DE10028C - Neuerungen an galvanischen Batterien - Google Patents

Description

1879.

Klasse 21.

THOMAS SLATER in LONDON, eueriingen an galvanischen Batterien.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 10. August 1879 ab.

Diese Erfindung besteht:

1. darin, dafs Nickel in Verbindung mit flachen oder cylindrischen Platten aus Kohle, Platin oder anderem passenden Metalle angewendet wird. Letztere können wellenförmig. gebogen oder mit Kanälen versehen werden und mit einfachen oder doppelten Elektricitätserregern, welche aus einer der bekannten Nickel lösenden Flüssigkeiten bestehen, angewendet werden, -

2. in der Anordnung und Verbindung der Theile der Batterie und der damit verbundenen Theile, so dafs der Apparat leicht zu handhaben ist und in fortwährender Thätigkeit verbleibt. . . .

Bei einer Zelle aus zwei Metallen in zwei Flüssigkeiten wendet Erfinder eine poröse Scheidewand an und führt eine cylindrische Platte aus wellig gebogenem oder mit Kanälen versehenen Nickel oder auch Nickel in Körnern in die Zelle ein. Ist die Scheidewand cylindrisch, viereckig oder länglich viereckig, so werden flache Platten angewendet.

Um die Nickelzelle wird eine der Gröfse des Gefäfses entsprechende Anzahl schmaler Prismen oder Platten aus Kohle angeordnet. Dieselben können wellenförmig oder mit Rinnen versehen und dürfen nicht mehr als ca. 6 mm von einander entfernt gestellt sein, um eine gate Wirkung zu erzielen.

Eine geringere Anzahl Kohlenprismen oder Platten können angewendet werden. Man kann sogar ein einziges Prisma, eine Platte oder einen Cylinder anwenden, der Apparat wird jedoch selbstverständlich nicht so vortheilhaft wirken.

Wenn die Nickelzelle von einer Reihe. Prismen oder Platten umgeben wird, ist es rathsam, auf jeder der Kohlenprismen oder Platten eine metallene Klammer anzubringen. Jede dieser Metallklammern ist an ihrem oberen Ende mit einem Stift oder mit Gewindezapfen versehen. Ueber diesen Stift oder mit Gewinde versehenen Zapfen liegt ein durchbohrter Metallring, welcher durch Muttern etc. mit den Klammern fest verbunden wird, jedoch so, dafs der Ring behufs Reinigung des Apparats leicht entfernt werden kann. Die Gröfse und Form des Ringes mufs der Gestalt der Zelle entsprechen, die Kohlen können ebenfalls in einem gegossenen oder anderen Metallring angebracht werden. Das Metall oxydirt jedoch sehr bald, wodurch das Kreisen des Stromes stark beeinträchtigt wird. Auch wendet Erfinder eine, wie untenstehend erläutert, zusammengesetzte Zelle an, d. h. ein cylindrisches oder anderes passend geformtes Gefäfs und zwei poröse concentrisch angeordnete Scheidewände. Die äufsere Scheidewand mufs ungefähr 26 mm gröfseren Durchmesser besitzen, als die innere. In die mittlere Zelle wird eine Nickelplatte und ein Erreger aus verdünnter Schwefel-, Salpeter-, Salz- oder einer, anderen passenden Säure im Verhältnifs von einem Theil Säure zu acht Theilen Wasser eingeführt. Man kann auch eine schwächere Lösung anwenden. Die gröfsere Zelle wird mit einer Lösung von 1 y_s Theilen kohlensaurem Ammoniak (ßesquicarbonat Ammoniak) angefüllt. In dem äufseren Gefäfse befindet sich eine Lösung von schwefelsaurem Nickel oder doppeltschwefelsaurem Nickel und Ammoniak und Prismen oder Platten aus Kohle oder Metall, welches Nickelniederschläge aufnimmt; ähnlich wie Kupferniederschläge in der Daniell'sehen Batterie gebildet werden. Manchmal wird die Stellung der Kohlen oder Metalle in der Batterie verändert und die Kohle, das Zink oder anderes Metall in der inneren und das Nickel in der äufseren Zelle angeordnet.

