Libro, edito nel 1943 dalla Regia Accademia Navale, dai contenuti molto tecnici e quindi destinato ad una utenza qualificata, come erano appunto gli allievi ufficiali della Regia Marina.
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Il Comando di Grupsom Ringrazia il C.te Millelire per aver messo a disposizione questo prezioso Manuale.
Apparato Motore di Propulsione in Immersione
Paragrafo 4 °
RENDIMENTI.
Il rapporto espresso in ampere-ora, tra la quantità di elettricità scaricata e quella fornita per la carica, si chiama rendimento in quantità di elettricità. Esso ha all’incirca un valore medio del 90%. Il rapporto tra l'energia (misurata in Kw/h) erogata durante la scarica, e quella fornita per la carica, si chiama rendimento in energia ed il suo valore pratico medio è intorno al 75%.La densità dell'elettrolito varia col variare della temperatura ed a parità di concentrazione è più alta per temperature più basse, e più bassa per temperature più alte. Essa si riferisce di solito a 15°C.
DESCRIZIONE DI UN ELEMENTO DEL TIPO TUDOR DELLA S.G.I.A.E.
Gli elettrodi di questo accumulatore sono formati da piastre positive e negative, a « griglia impastata » ottenute mediante applicazione della materia attiva, sotto forma di pasta, a griglie di lega di piombo e antimonio. Le piastre sia positive che negative sono riunite tra di loro mediante saldatura ad un regolo di piombo che porta i poli di collegamento agli altri elementi della batteria. L’isolamento fra le piastredi polarità opposta è ottenuto inserendo fra ogni piastra positiva e negativa un diaframma di legno chimicamente trattato, accoppiato ad un separatore di ebanite ondulato e perforato, oppure aggiungendo un terzo separatore di feltro o di lana di vetro. Il separatore di legno è sempre a contatto con la piastra negativa. L’elettrolito è costituito da acido solforico diluito, chimicamente puro, del peso specifico di 1,25 ÷ 1,26 nei climi temperati. Per i climi tropicali esso viene ridotto al valore di 1,21 ÷ 1,22. I recipienti degli accumulatori sono costruiti in ebanite della migliore qualità, ed opportunamente rinforzati con nervature, in modo che la cassetta non possa subire deformazioni. I coperchi degli accumulatori anch'essi di ebanite, sono saldati con speciale mastice, in modo da impedire rovesciamenti di acido con inclinazioni di oltre 40°
Sono provvisti di caminetto per la ventilazione dell'elemento e per l'estrazione dei gas che si sviluppano durante la carica. La loro forma varia a seconda che l'estrazione avviene direttamente sull’accumulatore o direttamente dal locale. Le piastre non arrivano in fondo al recipiente,ma appoggiano con un piedino, in modo da lasciare sul fondo del co- perchio, un vuoto nel quale può raccogliersi la pasta caduta dalle griglie impedendo così dei corti circuiti interni all’accumulatore.
ACCUMULATORE TIPO “IRONCLAD”
L'accumulatore Ironclad, brevetto Edward Smith, si differenzia da quelli a piastre piane, per avere le piastre positive composte da una serie di tubi nei quali è messa la materia attiva; serie di tubi che portano espansioni laterali e sono infilati in altri tubi di ebanite perforati. Le piastre negative ed il rimanente sono uguali a quelli a piastre piane. Questa disposizione presenta notevoli vantaggi :
Lunga durata, circa il doppio di quelli a piastre piane.
Aumento di capacità.
Impossibilità di corti circuiti, giacchè la materia attiva non può cadere dai tubi.
Deformazione pressochè nulla delle piastre.
Ridotto pericolo di solfatazione, perchè la pasta essendo esposta con una superfìcie maggiore all'acido, lavora meglio.
Per contro detti elementi sono più pesanti del 10÷14 % in più rispetto a quelli a piastre piane ed hanno un maggior ingombro. Il costo è circa il doppio di quelli a piastre piane. Attualmente essi sono in servizio su molte Unità.
