NO134751B - - Google Patents

Description

Lagringsdyktig batteri.

Foreliggende oppfinnelse vedrører lag-ringsdyktige batterier av den art som ak-tiviseres når de dykkes ned i sjøvann og som anvendes i neddykket tilstand i det vesentlige i vertikal stilling. Et vanlig an-vendelsesområde for et batteri av denne art er i forbindelse med bøyer, idet den gjenstand som batteriet er festet til, hol-der det i riktig stilling.

Batterier av denne art er kjent, og om-fatter en beholder hvis nedre del er inndelt i vanntette rom som er åpne oppad og som hver rummer én celle. Det er anordnet en utløpsåpning ved beholderens topp og en innløpsåpning ved et lavere nivå enn utløpet, som strekker seg til beholderens bunn, slik at luft slippes ut og beholderen fylles med vann når den senkes ned. Gass kan deretter, enten den dannes på grunn av kjemiske reaksjoner i cellene eller på grunn av materialer i beholderen som danner gass når de blir våte, presse vann ut av cellene gjennom innløpsrøret hvis der er anordnet midler som lukker utløpet når beholderen er blitt fylt.

Når batteriene er i virksomhet, er det sannsynlig at de mister elektrolyt på grunn av fordampning og spill. Konsentrasjonen av hydrogenioner i den resterende elektro-

lyt reduseres derved og forstyrrer cellenes virkning ved at ikke-oppløselige materialer avsetter seg på elektrodene.

Foreliggende oppfinnelse har til formål

å unngå denne ulempe, og utmerker seg ved at vann tilføres kontinuerlig til batte-

riet med en større hastighet enn fordamp-ningshastigheten og overskvulpningen, idet der er sørget for overløp for den overflø-dige elektrolyt. Cellene holdes derved all-

tid fulle med elektrolyt og konsentrasjonen av hydrogenioner hindres i å synke til et skadelig nivå.

Da det innkommende vann ikke må kunne kortslutte to eller flere celler i beholderen eller kortslutte batteriet ved å koble batteriets poler til sjøvannet, og som følge derav til hverandre, er det nødvendig å ordne det slik at vannet tilføres atskilt til hver celle, idet vannet tilføres dråpevis og ikke i en kontinuerlig strøm.

Da cellene hele tiden kommer til å være

så fulle at det renner over, er det ønskelig at der finnes en overløpsåpning under cellerommets overkant samt at der er anordnet ribber på hvert av cellerommenes yttersider, slik at den væske som renner over fra en celle, ikke kan forene seg med den som renner over fra en annen når væskestrømmene renner ned langs romme-nes vegger og når beholderens bunn, unn-tatt langs trange kanaler som leder væsken til røret for vannets innløp og gassens ut-løp. De forbindelsesveier som kan oppstå mellom to celler over væskestrømmene har stor lengde og lite tverrsnitt, slik at mot-standen blir høy. Da vannet slipper inn dråpevis oppstår der ingen ledende forbindelse mellom batteriets aktive deler og sjøen. Innløpsrøret har lite tverrsnitt, slik at gasser og væske ikke samtidig kan pas-

sere gjennom røret; den overflødige væske presses ut gjennom røret i form av dråper som er atskilte ved bobler, slik at der heller ikke her oppstår noen ledende forbindelse til sjøvannet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til teg-ningen, hvor fig. 1 viser et frontsnitt og fig. 2 et planriss, delvis i snitt, av et batteri ifølge oppfinnelsen.

Batteriets beholder 1 kan være utført av plast; dens nedre del er inndelt i vanntette rom. Dette er ved den viste utførelse oppnådd ved at batteribeholderen er bygget opp av cellebeholdere. Hver cellebeholder består av et grunt kar 2 som, når det anvendes, står på høykant. Hver beholder har en skulder 3 og en fals 4, hvor den neste beholders bunn kan anbringes. En av beholderne passer inn i falsen 4 på den neste beholder og ligger an mot skulderen 3. Beholderne kan fordelaktig støpes av poly-styren som herdes, og når de er satt sammen kan de limes sammen. Ved den kant av beholderen som danner cellebeholder-ens topp, er der anordnet en bred åpning 5. I hver av beholdernes vertikale sideveg-ger er der anordnet hull 6 som danner over-løpsåpninger.

Før beholderne 2 samles til en stabel, anbringes en celles bestanddeler i hver av dem. Ved det viste eksempel antas ka-toden å bestå av en sølvkloridplate 7; til platene er festet et ark sølvfolie 8, fordelaktig ved hjelp av en oppvarmningsprosess; anoden 9 består av magnesium. En celles katode er forbundet med den neste celles anode ved hjelp av en nagle 11 som er ført gjennom beholderen og er loddet til sølv-foliet og klinket fast til magnesiumanoden 9. Batteriet er forbundet med en ytre krets ved hjelp av isolerte ledninger 12 som er ført gjennom vanntette åpninger 13 i beholderens 1 vegger.

