Brevet FR2007549A1 — publié le 19700109

. 2007549 La présente invention concerne des piles .électriques du type à action différée (parfois appelées piles de réserve), e1est-à-dire des piles électriques dans lesquelles, avant activation, l'électrolyte est maintenu séparé de certaines parties, sinon de 5 toutes, de la pile, de; façon qu'aucun potentiel ne soit produit jusqu'à ce que, lors de l'activation, l'électrolyte soit autorisé à accéder à toutes les parties de la pile. Des piles à action différée peuvent être individuelles ou "bien faire partie d'une ou plusieurs batteries de piles branchées en série, les batteries é-10 tant elles-mêmes reliées en série ou en parallèle. Dans de nombreuses piles du type à action.différée, l'électrolyte est emmagasiné, avant activation, souvent sous pression dans un ou plusieurs compartiments séparés d'où il doit, lors de l'activation, s'écouler dans le reste de la pile. Par exemple,- il 15 peut être stocké dans une ampoule en verre qui doit être cassée. Dans d'autres cas, il est maintenu dans un compartiment muni d'un diaphragme de forme appropriée ou d'un autre joint d'étanchéité le séparant de la pile, le diaphragme ou joint devant être rompu lors de 1"'activation de la pile. 20 On a proposé, comme décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique U° 2.832.814, d'assurer l'activation manuellement en prévoyant un mécanisme manoeuvrable manuellement de l'extérieur de la pile et permettant d'exercer l'action nécessaire de rupture ou de percement. Pour assurer l'activation de la pile 25 par une commande à distance, on a également proposé, par exemple, dans le brevet des Ji.tats-Uhis d'Amérique 3*239.385, d'utiliser une lance ou un élément similaire qui est poussé par l'explosion d'un petit détonateur pour percer une paroi isolant le compartiment d'électrolyte. Ces dispositifs ne donnent pas absolument sa-30 tisfaction du fait que la lance est laissée hàbituëlleŒtent dans' le trou qu'elle apercé, ce qui liàite le débit d'électrolyte. En outre, la lance dont des parties sont situées dans la zone du carter contenant les piles peut établir une zone de conduction produisant des fuites entre piles. 35 Suivant l'invention, on réalise une pile électrique du type à action différée dans laquelle le réservoir destiné à contenir l'électrolyte avant activation comporte une paroi cassante et on prévoit à l'intérieur de la pile un projectile et un détonateur, l'agencement étant tel que, lors de l'explosion du détonateur, le 40 projectile est projeté contre la paroi avec une force suffisante 469/69. 2007549 pour la briser et pénétrer complètement dans le réservoir. Le projectile est de préférence une petite, bille métallique et la paroi cassante est formée de verre. Par exemple, le projectile peut être logé- dans un trou 5 dans lequel il est emmanché à force, une - extrémité du trou étant dirigée vers la paroi cassante tandis que l'autre extrémité débouche dans un compartiment fermé contenant le détonateur. La pile peut par exemple être logée dans un carter qui est divisé en un compartiment d'électrolyte et un compartiment de 10 pile par une cloison comportant une "partie cassante-, le projectile étant logé, avant activation de la pile, à l'extrémité du compartiment de pile opposée à la cloison et l'agencement étant tel que, lors de l'activation, le projectile est propulsé dans un passage ménagé dans le compartiment de pile de façon à venir percuter 15 la partie cassante de la cloison et à pénétrer dans le compartiment d'électrolyte. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non-limitatif, en référence au dessin unique an-20 nexé qui représente une vue en coupe de la pile selon 1*invention. La pile représentée sur le dessin comprend un cart«r formé par une virole cylindrique 10 (dont l'axe est situé dans 1« plan du dessin) ouverte à ses extrémités qui sont obturées par des flasques 11 et 12. Le flasque 12 de l'extrémité inférieure (les 25 termes "inférieur" et "supérieur" sont utilisés pour décrire la pile dans la position représentée sur le dessin *ais il va de soi que cette pile peut être utilisée dans n'importe quelle position) du carter porte des bornes 36, 37 permettant la liaison électrique entre l'intérieur et l'extérieur du carter de pile. Le carter 30 est divisé par une cloison 16 en compartiments supérieur 14 et inférieur 15» Le compartiment supérieur 14 constitue un réservoir pour emmagasiner 1'électrolyte avant l'activation de la pile. Le compartiment inférieur 15 contient un, groupe d'éléments de piles 18 branchées en série .- Les piles * 18-sont réparties 35 autour d'un support central 20 coaxial à: la virole 10 et s'étendant sur toute la hauteur du.compartiment de pile 15• Le support 20 comporte un trou axial central 21.s'étendant sur toute sa longueur depuis le flasque 12 jusqu'à la cloison 16. Le support 20 comprend, en outre, de nombreux orifices 22 répartis périphéri-40 quement sur sa longueur de façon à former des passages de fluide 469/69. 13501 69 13501 3. 