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Trockenelement.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Trockenelement der Leelanehe'sehen Bauart, bei welchem die Depolarisationsmasse aus festen Tabletten besteht und bezweckt die Erfindung die Herstellung solcher Elemente, wie auch deren Wirksamkeit zu verbessern.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass in wenigstens einer der aneinander anliegenden Stirnflächen der Tabletten Rinnen angeordnet sind, wodurch beim tbereinanderlegen der Tabletten horizontale bzw. radiale Kanäle gebildet werden, um ein Eindringen der Flüssigkeit in die Masse zu erleichtern.
Die Kanten der Tabletten können derart abgeschrägt sein, dass zwischen zwei benachbarten Tabletten eine kreisförmige Rinne gebildet wird, in welche die radialen Kanäle einmünden. Hiebei kann die hohle Kohlenelektrode eine Mehrzahl von innen ausgehende Löcher auf weisen, welche mit den Kanälen der Tabletten zusammenfallen.
Vorzugsweise kann eine jede Tablette aus mehreren konzentrischen Ringen verschiedener Aufsaugungsfähigkeit bestehen, u. zw. derart, dass entsprechend der Abnahme der Aufsaugungsfähigkeit der verschiedenen Ringe deren Gehalt an Kohlenstoff zunimmt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise zur Darstellung gebracht und zeigt
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senkrechte Querschnitte einer solchen Tablette. Fig. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt, teilweise in Ansicht. eines Trockenelementes nach der Erfindung, die Fig. 4a, 4b und 4c horizontale bzw. senkrechte Schnitte von abgeänderten Ausführungsformen von Kohlenelektroden.
Die Tabletten 1 werden aus dem Depolarisationsgemiseh in beliebig bekannter Weise fest und dicht gepresst. Jede Tablette ist auf der oberen und unteren Fläche mit Rinnen oder Nuten ; ! versehen, die von einer zentralen Öffnung- nach dem Umfange radial ausgehen. Diese Rinnen setzen sieh an den Seiten der Tabletten, wie bei 4 ersichtlich fort. Der äussere Rand jeder Tablette ist abgeschrägt, so dass, wenn zwei Tabletten aufeinandergelegt werden, die abgeschrägten Flächen einen dreieckigen Kanal J um die Tabletten und demgemäss um das Depolarisationsgemiseh herum bilden. (Fig. 4).
Wenn man das Trockenelement zusammenstellt, werden die Tabletten innerhalb der üblichen Zinkgefässelektrode 6. die eine mittlere Kohlenelektrode 7 umschliesst, eingestellt. Die Kohlenelektrode ist auf ihrer ganzen Länge durchbohrt, wie bei 8 ersichtlich und besitzt eine Anzahl von Löchern 9 im rechten Winkel zu ihrer Längsachse. Die Tabletten werden auf der Kohlenelektrode übereinander mit Hilfe der mittleren Öffnung 3 aufgereiht. Die Löcher 9 in der Kohlenelektrode sind so ausgestaltet, dass, wenn die Tabletten an Ort und Stelle sind. ein Loch 9 mit dem durch die Rinnen' ? der übereinandergelagerten Tabletten gebildeten Kanal zusammentrifft, wobei der Durchmesser dieses Kanals gleich dem jedes einzelnen Loches 9 ist. Gute Ergebnisse werden jedoch auch erhalten, wenn die Rinnen und Öffnungen nicht zusammentreffen.
Die Anzahl der Löcher 9 und der Rinnen,, ? kann je nach den Erfordernissen beliebig gewählt werden.
Der Raum zwischen den Rändern der Tabletten 1 und der Zinkelektrode 8'wird mit einer Auskleidung-M ausgefüllt, die aus aufsaugfähigem Stoff, einem Brei und Zinkchlorid bestehen kann, wie dies bei Trockenelementen üblich ist. Diese Auskleidung kann aus einem Bogen Papier bestehen. der mit Kleister bestrichen ist und in das Zinkgefäss 6 eingesetzt wird, bevor die Tabletten eingelegt werden. Sie kann auch aus einem Sack bestehen, der die übereinander angeordneten Tabletten umgibt oder man kann auch schliesslich jede andere Art und Weise wählen, um eine Tremiungswand zwischen
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einen Überzug auf den Tabletten gebildet werden.