Når beholderen dykkes ned i vann, slipper vannet inn til dens indre gjennom røret 14 som går fra beholderens topp og nesten ned til bunnen. Røret har lite tverrsnitt, slik at luften i beholderen må slippes ut for at vannet skal kunne trenge ned gjennom røret. Et utløpsrør 15 er anordnet til dette formål og rager opp fra beholderens topp til en større høyde enn inn-løpsrøret 14. En ventil eller andre til for-målet passende midler er anordnet til å hindre at gass, som oppstår i beholderen når den er blitt fylt med vann, skal kunne slippe ut gjennom røret 15. Hydrogen vil ved den beskrevne cellekonstruksjon dan-; nes på overflaten av magnesiumet; hvis cellen ikke kan danne tilstrekkelig gass, kan gass-fremstillende materialer anbringes i behoderen slik at de danner gass når de blir våte. Ved den viste utførelse slut-ter utløpsrøret 15 i en utvidet del 16 med en porøs skillevegg 17. Så lenge veggen 17 ikke er blitt våt, kan luft fritt slippe ut av cellene. For å hindre at den blir våt, unn-tatt fra batteribeholderens innside, er ut-videlsens 16 åpning dekket med et vann-frastøtende lokk 18 som slipper gjennom gass men ikke vann. Veggen 17 kan bestå av filterpapir og lokket 18 av vevet tøy som er impregnert med silikon, eller av kera-mikk, som ikke er glassert, et sintret me-tall eller en glassfibervev som er behand-let med silikon.

Når batteriet er blitt senket ned i vann vil luft slippe ut gjennom røret 15 og vannet trenge inn gjennom røret 14 og fylle beholderen til åpningens 6 nivå i cellebeholderne 2; vannet strømmer deretter inn i beholderne gjennom disse åpninger til rommene 19 over cellene til disse er fylt; deretter strømmer vannet gjennom utløps-åpningen 15 til det forstørrete rom 16 og væter veggen 17. Gass som oppstår i beholderen, stiger opp til toppen, men kan ikke slippe ut gjennom den våte vegg 17; gasstrykket presser derfor vann ut gjennom innløpsrøret 14, og dette fortsetter til batteribeholderen nesten er tom og cellebeholderne er fylt til åpningenes 6 nivå.

Under batteriets fortsatte drift vil dan-nelsen av gass følges av tap av elektrolyt ved fordampning og overskvulpning, slik at cellenes pH-verdi, som tidligere forklart, vil økes og nedsette cellenes kapasitet.

For å hindre dette er det sørget for at vann tilføres kontinuerlig. Et hull 21 er til dette formål anordnet i batteribeholderens 1 topp over hver av batteriets celler. Vannet kan imidlertid ikke tillates å strøm-me kontinuerlig inn i cellene, da disse strømmer ville danne en ledende forbindelse mellom hver celle og sjøen og re-sultere i en kortslutning av batteriet. Vannet kan derfor bare tilføres ved kapillarvirkning. Ved den viste utførelse er der til dette formål i hvert av hullene 21 anordnet et fingerbølliknende rom 22 av filterpapir eller et lignende porøst materiale, idet fin-gerbøllenes topp er anbragt på et nivå som er under rørets 14 øvre ende. Fingerbøl-lene kan holdes på plass ved hjelp av rin-ger 23 eller ved vannfast lim. Vann vil langsomt strømme til fingerbøllene og dryppe ned i cellene. Der finnes en mulig-het for at et fingerbøll vil fylles med vann før det begynner å dryppe, slik at så me-get vann som rommes i et fingerbøll vil falle nedpå en gang; dette er ikke ønskelig, og for å hindre dette er fingerbøllenes åpninger utstyrt med en nedadrettet tunge som vist ved 24. Vann som trenger frem til fingerbøllet vil renne ned til tungens laveste punkt og drypper dråpevis rett ned i åpningen 5. Det er hensiktsmessig å be-skytte fingerbøllene 22 mot mekanisk på-virkning ved hjelp av et deksel 25 som har U-formet tverrsnitt og kan være en del av batteribeholderen 1.

