KRALJEVINA SRBA, HRVATA I SLOVENACA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Klasa 21 (2)
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 1. Jula 1929.
PATENTNI SPIS BR.6089
Nikola Baccich, tehnički poduzetnik, Sušak.
Galvanski elemenat.
Prijava od 19. februara 1926.
Važi od l.juna 1928.
Prvi izumljeni galvanski elementi davali su doduše dosta jaku struju ali je ta struja u kratko vrijeme sasvim oslabila. Uzrok lom slabljenju bio je vodik, koji je prouzrokovao polarizaciju struje. Da bi se mogao tako nastali vodik uništiti, kušali su izumitelji razne kombinacije, što zovemo ciepolarizacijom struje. Neki izumitelji kao Maiche (god. 1879), Satory, Walker pokušali su uništiti vodik pomoću ploča poroznog galvanskog umjetnog ugljena, u čije je pore prodro atmosferski zrak, u kojem ima kisika, koji spajajući se sa vodikom vrši depolarizaciju struje. Taj sistem je doduše jeftin ali ima tu manu, da porozan ugljen u kratko vrijeme usled kapilarnosti upije tekućinu, otjeravši zračni kisik, koji je bio sakupljen u ugljenovim porama i tako prouzrokuje polarizaciju struje. Da zapriječim da ugljen upije tekućinu, došao sam na ideju, da namažem eleklrolyt sa tankim slojem smješe od cementa i vode, pustivši ga prije da otvrdne na zraku. Čim je cement na galvanskom ugljenu bio suh i tvrd te uroniv ga u elektrolyt, opazio sam, da je struja bila konstantnija, jer sloj od cementa, koji nije tako porozan kao što galvanski ugljen, nije dopuštao da elektrodi prodire u velikoj količini u ugljenove pore, naime, on je reducirao (smanjio) to prodiranje. Proučivši dalje djelovanje tog cementnog sloja na konstantnost tih galvanskih elemenata, došao sam na izum, koju ću sada da opišem.
Da se djelovanje ovog galvanskog elementa bolje razumije, rastumačiti ću u kratko princip, na kojem se ovaj izum osniva. Napravit ćemo nekoliko posuda od vulka-nizirane fibre kako nacrti list 1 slika 1, 2 i 3 pokazuju; iste će imati visinu 20cm, duljinu 15 cm, a debljinu 5 cm, ali će se razlikovati debljinom stijena (slika 2 pod 1). Debljine stijena ovih posuda biti će slijedeće : Vio mm, V* mm, Vs mm, 1 mm, 1V. mm i 2 mm, u svemu dakle 6 posuda. Napunimo * sada ovih 6 posuda vodom i pustimo ih mirovati jedno 5 dana, pa ćemo opaziti, da je vulkanizirana fibra, koja je u suhom stanju tvrda kao kost, postala uslijed vode meka i slična koži, a stijene posuda su nabuh-nule, kako slike 4, 5 i 6 pokazuju i pokrile se tankim vodenim slojem, što bi značilo, da su stijene porozne i da propuštaju nešto vode. Propuštanje vode bit će neznatno i u obrnutoj zavisnosti premu debljini stijena, t. j. da će tanje stijene propuštati više vode, dok će deblje stijene propuštati manje. Ako sada rastopimo u vodi one posude sa stijenama od Vjo mm 200 grama jedke sode (Na OH), te na obje veće stijene prislonimo po jednu ploču od poroznog galvanskog ugljena od oko 1 cm debljine, kako slike 7, 8 i 9 pod 2 i 3 pokazuju i te ploče okolo sa špagom privežemo, kako slike 7, 8 i 9 pokazuju pod 4, tako da stijene od fibre pod tlakom tekućine vrše na ove ugljene ploče trajni pritisak i uronimo sada u posudu jedan ci-
Din. 20.
