DE1496330A1 - Verfahren fuer die Umwaelzung von Gasen oder Fluessigkeiten bei Brennstoffelementen und Pumpen zu diesem Verfahren - Google Patents

Verfahren fuer die Umwaelzung von Gasen oder Fluessigkeiten bei Brennstoffelementen und Pumpen zu diesem Verfahren

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Description

Reg.-Nr. EDUP 59 a- :irräfficTtfr1i/Mäin5SeA?-g-Wuni 1965
APT - Kth/Bk.
VARTA AKTIEWGEShIILSGHAFT
Hagen / Westfalen, Dieckstr. 42
Verfahren für die Umwälzung von Gasen oder Flüssigkeiten bei Brennstoffelementen und Pumpen zu diesem' Verfahren.
Me Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwälzung von Gasen oder Flüssigkeiten bei Brennstoffelementen, vorzugsweise für die Umwälzung von Elektrolyten, und Pumpen zur Durchführung des Ver fahrens.
Verfahren» zur Umwälzung der Betriebsstoffe, welche auf der Ver wendung elektrischer Antriebe beruhen, verringern den Wirkungsgrad der Anlage um den Energiebedarf der Antriebe. Um Energieverluste zu vermeiden, ist auch eine Steuerung der Betriebsstoffbewegung in Abhängigkeit von der wechselnden Belastung des Brennstoffelement zweckmässig, welche beispielsweise an dem Verbrauch an ietriebsgas gemessen werden kann.
Es ergab sich die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, welches keine elektrischen Antriebe benötigt und eine Steuerung der Förderleistun durch den Betriebsgasverbrauch ermöglicht. Das erfindungsgemässe Verfahren löst diese Aufgabe dadurch,dass die Kompressionsenergie gespeicherter Betriebsgase zum Betrieb von Umwälzpumpen verwendet und die Förderleistung der Pumpen durch den Betriebsgasverbrauch gesteuert wird.
Eine dafür geeignete Pumpe ist eine gasgetriebene und als Doppel kolbenpumpe ausgestaltete umwälzpumpe. Je eine Hälfte der beiden Zylinder ist über ein durch die Bewegung des Doppelkolbens ge steuert-es Ventil entweder mit dem Gasdruckbehälter oder mit dem Brennstoffelement verbunden. Die beiden anderen Zylinderhälften
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COPY - 2 - j
sind über je zwei Ventile mit einem Elektrolyt- bezw. Grassammei behälter und mit dem Elektrolyt- bezw. Gasraum des Brennstoff elementes verbunden.
Die Umwälzpumpe muss so ausgelegt sein, dass die maximale Durchflussmenge den Gasverbrauch der angeschlossenen Elemente nicht überschreitet, da die Pumpe kein Gas verbraucht, sondern es lediglich mit vermindertem Druck an das Brennstoffelement weitergibt.
Eine gasbetriebene Umwälzpumpe zur Durchführung-des Verfahrens ist in der beiliegenden Zeichnung schemätisch wiedergegeben. Sie besteht aus einem Doppelzylinder 1, in dem ä±e Kolben 2 und'2' miteinander durch eine Kolbenstange 3 verbunden sind. In den inneren Räumen befindet sich die Lauge, in den äusseren das Gas. Zwei Kugelventile 14 und 15 sind so angeordnet,dass sie sich jeweils nur beim Ansaugen öffnen, während die Ventile 16 und 17 sich, jeweils nur beim Ausstossen öffnen. Die Ventile 14 und 15 sind' mit dem Laugebehälter 4 durch eine Leitung verbunden. Die an die Ventile 15 und 16 angeschlossenen Leitungen gehen zum · Brennstoffelement 18 und versorgen dieses ohne merkliches Pul sieren mit Lauge. Das mit den Gasflaschen verbundene Umsteuer ventil 9 gibt abwechselnd auf die Leitungen 5 und 6 Gasdruck, so dass: die Kolben in hin- und hergehende Bewegung gebracht werden. Gleichzeitig gibt das Ventil 9 dem jeweils nicht arbeitenden Pumpengasraum durch die Leitungen 7 bezw. 8 den .Auslass zum Brennstoffelement frei.Der Umsteuerhebel 11, und somit'das Ven til Jj^, werden durch den Bügel 10, welcher die Hubbewegungen mitlacht, umgesteuert. Der Hebel 11 muss kurz vor jeder Endstel lung1 voreilend sein ( überspringen ), damit die Pumpe in keiner Stellung zum Stillstand kommen kann, solange das Element Gas 'verbraucht.
Das ,hinter den Gasflaschen 13 angebrachte Druckminderventil 12 muss soviel Druck weitergeben,dass das Brennstoffelement bei jedem Hub der Pumpe das Gas aus dem Auslass mit dem erforderlichen Betriebsdruck erhält. -Ausserdem, muss gleichzeitig der Strömungswiderstand der Lauge im Element überwunden werden. Bei einem Druck,der gerade den Strömungswiderstand der Lauge kompensiert und dem Betriebsdruck des Gases entspricht,steht die Pumpe bei
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Vernachlässigung der Eigenreibung gerade noch still; sie fängt . langsam an zu arbeiten,sobald sich der Gasdruck im gegenüber liegenden Zylinder durch den Verbrauch des Brennstoffelementes verringert. ■
Daraus lässt sich ersehen, dass sich die Pumpe von selbst regelt. Je "nach der Stromentnahme und somit dem Gasverbrauch richtet sich die Hubzahl. Wird kein Strom entnommen,hört auch die Pumpe auf zu arbeiten. Das ungenutzte Druckgefälle zwischen Gasflaschen und Brennstoffelement ist erheblich. Eine frisch gefüllte Gas flasche steht unter einem Druck von etwa 200 atü, während im Brennstoffelement je nach Konstruktion etwa 0,2 -1,5 atü benötigt werden.
Im Bedarfsfall können mehrere Pumpen hintereinandergeschaltet werden.Auch kann man das zweite Gas zum Antrieb der Umwälzpumpe benutzen*oder statt des Elektrolyten das zweite Gas im Umlauf führen· Das ist besonders dann vorteilhaft,wenn als zweites Gas Luft verwendet wird oder wenn man vermittels eines Gasumlaufes im Gas enthaltene Anteile des Reaktionswassers entfernen will.
Patentansprüche 909828/06A 1