Zu diesem Zwecke wird ein Gemisch von körniger
Holzpülpe, Gips, grobgekörntem Braunstein, einer Erde, welches Gemisch als Aufsaugungsmaterial wirkt, Mehl, Stärke od. dgl., um den Körper der Paste zu bilden, einen Teil des Elektrolyten, beispiels- weise Zinkehlorid und der notwendigen Menge Wasser, um das Gemisch ziemlich flüssig zu machen, auf die Tabletten aufgetragen, entweder indem man die Tabletten in das Gemisch eintaucht oder. dass man das Gemisch auf die Tabletten aufspritzt. Dieser Überzug wird durch heisse Luft getrocknet, worauf man die Tabletten in die Zinkelektrode einführt. Der Überzug 10 ist von gleicher mässiger Stärke und gewährleistet daher, dass die Tabletten in dem Zinkgefäss genau zentriert sind.
Die Zusammenstellung der Trockenelemente wird dadurch vervollständigt, dass man den Stopfen 11 aus der Kohlenelektrode entfernt und Wasser durch die Längsöffnung 8 hindurchgiesst. Das Wasser tritt durch die Öffnungen 9 aus und verteilt sich durch die Rinnen 2 und 4 und den Kanal 5 gleichmässig und feuchtet die. ganze. Mischung gut an. Wenn es jedoch erwünscht ist, die Zelle als Trockenelement zu benutzen, wird das Wasser nicht während des Aufbaues eingeführt, sondern die Batterie wird mit
Sand und Pechverschlüssen versandt und die Armatur 14 angebracht, ohne vorher Wasser einzuführen.
Will man die Zelle in Gebrauch nehmen, so wird Wasser oder ein Elektrolyt in das Innere der Kohlen- elektrode y eingeführt.
Anstatt der Kohlenelektrode 7 können auch Kohlenelektroden von der Fig. 4a, 4b und 4c dar- gestellten Ausführungsform benutzt werden. 1n Fig. 4a ist die Kohlenelektrode mit einem dreieckigen
Einschnitt 15 versehen, der durch die ganze Länge der Kohlenelektrode hindurchgeht. Wenn eine solche
Elektrode für die aufgereihten Tabletten gemäss Fig. 4 benutzt wird, so dient der dreieckige Raum 20 als ein Vorratsraum für das Wasser und auch um dasselbe nach den verschiedenen Teilen des Gemisches xu leiten.
Besitzt jedoch die Kohlenelektrode eine wellige Oberfläche, wie in Fig. 4b gezeigt, so dienen diese Wellungen entweder als Vorratsräume für das Wasser oder die Öffnungen 3 in den Tabletten 1 können gleichfalls gewellt sein, um an allen Punkten mit den Wellungen in Berührung zu kommen, wodurch ein guter Kontakt zwischen der Kohlenelektrode und dem Depolarisationsgemisch gesichert ist. Die
Kohlenelektrode 7 kann auch eine Höhlung 20 besitzen, wie in Fig. 4c dargestellt. Diese Aushöhlung ist am Boden mit einem Stopfen 21 verschlossen und steht mit dem oberen Ende der Elektrode durch eine Längsbohrung 22 in Verbindung, die die Polschraube 23 trägt und mit einem Stopfen 24 abgeschlossen werden kann.
Die Aushöhlung 20 wird zweckmässig mit einem aufsaugungsfähigen oder schwammigen
Material ausgefüllt. Wasser, in diese Aushöhlung 20 eingeführt, wird durch das schwammige Material so lange gehalten, bis das Depolarisationsgemiseh in den Tabletten 1, die die Kohlenelektroden 7 umgeben. denselben Feuchtigkeitsgrad besitzen. Da jedoch die Tabletten austrocknen, dringt Wasser aus dem
Vorratsraum 20 durch die porösen Wandungen der Kohlenelektrode 7 nach. Die Kohlenelektrode kann durch Entfernung des Stopfens 20 wiederum gefüllt werden.
