DE1496286A1 - Regelsystem fuer Brennstoffzellen - Google Patents

Description

tfnited Aircraft Corporation« Säet -Hartford, Oon&eetieu Vt)SA

Rege I eye tens für Brennstoffzellen

{Zusatz zu Hauptpatent ........>.«Aktenzeichen U 9420 7Ib/21b)

Erfindung besieht siöfe euf ein Bretmetoffaell«neystMi_v in de« öie 2©lleßteiaperat«r äftati verweaäet vrtod_f öeis 3troe eine? Kühlratöiime''duväb 5-e Breimstoffseile ..IdiUluvoh «insusteilen₀ «ie «e in d#m Raupt paii er: t;, · · · ·...«{ Akt enseiülwtt K oeecnriebeß ist_o

ie? Brfäaäua^ f^i^S tee, f^luae» dee K?ihlmediuag

geregelt» Als XUhlneditsta

exbißl^ mm ®£s$i Segeäiaisg ie^ ileng» iiaa/öi©f

erhält isim iaiii?®^₀ dai

mm* und «34« feaperatur dee xutumitt·!·

dit Brfinämig Ie Vertiinduag mit dnr ? 009634/1327-..; . '"'■ . bad-öwqinal-

Die figur ist eine seiehaerisohe Ansicht dee Regelsystem*.

Wie in de? Belohnung gezeigt ist, besitzt eine BrenastoffeeXXe AuegangeXeltungen 4_f über die die elektrische leistung von der ZtHe angenommen wird. Bit Brennstoff»eile t&rd mit einem Brennstoff rersorgt, der Sä der hier gezeigten speziellen Anordnung ^aeseretoff ist· Der Wasserstoff befindet sieh in eines Vorratsbehälter S uad wird der Zelle über eines Sruokregulator 8 tasi eins Versorgungsleitung ta der Seilt angeführt. Auf ähnliche treiae v/ird der SeXXe unter Bruok ein Oxydationsmittel «ugefiihrt_e tmd «war &ue einem Vorrevtebt» halter 12 über einen Brueicragulator 14 υηδ eine Vereorgunga· leitung 16.

3)er Druofc innerliaib der Bresnetoffiellf^ der der Bruok des Sltktrolyttn let* wird ttm eine» Bruokregiafttör 18 gestvuvt* der mit der SeXXe äurttii eine ü&itnng SO verbimd^n 1st» Aufgab« de· Druokreguiaiora 18 ist s@_f den Oruokrsgulatoren 3 und durch eine Leitimg SS ein inertes Öae susuführen₉ das unter φ einem RegeXdruofe steht uafi &us einer ?«raorsuag»röi»r* 21 Btajunt· Μββ« Anordnung stellt eiöner, dad ait Zufuhr de« Brennstoffs und de« vir^atiöasaittefc durofc die Leitungen 10 uafi 16 unter einem Sruok erfolgt! ₉ der «tu** höher ist sie der Druok des Slektrolyten in 3er Zelle, Baduroa ist euoh der Zuetrom dee Brennstoffe· und dee öxydfttionemittela in dl« Seile und damit auoh dis richtige ^eohsel^irkimg slohergestelXt, die an den SXektroden «tfleonea dem Brtjmstoff, da« Oxydationseittel und dem Elektrolyt*» auftritt*

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^BADORIGI-^AL

Xm Ut Stil* VSaSt «ehr Brennst»** «,ώιΐΒ der Zelle Tarnendet wird· Der flbereobuse an umlaufendem Brennstoff fuhrt Bitten fall 6b* Verbraucheprodukte mit ab« die bei des Sellenbetrleb eateteben, BbI dieaer speziellen Zelle ist dme Verbrauonsprodukt <?asBerdampf_v der dl· Zelle Über elhe Abflusaleltung 24 rerXäSt. Dieses Geaieoh aue über* eohUBBlg«« BreiBtBtoff und Tfaseerdanpf läuft durtfh einen WÄreemuetaueoher 26 oder duroh einen Yorerhitaer und wird

durch BiSB Leitung 28 einem lühler 34 sugefUhrt»