Claims (2)

  1. Reg.-Nr, EDUP 59a
    Patentansprüche
    M Λ Verfahren für die Umwälzung von Gasen oder Flüssigkeiten bei Brennstoffelementen, vorzugsweise für die Umwälzung von Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet»dass die Kompressionsenergie gespeicherter Betriebsgase zum Betrieb von Umwälzpumpen ver wendet wird und dass die Förderleistung der Pumpen durch den Gasverbrauch des Brennstoffelementes bestimmt wird.
  2. 2. G-aabetriebene Umwälzpumpe zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Pumpe als Doppel . kolbenpumpe ausgestaltet ist und dass je eine Hälfte der beiden Zylinder ( 1 ) über ein durch die Bewegung des Doppelkolbens ( 2: 2' ) gesteuertes Ventil ( 9 ) entweder mit dem Gasdruck behälter ( 13 ) oder mit dem Brennstoffelement ( 18 ) verbunden ist» während die beiden anderen Zylinderhälften über je zwei Ventile ( 14 : 15 - 16 ; 17 ) mit einem Elektrolyt- bezw. Gas sammelbehälter ( 4 ) und mit dem Elektrolyt- bezw. Gasraum des Brennstoffelementes ( 18 ) verbunden sind.
DE1496330A 1965-06-16 1965-06-16 Druckgasbetätigte, belastungsabhängige Pumpe zur Umwälzung von Gasen und Flüssigkeiten in Brennstoffelementen Expired DE1496330C3 (de)

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DE1496330B2 DE1496330B2 (de) 1975-02-20
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