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Vorrichtung zur Verhütung des Austritts von Flüssigkeitsnebeln aus
geschlossenen Akkumulatoren Beider Aufladung von Bleiakkumulatoren ist es nicht
zu vermeiden, daß das beim Ladevorgang entstehende Knallgas sich mit Elektrolytschwefelsäure
belädt und so beim Ausströmen aus dem Akkumulatorengefäß einen Nebel von verdünnter
Schwefelsäure mit nach außen führt. Bei offenen, meist in besonders abgetrennten
Räumen aufgestellten Aldi:umulatoren muß man diesen Übelstand mit in Kauf nehmen.
Die geschlossenen sogernannten vergossenenAkkumulatoren werden jedoch gewöhnlich
nicht in besonderen Batterieräumen aufgestellt, sondern zu den verschiedensten Zwecken
und an den verschiedensten Örtlichkeiten benutzt. Die Umgebung des Akkumulators
weist dabei stets sehr unerwünschte Spuren der Schwefelsäureeinwirkung auf. Die
Schädigungen zeigen sich in erster Linie an den Anschlußklemmen, die häufig korrodiert
sind. Ist der Akkumulator, wie z. B. in Fahrzeugen, auf einer Eisenblechunterlage
aufgestellt oder mit Metallbändern festgehalten, so weisen alle diese Metallteile
nach kurzer Zeit Spuren der Säureeinwirkung auf; bei Eisen ist z. B. in der Umgebung.der
Batterie fast stets Rost festzustellen.
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Bei alkalischen Akkumulatoren, die ausschließlich in geschlossener
Form hergestellt werden, sind zwar die Schädigungen geringer, da hier die spezifische
Säureeinwirkung auf die Umgebung fehlt. Auf die Dauer zeigen jedoch auch die alkalischen
Nebel, die hier auftreten, korrodierendeWirkungen.
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Man hat versucht, die Umgebung des Akkumulators dadurch zu schützen,
daß man sie mit einem geeigneten Fettüberzug versieht. Es gibt hierfür eine recht
große Anzahl von mehr oder weniger brauchbaren Fettkombinationen, die jedoch wenig
angenehm im Gebrauch sind. Die Fette weisen auch, vor allem bei Fahrzeugbatterien,
den
Nachteil auf, daß sie durch den unvermeidlichen Staub abgebunden
werden und dadurch ihre Schutzwirkung nach kurzer Zeit verlieren. Man hat auch die
Verschlußstöpsel der Zellen so zu konstruieren versucht, daß sie den Nebel abscheiden
und :das Knallgasgexnenge allein nach außen abziehen lassen. Im Prinzip gleichen
sich die versuchten Lösungen alle; im Verschlußstopfen sind in irgendeiner Form
eine, bisweilen auch mehrere Kammern (vgl. K in Abb. i und. 2) angeordnet, die der
Nebel durchstreichen muß, ehe das Gas nach außen gelangt. Diese Kondensationskammern
wirken jedoch sehr unvollkommen und lassen vor allem bei längerer Aufladungsdauer
stets Nebel mit austreten. Es besteht demnach ein wirkliches Bedürfnis nach einer
Anordnung, welche die Nebel zurückhält und dem Knallgas allein den Austritt gestattet.
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Es wurde nun. gefunden, daß sich diese Forderung einfach und völlig
zuverlässig erfüllen läßt, wenn man im Gasraum des Akkumulators, zweckmäßig im Verschlußstopfen,
ein Filter so anordnet, daß der den Akkumulator verlassende nebelhaltige Gasstrom
es zwangsläufig durchströmen muß. Hierdurch wird der Nebel vollständig zurückgehalten
und nur das Gas :durchgelassen. Dieses Gas enthält zwar immer noch verdünnte Säure
bzw. Wasser, jedoch nur noch in Dampfform; und zwar höchstens so viel, wie dem Partialdruck
des Elektrolyts bei der Ladetemperatur entspricht. Ein Kondensieren dieses Dampfes
ist nicht zu befürchten, da das Gas sich in der umgehenden, praktisch unendlich
großen Luftmasse sofort verteilt.
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Zur Herstellung des Filters kann an sich jeder Werkstoff verwendet
werden, der gegen. Wasser sowie gegen Schwefelsäure bis mindestens zur Dichte i,
3 bzw. gegen Lauge der üblichen Konzentration:urnd gegen,diese Stoffe bis wenigstens
zu der bei .der Ladung erreichten Temperatur am Einbauort beständig ist. Außerdem
darf das Material unter den: geschilderten Bedingungen von Wasserstoff und Sauerstoff
nicht zerstört werden.
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Die Ausbildung des Filters kann in verschiedener Weise erfolgen. So
kann es eine zusammenhängende Masse bilden, wie sie z. B. in dem allgemein bekannten
Schwammgummi in den Filterplatten aus gesintertem Glas oder Porzellan und anderem
keramischen Werkstoffen usw. vorliegt (Prinzip des Frittenfilters). Man kann :das
Filter jedoch auch aus losem Schüttmaterial aufbauen, das im Gasauslaß zwischen
einer Unterlage- und einer Abdeckplatte, die beide eine oder mehrere Öffnungen für
das Durchströmen des Gas-Nebel=Gemisches besitzen müssen,. eingebettet liegt, wie
.dies beispielsweise durch F in Abb. 3 :dargestellt ist (Prinzip des Kies-oder Koksfilters).
Schließlich läßt sich das Filter auch aus entsprechend säure- bzw. alkalifestem
Gewebe oder Filz aus Natur- oder Kunststoff herstellen, wobei man je nach dessen
Dichte eine oder mehrere Lagen aufeinander anordnet (Prinzip des Filtertuchs oder
-papiers).
