DK141610B - Lukkeprop til en blyakkumulator - Google Patents

Description

141610 i

Opfindelsen angår en lukkeprop til en hlyakkumulator med en katalysator til rekombination af de ved akkumulatorens drift fremkomne gasser.

Pra USA-patentskrift nr. 2.615.Q62 kendes en lukkeprop med 5 et gas-rekombinationsorgan i form af en katalysator. Varmeafgivelsen fra katalysatoren er imidlertid ikke størst mulig, idet der er en afstand imellem katalysatoren og den udvendige del af proppen. Der er ganske vist en termisk stavforbindelse imellem den udvendige væg og et indvendigt 10 rør, der omgiver katalysatoren. Som følge af et forholdsvis lille tværsnitsareal af de pågældende stave er den termiske forbindelse imidlertid ikke helt tilfredsstillende.

Lukkeproppen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at katalysatoren er pladeformet og over størstedelen af sit over-15 fladeareal er i termisk kontakt med proppens låg, som er af metal.

Den varme, der dannes ved rekombination af hydrogen og oxygen, vil derved lettere kunne ledes bort med det til følge, at katalysatorens temperatur nedsættes. Som følge heraf vil en 20 større del af vanddampene kondenseres og løbe tilbage i akkumulatoren .

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en lukkeprop ifølge opfindelsen til en blyakku-25 mulator, fig. 2 forholdet W mellem uomsat og omsat gas som funktion af den termiske belastning for en lukkeprop ifølge opfindelsen (kurve 1) og for en konventionel lukkeprop (kurve 2), 2 141610 fig. 3 mængden af udviklet knaldgas som funktion af den af akkumulatoren udtagne strøm, idet den punkterede kurve viser den udviklede mængde knaldgas,og den fuldt optrukne kurve viser den del af den dannede knaldgas, der rekombinerer til 5 vand.

Den i fig. 1 viste lukkeprop til en blyakkumulator omfatter et hus 1, der fortrinsvis er af et termoplastisk materiale såsom polypropylen, og i hvis øvre del der er en katalysatorholder 6. Den nederste del af huset er f.eks. anbragt på 10 samme sted som en almindelig lukkeprop til en akkumulator.

De ved akkumulatorens drift fremkomne gasser strømmer op gennem en labyrint 3, der opfanger eventuelt medrevne væskedråber og forhindrer en skadelig befugtning af katalysatorholderen 6.

En tragt 4 i proppen sørger for en mest mulig ensartet for-15 deling af gasserne til hele katalysatorholderen 6's overflade og forhindrer samtidigt en uønsket sammenblanding af de fremkomne gasser med den vanddamp, der allerede er dannet.

Også tragten 4 kan være af et termoplastisk materiale såsom polypropylen.

20 Inden gasserne når katalysatorholderen 6, møder de et vandskyende CuO-imprægneret asbestlag 5, hvor det i blyakkumulatoren under overbelastning udviklede SbH^ oxideres for at forhindre en forgiftning af katalysatoren. Katalysatorholderen 6, der er imprægneret med en katalysator såsom palladium, er 25 ligeledes gjort vandskyende.

Delene 5 og 6 er til opnåelse af en god varmeledning under tryk forbundet med et låg 7. Dette tryk kan være frembragt ved hjælp af en på siden af låget fastgjort fjedrende tunge 11 eller ved hjælp af nitter, der forbinder katalysatorlaget 30 med låget 7.

Over låget 7 afgives den i katalysatorlaget frigjorte rekombinationsvarme til den omgivende luft. Til dette formål kan låget 7 bestå af et varmebestandigt formstof såsom polytetra= 3 141810 ; fluorethylen eller udgøres af en rustfri og syrefast stål-plade .

De ved rekombination dannede vanddampe kondenseres, ved huset l’s sideflader, hvilke sideflader til opnåelse af en større 5 overflade er forsynet med et antal udbukninger 8. På denne måde kommer kondensationsfladens temperatur til at ligge langt under vands kogepunkt, fortrinsvis imellem 40°C og 50°C. Det kondenserede vand opsamles i det nederste område af huset 1 og flyder gennem åbninger 9 og 2 tilbage til den 10 udvandede elektrolyt i akkumulatoren. En åbning 10 i huset forhindrer, at der dannes et overtryk ved stor belastning.

Den optimale termiske kobling mellem katalysatorbeholderen 6 og låget 7 er tilvejebragt ved, at katalysatoren er plade-formet og over størstedelen af sit overfladeareal er i ter-15 misk kontakt med låget. Berøringsfladen er ved anvendelse af et asbestvæv som følge af væv-overfladens stærke strukturering kun en del af det overfor liggende lag 7's overflade.

