NL1022786C2 - Conversion circuit, system and method for performing an electrochemical process. - Google Patents
Conversion circuit, system and method for performing an electrochemical process. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1022786C2 NL1022786C2 NL1022786A NL1022786A NL1022786C2 NL 1022786 C2 NL1022786 C2 NL 1022786C2 NL 1022786 A NL1022786 A NL 1022786A NL 1022786 A NL1022786 A NL 1022786A NL 1022786 C2 NL1022786 C2 NL 1022786C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- conversion circuit
- electrochemical process
- supply
- electrolyte solution
- pressure waves
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J5/00—Circuit arrangements for transfer of electric power between ac networks and dc networks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/05—Capacitor coupled rectifiers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
I Omzetschakeling, systeem en werkwijze voor het uitvoeren van een elektrochemisch proces.I Conversion circuit, system and method for performing an electrochemical process.
I De uitvinding heeft betrekking op een omzetschakeling I voor het omzetten van een wisselstroom in een voedingsstroom voor een elektrochemisch proces, welke omzetschakeling is I voorzien van ten minste één toevoeraansluiting voor het I 5 toevoeren van een voedingswisselstroom; I een gelijkrichtschakeling voor het gelijkrichten van een I toegevoerde voedingswisselstroom; en I een uitgangstrap voor het toevoeren van de gelijkgerichte I stroom aan een apparaat waarin het elektrochemisch proces zich I 10 voltrekt.The invention relates to a conversion circuit I for converting an alternating current into a supply current for an electrochemical process, which conversion circuit is provided with at least one supply connection for supplying a supply alternating current; I a rectifier circuit for rectifying a supplied AC supply current; and I an output stage for supplying the rectified I current to an apparatus in which the electrochemical process takes place.
I De uitvinding heeft tevens betrekking op een systeem I voor het uitvoeren van een elektrochemisch proces, geschikt I voor het plaatsen van een apparaat waarin het elektrochemisch I proces zich voltrekt en zo'n omzetschakeling.The invention also relates to a system I for carrying out an electrochemical process, suitable for placing an apparatus in which the electrochemical I process takes place and such a conversion circuit.
I 15 De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze I voor het zich laten voltrekken van een elektrochemisch proces, I waarbij gebruik wordt gemaakt van zo'n omzetschakeling.The invention also relates to a method I for allowing an electrochemical process to take place, wherein use is made of such a conversion circuit.
I Voorbeelden van een omzetschakeling, systeem en werkwijze als hiervoor omschreven zijn bekend uit 20 GB 2 197 551. In genoemde publicatie wordt een batterij lader beschreven. Deze batterij lader kan gebruikt worden voor het laden van miniatuurbatterijen. Bij voeding uit het lichtnet, is de ingangsimpedantie van de bekende batterij lader in hoofdzaak resistief van aard. De bekende batterij lader heeft 25 een ingangstrap met een condensator, die in serie is geschakeld tussen de gelijkrichtschakeling en de stroomtoevoeraansluitingen. In de bekende batterij lader dient de condensator om een spanningsval teweeg te brengen, opdat de spanning over de polen van de batterij niet te hoog is.Examples of a conversion circuit, system and method as described above are known from 20 GB 2 197 551. In said publication a battery charger is described. This battery charger can be used for charging miniature batteries. With power supply from the mains, the input impedance of the known battery charger is essentially resistive in nature. The known battery charger has an input stage with a capacitor, which is connected in series between the rectifier circuit and the power supply connections. In the known battery charger, the capacitor serves to cause a voltage drop so that the voltage across the poles of the battery is not too high.
30 Een nadeel van de bekende inrichting is dat de uitvoering van het elektrochemische proces dat plaats vindt bij het laden van de batterij relatief lang duurt.A drawback of the known device is that the implementation of the electrochemical process that takes place when the battery is charged takes a relatively long time.
1 n 0 9 7 0 0 I 2 I De uitvinding beoogt een omzetschakeling, systeem I voor het uitvoeren van een elektrochemisch proces en werkwijze I voor het zich laten voltrekken van een elektrochemisch proces te verschaffen die dat proces kunnen versnellen en een I 5 relatief hoge efficiëntie vertonen.The object of the invention is to provide a conversion circuit, system I for carrying out an electrochemical process and method I for allowing an electrochemical process to take place which can accelerate that process and a relatively high show efficiency.
I Dit doel wordt bereikt door de omzetschakeling van I het in de eerste alinea beschreven type, waarbij de omzetschakeling voorts is voorzien van een tussen de I toevoeraansluitingen en gelijkrichtschakeling geschakelde I 10 ingangstrap, welke ingangstrap de omzetschakeling in gebruik I een in hoofdzaak reactieve ingangsimpedantie verleent.This object is achieved by the conversion circuit of the type described in the first paragraph, wherein the conversion circuit is furthermore provided with an input stage which is connected between the I supply connections and rectifier circuit, which input stage gives the conversion circuit in use I a substantially reactive input impedance. .
