DE2462795C3 - Device for regulating the pressures of hydrogen gas and oxygen gas in a fuel cell - Google Patents
Device for regulating the pressures of hydrogen gas and oxygen gas in a fuel cellInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Drücke von Wasserstoffgas und Sauerstoffgas in einer Brennstoffzelle mit einer Federkammer, die durch zwei Membranen am mittleren Teil eines Gehäuses gebildet ist, einer Druckregelfcder, die in der Federkammer angeordnet ist und gleichmäßig auf beide Membranen einwirkt, zwei den Membranen zugeordneten und von diesen gesteuerten Ventilen, die symmetrisch auf beiden Seiten der Federkammer angeordnet sind und die Strömung der Gase in zur Brennstoffzelle führenden Leitungen steuern.The invention relates to a device for regulating the pressures of hydrogen gas and oxygen gas in a fuel cell with a spring chamber, which is through two membranes on the middle part of a housing is formed, a Druckregelfcder, which is arranged in the spring chamber and evenly on both Diaphragm acts, two valves associated with the diaphragms and controlled by them, which are symmetrical are arranged on both sides of the spring chamber and the flow of gases in to the fuel cell control leading lines.
Bei einer Brennstoffzelle besteht ein Problem in der Notwendigkeit, den Druck des Wasserstoffgases und/ oder Sauerstoffgases mit dem Druck der elektrolytischen Lösung auszugleichen, um dadurch zu verhindern, daß das Gas in die die elektrolytische Lösung enthaltende Kammer strömt, und um umgekehrt zu verhindern, daß die elektrolytische Lösung in die Gaskammer eindringt, und zwar für den Zweck, die DreiDhasenzonen aufrechtzuerhalten. Wenn der Druckausgleich zwischen dem Gas und der Lösung zerstört wird, strömt jedes Gas durch die Gaskammer in die die elektrolytische Lösung enthaltende Kammer, oder die ejektrolytische Lösung dringt durch die die ejektrolytisehe Lösung enthaltende Kammer in die Gaskammern ein, so daß es unmöglich wird, die Dreiphasenzonen getrennt aufrechtzuerhalten.There is a problem with a fuel cell Need to increase the pressure of the hydrogen gas and / or oxygen gas with the pressure of the electrolytic Equalize solution, thereby preventing the gas from entering the electrolytic solution containing chamber flows, and vice versa to prevent the electrolytic solution in the Gas chamber penetrates for the purpose of maintaining the three-phase zones. When the pressure equalization between the gas and the solution is destroyed, each gas flows through the gas chamber into the die electrolytic solution containing chamber, or the ejectrolytic solution penetrates through the ejectrolytic solution Solution-containing chamber into the gas chambers, so that it becomes impossible to enter the three-phase zones separately to maintain.
Bei einer bekannten Vorrichtung der einleitend genannten Art (US-PS 30 87 004) wird ausschließlich der in der zur Brennstoffzelle führenden betreffenden Gasleitung herrschende Druck direkt zur Regelung verwendet. Dadurch ist jedoch nur ein vergleichsweise langsames Ansprechen der Vorrichtung auf Druckänderungen in den zur Brennstoffzelle führenden Gasleitungen möglich, was unerwünscht ist Außerdem ist der Regelvorgang selbst schwieriger, und es besteht die Gefahr, daß sich Druckschwingungen in den zur Brennstoffzelle führenden Gasleitungen ergeben.In a known device of the aforementioned type (US-PS 30 87 004) is exclusively the pressure prevailing in the relevant gas line leading to the fuel cell is used directly for regulation used. As a result, however, there is only a comparatively slow response of the device to changes in pressure possible in the gas lines leading to the fuel cell, which is undesirable Control process itself more difficult, and there is a risk that pressure fluctuations in the for Fuel cell leading gas lines result.