FI90570B - Menetelmä paineen säätämiseksi elektrolyysilaitteistossa ja elektrolyysilaitteisto vedyn ja hapen tuottamiseksi - Google Patents

Description

90570

Menetelmä paineen säätämiseksi elektrolyysilaitteistossa ja elektrolyysilaitteisto vedyn ja hapen tuottamiseksi FÖrfarande för regiering av trycket i en elektrolysanordning och elektrolysanordning för produktion av väte och syre 5

Keksintö koskee menetelmää paineen säätämiseksi elektrolyysilaitteistossa, joka tuottaa vetyä ja happea hajottamalla elektrolyysinestettä 10 sähkövirran avulla. Keksintö koskee myös elektrolyysilaitteistoa vedyn tuottamiseksi muuttuvapaineisessa elektrolyysikennossa hajottamalla elektrolyysinestettä sähkövirran avulla vedyksi ja hapeksi.

Vety on ihanteellinen ja saasteeton energialähde erikoissovellutuksis-15 sa, joissa ei ole käytettävissä normaaleja energialähteitä. Siten esimerkiksi harvaan asutuilla ja vaikeakulkuisilla seuduilla sijaitsevissa sähkövirtaa käyttävissä laitteissa voidaan soveltaa aurinkopaneeleita sähkövirran tuottamiseksi. Tällaiset laitokset ovat usein miehittämättömiä ja edellyttävät automaattista tai kaukosäätöistä toimintaa. Lait-20 teistojen on toimittava myös silloin, kun auringonvaloa ei ole käytettävissä. Sähkön varastoiminen pelkästään akkuihin edellyttäisi varsinkin pohjoisilla leveysasteilla hyvin suurta määrää akkuja, jotka ovat painavia ja tarvitsevat huoltoa.

25 Vedyn käyttö energiavarastona on eräs keino ottaa talteen aurinkokennojen tuottamaa ylijäämäenergiaa, jolloin sähkön avulla hajotetaan vettä . . vedyksi ja hapeksi. Tarvittaessa sähköä voidaan tuottaa silloin polt- tokennon avulla vedystä. Tarvittavien vetyvarastojen koon pienentämiseksi vety on kuitenkin paineistettava ja paineistuksessa joudutaan 30 käyttämään lisäenergiaa.

: - On tunnettua suorittaa veden hajottaminen vedyksi ja hapeksi elektro - lyysikennoissa, jotka toimivat paineenalaisina ja tuottavat siten vetyä suoraan paineellisena eikä erillistä paineistusta tarvita. Elektro-35 lyysikennon paineistus edellyttää kuitenkin, että paine-ero vetypuolen ja happipuolen (eli vetypuolen ja vedensyöttöpuolen) välillä ei muodostu liian suureksi, koska monet kaupalliset elektrolyysikennot eivät rakenteellisesti kestä suuria paine-eroja. Varsinkin muuttuvapaineiset 2 90570 aurinkokennojen avulla tuotettua sähköä käyttävät elektrolyysikennot tarvitsevat siksi paineensäätöjärjestelmiä, jotka huolehtivat paine-eron säilyttämisestä vety- ja happipuolen välillä sopivana ja riittävän pienenä. Tunnetuissa järjestelmissä paineensäätö on yleensä toteutettu 5 sähköisesti toimivilla säätöventtiileillä, jotka kuluttavat sähköä ja eivät siitä johtuen sovellu hyvin autonomisesti aurinkokennojen avulla vetyä tuottaviin järjestelmiin.

Esilläolevan keksinnön avulla aikaansaadaan menetelmä paineen säätämi-10 seksi elektrolyysilaitteistossa siten, että paine-ero happipuolen ja vetypuolen välillä pidetään tietyssä arvossa mekaanisesti, jolloin säätö tapahtuu muuttuvapaineisessa järjestelmässä automaattisesti kuluttamatta sähköä.

