DE1812757A1 - Device for processing especially the electrolyte fluid from accumulators - Google Patents

Device for processing especially the electrolyte fluid from accumulators

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DE1812757A1
DE1812757A1 DE19681812757 DE1812757A DE1812757A1 DE 1812757 A1 DE1812757 A1 DE 1812757A1 DE 19681812757 DE19681812757 DE 19681812757 DE 1812757 A DE1812757 A DE 1812757A DE 1812757 A1 DE1812757 A1 DE 1812757A1
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 1812757Patent attorneys Dipl.-Ing. F. Weickmann, 1812757

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr.K.Fincke Dipl.-Ing. F. A.WEICKMANN, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. WEICKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber

ALBM S MÖNCHEN 27, DENALBM S MÖNCHEN 27 DEN MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22MOHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 483921/22 GULP GENERAL ATOMIC IWCORPORAEION, 10955 John Jay Hopkins Drive,GULP GENERAL ATOMIC IWCORPORAEION, 10955 John Jay Hopkins Drive, San Diego, California, V.St.A,San Diego, California, V.St.A, Einrichtung zur Aufbereitung insbesondere der Elektrolytfltissig-Device for processing especially the electrolyte liquid

keit von Akkumulatorenability of accumulators

In der US-Patentsohrift Nr. 525 815 vom 4. Januar 1966 wird ein Akkumulator beschrieben, welcher eine elektrolyt!sehe Zelle mit einer Zinkanode und einer porösen inerten Sauerstoffkathode besitzt. Anode und Kathode sind voneinander distanziert, um einen Durchflußweg für die elektrolytische Bissigkeit zu schaffen. Die Elektrolytfltissigkeit zirkuliert durch diesen Durchflußweg und der Kathode wird ein sauerstoffenthaltendes Gas zugeführt, wodurch eine Zinkeauerstoffreaktion zustandekommt.U.S. Patent No. 525,815 issued Jan. 4, 1966 describes an accumulator which has an electrolytic cell with a zinc anode and a porous inert oxygen cathode. Anode and cathode are distanced from each other, to provide a flow path for the electrolytic bite create. The electrolyte liquid circulates through it An oxygen-containing gas is supplied to the flow path and the cathode, whereby a zinc-oxygen reaction occurs.

Ein derartiger Akkumulator besitzt bedeutende Torteile gegenüber anderen Akkumulatoren, wie etwa der Blei-Säurebatterie· Die elektrochemieehe Paarung von Zink und Sauerstoff besitzt 'eine hohe theoretische Kapazität und einen hohen Nutzungsfaktor bei der anodisohen und kathodischen Reaktion. Zink ist das leiohteste elektropositive feste Element, welches aus einer wässrigen 18-. sung in nicht verunreinigten Zustand plaziert werden kann. Sauerstoff ist ebenfalle leicht und kann «4m* der Atmosphäre* entnommen werden, wodurch er eine hervorragende Stellung inner-Such an accumulator has significant advantages compared to other accumulators, such as the lead-acid battery The electrochemical pairing of zinc and oxygen has one high theoretical capacity and a high utilization factor in the anodic and cathodic reaction. Zinc is the most borrowed electropositive solid element, which consists of an aqueous 18-. Solution can be placed in an uncontaminated state. Oxygen is also light and can be «4m * of the atmosphere * can be removed, giving it an excellent position within

halb der für eine Reaktion infrage kommenden Gase einnimmt, denn es erübrigen sich gewichtige und schwerfällige Speicherelemente. Das theoretische Potential der Reaktion: Zn + 1/2 O2 = ZnOhalf of the gases in question for a reaction, because there is no need for weighty and cumbersome storage elements. The theoretical potential of the reaction: Zn + 1/2 O 2 = ZnO

beträgt 1,65 V und als tatsächliche Spannung im äußeren Kreislauf sind 1,4 V erreichbar. Als Elektrolytflüssigkeit kann Kaliumhydrat (Ätzkali) oder eine ähnliche kaustische Substanz in einer wässrigen lösung verwendet werden und zu der pozösen Kathode kann Luft gepumpt werden, webhe dort den benötigten Sauerstoff liefert, wobei die überschüssige Luft in die Elektrolytflüssigkeit gelangt.is 1.65 V and the actual voltage in the external circuit 1.4 V can be achieved. Potassium hydrate (caustic potash) or a similar caustic substance can be used as the electrolyte liquid can be used in an aqueous solution and air can be pumped to the pozosen cathode, weaving the required there Oxygen supplies, with the excess air in the electrolyte fluid got.

Um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, werden die Zinkoxyde, welche sich während der Entladung als Reaktionsprodukte bilden, aus dem Inneren der Akkumulatorzelle beseitigt. I'alls diese Reaktionsprodukte nicht aus dem Akkumulator beseitigt werden, wird die Verwendung eines großen Vorrates von Elektrolytflüssigkeit nötigi um die Zinkoxyde in einer Suspension zu erhalten und damit die Lösung eine hinreichend reine Konzentration behält. Die auf das Gewicht bezogene Leistung des Akkumulators würde dadurch wesentlich verringert. Wenn die Elektrolytflüssigkeit durch den Akkumulator und eine außerhalb des Akkumulatorn liegende Umwälzlage zirkuliert, können die Reaktionsprodukte, welche sich gebildet haben, weitgehend von der Nähe der Oberfläche der Anode ferngehalten werden und der Akkumulator kann deswegen mit einem geringeren Vorrat von Elektrolytflüssigkeit arbeiten. Die Elektrolytflüssigkeit schwimmt die Reaktionsprodukte (Zinkoxyde), welche sich in der Akkumulatorzelle gebildet haben, aus der Zelle heraus, wo sie aus der Elektrolytflüssigkeit entfernt werden können.In order to achieve a high level of efficiency, the zinc oxides, which are formed as reaction products during the discharge, are eliminated from inside the battery cell. I'all this Reaction products are not eliminated from the accumulator, the use of a large supply of electrolyte liquid necessary to obtain the zinc oxides in a suspension and so that the solution retains a sufficiently pure concentration. The performance of the battery based on weight would be significantly reduced as a result. When the electrolyte liquid through the accumulator and one outside of the accumulators Circulating circulation system, the reaction products that have formed can largely from the vicinity of the surface of the The anode are kept away and the accumulator can therefore work with a smaller supply of electrolyte fluid. The electrolyte fluid floats the reaction products (zinc oxides) that have formed in the battery cell, out of the cell, where they can be removed from the electrolyte fluid.

Bei der Konstruktion eines Systemes zur Energieumwandlung, wie es oben angedeutet wurde, werden verschiedene Probleme entstehen. Natürlich soll das System so beschaffen sein, daß eine hinasichende ütennung der Reaktionsprodukte der Zinksauerstoffreaktion von der ElektrolytflUeeigkeit erfolgt und die !Trennung soll soVarious problems will arise in constructing an energy conversion system as indicated above. Of course, the system should be designed in such a way that it is safe Notice of the reaction products of the zinc oxygen reaction from the electrolyte liquid and the separation should be like this

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schnell erfolgen, da!3 der erforderliche Vorrat von Elektrolj^tflüssigkeit in demSystem gering bleiben kann. Ferner wird es wünschenswert sein, daß das System sov/ohl kontinuierlich als auch nur bei Bedarf arbeiten kann und zwar bis die Batterie beinahe völlig entladen ist. Eine weitere wünschenswerte Eigenschaft des Systems ist darin zu erblicken, daß die für die Trennung der Reaktionsprodukte der Zink-Sauerstoff-Reaktion von der Elektrolytflüssigkeit verbrauchte Leistung gering bleibt, damit sich ein hoher Gesamtwirkungsgrad ergibt. Zum Schluß ist es erwünscht, daß das System kompakt und leicht wird und daß komplexe oder teure Bestandteile vermieden werden.be done quickly, because! 3 the necessary supply of electrolyte liquid can remain low in the system. It will also be desirable that the system be continuous as can only work when needed and until the battery is almost completely discharged. Another desirable property of the system can be seen in the fact that those responsible for the separation of the reaction products of the zinc-oxygen reaction from the Electrolyte liquid consumed power remains low, so that there is a high overall efficiency. In the end it is it is desirable that the system be compact and lightweight and that complex or expensive components be avoided.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung eines verbesserten Energieumwandlungssystemes mit langer Lebensdauer, kompakter Bauart und hoher Leistungsabgabe pro Gewichtseinheit.The aim of the present invention is thus to create an improved energy conversion system with a long service life, compact design and high power output per unit weight.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bildung eines Energieumwandlungssystemes, welches eine schnelle und kontinuierliche Separation von abgesetzten Zinkoxyd-Reaktionsprodukten aus einer zirkulierenden Elektrolytflüssigkeit ermöglicht.Another object of the invention is the formation of an energy conversion system, which enables rapid and continuous separation of deposited zinc oxide reaction products from a circulating electrolyte fluid allows.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bildung eines Energieumwandlungssystemes des oben beschriebenen Typs mit einem guten Wirkungsgrad, einem einfachen Bau, einer billigen Ausführung und mit einem leichten Gewicht.Another object of the invention is to provide an energy conversion system of the type described above with good efficiency, simple construction, inexpensive design and with a light weight.