nak, slika 10 pod 5, dobiti ćemo jednu vrstu galvanskog elementa, kod kojeg elektrode od ugljena predstavljaju pozitivni pol, dok uronjeni cinak predstavlja negativni pol. Spojimo sada ugljene pomoću bakrenih žica, pod 6 i 7, s jednom malom električnom lampom od 2 volta, pod 8, i to s jednim polom, dok je drugi pol lampe kroz ampermetar, pod 10, spojen sa cinkom pod 5. Spojivši sad oba pola elementa s jednim voltmetrom, paziti ćemo, da lampa gori, voltmetar zabilježi! će 1, 2 volta, dok ampermetar pokazat će oko 0,3 ampera. Sad ćemo na isti način montirati ostalih 5 posnda i dobiti 6 galvanskih elementa, koji će se razlikovati time, da su stijene od vulkanizirane fibre raznih debljina. Ako promatramo djelovanje tih 6 elemenata, opazit ćemo, da će u početku kod onih elemenata, koji imaju tanje stijene, lampe bolje gorili od onih sa debelim stijenama, ali za 15 do 20 sati opaziti ćemo, da elementi, koji imaju tanje stijene gube na konstantnosti struje i struja će sve više i više slabiti, dok kod elemenata sa debelim stijenama od 1 i 2 mm lampe svijetli jednolično, a voltmetar i ampermetar pokazuju konstantnu struju. Ovu pojavu ja ću ovako tumačiti: Pomislimo li, da je jedan sitni komadić poroznog galvanskog ugljena povećan mnogo stotina puta, to bi on izgledao kako slike 11 i 12 pokazuju pod 11, i mi bismo tu vidili cijeli skup tankih cijevi. Ako sada pomislimo, da bi se ovaj sitni komad ugljena dotaknuo jedne od onih vlažnih stijena prije spomenutih posuda, primio bi on nešto elektrolyfa, koji bi na-kvasio također nutrinju tih uskih cijevi, i ove izgledale bi kao što slike 11 i 12 pod 12 pokazuju. Dakle i na ugljenovim elektrodama prije spomenutih 6 elemenata, doticajem vlažnih stijena, pokriti će se nutri-nja vlastitih cijevčica tankim slojem elektroda, slike 13 i 14 pod 13, ali buduć da tanke stijene fibre propuštaju više elekfrolyta nego debele, bil će u ugljeno-vima, koji su njima priloženi, nastali sloj elektrolyta deblji od sloja elektrolyta, k^ji je nastao u ugljenima priloženim na debelim stijenama fibre, koje propuštaju manje elektroda; radi toga možemo zaključiti, da je debljina eleklrolytnoga sloja, koji nastaje u ugljenim pločama, obrnuto zavisna od debljine stijena od fibre. Kad ovih 6 elemenata proizvađa straju, vodik će nastati pod slojem elektrolyta u ugljenovim cijevčica-ma u obliku malenog mjehurića, slika 15 i 16 pod 14. Ovaj nastali mjehurić ima u gornjem kraju pod 15, tanji sloj elektroda, jer ga je vodik, koji je nastao, razteg-nuo i iztanjio, a pošto ovaj tanki mjehuri-ćev sloj ima s jedne sirane vodik, pod 16,
dok s druge strane atmosferski zrak pod 17, on će sve više ishlapljivati i postati sve tanji i tanji, dok će napokon puknuti i otpustiti vodik iz mjehura u atmosferski zrak, gđe će se jedan dio vodika pretvoriti s kisikom u vodu (oksidacija vodika), dok veći dio vodika izbjeći će kroz uglje-nove cijevčice jednostavno na polje slika 17 pod 18. Ono mjesto, gđe je bio ovaj mjehurić nastao, pod 19, ne će ostati na suho, nego će uslijed kohezije pokriti se opet novim slojem eleklrolyla, pod kojim slojem nastali će opet novi mjehurić vodika, koji će opet na prijašnji način vodik otpustiti i taj će proces trajno slijediti i trajno vršili polarizaciju struje. Kod pokusa prijašnjih 6 elemenata opazili smo, da oni elementi, koji imaju deblje stijene od vulkanizirane fibre, daju konstantne