15 Siten keksintö koskee menetelmää paineen säätämiseksi elektrolyysilaitteistossa, joka tuottaa vetyä ja happea hajottamalla elektrolyysines-tettä sähkövirran avulla ja joka laitteisto sisältää suljetun paineel-lisen elektrolyysikennon vedyn ja hapen tuottamiseksi, vetylinjan vedyn johtamiseksi ulos elektrolyysikennosta vetyvarastoon, happilinjan hapen 20 johtamiseksi elektrolyysikennosta ja syöttöelimet elektrolyysinesteen lisäämiseksi elektrolyysikennoon. Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että happilinjan paineen ja vetylinjan paineen välillä ylläpidetään tiettyä paine-eroa johtamalla järjestelmästä poistuva happi yhden tai useamman jousikuormitteisen ylivirtausventtiilin kautta · 25 siten, että ylivirtausventtiilin jousipuolelle johdetaan vetylinjassa vallitseva paine.

Elektrolyysikennoon syötettävä elektrolyysineste sisältää vettä, mutta . . se voi sisältää mitä tahansa käytetyn elektrolyysikennon toimintaa 30 edistäviä apuaineita, kuten esim. happoja tai emäksiä. Jäljempänä termillä "vesi" tarkoitetaan mitä tahansa tällaista elektrolyysinestettä.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä on toteutettu mekaaninen sähköä ku-luttamaton ja automaattisesti toimiva paineensäätö soveltamalla ta-35 vanomaista ylivirtausventtiiliä muunnetussa muodossa. Normaali ylivir-tausventtiili sisältää sopivaan koteloon sijoitetun metallikalvon, joka 3 90570 kalvon alle sijoitetun jousen paineella painuu kaasun tai nesteen ulos-menoaukkoa vasten sulkien sen. Vain kaasun tai nesteen paineen ylittäessä jousipaineen virtaus voi kulkea ulosmenoaukon läpi. Keksinnön mukaisessa menetelmässä happilinjan paineen säätämiseksi vetylinjan 5 paine johdetaan ylivirtausventtiilin jousipuolelle, jolloin paine-ero happilinjan ja vetylinjan paineiden välillä pysyy automaattisesti jousipaineen suuruisena. Jousipainetta säätämällä voidaan paine-ero asettaa halutun suuruiseksi. Samalla ylivirtausventtiilin kalvo estää hap-pikaasun ja vetykaasun joutumisen kosketukseen toistensa kanssa.

10

Siten edelläolevalla tavalla saadaan toteutetuksi automaattisesti ja ilman sähköä toimiva säätöjärjestelmä, joka huolehtii siitä, että happi- ja vetypuolen paineet seuraavat toisiaan automaattisesti koko pai-nealueella, joka saattaa vaihdella suuresti riippuen vetyvarastossa 15 kulloinkin vallitsevan paineen määräämästä muuttuvasta työskentelypä!-neesta.

Tietyn suhteellisen pienen paine-eron ylläpitäminen happi- ja vetypuolen välillä on tarpeellista siksi, että elektrolyysikennon rakenne ei 20 kestä suuria paine-eroja. Varsinkin happivirtauksen mukana poistuu suuria määriä vettä, joka tavanomaisen tekniikan mukaisesti voidaan vedenerottimia käyttäen erottaa kaasusta ja johtaa takaisin elektro-... lyysikennoon gravitaation avulla. Vetyvirtauksen mukana poistuu huomat- tavasti pienempiä määriä vettä, joka samoin voidaan erottaa vetykaasus- : 25 ta vedenerottimessa. Vetykaasusta erotettu vesi voidaan joko poistaa kokonaan systeemistä tai se voidaan palauttaa takaisin elektrolyysiken-noon. Viimeksimainittu vaihtoehto edellyttää kuitenkin sitä, että vety-puolen vedenerottimessa on oltava korkeampi paine kuin happipuolella.