De omzetschakeling bezit dus bij gebruik een I ingangsimpedantie waarvan de reactieve component groter is dan I de resistieve component. Door het gebruik van de ingangstrap 15 is het mogelijk een groter vermogen aan de lader toe te voeren, zonder dat het schijnbaar opgenomen vermogen merkbaar I toeneemt. Door het gebruik van een reactieve ingangsimpedantie in combinatie met voeding door een voedingswisselstroom wordt een pulserend vermogen aan de het elektrochemisch proces 20 toegevoerd, omdat de elektrische en magnetische component van de zich door de geleiders in de omzetschakeling voortplantende elektromagnetische golven uit fase lopen. Aan de uitvinding ligt het idee ten grondslag dat, door aldus de twee componenten van elkaar te scheiden, de ladingsdragers die 25 betrokken zijn bij het elektrochemisch proces een grotere beweeglijkheid krijgen. Hierdoor neemt de efficiëntie van het elektrochemisch proces, en daarmee de snelheid, toe.The converter circuit thus has in use an I input impedance whose reactive component is greater than I the resistive component. By using the input stage 15, it is possible to supply a greater power to the charger without the apparent power consumption appreciably increasing. By using a reactive input impedance in combination with a supply through a supply alternating current, a pulsating power is applied to the electrochemical process, because the electrical and magnetic component of the electromagnetic waves propagating through the conductors in the conversion circuit are out of phase. The invention is based on the idea that, by thus separating the two components from one another, the charge carriers involved in the electrochemical process acquire greater mobility. This increases the efficiency of the electrochemical process, and therefore the speed.
Bij voorkeur omvat de omzetschakeling ten minste één in serie tussen de toevoeraansluitingen en de 30 gelijkrichtschakeling geschakelde condensator, en wordt, meer in het bijzonder, de ingangstrap gevormd door een condensatorbank, welke één of meer parallel geschakelde H condensatoren omvat.The conversion circuit preferably comprises at least one capacitor connected in series between the supply terminals and the rectifier circuit, and, more particularly, the input stage is formed by a capacitor bank which comprises one or more H capacitors connected in parallel.
Op deze manier kan een nagenoeg zuiver reactieve 35 ingangsimpedantie worden verkregen, waardoor de gunstige H effecten van de omzetschakeling volgens de uitvinding zich in H versterkte mate manifesteren.In this way a substantially purely reactive input impedance can be obtained, as a result of which the favorable H effects of the conversion circuit according to the invention manifest H to an increased extent.
I De toevoeraansluitingen zijn onder meer geschikt voor aansluiting van de omzetschakeling op het lichtnet.I The supply connections are suitable, among other things, for connecting the conversion circuit to the mains.
Als de omzetschakeling rechtstreeks op het lichtnet kan worden aangesloten, is zij simpel op veel plaatsen te 5 gebruiken. Hierdoor is geen aparte wisselstroomvoedingsbron nodig.If the conversion circuit can be connected directly to the mains, it can easily be used in many places. This means no separate AC power source is required.
Volgens een ander aspect van de uitvinding wordt een systeem voor het uitvoeren van een elektrochemisch proces verschaft, geschikt voor het plaatsen van een apparaat waarin 10 het elektrochemisch proces zich voltrekt en omvattende een omzetschakeling volgens één der conclusies.According to another aspect of the invention, a system for performing an electrochemical process is provided, suitable for placing an apparatus in which the electrochemical process takes place and comprising a conversion circuit according to any one of the claims.
Dit systeem heeft dezelfde voordelige effecten als de omzetschake1ing.This system has the same beneficial effects as the sales switching.
Bij voorkeur is het systeem geschikt voor gebruik van 15 een apparaat waarin het elektrochemisch proces zich voltrekt dat een houder voor een elektrolytoplossing omvat, waarbij het systeem is voorzien van middelen voor het opwekken van drukgolven in de zich in de houder van een in het systeem geplaatst apparaat bevindende elektrolytoplossing.The system is preferably suitable for use of an apparatus in which the electrochemical process takes place which comprises a container for an electrolyte solution, the system being provided with means for generating pressure waves in the container placed in the system. device electrolyte solution.
20 De drukgolven verbeteren het transport van de ladingsdragers die betrokken zijn bij het elektrochemisch proces. Bovendien zorgen zij voor een versnelde afvoer van gassen die vrijkomen bij het elektrochemische proces, zodat hun concentratie in de elektrolytoplossing geringer wordt. Dit 25 versterkt de werking van de omzetschakeling volgens de uitvinding, zodat het elektrochemische proces zich nog sneller voltrekt. Een bijkomend effect is dat eventueel gekristalliseerd elektrolyt weer sneller in oplossing komt. Aldus wordt een regeneratief effect bereikt, dat in het 30 bijzonder van voordeel is als het elektrochemische proces zich in relatief koude omgeving voltrekt of in omgekeerde richting heeft voltrokken, omdat dan kristallisatie van de elektrolyt het meest voorkomt.The pressure waves improve the transport of the charge carriers involved in the electrochemical process. In addition, they ensure an accelerated discharge of gases released during the electrochemical process, so that their concentration in the electrolyte solution becomes lower. This enhances the operation of the conversion circuit according to the invention, so that the electrochemical process takes place even faster. An additional effect is that any crystallized electrolyte again dissolves faster. A regenerative effect is thus achieved, which is particularly advantageous if the electrochemical process takes place in a relatively cold environment or has taken place in the reverse direction, because then crystallization of the electrolyte occurs most frequently.
