DE2443015C3 - Batterie mit Metall-Gaselementen - Google Patents

Batterie mit Metall-Gaselementen

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DE2443015C3
DE2443015C3 DE2443015A DE2443015A DE2443015C3 DE 2443015 C3 DE2443015 C3 DE 2443015C3 DE 2443015 A DE2443015 A DE 2443015A DE 2443015 A DE2443015 A DE 2443015A DE 2443015 C3 DE2443015 C3 DE 2443015C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie mit Metall-Gaselementen, bestehend aus einem Behälter mit mehreren in Reihe geschalteten und mit Elektrolyt versehenen sowie in Rahmen mit Abstand gestapelten Elementen sowie Einrichtungen /ur Gasumwälzung.
Große elektrische Batterien, welche aus einer Vielzahl in Reihe geschalteter galvanischer Elemente bestehen, erzeugen während des Betriebes beträchtliche Wärmemengen und bedürfen daher einer Kühlung und Temperaturregelung. Neben einer häufig nicht ausreichenden Außenkühlung sind auch Kühleinrichtungen bekannt, bei denen ein Kühlmittel innerhalb der Batterie zirkuliert, wobei die Kühlwirkung jedoch relativ ungleichmäßig erfolgt und die Einrichtungen sehr aufwendig sind. Andererseits ist aus der US-PS Jl 60 528 eine Brennstoffzelle bekannt, bei welcher atmosphärische Luft mittels eines motorisch angetrie bencn Gebläses angesaugt wird. Dieses Gebläse teilt die Luft in zwei Ströme, von denen der Haiiptstrom durch die Brennstoffzellen gedruckt wird, um den Kathoden (positiven Elektroden) Sauerstoff zuzuführen, und dabei mit dem Elektrolyt in Kontakt kommt Eine Kühlung erfolgt nur durch einen elektrochemisch nicht wirksamen Teilstrom, der die mit Kühlrippen versehenen Zellengehäuse von außen umströmt. Die Innentemperatur wird allein durch thermostatisch gesteuerte Ventile reguliert, indem warme Luft nach außen abgeleitet wird. Nach dieser Veröffentlichung soll das Elektrolj i-Volu-
men in den Zellen und damit die Elektrolyt-Konzentration reguliert werden. Um ein konstantes Elektrolyt-Niveau zu halten, muß das bei der Zellenreaktion entstehende Wasser durch Verdampfung in den Luftstrom wieder entfern! werden.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Batterie der gattungsgemäßen Art mit einer in sich geschlossenen Kühleinrichtung zu versehen, welche bei einer wirksamen Kühlung und Temperaturregelung der Elemente einen einfachen
ίο Aufbau der Batterie und eine anfängliche Aktivierung ermöglicht
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Diese neuartige Ausgestaltung hat den wesentlichen Vorteil, daß durch die stapelartige Ausbildung der Rahmen und Elemente ein für eine Umwälzung besonders geeignetes Kanalsystem gebildet ist, durch welches das Gas mittels eines Umwälzgebläses zwangläufig geführt wird, wobei es über eine Kühleinrichtung
}o gelangt. Daher läßt sich nicht nur die bei der Zellenreaktion freiwerdende Wärme abführen, sondern auch auf einfache Art und Weise eine günstige Reaktionstemperatur einhalten.
Vorzugsweise bildet jeder Rahmen wenigstens eine Tasche, welche ein aus anodischer (negativer) Masse und festen Elektrolyt bestehendes Brennstoffmaterial, eine auf der einen Seite den Anodenanschluß bildende Metallfolie und eine auf der anderen Seite von einem Metallgitter bedeckte Kathodenmaüe enthält und mit Vorsprüngen versehen ist, auf denen der Rahmen eines darüberliegenden Elements unter Bildung querverlaufender Strömungskanäle aufliegt. Durch diesen Aufbau ist jeder Elektrode eine Kathode zugeordnet, so daß eine höchstmögliche Spannung erzielt wird. Das offene Metallgitter stellt nicht nur die Reihenverbindung der Elemente her, sondern erlaubt dem Reaktionsgas auch einen ungehinderten Zugang zu den Elementen. Vor allem aber gibt es die Wärme an das Gas ab und ist damit Bestandteil dei Kühlsystems.