... 30 Siinä tapauksessa, että vetykaasusta erotettua vettä ei oteta talteen tai sitä ei johdeta suoraan takaisin elektrolyysikennoon, voidaan paine happilinjassa pitää korkeampana kuin vetylinjan paine. Tällöin happi-linjassa olevan ylivirtausventtiilin jousipuolelle johdetaan vetylinjan paine sellaisenaan, jolloin ylivirtausventtiilin jousipaine huolehtii .. . 35 happilinjan paineen pitämisestä jousipaineen verran vetypainetta kor keampana päästämällä ylimäärän happea ulos systeemistä.

4 90570

Siinä tapauksessa, että myös vetykaasusta erotettu vesi halutaan palauttaa takaisin elektrolyysikennoon on siis huolehdittava siitä, että vetypuolen vedenerottimessa on ainakin jonkin verran korkeampi paine kuin happilinjassa ja samalla elektrolyysikennon sisääntulopuolella.

5 Tämä voidaan toteuttaa siten, että happilinjassa olevan ylivirtausvent-tiilin jousipuolelle ei johdeta vetylinjan painetta sellaisenaan, vaan alennettuna tietyllä määrällä, joka on ainakin jonkin verran suurempi kuin ylivirtausventtiilin jousipaine. Mainittu alennettu vetypaine voidaan siten ottaa esimerkiksi vetylinjaan sijoitetun takaiskuventtiilin 10 jälkeen, joka takaiskuventtiili pudottaa vetylinjan painetta halutulla määrällä. Näin menetellen aikaansaadaan se, että paine vetylinjassa pysyy korkeampana kuin happilinjassa ja vesi vetypuolen vedenerottimes-ta voidaan palauttaa esimerkiksi happipuolen vedenerottimeen ja takaisin elektrolyysikennoon.

15

Keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen suoritusmuodon mukaan vetypaine happilinjan ylivirtausventtiilin jousipuolelle voidaan ottaa valinnaisesti joko ennen takaiskuventtiiliä tai alennettuna sen jälkeen, jolloin valinta voidaan toteuttaa esimerkiksi kolmitieventtiilin 20 avulla. Jälkimmäistä tapaa sovelletaan silloin, kun paine takaiskuventtiilin jälkeen eli vetyvaraston paine on alhaisempi kuin vetylinjan paine. Edellistä tapaa käytetään silloin, kun paine vetylinjassa ennen takaiskuventtiiliä on alhaisempi kuin takaiskuventtiilin jälkeen, esi-merkiksi silloin, kun paineet elektrolyysilaitteistossa on laskettu 25 alas ja elektrolyysikennon painetta nostetaan vetyvaraston paineeseen.

- - Kolmitieventtiili voidaan edullisesti korvata myös käyttämällä toista . ylivirtausventtiiliä. Tällöin toisen ylivirtausventtiilin jousipuoli on ; yhteydessä vetylinjan sellaiseen kohtaan, joka on takaiskuventtiilin jälkeen ja toisen ylivirtausventtiilin jousipuoli on yhteydessä vety-30 linjaan ennen takaiskuventtiiliä.

' : Keksintö koskee myös elektrolyysilaitteistoa vedyn ja hapen tuottami- :·. seksi hajottamalla elektrolyysinestettä sähkövirran avulla, joka lait teisto käsittää ainakin seuraavat komponentit: 35 5 90570 a) suljetun paineellisen elektrolyysikennon vedyn ja hapen tuottamiseksi sähkövirran avulla, b) vetylinjan vedyn johtamiseksi ulos elektrolyysikennon sisätilas- 5 ta vetyvarastoon, c) happilinjan hapen johtamiseksi ulos elektrolyysikennon sisätilasta, ja 10 d) syöttöelimet elektrolyysinesteen lisäämiseksi elektrolyysiken- noon.

Keksinnön mukainen elektrolyysilaitteisto on tunnettu siitä, että laitteistossa on elimet tietyn paine-eron ylläpitämiseksi happilinjan pai-15 neen ja vetylinjan paineen välillä, jotka elimet käsittävät yhden tai useamman happilinjaan sijoitetun ylivirtausventtiilin sekä elimet vety-linjan paineen johtamiseksi ylivirtausventtiilin jousipuolelle.