Der Ausgangspunkt der Erfindung läßt sich auch definieren als eine Einrichtung zur Aufbereitung insbesondere der Elektrolytflissigkeit von Akkumulatoren, umfassend einen Akkumulator mit mindestens einer mit Elektrolytflüssigkeit gefüllten Zelle, in dem während der elektrochemischen Reaktion feste Reaktionsprodukte entstehen sowie einer Umwälzanlage um die Elektrolytflüssig- : keit durch die Zelle zu zirkulieren.The starting point of the invention can also be defined as a device for processing, in particular, the electrolyte liquid of accumulators, comprising an accumulator with at least one cell filled with electrolyte liquid, in solid reaction products are formed during the electrochemical reaction and a circulation system around the electrolyte liquid: ability to circulate through the cell.

Die eigentliche Erfindung besteht dabei darin, daß in den Kreis der Umwälzanlage ein Zentrifugalseparator eingeschaltet ist,The actual invention consists in the fact that a centrifugal separator is switched on in the circuit of the circulation system,

der die festen Reaktionsprodukte außerhalb der Zelle von der Elektrolytflüssigkeit trennt.which separates the solid reaction products from the electrolyte liquid outside the cell.

Weitere Teile der Erfindung werden für denFachmann aus der folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich. Other parts of the invention will become apparent to those skilled in the art from the following description and accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt eine schematisehe Ansicht des Energieumwandlungssjrstems, welche verschiedene Grundzüge der Erfindung erläutert, und enthält ferner eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Zentrifugalseparators mit Antriebsmitteln, Fig. 1 shows a schematic view of the energy conversion system, which explains various principles of the invention, and also includes a partially cut-away Side view of a centrifugal separator with drive means,

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Zentrifugalseparator und die Antriebsmittel.FIG. 2 is a top plan view of that shown in FIG. 1 Centrifugal separator and the drive means.

Als Beispiel für das Energieumwandlungssystem wird ein Akkumulator mit einer sich verbrauchenden Zinkanode, einer Sauerstoffkathode und einer wässrigen kaustischen Elektrolytflüssigkeit verwendet. Es ist auch für andere chemische Prozesse geeignet. Zum Beispiel können andere elektropositive Materialien für die Anode verwendet werden ι wie etwa Alkalimetalle. Statt dem Zink kommt in dem beschriebenen System auch Kalzium oder Magnesium in Frage. Ebenso können für die Kathode andere elektronegative Materialien verwendet werden, z.B. kann zur Lieferung von Sauerstoff- Fickelhydroxyd oder Quecksilberoxyd verwendet werden« Die Elektrolytflüssigkeit müßte natürlich entsprechend zum jeweiligen Material der Anode und Kathode gewählt werden.An accumulator is used as an example of the energy conversion system with a depleted zinc anode, an oxygen cathode and an aqueous caustic electrolyte fluid used. It is also suitable for other chemical processes. For example, other electropositive materials can be used ι such as alkali metals are used for the anode. Instead of In addition to zinc, calcium or magnesium can also be used in the system described. Other electronegative ones can also be used for the cathode Materials can be used, e.g. can be used for the supply of oxygen- Fickelhydroxyd or Mercury Oxide “The electrolyte liquid would of course have to be chosen according to the material of the anode and cathode.

Ganz allgemein besitzt das beschriebene System zur Energieumwandlung einen Akkumulator mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten elektrolytischen ZelLen, von denen jede eine Zinkanode und eine poröse inerte Sauerstoffkathode besitzt. Jede Kathode iat von der dazugehörigen Anode entfernt, damit ein Durchflußweg entsteht, durch welchen die ElektrolytflUssigkeitIn general, the system described has for energy conversion an accumulator with a plurality of series-connected electrolytic cells, each of which has a zinc anode and has a porous inert oxygen cathode. Each cathode is removed from its associated anode, thus one Flow path is created through which the electrolyte liquid

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zirkulieren kann. Der Kathode wird ein sauerstoffenthaltendes Gas zugeführt. Eine Umwälzanlage zirkuliert die Flüssigkeit kontinuierlich durch die Durchflußwege. Ein Teil der Elektrolytflüssigkeit zirkuliert auch durch einen Zentrifugalseparator, welcher die Reaktionsprodukte von der Zink-Sauerstoff-Reaktion aus der Elektrolytflüssigkeit während des Entladevorganges des Akkumulators entfernt.can circulate. The cathode becomes an oxygen-containing one Gas supplied. A circulation system continuously circulates the liquid through the flow paths. Part of the electrolyte fluid also circulates through a centrifugal separator, which removes the reaction products from the zinc-oxygen reaction removed from the electrolyte liquid during the discharge process of the accumulator.

Speziell "beschrieben ist ein Zentrifugalseparator und dessen Antrieb, welcher in das vorstehend beschriebene System eingegliedert ist. Der Zentrifugalseparator besitzt einen rotierenden Mantel und eine rotierende Schnecke, welche dafür eingerichtet sind, mit einem Drehzahlunterschied zu rotieren, welcher für die Trennung der in der Suspension schwebenden festen Reaktionsprodukte von der Elektrolytflüssigkeit nötig und geeignet ist. Eine erste und eine zweite gezahnte Riemenscheibe, werden durch den Motor getrieben, un^ eine dritte und eine vierte gezahnte Riemenscheibe sind mit dem Mantel bzw. der Schnecke gekuppelt· Ein erster Riemen überträgt das Drehmoment von der ersten zur dritten Riemenscheibe und ein zweiter Riemen überträgt das Drehmoment von der zweiten zur vierten Riemenscheibe. Die Zähne der verschiedenen Riemenscheiben besitzen die gleichen Formen, so daß die Zähnezahlen auf jeder der Riemenscheiben so ausgewählt sind, daß sich der vorbeetimmte Drehzahlunterschied zwischen dem Mantel und der Sohnecke ergibt·Specifically, "described is a centrifugal separator and the like Drive that is incorporated into the system described above. The centrifugal separator has a rotating one Shell and a rotating screw, which are arranged to rotate with a speed difference, which necessary and suitable for the separation of the solid reaction products floating in the suspension from the electrolyte liquid is. First and second toothed pulleys, are driven by the engine, and third and fourth Toothed belt pulley is coupled with the casing or the worm · A first belt transmits the torque from the first to the third pulley and a second belt transmits the torque from the second to the fourth pulley. The teeth of the various pulleys have the same shapes, so the numbers of teeth on each of the pulleys are selected so that the predetermined speed difference between the jacket and the son corner results