In einer bevorzugten Ausführung besteht der den Elementen zugeordnete Rahmen aus konzentrischen, räumlich getrennten Ringen, welche durch Siege verbunden sind und mehrere Taschen sowie einen zentrischen Kanal senkrecht zur Ebene des Rahmens bilden, wobei die aufeinandergestapelten Elemente durch ein einen Kanal bildendes zentrisches Rohr verbunden sind. Die auf diese Art und Weise ausgebildeten Rahmen sind zur Stapelung besonders geeignet. In kompakter Bauweise enthalten sie die
(*> Bauteile der Elemente. Die einzelnen Elemente brauchen bei der Montage lediglich auf das Rohr aufgesteckt zu werden. Jedes Element besitzt die Form einer kreisrunden Scheibe, wahrend tias Rohr zentrisch im Gehäuse gelagert ist und nach außen gerichtete
6^ Stege hat. Dieses Rohr dient nicht nur der Stapelung der Elemente, sondern gewährleistet auch die Bildung und Aiifrcchterhaltung des Ringkamils zwischen dem Batterirgehäuse und den gestapelten Kleinen!'""
terhin bildet das Rohr vertikale Kanäle, in die das Gas von den Elementen her einströmt und welche das Gas in das Umwälzgebläse leiten. Die Elemente können zu Kontroll- und Wartungszwecken leicht herausgenommen und durch neue Elemente ersetzt werden.
Die Einrichtungen zur Umwälzung und Kühlung des Gases können je nach den baulichen Erfordernissen außerhalb oder innerhalb des Batteriebehälters angeordnet sein. Bei einer besonders kompakten Bauweise sind das Umwäugebläse und dessen Antriebsmotor im Behälter angeordnet Dabei kann die Kühleinrichtung aus im Behälter angeordneten, von einem Kühlmittel durchflossenen Kühlschlangen bestehen, welche von dem zu kühlenden Gas beaufschlagt werden.
Die Batterie kann zur Erzielung eines bestmöglichen Wirkungsgrades dicht abgeschlossen sein und unter Druck betrieben werden.
Weitere Merkmale der Erfindung enthält die folgende Beschreibung der anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispiele. Es zeigt
F i g. 1 einen mittleren Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform,
F i g. 2 eine Draufsicht auf den Teil eines Elements in einem größeren Maßstab,
Fig.3 den Gegenstand der Fig.2 in einem Schnitt nach Linie 3-3 und
F i g. 4 einen mittleren Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform.
Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Batterie 10 besteht aus einem Behälter 12, mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenwand 14, einem Boden 16 und einem nach außen gewölbten, abnehmbaren Deckel 18. Der Boden 16 kann von der Außenwand 14 abnehmbar sein oder eine Einheit mit ihr bilden. Das obere Ende der Außenwand 14 besitzt einen nach außen ragenden, rundumlaufenden Flansch 20, auf den ein gleichartiger Flansch 22 des Deckels 18 paßt. Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführung ist der Behälter 12 dicht geschlossen und kann unter Druck gesetzt werden.
Der Behälter 12 und seine Teile können auch irgendeine andere geeignete Form haben, z. B. kann der Behälter 12 eine quadratische, rechteckige oder andere Form besitzen. Er kann aus verschiedenartigem Material bestehen, etwa Holz, Metall, Kunststoff, synthetischem Harz od. dgl. Wie F i g. 1 zeigt, weist der Behälter 12 einen hohlen Innenraum 24 auf, in welchem sich mehrere aufeinandergestapelte Elemente 26 befinden.
Den F i g. 2 und 3 ist zu entnehmen, daß jedes Element 26 die Gestalt einer kreisenden flachen Scheibe besitzt. Es besteht aus einem Rahmen 28, der wiederum aus einem äußeren Ring 30 und aus einem inneren Ring 32 gebildet wird. Die Ringe sind durch mehrere radiale Stege 34 miteinander verbunden. Der Rahmen 28 besieht aus elektrisch nichtleitendem Material, Vorzugsweise aus einem leichten, hitzebeständigen, synthetischen Kunststoff od. dgl.