CONDOTTA DELLE BATTERIE ACCUMULATORI.
La carica delle batterie accumulatori può essere fatta a varie intensità di corrente, secondo il tipo di accumulatore, senza sorpassare però il valore massimo fissato e senza superare i 40 ÷ 45 ° C., di temperatura. I valori massimi della carica normale per un elemento a piastre piane del tipo Tudor da 7500 Ah. sono così fissati:
1° periodo - 1200 Ampere
2° periodo - 600 Ampere
3° periodo - 300 Ampere
Sovraccarica 150 AmperePer la carica normale si comincia a caricare con l'intensità del 1° periodo,fino a raggiungere la tensione di volta 2,4 per elemento. Si riduce allora l'intensità a quella del 2° periodo,e si carica fino a raggiungere nuovamente la tensione di volta 2,4 per elemento. Si riduce l'intensità di carica a quella del terzo periodo e si continua fino a raggiungere la tensione di volta 2,7 per elemento. La carica così è completa e di questo si ha conferma controllando altresì i valori della densità e della temperatura. Durante il 1° e 2° periodo di carica, la corrente è quasi tutta spesa per la trasformazione del solfato di piombo delle piastre e solo una piccola parte di essa va a fare l'elettrolisi dell'acqua contenuta nell'accumulatore. Avvenuta la trasformazione del solfato di piombo è bene ridurre l’intensità di corrente, altrimenti lo sviluppo di gas dovuto all'elettrolisi sarebbe troppo violento e pericoloso a causa della miscela esplosiva idrogeno-ossigeno. L'idrogeno si sviluppa sotto forma di bollicine alla piastra negativa e l'ossigeno alla positiva. Può darsi il caso che alla fine del 5° periodo qualche elemento o parecchi di essi non siano completamente carichi. Ciò vuol dire che del solfato di piombo resta sulle piastre e con l'andare del tempo le solfata, cioè non permette più le reazioni della sostanza attiva ed esaurisce piano piano l’accumulatore. Per eliminare questo inconveniente ogni tanto si procede alla sovraccarica delle batterie con l'intensità di corrente uguale a quella del terzo periodo. Detta sovraccarica generalmente ha la durata di tre ore intervallate da un ora o due di riposo a secondo degli elementi. Generalmente però l’intensità di carica del primo periodo, nelle ordinarie cariche di servizio si mantiene più bassa, circa i 2/3 e ciò per una migliore conservazione delle batterie. La scarica non deve superare la massima intensità prevista ed in tutti i modi non deve mai spingersi al di sotto della tensione minima. Spingendo la scarica al di sotto di tali valori si determina il rapido deterioramento degli elementi. I regimi di scarica sono quelli stabiliti dalle case costruttrici,tuttavia, in servizio le batterie non scaricano con continuità bensì saltuariamente ed a diverse intensità. Per rimediare agli inconvenienti che questo regime incostante di scarica può portare, ogni due mesi si esegue una scarica a fondo fino al 90% della capacità, all’intensità del regime delle ore 20. La carica successiva non è normale, bensì condotta con intensità del 3° periodo. Ciò è necessario per far lavorare tutta la sostanza attiva delle piastre evitando solfatazioni. Ogni sei mesi si fa ancora una scarica di ricognizione, che serve ad accertare il rendimento e la capacità della batteria e serve inoltre anche come trattamento di essa. È condotta al regime delle 10 ore e la carica successiva generalmente si fa con l'intensità dei 3° periodo , più la sovraccarica finale.
ACCESSORI INERENTI LE BATTERIE.