Keksinnön mukaisen säätömenetelmän ja elektrolyysilaitteiston erilaisia 20 suoritusmuotoja kuvataan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa kuvio 1 esittää elektrolyysilaitteistoa, jossa happikaasun paine pide-tään korkeampana kuin vetykaasun paine, 25 kuvio 2 esittää vastaavaa laitteistoa, jossa vetykaasun paine pidetään korkeampana kuin happikaasun paine, kuvio 3 esittää muunnosta kuvion 2 mukaisesta laitteistosta, jossa 30 kolmitieventtiili on korvattu toisella ylivirtausventtiilillä, ja ; kuvio 4 esittää elektrolyysilaitteistoa, jossa vetylinjan paine ylivir- tausventtiilin jousipuolelle välitetään hydraulisesti.

35 Kuviossa 1 on esitetty muuttuvapaineinen elektrolyysikenno 10, joka on varustettu elektrolyysinesteen sisääntuloyhteellä 11, vetykaasun ulos- 6 90570 tuloyhteellä 12 ja happikaasun (happi/vesiseoksen) ulostuloyhteellä 13 sekä virransyöttöjohdoilla 14. Kuvion mukaisessa suoritusmuodossa on esitetty myös vedenerottimet 15 ja 16 veden erottamiseksi vetykaasusta ja vastaavasti happikaasusta.

5

Elektrolyysinestettä syötetään elektrolyysikennoon 10 vesijohdon 17, pumpun 18 ja vesilinjan 19 kautta happikaasun vedenerottimeen 16 ja siitä edelleen vedensyöttölinjan 20, takaiskuventtiilin 21 ja elektro-lyysinesteen sisääntuloyhteen 11 kautta elektrolyysikennoon 10.

10 Elektrolyysikennossa syntyvä happi ja sen mukana tuleva vesi johdetaan hapen ulostuloyhteen 13 ja hapen ulostulolinjan 22 kautta hapen vedenerottimeen 16. Happikaasun mukana tuleva vesi erottuu vedenerottimessa 16 ja palaa elektrolyysikennoon 10 linjan 20 kautta gravitaation avulla.

15

Elektrolyysikennossa 10 syntyvä vetykaasu johdetaan vedyn ulostuloyhteen 12 ja vedyn ulostulolinjan 23 kautta vetykaasun vedenerottimeen 15. Vedenerottimessa 15 kaasusta erottuva vesi johdetaan pois putken 24 ja venttiilin 25 kautta.

20

Kuvion 1 mukaisessa laitteistossa on sovellettu lisäksi suomalaisissa patenttihakemuksissa FI-923903 ja FI-923904 esitettyä painekuorijärjestelmää, joka pidetään paineistettuna happikaasun paineella. Siten kuviosta 1 ilmenee painekuori 26, jonka sisälle elektrolyysikenno 10 on 25 sijoitettu. Painekuori 26 on edullisesti täytetty inertillä nesteellä ja paineistus tapahtuu edullisesti johtamalla painekuoreen 26 putki 27 happikaasun vedenerottimesta 16. Näin ollen painekuoressa 26 vallitsee happikaasun paine. On kuitenkin huomattava, että painekuoren käyttö ei ole keksinnön kannalta millään tavalla oleellista.

30

Vetykaasu vedenerottimesta 15 johdetaan edelleen linjan 28 ja takaisku-venttiilin 29 kautta vetyvarastoon 30. Linja 28 on lisäksi varustettu poistoputkella 31 ja venttiilillä 32 vetypaineen laskemiseksi esimerkiksi elektrolyysilaitteiston huoltoa varten.

