DE3018372C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschlußstopfen für Akkumulatoren mit wäßrigem Elektrolyten, der eine Zünddurchschlagsperre in der Form einer im Gasweg angeordneten Flüssigkeitsvorlage mit Säureabscheider besitzt.

In elektrischen Akkumulatoren mit wäßrigen Elektrolyten wird beim Aufladen und bei Puffer- oder Dauerladung Knallgas entwickelt, das sich im Gasraum des Akkumulators oberhalb des Elektrolyten ansammeln kann. Gewöhnlich läßt man das Gas durch eine am Oberteil des Batteriegehäuses angeordnete Entgasungs­ vorrichtung in die Atmosphäre entweichen. Besondere Maßnahmen sind allerdings erforderlich, wenn die latente Gefahr einer von außen her ausgelösten Entzündung des Gases im Gasraum gebannt werden soll. Diesem Zweck dienen gewöhnlich Vorrichtungen, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 24 45 694 oder der GB-PS 13 55 831 bekannt sind, bei denen die Ladegase nach wiederholter Umlenkung vor dem endgültigen Austritt ins Freie ein chemikalienbeständiges poröses Material passieren, welches als Flammenbarriere wirkt. Bestimmte physikalische Eigen­ schaften des porösen Materials, wie gutes Wärmeleitvermögen, wirken zusätzlich einem Durchschlagen der Flammen entgegen und erhöhen den Explosionsschutz.

Auf der anderen Seite haftet den feinen Poren, die zur Flammenunterdrückung notwendig sind, der Mangel an, daß sie sich mit Säure bzw. Wasser füllen. Dadurch wird der Gasfluß unterbrochen; ein Druck baut sich auf, bis das Gas an undichten Stellen aus dem Zellgehäuse ausströmt.

Zuverlässiger arbeiten Flüssigkeitsvorlagen, etwa nach dem Vorbild der US-PS 11 16 893 oder der US-PS 11 30 977, welche einen Zwangsweg für die Akkumulator­ gase bilden und als Zünddurchschlagsperre fungieren.

Der US-PS 11 28 275 ist eine in den Verschlußstopfen integrierte Flüssigkeits­ vorlage entnehmbar, welcher ein Gaseinlauf vorgeschaltet ist, in welchem die Gase etagenförmig übereinander angeordnete gelochte Böden durchströmen. Hier wirken im Zellenbetrieb eine Zünddurchschlagsperre und ein Säureabscheider gemeinsam. Bei dieser bekannten Vorrichtung kann allerdings das Gas beim Passieren der Zünddurchschlagsperre erhebliche Mengen der Sperrflüssigkeit austragen, so daß sie nach einiger Zeit durch Trockenblasen ihre Funktion nicht mehr erfüllt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verschlußstopfen mit Flüssigkeitsvorlage zu schaffen, der einen sicheren Abzug der Ladegase gewähr­ leistet und die Nachteile bekannter Vorrichtungen zum Explosionsschutz vermeidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Flußrichtung des Gases hinter der Flüssigkeitsvorlage ein Gaslabyrinth sowie ein Rekombinator zur kata­ lytischen Wiedervereinigung des Wasserstoffs und Sauerstoffs angeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirkt sich vorteilhaft aus, daß der kontinu­ ierliche Gasfluß in der Flüssigkeit in einzelne Blasen zerlegt wird. Die als Zünddurchschlagsperre fungierende Flüssigkeitsvorlage und der Rekombinator sind integrale Bestandteile des Verschlußstopfens und damit herausnehmbar angeordnet.

Der Einsatz eines Rekombinators mit einer Zünddurchschlagsperre ist außerordent­ lich günstig, weil er für die Zünddurchschlagsperre die aus der Gasrekombination resultierende Sperrflüssigkeit liefert und weil sich aus dem Zellinneren keine Flamme bis an den Rekombinator fortplanzen kann.

Die Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Verschlußstopfen im Aufriß.

Die äußere Form einer solchen Anordnung kann weitgehend derjenigen des aus der DE-OS 24 42 465 bekannten Verschlußstopfens entsprechen.

In diesem steigt das Knallgas durch das Gaseinlaßrohr 2 in das im Zellendeckel 3 sitzende Stopfengehäuse 12 auf. Das Gas wird durch das geschlossene Rohrstück 4 zu einem Umweg durch die Flüssigkeitsvorlage 5 gezwungen. Dabei tritt es in Blasen aus den Löchern 6 des Rohrstücks 4 aus und verläßt den Stopfen über das Gaslabyrinth 7.

Das Flüssigkeitsniveau wird durch einen Überlauf 8 so eingestellt, daß es stets tiefer liegt als die Öffnung des Gaseinlaßrohres 2. Ferner sorgt der poröse Füllkörper 9 im Überlauf 8 dafür, daß der hydrostatische Druck im Flüssigkeits­ rücklauf stets größer ist als der Druck im Gaseinlaßrohr 2.

Die erfindungsgemäße Kombination zwischen einer Zünddurchschlagsperre und einem Rekombinator macht eine Füllung der Vorlage 5 mit Flüssigkeit vor dem Einsatz des Stopfens überflüssig. Grundsätzlich bieten sich H₂O oder Elektrolyt, z. B. H₂SO₄ an. Hier kann das aus der Rekombination gemäß H₂+¹/₂O₂ = H₂O anfallende Wasser unmittelbar als Sperrflüssigkeit verwandt werden. Die Vorlage füllt sich somit zu Anfang des Einsatzes selbst mit dem rekombinierten Wasser. Durch Elektrolytnebel, die aus der Zelle getragen werden und in der Flüssigkeits­ vorlage aufgefangen werden, wird ständig Flüssigkeit nachgeführt. Der Überlauf erzeugt ein konstantes Flüssigkeitsniveau. Das Gaslabyrinth muß oberhalb der Zünddurchschlagsperre angebracht sein, damit die durch die Sperrflüssigkeit perlenden Blasen nicht mehr Flüssigkeit austragen als auch der Zelle nachgeführt wird.

Das Stopfengehäuse 12 wird vervollständigt durch den Trichter 13 für die Gasver­ teilung, den Katalysator 14, die Öffnung 15 für den Wasserrücklauf und die Öffnung 16 als Überdrucksicherung bei Höchstbelastung.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Zünddurchschlagsperre für die Praxis liegt in der einfachen Kombinationsmöglichkeit mit weiteren Funktionselementen einer Verschlußanordnung, beispielsweise einem Säureabscheider. Dabei wird der Gas­ strom durch die Flüssigkeitsvorlage nicht behindert.

Claims (2)

1. Verschlußstopfen für Akkumulatoren mit wäßrigen Elektrolyten, der eine Zünddurchschlagsperre in der Form einer im Gasweg angeordneten Flüssig­ keitsvorlage mit Säureabscheider besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß in Flußrichtung des Gases hinter der Flüssigkeitsvorlage (5) ein Gaslabyrinth (7) sowie ein Rekombinator (14) zur katalytischen Wiedervereinigung des Wasser­ stoffs und Sauerstoffs angeordnet sind.

2. Verschlußstopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssig­ keitsvorlage ein Überlauf (8) zugeordnet ist, der einen porösen Füllkörper (9) enthält.