DE3218016A1

DE3218016A1 - Rekombinator fuer elektrische akkumulatoren

Info

Publication number: DE3218016A1
Application number: DE19823218016
Authority: DE
Inventors: Helmut 6237 Liederbach Kraft; Konstantin Dr. Dipl.-Phys. 6231 Schwalbach Ledjeff
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1983-11-17
Also published as: US4497880A

Description

Rskambinator für elektrische Akkumulatoren.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur katalytischen Rekombination von Akkumulatorengasen, bei der Akkumulator und Rekombinator in einem gemeinsamen gasdichten Gehäuse oder in zwei untereinander kommunizierenden Gehäusen angeordnet sind und eine druckempfindliche Verschlußvorrichtung das RekombinatorgehäusE bis zu einem begrenzten Überdruck und bis zu einem begrenzten Unterdruck gegen die Außenatmosphäre abschließt.

Durch Verwendung von Rekombinatoren bei Akkumulatoren kann der Uartungsaufwand, der bis dahin im wesentlichen in der häufigen Ergänzung von Idasserverlusten bestand, erheblich verringert werden. Ein völlig wartungsfreier Betrieb wie bei gasdichten Zellen konnte dennoch nicht erreicht werden, weil die üblichen Rekombinatoren gegen die Umgebungsatmosphäre offen sind. Um die Ausbildung eines Überdrucks bei Höchstbelastung zu verhindern, ist die Gehäusewand des Rekombinators mit einem kleinen Loch versehen. Dieses stellt zwar einen nicht unerheblichen Strömungswiderstand dar, jedoch können die Gase aus dem Rekombinator weitgehend ungehindert entweichen. Dabei rühren die klasserverluste nicht allein von den Überschußmengen an reinem Sauerstoff oder Wasserstoff her, die während nichtstöchiomEtrischer Gasungsphasen überwiegend entwickelt werden und so der katalytisehen Vereinigung entgehen, sondern auch durch den Umstand, daß diese Gase noch mit Wasserdampf gesättigt sind.

In der DE-DS 2Θ DA 583 ist daher bereits die Verwendung von Ventilen an einem Akkumulator und Rekombinator umfassenden dichten Gehäuse vorgeschlagen worden, die so eingerichtet sind, daß sie nur bei einer vorherbestimmten stärkeren Abwei-

chung des Gehäuse-Innendrucks vom umgebenden AtmDsphärendruck offnen und je nach dem Vorzeichen der Abweichung entweder nach außen entlüften oder Atmosphärenluft eintreten lassen. Mit dieser Maßnahme lassen sich die Dank der Rekombination gering gehaltenen Wasssrverluste nach weiter reduzieren. Längerfristig könnten an den bekannten Ventilen allerdings Funktionsmängel infolge Korrosion von Bauteilen oder Ermüdung von federelastischEn Materialien entstehen.

1G Der Erfindung liegt₀daher die Aufgabe zugrunde, für einen Rekombinator einen druckempfindlichen Gehäuseverschluß anzugeben, der auf unproblematische Weise zumindest unter normalen Betriebsbedingungen eine gasdichte Zelleinfunktion ermöglicht und den Gashaushalt vor starken Gleichgewichtsschwankungen bewahrt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die druckempfindliche Verschlußvorrichtung eine Flüssigkeitsvorlage (3, k, 5) ist.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Figur dargestellt.

An den auf der Akkumulatorenzelle 1 aufsitzenden Rekombinator 2 ist eine erfindungsgemäße Flüssigkeitsyorlage in Gestalt zweier sich vertikal erstreckender Hammern 3, 4 angeschlossen, welche teilweise mit Wasser gefüllt sind und über ein U-förmig gebogenes Überlaufrohr 5 mit bis zu den Ööden 'der Kammern hinabreichenden Enden kommunizieren, wDbii die eine Kammer 3D an ihrem oberen Ende eine Öffnung 6 zur Äußenluft, die andere Kammer an ihrem oberen Ende einen Verbindungskanal 7 zum Gehäuseinnern des Rekombinators 2 besitzt.