35 7 90570

Happikaasu johdetaan happikaasun vedenerottimesta 16 linjassa 33 olevaan ylivirtausventtiiliin 34. Ylivirtausventtiili 34 käsittää kotelon 35, joka on tiiviin kalvon 36 avulla jaettu kahteen osostoon 37 ja 38. Osasto 37 sisältää istukan 39, jossa on aukko 40 ja aukosta 40 istukan 5 39 läpi johtava kanava 41. Happikaasu virtaa linjan 33 kautta ylivir- tausventtiilin 34 osastoon 37 ja edelleen aukon 40 ja kanavan 41 läpi hapen poistoputkeen 42. Ylivirtausventtiilin 34 toinen osasto 38 sisältää jousen 43, joka toisesta päästään on tuettu kotelon 35 päähän ja toisesta päästä kalvoon 36. Näin ollen happikaasu pääsee virtaamaan 10 aukon 40 ja kanavan 41 kautta hapen poistoputkeen 42 ainoastaan siinä tapauksessa, että sen paine ylittää tietyn arvon. Olennaista ylivirtausventtiilin 34 toiminnalle on lisäksi se, että jousen 43 sisältävä osasto 38 on myös linjan 44 kautta yhteydessä vetypaineeseen eli linjaan 28.

15

Kuvion 1 mukaisessa laitteistossa paineensäätö toimii seuraavasti. Ylivirtausventtiilin 34 kalvoon 36 kohdistuu toiselta puolelta vetylin-jassa 28 oleva paine ja lisäksi jousen 43 aiheuttama paine, joka painaa kalvoa 36 istukassa 39 olevan aukon 40 reunoja vasten. Näin ollen 20 happi pääsee virtaamaan poistoputkeen 42 ainoastaan silloin, kun hapen paine linjassa 33 on suurempi kuin vetylinjan 28 paineen ja jousen 43 jousipaineen summa. Hapen virratessa paine happilinjassa 33 laskee, kunnes se on enintään jousen 43 jousipaineen verran korkeampi kuin : : vetylinjassa 44 ja 28 oleva paine, jolloin kalvo 36 sulkee aukon 40.

: - : 25 Siten happipaine seuraa automaattisesti vetylinjassa 28 olevaa painetta pysyen aina kuitenkin korkeampana kuin linjassa 28 oleva vetypaine.

. . Esitetyn paineensäätöjärjestelmän etuina on ennenkaikkea se, että säätö on mekaaninen eikä kuluta sähkövirtaa, erillisiä säätöventtiileitä ja . . paineentureitä ei tarvita eikä säätö kuluta vetyä.

30

Haluttaessa laskea elektrolyysilaitteistosta paineet pois esimerkiksi : : : huoltoa varten avataan poistoputkessa 31 olevaa venttiiliä 32 ja anne- t*’": taan vedyn virrata ulos. Tällöin paine linjassa 44 alenee ja kalvo 36 päästää hapen virtaamaan poistoputkeen 42, jolloin happipaine seuraa 35 vetypaineen laskua. Takaiskuventtiili 29 estää vetykaasusäiliön 30 • paineen purkautumisen poistoputkeen 31. Laitteistoa uudelleen käynnis- 8 90570 tettäessä ylivirtausventtiili 34 pitää huolen siitä, että vetypaine linjassa 28 ennen takaiskuventtiiliä 29 nousee ja että happikaasun paine linjassa 33 nousee samassa tahdissa. Vetypaineen linjassa 28 saavuttaessa vetyvaraston 30 paineen vetykaasu alkaa virrata vetyvaras-5 toon 30.

Kuten edellä on mainittu, voidaan ylivirtausventtiilin 34 jousen 43 jäykkyyttä säätämällä asettaa ylipaine happilinjan paineen ja vetylin-jan paineen välillä haluttuun arvoon. Vaikka paineiden absoluuttiset 10 arvot eivät ole millään tavalla oleellisia laitteiston toiminnan kannalta, niin voidaan todeta, että luokkaa 1-2 bar oleva hapen ylipaine on käytännössä sopiva arvo.

Kuviossa 2 esitetty suoritusmuoto eroaa kuviosta 1 seuraavasti. Tässä 15 tapauksessa vetykaasun vedenerottimessa 15 erotettu vesi palautetaan takaisin elektrolyysikennoon 10 happilinjan vedenerottimen 16 kautta. Sitä varten putki 24 on yhdistetty happilinjan vedenerottimeen 16.