Das Depolarisationsgemisch besteht bekanntlich aus einem geeigneten Gemisch von Braunstein und Graphit. Es wurde gefunden, dass, wenn die Trockenelemente dieses Typs auseinandergenommen werden, sich eine äussere harte Schicht in dem Depolarisationsgemisch in der Nähe der aufsaugungs- fähigen Auskleidung 10 bildet. Diese Schicht ist von O'l-0, 4mm stark und wird wahrscheinlich durch die bindende Wirkung einer basischen Zinkverbindung oder durch den Mangel an Wasser herbeigeführt. Die gehärtete Schicht erhöht den inneren Widerstand des Elements und erschwert die elektro- lytische Leitfähigkeit in der äusseren Schicht. Dies ist besonders störend ; weil sobald der Depolarisator dieser äusseren Schicht aufgezehrt ist, der ganze, vom Element abgegebene Strom durch diese Schicht hindurchgeleitet werden muss.
Um die Bildung. einer'solchen harten Schicht zu verhindern oder zu vergrössern, besteht das Depolarisationsgemisch aus Schichten verschiedener Abstufung. Im vorliegenden Falle macht man die Tabletten 1 aus drei konzentrischen Ringen 25, 26 und 27, von welchen der äussere
Ring 25 ein grobes Gemisch von grosser Aufsaugungsfähigkeit, aber geringem Kohlengehalt, der nächste
Ring 26 aus einem etwas feinerem Gemisch und der innere Ring 27, welcher an der Kohlenelektrode anliegt, aus dem feinsten Gemisch besteht, das eine grosse Menge Graphit oder ein anderes kohlenhaltiges
Material enthält.
Zweckmässig werden die Ringe so hergestellt, dass man die drei verschiedenen Abstufungen von Gemischen in den konzentrischen Ringen in die Form oder Stanze einführt, in welchen die Tabletten gepresst werden und dann die Tabletten presst. Ein Trockenelement aus Tabletten dieser Art enthält die grösste Menge Wasser, um ihren Umfang herum an der Stelle, wo die Batterie unter gewöhnlichen
Verhältnissen am schnellsten austrocknet. Auf diese Weise wird die Lebensdauer des Elementes ver- längert. Selbstverständlich kann man auch die Merkmale der vorliegenden Erfindung auf Trocken- elemente anderer Typen anwenden.
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Dry element.
The subject of the invention is a dry element of the Leelanehe type, in which the depolarization mass consists of solid tablets and the invention aims to produce such elements as well as to improve their effectiveness.
The essence of the invention is that channels are arranged in at least one of the abutting end faces of the tablets, whereby horizontal or radial channels are formed when the tablets are placed on top of one another in order to facilitate penetration of the liquid into the mass.
The edges of the tablets can be beveled in such a way that a circular groove is formed between two adjacent tablets, into which the radial channels open. In this case, the hollow carbon electrode can have a plurality of holes which extend from the inside and which coincide with the channels of the tablets.
Preferably each tablet can consist of several concentric rings of different absorbency, u. zw. In such a way that, in accordance with the decrease in the absorption capacity of the various rings, their carbon content increases.
In the drawing, the subject matter of the invention is shown and shown, for example
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vertical cross-sections of such a tablet. Fig. 4 shows a vertical section, partially in view. of a drying element according to the invention, Figs. 4a, 4b and 4c horizontal and vertical sections of modified embodiments of carbon electrodes.
The tablets 1 are pressed firmly and tightly from the depolarization mixture in any known manner. Each tablet has grooves or grooves on the top and bottom surfaces; ! provided, which proceed radially to the extent from a central opening. These grooves continue on the sides of the tablets as seen at 4. The outer edge of each tablet is beveled, so that when two tablets are placed on top of one another, the beveled surfaces form a triangular channel J around the tablets and accordingly around the depolarization mixture. (Fig. 4).
When the drying element is put together, the tablets are placed inside the usual zinc vessel electrode 6 which surrounds a central carbon electrode 7. The carbon electrode is drilled through along its entire length, as can be seen at 8 and has a number of holes 9 at right angles to its longitudinal axis. The tablets are lined up on the carbon electrode using the central opening 3. The holes 9 in the carbon electrode are designed so that when the tablets are in place. a hole 9 with the one through the gutters'? The channel formed by the superimposed tablets meets, the diameter of this channel being equal to that of each individual hole 9. However, good results are also obtained if the gutters and openings do not meet.
The number of holes 9 and the gutters ,,? can be chosen arbitrarily depending on the requirements.