Um die Batterie fortwährend in Thätigkeit und die Kraft der Erreger aufrecht zu halten, wird folgende Anordnung getroffen:
. Man stellt die Batterie oder die gewünschte Anzahl Zellen auf einen Ständer oder ein Consol, über dieselbe ein Gefäfs oder einen Behälter. Dieses Gefäfs oder dieser Behälter werden mit erregender Flüssigkeit oder Flüssigkeiten gefüllt, nachdem die Luft durch eine Pumpe oder auf andere passende Weise entfernt ist. Jedes Gefäfs bezw. jeder Behälter ist mit einem justirbaren Auslafs und einer Leitung nach der betreffenden Zelle versehen. An dem Gefäfse, in welchem die Zellen stehen, wird ein justirbarer Auslafs angebracht, welcher durch passende Rohrverbindung oder anderweitig mit einem oder mehreren Gefäfsen oder Behältern unterhalb des Ständers so in Verbindung steht, dafs die Erregungsflüssigkeit aus der Batterie abfliefsen kann. Von hier aus geht ein Gummi-' schlauch oder, ein Rohr aus anderem passenden Material, welches nicht durch die Lösung an-

gegriffen wird, nach dem oberen Gefäfse. Das Rohr ist so angeordnet, dafs die Flüssigkeit so aus dem unteren Behälter nach dem oberen geleitet wird, dafs die Zufuhr aufrecht erhalten bleibt und die theilweis verbrauchte Erregungsflüssigkeit nochmals auf volle Kraft gebracht wird. Das erforderliche Quantum Säure oder andere Flüssigkeit wird in das untere Gefäfs eingeführt, bevor dasselbe nach oben gepumpt oder gehoben wird, so dafs durch eine correcte Anbringung der Auslässe die Batterie auf leichte und bequeme Weise in fortwährender Thätigkeit erhalten werden kann. Durch die einfache Aussaugung der Luft aus dem oberen Gefäfse kann durch den atmosphärischen Druck auf die Flüssigkeit im unteren Gefäfse die Flüssigkeit bis in das obere Gefäfs getrieben werden, ohne jedes Uebergiefsen und jeden Verlust an Erregungsflüssigkeit. Die Auslässe im oberen Gefäfs sind jetzt geschlossen. Durch einen Hahn oder eine andere passende Anordnung, welche mit den Oeffnungen im oberen Gefäfse in Verbindung steht, kann atmosphärische Luft in denselben nach der Füllung ein- und die Erregungsflüssigkeit nach der Batterie abgelassen werden.

Fig. ι ist ein Durchschnitt,

Fig. 2 die Oberansicht einer Nickelbatterie, welche mit einem einfachen Erreger angewendet wird.

A A ist die äufsere Zelle bezw. das Gefäfs, B ist die poröse Scheidewand, CC sind die Kohlen- oder die Nickelplatten, D D sind Klammern und Schrauben, um letztere (CC) festzuhalten. In Fig. 17 und 18 sind diese Theile separat dargestellt. E ist der Ring, wodurch die Klammern und die damit verbundenen Kohlen- bezw. Nickelstücke gehalten werden. α ist der Auslafs der inneren Zelle und b der Auslafs für die äufsere Zelle.

In Fig. 2 ist das Gefäfs A durch die punktirten Linien gezeigt, die Klammern sind weggelassen und nur die Durchbohrungen des Ringes E, in welche ihre Zapfen passen, gezeigt.

Fig. 3 ist ein Durchschnitt, und

Fig. 4 die Oberansicht der Anordnung einer verbesserten Nickelbatterie, bei welcher zwei Erreger angewendet werden. Diese Anordnung gestattet eine leichte Entleerung der inneren Zelle, ohne dafs dieselbe herausgenommen zu werden braucht und gestattet, dafs die Batterie fortwährend in Thätigkeit gehalten werden kann. Das äufsere Gefäfs und die innere poröse Scheidewand sind aus einem Stück und das äufsere Gefäfs durch Anwendung von Glasur etc. vollständig \vasserdicht gemacht.

AA ist die äufsere Zelle, B ist die innere oder poröse Scheidewand, C ist der Einlafs, D der Auslasskanal der inneren Zelle, beide C, und- D, sind nach oben offen.

Fig. 5 ist die Oberansicht,

Fig. 6 der vergröfserte Durchschnitt vom unteren Theile von Fig. 5. Diese Figuren zeigen eine Modification von Fig. 3.

Die innere poröse Scheidewand ist nicht aus einem Stück mit dem Gefäfs, dieselbe wird durch die beiden Lappen EE, welche mit der Scheidewand verbunden sind, in concentrischer Stellung zum Gefäfs A gehalten. A ist die äufsere Zelle oder das Gefäfs, B die innere Zelle oder poröse Scheidewand, D die Aüsflufsöffnung, EE sind die Lappen.