In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het systeem een 35 vloeistofbad waarin de houder kan worden geplaatst, en is het voorzien van middelen voor het opwekken van drukgolven in het vloeistofbad wanneer het met vloeistof is gevuld.In a preferred embodiment the system comprises a liquid bath in which the container can be placed, and it is provided with means for generating pressure waves in the liquid bath when it is filled with liquid.
1n??7Afi I 4 I Dit is een zeer effectieve manier voor het I overbrengen van drukgolven, aangezien de impedantie van I vloeistof en elektrolytoplossing in een zelfde bereik liggen, I zodat meer vermogen wordt overgedragen. Bovendien is het I 5 systeem bruikbaar in combinatie met verschillende houders, die I aldus aan het type elektrochemisch proces kunnen zijn I aangepast zonder afbreuk te doen aan hun bruikbaarheid in het systeem volgens de uitvinding.1n ?? 7Afi I 4 I This is a very effective way of transferring pressure waves, since the impedance of I liquid and electrolyte solution is in the same range, so that more power is transferred. Moreover, the system can be used in combination with different containers, which can thus be adapted to the type of electrochemical process without compromising their usability in the system according to the invention.
I Volgens weer een ander aspect verschaft de uitvinding I 10 een werkwijze voor het zich laten voltrekken van een I elektrochemisch proces, waarbij gebruik wordt gemaakt van een omzetschakeling volgens de uitvinding.According to yet another aspect, the invention provides a method for allowing an electrochemical process to take place, wherein use is made of a conversion circuit according to the invention.
I Deze werkwijze heeft het voordeel van relatief korte I duur te zijn.This method has the advantage of being relatively short in duration.
15 In een voorkeursuitvoering omvat de werkwijze het H zich laten voltrekken van het elektrochemisch proces in een H houder gevuld met een elektrolytoplossing, en het opwekken van drukgolven in de zich in de houder bevindende elektrolytoplossing.In a preferred embodiment, the method comprises H completing the electrochemical process in an H container filled with an electrolyte solution, and generating pressure waves in the electrolyte solution contained in the container.
20 De drukgolven verbeteren het transport van de ladingsdragers die betrokken zijn bij het elektrochemisch proces. Dit versterkt de werking van de omzetschakeling volgens de uitvinding, zodat het elektrochemische proces zich nog sneller voltrekt.The pressure waves improve the transport of the charge carriers involved in the electrochemical process. This enhances the operation of the conversion circuit according to the invention, so that the electrochemical process takes place even faster.
25 Bij voorkeur omvat laatstgenoemde variant van de werkwijze volgens de uitvinding het opwekken van drukgolven met een frequentie in het bereik van 20 kHz en hoger.Preferably, the last-mentioned variant of the method according to the invention comprises the generation of pressure waves with a frequency in the range of 20 kHz and higher.
Proefondervindelijk is komen vast te staan dat het ^B effect van de drukgolven in het frequentiebereik tussen 20 kHz H 30 en 50 kHz het grootst is. Bij gebruik van een elektrolytoplossing met water als component is het bereik van 38-46 kHz en daarbij in het bijzonder het bereik 41-43 kHz het ^B best. Dit hangt samen met het feit dat de resonantiefrequentie van watermoleculen bij ongeveer 42 kHz ligt.It has been established experimentally that the ^ B effect of the pressure waves is greatest in the frequency range between 20 kHz H 30 and 50 kHz. When using an electrolyte solution with water as a component, the range of 38-46 kHz, and in particular the range 41-43 kHz, is the best. This is related to the fact that the resonance frequency of water molecules is around 42 kHz.
35 De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarbij H in Fig. 1A en IB een schematisch boven- H respectievelijk zijaanzicht van een voorbeeld van een systeem H volgens de uitvinding afgebeeld; en in Fig. 2 een schakelingschema van een uitvoering van 5 de omzetschakeling volgens de uitvinding is afgebeeld.The invention will now be further elucidated with reference to the accompanying drawings, wherein H in FIG. 1A and IB show a schematic top H and side view of an example of a system H according to the invention; and in FIG. 2 shows a circuit diagram of an embodiment of the conversion circuit according to the invention.
Het systeem volgens de uitvinding waarvan in Fig. IAThe system according to the invention of which in FIG. IA
en 1B schematisch een voorbeeld is afgebeeld omvat een I omzetschakeling en een met water 1 gevulde kuip 2 welke een vloeistofbad vormt. In het vloeistofbad is een I 10 elektrolyseapparaat 3 geplaatst. Het elektrolyseapparaat 3 omvat een vloeistofhouder 4, met daarin een tweetal elektroden 5, die in een elektrolytoplossing 6 zijn gedompeld.and 1B schematically shows an example comprises a conversion circuit and a tub 2 filled with water 1, which forms a liquid bath. An electrolysis device 3 is placed in the liquid bath. The electrolysis device 3 comprises a liquid container 4, containing two electrodes 5, which are immersed in an electrolyte solution 6.