Im Übergangsbereich zwischen der Akkumulatorenzelle 1 und dem Rekombinator 2 nimmt ein Aktivkohlefilter §:den gesamten Querschnitt des Gasweges ein. . -."■;^:-:--'& ~^::^'■'-U-^:

Die übrigen Details in der Figur bedürfen keiner besonderen Erläuterung, da es sich lediglich um zweckmäßige Ausgestaltungen einer an sich bekannten Anordnung handelt. Sie sind demzufolge auch nicht Gegenstand der Erfindung und umfassen im einzelnen einen Sicherheitskatslysator 10 mit Ablenkplatte 11, ujelcher bei Überlastung des Hauptketalysators 9 in Funktion tritt, ein Gasleitblech 12, einen üJasser-Rücklauf 13, ein die Akkumulstorengase und das Rekombinationsujasser jeweils kanalisierendes Übergangsstück Ik mit umlaufenden Kragen

1Ü 15, 1S sowie zwei poröse Füllkörper 17, 1Θ.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen druckempfindlichen Verschlußvorrichtung ist nun folgende: Entsteht im Akkumulator bzw. Rekombinatar ein Überdruck, so treibt dieser Flüssigkeit aus Kammer k durch das Überlaufrohr 5 solange nach Kammer 3, bis durch die Differenz des hydrostatischen Drucks in beiden Kammern ein Gleichgewicht hergestellt ist. Im Extremfall wird Kammer k nahezu v/ollständig von Flüssigkeit geleert und der Überdruck praktisch durch die Flüssigkeitssäule in Kammer 3 kompensiert. Die Füllhöhe der Flüssigkeit in Kammer 3 begrenzt somit den Überdruck.

Bei Unterdruck im Rekombinator wird dagegen Flüssigkeit van Kammer 3 nach Kammer k gesaugt. Der Unterdruck ist dabei ähnlich wie beim Überdruck beschrieben - durch die Flüssigkeitssäule in Kammer k bei größtmöglicher Füllhöhe begrenzt.

Läßt man mögliche, doch von der Regel stark abweichende Betriebszustände des Akkumulators außer Betracht, so gewährleistet die Flüssigkeitsvorlage gemäß der Erfindung innerhalb Grenzen eine gasdichte, druckgeregelte Zellenfunktion. Die Sperrflüssigkeit kann mit derr während der Rekombination entstandenen Wasser immer wieder aufgefüllt und so vor Verdunstungsverlusten bewahrt werden.

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Da die Flüssigkeitsvorlage bei abnormalen Druckdifferenzen zwischen Akkumulator/Rekombinator-Innenraum und Außenatmosphäre einen Gascurchtritt sowohl in der einen uie in der anderen Richtung nicht verhindern karn, stellt sie zugleich ein Sicherneitsventil aar.

Insbesondere jedoch ist mit der erfindungsgemäßen iiJasservorlage die Eigenschaft einer Flammsperre verbunden, vorausgesetzt, daß die Bauhöhe des Zweikammersystems ca. 5 cm nicht unterschreitet. Die Funktion als Flammsperre gründet sich darauf, daß die Kammern 3, k in dem Überlaufrohr 5 eine Umwegverbindung mit zudem relativ engem Querschnitt besitzen und zumindest eine der Kammern stets mit Flüssigkeit gefüllt ist.

In Verbindung mit der Flüssigkeitsvorlage tragt das Aktivkohlefilter θ in Form einer Granulatschüttung zur Erhöhung der Funktionssicherheit und Lebensdauer des Akkumulators bei, indem giftige Begleitstoffe der Akkumulatorengase wie insbesondere Arsen- und Antimonwasserstoff bereits vor einer Kontaktierung des Rekombinationskatalysators absorbiert und unschädlich gemacht werden.

Leerseite

Claims

Reg.-Nr. 6FP 413-DT 6233 Kelkheim, den 10.05»1982 TAP-Dr.Ns/schm. UARTA Batterie Aktiengesellschaft 3GD0 Hannover 21, Am Leineufer 51 Patentansprüche

1. Vorrichtung zur katalytischen Rekombination von Akkumulatorengasen, bei der Akkumulator und Rekombinator in einem gemeinsamen gasdichten Gehäuse ader in zuei untereinander kommunizierenden Gehäusen angeordnet sind und eine druckempfindliche Verschlußvorrichtung das Rekombinatorgehäuse bis zu einem begrenzten Überdruck und bis zu einem begrenzten Unterdruck gegen die Außenatmqsphäre abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Verschlußvorrichtung eine Flüssigkeitsvorlage (3, k, 5) ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsvorlage aus zwei sich vertikal erstreckenden und teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Kammern (3, 4) besteht, ujelche über ein U-förmig gebogenes Überlauf rohr

(5) mit bis zu den Böden der Kammern hinabreichenden Enden kommunizieren, und daß die eine Kammer an ihrem oberen Ende zur Außenluft hin geöffnet, die andere Kammer dagegen an ihrem oberen Ende mit dem Gehäuseinnern des Rekombinators (2) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gasuieg vom Akkumulator zum Rekombinator ein Aktivkohlefilter (B) angeordnet ist.