DE674829C

DE674829C - Elektrischer Sammler

Info

Publication number: DE674829C
Application number: DEA72057D
Authority: DE
Inventors: Dr Edmond Breuning; Dr Adolf Dassler; Dr A Erich Lange; Erich Langguth
Original assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Current assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Priority date: 1933-11-18
Filing date: 1933-12-17
Publication date: 1939-04-26
Also published as: GB447757A; US2131592A; FR780924A

Description

Elektrischer Sammler Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Sammler mit flammenloser Verbrennung der im Betriebe bzw. beim Stehen im stromlosen Zustand entstehenden Gase. Zu diesem Zweck ist es bleka'lint, sowohl oxydi,erend als auch reduzierend wirkende Körper, die sich mit den Gasen chemisch verbinden, oberhalb des Flüssigkeitsspiegels anzuordnen. Dabei benutzt man vorzugsweise solche oxydierend bzw. reduzierend wirkenden Körper, welche bei entsprechender Höhe des Elektrolytstandes in dem Sammler'in das Ausgangsmaterial der Körper durch Elektrolyse zurückverwandelt werden. Zur Erhöhung der Wirksamkeit solcher Körper kann man denselben Katalysatoren, vorzugsweise in fein verteiltem Zustande, insbesondere auch in Form von Lösungen, einverleiben.
Besonders zweckmäßig ist es, die oxydierend und reduzierend wirkenden Körper aus dem gleichen Material herzustellen wie die Massen der positiven und negativen Elektroden des elektrischen Sammlers. Man kann dabei die erwähnten Körper sowohl in Gestalt von Hilfselektroden als auch als Teile der Hauptelektroden benutzen. Im letzteren Falle enthalten die Hauptelektroden in ihren oberen Teilen die zur Bindung der Gase befähigten, oxydierend bzw. reduzierend wirkenden Körper, so daß bei »normalem Elektrolytspiegel diese Körper sich mit dem Gasraum in Berührung befinden.
Es hat sich jedoch ergeben, daß diese Ausführungsformen im praktischen Akkumulatorenbetrieb nicht immer leicht genug zu handhaben sind. Selbst wenn man einfach die oberen Teile des Plattensatzes als Absorptlanskörper benutzt und die, Entnahme von Elektrolyt bis zu einem bestimmten Niveau nach der Ladung durch eine Aussparung iin Plattensatz besonders erleichtert, so ist doch diese Manipulation mit dem Elektrolyten in vielen Fäll-en zu lästig und zeitraubend. Der Erfinderin ist es gelungen, diese Mängel durch weitere konstruktive Maßnahmen zu beseitigen, wobei als leitende Gesichtspunkte ebenfalls die beiden obengenannten Bedingungen maßgebend waren, welche in der Absorptionsperiode einen genügenden Kontakt der Absorptionskörper mit der Gasphase und bei der elektrolytischen Regeneration der Absorptionskörper bei der Ladung einen guten Kontakt mit dem Elektrolyten verlangen. Dies wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß mittels der während der Ladung bzw. während des Betriebes oder beim Stehen in, dem Sammler auftretenden hydro- bzw. aerodynamischen Kräfte der Elektrolytspiegel derart verlegt wird, daß die einerseits oxydierend und anderseits reduzierend wirkenden, chemisch aktiire:n Körper während der Ladung mit dem Elektrolyten und im Betriebe oder beim Stehen mit den Gasen in Berührung, gelangen. Durch diese Maßnahmen ist es ersten Falle möglich, den berausrag Teil der Elektrode genau dem Bedürfnis mi . Absorptionsmasse anzupassen, während es im zweiten Falle gelingt, große Niveauunterschiede bei Ladung und Entladung bzw. stromlosein Stehen zu erzielen. Man hat bereits bei Gasbatterien die Senkung des Elektrolytspiegels mit Hilfe von aerodynainischen, bei der Ladung entstehenden Kräften vorgenommen; um dadurch eine bessere Wirkung der als Depolarisatoren arbeitenden Elektroden zu erzielen.