I De elektroden 5 zijn aangesloten op positieve en negatieve I polen 7,8 van het elektrolyseapparaat 3.The electrodes 5 are connected to positive and negative I poles 7,8 of the electrolysis device 3.
15 De uitvinding is in het algemeen geschikt voor ieder type elektrochemisch proces. In het voorbeeld dat hier is uitgewerkt gaat het om elektrolyse, bijvoorbeeld van natriumchloride om chloor te winnen. In een bijzondere uitvoering van de uitvinding maakt een systeem volgens de 20 uitvinding deel uit van een aandrijfsysteem voor een voertuig. Dit aandrijfsysteem omvat verder een krachtbron voor aandrijving van het voertuig, welke krachtbron het elektrolyseproduct als energiebron gebruikt. De krachtbron kan bijvoorbeeld bestaan uit een interne verbrandingsmotor of 25 Stirlingmotor die op waterstof loopt, maar ook uit een combinatie van brandstofcellen en één of meer elektromotoren. Een generator die de voedingswisselstroom aan de omzetschakeling volgens de uitvinding levert, kan bestaan uit een dynamo en eventueel worden gebruikt om bij afremmen van 30 het voertuig energie terug te winnen. Het systeem gevormd door de generator voor het genereren van wisselstroom, de omzetschakeling volgens de uitvinding, de elektrochemische cel waarin zich een elektrochemisch proces voltrekt en een krachtbron die gebruik maakt van· een product van het 35 elektrochemische proces, levert een bijzonder efficiënt en snel aansprekend systeem voor de voortstuwing van een voertuig op.The invention is generally suitable for any type of electrochemical process. The example worked out here involves electrolysis, for example of sodium chloride to recover chlorine. In a special embodiment of the invention, a system according to the invention forms part of a drive system for a vehicle. This drive system further comprises a power source for driving the vehicle, which power source uses the electrolysis product as an energy source. The power source may for example consist of an internal combustion engine or Stirling engine that runs on hydrogen, but also of a combination of fuel cells and one or more electric motors. A generator that supplies the alternating current to the conversion circuit according to the invention can consist of a dynamo and can optionally be used to recover energy when the vehicle brakes. The system formed by the generator for generating alternating current, the conversion circuit according to the invention, the electrochemical cell in which an electrochemical process is taking place and a power source which makes use of a product of the electrochemical process, provides a particularly efficient and fast appealing a vehicle propulsion system.
1022786- 61022786-6
De uitvinding is echter ook geschikt om batterijen en accu's op te laden. De uitvinding is zelfs geschikt om batterijen op te laden van types die met conventionele laadinrichtingen niet kunnen worden herladen, zoals 5 koolstofbatterijen. De uitvinding is in het bijzonder geschikt voor het opladen van loodsulfaataccu's, zoals bijvoorbeeld in personen- en vrachtauto's worden gebruikt. Daar speelt het probleem dat door herhaald overladen en diep ontladen (gecombineerd met gebruik bij lage temperaturen) zich sulfaat 10 afzet op de elektrodeplaten, waardoor de capaciteit van de accu over de levensduur afneemt. Door middel van het systeem I volgens de uitvinding kan dit effect echter worden I teruggedraaid en voorkomen.However, the invention is also suitable for charging batteries and accumulators. The invention is even suitable for charging batteries of types that cannot be recharged with conventional charging devices, such as 5 carbon batteries. The invention is particularly suitable for charging lead sulphate batteries, such as are used, for example, in passenger cars and trucks. There the problem arises that by repeated overcharging and deep discharging (combined with use at low temperatures), sulphate deposits on the electrode plates, whereby the capacity of the battery decreases over the lifetime. However, this effect can be reversed and prevented by means of the system I according to the invention.
I Bij gebruik wordt het elektrolyseapparaat 3 op een 15 voet 9 in de met water 1 gevulde kuip 2 geplaatst, waarbij het I vloeistofniveau zodanig wordt ingesteld dat de polen 7,8 juist I boven het water 3 uitkomen. De polen 7,8 worden aangesloten op I leidingen 10,11, middels bijvoorbeeld krokodillenklemmen (niet afgeheeld) of andere geschikte aansluitmiddelen. In een 20 huis 12 is de elektronica van de omzetschakeling volgens de uitvinding ondergebracht, waarvan een gegeneraliseerd voorbeeld in Fig. 2 schematisch is afgebeeld. Aldus wordt het systeem volgens de uitvinding in dit voorbeeld gevormd door de omzetschakeling, het huis 12 met de daarin opgenomen H 25 elektronica en de aansluitmiddelen om het elektrolyseapparaat aan te sluiten, en het vloeistofbad, waarvan de functie in meer detail verderop wordt beschreven.In use, the electrolysis device 3 is placed on a base 9 in the tub 2 filled with water 1, the liquid level being adjusted such that the poles 7,8 are just above the water 3. The poles 7,8 are connected to I lines 10,11, for example by means of crocodile clips (not unhealed) or other suitable connecting means. Housed in a housing 12 is the electronics of the conversion circuit according to the invention, a generalized example of which is shown in FIG. 2 is shown schematically. The system according to the invention is thus formed in this example by the conversion circuit, the housing 12 with the H electronics included therein and the connecting means for connecting the electrolysis device, and the liquid bath, the function of which is described in more detail below.