In der folgenden Beschreibung wird insbesondere auf die Fig. 1 Bezug genommen. Das System besitzt einen Akkumulator 11 mit einer positiven Klemme 12 und einer negativen Klemme 13. Der Akkumulator besitzt die Bauart, wie sie in der einleitend erwähnten US-Patentanmeldung beschrieben ist· Er besitzt eine Vielaahl von in Reihe gesohalteten elektrolytischen Zellen (In Fig. 1 nicht dargestellt), von denen jede eine Anode aus Zink und eine Sauerstoffkathode aus einem porösen Inerten Material besitat. Jede Kathode ist von der dazugehörigen Anode distanziert und eineIn the following description, reference is made in particular to FIG. 1. The system has an accumulator 11 with a positive terminal 12 and a negative terminal 13. The accumulator has the type as described in the US patent application mentioned in the introduction. It has a variety of electrolytic cells held in series (not in FIG. 1 shown), each of which has a zinc anode and an oxygen cathode made of a porous inert material. Every Cathode is distanced from the associated anode and one

kaustische Elektrolytflüssigkeit -(wie etwa eine wässrige Lösung eines Alkalimetallhydroxydes, z.B. KOH) passiert den dazwischenliegenden Durchflußweg,während zur gleichen Zeit ein sauerstoffenthaltendes Gas der Kathode zugeführt wird. Die stattfindende Reaktion erzeugt einen Potentialunterschied zwischen Anode und Kathode;um den gewünschten Spannungsunterschied zwischen den Klemmen 12 und 13 SU erhalten, wird eine hinreichende Zahl elektrolytischer Zellen in Reihe geschaltet. Ein Akkumulator kann z.B. eine Gruppe von 200 einzelnen Zink-Sauerstoff-Zellen besitzen, welche in Reihe und parallel geschaltet sein können und pro Aufladung eine Energie von 60 bis 75 kWh erreichen. Die Leistungsabgabe beträgt dabei 15 kW bei einer Nennspannung von 240, 120, 60, 48 oder einer anderen Voltzahl, die sich ergibt, wenn 240 durch einen ganzzahligen Quotienten von 200 (Zahl der Zellen) dividiert wird. Die Energie eines derartigen Akkumulators, bezogen auf die Gewichtseinheit, liegt in der Größenordnung von 133 bis 200 Wh/kg und bleibt auch nach wiederholtem Laden und Entladen erhalten.caustic electrolyte fluid - (such as an aqueous solution an alkali metal hydroxide, e.g. KOH) passes through the intermediate flow path while at the same time an oxygen-containing gas is supplied to the cathode. The reaction that takes place creates a potential difference between anode and cathode; to the desired voltage difference obtained between terminals 12 and 13 SU, a a sufficient number of electrolytic cells connected in series. An accumulator can, for example, be a group of 200 individual zinc-oxygen cells which can be connected in series and in parallel and have an energy of 60 to per charge Reach 75 kWh. The power output is 15 kW a nominal voltage of 240, 120, 60, 48 or any other voltage that results when 240 is replaced by an integer The quotient of 200 (number of cells) is divided. The energy of such an accumulator, based on the unit of weight, is in the order of magnitude of 133 to 200 Wh / kg and is retained even after repeated charging and discharging.

Ein Luftkompressor oder Gebläse 14 ist mit dem Akkumulator 11 verbunden, um ihm Luft zuzuführen. Die Luft enthält den Sauerstoff für die vorstehend beschriebene Zink-Sauerstoff-Reaktion. Die Elektrolytflüssigkeit wird durch eine Pumpe 16 durch den Akkumulator 11 zirkuliert. Die Pumpe 16 kann durch einen geeigneten (nicht dargestellten) elektrischen Motor getrieben werden, welcher seine Antriebsenergie von dem Akkumulator 11 erhält. Die Elektrolytflüssigkeit gelangt durch die Zuleitung 17 in den Akkumulator.An air compressor or fan 14 is connected to the accumulator 11 to supply air to it. The air contains the oxygen for the zinc-oxygen reaction described above. The electrolyte liquid is circulated through the accumulator 11 by a pump 16. The pump 16 can be driven by a suitable electric motor (not shown) which receives its drive energy from the accumulator 11. The electrolyte liquid passes through the feed line 17 into the accumulator.

Die kaustische Elektrolytfltissigkeit nimmt auf ihrem Weg durch den Akkumulator 11 die im Akkumulator entstandenen Reaktionsprodukte der Zink-Sauerstoff-Reaktion mit und transportiert sie durch die Ableitung 18 nach außen in einen Sank 18a, Die Pumpe 16 saugt die Flüssigkeit vom !Dank 18a an. Etwa 5 bis 10 # des Stromes von der Pumpe 16 werden zu dem Zentrifugalseparator 19 Hydrate Elektrolytfltissigkeit takes on its way through the accumulator 11, the resultant in the accumulator reaction products of the zinc-oxygen reaction with and transports them through the outlet 18 to the outside in a Sank 18a, the pump 16 sucks the liquid to the! Thanks 18a. About 5 to 10 # of the flow from pump 16 is going to centrifugal separator 19

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abgezweigt, der größere Teil des Stromes gelangt durch die Zuleitung 17 zurück in den Akkumulator 11. Der Zentrifugalseparator kann entweder eine mechanisch gedrehte Ausführung sein, es kann sich aber auch um ein Gerät handeln, welches nach dem Cyclon-Prinzip arbeitet.branched off, the greater part of the current passes through the feed line 17 back into the accumulator 11. The centrifugal separator can either be a mechanically rotated version, but it can also be a device that works on the cyclone principle.

Der Zentrifgualseparator 19 von Fig. 1 besitzt einen kegelstumpf förmigen Mantel 37, welcher in Betrieb mechanisch so schnell um seine Achse, gedreht wird, daß an seinem größten Umfang eine Zentrifugalbeschleunigung auftritt, die einige Hundert bis einige Tausend mal so groß ist wie die Erdbeschleunigung. Auf + diese Weise wird die Elektrolytflüssigkeit, welche in Suspension feste Teilchen enthält, nachdem sie in den rotierenden Mantel eingeführt wird, schnell beschleunigt, und zwar nahezu bis zur Rotationsgeschwindigkeit und der Zentrifugalbeschleunigung des Mantels 37. Infolge der hohen Zentrifugalbeschleunigung strebt die Elektrolytflüssigkeit zum größten Durchmesser des Mantels 37 und bildet dort unabhängig von der Orientierung des Mantels 37 eine Oberfläche von annähernd zylindrischer Form. Die dabei entstehende Niveaufläche 38 wird durch die Lage der Austrittsöffnungen 49 in der Abschlußplatte 4-8 des Mantels 37 bestimmt. Durch eine Veränderung der radialen Anordnung der Austrittsöffnungen 49 kann die Lage der Mveaufläche 38 im Man- ^ tel 37 verändert werden. Nachdem die festenTeilchen ein größe- ™ res spezifisches Gewicht als die Flüssigkeit besitzen, wandern sie durch die Flüssigkeit zur inneren Oberfläche des Mantels 37, wo sie sich ansammeln. Um die angesäijmelten festen Teilchen kontinuierlich abzuziehen, rotiert die Schnecke 24 mit ihrem spiralförmigen Blatt in dem Mantel 37 und befördert dabei die festenTeilchen auf die typische Art und Weise eines Schneckenförderers zum schmalen Ende des Mantels 37. Austrittsoffnungen 64 an dem schmalen Ende des Mantels 37 ermöglichen den angesammelten festen Teilchen, die noch unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft stehen, nach außen zu fallen. Die Austrittsöffnungen 49 für die Flüssigkeit am weiten Ende des Mantels 37 befindenThe centrifugal separator 19 of Fig. 1 has a frustoconical shell 37, which is mechanically rotated so quickly around its axis in operation that a centrifugal acceleration occurs at its greatest circumference, which is a few hundred to a few thousand times as great as the acceleration due to gravity. To + this way, the electrolyte liquid which contains in suspension solid particles, after it is inserted in the rotating shell accelerates rapidly, namely almost to the speed of rotation and the centrifugal acceleration of the shell 37. Due to the high centrifugal acceleration seeks the electrolytic liquid to the maximum diameter of the jacket 37 and there forms a surface of approximately cylindrical shape regardless of the orientation of the jacket 37. The resulting level surface 38 is determined by the position of the outlet openings 49 in the end plate 4-8 of the casing 37. By changing the radial arrangement of the outlet openings 49, the position of the membrane surface 38 in the jacket 37 can be changed. Since the solid particles have a specific gravity greater than that of the liquid, they migrate through the liquid to the inner surface of the shell 37, where they collect. In order to continuously withdraw the agglomerated solid particles, the screw 24 rotates with its spiral-shaped blade in the shell 37, conveying the solid particles to the narrow end of the shell 37 in the typical manner of a screw conveyor the accumulated solid particles, which are still under the influence of centrifugal force, to fall outwards. The outlet openings 49 for the liquid are located at the wide end of the jacket 37

