DE41561C - Automatische primäre Batterie - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Automatische primäre Batterie.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 18. December 1886 ab.

Die vorliegende automatische primäre Batterie zählt zu der Klasse von primären Batterien, in welchen die erregenden Flüssigkeiten durch die Differenz ihrer specifischen Gewichte über einander geschichtet bleiben. Sie unterscheidet sich von den genannten Batterien durch die Construction der eigentlichen Batterie, sowie durch Vorrichtungen, welche durch die sich ändernde Dichtigkeit der erregenden Flüssigkeiten automatisch in Thätigkeit gesetzt werden und das Erneuern bezw. Abführen dieser Flüssigkeiten bewirken.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf eine in einem Trog untergebrachte Zink-Kohle-Batterie, bei welcher drei Flüssigkeiten, auf dem Boden des Troges eine Zinkvitriollösung, über derselben eine Kupfervitriollösung und auf letzterer eine Schicht reinen Wassers, über einander geschichtet sind.

Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht die neue Batterie in Fig. 1 in Seitenansicht, zum Theil im Schnitt nach O-P- Q-R der Fig. 2; Fig. 2 zeigt einen Grundrifs derselben und Fig. 3 einen Schnitt nach M-N der Fig. 1.

Die Batterie ist aus drei Theilen zusammengesetzt, nä'mlich aus: 1. der eigentlichen Batterie, in welcher die chemische Wirkung vor sich geht, 2. dem Speiseapparat für die Kupfervitriollösung, und 3. dem Apparat zum Zuführen von frischem Wasser.

Die eigentliche Batterie besteht aus einem rechteckigen Trog A, welcher durch Scheidewände α in Fächer (drei auf der Zeichnung) eingetheilt ist, von denen jedes eine Zinkelektrode Z, eine diese Elektrode umgebende, angesäuertes Wasser enthaltende poröse Zelle B und zwei Kohleelektroden C C in sich aufnimmt. Die poröse Zelle B ist an ihrem unteren Theil mit Löchern χ versehen, damit diejenige Zinkvitriollösung, welche sich unten in der porösen Zelle ansammelt, sich der die untere Schicht D bildenden Zinkvitriollösung zugesellen kann. Die am oberen Ende der porösen Zelle angebrachten Löcher b gestatten den Zutritt reinen Wassers aus der obersten Schicht E, welche in allen Fächern reines Wasser ist, in den oberen Theil der porösen Zelle. Die Schicht F, welche zwischen der Zinkvitriollösung und dem reinen Wasser vorhanden ist, ist eine Lösung von Kupfervitriol.

Die Fächer des Troges A stehen nicht direct mit einander in Verbindung, sondern sie communiciren alle durch die Schlitze c und die Löcher d mit einem in dem Trog gebildeten Kanal G, Fig. 2 und 3, so dafs in diesem Kanal ebenfalls die drei· über einander geschichteten Flüssigkeiten, am Boden die Zinkvitriollösung D, in der Mitte die Kupfervitriollösung F und oben auf reines Wasser E, vorhanden sind. In diesen Kanal G münden das Zuflufsrohr e für die Kupfervitriollösung, das Zuführungsrohr f für das reine Wasser und das Abflufsrohr g für die Zinkvitriollösung ein.

Die Zuführung der Kupferlösung findet durch das geneigte Rohr e statt, dessen oberes durchlöchertes Ende in ein geschlossenes Gefäfs H hineinreicht, welches Kupfervitriolkrystalle und Wasser, das sich allmälig mit diesem Salz sättigt, enthält. Während der Speisung der Batterie mit Kupfersulfat wird das Rohr e von zwei entgegengesetzt fiiefsenden FlUssigkeitsströmen durchlaufen; die Salz-

lösung steigt auf der unteren Seite des Rohres nach abwärts und das Wasser auf der oberen Seite des Rohres nach aufwärts, wie dies die Pfeile in Fig. ι andeuten.

Der Abflufs der Zinkvitriollösung geschieht durch das heberartig gebogene Rohr g, welches vom Boden des Batterietroges nach aufsen führt. Die Höhe dieses Rohres ist mit Rücksicht auf die Differenz der Dichtigkeiten der Kupfervitriollösung, welche sich in der Batterie bei F befindet, und der Zinkvitriollösung, welche bei D auf dem Boden des Troges ruht und das Rohr g auf seiner ganzen Höhe erfüllt, so gewählt, dafs, wenn die Schicht D der Zinkvitriollösung eine gewisse Höhe erreicht, Abflufs dieser Lösung nach aufsen stattfindet.

Die Zuführung des reinen Wassers erfolgt durch das U-förmig gebogene Rohr f automatisch in folgender Weise: Das obere Ende des langen Schenkels des Rohres f endigt in einen Trichter /, welcher durch ein Rohr j mit einem Behälter J in Verbindung steht, in welchem der Spiegel des Wassers durch einen Schwimmerhahn oder auf andere Weise gleichmäfsig hoch erhalten wird. Der Boden oder die untere Oeffnung des Trichters ist durch ein Ventil h verschlossen, dessen Stange i mit dem Anker k eines Elektromagneten K verbunden ist.

Sobald die Zinkvitriollösung zu stark gesättigt ist und folglich ihre Dichtigkeit zugenommen hat, verursacht der von dieser Lösung in dem kürzeren Schenkel des Rohres f ausgeübte Druck ein Heben der Flüssigkeit in dem längeren Schenkel des Rohres f, wodurch das Quecksilber des Gefäfses eines Manometers M verschoben wird; das Quecksilber steigt in dem dünnen Schenkel dieses Manometers so hoch, dafs eine metallische Verbindung zwischen den beiden Enden / /' eines elektrischen Stromkreises hergestellt wird, worauf ein von der Batterie P ausgehender Strom den Elektromagneten K umkreist. Der Anker k des letzteren wird angezogen, das Ventil h gehoben, und es tritt Wasser aus dem Trichter / in den langen Schenkel des Rohres f hinein, welches die Zinkvitriollösung aus dem kurzen Schenkel des Rohres f heraus in den Batterietrog zurücktreibt und selbst bis zum obersten Spiegel der Batterieflüssigkeiten emporsteigt, während gleichzeitig Zinkvitriollösung durch das Rohr g ausfliefst.