VoA dem Kühler» dar dasu dient« den Tteeaerdampf au kondensieren» werden dta Verbrauoheprodukte über «ine Leitung %■ m einen ffcsjerftBsehaldar 58 weitergegeben· In dem Abscheider wird das wasser won dem itbereohttsslgsA Brennstoff abgetrennt und über aina leitung 40 entleert» Von den Wasserabscheider aus läuft

dar ttbersohitssige Brennstoff durch eine Leitung 42 einer Pumpte 44 to tad Ton dort durch eis®, Mk^'mg 46 au einen Burohfluee-VBeIBlTeAtIl 48· VdA diese« Ventil 4$ aus strumt dar ttbersehttesige Brennstoff durch ein« Leitung 50 einem weiteren Regt !ventil su und gelangt von dort duroh eine Leitung 54 wieder in die Versorgungsleitung 10 surtiok» Von dam DurohfiaeeregalTentil geht aiAB OmtegLeituag 56 ab_p dia mit der Leitung 28 Tor dam Kühler Sa VerblAdu&g steht» bo daJ eiA feil das übereohüseigen Brennstoffe woa dem RegtlTaatil 48 im die Leitung 56 und BASOhIiBSBeAd wieder Ia dem Kühler surttok «mgalaitet werden

Vtiterhin geht von der Leitung 28 eine Hebenleituag 5β ab,

einem HftaernebenaohlueaTentil 60 gestattet, bei bestimmten

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BAD

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Bttrlebcbedlngime«L di# Terbsaitelit«! Produkte teilimiee oder gaas in dfft Xtthler 34 vrefeel μ führen.

SM Ventil 52 lei «α eiJi£erto&tet_t daß ee einen fell dee Oeereobüeeigefi Brennstoffe au· der leitung 54 ableiten und llai etattdeeeen der leitung 6t saftthren keton. BIe Leitung 62 transportiert den lfbereohUeeigen Brennstoff durch den VTdrmeeaetaueehtr 26 hindicroh uod führt ihader Leitung 54 an einer Stelle «leder *&, die Hinter dea Ventil 52 liegt»

VHirenA dee Betriebe arbeitet die Brennstoff seile noxnalerwelee eo_fda8 ein eeaieeH au» ttbereoMleeige· Brennetoff und den

Produkten duroh dea ^ärroeeuataueoher 26 hinduroli«· dort abgekühlt νΧτά. Bieste Oemleoh »tröet denn

Aea Xebier 34 su_e wo ee sseeätslioii so weit abgekühlt trird, AeJ eieii der iraeeerdfmpf« (die verbrauchten Produkte) feonäenelert. So₉ nie die Fuape dieee produkte aus dem Kühler abzieht, wird Am ff&aeer von 6ea Abeoheider 5Q entfernt· lter übereohUsslge Brenntttoff etröet dann duroh die Ventile 48 imd 52 hindureh

tmd dann über d&e Brtiokenleitung 54 und die Brennetoffrereorgungeleitoeg 10 der Seile wieder ms,

Oer Stron duroh dae ganee Systes wird ala f-unktlon der Sellenteaperatur geregelt« da ein Konstant/halten der Sellenteaperatur «windeet tiührend einer Torbeotlaiiten leit eine konstante elektrische Auegangeepannung liefert· Sae «drd tadnrefe erreicht, dad man die Selleiitemperatpr ait drei VenperAttirfahlese 66, 68 und 70 feststellt/ die in der geselgten

0 0 9 8 3 4/1327 _BÄD

iaafUhnmf I»ap«rat«rfUkItr oiad, AU mxt einer A«eitiia®ag einer flüsigkeit fcerufcea· »er f01i3.tr 66 Sit ttfce* else leitung 72 nli einta ftderfcalg 74 verbunden.« der ein Stil At· Teatil· 60 let· Der JaäeJifeaXf 74 1st fits Vedetfmlg 76 gegenüber AaftordMt «aft dimt ten, eof din Stapel tinte

tBfto3?<Iatt«n Teatil^iktP* tinstniisfeett« ätssta et let» aitjtaigt Stag* 4«· ϋ· «wrait «it Zeitung 5® *» <*«* KUhler 34

