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1055S~ZZZS
La pr~ZZsente inventlon ooncerns les plles 3 dépolarl~atlon par l'air,
et notamment les piles alr-zlnc, dont l'~Zlectrode posltlve e4t alimentée en
air par au molns une cavlt~Z ménag~Ze dans celle-cl.
Le but de l'lnventlon sst d'assurer une clrculatlon de l'alr dans
la cavit~Z de façon 3 renouvnZler l'oxyg~ne consommé lors de la décharge de
la plle.
L'lnventlon a pour obJet une plle à dépolarlsatlon par l'alr
comprenant une électrode négatlve, un électrolyte et une électrode posltlve
alimentée en air par au moins une cavité, caract~Zlris~le par le falt que laditecavité est formée d'au molns deux chemlnées s'étendant senslblement de haut
en bas de ladlte électrode posltlve, communlquant avec l'alr extérleur 3 leur
partie supérleure, sépar~es l'une de l'autre par la masse de l'électrode
~a ~ositive et communlquant entre elles par leur pertie lnférleure, le rapport
- entre la surfAce d'accès de l'alr à l'électrode et le volume d'air ~Ztant
dlfférent pour les dsux chemlnées.
Les références dlrectlonnelles s'entendent pour la positlon normale
~Z de ~onctlonnement de la plle.
:,
La vltesse d'appauvrissement en oxygène de l'alr contenu dans les
chemlnées étant fonction du rapport surfacs/volume, 11 tend à s'établlr dans
~`i 20 les deux chemlnées des concentratlonZ~Z d'oxygène dlfférentes, donc des densltés
de gaz dlfférentes, ce qul provoque un effet de tlr~ge d'une chemlnée à l'autre.
~iZ D'autres caraZctérlstlques de l'lnventlon eZppara~tront dans la
-~Z descrlptlon des exemples de réallsatlon donnés cl-après 3Z tltre lllustratlf et
~ non limitatlf, en regard du dessin annex~Z dans lequel :
;~ - la flgure 1 est une coupe vertlcale d'une plle selon l'lnvention
~uivant la ligne I^I de la figure 2,
- la flgure 2 est une coupa selon la ligne II-II de la figure 1,
- les flgures 3 et 4 sont des coupes horlzontales d'électrodes
~;~ positlves pour d'autres pileZs selon l'irZZvention.
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105S565
La pile reprfisentée aux figures 1 et 2 comprend un boltler formfi
d'un bac 1 et d'un couvercle 2 en matl~re plastlque, une électrode positive
3 ~ base de charbon actif, munls d'une cavlté 4, uns slectrode n~gative 5
à base de poudra de zlnc, dllpos~e le long d0 la parol latérale du bac 1 et
un électrolyte alcalln géllflfi 6 disposs entre l'~lectrode posltlve et
l'électrode nsgatlve et au-dessus de cette dernl~re, Une bo m e pDsltlve 7
et une borne négatlve a sont reliées aux électrodes par des fils métalliques
respsctivement 9 et 10.
Dans la plle des flgures 1 et 2 la cavité 4 est formse de deux
chemlnées verticales 11 et 12 séparées l'une de l'autre par la masse ds
l'électrode positive dans la région 13 et réunies sntre elles à leurs bases
par un tunnel 14. Gan~ l'exemple représenté, la cheminée 11 a une section
carrée de coté a, et la chemlnse 12 une section rectangulaire de cotés a
et b ~ 1,5 a. Si on appelle h la hauteur des cheminées au-dessus du tunnel
14, la surface latérale de la cheminée 11, c'est-~-dire la surface par
.~ .
,~ laquelle l'alr contenu dans cette cheminée est en contact avec l'électrode
,~ positive, est S ~ 4 ah et le volume d'air correspondant V ~ a h. Le rapport
de ces deux grandeurs est R ~ V 8 4/a. Pour la cheminée 12, les valsurs
correspondantes sont S ~ t2a ~ 2b~h ~ 5 ah, V ~ abh = 1,5 a2h et R ~ 10~3a.
Le rapport R conditlonne la vitesse d'appauvrissement de l'air en oxygène
pour un régime donné de décharge de la pile. Cette vitesse est donc plus
élev~e pour la cheminée 11 que pour la cheminés 12. Il s'ensuit que le mfilange
gazeux contenu dans la chemlnés 11 est plus pauvre en oxygène, donc moins
dense, que celui de le cheminée 12, et il se produit une circulation dans la
` cavité, l'air entrant par la cheminée 12, passant par le tunnel 14 et
ressortant par la cheminée 11.