Die in AVb. i dargestellte Ausführungsform ist für einen Sammler gedacht, dessen negative Elektrode nur unbedeutend nachgast, so daß eine Beseitigung von Wasserstoff gar nicht nötig ist. Der Sauerstoff kann dann einfach durch die aktive Masse der nach Senkung des Laugestandes herausragenden negativen Elektrode absorbiertwerden, wobei eine besondere Aktivierung dieser Masse durch Metalle der Platinreihe unterbleiben kann. Die negative Elektrode ist daher etwas größer bzw. höher ausgeführt, damit ihr aktives Material beim Senken d#s Laugespiegels zuerst bzw. allein freigelegt wird und dann absorbierend wirken kann.
An dem Behälter ist ferner ein durch die Schraubev# gasdicht verschließbarer Expansionsraum e angesetzt. An Stelle der Schraubeve kann auch ein Hahn oder Ventil geeigneter Konstruktion treten. Der Expansionsraum ist zunächst flüssigkeitsleer, also nur- mit Luft oder einem anderen leicht kompressiblen Material, z. B. Schaumgummi, gefüllt und steht mit dem eigentlichen Gefäß durch das dünne Rohrr in Verbindung.
Als Expansionsraum kann auch eine federnde Druckdose, ein Behälter mit verschiebbarem Kolben oder ein gefalteter Gummibehälter dienen.
Zur Inbetriebnahme wird die Öffnung v2 des Expansionsraumes, falls eine solche überhaupt angebracht ist, fest verschlossen und der Elektrolyt etwa bis zum Niveau a eingefüllt. Darauf wird der Sammler geladen und nach beendeter Ladung bzw. einige Zeit später auch die Füllöffnung des Behälters durch vl dicht verschlossen.
Wenn nun die positive Elektrode nachgast, d. h. beispielsweise Sauerstoff entwickelt, dann sammelt sich dieses Gas zunächst im Schaumraum s. Es entsteht dort ein überdruck, der den Elektrolyten teilweise in den Expansionsraum e hinüberdrückt. Wenn dieser Vorgan g so weit vorgeschritten ist, daß etwa das Niveau des Elektrolyten im Schaumraum bei b, im Expansionsraum bei bl angelangt ist, dann wird der im Schaumraum vorhandene Sauer-, ,stoff von der jetzt freiliegenden negativen P91elektrode absorbiert. Ein weiteres Sinken wl,###Üds Elektrolytspiegels im Schaumraum bzw. *ein weiterer Druckanstieg kann dann nicht mehr eintreten, vorausgesetzt, daß die negative Eleklrode nur geringfügig nachgast.
Wenn der Sammler wieder aufgeladen werden soll, ist es nur erforderlich, die Verschlußschraubev1. zu öffnen. Der Elektrolyt steigt dann wieder annähernd auf das normale Niveaua, so daß eine vollständige Wiederaufladung auch der oberen Teile der negativen Elektrode erfolgen kann.
Wenn bei einem derartigen Sammler auch die negative Elektrode nachgast, d.h. etwas Wasserstoff liefert, dann führt man beide Elektrodenplatten, positive wie negative, normal, d.h. annähernd gleich groß und hoch, aus, so daß beim Sinken des Elektrolytspiegels beide Elektroden in den Gasraum hineinragen und die dort auftretenden Gase absorbieren können. In diesem Falle müssen die oberen Teile der positiven Platten für die Wasserstoffabsorption besonders präpariert werden.
Eine grundsätzlich ähnliche Ausführungsform wie die vorstehend beschriebene ist in Abb. 2 dargestellt. Hier ist der Expansionsraum als äußere Hülle um den Sammler ausgeführt, wodurch eine gedrungenere Konstruktion erzielt wird. Positive und negative Platten sind gleich groß gehalten. Es ist hier also vorausgesetzt, daß beide Elektroden nachgasen.
Abb. 3 stellt einen Sammler dar, bei welchem der Plattensatz zum Teil in den Gasraum hineinragt und außerdem von einem oben und unten offenen Mantel umgeben ist. Der Plattensatz ist außerdem in einem genügend geräumigen Behälter eingebaut. Bei Ladung eines derart gebauten Sammlers bewirken die an den Platten entstehenden Gasblasen nach dem Prinzip der Mammutpumpe einen Auftrieb-, so daß der Elektrolyt im Innern des Mantels bis zum oberen Rande der Platten ansteigt und dadurch eine Aufladung bzw. Regeneration der als AbsorptionskÖrper wirkenden oberen Taschen erfolgen kann. Nach der Ladung sinkt dann das Niveau des Elektrolyten, und die gegebenenfalls präparierten oberen Teile der Elektrodenplatten können als Absorptionskörper in Aktion treten.