Die bei jedem Oeffnen des Ventils h ausfliefsende Wassermenge wird durch den Schwimmer m bestimmt; sobald nämlich der Wasserspiegel bis zu einem gewissen Punkte sinkt, entfernt sich die Stange des Schwimmers ni von der Contactplatte n, und der Stromkreis wird unterbrochen; der Anker k mit dem Ventil h fällt von dem Magneten K ab und durch sein Gewicht herab und das Ventil h schliefst die Oeffnung des Trichters, so dafs der Zuflufs aufhört. Zu gleicher Zeit nimmt das Quecksilber wieder in dem Manometer seinen normalen Spiegel ein. Das Wasser wird auf diese Art automatisch, und zwar in Intervallen dem unteren Theil der Batterie zugeführt, es steigt mitten durch die salzigen Schichten und bildet die oberste Flüssigkeitsschicht der Batterie.

Um das Aufsteigen des Wassers bis zum obersten Spiegel zu sichern, ist es vortheilhaft, den aus dem Rohr f austretenden Wasserstrahl durch ein oben und unten offenes Rohr £, welches in Fig. ι punktirt gezeichnet ist, hindurch zu führen.

Durch die Zuleitung des Wassers bis zum obersten Spiegel der Batterieflüssigkeiten wird in den porösen Zellen eine Circulation von oben nach unten bewirkt; das Wasser tritt unaufhörlich in das obere Ende der porösen Zellen ein und unten aus den letzteren als Zinklösung aus.

Die Fig. 4 zeigt eine Abänderung der Wasserspeisevorrichtung , welche ohne Hülfe von Elektricität in Thä'tigkeit tritt. Der lange Schenkel des Rohres f ist oben durch ein Ventil 0 verschlossen, welches durch den Druck des Wassers im Reservoir I gegen seinen Sitz geprefst wird, während eine Zugfeder r, deren Spannung nach Belieben verändert werden kann, in entgegengesetzter Richtung auf das Ventil ο einwirkt. Wenn der Druck in dem kurzen Schenkel des Rohres f infolge der Dichtigkeitsvermehrung der Zinkvitriollösung wächst, so wird das Ventil ο gehoben, es sinkt dann reines Wasser in dem langen Schenkel des Rohres f herab, steigt in dem kurzen Schenkel desselben Rohres nach oben in die Batterie und treibt die Zinklösung aus dem Rohr/heraus; das Ventil ο schliefst, sobald Druckausgleich stattgefunden hat, das Rohr f wieder durch sein Eigengewicht.

Claims (1)

1. Pate nt-An sp rüche:

   i. Eine primäre Batterie, bestehend aus einem Trog A, welcher durch Scheidewände a in mehrere Fächer getheilt ist, von denen jedes die zu einem Element gehörenden Elektroden und die erregenden Flüssigkeiten aufnimmt und mit einer Kammer oder einem Längskanal G durch Schlitze c oder Löcher d oder durch Schlitze c und Löcher d in Verbindung steht, wobei die Fächer und der Kanal, von unten nach oben über einander geschichtet, enthalten: eine Zinkvitriollösung, eine Kupfervitriollösung und reines Wasser, wobei ferner der Kanal zur selbsttätigen Speisung der

   Kupfervitriollösung, . zur Zuführung von j reinem Wasser und zum Abflufs der Zinkvitriollösung dient.
   2. Bei der Batterie, Anspruch ι:

   a) die Anordnung der Zinkelektroden in porösen Zellen, welche oben und unten durchlöchert sind, um das untere und das obere Ende der porösen Zellen mit der untersten und der obersten Flüssigkeitsschicht in den Fächern des Troges in Verbindung zu setzen;

   b) die automatische Speisung mit Kupfervitriol durch ein geneigtes Rohr e, welches zu einem hochstehenden, geschlossenen, Kupfervitriolkrystalle und eine gesättigte Lösung dieses Salzes enthaltenden Gefäfs H führt und zugleich als Leitung für die herabsteigende Kupfervitriollösung und das aufwärts steigende reine Wasser dient;

   c) der automatische Auslafs der Zinkvitriollösung , sobald diese ein gewisses Niveau überschreitet, durch das heberartig gebogene Rohr g\

   d) die automatische Zuführung von reinem Wasser durch ein Rohr f mit zwei ungleich langen Schenkeln, in welchem durch die Druckdifferenz der Flüssigkeitssäulen in gewissen Augenblicken eine Verschiebung der einen Säule bezw. der Quecksilbersäule eines Manometers M veranlagst wird, wodurch der Stromkreis einer Batterie geschlossen wird, in welchen ein Elektromagnet eingeschaltet ist, der ein Wasserzufiufsventil öffnet, wobei die Ausflufsmenge des Wassers ■ durch einen Schwimmer in bestimmt werden kann, welcher so anzuordnen ist, dafs er, sobald das Wasser bis zu einem gewissen Punkte sinkt, den Stromkreis unterbricht, so dafs das Ventil von dem Elektromagneten abfällt und das Speiserohr schliefst;

   e) die Verbindung des unter 2 d) gekennzeichneten Speiserohres, welches durch Differentialdruck wirkt, mit einem von einer Feder beeinflufsten Ventil 0.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.