IkIe M«Uun« dee ?»nti33rii3ettte ti wire siielltelieh durefe eiata weiter«» Λβ rbal^, 80 geettutst_e «#r üfeer e$»e Zeitung 82 «it eine« Seiipemtuzfttnlesr 84 fe^inmdeai let» der eieii la der

Pu»p« itfiaAet» Auf dieie tfeie« wia* "torn fertil MtXahm M*h%wm ^e«pegt_f S%® ier JRl^mitttl- · Sen Xühltr «rhöht nird_f neim die 2tl2.enttap«re.tur t/eitevSil% ^NI te»'vmAiMäasm m %et?efl₉ deJ

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He? federtelc at ist fei«Ättb«r elate aligesafeloeetaeft eage^daet· !taut die feepeiwtnir ia der ^lrd di· le^enleitie^ 54 »tttrtwr geeenloee«i_e eo

dej eiae gruiere Se&ft de· Siihlaittelf dw^i den 86

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Der dritte Tenperaturf ühler ?0 ist über eine Leitung 94 »it •inen Federbalg 96 verbunden, der auf ein** schwenkbar ■ontlertee Ventilkülcen 9β dee BurehflttssrecelYentilee 48 einwirkt. Der Fecerbalg 96 steh* eines abgedichtete» federbalg 100 gegenüber. \mehet die Temperatur lader Brennet off zelle an, so wird das Ventllküksn in einer solchen Richtung beregt, daß der Fluss des IttJilMdiuB· duroh die Leitung 50" anwachst und die Kenge dee KlhlnedliMM ▼ermindert wird, die Über die Leitung ,£$ wieder in den Kühler 34 iurUokfliesit,

»oll nooh einmal klargestellt werden, dai der übereo&iiarig» Irennetoff aowokl aur Fühlung der Breasietoff»eile al« auch lur Wegnahme dee tfaenerdanpfee T«rw»r«ä#t wird, Aw eleh de· Betriebe β in der Brennstoffseile anü^^Melt· \?enn Betriebstemperatur höher als il« «ingestellt· feaperattor ist» eo stellt der Temperatisrfühle? 68 da· Tentil 52 la einer solchen Heise naoa_t daS ein« geringer· Menge 4·· Breaoetoffee duroh den tHrBeaustaus^icr hlaid^rehetrikat, so iat der überaohtteeige Brennetoff, iream «r in die 10 eintritt, eine nl@ii>lger· t«*pe«ittts· ^esitst iss! Zelle beeeer kUhlt. Oleioh^ltig wird aucto das Tentil 46 naohgeetellt, und ma? βο, dad eine geringer« UenfS de· UbersohUseigen Brennstoffes duroh dl· Leitung 56 dee Kühler «leder augefUhrt wird« Daduroh wird dl« Brenastofffeeni· erhöht, die wieder in die Versorgungslelttiag to «intritt» Eine susatsliehe Kühlung der zelle 1b« di« folg·«, Off·«· eiohtlieh gestattet das Ventil 60 tine Regelungde« VfirkuseegT«df

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" BAD ORiGiNAL₁

des Kühlers 34» wodurch die nihlv&riun£ de· fUhlei* auf des Überechüealgen Brennet off bestlant wird·

Dee Systea, das den Druck dee Brennstoffes und des Oxydationsmittels hesttgllofc dee Elektrolyten einstellt, let bekannt. Se wird In diesir Anmeldung deeiresss beschrieben, vm «nmseleen, daß eine eolohe Druokregullertmg in £r*?äfimg tfsogmi let, um einen wirksamen Betrieb der Zeil« sicher au stellen·

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BAD

Claims (7)

U96286 Aneprüahe

1. Hegelsystea, wit i» Hauptpatent ........ (Aktenseieheii beschrieben, fur den Betrieb einer Brennstoffseile, der der Brennstoff und daa Oxydationsmittel unter Druok sugefUhrt wird« dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen und die Temperatur dee überschüssigen Brennet of fee, der der Seile entnommen, und ihr wieder angeführt wird, gea&S der Tenperatwr in der Seile und in der Brennstoff«» rUokleitung geregelt let, üb eine Torbestlemt· Zellenauagange-•pannung su erseugen·