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art so auszuführen, daß Regelvorgänge ohne nachteilige Nebenwirkungen schnell erfolgen. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß auf der Außenseite jeder Membran eine Rückkopplungskammer gebildet ist, deren jede mit einer der zur Brennstoffzelle führenden Leitungen in Verbindung stehtThe object of the invention is to implement a device of the type mentioned in the introduction in such a way that control processes can be done quickly without adverse side effects. This object is achieved according to the invention in that a feedback chamber is formed on the outside of each diaphragm, each with one of the lines leading to the fuel cell is connected
Durch die Erfindung wird der in den zur Brennstoffzelle führenden Leitungen herrschende Druck rückgekoppelt, wodurch ein schnelles Ansprechen der Regelvorrichtung auf Druckänderungen in den zur Brennstoffzelle führenden Gasleitungen erhalten wird. Somit kann der in den Gasleitungen gewünschte Druck sehr genau aufrechterhalten werden. Außerdem besteht keine Gefahr, daß bei der Regelung Druckschwingungen in den zur Brennstoffzelle führenden Gasleitungen auftreten.The invention feeds back the pressure prevailing in the lines leading to the fuel cell, whereby a quick response of the control device to pressure changes in the for Fuel cell leading gas lines is obtained. The pressure required in the gas lines can thus be achieved very accurately maintained. In addition, there is no risk of pressure fluctuations during the regulation occur in the gas lines leading to the fuel cell.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dis Federkammer mit der Atmosphäre verbunden ist. Dieses Vjjcrkmal ist vorteilhaft, weil dadurch Regelbewegungen der Ventilstößel erleichtert sind, weil ein nicht vernachlässigbarer Flüssigkeitskörper nicht bewegt zu werden braucht, wenn die Ventilstößel oder der Druck in der Rückkopplungskammer auf die betreffende Membran <5 einwirken. Bei der Vorrichtung nach der US-PS 30 87 004 ist im Gegensatz dazu eine solche Bewegung eines nicht vernachlässigbaren Flüssigkeilskörpers erforderlich.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the spring chamber with the Atmosphere. This characteristic is advantageous because this makes control movements of the valve tappets easier, because one that is not negligible Liquid body does not need to be moved when the valve tappet or the pressure in the The feedback chamber acts on the relevant membrane <5. In the device according to US-PS In contrast, 30 87 004 is such a movement of a non-negligible liquid wedge body necessary.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in weiteren so Ansprüchen unter Schutz gestellt.Further features of the invention are protected in further claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing, for example.
F i g. 1 ist eine schematische Ansicht einer Brennstoffzelle, die mit einer Druckregelvorrichtung gemäß der SS Erfindung ausgerüstet ist.F i g. 1 is a schematic view of a fuel cell; which is equipped with a pressure regulating device according to the SS invention.
F i g. 2 ist eine Längsschnittansicht der Druckregelvorrichtung gemäß Fig. I.F i g. Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the pressure regulating device according to Fig. I.
Fig.3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilquerschnittsansicht einer abgewandelten Druckre-W gelvorrichtung für die Brennstoffzelle gemäß F i g. 1.Figure 3 is an enlarged scale Partial cross-sectional view of a modified pressure regulating device for the fuel cell according to FIG. 1.