Jotta vedenpalautus onnistuisi, on paineen vetypuolella oltava korkeampi kuin happipuolella. Toisaalta ylivirtausventtiilin 34 hapen päästö-20 toiminta edellyttää, että happikaasun paineen linjassa 33 on oltava suurempi kuin kalvoon 36 kohdistuva jousipaineen ja vetypaineen summa.

, - Sitä varten vetypainetta ylivirtausventtiilin 34 jousipuolelle ei joh- • : : deta takaiskuventtiilin 29 tulopuolelta, vaan sen sijaan linjan 45 ja 25 kolmitieventtiilin 46 kautta takaiskuventtiilin 29 lähtöpuolelta. Sen - : lisäksi takaiskuventtiili 29 on järjestetty aiheuttamaan paineputous, joka on suurempi kuin ylivirtausventtiilin 34 jousipaine. Jälleen paineiden ja paine-erojen absoluutiset arvot eivät ole oleellisia lait-, _ teiston toiminnan kannalta, mutta sopiva jousipaine ylivirtausventtii- ; ' 30 Iissä 34 voi olla luokkaa 1-2 bar ja vastaavasti paineputous takaisku- • venttiilissä 29 voi olla luokkaa 3-4 bar.

Kun kuvion 2 mukaisessa laitteistossa paineet elektrolyysilaitteistossa halutaan laskea alas, tämä tapahtuu jälleen poistoputken 31 ja venttii-35 Iin 32 kautta. Koska takaiskuventtiili 29 estää virtauksen taaksepäin, - * ei vetypaine ylivirtausventtiilin 34 jousipuolella alene eikä näin , 90570 ollen myöskään happipaine linjassa 33 pääse laskemaan. Sitä varten on kolmitieventtiililn 46 yhdistetty linja 47, jolloin painetta ylivir-tausventtiilin 34 jousipuolella ja vastaavasti happipainetta voidaan laskea linjojen 44 ja 47 kautta yhteyden linjan 45 kautta ollessa sul-5 jettuna. Ko. toiminto voidaan toteuttaa haluttaessa automaattisesti, mutta sitä varten voidaan tarvita esim. paineanturit (ei esitetty) vetylinjassa 28 kummallakin puolella takaiskuventtiiliä 29, jolloin kolmitieventtiilin 46 kääntäminen voidaan haluttaessa järjestää toimimaan automaattisesti riippuen siitä, onko vetyvaraston 30 paine suurem-10 pi vai pienempi kuin linjassa 28 ennen takaiskuventtiiliä 29 oleva paine.

Kuvion 3 mukainen laitteisto on muuten samanlainen kuin kuvion 2 laitteisto paitsi että se sisältää kaksi ylivirtausventtiiliä 34a ja 34b, 15 joihin vetypaine johdetaan eri puolilta vetylinjassa 28 olevaa takaiskuventtiiliä 29. Ensimmäisen ylivirtausventtiilin 34a jousipuolelle johdetaan vetypaine linjan 44 kautta kohdasta, joka on takaiskuventtii-lin 29 jälkeen. Toisen ylivirtausventtiilin 34b jousipuolelle johdetaan vetypaine linjan 47a kautta kohdasta, joka on ennen takaiskuventtiiliä 20 29. Näin ollen ylivirtausventtiilien 34a ja 34b yhdistelmä korvaa kol mitieventtiilin 46 ja linjan 47 kuvion 2 mukaisessa laitteistossa. Vetypaineen ollessa ennen takaiskuventtiiliä 29 alhaisempi kuin sen jälkeen, happipaineen säätö tapahtuu ylivirtausventtiilin 34b avulla ja vetypaineen ollessa ennen takaiskuventtiiliä 29 korkeampi kuin sen 25 jälkeen, happipaineen säätö tapahtuu ylivirtausventtiilin 34a avulla.