The space between the edges of the tablets 1 and the zinc electrode 8 'is filled with a lining-M, which can consist of an absorbent material, a slurry and zinc chloride, as is usual with dry elements. This lining can consist of a sheet of paper. which is coated with paste and inserted into the zinc container 6 before the tablets are inserted. You can also consist of a sack that surrounds the stacked tablets or you can finally choose any other way of separating a partition between
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a coating can be formed on the tablets.
For this purpose a mixture of grainy
Wood pulp, plaster of paris, coarse-grained brownstone, a soil, which mixture acts as an absorbent material, flour, starch or the like to form the body of the paste, part of the electrolyte, for example zinc chloride and the necessary amount of water to make the mixture fairly liquid, applied to the tablets either by dipping the tablets in the mixture or. that you squirt the mixture onto the tablets. This coating is dried by hot air, after which the tablets are inserted into the zinc electrode. The coating 10 is of the same moderate thickness and therefore ensures that the tablets are precisely centered in the zinc container.
The assembly of the drying elements is completed by removing the plug 11 from the carbon electrode and pouring water through the longitudinal opening 8. The water exits through the openings 9 and is evenly distributed through the channels 2 and 4 and the channel 5 and moistens the. whole. Mix well. However, if it is desired to use the cell as a dry cell, the water is not introduced during assembly, but the battery is included
Sand and pitch seals shipped and the fitting 14 attached without first introducing water.
If the cell is to be used, water or an electrolyte is introduced into the interior of the carbon electrode y.
Instead of the carbon electrode 7, carbon electrodes from the embodiment shown in FIGS. 4a, 4b and 4c can also be used. In Fig. 4a is the carbon electrode with a triangular one
Incision 15 is provided which goes through the entire length of the carbon electrode. If such
If the electrode is used for the lined up tablets according to FIG. 4, the triangular space 20 serves as a storage space for the water and also to guide the same to the different parts of the mixture xu.
However, if the carbon electrode has a wavy surface, as shown in Fig. 4b, these corrugations either serve as storage spaces for the water or the openings 3 in the tablets 1 can also be corrugated in order to come into contact with the corrugations at all points, whereby a good contact between the carbon electrode and the depolarization mixture is ensured. The
Carbon electrode 7 can also have a cavity 20, as shown in FIG. 4c. This cavity is closed at the bottom with a plug 21 and is connected to the upper end of the electrode through a longitudinal bore 22 which carries the pole screw 23 and can be closed with a plug 24.
The cavity 20 is expediently covered with an absorbent or spongy one
Material filled out. Water, introduced into this cavity 20, is held by the spongy material until the depolarization mixture in the tablets 1, which surround the carbon electrodes 7. have the same moisture level. However, as the tablets dry out, water seeps out of the
Storage space 20 through the porous walls of the carbon electrode 7. The carbon electrode can be filled again by removing the plug 20.
As is known, the depolarization mixture consists of a suitable mixture of manganese dioxide and graphite. It has been found that when the dry elements of this type are disassembled, an outer hard layer forms in the depolarization mixture in the vicinity of the absorbent liner 10. This layer is about 0.4 mm thick and is probably caused by the binding effect of a basic zinc compound or by the lack of water. The hardened layer increases the internal resistance of the element and makes the electrolytic conductivity in the outer layer more difficult. This is particularly annoying; because as soon as the depolarizer of this outer layer is used up, all the current given off by the element must be passed through this layer.
About education. To prevent or enlarge such a hard layer, the depolarization mixture consists of layers of different gradations. In the present case, the tablets 1 are made of three concentric rings 25, 26 and 27, of which the outer one
Ring 25 a coarse mixture of great absorbency but low carbon content, the next
Ring 26 consists of a somewhat finer mixture and the inner ring 27, which rests on the carbon electrode, consists of the finest mixture, which is a large amount of graphite or another carbonaceous material
Contains material.
The rings are expediently manufactured in such a way that the three different gradations of mixtures in the concentric rings are introduced into the mold or punch into which the tablets are pressed and then the tablets are pressed. A tablet desiccant of this type contains the greatest amount of water around its perimeter in the place where the battery is normally under
Dry out fastest. In this way the service life of the element is extended. Of course, the features of the present invention can also be applied to drying elements of other types.
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