Jeder Rahmen 28 wird im Innenraum 24 des Behälters 12 so angeordnet, daß zwischen der Seitenwand 14 des Behälters 12 und der Randfläche 38 des äußeren Ringes 30 ein Ringkanal 36 entsteht. Dies geschieht, wie im einzelnen in F-' i g. 2 dargestellt ist, mit Hilfe eines Rohres 40, welches in der Längsachse des Behälters 12 verläuft. Das Rohr 40 besteht zweckmäßigerweisc aus leichtem, elektrisch nichtleitendem, dauerhaftem Material, etwa Kunststoff od. dgl. und umfaßt ein /entrails Rohrstück 42, an dem mehrere rad'a.l nach außen weisende Stege 44 angebracht sind.
Die äußeren Enden 46 der Stege 44 liegen an der Innenfläche 48 des inneren Ringes 32 eines jeden Rahmens 28 an, wodurch die Rahmen 28 im Stapel ausgerichtet werden. Das zen'rile Rohrstück 42 des Rohres 40 besitzt eine Bohrung 50, welche Einrichtungen zum Ausrichten und Befestigen aufnehmen kann. Vorzugsweise ist die Säule so lang, daß alle Elemente 26 in der Batterie 10 ausgerichtet werden können. Dementsprechend verlaufen das Rohrstück 42 und die
ίο Bohrung 50 über die ganze Länge des Rohres 40; ebenso auch die Stege 44.
Aufgrund dieses Aufbaues des Rahmens 28, mit dem inneren und äußeren Ring 32 und 30 und den Stegen 34, werden in jedem Rahmen mehrere Taschen 52 gebildet, in welchen Brennstoffmaterial 54 passend eingelagert ist. Der Brennstoff besteht aus einer Mischung eines festen Elektrolyts, z. B. Kaliumhydroxid od. dgl., anodischem Material, z. B. Zink oder anderen Metallteilchen, z. B. Aluminium. Außerdem können Quecksilberoxid und/oder andere Wirkstoffe in der Mischung enthalten sein, so wie es für die richtige ■ '/beitsweise jedes Elementes 26 erforderlich ist. jedes bre -!nstoffmateriai 54 kann nach Größe und Form jeder Tasche 52, in der sie untergebracht ist, angepaßt sein.
Das Brennstoffmaterial 54 liegt auf einer Metallfolie 56 auf, welche am Rahmen 28 anliegt oder mit diesem verbunden ist. Die Metallfolie 56 ist am Rahmen 28 durch eine Ringdichtung 58 abgedichtet. Jede Metallfolie 56 erstreckt sich zwischen dem inneren Ring 32 und dem äußeren Ring 30 eines Rahmens an dessen Unterseite. Sie kann aus leichtem, dünnem, folienartigem Metall, etwa Kupfer, Nickel od. dgl. bestehen. Die Metallfolie 56 dient als Anodenanschluß des Elements 26 und auch als Träger für das Brennstoffmaterial 54 in den Taschen 52 der Rahmen 28.
Eine Kathoder.matte 60, wie sie üblicherweise in Metall-Luft-Elementen verwendet wird, befindet sich an der Oberseite des Brennstoffmaterials 54 und erstreckt sich zwischen dem inneren und dem äuße.en R,ng des Rahmens 28. Die Kathodenmatte 60 kann beispielsweise abscheidende, katalytisch wirkende und wasserabstoßende Schichten enthalten. Hierfür können die Schichten beispielsweise aus Nylon, Kohlenstoff und Teflon bestehen, welche von einem Leichtmetallschirm, etwa aus Nickel, Kupfer od. dgl. getragen werden. Die Kathodenmatte 60 ist mit dem Rahmen 28 wasserdicht verbunden, beispielsweise durch einen Epoxyd-Kunststoff und kann mit dem Rahmen 28 verschweißt oder auf andere Weise mit ihm zu einer Einheit verbunden sein.
Die freien Oberflächen 62 der Ringe 32 und 30 sind mit unterbrochenen Vorsprüngen 64, welche eine geeignete Höhe von etwa 1,6 mm oder mehr aufweisen, versehen. Auf diesen Erhebungen liegt die Metallfolie 56 C1Cs : ächsten darüberliegenden Elements 26 im Stapel.