Claims

PATrNTANSPRÜCHE' i. Elektrischer Sammler mit flammenloser Verbrennung der im Betriebe bzw. beim Stehen im stromlosen Zustande entstehenden Gase unter Verwendung oxydierend und bzw. oder reduzierend wirkender Körper, die sich mit den Gasen chemisch verbinden und durch Elektrolyse in das Ausgangsmaterial zurückverwandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der während de ' r Ladung bzw. während des Betriebes oder heirn Stehen in dem Sammler auftretenden hydro- bzw. aerodynamischen Kräfte der Elektrolytspiegel derart verlegt wird, daß die einerseits oxydierend und anderseits reduzierend wirkenden, chemisch aktiven Körper während derLadung mit dem Elektrolyten und im Betriebe* oder beim Stehen mit den Gasen hi Berührung gelangen.
2. Elektrischer Sammler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Sammler ein Expansionsraum angebracht ist, in welchen beim Auftreteneines überdruckes im Schaumraum der Elektrolyt zum Teil hineingepreßt wird, so daß dadurch das gegebenenfalls durch Katalysatoren aktivierte aktive Material der Elektroden des Sammlers teilweise freigelegt wird, d.h. in den Schaumraum hineinragt, und die bei der Nachgasung entstehenden Gase absorbieren kann. 3. Ausführungsform nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Expansionsraum nur mit dem Sammler durch ein Loch, Rohr, Hahn oder Ventil in Verbindung steht und sonst allseitig geschlossen ist. 4. Ausführungsform nach Anspruch i bis 3, g(#kennzeichnet durch einen als Expansionsraum durch Federdruck oder Gewichte komprünierbaren Behälter, z. B. aus Gummi oder Metall (Druckdose), evtl. einen Zylinder mit verschiebbarem, dicht schließendem Kolben. 5. Ausführungsform nach Anspruch4, dadurch gekennzeichnet, daß der Expansionsraum mit einem leicht kompressiblen Material, z. B. Luft, Schaumgummi u. dgl., ausgefüllt ist. 6. Elektrischer Sammler nach Anspruch i bis 5, gekennzeichnet durch einen seitlich um den Plattensatz gelegten, oben und unten offenen Mantel, der nach dem Prinzip der Mammutpumpe bei der Ladung durch die an dem Plattensatz entstehenden Gasblasen ein Steigen des Elektrolyten in seinem Innern bewirkt. 7. Elektrischer Sammler nach Anspruch i bis 6 mit einer nur unbedeutend nachgasenden Hauptelektrode, dadurchgekennzeichnet, daß die Platten dieser Elektrode größer gehalten sind, daher bei Erniedrigung des Elektrolytspiegels zuerst oder allein in den Gasraum hineinragen und dann die von der nachgasenden Elektrode gelieferten Gase absorbieren. 8. Elektrischer Sammler nach Anspruch i bis 7, gekennzeichnet durch einen gasdichten Verschluß 'des ganzen Elements.