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Brennstoffelement
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffelement, das aus einem Stapel hohler, flacher und gleichartiger
Gasdiffusionselektroden besteht, wobei für die Zufuhr von Gas zu den Elektroden sowie gegebenenfalls für die Absaugung der nicht umgesetzten Gase Leitungen vorgesehen sind, die auf den Elektroden senk- recht stehen und welche in die Elektroden münden.
Die bekannten Elemente dieser Art haben vor allem den Nachteil, dass sie nur schwierig zusammenbaubar sind und dass sich die zugeführten Gase unter Umständen miteinander vermischen können.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Brennstoffelemente zu vermeiden.
Erfindungsgemäss sind die in die Brennstoffelektroden mündenden Leitungen ausserhalb der Oxydationselektroden und die in die Oxydationselektroden mündenden Leitungen ausserhalb der Brennstoffelektroden angeordnet.
Dadurch werden nicht nur die Nachteile der bekannten Brennstoffelemente vermieden, sondern es wird auch erreicht, dass das Brennstoffelement jederzeit zerlegt und die Elektroden ausgetauscht werden können.
Vorteilhafterweise sind zwei durch verschiedene Gase zu versorgende Elektroden um eine mit der Symmetrieachse der Elektroden nicht identische Achse gegeneinander verdreht angeordnet, wobei in der Projektion einer Elektrode auf die andere auf jeder der beiden Elektroden Zonen vorhanden sind, die von der andern Elektrode unbedeckt sind und in denen die Gaszuführungsleitungen enden.
Zweckmässigerweise weisen die Elektroden den Umriss eines Polygons auf, von dem zwei Ecken z. B. längs einer gekrümmten Linie abgeschnitten sind.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt die Elektrode, wenn man die Flachseite betrachtet, die Form eines Halbkreises, der mit einem Rechteck oder einem halben Quadrat kombiniert ist.
Vorteilhafterweise sind die beiden freien Ecken des Rechteckes oder des Halbquadrates abgerundet.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht einer Elektrode für ein erfindungsgemässes Brennstoffelement in perspektivischer Übersicht, Fig. 2 eine Draufsicht auf zwei aufeinander gelegte bzw. zu einem Brennstoffelement zusammengebaute Elektroden, Fig. 3 schematisch ein Brennstoffelement mit mehreren Elektroden in Parallelschaltung und Fig. 4 eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Ausführungform.
In der Fig. l bezeichnet 40 eine der ebenen Wände der die Elektrode bildenden Kammer, 41 bezeichnet die andere Wand, 42 die Verbindung, die die beiden Wände vereinigt.
Die Bezeichnung 43 weist auf Stützscheiben hin, die im Inneren der von den Wänden 40 und 41 gebildeten Kammer angeordnet sind. Mit 44 ist ein Metallrohr bezeichnet, das an die Elektrode angeschweisst ist, welches die Versorgung mit Gas ermöglicht und ausserdem als Stromkollektor dient.
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Erfindungsgemäss hat die Elektrode in derDraufsicht die Form eines Halbkreises 45, auf dem ein
Halbquadrat 46, dessen ob.. re Ecken 47 und 48 abgerundet sind, aufgesetzt ist. Das Gaszufuhr- rohr 44 mündet senkrecht in einer Ecke des Halbquadrates 46.
Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf zwei Elektroden 50 und 51 gemäss der Erfindung, welche i derart zusammengesetzt sind, dass der abgerundete Teil 52 der Elektrode 50 den quadratischen
Teil 53 der Elektrode 51 überdeckt. Mit 54 ist das Zuführungsrohr der Elektrode 50 und mit
55 dasjenige der Elektrode 51 bezeichnet.
Durch die Anordnung dieser Rohre in den Ecken der quadratischen Teile der Elektroden und senk- recht zu diesen, berührt keines der Rohre die andere Elektrode, wenn die Elektroden aufeinander gelegt sind.
Dies gestattet, in einfacher Weise mehrere Elektroden durch Übereinanderschichten derart zu- sammenzustellen, dass eine Anordnung von parallel geschalteten Elementen entsteht.
Die Fig. 3 zeigt eine solche Anordnung schematisch. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet die Hohl- elektroden, die mit verbrennbarem Gas, beispielsweise Wasserstoff, versorgt sind, die Bezugszeichen 61 jene Hohlelektroden, die mit oxydierendem Gas, z. B. Sauerstoff, versorgt sind. Mit 62 ist das Me- tallrohr bezeichnet, welches die Elektroden 60 mit verbrennbarem Gas versorgt und die Bezugszif- fer 63 bezeichnet jenes Rohr, das die Elektroden 61 mit oxydierendem Gas versorgt.
Dank der erfindungsgemäss vorgeschlagenen, neuartigen Gestalt der Elektroden kann man alle Elek- troden desselben Typs durch ein und dasselbe senkrecht zu ihnen verlaufende Rohr versorgen, ohne dabei durch die Elektroden des andern Typs behindert zu sein.
Die ausgeführte Anordnung kann mit zwei ineinander greifenden Kämmen verglichen werden, de- ren Zähne von den Elektroden gebildet werden, während die Gasversorgungsrohre die Träger dieser Zäh- ne darstellen.
Der Zusammenbau der mit demselben Gas versorgten Elektroden erfolgt sehr leicht durch An- schweissen der Metallrohrelemente, die zwischen zwei Elektroden liegen, und durch anschliessendes
Durchbohren der porösen Wände der Kammer.
Die Fig. 4 zeigt eine Variante der Ausführungsform, die in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Figur be- zeichnet die Bezugszahl 70 ein zentrales Bauelement, das im Inneren der mit porösen Wänden um- schlossenen Kammer angeordnet ist und eine Schikane bzw. Umlenkvorrichtung bildet, durch welche das
Gas gezwungen wird, die gesamte Kammer zu durchströmen. Die Bezugszahl 71 bezeichnet ein Aus- lassrohr für das Gas, nachdem dieses die Kammer durchströmt hat. Dieses Rohr hat die gleiche Anordnung wie das Gaszuführungsrohr in der zweiten Ecke des Rechteckes oder des Halbquadrates.
Wie leicht festzustellen ist, ist die Anwesenheit dieses zweiten Rohres der Zusammensetzung durch
Aufeinanderlegen der Elektroden, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, nicht hinderlich.
Es ist selbstverständlich, dass an Stelle der halbkreisförmigen Teile der Elektroden auch Teile von halbelliptischer od. ähnl. Form vorgesehen werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brennstoffelement, das aus einem Stapel hohler, flacher und gleichartiger Gasdiffusionselektro- den besteht, wobei für die Zufuhr von Gas zu den Elektroden sowie gegebenenfalls für die Absaugung der nicht umgesetzten Gase Leitungen vorgesehen sind, die auf den Elektroden senkrecht stehen und wel- che in die Elektroden münden, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Brennstoffelektroden (60) mündenden Leitungen (62) ausserhalb der Oxydationselektroden (61) und die in die Oxydationselektroden (61) mündenden Leitungen (63) ausserhalb der Brennstoffelektroden (60) angeordnet sind.