Durch diese Anordnung entstehen Strömungskansie 66 für das Gas. welche zwischen benachbarten Elementen 26 vom Außenumfang des Ringes 30 zum Innenumfang dieses Ringes 32 verlaufen. Die Strömungskanäle 66 stehen mit dem Ringkanal 36 i:nd mit den Kanälen bis
'»ο zwischen den Stegen 44 des Rohres 40 in Verbindung, so daß das Gas vollkommen frei /wischen und um die Elemente 26 im Stapel herum, d h. irr Dehälter. zirkulieren kann.
Der Kanal 66 ist mit einem durchlässigen Me'.illgittcr
^S 70 gefüllt, welches '1US einem offenen, elektrisch leitenden Drahtgitter oder einer Metallfolie. /. Ii. au'. v.Y.kel. Kupfer od. dgl. besteht. Das Metallgitter 70 stellt Kontakt zwischen der Kathodenmalte 60 und der
Metallfolie 56, welche den Anodenanschluß des nächsten Elements 26 bildet, her. Dementsprechend sind die Kiemente 26 im Stapel in Reihe geschaltet. Das Metallgitter 70 erlaubt dem Gas die Strömungskanäle 66 frei zu durchströmen, so daß ein sauersioffhaltiges Gas od. dgl. jedes Kleinen) 26 zur Unterhaltung der elektrochemischen Reaktion versorgen kann. Die Strömungskanäle 66 dienen außerdem der zwangsweisen Umwälzung des Sauerstoffs oder eines anderen, der Kühlung dienenden fluids in jedem Element 26, um die TeivpiTatur ein F.lemente 26 im Stapel zu regulieren Durch die Strömungskanäle 66 kann außerdem ein aktivierendes l-'luid. z. B. Wasser oder Wasserdampf, zugeführt werden, um den festen Elektrolyten in jeder lasche 52 aufzulösen und damit die Reaktion im Element in Gang zu setzen. Das Metallgittcr 70 unterstützt die Kühlung jedes Elements, weil sein Kontakt mit der dariiberli^genden Metallfolie 56 an vielen Punkten einen leichten Wärmeübergang ermöglich« und es direkt im Kühlstrom der Strömungskanäle 66 liegt.
Aus I i μ. 1 und 2 geht hervor, daß die Elemente 26 auf dem Rohr 40 senkrecht aufeinandcrgestapelt sind, wobei das untere Ende der Säule mit einer waagerechten Grundplatte 72 verbunden ist, welche mittels eines Ansatzes 74 in einen Sockel 76 des Bodens 16 ragt. Das Rohr 40 richtet die Elemente 26 des Stapels aus und der Stapel ist durch eine Deckplatte 78, die auf dem obersten Element 26 des Stapels liegt, abgeschlossen. Die Deckplatte 78 ragt teilweise in die Kanäle 68 hinein (nicht dargestellt) und wird durch eine Mutter 80 auf den Stapel gedrückt. Diese Mutter 80 sitzt lösbar auf einem Holzen 81. 83. der durch die Bohrung 50 verläuft und lösbar mit der Grundplatte 72 verbunden ist. Dement sprechend ist der Stapel aus Elementen 26 aneinanderliegend aber lösbar verbunden. Das Rohr 40 ragt über die Deckplatte 78 hinaus und endet an der Eintnttsöftmine 82 eines I !mwälzgebläscs 84. das mit einem Antriebsmotor 86 verbunden ist. Alle diese Bauteile befinden sich im oberen Teil des Behälters 12. Das Umwälzgeblase 84 ist mit dem Rohr40 verbunden und enthält einen oder mehrere radiale Austrittsöffnungen 88. welche das Gas zwingen, nach unten durch eine Kühleinrichtung hindurchzuströmen. Die Kühleinrichtung 90 befindet sich ebenfalls im Behälter 12. Von der Kühleinrichtung wird das Gas in den Ringkanal 36 und dann durch die zwischen den Elementen 26 befindlichen Strömungskanäle 66 gedrückt. Das Gas strömt aus den Strömungskanälen 66 in die Kanäle 68 und in ihnen nach oben in die Eintriusöfinung 82. wo es erneut, so wie beschrieben. umgewälzt wird. Es besteht also ein Strömungsweg für das Gas. das den Stapel belüftet.