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sich ηuf einem größeren Durchmesser als die Austrittsöffnungen 64 für die festen Teilchen, so daß die Niveauflache der Uüssigkeit auf einem größeren Durchmesser als die Austrittsöffnun^en 64 bleibt. Das spiralförmige Blatt der f.'chnecke 24 befindet sich an einem Schneckenmantel 23, v/elcher eine Relativumdrehung gegenüber dem Mantel 37 ausführt. Der Schneckenmantel 23 ist an einem Deckel 26 befestigt und wird durch diesen auch angetrieben. Der Deckel 26 besitzt einen hohlen inneren Schaft 28, mittels welchem das Drehmoment von der vierten Riemenscheibe 67 eingeleitet wird.η to a larger diameter than the outlet openings 64 for the solid particles, so that the level surface of the liquid remains at a larger diameter than the outlet openings 64. The spiral blade of the snail 24 is located on a screw jacket 23, which rotates relative to the jacket 37. The screw jacket 23 is attached to a cover 26 and is also driven by this. The cover 26 has a hollow inner shaft 28, by means of which the torque from the fourth pulley 67 is introduced.

Der kegelstumpfförmige Mantel 37 mit der Schnecke 24 und ihrem steifen Schneckenblatt sowie deren Aufhängung und deren Antriebsmittel innerhalb des Mantels 37 ist an seinem weiten Ende durch eine Abschlußplatte 43 abgedeckt. Diese Abschlußplatte 48 besitzt einen äußeren Schaft 52, welcher durch ein Wälzlager 54 gehalten wird und das Drehmoment von der dritten Riemenscheibe 68 zu der Abschlußplatte 48 und dem Mantel 37 überträgt. Der Mantel 37 wird ferner durch ein zweites Wälzlager 42 gehalten und zwar vermittels eines Wellenzapfens 41» welcher aus einer Endplatte 39, die gleichzeitig den Boden des Mantels 37 bilden kann, herauswächst. Der die Gehnecke 24 treibende innere Schaft 23 und der Deckel 26 v/erden gegenüber dem Mantel 37,dem äußeren Schaft 52 und der Abschlußplatte 48 durch eine Gleitlagerbüchse 51 und eine Scheibe 53 für den Axialschube zentriert bzw. gehalten. Die Stärke der Scheibe 53 kann variiert werden, um das radiale Spiel zwischen dem Mantel 37 und der Schnecke 24 zu justieren.The frustoconical shell 37 with the screw 24 and her rigid screw blade as well as its suspension and its drive means within the shell 37 is at its wide end covered by an end plate 43. This end plate 48 has an outer shaft 52 which is supported by a roller bearing 54 is held and the torque from the third pulley 68 to the end plate 48 and the jacket 37 transmits. The jacket 37 is also held by a second roller bearing 42 by means of a shaft journal 41 »which from an end plate 39, which can simultaneously form the bottom of the jacket 37, grows out. The inner one driving the cochlea 24 Shaft 23 and the cover 26 v / earth opposite the jacket 37, the outer shaft 52 and the end plate 48 by a Plain bearing bush 51 and a washer 53 for the axial thrust centered or held. The thickness of the disk 53 can vary in order to adjust the radial play between the jacket 37 and the screw 24.

Die Elektrolytflüssigkeit gelangt in das Innere des Zentrifugalseparators 19 durch ein Einlaßrohr 21, welches innerhalb der konzentrischen Schäfte 28 und 52 liegt. Das Einlaßrohr 21 erstreckt sich bis in das Innere des Schneckenmantels 23» wo sein offenes Ende liegt. Hier tritt die ElektrolytflUssigkeit» welche die Reaktionsprodukte der Zink-Sauerstoff-Reaktion enthält,The electrolyte liquid enters the interior of the centrifugal separator 19 through an inlet pipe 21 which lies within the concentric shafts 28 and 52. The inlet pipe 21 extends to the inside of the snail shell 23 »where its open end lies. This is where the electrolyte fluid enters contains the reaction products of the zinc-oxygen reaction,

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aus' und wird durch die Öffnungen 36 im Schneckenmantel 23 in den Bereich zwischen dem Mantel 37 und dem Schneckenmantel 23 fortbewegt. In diesem Bereich erfolgt dann die Separation der festen Teilchen von der Elektrolytflüssigkeit, wie das vorstehend beschrieben wurde.from 'and is through the openings 36 in the screw jacket 23 moved into the area between the jacket 37 and the screw jacket 23. The separation then takes place in this area the solid particles from the electrolyte liquid as described above.

Das Prinzip der mechanischen Separation von festen Teilen mit einem relativ höheren spezifischen Gewicht aus einer Flues'gkeit inna?halb eines rotierenden kegelstumpfförmigen Mantels, wie er vorstehend beschrieben wurde; und der kontinuierliche Abzug der angesammelten festen Teilchen mit Hilfe einer Schnecke ^ innerhalb des Mantels, v/ie dies im wesentlichen beschrieben wur- ™ de, ist heute in der chemischen Verfahrenstechnik und verwandten Industriezweigen bekannt.The principle of mechanical separation of solid parts with a relatively higher specific weight from a fluid in the vicinity of a rotating frustoconical shell, as described above ; and the continuous removal of the accumulated solid particles by means of a screw conveyor within the shell, as essentially described, is now known in chemical engineering and related industries.

Das Einlaßrohr 21 kann ein nichtrotierendes Teil sein, welches in seiner Stellung konzentrisch zur Rotationsachse durch Gleitlager 31 und 33 , welche in den rotierenden inneren Schaft 28 eingepreßt sind, gehalten wird. Das obere Gleitlager 31 besitzt einen Plansch 29» welcher aich über das obere Ende des inneren Schaftes 28 erstreckt, und welcher für einen Ring 90 als Axiallager dient. Der Ring 90 am oberen Ende des Einlaßrohres 21 stützt das obere Ende dieses Einlaßrohres 21 derart ab, daß es soweit als dies gewünscht wird, in den Mantel 37 hineinhängt. f Das Einlaßrohr 21 entleert die Elektrolytfltisaigkeit gegen einen Umlenker 88, welcher innerhalb des Schneckenmantels 23 angeordnet ist. Br ist derart geformt, da8 der nach abwarte gerichtete Strom derElektrolytflüseigkeit sanft zu den Wänden des Schneckenmantels 23 hin umgelenkt wird. Wenn dies wünschenswert erscheint, kann der Umlenker 88 derart ausgebildet werden, daß geeignete radial angeordnete Flügel 89 die eintretende Elektrolytflüsaigkeit wirkungsvoll auf die Umfangsgeschwindigkeit des Schneckenmantels 23 beschleunigen. Sobald die Flüssigkeit innerhalb des Schneckenmantels 23 eu rotleren beginnt, erfährt The inlet pipe 21 can be a non-rotating part which is held in its position concentric to the axis of rotation by sliding bearings 31 and 33 which are pressed into the rotating inner shaft 28. The upper slide bearing 31 has a flange 29 which extends over the upper end of the inner shaft 28 and which serves as a thrust bearing for a ring 90. The ring 90 at the upper end of the inlet pipe 21 supports the upper end of this inlet pipe 21 in such a way that it hangs into the jacket 37 as far as is desired. f The inlet pipe 21 empties the electrolyte liquid against a deflector 88 which is arranged inside the screw jacket 23. Br is shaped to DA8 of the wait-directed current derElektrolytflüseigkeit gently to the walls of the worm jacket 23 is deflected down. If this appears to be desirable, the deflector 88 can be designed in such a way that suitable radially arranged vanes 89 accelerate the entering electrolyte liquid effectively to the circumferential speed of the screw jacket 23. As soon as the liquid begins to rot within the screw jacket 23, learns

sie eine Zentrifugalkraft, welche sie zwingt, duroh dl· Yielaahl ·she has a centrifugal force, which forces her to duroh dl · Yielaahl ·

