DE188280C

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Publication number: DE188280C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— M 188280 KLASSE 21 δ. GRUPPE

EDOUARD BUHOT in PARIS.

Die vorliegende Erfindung hat ein galvanisches Element zum Gegenstand, bei dem Chlor in flüssiger Form zur Depolarisation verwendet wird. Die Depolarisation wird dadurch begünstigt, daß sich die eine oder beide Elektroden drehen und so abwechselnd durch eine Chloratmosphäre und den Elektrolyten hindurchgeführt werden. Letzterer besteht aus einer ioprozentigen wässerigen Salzsäurelösung, doch kann man auch die Lösung des Chlorids desjenigen Metalls verwenden, das als negative Polelektrode dient. Das Element besteht im wesentlichen aus zwei geschlossenen, durch ein mit Hahn versehenes Rohr verbundenen Behältern, die sich in Lagern drehen lassen. Der eine Behälter enthält das flüssige Chlor, während der andere mit· dem Elektrolyten teilweise gefüllt ist. In diesen tauchen die Elektroden ein, die beispielsweise aus senkrecht zur Drehungsachse angeordneten Scheiben bestehen können. Die negative oder Lösungselektrode kann aus Eisen oder Zink oder einem anderen geeigneten Metall bestehen, die positive aus beiderseits platiniertem Silber oder aus Kohle, deren Masse man wenig angreifbare, aber gut leitende metallische Stoffe einverleibt hat.

In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch das ganze Element, Fig. 2 die Ansicht einer positiven Polelektrode, Fig. 3 ein Schnitt nach A-A der Fig. 2; Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform, die unter sorgfältigerer Abdichtung größere elektrische Energiemengen bei geringerem Gewicht und größerer Haltbarkeit er- >35 gibt.

Der Apparat besteht aus zwei Behältern in Form von Drehkörpern, deren einer a, aus geeignetem Metall, das flüssige Chlor enthält. Der zweite b, aus Metall oder einem anderen geeigneten Stoff, enthält die Elektroden und den Elektrolyten. Diese beiden Behälter stehen durch eine auf der Drehachse angeordneten, mit einem Hahn d versehene Tubulierung c miteinander in Verbindung. An den beiden Enden des so angeordneten Gesamtapparates befinden sich zwei in geeigneten Lagern ruhende Drehzapfen e e'. Auf die Verlängerung des einen ist eine Scheibe / aufgekeilt, die auch durch irgend ein anderes Kraftübertragungsmittel ersetzt werden kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht der Behälter b aus zwei Kalotten g, h, zwischen denen die angreifbare Elektrode i eingeklemmt ist. Diese teilt somit den Behälter b in zwei Abteilungen, die durch öffnungen j der Elektrode miteinander in Verbindung stehen. Zu beiden Seiten der Elek-

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trode ζ sind die unangreifbaren positiven Polelektroden k k' angeordnet, die miteinander leitend verbunden sind. In den Scheiben k sind Schlitze Z angebracht, deren Ränder nach entgegengesetzten Seiten ausgebogen sind, wie Fig. ι und 3 zeigen. Sie bilden auf diese Weise Schaufeln, die eine Erneuerung der Flüssigkeit zwischen den Elektroden erleichtern.

ίο Der elektrische Strom wird von Leitern m, η abgenommen, die an den Elektroden i und k befestigt sind und zu den von dem Behälter b in geeigneter Weise isolierten Klemmen ο, ρ führen. Von diesen gehen außen Leitungen r, s nach den runden Scheiben t, u, die auf dem Drehzapfen e sitzen und von ihm isoliert sind. Diese Scheiben tauchen in mit Quecksilber gefüllte Wannen v, w, von denen dann der Strom abgenommen wird.

Selbstverständlich kann auch die Stromabnahme in irgend einer anderen geeigneten Weise erfolgen.

Die Ausführungsform Fig. 4 ergibt, wie bereits bemerkt, bei vollkommener Abdichtung eine beträchtlich größere elektrische Energie bei geringerem Gewicht und größerer Haltbarkeit.

Zu diesem Zweck ist der aus zwei Kalotten bestehende drehbare Behälter der vorbeschriebenen Anordnung durch ein Rohr aus Metall — z. B. gezogenem Stahl — ersetzt. Letztere verdient den Vorzug vor den beschriebenen Kalotten, die meist aus schwer homogen erhältlichem Guß hergestellt und auf die negative Elektrode i montiert sind, wobei man einen um so größeren Durchmesser zu wählen hat, je größer die gewünschte wirksame Fläche ist. Nach Fig. 4 besteht jede Elektrode aus einer Reihe geeignet geformter Platten, die durch die Stangen, von denen sie gehalten werden, leitend miteinander verbunden ' sind.