Kuvion 4 mukainen laitteisto on rakenteeltaan ja toiminnaltaan samanlainen kuin kuvion 2 mukainen laitteisto paitsi, että vetypaine ylivir-- . tausventtiilin 34 jousipuolelle linjan 44 kautta välitetään hydrauli- 30 sesti. Sitä varten linjaan 44 on lisätty nestetäytteinen erotin 48, joka sisältää herkkäliikkeisen mutta tiiviin männän 49. Lisäksi linja 44 ja ylivirtausventtiilin 34 jousipuoli 38 on nestetäytteinen. Erotin : 48 toimii tällöin varmuuslaitteena siltä varalta, että ylivirtausvent tiilin 34 kalvo 36 mahdollisesti rikkoutuu ja vety- ja happikaasut .. . 35 pääsisivät kosketukseen toistensa kanssa. Kalvon 36 rikkoutuessa mäntä 49 painuu vetypaineen vaikutuksesta ala-asentoonsa tiivistettä 50 vas- !o 90570 ten, jolloin paineyhteys vetylinjasta 28 ylivirtausventtiiliin 34 sulkeutuu ja kaasujen sekoittuminen estyy. Samanlainen järjestely on luonnollisesti käyttökelpoinen myös kuvioiden 1 ja 3 mukaisessa laitteistossa .

5

Claims (14)

1. Menetelmä paineen säätämiseksi elektrolyysilaitteistossa, joka tuottaa vetyä ja happea hajottamalla elektrolyysinestettä sähkövirran avul- 5 la ja joka laitteisto sisältää suljetun paineellisen elektrolyysikennon (10) vedyn ja hapen tuottamiseksi, vetylinjan (23,28) vedyn johtamiseksi ulos elektrolyysikennosta (10) vetyvarastoon (30), happilinjan (22,33) hapen johtamiseksi elektrolyysikennosta (10) ja syöttöelimet (17,18,19,20,21) elektrolyysinesteen lisäämiseksi elektrolyysikennoon 10 (10), tunnettu siitä, että happilinjan (33) paineen ja vety- linjan (28) paineen välillä ylläpidetään tiettyä paine-eroa johtamalla järjestelmästä poistuva happi yhden tai useamman jousikuormitteisen ylivirtausventtiilin (34,34a,34b) kautta siten, että ylivirtausventtii-lin (34,34a,34b) jousipuolelle johdetaan vetylinjassa (28) vallitseva 15 paine.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että happilinjassa (33) pidetään tiettyä ylipainetta tai alipainetta vetylinjan (28) paineeseen verrattuna johtamalla vetypaine ylivirtaus- 20 venttiilin (34,34a,34b) jousipuolelle vetylinjassa (28) olevan taka- iskuventtiilin (29) jälkeen olevasta kohdasta tai vastaavasti takaisku-venttiiliä (29) ennen olevasta kohdasta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että tiettyä paine-eroa happilinjan (33) paineen ja vetylinjan (28) välillä ylläpidetään käyttämällä kahta happilinjaan (33) sijoitettua ylivirtausventtiiliä (34a,34b), jolloin toisen ylivirtausventtiilin (34b) jousipuolelle johdetaan vetylinjan (28) paine kohdasta, joka on ennen vetylinjaan (28) sijoitettua takaiskuventtiiliä (29) ja ensimmäi- 30 sen ylivirtausventtiilin (34a) jousipuolelle johdetaan vetylinjan (28) paine kohdasta, joka on vetylinjaan (28) sijoitetun takaiskuventtiilin (29) jälkeen.