Die Kühleinrichtung 90 kann mehrere Kühlschlangen 92 enthalten, in welchen ein Kühlmittel, etwa Wasser, zirkuliert, so daß überschüssige, in der Batterie während des Betriebes erzeugte Wärme indirekt abgeführt wird. Wird die Batterie unter voller Last und kontinuierlich betrieben, dann kann es notwendig sein, überschüssige Wärme fortgesetzt abzuführen, um eine Überhitzung der Elemente zu vermeiden. Der Antriebsmotor 86 für das Umwälzgebläse 84 sollte explosionsgeschützt sein und mit nichtbrennbarem Schmiermittel laufen. Dieser Antriebsmotor (mit Ausnahme der Rotorwelle) befindet sich vorzugsweise in einer eigenen oberen Kammer 94 irr. Decke! 18 des Behälters 12, so wie in Fi g. 1 gezeigt, um hierdurch jede Entzündung des Sauerstoffs in dem durch die Batterie strömenden Gas auszuschließen. Die Rotorwelle zwischen Motor und Gebläse ist mit einer
Magnet-f'luid-Dichtung abgedichtet, so daß absolute Sicherheit gegenüber einem Ausströmen von Sauerstoff besieht. Das Umwälzgebläse 84 kann durch Streben 95 od. dgl. mit der Kammer 94 verbunden sein, so daß beim Abheben des Deckels 18 der Motor, das 1 Imwälzgebläsc und die Kühleinrichtung als Einheil abgehoben werden können.
Durch die Zuführungs- und Abführungsleitungen % kann Kuhlmittel, z. B. Wasser oder ein anderes Kühlmedium, durch die Kühleinrichtung geleitet werden Eine oder mehrere Leitungen 98 sind für die Zuführung von l-luida zur Aktivierung und Aufrechterhaltung der Reaktion in den Elementen voigeschin Zur Aktivierung des Elements kann beispielsweise Wasser dampf zugeführt werden. I ür die I Intcrhaltung de Reaktionen in den Elementen kann Sauerstoff oder Luft benutzt werden Es ist zweckmäßig, daß tier Behälter 12 hermetisch abgedichtet ist. Sauerstoff oder Luft k.inn von einer äußeren (^iieiic (kryogen oii dgi ) in üvn Behälter 12 geleitet werden, um einen geeigneten Arbeitsdruck, beispielsweise etwa 7 kg/cm·', herzustellen. Elektrische Leitungen 100, welche an der Oberseite und der Unlerseite des Stapels angeschlossen sind, bilden den elektrischen Ausgang der Batterie. Außerdem können elektrische Leitungen (nicht dargestellt) fur den Betrieb ties Antriebsmotor 86 \orgeschen sein.
Soll ein Stapel aufgebrauchter Elemente ersetzt werden, so wird zunächst der Deckel in der oben beschriebenen Weise abgenommen, so daß der Stapel 10 und seine elektrischen Leitungen 100 freüiegen. Nach dem Abtrennen Cer Leitungen 100 kann der Stapel, bestehend aus den Elementen und der Säule zwischen der oberen und unteren Deckplatte, herausgehoben werden. Dies geschieht durch Ankoppeln eines Gewindezapfens am oberen Ende des zentralen Bolzens 83 mit einem nicht dargestellten Hebezeug, wobei der Stapel aus dem Behälter herausgehoben wird.
Dann kann ein neuer Stapel Elemente eingesetzt und aktiviert werden. Der \ erbrauchte Stapel wird anschließend zerlegt und die nicht verbrauchten Teile und Materialien werden für eine erneute Benutzung verfügbar gemacht.