. Les deux cheminées communlquent par leur partie supérleurs avec
i un espace libre dans la partie haute de la pile. Pour am~llorer la circulation,
i cet espace e~t divisé par une clolson 15 en une chambre 16 communiquant avec
;~
; 30 la cheminée 11 et une chambre 17 communiquant avec la cheminée 12. L'air sntre
dans la chambre 17 par un orifice 19 du couvercle 2 et ressort de la chambre
~s ,
105556S
. ~
16 par un orifice 1B.
L'électrode positlve 3 munie de la cavité 4 selon l'lnvention
psut ~tre réalisée tr~s slmplement en agglom~rant la masse catalytique
autour d'un noyau affectant la forme ds la cavité, et en retirant le noyau
par dessous.
Pour évlter des fultes, dans un sens ou dans l'autre. entre la
cavit~ 4 et l'élsctrolyte 6 au-dessous de l'électrode positlve, il y a lleu
de prévoir des moyens d'étanchéit~, par exemple en collant l'~l~ctrode
~ au fond du bac 1. S1 on voulait éviter que la cavité atteigns la face infé^
; 10 risure de l'électrode positive, on pourrait creuser les cheminées obllquement.
après la mise sn forme de l'électrode, de telle maniare qu'elles se re~oignent
à la partie inférieure sans déboucher.
; L'électrode positlve montrée à la figure 3 diff~re ds cslls des
figures 1 et 2 en ce que la cavité 30 est formée de trois cheminées 31, 32
. .~, .
et 33 raunies entre elles à lsur base par un tunnel 34, les axes de trols
cheminées étant dans un meme plan. Les cheminées sxtrsmes 31 et 33 ont
une sectlon carrée de côt~ a et la chemlnée centrale 32 a une section
rectangulalre de côtés a et b ~ 2 a. On a donc pour les chemlnées 31 et 33,
~ :`
comme dans l'exemple précédent, R = 4/a, et pour la cheminée 32, les mêmes
calculs conduisent à R = 3/a. Le mélange gazeux dans les cheminées 31 et 33
est donc plus léger que dans la cheminée 32 et une circulation s'établit,
l'air entrant par la chEmlnée 32 et ressortant par les chemln~es 31 et 33.
Bien entendu pour assurer une efflcacité maximale de cette circulation il
i~ convient respectivement avec les trols cheminées ou encore, grâce à une
,.,~
cloison da forme approprlée, en deux chambres communiquant l'uns avec les
~; cheminées 31 et 33 et l'autre avec la cheminée 32.
:.
Au lieu d'avoir des chsminées 31 et 33 identlques, on pourrait
prévoir les trois cheminées avec des rapports R différents, La circulation se
~' ferait alors princlpalement entre les deux cheminses ayant les valeurs
:
' ~0 extrêmes de R, le renouvellement d'air étant moins rapids pour celle ayant ~
'
i, ... . .
: , ~ . :, ~ - , :.
~0555~;5
; la valeun ~ntermédlairs, ce qui entra$nerait une dlssymétrle dans le fonctlon-
nemsnt de la pll8.
La dlsposltion de la figure 3 convient particull~rement pour une
électro~e pnsitlve allongée dans une directlon. Celle de la figurs 4 est
adaptée 3 une électrode 3 sectlon carrée. L'electrode qul y sst reprbsentée
présente deux ~avltés 40 et 40' fonmkes chacune de deux chemln~es 41 et 42,
41' et 42'. Ces cavités sont semblables à la cavlt~ 4 des figures 1 et 2 et
fonctlonnent exactement de la meme façon. Le nombre de chambres communlquant
avec les chemlnées peut être lcl 2, 3 ou 4.
Bien entendu, l'invention n'est pas llmitée aux mod3s de r~alisa-
tion décrlts et représentés, notamment quant 3 la forme et 3 la dlspositlon
des cheminées. C'est ainsi qu'une élect m de positlve à section triangulaire
peut présenter une cavité form~e de trois cheminées disposées chacune au
, voisin~ge d'une arete de l'électrode, et pouvant avolr une sectlon trian-
gulalre ou circulaire par exemple. Une électrode de forme allongée peut
"? présenter deux cavités ou plus, formée chacune de deux ou trols cheminées,
~ les axes de toutes les cheminées étant coplanaires.
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