F i g. I ist eine schematische Ansicht einer Brennstoffzelle, die mit einer Druckregelvorrichtung 50 versehen ist, um ein Gleichgewicht zwischen dem Druck des Wasserstoffgases und Sauerstoffgases und dem Druck '5 der elektrolytischen Lösung aufrechtzuerhalten. Gemäß Fig. 1 ist die Brennstoffzelle 1 aus einer Sauerstoffgaskammer 18, einer Wasserstoffgaskammer 19, einer Kammer 20 für elektrolytische Lösung, einer Wasser-F i g. I is a schematic view of a fuel cell which is provided with a pressure control device 50 to achieve a balance between the pressure of the hydrogen gas and oxygen gas and the pressure '5 maintain the electrolytic solution. According to Fig. 1, the fuel cell 1 is composed of an oxygen gas chamber 18, a hydrogen gas chamber 19, a chamber 20 for electrolytic solution, a water
stoffelektrode 2J und einer Sauerstoffelektrode 22 zusammengesetzt. Ein Gaskreislauf 51 für Wasserstoffgas und ein Gaskreislauf 52 für Sauerstoffgas sind symmetrisch angeordnet. Der hohe Druck des Wasserstoffgases und des Sauerstoffgases wird durch eine s Druckregelvorrichtung 50, die nachstehend beschrieben wird, verringert, und das Gas wird den Gaskammern 18 und 19 der Brennstoffzelle Ober je einen Ejektor 53 bzw. 54 zugeführt und jr der Zelle verbraucht in einer Menge entsprechend der erzeugten elektrischen Energie. Es ist hier erforderlich, daß der Druck in der Sauerstoffgaskammer 18 und der Druck in der Wasserstoffgaskammer 19 auf einem konstanten und gleichen Wert entsprechend der erzeugten Energie gehalten werden. Die Druckregelvorrichtung 50 ist so ausgeführt, daß sie diesen Anforderungen entspricht, und sie ist in den F i g. 2 und 3 dargestelltfabric electrode 2J and an oxygen electrode 22 composed. A gas circuit 51 for hydrogen gas and a gas circuit 52 for oxygen gas are symmetrically arranged. The high pressure of the hydrogen gas and the oxygen gas is regulated by a pressure regulator 50 which will be described below is reduced, and the gas is the gas chambers 18 and 19 of the fuel cell via an ejector 53 and 54 supplied and jr the cell consumed in an amount according to the generated electrical energy. It is necessary here that the pressure in the oxygen gas chamber 18 and the pressure in the hydrogen gas chamber 19 are constant and equal be held according to the generated energy. The pressure control device 50 is designed so that they meets these requirements, and it is shown in FIGS. 2 and 3 shown
In Fig.2 sind wiederum mit 51 und 52 der Gaskreislauf für das Wasserstoffgas bzw. das Sauerstoffgas bezeichnet, und mit 55 bzw. 56 ist die Zuführeinrichtung für das Wasserstoffgas bzw. das Sauerstoffgas bezeichnet. Die Druckregelvorrichtung 50 ist zwischen den beiden Gaskreisläufen 51 und 52 und den beiden Gaszufuhreinrichtungen 55 und 56 angeordnet und so ausgeführt, daß beide Drücke gleichzeitig geregelt werden.In Figure 2 are again with 51 and 52 of The gas circuit for the hydrogen gas and the oxygen gas is designated, and 55 and 56, respectively, are the Feed device for the hydrogen gas and the oxygen gas respectively. The pressure regulating device 50 is arranged between the two gas circuits 51 and 52 and the two gas supply devices 55 and 56 and designed so that both pressures are controlled at the same time.
Die Druckregclvorrichtung 50 weist eine druckregelnde Federkammer 63 auf, die von zwei Membranen 62 und 62' gebildet und an einem mittleren Teil eines hohlen Gehäuses 61 vorgesehen ist. In der Kammer 63, ist eine Druckregelfeder 64 angeordnet. Zwei Druckregelventileinrichtungen für den Gaskreislauf 51 bzw. 52 sind an beiden Seiten der Federkammer 63 symmetrisch angeordnet.The pressure regulating device 50 has a pressure regulating device Spring chamber 63, formed by two diaphragms 62 and 62 'and at a central part of a hollow housing 61 is provided. In the chamber 63, a pressure regulating spring 64 is arranged. Two pressure control valve devices for the gas circuit 51 and 52 are symmetrical on both sides of the spring chamber 63 arranged.
