung eines Reservoirs, wie Fig. 3 zeigt, ist eine solche Circulation nicht gut verständlich, sie wird es aber sofort sein, sowie man sich das Reservoir um eben so viel nach oben verlängert denkt, von den Kanälen aus gerechnet, als es jetzt von den Kanälen aus nach unten an Raum einnimmt, und dann die untere Hälfte event, wegläfst. Zum Füllen und Entleeren der Zellen von dem Reservoir aus hat man dann die Batterie, statt wie bei Fig. 3 um eine zu den Elektrodenplatten parallele Achse, nunmehr um eine zu diesen senkrechte, an beiden Prefsdeckeln angebrachte Achse zu drehen.

Die normale Arbeitsstellung ist wieder die mit Kanälen-4_C und A^ nach oben, während durch das Drehen um die bezeichnete Achse die Kanäle allmälig nach unten kommen und die Flüssigkeiten aus den Zellen in die' Reservoirabtheilungen entleeren, bis die Kanäle ganz unten angekommen sind und alle Flüssigkeit in die Reservoirabtheilungen ausgelaufen ist. Im Nichtbetriebszustande, bei leeren Zellen, ist ' die Stellung der Batterie die zur Arbeitsstellung entgegengesetzte. Um die Constanz des Stromes auf eine noch gröfsere Zeitdauer ausdehnen zu können, als dies bei Anwendung der bisher beschriebenen einfachen Rahmen der Fall ist, werden solche zweckmäfsig in zwei durch einen Steg getrennte Hälften getheilt (s. Fig. 12 bis 15), so dafs bei Zusammenstellung der Rahmen die oberen Hälften je einen Vorrathsraum zu der darunter befindlichen Zelle bilden. Diese Vorrathsräume dienen dazu, die in den Zellen sich verändernden Flüssigkeiten direct nachzusättigen. Die Rahmenconstruction ist in den Fig. 12 bis 15 dargestellt; wie ersichtlich, sind die Kanäle A_c und A^ gegenüber den Fig. 1, 2 und 11 mehr zusammengedrängt, ihre Anordnung kann jedoch beliebig sein. Die Elektrodenplatten D bezw. Membranen D₁ werden in die in den unteren Rahmenhälften ausgesparten, in den Figuren ersichtlichen Falze eingesetzt. In den oberen Rahmenhälften treten an Stelle dieser Falze volle Rahmenflächen J, wie dies dargestellt ist. . Die Stege sind mit Q. und die darin angebrachten Oeffnungen mit H bezeichnet. Die in der oberen Hälfte J sich befindende Flüssigkeit communicirt durch die Oeffnungen H H mit der Flüssigkeit in der unteren Hälfte. Die (depolarisirende) Zellenflüssigkeit, welche beim Arbeiten der Batterie an Concentration abnimmt, wird somit auf die directeste Weise von der darüber stehenden gleichartigen Zellenflüssigkeit nachgesättigt. Die (erregende) Zellenflüssigkeit, welche beim Arbeiten der Batterie durch Auflösen der Elektroden an Concentration zunimmt, sättigt sich ebenfalls durch die darüber stehende Zellenflüssigkeit mit den erregenden Bestandtheilen nach, während das in Lösung befindliche Elektrodensalz sich nach unten concentrirt, von wo aus es durch den eigens dazu angebrachten Kanal E (s. die Zeichnung) mit Oeffnungen G zu jeder Zeit abgelassen werden kann. Der Kanal E ist in derselben Weise angeordnet, wie dies eingangs für die Kanäle A_c und A_K beschrieben wurde, er hat nur Oeffnungen G, welche von den

Claims (2)

Erregerzellen aus einmünden, und ist von den anderen Zellen getrennt. Bei der vorliegenden, sowie bei der in den Fig. i, 2, 3, g, 10 und 11 gezeichneten Construction der Rahmen ist es zu bestimmten Zwecken nöthig, dafs ein Hauptreservoir noch mit der Batterie verbunden wird. Die Anordnung eines solchen Reservoirs kann zweckmä'fsig in der in den Fig. 16 und 17 in kleinerem Mafsstabe dargestellten Weise ge-■ troffen werden. Die Rahmen werden durch Deckplatten R zusammengeprefst, in welchen Oeffnungen ρ angebracht sind, die mit den Kanälen A0 und A^ correspondiren. Das Reservoir W ist durch eine Zwischenwand S in zwei Abtheilungen getheilt, von denen jede mit einem Kanal in Verbindung steht, und zwar an beiden Enden vermittelst der Oeffnungen p. Das Reservoir wird nach Zusammenstellung der Batterie einfach mit derselben dicht verschraubt, kann leicht abgenommen oder gegen ein anderes ausgewechselt werden. Wird nun die Batterie um eine mit den Kanälen parallele Achse gedreht, so entleeren sich die Flüssigkeiten bequem und schnell in die entsprechenden Reservoirabtheilungen, ohne sich zu vermischen. Der freie Raum der Reservoirabtheilungen braucht nur die Flüssigkeitsmenge aufnehmen zu können, welche im Arbeitszustande die Elektroden bezw. Membranen umgiebt. PATENτ-AnSprüche:

1. Zur Herstellung von Batterien die Anwendung und Construction von Rahmen B, welche geeignet durchbrochen sind, so dafs bei Zusammenstellung derselben zwei getrennte Flüssigkeitskanäle A_c und A₁ mit nach der Zelle führenden Oeffnungen F_c und F^ gebildet werden, zur Füllung, Entleerung und Nachsättigung der Flüssigkeiten .

2. Die Theilung der unter 1. gekennzeichneten Rahmen durch einen mit Oeffnungen H₁ versehenen Steg Q in zwei Abtheilungen, so dafs . bei Zusammensetzung dieser Rahmen zu einer Batterie über jeder Zelle eine Vorrathskammer zur directen gleichmäfsigen Nachsättigung der in den Zellen verbrauchten Flüssigkeiten gebildet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.