struje, jer deblje stijene posude propuštaju manje elektrolyta te je stoga i sloj elektrolita, koji nastaje u ugljenim pločama tanji, a onaj mjehurić, kojeg proizvodi vodik, imat će tanji sloj elektrolyta, koji će brzo ishlapiti i napokon puknuti i pustiti vodik iz mjehurića, dok naprotiv tanje stijene, koje propuštaju više elektrolyta, dat će ugljenima deblji sloj elektrolyta, koji neće tako brzo ishlapiti i vodik otpustili. Vodik, zatvoren u tim mjehurjćima, vršit će polarizaciju struje. Iz toga dakle vidimo, da de-polarizacija ovog galvanskog elementa ovisi o debljini elektrolytnog sloja, koji nastaje u ugljenovim pločama, dakle možemo da zaključimo, da će depolarizacija biti lim bolja, čim tanji bude taj sloj elektro-Iyta a obrnuto, bit će sva gora i gora, ako bude taj sloj odebljao. Buduć je taj tanki sloj elektrolyta u nutrinji ugljena uvijek u doticaju sa zrakom, naravno je, da će on ishlapiti, pa bi na koncu sasvim nestao, da ne bi novi eIektrolyl, koji dolazi kroz stijene od vulkanizirane fibre, držao ga automa-tički u od prilike istoj debljini. Važno je naime ovđe, da stijena od vulkanizirane fibre propušta s jednom malom tolerancijom baš toliko elektrolyla, koliko u ugljenima ishlapi slučajem da elemenal ne troši struju, a to će se postići pokusom stijena od raznih debljina, dok se ne nađe debljina, koja odgovara, naime ona, koja propušta s jednom malom tolerancijom baš toliko elekfrolyta, koliko u ugljenima ishlapi, slučajem da elemenat na troši struju.
Taj pokus raznih stijena predstavlja neki praktični proces, radi toga treba kod opre-deljivanja odgovarajuće debljine stijene uzeti u obzir razne pojave, kao što su promjena temperature vazduha do neke ustanovljene granice, povećanje ishlapljivanja većim pofroškom struje, spajanje jedne količine vodika s kisikom u vodu (oksidacija
vodika) i gubitak prouzročen izlaskom vodika iz mjehurića na polje. Sve te pojave predstavljale bi za ovaj elemenat zapregu dobrog funkcioniranja, kad se ne bi međusobno tako slagale, da ne igraju u praksi veliku ulogu, bilo da elemenat troši struju ili ne, bilo pod uplivom temperature vaz-duha, koja nije manja od plus 4°C i nije viša od plus 35° C, i t. d. Međusobno slaganje tih pojava tumačit će se ovako. Ako pomislimo, da element ne potroši struju, porozne stijene će svejedno određenu količinu elektrolyta u određenom roku vremena propustiti. Ako to propuštanje elek-trolyta sijedi pod stalnom temperaturom, elektrolyt će prodrijeti u nutarnju poroznih ugljenovih ploča do neke stanovite dubine, recimo u ovom slučaju oko 2 mm, jer taj tanki sloj elektrolyta, koji je na površini ugljenovih ploča dosta debeo, bit će u dubini od 2 mm već tako tanak, da neće moći već dalje prodrijeti, jer će početi ishlaplji-vali i nestajali. Poslane li temperatura va-zduha niža, elektrolyt ne će prodrijeti 2 mm nego po prilici 3 mm i kako je temperatura niža, neće moći u dubini od 2 mm sasvim ishlapiti nego samo djelomice, dok će ostatak prodrijeti dalje i ishlapiti na putu od 2 do 3 mm. Iz tih pojava slijedi, da je ploština sloja elektrolyta, koji ulazi u ugljenove ploče tim veća, čim niža je temperatura, a tim manja, čim viša je temperatura. Iz toga se može zaključiti, da ako je ploština veća, da će elektrolyta više ishlapiti, a