Durch diese Konstruktion wird mit verhältnismäßig geringem Gewicht eine große Elektrodenfläche bei großer Widerstandskraft gegen inneren Druck geschaffen. Da ferner der Anschluß der einzelnen Teile aneinander nach Kreisen von geringerem Durchmesser erfolgt, so ist es leichter eine vollkommenere und haltbarere Abdichtung zu erzielen. Ferner ist hier das das Element umschließende Metallrohr der direkten Berührung mit dem Elektrolyten entzogen, der nebst den Elektroden in einem besonderen Behälter aus isolierendem Stoff sich befindet. Dieser Behälter läßt sich leicht in die metallische Hülle einsetzen und aus ihr herausnehmen.

Die negative Polelektrode i taucht ständig in den Elektrolyten ein, und nur die positive Polelektrode geht durch die Gasatmosphäre. Diese Anordnung ist vorteilhaft, weil sie einen geringen Verbrauch an den im Element in Reaktion tretenden Stoffen bedingt.

Nach Fig. 4 sind die Kalotten g, h nicht unmittelbar auf die Elektrode i festgeklemmt, sie schließen vielmehr die beiden Enden eines langen Rohres x. Auf dieses ist die eine Kalotte g mit Hilfe von Muttern und Bolzen oder dergl. unter Zwischenlage von zwei elastischen isolierenden Dichtungen yy" aufgezogen, während man die Kalotte h h direkt auf das Rohr aufschrauben kann.

Sollte eine größere Länge des Rohres χ es notwendig erscheinen lassen, so kann man es außer in den Drehzapfen e e' auch noch in passend angebrachten Lunetten lagern lassen.

In dem Stahlrohr χ befindet sich ein zweites Rohr \ aus isolierendem Stoff, z. B. aus Glas, das durch Deckel 1 und 2 geschlossen ist. Der der Tubulierung c zunächst liegende Deckel ι ist mit einer Reihe von Bohrungen 3 versehen, durch die das Chlorgas eintreten kann. Der hermetische Verschluß des Rohres \ wird durch eine Metallstange 4 und durch Muttern bewirkt, durch die die Deckel 1 und 2 mit Gewalt gegen die Dichtungen 5 und 6 gepreßt werden. Dieselbe Stange trägt eine Reihe von Scheiben k aus unangreifbarem Metall oder aus Kohle, die durch die Stange miteinander leitend verbunden sind und zusammen die positive Polelektrode bilden.

Die negative Polelektrode wird von Segmenten aus Zink, Eisen oder einem anderen zweckdienlichen Metall gebildet. Sie sind durch einen mit ihnen aus einem Stück gegossenen oder sonstwie an ihnen befestigten Bügel 8 untereinander leitend verbunden. Das eine zu einem Haken ausgebildete Ende 9 dieser Schiene hängt an einer kleinen Scheibe 10 aus Porzellan oder sonst einem isolierenden Stoff, die auf der zentralen Stange 4 sitzt, während das andere Ende 11 des Bügels 8 doppelt im rechten Winkel gebogen ist und am Rande einer kreisrunden, Quecksilber enthaltenden isolierenden Rinne 12 hängt und mit seinem nach unten gebogenen Schenkel 13 in das Quecksilber eintaucht. Diese Rinne 12 ist an dem Deckel 2 befestigt, der auch eine kleine Metallscheibe 14 trägt. Diese ist in beständiger Berührung mit dem Quecksilber 13 und an eine mit Gewinde versehene Stange ο befestigt, die durch den Deckel 2 geht und mit ihren Muttern den negativen Pol bildet. Die positive Klemme wird von der Schraube 15 gebildet, die den Deckel 2 mit der Stange 4 verbindet und auf die eine Mutter 16 zum Festklemmen des Leitungsdrahtes aufgeschraubt ist.