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der Öffnungen 36 nach auswärts zu fließen. Die Öffnungen 36 liegen nächst denjenigen Oberflachen der Schneckenblätter, an welchen die geschobenen festen Teilchenanliegen oder sie überschneiden sich sogar mit diesen Oberflächen. Die durch die Öffnungen 36 strömende Flüssigkeit v/ird sich daher eher über diese Oberflächen ausbreiten und von ihnen abgelenkt v/erden, als gegen die Wände des Mantels 37 zu prallen. Dieses Merkmal trägt da-?,u bei, daß die angesammelten festen Teilchen sich auf dom Mantel 37 gleichmäßig verteilen und verhindert gleichzeitig einen örtlich erhöhten Verschleiß an der Schnecke 24.of the openings 36 to flow outward. The openings 36 lie next to those surfaces of the screw blades which the pushed solid particles abut or intersect even with these surfaces. The liquid flowing through the openings 36 is therefore more likely to spread over them Spread out surfaces and become distracted by them, rather than against the walls of the shell 37 to bounce. This feature contributes to the fact that the accumulated solid particles settle on the mantle 37 evenly and at the same time prevents locally increased wear on the screw 24.

Die Schnecke wird durch den Motor 74 und Antriebsmittel, die im folgenden noch beschrieben sind, auf eine Drehzahl in der Größenordnung von 1 600 bis 8 500 U/Min gebracht. Die Drehzahl wird durch den Durchmesser des Mantels 37 und durch die gewünschte Höhe der Zentrifugalbeschleunigung bei diesem Durchmesser bestimmt. Bei dem Motor 74 handelt es sich um einen Gleichstrommotor mit den Klemmen 30 und 35, v/elche über ein geeignetes Steuergerät 91 an die Klemmen 12 und 13 des Akkumulators angeschlossen sind, um den Strom vnn dort zu beziehen.The screw is driven by the motor 74 and drive means, which will be described below, to a speed in the Of the order of 1,600 to 8,500 rpm. The speed is determined by the diameter of the jacket 37 and by the desired The amount of centrifugal acceleration at this diameter is determined. The motor 74 is a DC motor with terminals 30 and 35, v / elche via a suitable Control unit 91 are connected to terminals 12 and 13 of the accumulator in order to draw the current from there.

Wie bereits beschrieben, wird der mit einer relativ hohen Drehzahl rotierende Mantel 37 an seinem v/eiteren Ende durch das Wälzlager 54 und an seinem engen Ende durch das Wälzlager 42 abgestützt. Das Wälzlager 42 ist in einem Stützring 43 montiert, welcher durch mehrere Rippen 46, von denen eine in Fig. 1 erkennbar ist, gegenüber einer unteren Platte 44 abgestützt ist. Die untere Platte 44 bildet ein Auflager für den Zentrifugalseparator 19 und kann Teil"eines geeignet montierten, in der Abbildung nicht dargestellten Rahmens sein. Das Wälzlager 54 am weiten Ende des Mantels 37 wird durch eine Deckplatte 56 dee Gehäuses dea Zentrifugalseparators 19 gehalten.As already described, the one with a relatively high speed rotating jacket 37 at its further end through the roller bearing 54 and at its narrow end through the roller bearing 42 supported. The roller bearing 42 is mounted in a support ring 43 which is formed by several ribs 46, one of which can be seen in FIG. 1 is supported against a lower plate 44. The lower plate 44 forms a support for the centrifugal separator 19 and can be part "of a suitably mounted frame, not shown in the figure. The roller bearing 54 at the wide end of the jacket 37 is supported by a cover plate 56 The housing of the centrifugal separator 19 is held.

Die Elektrolytflüssigkeit, welche aus dem Mantel 37 durch die Auetrittsöffnungen 49 in der Abschlußplatte 48 herausfließt,The electrolyte liquid which flows out of the jacket 37 through the exit openings 49 in the end plate 48,

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sammelt sich in einer ringförmigen Kammer 57, welche durch die koarialen Zylinder 58 und 59 gebildet wird. Die beiden koaxialen /^linder 58 und 59 erntrecken sich von der unteren Platte 44 mch aufwärts. Der äußere der beiden koaxialen Zylinder 58 besitzt an seinem oberen linde einen daran befestigten Ring 60. Diener Ring 60 ist auf einer geeignete Weise mit der Deckplatte 56 verbunden. Ein Auslaßrohr 61 steht mit dem unteren Ende der ringförmigen Kammer 57 in Verbindung. In der ringförmigen Kammer 57 angesammelte Elektrolj'tflüsslgkeit kann durch dieses Auslaßrohr aus 61 ausfließen und gelangt zurück in den Tank 18a durch die Leitung 6°.collects in an annular chamber 57 which passes through the coarial cylinders 58 and 59 are formed. The two coaxial cylinders 58 and 59 extend from the lower plate 44 me upwards. The outer of the two coaxial cylinders 58 has at its upper linden a ring 60 attached thereto. Servant ring 60 is in a suitable manner with the cover plate 56 connected. An outlet pipe 61 is in communication with the lower end of the annular chamber 57. In the annular chamber 57 accumulated electrolyte liquid can be removed by this The outlet pipe flows out of 61 and returns to the tank 18a through line 6 °.

Die verschiedenen "lieder des beschriebenen Systems ergeben in ihrer Zusammenarbeit ein verbessertes Encrgieumwandlmgr;-systeir., welches überall dort geeignet ist, wo eine große Lebensdauer, eine kompakte Bauweise und eine hohe Leistungsabgabe pro Gewichtseinheit wünschenswert ist. Die Separation der Zink-Sauerstoff-Reaktionsprodukte aus der Elektrolytflüssigkeit wird auf eine πehr wirkungsvolle Veise durchgeführt. Bei der Verwendung eines Zentrifugalseparators fallen die Zinkoxydprodukte trockener und dichter an als bei anderen Trennmethode, wie etwa Filtern,und die Trennung erfolgt auch schneller ab bei anderen Methoden. Die Trennungswirkung oder die Trockenheit der festen Teilchen kann in einem weiten Bereich variiert werden, indem die Zentrifugalkraft,der Flüssigkeitszufluß oder andere Parameter beeinflußt werden.The various elements of the system described result in their cooperation in an improved energy conversion system, which is suitable wherever a long service life, a compact design and a high output per unit weight are desirable. The separation of the zinc-oxygen reaction products from the electrolyte liquid, the separation effect, or the dryness is carried out to a πehr effective Veise. in the use of a centrifugal separator the Zinkoxydprodukte fall dry and closer to than other separation method such as filtering, and the separation takes place even more quickly when other methods. of solid Particles can be varied over a wide range by influencing the centrifugal force, the flow of liquid or other parameters .