Ein weiterer Vorteil der dieser Erfindung entsprechenden Batterie 10 besteht darin, daß sie vor der Benutzung nicht aktiviert zu werden braucht. Eine solche Batterie besitzt mit den beschriebenen Elementen im nicht aktivierten Zustand eine nahezu unbegrenzte Lagerfähigkeit. Die Elemente können zu vollständigen Stapeln zusammengesetzt und in wasserdichter Verpackung aus Kunststoff od. dgl. gelagert werden, bevor man sie aktiviert. Solche Stapel können in diesem Zustand transportiert werden und bedarfsweise in einen Behälter gesetzt und aktiviert werden. Die Aktivierung geschieht ganz einfach durch Zuführung einer bestimmten Menge von Wasserdampf oder Wasser in den abgedichteten Behälter, in welchem sich der Stapel befindet. Es ist ferner möglich, die Elemente durch die Verwendung von wasserhaUigen Komponenten in den Brennstoffmassen vorzuaktivieren. Solche wasserhaltigen Komponenten werden während der Herstellung der Elemente hinzugefügt- Die Elemente sind damit zu jeder Zeit einsatzbereit, obgleich ein gewisser Kapazitätsverlust auftreten kann. Ein solches wasserhaltiges Material kann ein Gel od. dgl. sein, beispielsweise Natriumcarboxymethylzelliilose, wasserlösliche copolymere Harze aus Äthylenmaleinsäureanhydrid, Guar-Mehl α dgL welche im Handel erhältlich sind.
Bei der in F i g. 4 gezeigten zweiten Ausführungsform
ähnelt die Batterie 102 stark der Batterie 10 gemäß I" ig. I bis 3. Die mil der F i g. 1 bis 1 identischen Teile haben in F-' ι g. 4 die gleichen Bczugszahlen mil dem Buchstaben »a« erhalten.
Aus Fig. 4 geht hervor, daß die Batterie 102 aus einem Behälter 12a und aus mehreren Elementen 26,7 auf einem /entrischen Rohr 40a mit einer Deckplatte 78i·; «steht. Ferner erhält die Batterie 102 einen Deckel I8;i. Die Batterie 102 enthält jedoch kein Motorgebläse oder Kühls>stem in ihrem Inneren. m
Statt dessen führt eine Leitung 98a für Sauerstoff ihIit cm anderes Gas iiber ein Ventilsystem /u einem K iimprt/vsor 104 und zu seiner Saiierstoffquelle 105 ihIit cm anderes ( .as außerhalb des Behälters 12«. Die
I eitung 48,/ fuhrt außerdem /u einer Verteilcrdiise IOft is im üb· ten Teil des Behälters 12a. Die Düse 106 verteilt Sam isiuff oder ein anderes Fluid über eine Auslaßoff-MiIr · 108 direkt in ilen Ringkanal 36a /wischen dem "su.ji, 1 I irmi'nl Tfiji iinil ιΙι·γ Alillrnwnnrl 14;) .los Behälters 12a. Quer·, erlaufende Kanäle (nicht dargestellt) /wischen benachbarten Elementen 26a ennoeli· ι hen den Durchfluß son Gas durch die Elemente. Sauerstoff oder ein anderes Gas, das durch das /entnsche Rohr 40a /ur Düse 106 zurückkehrt, wird zur leitung 110 geführt, welche aus dem Behälter 12a heraus /11 einem indirekt arbeitenden Wärmetauscher 112 läuft. Der Wärmetauscher 112 wird mit Kühlwasser od. dgl. aus einer primären Wärmeregulierungsquelle
I1 ? über eine Leitung 114 und eine Pumpe 116 versorgt. Das Gas in der Leitung 110 wird gekühlt und dann über de1 Kompressor 104 in die Leitung 98a befördert. Dann strömt das Fluid erneut in die Batterie 102, wir oben beschrieben. Ein solches Gas in den Elementen 26a der Batterie 102 dient sowohl als Kühlmittel als auch der Aufrechterhaltung der Reaktion in den Elementen, weil is es Sauerstoff mit sich führt.
Die Batterie 102 hat im wesentlichen die gleichen Funktionen und Vorteile wie die Batterie 10, unterscheidet sich aber im Aufbau von der Batterie 10 sehr stark.
weil bei ihr eine externe Kühlung und kein internes Motorgebläse vorgesehen ist. Nur ein Teil des zirkulierenden Gases fließt durch den externen Leitiingsweg, wo es gekühlt und komprimier! wird. Der zurückkehrende Gasstrom treibt eine Düse, eine bekannte fluid-dynamische Einrichtung zum Pumpen eines Gasstromes. Auf diese Weise wird bewirkt, daß Luft oder Sauerstoff durch die Batterie zirkuliert.