obrnuto manjom ploštinom bit će ishlapljenje elektrolyta umanjeno. Pomislimo sad, da elemenat troši neku određenu struju pod određenom temperaturom vazduha, u kojem će slučaju elekfrolyt unići recimo po prilici 2 mm u ugljene stijene, ali pošto elemenat troši struju bit će ishlapljivanje povećano i razumljivo je, da će taj višak ishlapljivanje umanjiti put e-lektrolyta od 2 mm na recimo 1.90 mm, ali će zalo ona količina vode, koja nastaje oksidacijom nastalog vodika, kad se bude pomješala s upijenim elektrolytom, povećat Put od 1.90 na 2 mm i to s jednom malom tolerancijom, koja u praksi ne igra nikakvu ulogu. Sto se tiče nastalog vodika, koji je preostao, razumljivo je, da će on izaći najviše iz slojeva elektrolyta, koji su na koricu puta od 2 mm, jer ti su slojevi najtanji. Ako bude sad temperatura vazduha snižena, bit će put elektrolyta, a radi toga i ploština elektrolyfnog sloja veća. Iz toga slijedi, da će količina ishlapljenoga elektroda, i ako je temperatura niža, s malom tolerancijom bili jednaka količini elektroda, koja ishlapuje pod uplivom više temperature. Množina elekfroIyta, što ga nosi vodik, izlazeći iz ugljenovih ploča, neznat-
na je, jer vodik ostavlja veći dio tog elek trolyta u nutrinji ugljenovih ploča, kad pro lazi kroz pore istih. Ona malenkost elek trolyta, što ga vodik nosi sobom kod iz laska iz mjehurića, čini jedan neznatni o statak, koji u praksi ne igra nikakovu ulo gu. Za svaki element određuje se maksi malni potrošak struje, koji je zavisan od veličine ugljenovih ploča.
Pošto je sada princip ovog galvanskog elementa' razumljiv, preći ću na opis istog, kojemu dajem sledeći industrijski o-blik:
Ovaj se galvanski elemenat sastoji od jedne posude od poroznog umjetnog ugljena, si. 18, 19, i 20 pod 20. a slike 21, 22 i 23 prerez te posude. U ovu posudu od poroznog ugljena dođe druga posuda od vulkanizirane fibre, slika 18 pod 21, te slika 21 pod 21; iz ovih slika razabire se, da je kod ove posude gornja stijena deblja nego li stijene sa strane i donja. Kad je ova posuda postavljena u posudi poroznog ugljena, moraju dvije najveće stijene te posude biti manje udaljene na primjer 2 mm od stijena poroznog u-gljena, kako je u slici 22 pod x označeno dok će druge stijene biti više udaljene na primjer 10 do 20 mm od ugljenih stijena, slika 22 pod y. Na gornjem kraju elementa je poklopac od ebonita, slika 22, u sredini tog poklopca nalaze se dvije rupe, slika 21 pod 22 i 24, kroz te rupe idu dva šarafa, slika 21 pod 25 i 26, na kojima je netaknut cinak, pod 27, koji je pričvršćen na poklopcu pomoću navrtka 28 i 29, pod kojima su metalne šajbice 30 i 31; nad na-vrtkom pod 29 dođe navrtak, koji služi za pričvrščenje bakrene žice negativnog pola. Žica pozitivnog pola tog elamenta je pričvršćena pomoću navrtka na šaraf 32, koji ide kroz rupu 33, koja se nalazi na gornjoj stijeni ugljenove posude, te je pomoću na-vrlka pod 34 i 35 i šajbica 36 i 37 pričvršćen na toj ugljenovoj stijeni. Među šajbice pod 37 i ugljenove stijene je jedna šajbica 38 od umjetnog galvanskog ugljena, u kojoj je upijen parafin i koja služi zato, da se struji daje bolji kontakt. Kad se napuni nutarnja posuda od vulkanizirane fibre elektrolitom, dvije poveće stijene posude, nabuhnute kako slika 24 pokazuje prislonit će se na ugljenove stijene pod 20 i elemenat će poćel da funkcijonira. Od običnih eleklrolyta, koji ne sadržavaju običnih depolarizaloro, najbolja je za ovaj elemenat jedka soda (amonijev klorid daje doduše dosta jaku struju, ali je skup). O-sobito jeftino dođe struja sa elektrolytom od kalijeva sulfata, buduć da elemenat kad radi, regenerira kalijev sulfat tako, da troši samo cinak. Potrošak cinka približuje