De omzetschakeling volgens de uitvinding wordt bij H voorkeur gevoed vanuit het lichtnet, hoewel in principe ook 30 een andere wisselstroombron kan worden gebruikt, waaronder in H het kader van de uitvinding ook een bron van meerfasenstroom (draaistroom), zoals een krachtstroomnet, moet worden verstaan. Een voorbeeld van een geschikte bron is een wisselstroomgenerator, zoals een dynamo van een auto of een 35 noodstroomaggregaat. Het zou ook mogelijk zijn om een gelijkstroombron te gebruiken die is gekoppeld aan een omzetter voor het omzetten van de gelijkstroom in een wisselstroom. In principe is de omzetschakeling volgens de I uitvinding los van het vloeistofbad te gebruiken, bijvoorbeeld in een voertuig, om de accu tijdens het rijden op te laden.The conversion circuit according to the invention is preferably fed from the mains by H, although in principle another alternating current source can also be used, which in the context of the invention should also be understood to mean a source of multi-phase current (three-phase current), such as a power current network. . An example of a suitable source is an alternating current generator, such as a car dynamo or an emergency power generator. It would also be possible to use a direct current source that is coupled to a converter for converting the direct current into an alternating current. In principle, the conversion circuit according to the invention can be used separately from the liquid bath, for example in a vehicle, to charge the battery while driving.
Een dergelijke toepassing is overigens niet beperkt tot auto's, maar strekt zich ook uit tot andere voertuigen, zoals 5 elektrische treinen, trams, rolstoelen, boten of vliegtuigen, I bijvoorbeeld.Incidentally, such an application is not limited to cars, but also extends to other vehicles, such as electric trains, trams, wheelchairs, boats or planes, for example.
I Terugkerend naar het voorbeeld uit Fig. 2, is de I afgebeelde omzetschakeling voorzien van stekers 13,14 die een I toevoeraansluiting vormen om de wisselstroom uit het 10 stopcontact toe te voeren. De toegevoerde wisselstroom wordt eerst door een ingangstrap geleid, welke in dit voorbeeld I wordt gevormd door een condensatorbank 15. De I condensatorbank 15 omvat drie parallel geschakelde I condensatoren 16. In een (niet getoonde) variant van de I 15 getoonde schakeling is de capaciteit van de condensatorbank 15 als geheel in te stellen middels voor de condensatoren 16 I geplaatste schakelaars. Door het gebruik van de I condensatorbank 15 met condensatoren 16 van geschikte capaciteit is geen aparte transformator nodig en wordt I 20 bovendien bereikt dat de ingangstrap de omzetschakeling bij I voeding vanuit het lichtnet (dat wil zeggen: middels I wisselspanning met een frequentiebereik tussen 40 en 60 Hz) I een nagenoeg volledig reactieve ingangsimpedantie verleent.Returning to the example of FIG. 2, the I-shown conversion circuit is provided with plugs 13,14 which form an I supply connection to supply the alternating current from the socket. The supplied alternating current is first passed through an input stage, which in this example I is formed by a capacitor bank 15. The I capacitor bank 15 comprises three I capacitors 16 connected in parallel. In a variant of the circuit (not shown) the capacitance is of the capacitor bank 15 as a whole by means of switches placed in front of the capacitors 16 I. By using the I capacitor bank 15 with capacitors 16 of suitable capacitance, no separate transformer is required and, moreover, it is achieved that the input stage converts the conversion circuit at I power supply from the mains (i.e. by means of I alternating voltage with a frequency range between 40 and 60 Hz) I provides a substantially fully reactive input impedance.
I Aldus lopen stroomsterkte en spanning bijna 90° uit fase, 25 waardoor het schijnbaar opgenomen vermogen nagenoeg gelijk aan nul is. De condensatorbank 15 maakt het gebruik van een aparte transformator overbodig.Thus, the current intensity and voltage are almost 90 ° out of phase, so that the apparent power consumption is practically equal to zero. The capacitor bank 15 makes the use of a separate transformer superfluous.