Alt efter katalysatorholderen 6's struktur er det muligt at opnå en berøringsflade mellem delene 6 og 7 på 15-85% 20 af den geometriske flade, fortrinsvis 20-40% af den geometriske flade.

Varmeafgivelsen over låget 7 til den omgivende luft kan ved valg af et materiale med en god varmeledning påvirkes i gunstig retning. Eksempelvis kan der anvendes en plade med 25 en tykkelse på 0,2-0,5 mm, og som har en varmeledningskoef-ficient på λ = 0,00375 --=— ved 100°C.

cm * s · grd.

Tykkelsen af rekombinations-katalysatorpladen i forhold til tykkelsen af den afgrænsede husdel skal ligge mellem 0,5 og 30 5.

I det følgende beskrives imprægneringen af asbestvævet med katalysatoren CuO.

U1610 4

Eksempel 1

Asbestvævet gennemvædes under vakuum med en saltsur 1% PdCl2~ opløsning. Efter tørring ved 110°C dyppes vævet i en 5% natrium= borenat-opløsning, hvorved PdCl2 reduceres til findelt, højaktivt Pd. Vævet vaskes derefter frit for Cl og tørres. Pd-5 indholdet androg 0,6%.

Eksempel 2

Asbestvævet gennemvædes under vakuum med en blanding i forholdet 1:1 af en saltsur 2% PdCl2~opløsning og en 5% BaCl2~ opløsning. Vævet tørres og behandles derefter med en blan-10 ding i forholdet 1:1 af en 5% natriumborenat - opløsning og en 10% Na2SO^-opløsning. PdCl2 bJ-ev derved reduceret til findelt, højaktivt Pd, og det på samme tid udfældede BaSO^ blev bundfældet. Pd-indholdet androg 0,3%.

Eksempel 3 15 Asbestvævet dyppes som i eksempel 1 i en 1% PdCl2~opløsning og tørres derefter. Vævet blev derefter gennemvædet med en 0,1% AgNOg-opløsning og atter tørret. Ved badning i en 5% natriumborenat-opløsning blev de to salte reduceret til findelt, højaktivt PdAg. Pd-indholdet androg 0,25%, medens 2 20 Ag-indholdet androg 0,8%, svarende'til 0,3 mg Pd/cm og 2 0,1 mg Ag/cm .

Eksempel 4

Asbestvævet imprægneres med en ammoniak CuO-opløsning og tørres derefter ved 140°C. Cu-komplekset bliver derved opløst 25 og udskilt på vævet som findelt CuO. Katalysatorbeholderen og CuO-holderen kan med fordel være gjort vandskyende som beskrevet i det efterfølgende eksempel 5.

141610 5

Eksempel 5

Det med katalysator forsynede asbestvæv gennemvædes af en 30% vandig dispersation af polytetrafluorethylen, tørres og sintres ved ca. 350°C - 400°C.

Lukkeproppen ifølge opfindelsen giver i forhold til de kendte 5 lukkepropper en væsentlig mindre termisk belastning af kondensationsfladen. Dette er vist i fig. 2.

Dér er forholdet w mellem mængden af uomsat gas og mængden af omsat gas vist som funktion af den termiske belastning P i mW/cm af kondensationsfladen. Kurve 1 viser den termiske be-10 lastning af kondensationsfladen i en lukkeprop ifølge opfindelsen. På samme måde viser kurve 2 den tilsvarende termiske belastning af kondensationsfladen af en kendt lukkeprop med en i huset centralt anbragt katalysatorholder. Fig. 2 viser tydeligt, at lukkeproppen ifølge opfindelsen har en 50-70% 15 bedre termisk ydeevne.

Konstruktionen ifølge opfindelsen samt den udvalgte katalysatorholder har særdeles gode egenskaber ved overbelastning af lukkeproppen.

I fig. 3 viser den punkterede kurve for en typisk akkumulators 20 vedkommende den udviklede mængde knaldgas W som funktion af akkumulatorens afladestrøm I. Den fuldt optrukne kurve illustrerer den del af den dannede knaldgas, der rekombinerer til vand. Mængden af omdannede gasser stiger til at begynde med lineært med strømmen, når ved den foreliggende lukkeprop 25 et maksimum ved en strøm på 4,2 A og falder derefter ved yderligere strømforøgelse. Herved undgås dels en ødelæggelse af proppen som følge af overbelastning, dels at katalysatortemperaturen selv ved overbelastning ikke kommer til at ligge i nærheden af knaldgassens selvantændelsestemperatur, 30 der ligger over 500°C. Alt efter konstruktionen kan katalysatoren højst antage en temperatur på 250 - 300°C.

U1610 6

Lukkeproppen ifølge opfindelsen frembyder en høj driftssikkerhed ved et forholdsvis højt gasforbrug og er desuden let at montere.