F)ie Bauhöhe der Batterie ist bei dieser Konstruktion etwas reduziert, was für manche Anwendungsfälle von Vorteil sein kann. Ferner ist die Wartung der Batterie etwas einfacher. Zusätzlicher Raum wird jedoch für die erwähnten Hilfsgeräte benötigt
Die der vorliegenden Erfindung entsprechenden Batterien eignen sich sehr gut für die Encrgicversor gung kleiner, tauchfähiger Wasserfahrzeuge u. dgl .Sollen solche Fahrzeuge mit herkömmlichen Batlerien betrieben werden, so erweisen sich diese Batterien als relativ «roß und schwer. Verwendung finden beisnirk weise Blei Säure- oder Silber-ZmkTiatterien. welche gewöhnlich in l.eichtmctallbehältern untergebracht sind. Diese Behälter sind mit f)l gefüllt und direkt dem Wasserdruck ausgesetzt. Sie werden im allgemeinen unterhalb der Mittellinie des Fahrzeuges in tiefer Position angebracht. Der Raum oberhalb der Behälter wird von leichteren Komponenten, beispielsweise Auftriebmaterial eingenommen, um das große Gewicht der Batterien zu kompensieren. Solche herkömmlichen Batterien sind schwer zugänglich, sie erfordern aber trotzdem eine regelmäßige Inspektion und Wartung.
Im Gegensatz dazu wiegen die der vorliegenden Erfindung entsprechenden Batterien nur halb soviel wie herkömmliche Silber-Zink-Batterien. Sie sind nicht dafür gedacht, dem Wasserdruck ausgesetzt zu werden. Statt dessen werden sie im Druckkörper des Wasserfahrzeuges zusammen mit den Hilfseinrichtungen untergebracht und stellen ein nutzbares neutrales oder positives Auftriebsmaterial dar.
liier/u ? Matt Zci;hinineen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Batterie mit Metall-Gaselementen, bestehend aus einem Behälter mit mehreren in Reihe geschalteten und mit Elektrolyt versehenen, in Rahmen mit Abstand gestapelten Elementen sowie Einrichtungen zur Gasumwälzung, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (28) mit ihrem Umfang einen Ringkanal (36) begrenzen und einen zentrischen Kanal (68) bilden, und daß ein Umwälzgebläse (84) und eine Kühleinrichtung (90) derart angeordnet sind, daß das Gas über den Ringkanal, den zwischen den Elementen gebildeten Zwischenräumen (66), den zentrischen Kanal und die Kühleinrichtung kreisförmig umgewälzt wird.
2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmen (28) wenigstens eine Tasche (52) bildet, welche ein aus negativer Mssse und festem F.'ektrolyt bestehendes Brennstoffmaterial (54) eine auf der einen Seite den negativen Anschluß bildenden Metallfolie (56) und eine auf der anderen Seite von einem Metallgitter (70) bedeckte Matte (60) enthält und mit Vorsprüngen (64) versehen ist, auf denen der Rahmen (28) eines darüberliegenden Elementes (26) unter Bildung querverlaufender Strömungskariäle (66) aufliegt.
3. Batterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (28) aus konzentrischen, räumlich getrennten Ringen (30,32) besteht, welche durch Stege (34) miteinander verbunden sind und mehrere Tascnen (52) sowie einen zentrischen Kanal (68) senkrecht zur Ebene· des Ruiimens bilden, wobei die aufeinandergestapelte.1 Elemente (26) durch ein einen Kanal bildendes zentri ches Rohr (40) verbunden sind.
4. Batterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Element (26) die Form einer kreisrunden Scheibe besitzt und das Rohr (40) zentrisch im Behälter (12) gelagert ist und radial nach außen gerichtete Stege (44) besitzt.
5. Batterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umwälzgebläse (84) und dessen Antriebsmotor (86) im Behälter (12) angeordnet sind.
DE2443015A 1973-09-10 1974-09-09 Batterie mit Metall-Gaselementen Expired DE2443015C3 (de)

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2443015A Expired DE2443015C3 (de) 1973-09-10 1974-09-09 Batterie mit Metall-Gaselementen

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US (1) US3834944A (de)
JP (1) JPS5846831B2 (de)
CA (1) CA1013420A (de)
DE (1) DE2443015C3 (de)
FR (1) FR2243530A1 (de)
GB (1) GB1477181A (de)
SE (1) SE406667B (de)

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