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Galvanisches Trockenelement. Der sich in galvanischen Trockenelementen
bei der Stromerzeugung abspielende chemische Prozeß ruft eine Volumenvergrößerung
des mit Mehl, Stärke o. dgl. verdickten Elektrolyten hervor, in dem sich, z. B.
bei dem gewöhnlichen Salmiakelektrolyten einerseits feste und flüssige Reaktionsprodukte,
wie Zinksalze und Wasser, anderseits Gase, wie Ammoniak und Wasserstoff bilden.
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Ist nun für den sich ausdehnenden Elektrolyten nicht genügend Raum
vorhanden, so tritt er durch die Entgasungsöffnungen hindurch nach außen oder treibt
gar, zumal wenn es sich um hermetisch abgeschlossene Elemente handelt, die Vergußmasse
hoch oder den Behälter auseinander. Bei demgegenüber verbesserten Bauarten, bei
welchen ein Raum für den sich ausdehnenden Elektrolyten freigelassen ist, war dieser
bisher derart angeordnet, daß der verdickte Elektrolyt sich über die gesamte obere
Fläche der Depolarisationselektrode ausdehnen und diese vollständig bedecken
konnte.
Hierdurch wird der Gasaustausch nahezu unterbunden, da z. B. das sich bildende Ammoniak
nicht oder nur in geringem Maße durch die kleisterartige Elektrolytschicht hindurch
gelangen kann. Diese Tatsache läßt sich dadurch nachweisen, daß angefeuchtetes Kurkumapapier,
über die Entgasungsvorrichtung gebracht, sich nicht mehr bräunt. Zugleich fällt
die Spannung des belasteten Elementes rasch ab, wodurch naturgemäß die Gebrauchsdauer
erheblich verkürzt wird.
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Die geschilderten Nachteile werden gemäß vorliegender Erfindung durch
eine Einrichtung vermieden, welche einerseits die obere Fläche der Depolarisationselektrode
gegenüber dem aufsteigenden Elektrolyten abschließt und anderseits dadurch einen
dauernden Gasaustausch zwischen dieser Elektrode und der Außenluft ermöglicht. Sie
besteht aus einem hohlen zylindrischen oder sonst beliebig geformten, unten offenen
oder in geeigneter Weise durchbrochenen Körper, welcher auf den oberen Teil der
den Kohlepol umgebenden Depolarisationsmasse aufgedrückt oder sonst irgendwie befestigt
wird. Derselbe kann auch bei der Herstellung der Depolarisationselektrode gleich
fest mit ihr verbunden werden. Der emporsteigende Elektrolyt wird nun von dem entsprechend
bemessenen Raum zwischen der Außenwand des Aufsatzkörpers und dem Zinkbecher aufgenommen,
während der Innenraum des Körpers für den Gasaustausch mit der Außenluft dient.
Natürlich läßt sich das angegebene Ziel nach der Erfindung auch durch Verwendung
mehrerer Hohlkörper erreichen, für deren Gestaltung, Anbringung und Abmessung das
oben für den Einzelkörper Angegebene sinngemäß gilt.
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Der hierdurch ermöglichte Gasaustausch mit der Außenluft wird noch
gesteigert, wenn in die Vergußmasse zwei oder gegebenenfalls mehr verschieden lange
Ventilationsröhrchen eingesetzt werden. Die Größen derselben sind so zu bemessen,
daß die kürzeren unmittelbar unter der Vergußmasse enden, während die anderen nahezu
an die freie Oberfläche der Depolarisationsmasse heranreichen.
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Dieser Anordnung liegt folgende Erfahrung zugrunde. Die durch den
Umsetzungsprozeß im Element erzeugten Gase sind z. B. beim normalen Salmiakelektrolyten
Ammoniak und Wasserstoff. Nun sind die spezifischen Gewichte dieser Gase, bezogen
auf Luft, 0,5971 bzw. o,o694. Aus diesem Grunde sammeln sie sich unter dem Elementeabschlußdeckel
und diffundieren durch die kurzen Röhrchen lebhaft nach außen. Infolge des dadurch
entstehenden Unterdrucks wird durch die langen Röhrchen Luft angesaugt und auf die
Oberfläche der Depolarisationsmasse geblasen. Der Luftsauerstoff- erhöht deren depolarisierende
Wirkung. Das Austreten von Ammoniak aus den kurzen Röhrchen kann ebenfalls durch
Kurkumapapier gezeigt werden.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird in der Zeichnung
wiedergegeben, in welcher Abb. i einen Längsschnitt durch das Element und Abb. a
einen Querschnitt darstellt.
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i ist der Kohlenstift, welcher in bekannter Weise von der Depolarisationsmasse
z umgeben ist. Der Raum zwischen dieser Depolarisationselektrode und dem Zinkbecher
3 ist, wie üblich, von dem verdickten Elektrolyten q. ausgefüllt. Der Aufsatzkörper
besteht aus zwei koachsialen Zylindern und 6 aus isolierendem Material, z. B. Preßspan,
welche durch Streben 7 nach Art von Radspeichen verbunden sind. Dieser Körper ist
auf die Depolarisationsmasse aufgedrückt und oben durch eine Scheibe 8 abgeschlossen,
auf welche die Vergußmasse 9 aufgegossen wird. Durch diese und die Scheibe sind
Ventilationsröhrchen eingesetzt, deren Zahl in diesem besonderen Falle auf zwei
beschränkt ist. Das Röhrchen io reicht bis dicht unter die Verschlußscheibe 8, während
das Röhrchen i i kurz über der Depolarisationsmasse a endet.
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Durch den Abschluß der Depolarisationsoberfläche gegen den Elektrolyten
mittels der beschriebenen Anordnung, vereint mit einer äußerst wirksamen Ventilation,
wird eine beträchtliche Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Elementes erreicht.