Die beiden an die Klemmen ο und 15 angeschlossenen Leitungen m, η gehen durch die beiden isolierenden Dichtungen yy' der Ka-

Claims

lotte g hindurch nach außen zu Stromabnehmern ähnlich den bei Fig. I beschriebenen. Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Wenn der Behälter α mit flüssigem Chlor und der Behälter b mit der nötigen Menge Elektrolyt gefüllt ist, öffnet man den Hahn d ein wenig, um beide Behälter miteinander zu verbinden, worauf man die Vorrichtung in Drehung versetzt. Angenommen, die negative ίο Polelektrode besteht aus Zink und der Elektrolyt sei mit Salzsäure angesäuertes Wasser, so zersetzt das Zink die Salzsäure, und es bildet sich Chlorzink und Wasserstoff. Letzterer, der polarisierend wirken könnte, verbindet sich mit dem aus der Expansion des flüssigen Chlors entstandenen Chlorgas und bildet Salzsäure. Infolge der Drehung gelangt jede Stelle der positiven oder gegebenenfalls beider Elektroden abwechselnd mit dem Elektrolyten und der Gasatmosphäre in Berührung. Hieraus folgt für die positive Elektrode eine vollständige Depolarisation, da der sie bedeckende Wasserstoff sich beim Austritt aus dem Elektrolyten sofort mit dem Chlor zu HCl verbindet. Eine zu rasche Anreicherung des Elektrolyten an Zinkchlorid in der Nähe der Elektroden wird durch die bei Fig. 1 beschriebenen Schlitze / der positiven Elektroden (die aber auch in den positven Elektroden nach Fig. 4 angebracht werden können) verhindert, da diese für eine stete Erneuerung der Flüssigkeitsschicht zwischen den Elektroden sorgen. Im übrigen reicht schon die einfache Reibung der positiven Polelektrode mit der Flüssigkeit hin, um diese durchzurühren. Der einzige Unterschied, der zwischen dem Betrieb des Elements nach Fig. 1 und 3 und dem des Elements nach Fig. 4 besteht, ist der, daß im letzteren Fall bei der Drehung des Elements nur die positive Polelektrode durch die Chloratmosphäre geht, was für die ständige Depolarisation ausreicht, während die negative Elektrode i, deren Haken 9 und 11 auf der Scheibe 10 und auf dem Rand der Rinne 12 schleifen, infolge ihrer Beweglichkeit stets in der unteren Partie des Apparates verbleibt. Die negative Elektrode bleibt also ständig in den Elektrolyten eingetaucht, was einen weniger starken Verbrauch der in Reaktion tretenden Stoffe bedingt. Durch Veränderung der Umdrehungsgeschwindigkeit oder auch durch mehr oder weniger weites öffnen des Hahnes d kann man die Elektrizitätsmenge, die zu erzeugen ist, regulieren. Soll das Element keinen Strom mehr abgeben, so unterbricht man die Umdrehung und schließt den Hahn d. Das vorbeschriebene Element ist infolge der großen chemischen Wirkung des Chlors und infolge der Umdrehung imstande, eine große elektrische Energie zu entwickeln. Man kann auch für seinen Betrieb eine große Anzahl von Metallen für die negative Elektrode benutzen, deren Zusammensetzung man je nach der Verwendungsart wählen kann. Die Produkte der Elektrolyse lassen sich regenerieren. Infolge der Möglichkeit, Metalle von geringem Wert und Chlor in flüssiger Form zu verwenden, ist das Element sehr billig im Betrieb und kann die Akkumulatoren in ihren verschiedenen Anwendungsarten, namentlich bei Automobilen, ersetzen. PateνT-A ν Sprüche:

1. Galvanisches Element, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen Teile der positiven Polelektroden abwechselnd durch den Elektrolyten und eine durch flüssiges Chlor gesättigt erhaltene Chloratmosphäre hindurchgeführt werden.

2. Galvanisches Element nach Anspruch i, bei dem die beweglichen Elektroden mit Schlitzen für den Durchtritt des Elektrolyten versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ränder jedes Schlitzes in entgegengesetzter Rich- go tung aus der Scheibe herausgebogen sind und so Schaufeln bilden, die eine lebhaftere Zirkulation der zwischen den festen und den beweglichen Elektroden befindlichen Flüssigkeitsschicht bewirken.

3. Galvanisches Element nach Anspruch ι und 2, gekennzeichnet durch zwei sich gemeinsam drehende Behälter, von denen der eine zur Aufnahme des flüssigen Chlors und der andere zur Aufnähme des Elektrolyten und der Elektroden dient, und die durch ein mit Hahn versehenes Rohr miteinander verbunden sind.

4. Galvanisches Element nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die negativen Polelektroden derart aufgehängt sind, daß sie über ihre Halter gleiten und infolgedessen an der Drehbewegung nicht teilnehmen. .

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.