Come già accennato, durante la carica degli elementi una parte della energia fornita produce l'elettrolisi d'acqua distillata con produzione di idrogeno ed ossigeno che formano una miscela esplosiva. Per evitare pericoli di scoppio negli accumulatori e nei locali delle batterie ed inoltre per permettere una buona circolazione di aria per il raffreddamento di esse durante la carica, si pratica abbondante estrazione, o dagli elementi, o per quelle batterie i cui coperchi sono costruiti apposta direttamente dal locale. A tale scopo esistono apposite tubazioni che sboccano all'esterno per mezzo di un trombino resistente, munito di portello e di intercettazione a scafo. La tenuta di questo trombino è molto importante, perchè una perdita di acqua di mare da esso, porterebbe alla rovina di un certo numero di accumulatori, se non di tutta la batteria. Esso finisce generalmente molto alto nella falsa torre, in modo da essere protetto anche da eventuali colpi di mare, durante le navigazioni in superficie con la carica delle batterie in atto. Il servizio di estrazione è servito generalmente da uno o più estrattori centrifughi con rivestimento di ebanite per evitare corrosioni. Essi hanno una portata di circa 50 m³, ed un numero di giri di 2300/2990 al minuto primo. La depressione prodotta sugli elementi, viene controllata con un apparecchio speciale tipo « Scarpa » e deve risultare di circa 8÷10 m/m di colonna d’acqua. Con tale depressione è assicurata una buona diluizione dell'idrogeno dall’ 1,7 ÷ 3,34 % misurata anch’essa con uno speciale strumento tipo «Musatti» . Queste prove però avvengono una volta tanto, in sede di collaudo e normalmente, durante l'esercitazione delle batterie, il controllo della depressione viene fatta con depressimetri tarati, formati da tubi ad “U” di vetro raccordati agli elementi medianti tubicini di gomma. Giornalmente, siccome tra la piastra degli elementi avvengono sempre reazioni chimiche con produzione di piccole quantità di gas, è buona norma eseguire delle estrazioni della durata di mezz'ora ogni sei ore
di riposo. Durante l'esercizio delle batterie, l'acqua distillata contenuta negli elementi, diminuisce sia per effetto delle evaporazioni dovute alla temperatura, sia per effetto dell'elettrolisi, sia infine per azioni di trascinamento durante l’estrazione. Per non rovinare le piastre occorre che il livello dell’elettrolito ricopra sempre i bordi dei separatori. Questo si
ottiene riboccando gli elementi con acqua distillata. La scorta di acqua distillata a bordo è sufficiente per un riboccamento e viene conservata in apposite casse di ebanite, in modo che ne sia garantita la purezza. In tutti i modi prima dei riboccamenti se ne controlla lo stato di conservazione con reazione dovuta a poche gocce di nitrato d'argento.
LOCALI ACCUMULATORI.Le batterie accumulatori sono contenute, in appositi locali, posti al di sotto degli alloggi. Questi locali sui sommergibili superiori alle 700 tonnellate di dislocamento hanno un copertino stagno, con un boccaporto di accesso. Ciò è molto vantaggioso, perche tiene al riparo gli elementi da eventuali infiltrazioni di acqua o di altri corpi estranei che durante la carica potrebbero provocare corti circuiti agli elementi. In immersione i locali restano completamente isolati, in modo che nei locali del sommergibile sono evitate esalazioni di acido che contribuiscono in maniera notevole ad accrescere le difficoltà di vita nell'interno. Inoltre per eventuali infiltrazioni di acqua salata,i vapori letali di cloro che si producano restano imprigionati nei locali accumulatori senza diffondersi per il sommergibile. Su unità di più piccolo tonnellaggio, si cerca altresì con altri sistemi di proteggere meglio che sia possibile gli elementi. Le batterie sono appoggiate su apposite platee bene isolate dallo scafo e gli elementi sono distanziati tra di loro da tacchetti isolanti, in modo che ne risulti un isolamento perfetto. Nei locali esistono ferroguide speciali per l’imbarco e lo sbarco degli elementi ed in corrispondenza del portello del copertino, esiste sullo scafo resistente un apposito portello per lo sbarco o l’imbarco delle batterie.