Aus dem Austritt 66 der Druckregelvorrichtung 50 austretendes Gas wird über die Leitung 51 und den Ejektor 53 zu dem Gaskreislauf der Brennstoffzelle geführt. Dieser Gaskreislauf, d. h. das Gasverbrauchssystem, umfaßt tl.'f r-'.-'.-ir.p 53, die Gaskammer 19 der Brennstoff- ■ .<kühler 5. Die in Fig.2Exiting gas from outlet 66 of pressure regulating device 50 is via line 51 and the Ejector 53 led to the gas circuit of the fuel cell. This gas cycle, d. H. the gas consumption system, includes tl.'f r -'.-'.- ir.p 53, the gas chamber 19 of the Fuel ■. <Cooler 5. The in Fig.2
dargestellte·*..;«..^...: .i.l.-.i bezeichneten Behälter sind Tanks. Beispielsweise ist der der Leitung 51 zugeordnete Behälter ein Tank, in den die nicht dargestellte Düse des Ejektors 53 mündet. Auch die Rückkopplungsleitung ist mit dem Tank verbunden. Das in F i g. 2 stromab *s des betreffenden Tanks angedeutete, in die Leitung geschaltete Element ist eine Drossel, die so gewählt ist, daß durch sie diejenige Gasmenge hindurchtritt, die in der Brennstoffzelle während der Erzeugung elektrischer Energie verbraucht wird.* * ..; «.. ^ ...: .i.l .-. i are designated containers Tanks. For example, the container assigned to the line 51 is a tank into which the nozzle, not shown, is placed of the ejector 53 opens. The feedback line is also connected to the tank. The in Fig. 2 downstream * s of the tank in question, the element connected in the line is a throttle that is selected so that that through them that amount of gas passes through that in the fuel cell during the generation of electrical Energy is consumed.
Eine der Druckregelventileinrichtungen wird nachstehend beschrieben. Die Vorrichtung weist einen Gaseintritt 65 auf, der mit der Gaszufuhreinrichtung 55 verbunden ist, und einen Gasaustritt 66 auf, der mit dem Gaskreislauf 51 verbunden ist. Ein Ventilglied 67 öffnet oder schließt eine öffnung 68, die mit der Gaseintrittsöffnung 65 und der Gasaustrittsöffnung 66 in Verbindung steht. Das Ventilglied 67 ist an einem Ventilstößel 69 angebracht, der mit der Membran 62 dauernd in Berührung steht und mittels einer Feder 70 dauernd in w Richtung gegen den Ventilsitz der öffnung 68 gedrückt wird. Zwei Druckrückkopplungskammern 71, 7V sind an beiden Seiten der Federkammer 63 vorgesehen, und der Druck aus dem Gaskreislauf 51 wird über eine öffnung 72 der Rürkkopplungskammer 71 zugeführt. Ein O-Ring 73 schafft eine Abdichtung zwischen der Gasaustrittsöffnung 66 unJ der Druckrückkopplungskammer 71, und ein O-Ring 74 schafft eine Abdichtung des Gaseintritts 65 gegenüber der Atmosphäre,One of the pressure regulating valve devices will be described below. The device has a gas inlet 65 which is connected to the gas supply device 55, and a gas outlet 66 which is connected to the gas circuit 51. A valve member 67 opens or closes an opening 68 which is connected to the gas inlet opening 65 and the gas outlet opening 66. The valve member 67 is attached to a valve tappet 69 which is constantly in contact with the membrane 62 and is constantly pressed in the w direction against the valve seat of the opening 68 by means of a spring 70. Two pressure feedback chambers 71, 7V are provided on both sides of the spring chamber 63, and the pressure from the gas circuit 51 is fed to the feedback chamber 71 via an opening 72. An O-ring 73 creates a seal between the gas outlet opening 66 and the pressure feedback chamber 71, and an O-ring 74 creates a seal between the gas inlet 65 and the atmosphere,
Die andere Druckregelventtleinrichtung for den Gaskreislauf 52 und die Gaszufuhreinrichtung 56 sind in gleicher Weise ausgeführt, und die entsprechenden Bezugszeichen sind mit einem "'" versehen. Mit 63« ist ein Loch zum Einführen von Atmospharendruck in die Federkammer 63 bezeichnet.Charge the other pressure control valve device The gas circuit 52 and the gas supply device 56 are designed in the same way, and the corresponding ones Reference characters are provided with a "'". At 63 "is denotes a hole for introducing atmospheric pressure into the spring chamber 63.