In Fig. 6 sind die beiden Auslässe offen gezeigt. Es ist ersichtlich, dafs,. sobald die Scheidewand B in das Gefäfs A gestellt wird und so gedreht, dafs die Lappen E mit den Oeffnungen in A übereinstimmen, ein Kanal nach dem Innern des Gefäfses bezw. der Scheidewand B hergestellt wird. Schliefst man die Oeffnung nach B durch einen passenden Stöpsel, , so wird die Ausflufsöffnung freigelassen, während die Flüssigkeit in B bleibt, bis der Stöpsel entfernt ist, wonach der Inhalt abgelassen werden kann.

Fig. 7 und 8 zeigen in Durchschnitt und Oberansicht die Anordnung einer Nickelbatterie, bei welcher ein oder mehrere Erreger angewendet werden können, auch kann die Batterie fortwährend in Thätigkeit gehalten werden. A ist das äufsere Gefäfs, B die poröse Scheidewand. Bei dieser Anordnung können die innere und die äufsere Zelle bezw. die Gefäfse aus einem Stück porösen Materials sein. Die äufsere Zelle wird durch Eintauchen in Glasur oder durch Bestreichen der äufseren Fläche mit solcher gehärtet und wasserdicht gemacht, auch kann das äufsere Gefäfs angestrichen oder mit passendem Material getränkt werden, um die Zelle wasserdicht zu halten und das Ausströmen des Erregers zu verhindern.

Fig. 9 und 10 sind eine Seiten- und Vorderansicht von dem in Fig. 7 und 8 gezeigten Apparat. Derselbe ist fertig, um die Erreger und die Kohle, das Nickel oder andere Metalle aufzunehmen.

Die Stellung der porösen Scheidewand ist durch die punktirten Linien angegeben.

A ist die äufsere Zelle oder das Gefäfs, B der Ausflufs.

Der Ausflufs auf der linken Seite steht mit der inneren Zelle oder porösen Scheidewand, der zur rechten mit der äufseren Zelle in Verbindung.

C C sind Auslässe, wie z. B. Hähne oder Stöpsel, um den Inhalt der äufseren und inneren Zellen nach Bedarf abzulassen.

D D sind Trichter, welche auf den Ableitungsrohren EE angebracht sind, um die überströmende Flüssigkeit, wenn die Batterie fortwährend in Thätigkeit bleiben soll, sowie den Inhalt der Zellen bei Entleerung derselben aufzunehmen.

Die Flüssigkeit strömt durch die Tüllen FF nach den unteren Gefäfsen oder Behältern.

Fig. 11 ist die Seitenansicht,

Fig. 12 ein Vertical-Durchschnitt und .

Fig. 13 die Oberansicht einer anderen Anordnung der verbesserten Nickelbatterie, bei welcher die poröse Scheidewand an dem unteren

Ende in einen Ring bezw. Untersatz pafst. Der Ring bezw. Untersatz ist aus einem Stück mit dem äufseren Gefäfs und mit Ausflufsöffnungen so versehen, dafs der Apparat als constante Batterie mit einfachem oder doppeltem Erreger verwendet werden kann.

A ist das äufsere Gefäfs, B die poröse Scheidewand, C, Fig. 12, der Ring oder Untersatz, in welchen B fafst. D sind die Ausflufsöffnungen, EE, Fig. 11, sind die Trichter und Rohre oder Kanäle zum Füllen, welche, wie durch die punktirten Linien angezeigt, beinahe bis zum Boden des Gefäfses reichen.

F ist ein Auslafs, um die Flüssigkeit aus dem äufseren Gefäfs abzulassen; derselbe ist mit einem Hahn, Stöpsel oder anderer passender Vorrichtung versehen. Dieser Auslafs, sowie der obere Auslafs können mit Rohrleitungen versehen werden, wie in Fig. 9, 10 und 11 gezeigt.

Fig. 14 und 15 sind Oberansichten zweier anderer Anordnungen der verbesserten Zellen, welche mit doppelten Erregern angewendet werden; dieselben können so angeordnet sein, dafs sie als constante Batterien verwendet werden können. Bei Vermehrung der Anzahl poröser Scheidewände in der Anordnung in Fig. 15 können drei oder mehr Zellen gebildet werden.

Nach dieser Anordnung ist ersichtlich, dafs ein Auslafs für jede Zelle angebracht werden kann, ohne befürchten zu müssen, dafs die Flüssigkeit aus der einen Zelle in die andere fliefst. Diese Anordnungen können auf gleiche Weise, wie mit Bezug auf Fig. 7 und 8 beschrieben, hergestellt werden.