Bij andere toepassingen is de ingangsimpedantie steeds aangepast aan de frequentie van de voedingsbron. Bij 30 krachtstroom of stroom uit een dynamo van een auto zal de frequentie veel hoger liggen, bijvoorbeeld rond de 600 Hz. De ingangsimpedantie van de omzetschakeling volgens de uitvinding is dan ook weer in hoofdzaak reactief, door een juiste keuze van condensatoren 16. De ingangstrap is dus steeds aangepast 35 aan de eigenschappen van de voedingswisselstroom (waaronder mede mêerfasenstroom wordt verstaan), zodanig dat de ingangstrap de schakeling in gebruik een in hoofdzaak reactieve ingangsimpedantie verleent.In other applications, the input impedance is always adjusted to the frequency of the power source. With 30 current current or current from a car dynamo, the frequency will be much higher, for example around 600 Hz. The input impedance of the conversion circuit according to the invention is therefore again substantially reactive, due to a correct choice of capacitors 16. The input stage is therefore always adapted to the characteristics of the supply alternating current (which includes multi-phase current), such that the input stage circuit in use provides a substantially reactive input impedance.
1 o??7 ar - I 8 I Na de ingangstrap wordt de stroom verder uitsluitend I nog gelijkgericht, door een op de ingangstrap aangesloten I brugschakeling 17. De gelijkgerichte stroom wordt via I aansluitklemmen 18,19, die zijn aangesloten op de positieve en I 5 negatieve polen 7,8 van elektrolyseapparaat 3 aan het elektrolyseapparaat 3 geleverd. Doordat de omzetschakeling I feitelijk bestaat uit de ingangstrap met bijna zuiver I reactieve ingangsimpedantie en uit de brugschakeling 17, wordt I een gepulst vermogen aan het elektrolyseapparaat 3 geleverd.1 o ?? 7 ar - I 8 I After the input stage, the current is further only I rectified by an I bridge circuit 17 connected to the input stage. The rectified current is connected via I connection terminals 18, 19 which are connected to the positive and I 5 negative poles 7.8 from electrolysis device 3 supplied to electrolysis device 3. Because the conversion circuit I actually consists of the input stage with almost pure I reactive input impedance and from the bridge circuit 17, I is supplied with pulsed power to the electrolysis device 3.
I 10 Er wordt op gewezen dat andere gelijkrichtschakelingen dan de in Fig. 2 getoonde brugschakeling 17 mogelijk zijn binnen het kader van de I uitvinding. In principe is een enkelzijdige I gelijkrichtschakeling mogelijk, maar het verdient de voorkeur, I 15 met het oog op het sneller en efficiënter laten verlopen van I het elektrochemische proces, om een dubbelzijdige I gelijkrichtschakeling toe te passen. De keuze van de H gelijkrichtschakeling, naast het karakter van het elektrochemische proces, bepalen of en welke harmonischen van 20 de wisselstroomfrequentie worden doorgelaten. Bij een elektrochemisch proces betreft het uitsluitend de even harmonischen. Dit is een bijkomend voordelig effect van de schakeling volgens de uitvinding, daar de oneven harmonischen ongewenst zijn. De aanwezigheid van het elektrochemische 25 proces zorgt ervoor dat die componenten, gewoonlijk verantwoordelijk onder andere voor problemen als H oververhitting, worden geëlimineerd. De harmonische H componenten versterken het versnellende effect op het elektrochemische proces.It is to be noted that rectifier circuits other than those shown in FIG. Bridge circuit 17 shown in Fig. 2 may be possible within the scope of the invention. In principle, a single-sided I rectifier circuit is possible, but it is preferable to use a double-sided I rectifier circuit in order to make the electrochemical process run faster and more efficiently. The choice of the H rectifier circuit, in addition to the character of the electrochemical process, determine whether and which harmonics of the alternating current frequency are passed. With an electrochemical process it only concerns the even harmonics. This is an additional advantageous effect of the circuit according to the invention, since the odd harmonics are undesirable. The presence of the electrochemical process ensures that those components, usually responsible for problems such as H overheating, are eliminated. The harmonic H components enhance the accelerating effect on the electrochemical process.
30 Terugkerend naar Fig. IA en 1B zal nu de functie van het vloeistofbad beschreven worden. Hoewel trillingen in het H elektrolyseapparaat ook op andere wijzen, bijvoorbeeld middels H een trilplaat in de voet 9, zouden kunnen worden opgewekt, worden bij voorkeur drukgolven in het water 1 opgewekt, H 35 middels een op de kuip 2 bevestigde actuator 20. De actuator 20 kan bijvoorbeeld een piëzo-actuator zijn, maar ook H speciaal aangepaste luidsprekers die middels een magneet en spoel worden bekrachtigd zijn mogelijk. Bij voorkeur worden 9 ultrasone drukgolven opgewekt, met liefst een frequentie van 20 kHz of meer. Het bereik boven 25 kHz is bijzonder gunstig gebleken. Proefondervindelijk is komen vast te staan dat het effect van de drukgolven in het frequentiebereik tussen 20 kHz 5 en 50 kHz het grootst is. Bij gebruik van een elektrolytoplossing met water als component is het bereik van 38-46 kHz, en daarbinnen in het bijzonder het bereik 41-43 kHz, het best. Dit hangt samen met het feit dat de resonantiefrequentie van watermoleculen bij ongeveer 42 kHz 10 ligt.Returning to FIG. 1A and 1B, the function of the liquid bath will now be described. Although vibrations in the H electrolysis device could also be generated in other ways, for example by means of H a vibrating plate in the base 9, pressure waves are preferably generated in the water 1, H 35 by means of an actuator 20 mounted on the tub 2. The actuator 20 may, for example, be a piezo actuator, but also H specially adapted loudspeakers that are energized by means of a magnet and coil are possible. Preferably, 9 ultrasonic pressure waves are generated, preferably with a frequency of 20 kHz or more. The range above 25 kHz has proven to be particularly favorable. It has been established experimentally that the effect of the pressure waves is greatest in the frequency range between 20 kHz 5 and 50 kHz. When using an electrolyte solution with water as a component, the range of 38-46 kHz, and within that range in particular 41-43 kHz, is best. This is related to the fact that the resonance frequency of water molecules is approximately 42 kHz.