Die Druckregelvorrichtung 50 gemäß vorstehender Beschreibung arbeitet wie folgt. Von den Gaszufuhreinrichtungen 55 und 56 über den Gaseintritt 65' bzw. 65 in das Gehäuse 61 zugeführtes Gas strömt, wenn das Ventil 67' bzw. 67 offen ist, durch die öffnung 68' bzw. 68 und den Gasaustritt 66' bzw. 66 zu dem betreffenden Gasstromkreis 52 bzw. 51. Der Druck in den Gaskreislauf 52 und 51 ändert sich mit der Menge zugeführten Gases, jedoch wird er in die Rückkopplungskammer 71' bzw. 71 geführt und darin gemäß nachstehender Beschreibung geregelt.The pressure control device 50 described above operates as follows. From the gas supply devices 55 and 56 flows into the housing 61 via the gas inlet 65 'and 65, respectively, when the Valve 67 'or 67 is open, through the opening 68' or 68 and the gas outlet 66 'or 66 to the relevant Gas circuit 52 or 51. The pressure in the gas circuit 52 and 51 changes with the amount supplied gas, but it is fed into the feedback chamber 71 'or 71 and therein according to governed by the description below.
Wenn die Reibungskraft an den O-Ringen 73 und 74 bzw. 73' und 74' und an der Membran 62 bzw. 62' vernachlässigt wird, da der Durchmesst·,·· des O-Ringes 73 oder 74 gleich1 dem Durchmesser des Ü-Ringes 73' bzw. 74' ist, ist, um den Druck auf der Gaszufuhrseite mit dem Druck auf der Gaswegführseite oder Gasverbrauchsseite auszugleichen, die Kraft des Drückens des Ventilstößel 69 bzw. 69' gegen die Feder 70 bzw. 70' die Summe einer Kraft, die hervorgerufen ist durch Multiplizieren des Drucks in der Federkammer 63 mit der wirksamen Fläche der Membran 72 bzw. 72' und einer entgegengesetzten Kraft der Druckregelfeder 64. Andererseits ist die umgekehrte Kraft die Summe einer Kraft, die hervorgerufen ist durch Multiplizieren des Innendrucks der Druckrückkopplungskammer 71 bzw. 71' mit der wirksamen Fläche der Membran 62 bzw. 62' und der Kraft der Feder 70 bzw. 70'. Der Unterschied zwischen den beiden Kräften dient als Kraft zum Verschieben des Ventilstößels 69 bzw. 69' in Richtung gegen die Feder 70 bzw. 70', d. h. als eine Kraft zum öffnen des Ventils 67 bzw. 67'. Demgemäß wird der Druck in dem Gasverbrauchsteil bzw. Gaskreislauf 51 bzw. 52 bestimmt durch die Kraft, welche den Ventilstößel 69 bzw. 69' betätigt, bzw. durch die Kraft der Druckregelfeder 64. Wenn somit bei offenem Ventil 67, 68 der Druck hinter dem Gasaustritt in dem Gaskreislauf 51 steigt, steigt auch der Druck in der Rückkopplungskammer 71. so daß sich die der Kraft der Feder 64 entgegenwirkende Kraft erhöht. Hierdurch kann sich das Ventilglied 67 unter der Wirkung der Feder 70 in Richtung gegen die Schließstellung bewegen, so daß weniger Gas oder kein Gas durch das Ventil 67,68 hindurch zugeführt wird und der Druck im Gaskreislauf 51 und damit auch in der Rückkopplungskammer 71 sinkt. Somit wirkt jetzt der Kraft der Feder 64 eine kleinere Kraft entgegen, und das Ventilglied 67 wird unter der Wirkung der Feder 64 gemäß F i g. 2 nach oben verschoben, d. h. in eine Stellung, in welcher wieder eine größere Gasmenge durch das Ventil 67,68 hindurch in den Gaskreislauf 51 strömt. Die Wirkung der Druckregelung i-n Gaskreislauf 52 ist der Wirkung im Gaskreislauf 51 gleich, so daß eine gesonderte Beschreibung nicht erforderlich ist.If the frictional force on the O-rings 73 and 74 or 73 'and 74' and on the membrane 62 or 62 'is neglected, since the diameter of the O-ring 73 or 74 is equal to 1 the diameter of the O -Ringes 73 'or 74' is, to balance the pressure on the gas supply side with the pressure