Fig. 16 ist der Durchschnitt einer Anordnung, bei welcher drei Erreger angewendet werden können. Hier sind zwei in einander stehende poröse Scheidewände angebracht, die dadurch in ihrer concentrischen Lage gehalten werden, dafs sie in kreisförmige Aussparungen am Boden der sie umgebenden Zelle passen; auch kann man hierzu die in Fig. 12 gezeigte Anordnung anwenden.

Die Ausflufs-Anordnungen, wie in den Fig. 9, 10 und 11 gezeigt, werden angewendet, wenn der Apparat als constante Batterie gebraucht werden soll, auch kann jede Zelle mit Tüllen oder Lippen versehen werden, wie durch die punktirten Linien angegeben. .

A ist das äufsere Gefäfs, B sind die beiden porösen Zellen oder Scheidewände.

Fig. 17 und 18 zeigen in Seiten- und Vorderansicht die Klammern und Schrauben, um die Kohlen- oder Metallstücke festzuhalten, sowie die Schrauben und die Klammern mit dem Ringe etc. zu verbinden.

A ist die Klammer, B die Schraube zum Festhalten der Kohle, des Nickels oder anderen Metalls C, D ist die Mutter, um die Klammer mit dem Ring zu verbinden, E ist der Ring oder haltende Theil, F in Fig. 18 sind Zapfen, um den Ring in seiner Stellung zu halten und zu verhindern, dafs derselbe gegen die Seitenwände drückt.

In Fig. ι a ist die Vorderansicht, in

Fig. 2 a eine Endansicht und in

Fig. 3 a sind Oberansichten (nach den Linien«-«, b-b, c-c) einer Anordnung der verbesserten Nickelbatterie dargestellt, die, wie vorher erwähnt, als constante Batterie eingerichtet ist. Dieselbe kann mit einfachem oder doppeltem Erreger angewendet werden. Bei dieser Anordnung werden die Zellen, Behälter und die Verbindungstheile durch ein passendes bewegliches Gestell gehalten. Auf dem oberen Theil des Gestelles ist nur ein Behälter, wenn nur ein Erreger angewendet wird. Bei gröfserer Anzahl von Erregern mufs die Anzahl der Behälter ebenfalls vermehrt werden. Unterhalb der Auslässe der Behälter ist das Horizontalrohr E mit seinen Tüllen F angebracht, um die Erreger in die Zellen einzulassen. Unterhalb der Zellen oder Gefäfse befindet sich ein ähnliches Horizontalrohr E', welches ebenfalls mit Tüllen versehen ist, um die Flüssigkeit aus den Zellen nach den Behältern M abzulassen.

Das Gestell kann von Glaswandungen, die mit Auslässen versehen werden, um alle nachtheiligen Gase abzuleiten, oder auf andere passende Weise umgeben sein.

A A sind die Behälter oder Gefäfse, welche die Erreger enthalten, dieselben werden durch das Brett B getragen und sind mit Auslassen C oberhalb der Trichter D des Rohres E versehen. Von dem Rohre E leiten die Tüllen F nach den inneren und äufseren Zellen GGHH mittelst der Einlafsrohre und Trichter JJ,

KK sind die Ausflufsöffnungen und die Ablässe zur Entleerung der Gefäfse bei L L. Die Trichter, Rohre und Tüllen, welche die Erreger von den Zellen nach den unteren Behältern MM leiten, sind bei E' E' zu sehen. Die Rohre NN, Fig. 2a, sind abgebrochen, um die Theile deutlich zu zeigen.

Diese Rohre reichen von dem oberen Theil der oberen Behälter A A bis beinahe an den Boden der Behälter MM. Diese Rohre werden angewendet, um zu gestatten, dafs die Erreger, welche aus den Behältern A durch die Zellen nach den Behältern M strömen, nochmals in A hineingeführt werden, ohne dafs Flüssigkeit vergossen wird.

An dem Deckel jedes der Behälter A ist ein kurzes Rohrstück bezw. eine Oeffnung O, welche mit dem Innern des Behälters in Verbindung steht, angebracht. Wird dieses Rohrstück auf passende Weise mit einer Pumpe oder einem anderen Apparat verbunden, so kann die Luft aus dem Gefäfs herausgepumpt werden. Während dieser Zeit mufs die Auslafsöffnung geschlossen bleiben.