20075M entre le trou 21 et les piles 18. La cloison 16 comporte un trou central 24 obturé par un diaphragme cassant 25 formé par exemple d'un matériau tel que du verre, qui est facilement brisé lors d'un choc avec un objet dur. 5 Le diamètre du trou 24 et du diaphragme 25 correspond exactement au diamètre du trou 21 et le trou 24 est directement aligné avec le trou 21. Il est évident que, lors d'une rupture du diaphragme 25, du fluide se trouvant dans le compartiment d'électrolyte 14 s'écoule directement par l'intermédiaire du trou 21 et des trous 10 22 dans les piles 18 en assurant ainsi leur activation. Un trou 30 situé au centre du flasque 12 et aligné avec le trou 21 présente un diamètre légèrement inférieur à celui du trou 21. Une bille 31 est emmanchée à force dans le trou 30 et est formée d'une matière dure, par exemple de l'acier inoxydable. Le diamètre de la 15 bille 31 est légèrement supérieur à celui du trou 30 de façon que l'emmanchement soit à force et que la bille 31 soit normalement maintenue en place tant qu'elle n'est pas sollicitée par une force importante. La bille 31 est dans l'axe du diaphragme cassant 25 prévu à l'extrémité opposée du trou 21. 20 En dessous de la bille 31, c'est-à-dire du côté opposé au diaphragme 25, est prévu un détonateur constitué par une petite quantité d'explosif 33 maintenu en place par un chapeau 34. Le flasque 12 porte des bornes positive 36 et négative 37, la borne 36 étant reliée par un conducteur à l'extrémité supé-25 rieure du groupe de piles 18 tandis que la borne 37 est reliée directement à l'extrémité inférieure du groupe de piles 18. Les piles 18 sont branchées en série dans le groupe et une tension de sortie est produite aux bornes 36, 37 lors de l'activation de la batterie, cette tension étant fonction du nombre de piles 18 du groupe. 30 Le détonateur 33 est du type à percussion de sorte qu'il peut exploser sous l'effet d'un choc mécanique exercé sur le chapeau 34. On peut utiliser d'autres méthodes pour assurer la mise à feu du détonateur, par exemple des procédés électriques. Un détonateur électrique est par exemple décrit dans le brevet des ii-35 tats-Unis d'Amérique 3«239»385o Le rôle des piles du type à action différée est de constituer line source de courant électrique qui ne s'altère pas sensiblement dans le temps lorsqu'elle n'est pas en service. On peut conserver pendant une longue période une pile de ce type sans 40 qu'elle s'altère sensiblement. Lorsqu'il est nécessaire de produi469/69 69 13501 4 2007549 re un courant électrique, on peut activer la pile presque instantanément. L'activation est effectuée de la manière suivante. Une percussion de la partie centrale du chapeau 34 avec un percuteur 5 provoque la mise à feu de la charge d'explosif 33» Il en résulte la génération d'une pression très élevée en arrière de la bille 31. Lorsque la pression est suffisante, la bille 31 est éjectée du trou 30 et est propulsée dans le trou 21 de manière à percuter et briser le diaphragme en verre 25. La bille 31 a une vitesse 10 suffisante pour continuer sa course "après avoir brisé le diaphragme 25, de sorte qu'elle pénètre dans le compartiment 14 et n'obstrue pas le conduit d'écoulement de l'électrolyte dans le compartiment de piles 15. La forme et la structure des piles 18 ainsi que la na-15 ture de l'électrolyte peuvent évidemment varier dans de larges limites. Par exemple, on a décrit dans le brevet britannique îf° 1.138.71? des piles du type à action différée dans lesquelles l*électrolyte est de l'ammoniaque liquide. Dans ce cas, l'électrolyte peut être emmagasiné dans un compartiment 14 contenant un 20 gaz inerte sous pression, tel que de l'argon. Dans ces conditions, la pression agit de manière à briser le diaphragme 25 pour refouler rapidement l'électrolyte dans toutes les piles 18. Dans la pile décrite plus haut, la bille 31 est utilisée pour briser un diaphragme en verre. Elle pourrait évidemment 25 être utilisée pour briser les parois d'un récipient en verre ou similaire. 469/69» 69 13501 5. 2007549 REVTOICAIIOHS. 1. Pile électrique du type à action différée, dans laquelle le réservoir prévu pour contenir l'électrolyte avant activation de la pile comporte une paroi cassante, caractérisée en ce 5 qu*il est prévu à l'intérieur de la pile un projectile et un détonateur, l'agencement étant tel que, lors de 1*explosion du détonateur, le projectile est projeté contre la paroi avec une force suffisante pour la briser et pénétrer complètement dans le réservoir. 10 2. Pile suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le projectile est une bille métallique. 3» Pile suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la paroi cassante est formée de verre. 4. Pile suivant les revendications 1 à 3, caractérisée 15 en ce que, avant activation, le projectile est logé dans un trou dans lequel il a été emmanché à force, une extrémité du trou étant dirigée vers la paroi cassante tandis que l'autre extrémité débouche dans un compartiment fermé contenant le détonateur. 5. Pile suivant les revendications 1 à 4, caractérisée 20 en ce qu'elle est logée dans un carter divisé en un compartiment d'électrolyte et un compartiment de piles par une cloison comportant line paroi cassante, en ce que le projectile est logé, avant activation, à l'extrémité du compartiment de piles opposée à la cloison et ce que l'agencement est tel que, lors de l'activation 25 de la pile, le projectile est projeté dans un passage traversant le compartiment de piles contre la partie cassante de la cloison de façon à pénétrer dans le compartiment d'électrolyte. 469/69.