on the Gaswegführseite or gas consumption side, the force of pressing the valve stem 69 or 69 'against the spring 70 or 70' is the sum of one Force caused by multiplying the pressure in the spring chamber 63 by the effective area of the diaphragm 72 or 72 'and an opposing force of the pressure regulating spring 64. On the other hand, the reverse force is the sum of a force caused by multiplying the internal pressure of the Pressure feedback chamber 71 or 71 'with the effective area of the membrane 62 or 62' and the force of the spring 70 or 70 '. The difference between the two forces serves as a force for moving the valve tappet 69 or 69 'in the direction against the spring 70 or 70', ie as a force for opening the valve 67 or 67 '. Accordingly, the pressure in the gas consumption part or gas circuit 51 or 52 is determined by the force which actuates the valve tappet 69 or 69 ', or by the force of the pressure regulating spring 64 If the gas outlet in the gas circuit 51 increases, the pressure in the feedback chamber 71 also increases, so that the force counteracting the force of the spring 64 increases. As a result, the valve member 67 can move under the action of the spring 70 in the direction against the closed position, so that less gas or no gas is supplied through the valve 67, 68 and the pressure in the gas circuit 51 and thus also in the feedback chamber 71 drops. Thus, the force of the spring 64 is now counteracted by a smaller force, and the valve member 67 is under the action of the spring 64 according to FIG. 2 shifted upwards, ie into a position in which a larger amount of gas again flows through the valve 67, 68 into the gas circuit 51. The effect of the pressure control in the gas circuit 52 is the same as the effect in the gas circuit 51, so that a separate description is not required.
Bei der Druckrcgelvorrichtung 50 gimäß der Erfindung sind zwei Ventile 67, 67', deren jede gleiche Größe und Ausführung hat, symmetrisch jedoch als Einheit angeordnet, ui,J es wird eine einzige Druckregelfeder 64 verwendet, um die auf die Membran 62,62' wirkende Kraft automatisch hervorzurufen. Außerdem werden die Drücke in den beiden Gaskreisläufen 51,52In the pressure regulating device 50 according to the Invention are two valves 67, 67 ', each of which has the same size and design, but symmetrical as Unit arranged, ui, J there will be a single pressure regulating spring 64 is used to automatically generate the force acting on the membrane 62,62 '. aside from that the pressures in the two gas circuits are 51,52
durch die Druckregelvorrichtung 50 derart geregelt, daß sie gleichen Druck haben, ohne daß andere besondere Mittel verwendet werden.regulated by the pressure regulating device 50 so that they have the same pressure without other special Funds are used.
Um den Druckbereich der Gaskreisläufe 51, 52 regelbar zu machen, kann die Kraft der Druckregelfeder 64 einstellbar gemacht werden, wie es in Fig.3 dargestellt ist. Fig.3 zeigt eine Ausführung der Federkammer 63 gemäß F i g. 2, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um den voreingestellten Druck zu ändern durch Ändern der zusammengedrückten Länge der Feder 64.In order to make the pressure range of the gas circuits 51, 52 controllable, the force of the pressure regulating spring 64 can be made adjustable, as shown in Fig.3. Fig.3 shows an embodiment of the Spring chamber 63 according to FIG. 2, a device being provided to adjust the preset pressure change by changing the compressed length of the spring 64.