Vannet som strømmer inn gjennom fingerbøllene 22, vil frembringe en kon-stant strøm av elektrolyt ut gjennom hver av åpningene 6, som vist ved 26. Hvis den væske som strømmer over gjennom et av hullene 6 på et tidlig tidspunkt, skulle strømme sammen med det som renner ut gjennom det neste hull 6, vil der oppstå en lekkasjestrøm slik at effekt tapes. For å hindre dette er cellebeholderne utstyrt med vertikale ribber på hver side av hullene 6, slik at væsken som flyter over strøm-mer ned mellom ribbene. Ved den viste konstruksjon danner falsene 4 disse ribber. Når de individuelle væskestrømmer når bunnen av batteribeholderen, kan de ennu ikke strømme sammen, da batteribeholderens bunn er delt opp i felt ved hjelp av falsene 4 på cellebeholderbunnene. Først ved enden av de kanaler som falsene 4 danner ved batteribeholderens bunn, kan strømmene av elektrolyt som kommer fra flere celler flyte sammen. En krets kan derfor oppstå mellom de forskjellige celler over overløpsstrømmene, men da kret-sen har stor lengde og lite tverrsnitt, vil den ha en betydelig elektrisk motstand, slik av tapet på grunn av lekkasjestrømmer blir lite.

Når den elektrolyt som samles i batteribeholderens 1 bunn, dekker innløpsrørets 14 åpning, vil gasstrykket tvinge elektro-lyten opp gjennom røret 14; dette redu-serer væskens høyde i batteribeholderen og avdekker rørets 14 åpning, slik at gass strømmer inn i røret. Resultatet blir at den elektrolyt som strømmer over, forlater batteribeholderen gjennom røret 14 i form av en rekke væskesøyler som er skilt ved gass-bobler, som vist på fig. 1. Denne figur viser batteriets tilstand når det er i drift. Der oppstår således ingen ledende forbindelse mellom batteriet og sjøvannet over den elektrolyt som presses ut. Der oppstår heller ikke noen ledende forbindelse gjennom fingerbøllene 22, da disse er anbragt i tilstrekkelig høyde over væsken i cellene til at hver dråpe kan falle fritt.

Kapillartilførselen er vist i form av den fingerbøllignende anordning. Denne utfø-relse er ingen betingelse for at oppfinnelsen skal virke riktig, men er å fore-trekke, da den beholder sin porøsitet. Det er sannsynlig at faste partikler avsetter seg på kapillaranordningens tilførselsside, slik at den etter en tid kan tettes igjen. Fingerbøllet har imidlertid en stor vertikal overflate, og der vil derfor på grunn av tyngdeloven ikke avsettes faste partikler i større grad. Ved den tilstand som er vist på fig. 1, vil der i beholderen råde et be-stemt gasstrykk som er nok til i det minste å bære den avbrutte væskesøyle i røret 14. Dette trykk vil hele tiden forandre seg når først en kort væskesøyle og deretter en gassboble kommer inn i røret 14. Gasstrykket vil prøve å trykke væske gjennom fingerbølene 22, og strømmens retningsfor-andringer gjennom fingelbøllene vil prøve å fjerne de faste partiker som har samlet seg på denne. Gass kan ikke slippe ut gjennom fingerbøllene, da de på lignende måte som dekslet 17 stenger for gassen når de er våte.

Claims (3)

1. Batteri av primære galvaniske celler som er innrettet for å bli aktivisert ved neddykking i sjøvann, hvilket batteri har en beholder hvis nederste del er oppdelt i vanntette kammere som er åpne oppad og hver for seg inneholder en enkelt celle, en utløpsåpning for luft og gass i beholderens toppflate og organer for automat-isk å lukke denne for gassutstrømning når beholderen er fylt med vann, en kombi-nert anordning som slipper inn vann og leder ut gass, bestående av et rør som strekker seg fra beholderens bunn til et nivå over beholderen, men under luftens og gassens utløpsåpning og hvis lysåpning er for trang til å slippe gjennom vann som ikke fyller hele tverrsnittet, karakterisert ved at der i beholderens toppflate over hver celle er anordnet en åpning (21) som er slik beliggende og innrettet at den bare ved hjelp av kapillarvirkning dråpevis kan slippe inn vann til den underliggende celle, idet åpningen (21), når den først er fuk-tet, vil være ugjennomtrengelig for luft eller gass som følge av vannets overflate-spenning.

2. Batteri ifølge påstand 1, karakterisert ved at der i åpningen over hver celle er innsatt et fingerbøl (22) av filterpapir eller lignende porøst materiale og hvis munning vender nedad og er skrått avskåret.

3. Batteri ifølge påstand 1, karakterisert ved at cellekamrene har over-løpsåpninger (6) over de aktive kompo-nenter og under overkanten av kamrene og er forsynt med ribber på de ytre overflater.