Die Wirkungsweise eines Zentrifugalseparators des beschriebenen Typs beruht auf der Bildung einer geringen Differenzgeschwindigkeit zwischen den beiden schnell drehenden konzentrischen Teilen im Mantel 37 und der Schnecke 24. Die hohe Drehzahl verursacht Zentrifugalkräfte, welche ein schnelles Absetzen der schwereren Bestandteile in der Elektrolytflüssigkeit radial nach außen zur Folge haben. Die Relativbewegung der spiralförmigen Blätter der Schnecke 24 gegenüber dem Mantel 37 schiebt die abgesetzten schwereren Teilchen entlang der inneren Oberfläche des konischen The mode of operation of a centrifugal separator of the type described is based on the formation of a small differential speed between the two rapidly rotating concentric parts in the jacket 37 and the screw 24. The high speed causes centrifugal forces, which result in the heavier components in the electrolyte liquid being quickly deposited radially outward to have. The relative movement of the spiral blades of the screw 24 with respect to the shell 37 pushes the deposited heavier particles along the inner surface of the conical

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Mantels 37 nach abwärts in Richtung zum Boden des Mantels 37 hin und im allgemeinen entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung der Flüssigkeit. Die Austrittsöffnungen 64 in der Wand des Mantels 37 nächst dessen Boden entleeren in den Vorratsbehälter 66, wo sich der Schlamm oder Sumpf ansammelt. Die festen Reaktionsprodukte, welche die Austrittsöffnungen 64 passieren, "befinden sich im allgemeinen im Zustand einer dicken Paste. Die anfallenden Zinkoxjrdreaktionsprodukte werden gespeichert, um sie später beim Wiederaufladen des Akkumulators 11 für die Regeneration der Anode aus Zink verwenden zu können. Es sind geeignete Mittel vorgesehen (in den Fig. nicht dargestellt), um die Z.i nkoxydreaktionsprodukte während des Aufladens zu dem Strom der Elektrolytflüssigkeit zurückzuführen.Shell 37 downwards towards the bottom of shell 37 and generally opposite to the direction of movement of the Liquid. The outlet openings 64 in the wall of the shell 37 next empty its bottom into the storage container 66, where the mud or swamp builds up. The solid reaction products which pass through the exit openings 64 ″ are located generally in the state of a thick paste. The resulting zinc oxide reaction products are stored for later use To be able to use recharging of the accumulator 11 for the regeneration of the zinc anode. Appropriate means are provided (not shown in the figures) to remove the zinc oxide reaction products during charging to the stream of electrolyte liquid traced back.

Bei einer geeigneten Betriebsweise liegt die für die Anlage typische Differenzdrehzahl zwischen Mantel 37 und Schnecke 24 in d _r Größenordnung von 5 bis 100 U/Min. Die Drehzahl des Mantels 37 liegt andererseits bei einem größten Durchmesser von ca. 10 cm in der Größenordnung von 1600 bis 8500 U/Min. Zu einer Mantelgeschwindigkeit von 6000 l/Min kann beispielsweise eine Schneckengeschwindigkeit von etwa 6060 l/Min ausgesucht werden, das entspricht einer Differenzdrehzahl von 60 l/Min. Die Differenzdrehzahl muß durch einen formschlüssigen Antrieb aufrecht erhalten v/erden, damit sie nicht von einem etwaigen Schlupf der Antriebsmittel beeinflußt werden kann. Diese Anordnung ist erforderlich, weil ein großer Teil der Antriebsleistung der ganzen Einrichtung dazu erforderlich ist, um die Differenzdrehzahl aufrechtzuerhalten. Ursache dafür ist die relativ hohe Reibkraft zwischen dem Mantel 37 und der Schnecke 24, welche durch die pastenförmige Konsistanz der Schicht aus festen Teilchen verursacht wird und welche den Mantel 37 und die Schnecke 24 auf die gleiche Drehzahl bringen möchte.In the case of a suitable operating mode, the rotational speed differential between the jacket 37 and the screw 24, which is typical for the system, is in the order of magnitude of 5 to 100 rpm. The speed of the jacket On the other hand, with a largest diameter of approximately 10 cm, 37 is of the order of 1600 to 8500 rpm. To a Shell speed of 6000 l / min, for example, a screw speed of about 6060 l / min can be selected, this corresponds to a differential speed of 60 l / min. The differential speed must be maintained by a form-fitting drive v / earth, so that it cannot be influenced by any slippage of the drive means. This arrangement is necessary because a large part of the drive power of the entire device is required to achieve the differential speed maintain. The reason for this is the relatively high frictional force between the jacket 37 and the worm 24, which by the Pasty consistency caused the layer of solid particles is and which the jacket 37 and the screw 24 on the want to bring the same speed.

die vorher festgesetzte Differenzzahl zu erhalten, könnte ein formschlüssiges Zahnradgetriebe für den Antrieb des Mantels 37 und der Schnecke 24 verwendet werden. Solche ZahnradgetriebeTo obtain the previously set difference, a positive gear drive could be used to drive the jacket 37 and the screw 24 can be used. Such gear transmission

809827/11U -13-809827 / 11U -13-

mit einem großen Übersetzungsverhältnis sind im allgemeinen umständlich, teuer, schwer und leistungsverzehrend. Die Kosten und der extra leistungsverbrauch eines derartigen Zahnradgetriebes sind häufig erträglich für relativ große und teure stationäre Anlagen, bei Ausführungen also, wie sie in der Fertigungsindustrie vorkommen können. Wo ein geringeres Gewicht,kompakte Bauweise, Einfachheit und eine geringere Nennleistung gewünscht worden, sind Zahnradgetriebe gewöhnlich unbefriedigend. Ferner können je nach den verschiedenen Arten der Elektrolytflissigkeiten und den verschiedenen Betriebsbedingungen unterschiedliche Differenzgeschwindigkeiten erwünscht sein, und ein Zahnradgetriebe eignet sich im allgemeinen nicht für einen einfachen Wechsel % der Übersetzungsverhältnisse.with a large gear ratio are generally cumbersome, expensive, heavy and power-consuming. The costs and the extra power consumption of such a gear transmission are often bearable for relatively large and expensive stationary systems, in other words with designs that can occur in the manufacturing industry. Wherever weight, compactness, simplicity, and lower power rating have been desired, gear drives are usually unsatisfactory. Furthermore, the Elektrolytflissigkeiten and the various operating conditions different differential speeds may be desirable depending on the different species, and a gear mechanism is generally not a simple change% of gear ratios.

Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Paar von Zahnriementrieben verwendet, um die gewünschte Drehzahldifferenz zu erhalten. Die Zahnriemen bestehen meist aus einem flexiblen Formteil mit Zähnen für den Eingriff in korrespondierende Lücken zwischen den Zähnen von dazu passenden Spezialriemenscheiben. Diese Antriebe sind einfach und stellen keine hohe Anforderungen an die Toleranzen, im Gegensatz zu den typischen Zahnradsätzen mit den engen Toleranzen, welche hier bei der Verzahnung und der Montage nötig sind. Ferner sind diese Antriebe relativ kompakt, nicht schwer, im Betrieb leise und sie arbeiten vibrationsarm. Zahn- J riementriebe besitzen auch einen besseren Wirkungsgrad als Zahnradgetriebe mit niedriger Übersetzung und ein Wechsel der Übersetzung ist durch eine einfache Veränderung möglich.In accordance with the present invention, a pair of toothed belt drives are provided used to get the desired speed difference. The toothed belts usually consist of a flexible molded part with teeth for engagement in corresponding gaps between the teeth of matching special pulleys. These drives are simple and do not place high demands on the Tolerances, in contrast to the typical gear sets with the tight tolerances, which are here in the toothing and assembly are necessary. Furthermore, these drives are relatively compact, not heavy, quiet in operation and they work with little vibration. Tooth J Belt drives are also more efficient than gear drives with a low gear ratio and a change in gear ratio is possible with a simple change.

Bei der speziellen Ausführung ist eine vierte Riemenscheibe 67 auf eine geeignete Weise an dem oberen Ende des inneren Schaftes 28 der Schnecke 24 befestigt. Ähnlich ist eine dritte Riemenscheibe 68 an dem oberen Ende des äußeren Schaftes 52 des Mantels 37 befestigt. Zwei treibende Riemenscheiben 71 und 72 befinden sich gemeinsam auf einer Motorwelle 73 des Motors 74. Ein zweiter Zahnriemen 76 kuppelt die zweiteKi emenschei.be 71 und · die vierte Riemenscheibe 67 drehmomentsohltissig· Ein erster Zahn- In the particular embodiment, a fourth pulley 67 is attached to the upper end of the inner shaft 28 of the worm 24 in a suitable manner. Similarly, a third pulley 68 is attached to the upper end of the outer shaft 52 of the shell 37. Two driving pulleys 71 and 72 are located together on a motor shaft 73 of the motor 74. A second toothed belt 76 couples the second K i emenschei.be · 71 and the fourth pulley 67 drehmomentsohltissig · A first tooth

Q09827/11U -H-Q09827 / 11U -H-

riemen 77 verbindet die erste Riemenscheibe 72 und die dritte Riemenscheibe 68 drehmomentschlüssig. Das Verhältnis der Drehzahlen der Schnecke 24 und des treibenden Motors 74 int umgekehrt proportional zu dem Verhältnis der Zähnezahlen von der vierten Riemenscheibe 67 und der zweiten Riemenscheibe 71. Analog ist das Geschwindigkeitsverhältnis des angetriebenen Mantels 37 und des treibenden Motors 74 umgekehrt proportional der Zähnezahl der dritten Riemenscheibe 68 und der ersten Riemenscheibe 72.Belt 77 connects the first pulley 72 and the third Belt pulley 68 torque-locked. The ratio of the speeds of the worm 24 and the driving motor 74 int reversed proportional to the ratio of the number of teeth of the fourth pulley 67 and the second pulley 71. Analogous the speed ratio of the driven shell 37 and the driving motor 74 is inversely proportional to the number of teeth the third pulley 68 and the first pulley 72.