Die Kraft der Feder wird geändert durch entsprechende Änderung der zusammengedrückten Länge der Feder. Die Druekregelfeder ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Federn 75 und 76 zusammengesetzt. Die Feder 75 ist zwischen der Membran 62 und einem Federsitz 77, und die Feder 76 ist zwischen der anderen Membran 62' und einem Federsitz 78 angeordnet, leder Federsitz 77,78 m derart abgestützt, daß er sich entlang von Führungsstiften 79 bzw. 80 axial verschieben kann. Eine die Federkraft einstellende Einrichtung 81 weist einen Bolzen 82. der in den Federsitz 77 eingeschraubt ist, einen Bolzen 83, der umgekehrt in den Federsitz 78 eingeschraubt ist, und eine Stange auf. die eine flanschartige Anzeigeeinrichtung 84 am mittleren TeilThe force of the spring is changed by changing the compressed length of the Feather. In this exemplary embodiment, the pressure regulating spring is composed of two springs 75 and 76. The spring 75 is between the diaphragm 62 and one spring seat 77, and the spring 76 is between the other Membrane 62 'and a spring seat 78 arranged, leather spring seat 77.78 m supported so that it extends along of guide pins 79 and 80 can move axially. A device 81 which adjusts the spring force has a bolt 82 which is screwed into the spring seat 77, a bolt 83 which, conversely, is screwed into the spring seat 78 screwed in, and a rod on. the one flange-like display device 84 on the central part
s hat. Eine Betätigungsöffnung 85 ist an dem Gehäuse 61 vorgesehen und üblicherweise durch einen Deckel 86 geschlossen. Die Führungsstifte 79 und 80 sind mit dems has. An actuation opening 85 is on the housing 61 provided and usually closed by a cover 86. The guide pins 79 and 80 are with the
to werden soll, wird die Betätigungsscheibe 84 gedreht, um dadurch die Ventilsitze 77 und 78 axial und relativ zueinander zu verschieben, wobei Drehung der Stange durch die Führungsstifte 79 und 80 verhindert ist. Auf diese Weise kann die Kraft der Druckregelfeder 75, 76to be, the actuating disc 84 is rotated to thereby displacing the valve seats 77 and 78 axially and relative to one another, with rotation of the rod is prevented by the guide pins 79 and 80. In this way, the force of the pressure regulating spring 75, 76
ii geändert werden.ii to be changed.
Wie oben beschrieben, kann mit dem einzigen Druckeinstellventil gemäß der Erfindung der Druck des Wasserstoffgassystems und des Sauerstoffgassystems auf gleichen wert eingesteht werden, uiiü gicicuzeiiig kann dieser Druck bequem auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.As described above, with the single pressure adjusting valve according to the invention, the pressure of the The hydrogen gas system and the oxygen gas system are admitted to the same value, uiiü gicicuzeiiig this pressure can easily be set to a desired value.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (5)
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| JP48036529A JPS49121937A (en) | 1973-03-30 | 1973-03-30 | |
| JP48036530A JPS49121938A (en) | 1973-03-30 | 1973-03-30 |
Publications (2)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO1992000614A1 (en) * | 1990-07-02 | 1992-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Fuel cell power station |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| US3087004A (en) * | 1961-04-04 | 1963-04-23 | Honeywell Regulator Co | Pressure regulator control system for a fuel cell |
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| US3201283A (en) * | 1961-05-11 | 1965-08-17 | Exxon Research Engineering Co | Method and apparatus for improved fuel cell operation |
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| US3525641A (en) * | 1965-12-29 | 1970-08-25 | Honeywell Inc | Fuel cell control |
| US3507702A (en) * | 1967-02-15 | 1970-04-21 | United Aircraft Corp | Fuel cell system including cooling and humidifying means |
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1974
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- 1974-03-29 GB GB1418574A patent/GB1471321A/en not_active Expired
- 1974-03-29 DE DE2415253A patent/DE2415253C2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3087004A (en) * | 1961-04-04 | 1963-04-23 | Honeywell Regulator Co | Pressure regulator control system for a fuel cell |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992000614A1 (en) * | 1990-07-02 | 1992-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Fuel cell power station |
Also Published As
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