De actuator genereert een drukgolf met een vlak golffront 30 dat zich voortplant in een richting A naar de vloeistofhouder 4 toe. De drukgolf valt loodrecht in op een wand van de vloeistofhouder. Deze komt in trilling en draagt 15 zodoende de drukgolf over op de elektrolytoplossing 6. De elektroden 5 komen eveneens in trilling.The actuator generates a pressure wave with a flat wave front 30 that propagates in a direction A towards the liquid container 4. The pressure wave is perpendicular to a wall of the liquid container. This comes into vibration and thus transmits the pressure wave to the electrolyte solution 6. The electrodes 5 also come into vibration.
Door gelijktijdige bekrachtiging van de actuator 29 en het toevoeren van stroom middels de omzetschakeling volgens de uitvinding, wordt ervoor gezorgd dat het elektrolyseproces 20 in het elektrolyseapparaat 3 zich snel voltrekt. Het ionentransport in de elektrolytoplossing 6 wordt versneld, terwijl tevens het uitgassen van de elektrolyseproducten wordt versneld door de drukgolven. Hierdoor wordt de concentratie opgelost elektrolyseproduct in de elektrolytoplossing 25 verlaagd, waardoor de reactie in de elektrolytoplossing ontleedt zich sneller voltrekt.By simultaneously energizing the actuator 29 and supplying current through the conversion circuit according to the invention, it is ensured that the electrolysis process 20 in the electrolysis device 3 takes place quickly. The ion transport in the electrolyte solution 6 is accelerated, while at the same time the gasification of the electrolysis products is accelerated by the pressure waves. As a result, the concentration of dissolved electrolysis product in the electrolyte solution is lowered, so that the reaction in the electrolyte solution decomposes more quickly.
De uitvinding is niet beperkt tot de hier beschreven uitvoeringen, welke kunnen worden gewijzigd binnen het kader van de bijgaande conclusies. In het bijzonder is het systeem 30 volgens de uitvinding niet beperkt tot de genoemde elektrochemische processen. Bijvoorbeeld verloopt een galvaniseerproces bij gebruik van de omzetschakeling volgens de uitvinding sneller en efficiënter.The invention is not limited to the embodiments described here, which can be modified within the scope of the appended claims. In particular, the system 30 according to the invention is not limited to the electrochemical processes mentioned. For example, a galvanizing process using the conversion circuit according to the invention proceeds faster and more efficiently.
1099700 -1099700 -
Claims (11)
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1022786A NL1022786C2 (en) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Conversion circuit, system and method for performing an electrochemical process. |
| AU2004215028A AU2004215028A1 (en) | 2003-02-26 | 2004-02-25 | Conversion circuit, system and method of executing an electrochemical process |
| CNA2004800053747A CN1754300A (en) | 2003-02-26 | 2004-02-25 | Conversion circuit, system and method of executing an electrochemical process |
| PCT/NL2004/000142 WO2004076723A2 (en) | 2003-02-26 | 2004-02-25 | Conversion circuit, system and method of executing an electrochemical process |
| EP04714515A EP1597815A2 (en) | 2003-02-26 | 2004-02-25 | Conversion circuit, system and method of executing an electrochemical process |
| CA002515442A CA2515442A1 (en) | 2003-02-26 | 2004-02-25 | Conversion circuit, system and method of executing an electrochemical process |
| US11/213,123 US20060076240A1 (en) | 2003-02-26 | 2005-08-26 | Conversion circuit, system and method of executing an electrochemical process |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1022786A NL1022786C2 (en) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Conversion circuit, system and method for performing an electrochemical process. |
| NL1022786 | 2003-02-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1022786C2 true NL1022786C2 (en) | 2004-08-30 |
Family
ID=32923873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1022786A NL1022786C2 (en) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Conversion circuit, system and method for performing an electrochemical process. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20060076240A1 (en) |
| EP (1) | EP1597815A2 (en) |
| CN (1) | CN1754300A (en) |
| AU (1) | AU2004215028A1 (en) |
| CA (1) | CA2515442A1 (en) |
| NL (1) | NL1022786C2 (en) |
| WO (1) | WO2004076723A2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1018392A5 (en) * | 2009-01-20 | 2010-10-05 | Palmir Nv | ELECTROLYSIS SYSTEM. |
| JP6172564B2 (en) * | 2013-05-28 | 2017-08-02 | ブラザー工業株式会社 | Small capacity power supply, power supply system, and image forming apparatus |