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Für die Anordnung :des Filters gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Am einfachsten ist es, wenn das Filter im Verschlüßideckel des Elements untergebracht
wird. Die meisten heute gebräuchlichen Deckel besitzen in ihrer oberem: Hälfte -den
schon eingangsbeschriebenen Hohlraum. In diesen kann z. B. gemäß Abb. q. ohne weiteres
das Filter F eingepaßt werden, wobei es zweckmäßig ist, den unteren Teil .des Raumes
als Leerraum R bestehen zu lassen, (damit das sich ausscheidende Kondensat oder,
bei nicht ortsfest eingebauten Elementen, der etwa_hochspritzende flüssige Elektrolyt
leicht zurückfließen kann. Es ist auch möglich, das Filter etwa. als seitlichen
Abschluß einer im Oberteil des Deckels befindlichen beschlossenen Kammer zu bauen,
z. B. F in Abb. 5. Ebenso kann :das Filter außerhalb des Stopfens angeordnet werden,
wenn die Anordnung nur so getroffen ist, daß der den Akkumulator verlassende Gasstrom
zwangsläufig durch das Filtergeführt wird. Eine derartige Anordnung, z. B. eine
Kappe F aus Schwammgummi oder anderem porösem Material gemäß Abb. 6, ein Schlauchstück
S, :das am einen Ende mit einem Filter F versehen ist, gemäß Abb. 7, ein in die
Gasauslaßöffnung einschräubbares, mit dem Filter F versehenes Aufsatzstück gemäß
Abb. B kann z. B. mit schon vorhandenen Verschluß!deckeln bisheriger Konstruktion,
gegebenenfalls nach Anbringung einiger kleiner Änderungen; kombiniert werden, wodurch
diese des Vorteils der vorliegenden Erfindung teilhaftig werden. Schließlich -ist
es auch noch möglich, den Verschlußstopfen ganz dicht, also ohne Gasöffnung auszubilden
und das Filter an anderer Stelle im Gasraum :des Akkumulators einzubauen. Eine derartige
Anordnung kann z. B. dort Vorteile bieten, wo es erwünscht ist, das bei der Ladung
entstehende Knallgas aus dem Aufstellungsraum in: geschlossener Leitung abzuführen.
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Die Dicke der Filterschicht hängt stark von der Porengröße des Filtermaterials
ab. Jedoch genügt bei einem so grobporigen Material, wie es der bekannte Schwammgummi
darstellt; schon eine Stärke von etwa 31 mm, um die beschilderte Wirkung
herbeizuführen. Die zu wählende Porengröße ist sowohl abhängig von der Größe der
Filteroberfläche als auch von der Dicke der Filterschicht. Die richtigeDimensionierung,des
Filters hinsichtlich Dicke, Oberfläche und Porengröße kann jeweils für ein zur Verwendung
vorgesehenes Filtermaterial durch einige einfache Versuche festgestellt werden.
Die Filterschicht kamt mit ihrem Träger in jeder geeigneten; Weise verbunden werden,
sie kann z. B. cingepreßt, eingekittet, eingeklebt, eingeschraubt; eingeschweißt,
einvulkanisiert, eingelötet, verstiftet usw. werden. Man kann die Filterschicht
auch mit dem Trägermaterial umgießen, umpressen oder Umspritzen usw. Die Art :der
Verbindung richtet sich nach den verwendeten Materialien und nach den im Einzelfall
gegebenen Anforderungen bezüglich der chemischen Widerstandsfähigkeit der zur Herstellung
:der Verbindung verwendeten Stoffe, die jeweils die gleiche sein muß, wie sie für
:das Filtermaterial oben beschrieben wurde.
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Es kann bei: Verwendung eines elastischen Filtermaterials auch genügen,
das Filter im Durchmesser etwas größer zu wählen als den Innendurchmesser
der
Halterung und es dann einfach einzuschieben. Bei dieser und gegebenenfalls auch
den obenerwähnten anderen Arten der Filterbefestigung kann es zweckmäßig sein, das
Filter auf einer kleinen Auflage, die im Innern des Halterungskörpers vorgesehen
ist, aufsitzen zu lassen; ein. Beispiel hierfür ist in Abb. g, wo G diese Auflage
für das Filter F bedeutet, dargestellt.
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Es ist in jedem Fall Bedacht darauf zu nehmen, daß der nebelhaltige
Gasstrom das Filter passiert und keine Nebenwege von so großem Durchmesser findet,
daß die Nebeltröpfchen auf ihnen nach außen gelangen können. Man kann auch das Filter
zum Schutz gegen Verstaubung nach außen mit einer Platte abschließen, die dem Gas
Durchgang gewährt, wie dies beispielsweise in Abb. zo und rr dargestellt ist. Die
Abdeckplatte für das Filter F muß also mit Ausschnitten A, Bohrungen
B,
Schlitzen C od. ä. versehen sein.
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Die Ausbildung der unteren Hälfte des Entgasungsstöpsels bzw. -einsatzes
kann in beliebiger Weise erfolgen. Man kann hierfür die bereits gebräuchlichen Anordnungen
anwenden, z. B. auch solche, bei denen bisher schon die Gasauslaßstutzen mit einer
mehr oder weniger umständlichen Vorrichtung versehen sind, die verhüten soll, daß
beim Kippen des Akkumulators Säure ausfließt; derartige Vorrichtungen werden z.
B. für Hand- und Taschenlampenakkumulatoren verwendet.