4. Elektrolyysilaitteisto vedyn ja hapen tuottamiseksi hajottamalla 35 elektrolyysinestettä sähkövirran avulla, joka laitteisto käsittää ainakin seuraavat komponentit: 12 90 570 a) suljetun paineellisen elektrolyysikennon (10) vedyn ja hapen tuottamiseksi sähkövirran avulla, b) vetylinjan (23,28) vedyn johtamiseksi ulos elektrolyysikennon 5 (10) sisätilasta vetyvarastoon (30), c) happilinjan (22,33) hapen johtamiseksi ulos elektrolyysikennon (10) sisätilasta, ja 10 d) syöttöelimet (17,18,19,20,21) elektrolyysinesteen lisäämiseksi elektrolyysikennoon (10), tunnettu siitä, että laitteistossa on elimet tietyn paine-eron ylläpitämiseksi happilinjan (33) paineen ja vetylinjan (28) paineen 15 välillä, jotka elimet käsittävät yhden tai useamman happilinjaan (33) sijoitetun ylivirtausventtiilin (34,34a,34b) sekä elimet vetylinjan (28) paineen johtamiseksi ylivirtausventtiilin (34,34a,34b) jousipuo-lelle.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunne ttu siitä, että elimet vetylinjan (28) paineen johtamiseksi ylivirtausventtiilin (34) jousipuolelle (38) sisältävät vetylinjassa (28) olevan takaisku-venttiilin (29) sekä linjan (44,45,47,47a) vetylinjan (28) paineen johtamiseksi ylivirtausventtiilin (34) jousipuolelle. 25

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu linja (44,47,47a) muodostaa yhteyden ylivirtausventtiilin (34) jousipuolelta vetylinjassa (28) ennen takaiskuventtiiliä (29) olevaan kohtaan. 30

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunne ttu siitä, että mainittu linja (44,45) muodostaa yhteyden ylivirtausventtiilin (34) jousipuolelta vetylinjassa (28) takaiskuventtiilin (29) jälkeen olevaan kohtaan. 35

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se sisältää myös kolmitieventtiilin (46) yhteyden n 90570 (44,45,47) muodostamiseksi ylivirtausventtiilin (34) jousipuolelta vetylinjan (28) kohtaan, joka on ennen takaiskuventtiiliä (29) tai sen jälkeen.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 4-8 mukainen elektrolyysilaitteisto, tunnettu siitä, että se sisältää kaksi ylivirtausventtiiliä (34a,34b) sekä linjat (44,47a) vetylinjassa (28) olevan paineen johtamiseksi ylivirtausventtiilien (34a,34b) jousipuolelle siten, että toisen ylivirtausventtiilin (34b) jousipuoli on yhteydessä vetylinjassa 10 (28) ennen takaiskuventtiiliä (29) olevaan kohtaan ja ensimmäisen yli virtausventtiilin (34a) jousipuoli on yhteydessä vetylinjassa (28) takaiskuventtiilin (29) jälkeen olevaan kohtaan.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 4-9 mukainen elektrolyysilaitteisto, 15 tunnettu siitä, että elektrolyysikenno (10) on sijoitettu nesteellä täytetyn suojakuoren (26) sisään, joka on paineistettu elektrolyysissä syntyvän kaasun paineella.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen elektrolyysilaitteisto, t u n -20 n e t t u siitä, että suojakuori (26) on täytetty inertillä nesteellä ja paineistettu happilinjan (27,33) paineella.

; 12. Jonkin patenttivaatimuksen 4-11 mukainen elektrolyysilaitteisto, tunnettu siitä, että vetylinjan (23,28) kaasutilavuus elektro-25 lyysikennon (10) ja vetylinjassa (28) olevan takaiskuventtiilin (29) välillä on vähintään kaksi, mutta edullisesti yli kaksi kertaa suurempi : kuin happilinjan (22,33) kaasutilavuus elektrolyysikennon (10) ja hap- -- pilinjaan (33) sijoitetun ylivirtausventtiilin (34) välillä.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 4-12 mukainen elektrolyysilaitteisto, • * tunnettu siitä, että vetypaine ylivirtausventtiilin (34) jousi puolelle välitetään hydraulisesti linjassa (44) olevan nesteen väli-· tyksellä.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen elektrolyysilaitteisto, tun nettu siitä, että mainittu linja (44) sisältää männällä (49) varustetun kaasu/neste-erottimen (48), jossa mäntä (49) vetypaineen vai- „ 9 O 5 7 O 14 kutuksesta sulkee yhteyden ylivirtausventtiilin (34) jousipuolelle venttiilikalvon (36) mahdollisesti rikkoutuessa. t . I * 15 90570