| JP2014236560A (en) | 2013-05-31 | 2014-12-15 | ブラザー工業株式会社 | Small capacity power source and image forming device |
| US10270359B2 (en) * | 2016-03-25 | 2019-04-23 | New Energies & Alternative Technologies, Inc. | Multi-use driver circuits |
| US9681511B1 (en) | 2016-03-25 | 2017-06-13 | New Energies & Alternative Technologies, Inc. | LED driver circuits |
| US9681504B1 (en) | 2016-06-14 | 2017-06-13 | New Energies & Alternative Technologies, Inc. | Driver circuits with multiple rectifiers |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0891039A2 (en) * | 1997-07-10 | 1999-01-13 | ABBPATENT GmbH | Capacitive power supply |
| US5932991A (en) * | 1997-01-31 | 1999-08-03 | Georgia Tech Research Corporation | System and method for battery charging with acoustic excitation |
| US6479969B1 (en) * | 1999-07-15 | 2002-11-12 | Fazakas Andras | Circuit arrangement and method for pulsated charging of batteries |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2804656B2 (en) * | 1991-10-11 | 1998-09-30 | ミズ株式会社 | Control device for continuous electrolytic ionized water generator |
| DE19547948C1 (en) * | 1995-12-21 | 1996-11-21 | Atotech Deutschland Gmbh | Mfg. unipolar or bipolar pulsed current for plating esp. of circuit boards at high current |
-
2003
- 2003-02-26 NL NL1022786A patent/NL1022786C2/en not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-02-25 CN CNA2004800053747A patent/CN1754300A/en active Pending
- 2004-02-25 WO PCT/NL2004/000142 patent/WO2004076723A2/en active Application Filing
- 2004-02-25 AU AU2004215028A patent/AU2004215028A1/en not_active Abandoned
- 2004-02-25 EP EP04714515A patent/EP1597815A2/en not_active Withdrawn
- 2004-02-25 CA CA002515442A patent/CA2515442A1/en not_active Abandoned
-
2005
- 2005-08-26 US US11/213,123 patent/US20060076240A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5932991A (en) * | 1997-01-31 | 1999-08-03 | Georgia Tech Research Corporation | System and method for battery charging with acoustic excitation |
| EP0891039A2 (en) * | 1997-07-10 | 1999-01-13 | ABBPATENT GmbH | Capacitive power supply |
| US6479969B1 (en) * | 1999-07-15 | 2002-11-12 | Fazakas Andras | Circuit arrangement and method for pulsated charging of batteries |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2004076723A3 (en) | 2004-12-02 |
| CA2515442A1 (en) | 2004-09-10 |
| AU2004215028A1 (en) | 2004-09-10 |
| US20060076240A1 (en) | 2006-04-13 |
| CN1754300A (en) | 2006-03-29 |
| WO2004076723A2 (en) | 2004-09-10 |
| EP1597815A2 (en) | 2005-11-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7736771B2 (en) | Apparatus and method for generating and using multi-direction DC and AC electrical currents | |
| JP7057574B2 (en) | Systems and methods for built-in fast chargers | |
| GB2445656B (en) | A power supply for a hybrid electric vehicle | |
| NL1022786C2 (en) | Conversion circuit, system and method for performing an electrochemical process. | |
| CA2592250A1 (en) | Controller for variable speed alternating current motor | |
| JP2015204688A (en) | electric vehicle | |
| EP2538486A1 (en) | Device for preventing deterioration in storage ability and restoration thereof by electrical processing of lead-acid storage battery | |
| RU2012104017A (en) | ELECTRIC VEHICLE CONTROL DEVICE | |
| US8598733B2 (en) | Power module and vehicle having the same | |
| US11932115B2 (en) | Multi-phase inverter and related high voltage topology | |
| US5932991A (en) | System and method for battery charging with acoustic excitation | |
| US20090136829A1 (en) | Method and apparatus for reducing lead sulfate compound used in lead-acid battery | |
| WO2010050066A1 (en) | Storage device | |
| NL1022784C2 (en) | Charging device, system and method for charging a battery. | |
| CN207579576U (en) | Energy recycle device and vehicle | |
| CN104798284B (en) | Load current regenerative circuit and the electric device with load current regenerative circuit | |
| RU2496205C1 (en) | Car accumulator charging method | |
| FI3754810T3 (en) | Power supply unit with a housing and a rechargeable electrical storage device | |
| CN105151267B (en) | Lithium battery drives floating debris cleaning boat | |
| KR20130040552A (en) | Battery pack | |
| CN101465593A (en) | Novel power supply | |
| KR101057886B1 (en) | Lead storage battery recycling device | |
| NL1038858C2 (en) | AUTOMATIC RADIAN BATTERY CHARGER. | |
| JP2013258884A (en) | Power generator with interposed lead acid storage battery, charging mechanism thereof and method for using the same | |
| RU2782U1 (en) | DEVICE FOR POWER SUPPLY OF PASSENGER CARS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20070901 |