2· Regelayaten nach Anspruch 1,dad»reb g e k e η nse lehnet, daß die Riiokleitung für des Übern ohüs π igen Brennstoff dureh einen rärraeauetausoher, einen Abscheider und durch eine Pumpe hlnduroh führt·

3. Regeleystea n&dh Anspruoa 1 oder 2, d a d u r e h gakinnieiohnt t« daß in der RUckieltung zwischen dta Wärraeaustausoher und den Absohaider ein Kühler angeordnet ic«.

4« Hegelsyeten nach AnsprUcken 1-3, dadurch gekennze lohne t, daß die Brennstoff riiokleitung eine Abswtlgleltung (62) beaitst, die hinter der Pumpe dureh den ^VÜrmeaustausoher hindurohgeht, una daß in die Brennstoffruokieitune ein Regelventil (32) eingesetzt ist, die diejenige

Brennitoffmenge regelt, die duroh den "ärrieauetausoher strömt.

-8 009834/1327 ^„„.,

BAD ORiQiNAL

3 U96286

5. Regelgjrvtea nach Anspruch I, ä a d « r ο I g β k β η aae lehnet, daß das Yen til (52) _t das den Durehfluae de· Brennstoffs duroh die Abssv/eigleitung (62) regelte durch einen Tt*p«raturfühler (63) betätigt wird, der ait der Brennstoff· selle verbunden 1st·

6 m Hegel systes nach AKepriichem 1-S₉daduroA «ekenneeioha« t_$ daß «in« weiter» A^jrsreigltittuif (56) eineE Punkt in der Brennstoffrücklei-feusxg hinter der Puapt mit eines Funkt in der BrennstoffrUoldeitlstg for de« Kühler verbindet, um den Uberaohttaeigesi Breimetoff dtarofc den XUhler, den Abeoheider und die Bsape

7. Htgeleyett» n»ch Anepmoa 6_f d Uurol f β 3c « η seiohnet» daß die Menge des übersoatieeigea die durch die Abeweigltitun^ (ß 56) uagewülrfe irird» dureh ein HegelTentil (48) eingestellt iat, und d*»e die··· Regelventil (48) duroa eiaea !SeapeymturfUhltr (?0) betäti wird, der Bit der Zeil· verbtcadea ist»

8· 2·β·1·7·ΐ·Β Bftoa AaeprUaliea 1- 7» d a d w r « a C ik ·a a s · i ο ha · t« d*e «ia·, IUhl«n«w«f· leitmag (5Q) cia* Stelle ia der Brcanstoffrürältitttlig vor Hlaler ait einer solchen Stell· hinter den SUhler xmA dsl ein Segelveatil (60) diejeaig· •iaetellt _t die unter ^agehuag des Ituaert dirwH wad der Puepe eugeführt wir*.

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I· lw«l«f»tea »oh Aaevrteaea 1-6, dadurch |ikiaiiii«hait, tat ela SeBpevattt**U!iler (66) ait de* Seile vertttadea let wad 4m R*««lT«itll (βθ) al· in«vort «uf ft»p«ra*ur2Saft»mae«i Ia 6·» Zeil·

10· BteeleyeteB ae*]& Aaeprüehta 1-9 »dadurch |iki aaseieli&etf defi la die Brtnmitoffrildkleltm« Mieeliefi de« Xithler und des Xbftoheidev ein feapevatwfUhler (84) elaeetetst lot, dev da« Begelrentil ((SO) betfttSfeA kttim» «ad acre» «le Aaftmrt auf die temperatur de« ttieraefettasicea Bremietoffee in der fitiokleltujaf twieeaea deja Ktthltr «ad dta AtMobelder«

11· Befelaytteä aaeh p
fekeaasel«aa«%t d·» dev «ad dae Qaqrdatioaeaitteli S&mmtott let.

bad

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