se teorefičnom potrošku cinka, a važno je, da se cinak ne Iroši, kad elemenat ne radi. Praveći pokuse sa ovim elementom, o-pazio sam na ime, da nekoji eleklrolyti, među njima također i jedka soda i kalijev sulfat, izjedaju s vremenom posudu od vul-kanizirane fibre tako, da ju treba nakon nekoliko vremena s novom zamjeniti. Radi toga sam pronašao jednu vrstu posude od cementa, koja nije bila izjedana od nikakvog elektrolyta, a dobro je reducirala propust istoga. Elemenat sa ovom novom posudom izgledat će kako slike 25, 26 i 27 pokaznju. Posuda pod 39 napravljena je od cementa na način, kako se prave ploče od elernita, što služe za pokrivanje krovova, samo što primješa cementu osim vlakanca od asbesta još nešto kuhiniske soli, od koje postane posuda nešto porozna. Buduć da ta posuda ne može nabuh-nuti kao ploča od vulkanizirane fibre, morat ćemo staviti između ugljena i stijene posude jedan sloj, slike 26 i 27 pod 40, od cementa, mješanog sa veoma finim pje-skom i vodom, koji je, kad otvrdne na zraku, veoma porozan i bit će kako je razumljivo vod za elektrotyt do stijena. Slika 28 pokazuje taj isti elemenat, ali u njemu nema ovog sloja od cementa, miješanog sa finim pjeskom, i posuda od cementa pod 39 je prešana u posudu od poroznog ugljena. Taj sistem bio bi najjednostavniji za ove elemente. Da se elek-
trolyt ne prolije u slučaju da se ti elementi prevrnu, pričvršćen je poklopac 22 pomoću šarafa a, b, navrtka c, d i šajbica e, f na posudu, a između poklopca i posude još je jedan list od kaučuka pod g, da bolje hermetički zatvara.
Patentni zahtevi:
1.	Galvanski elemenat naznačen time, što je porozna posuda za elektrolyt izrađena od cementa sa primesom vlakanca od as-besla i kuhinjske soli, a debljina stijena te posude tako dimenzijonirana, da iste stijene tokom određenog vremena propuštaju određenu količinu elektrolyta jednaku s malom tolerancijom onoj, koja se tokom istog vremena u ugljenoj posudi ishlaplju-je i to u svim slučajevima bilo kad se struja ne troši, bilo kod stalnog potroška struje (maksimalnog ili umanjenog), bilo kod nestalnog potroška struje ako temperatura vazduha, u kojem se nalazi elemenat, nije niža od 4°C i nije viša od 35°C iznad ništice.
2.	Galvanski elemenat prema patentnom zahtjevu 1, naznačen time, što posuda od poroznog umjetnog ugljena služi kao pozitivni pol elementa a stijene te posude su čvrsto naslonjene na stijene porozne posude iz cementa tako, da upiju iz istih stijena samo onu količinu elektrolyta, koju iste propuštaju, uslijed čega ugljena posuda vrši depolarizaciju struje.
Adpatent bry 6089.

\
*




. <■








i
i • v




> ■























■




Adpatent-broj6089.

51.20 _
21
-20
51.19
51-21	25
PROR&.Z^iA-B
ia tv ncr' u| c --
51.25
PROPEZ E-F
*S 22
31.22 PROREZ C-D


.


. *






















V















l