Es ist somit:It is thus:

β fi und
nl Z3 n2 Z4
β fi and
n l Z 3 n 2 Z 4

hierbei bedeutet:here means:

η, = n„ Motordrehzahlη, = n "engine speed

η. Drehzahl der Schnecke 24η. Speed of the screw 24

n. Drehzahl des Mantels 37n. speed of the jacket 37

z, Zähnezahl der die Schnecke 24 treibenden ersten Riemenscheibe 72 am Motor 74z, number of teeth of the first belt pulley 72 on the motor 74 that drives the worm 24

ζ« Zähnezahl der den Mantel 37 treibenden zweiten Riemenscheibe 71 am Motor 74ζ «Number of teeth of the second driving the jacket 37 Pulley 71 on engine 74

z, Zähnezahl der getriebenen dritten Riemenscheibe 68 5 an der Schnecke 24z, number of teeth of the driven third belt pulley 68 5 on the worm 24

z. Zähnezahi der getriebenen vierten Riemenscheibe 67 4 an dem Motor 37 z. Number of teeth of the driven fourth pulley 67 4 on the motor 37

Da n, konstant ist, läßt sich die Drehzahldifferenz zwischen der Schnecke 24 und dem Mantel 37 wie folgt definieren:Since n, is constant, the speed difference between the Define screw 24 and jacket 37 as follows:

n4 Z3 Z2
Bei einem Zahlenbeispiel können z.B. folgende Werte gegeben sein»
4 n Z 3 Z 2
In a numerical example, the following values can be given, for example »

- 15 909827/11U - 15 909827 / 11U

Die erste Riemenscheibe 72 mit 20 Zähnen (Z1) treibt die dritte Riemenscheibe 68 der Schnecke 24, welche 19 Zähne (z-) beaitzt und die zweite Riemenscheibe 71 mit 21 Zähnen (Zp) treibt die vierte Kiemenscheibe 67 des Mantels 37, welche 20 Zähne (z.) besitzt. Dann ist»The first pulley 72 with 20 teeth (Z 1 ) drives the third pulley 68 of the worm 24, which has 19 teeth (z-) and the second pulley 71 with 21 teeth (Zp) drives the fourth pulley 67 of the casing 37, which has 20 teeth Teeth (z.). Then"

n* _ gO.20 = 400 _ - Q02^1
-2. - Τ5Γ75Τ W$ ~ !'0^?1
n * _ gO.20 = 400 _ - Q 02 ^ 1
-2. - Τ5Γ75Τ W $ ~! ' 0 ^? 1

A " . ■ A ". ■

Daraus folgt, daß bei einer Drehzahl von 6000 l/Min die Schnecke 24 etwa 15 l/Min mehr machen wird als der Mantel 37. (ca. 2,5 l/Min mehr bei einer Drehzahl von 1000 l/Min).It follows that at a speed of 6000 l / min the screw 24 will do about 15 l / min more than the jacket 37. (approx. 2.5 l / min more at a speed of 1000 l / min).

Die Differenzgeschwindigkeit ändert sich stark bei einer nur sehr kleinen Größenänderung von einer oder mehreren Riemenscheiben. Vie η η z.B. bei zwei Riemenscheiben die Zähnezahl vum einen Zahn geändert wird, folgt:The differential speed changes greatly with only a very small change in the size of one or more pulleys. Vie η η e.g. with two belt pulleys the number of teeth is changed by one tooth, it follows:

ζ - M ■ f$ ■ 1.°™ζ - M ■ f $ ■ 1. ° ™

Die Differenzdrehzahl beträgt jetzt etwa 1 $ der Drehzahl des Mantels ^7,oder etwa 10 l/Min bei 1000 l/Min des Mantels 37. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von verschiedenen Differenzdrehzahlen erreicht werden, wobei der Achsabstand nur innerhalb erträglicher und justierbarer Toleranzen schwankt.The differential speed is now about 1 $ of the speed of the Mantle ^ 7, or about 10 l / min at 1000 l / min of the jacket 37. In this way a variety of different speed differences can be achieved can be achieved, the center distance fluctuating only within tolerable and adjustable tolerances.

Die Justierbarkeit des Achaabstandes wird erreicht, indem der Motor 74 auf eine Platte 78 derart montiert wird, daß das Lösen von einer oder mehreren Schrauben eine feine Justierung erlaubt. Die Platte 78 schwenkt um einen Bolzen 75» welcher in einer Rahmenplatte 79 befestigt ist. Die Deckplatte 56 des Zentrifugalseparators 19 ist mit der Rahmenplatte 79 verschrauTjt, welche eine Aussparung 80 besitzt, die so groß ist, daß die dritte Riemenscheibe 68 hineinpaßt. Die Achse 74 des Motors 74 durchdringt in einer nicht gezeigten öffnung die P latte 78 The adjustability of the center distance is achieved in that the motor 74 is mounted on a plate 78 in such a way that the loosening of one or more screws allows fine adjustment. The plate 78 pivots about a bolt 75 which is fastened in a frame plate 79. The cover plate 56 of the centrifugal separator 19 is screwed to the frame plate 79, which has a recess 80 which is so large that the third pulley 68 fits into it. The axis 74 of the motor 74 penetrates the plate 78 in an opening (not shown)

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und in einer ebenfalls nicht gezeigten größeren Öffnung, die Rahmenplatte 79. Zwei Bolzen (Schraubenbolzen) 81 und 82 erstrecken sich durch Führungsnuten 83 und 84 in der Rahmenplatte 79. Sobald die PMte. 78 um den Bolzen 75 geschwenkt worden ist, und ihre gewünschte Stellung erreicht hat, werden die Bolzen und 8?. angezogen und die Platte 78 dadurch mit der Rahmenplatte 79 zusammengeklammert.and in a larger opening, also not shown, which Frame plate 79. Two bolts (screw bolts) 81 and 82 extend through guide grooves 83 and 84 in the frame plate 79. As soon as the PMte. 78 has been pivoted about the bolt 75 and has reached its desired position, the bolts and 8 ?. tightened and the plate 78 is thereby clamped together with the frame plate 79.

Nachdem die beiden Zahnriemen 76 und 77 im Normal-fall nicht genau zu dem gleichen Achsabstand passen werden, wird das Spiel in dem lockeren Zahnriemen durch eine Spannrolle 86 beseitigt. Die Spannrolle 86 ist schwenkbar oder auf eine andere "'/eise "befestigt, z.B. durch eine Schraube 89, welche sich durch eine Bohrung im Auge 88 erstreckt. Auf diese Weise kann der nicht gespannte Riemen durch die an seiner Außenfläche anliegende Spannrolle 86 derart abgelenkt werden, daß der Umschlingungswinkel z\vischen dem Zahnriemen und den betreffenden Riemenncheiben größer wird.After the two toothed belts 76 and 77 normally not will fit exactly to the same center distance, the play in the slack toothed belt is eliminated by a tensioning pulley 86. The tension roller 86 is pivotable or in a different manner "is fastened, for example by a screw 89 which extends through a Bore in the eye 88 extends. In this way, the belt that is not tensioned can pass through the belt resting against its outer surface Tension roller 86 are deflected so that the wrap angle between the toothed belt and the relevant pulleys gets bigger.