Der Druck der atmosphärischen Luft auf die Fläche des Erregers in dem unteren Behälter treibt die Flüssigkeit in dem Rohre hinauf bis in den oberen Behälter. Da der Behälter aus Glas hergestellt oder wenigstens mit einem

Anzeigeapparat versehen ist, so wird entweder die Verbindung der Pumpe von der Oeffnung O getrennt oder die Pumpe aufser Thätigkeit gesetzt, sobald man sieht, dafs der Behälter gefüllt ist. Wird die Auslafsöffnung jetzt aufgemacht, so kann die elektricitäterregende Flüssigkeit durch die Zellen nach den unteren Behältern fliefsen und die Batterie in Thätigkeit setzen. Wird dieses Verfahren wiederholt, so kann der Apparat fortwährend in Thätigkeit gehalten werden. Um die Kraft des Erregers wieder herzustellen, kann das Nothwendige den unteren Behältern zugeführt werden, bevor die Luft aus dem oberen Behälter ausgepumpt ist. Um den Erreger aus dem oberen Behälter ausfliefsen zu lassen, tritt die Luft durch die Oeffnungen OO in den Behälter ein, sobald die Verbindung mit der Pumpe gelöst ist.

Die angewendeten Zellen können nach irgend einer der in den Fig. ι bis 16 gezeigten Anordnung hergestellt sein und je nach dem Zweck der Batterie mit einem oder mehreren Erregern versehen werden.

In der Oberansicht, Fig. 3a, sind verschiedene Anordnungen dargestellt und mit der erläuterten Vorrichtung verbunden.

Fig. 4 a ist ein Durchschnitt und

Fig. 5 a die Oberansicht einer anderen Anordnung der verbesserten Nickelbatterie, bei welcher ein einziges Gefäfs zur Aufnahme der Metalle, Kohlen und Elektricitätserreger anstatt gesonderter Zellen angewendet ist.

Das Gefäfs wird durch Scheidewände aus Holz oder anderem passenden Material und poröse Scheidewände abwechselnd abgetheilt. Zwischen je einer Holz- und je einer porösen Wand wird der Erreger, die Kohle, das Nickel oder andere Metalle eingeführt. Das Gefäfs kann aus Holz bestehen, welches innen gegen die Eimvirkung des Erregers geschützt ist, dasselbe kann auch aus Thonwaare, Glas oder anderem passenden Material bestehen, welche mit Einschnitten zur Aufnahme der Scheidewände so versehen sind, dafs die Scheidewände mit dem Gefäfs fest verkittet werden können, um zu verhindern, dafs die erregende Flüssigkeit von einer in die andere Abtheilung strömen kann.

In dieser Anordnung, Fig. 4 a und 5 a, ist der Apparat als constante Batterie mit einem oder mehreren Erregern dargestellt, derselbe kann jedoch als nicht constante Batterie verwendet werden. Die engeren Doppellinien zeigen in Fig. 4 a die porösen' Scheidewände oder Platten. Die weiteren Doppellinien sind die Scheidewände aus Holz oder anderem passenden Material. Die kleinen Kreise in jeder Abtheilung, Fig. 4 a, zeigen die Ausflufs- und Auslafsöffnungen.

A A ist das Gefäfs aus Holz oder anderem Material, in welches die Erreger, Metalle u. s. w. gestellt sind; B B sind die Holz- oder anderen Scheidewände; CC sind die Scheidewände oder Diaphragmen aus porösem Material; DD sind die Trichter zu den Rohren G G, welche die verbrauchten Erreger nach den unteren Behältern leiten; EE ist die Ausflufsöffnung von den Zellen nach den Trichtern; FF sind Auslässe, durch welche die Zellen nach Bedarf entleert werden können; G G sind die Rohre zur Ableitung der erregenden Flüssigkeit, welche die Zellen passirt hat; HH sind Rohre (ein Rohr zu jeder Zelle), welche den Erreger aus den Behältern in die Zellen einlassen. Diese Rohre reichen, wie durch die punktirteri Linien dargestellt, beinahe bis an den Boden der Zelle. Diese Rohre können mittelst einer durchlochten Stange, welche über das Gefäfs gelegt wird, so gehalten werden, dafs die Rohre fortwährend in richtiger Entfernung vom Boden bleiben.

Die Zellen oder Abtheilungen und die zur Herstellung der verbesserten Nickelbatterie angewendeten Combinationen können in beliebiger Anzahl und Gröfse, je nach dem zu erfüllenden Zwecke, zur Verwendung kommen.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Die combinirte Nickelbatterie, um galvanische Elektricität zu erzeugen, im wesentlichen wie vorher beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. ■:

2. Die Methode, zur Herstellung, Anordnung und Einrichtung der Zellen und Scheidewände dieser Batterie, im wesentlichen wie vorher beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt.

3. Der Ring oder Theil, auf welchen die Metalle oder Kohlen befestigt werden können, wie in den Fig. 1 und 2 und 17 und 18 dargestellt und in der Beschreibung erläutert.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.