Der beschriebene Zahnriementrieb für den Zentrifugalseparator 19 bildet einen formschlüssigen Antrieb für die Differenzdrehzahl zwischen der Sohnecke 24 und dem Mantel 37. Dies geschieht auf eine einfachere Weise mit wesentlich niedrigeren Kosten und mit einem höheren Wirkungsgrad als bei einem Zahnradgetriebe. Durch das Auswechseln und Anpassen von relativ wenigen Teilen können leicht verschiedene Drehzahldifferenzen erreicht werden. Der beschriebene Antrieb ist kompakt, leicht im Gewicht, leise und frei von Körperschwingungen - er besitzt demnach spezieller die Anwendung im Antrieb eines Fahrzeuges vorteilhafte Eigenschaften. The described toothed belt drive for the centrifugal separator 19 forms a positive drive for the differential speed between the son corner 24 and the jacket 37. This is done in a simpler way with significantly lower costs and costs with a higher efficiency than with a gear transmission. By changing and adapting relatively few parts different speed differences can easily be achieved. The drive described is compact, light in weight, and quiet and free from body vibrations - it therefore has particularly advantageous properties for use in the drive of a vehicle.

-.Patentansprüche -- Patent claims -

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Claims (1)

111111T1B11:!'1;,1 J!?!"1!!1 X" ■": ■■■-,■;.■ ,,.■■■ 111111 T 1 B 11 :! ' !?!.. 1;, 1 J "1 !! 1 X" ■ ": -; ■ ■■■ ■■■ ,,, ■ PatentansprücheClaims 1. Einrichtung aur Aufbereitung, insbesondere der Elektrolytflüssigkeit von Akkumulatoren, umfassend einen Akkumulator (11) mit mindestens einer mit Elektrolytflüssigkeit gefüllten Zelle, in dem während der elektrochemischen Reaktion feste Reaktionsprodukte entstehen, sowie eine Omwälzanlage, um die Elektrolytflüssigkeit durch die Zelle zusLrkulieren, daduroh gekennzeichnet, dag in den Kreis der Titawälzanlage (16,17,18) ein Zentrifugalseparator (19) eingeschaltet ist, der die festen Reaktionsprodukte außerhalb der Zelle von der Elektrolytflüssigkeit trennt.1. Device for processing, in particular the electrolyte liquid from accumulators, comprising an accumulator (11) with at least one cell filled with electrolyte fluid, in which solid reaction products are formed during the electrochemical reaction, as well as a rolling system to circulate the electrolyte fluid through the cell, characterized by the fact that a centrifugal separator (19) is connected in the circle of the titanium rolling system (16,17,18), which the solid reaction products separates from the electrolyte liquid outside the cell. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß der Zentrifugalseparator (19) «inen Auffang-und Vorratsbehälter (66) für die herausgetrennten festen Reaktloneprodukte aufweist, um diese beim Laden des Akkumulators (11) wieder dieses zuzuführen*2. Device according to claim 1, characterized in that the daduroh Centrifugal separator (19) in a collecting and storage container (66) for the solid reaction products that have been separated out, in order to supply them again when the accumulator (11) is charged * 3. Einrichtung naoh einem der Ansprüche 1 und 2, daduroh gekennzeichnet, daß der Zentrifugalseparator (19) von eines Motor (74) angetrieben 1st, der an den Akkumulator (11) angeschlossen ist,3. Device naoh one of claims 1 and 2, characterized in that the centrifugal separator (19) of a motor (74) 1st driven, which is connected to the accumulator (11), 4· Einrichtung naoh einem der Ansprüche 1 bis 3» daduroh gekennzeichnet, das der Zentrifugalseparator (19) einen alt einer vorgegebenen Drehzahl rotierenden Mantel (37) und eine mit einer % anderen Drehzahl rotierend· Schnecke (24) besitzt, um dl· festen Reaktionsprodukte von der Slektrolytflüssigkeit zu trennen,daß eine erste und zweite von dem Motor (74) getriebene gezahnte Riemenscheibe (72,71) sowie eine dritte und viert· gezahnt« Riemenscheibe (68,67) für den Antrieb jeweils des Mantel» (37) und der Schnecke (24)-vorgesehen sind, daß ein erster Zahnriemen (77) drehmomentsohlüssig die erste und dritte Riemenscheibe -(72, 68) verbindet und ein zweiter Zahnriemen (86) drehmomentsohlttesig die zweite und vierte Riemenscheibe (71,67) verbindet und daß die erste, zweite, dritte und viert· Riemenscheibe (72,71* /. .68,67) mit einer solchen Zähneaahl versehen sind, daß ein ge- · wttnsohter Drehaahluntereohied zwlsohon Mantel (37) und Schneoke (24) erreicht wird. ' .4 · means NaOH any one of claims 1 to 3 »daduroh in which an old a predetermined speed the rotating shell (37) and one with a% different speed rotating · worm (24) of the centrifugal separator (19) dl · solid reaction products to separate from the electrolyte liquid that a first and second toothed belt pulley (72, 71) driven by the motor (74) and a third and fourth toothed "belt pulley (68, 67) for driving the jacket" (37) and of the worm (24) -provisions that a first toothed belt (77) connects the first and third pulley in a torque-free manner - (72, 68) and a second toothed belt (86) connects the second and fourth pulley (71, 67) with torque and that the first, second, third and fourth pulley (72.71 * / .68.67) are provided with such a number of teeth that a proper rotation lower part between jacket (37) and screw joint (24) is achieved. '. »09127/itU»09127 / itU - 18 -- 18 - — Io —- Io - 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Akkumulator (11) das elektropositive Material elementares Zink ist, daß das elektronegative Material Sauerstoff ist und daß die bei der Reaktion entstehenden Zinkoxyd-Reaktionsprodukte mittels einer v/ässrigen, kaustischen Lösung aus den Zellen ausschwemmbar sind.5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that in the accumulator (11) the electropositive material Elemental zinc is that the electronegative material is oxygen and that the zinc oxide reaction products formed during the reaction can be flushed out of the cells by means of an aqueous, caustic solution. 6, Einrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (37) und die Schnecke (24) um eine gemeinsame Achse rotieren, und daß der Mantel (37) eine kegelstumpfförmige Gestalt beeitzt, daß der Mantel (37) an beiden Enden Austrittsöffnungen (49»64) für die Elektrolytflüssigkeit bzw. für die festen Reaktionsprodukte besitzt und daß zwei koaxiale hohle Schäfte (28, 52) von dem Zentrifugalseparator (19) nach oben ragen, von denen der äußere, kürzere Schaft (52) am Mantel (37) befestigt ist und an seinem mantelfernen Ende die dritte Riemenscheibe (68) für den Antrieb des Mantels (37) trägt, während der innere, längere Schaft (28) an der Schnecke (24) befestigt ist und an seinem sohneckenfernen Ende die vierte Riemenscheibe (67) für den Antrieb der Schnecke (24) trägt.6, device according to claim 4 »characterized in that the Shell (37) and the screw (24) rotate about a common axis, and that the shell (37) has a frustoconical shape Beeitzt that the jacket (37) outlet openings at both ends (49 »64) for the electrolyte liquid or for the solid reaction products and that two coaxial hollow shafts (28, 52) protrude upward from the centrifugal separator (19), one of which the outer, shorter shaft (52) is attached to the jacket (37) and at its end remote from the jacket the third pulley (68) for carries the drive of the shell (37), while the inner, longer shaft (28) is attached to the screw (24) and to his The fourth pulley (67) for the drive at the end far from his corner the screw (24) carries. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß für wenigstens einen der Zahnriemen (76 oder 77) eine Spannrolle (86) vorgesehen ifct«7. Device according to one of claims 4 and 6, characterized in that that a tension pulley (86) is provided for at least one of the toothed belts (76 or 77) ifct « 909827/11U909827 / 11U
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8700293U1 (en) * 1987-01-07 1987-02-19 Tefzet Gmbh, 8000 Muenchen, De
EP0280764A2 (en) * 1987-03-05 1988-09-07 Eltech Systems Corporation Efficient electrical power generation system

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EP0280764A3 (en) * 1987-03-05 1989-01-25 Eltech Systems Corporation Efficient electrical power generation system

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