NL8403733A

NL8403733A - Elektrochemische cellenbatterij met koelsysteem.

Info

Publication number: NL8403733A
Application number: NL8403733A
Authority: NL
Original assignee: United Technologies Corp
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1984-12-07
Publication date: 1985-07-16
Also published as: JPH071701B2; AU3298784A; GB2151840B; BR8406484A; AU567758B2; GB2151840A; DE3445191C2; FR2557373A1; JPS60154473A; CA1230641A; US4574112A; CH665732A5; SE8406444D0; GB8431270D0; SE8406444L; IT8424194A0; BE901369A; FR2557373B1; DE3445191A1; IT1178783B

Description

1 ~

Elektrochemische cellenbatterij met koelsysteem.

De uitvinding heeft betrekking op elektrochemische cellen, en meer in het bijzonder op een koelsysteem voor elektrochemische cellen, die met elkaar verenigd zijn in een elektrochemische cellenbatterij.

5 Elektrochemische cellen zoals brandstofcellen verbruiken reactantgassen voor elektrochemisch voortbrengen van een reactieprodukt en elektrisch vermogen. Verlies-warmte vormt een bijprodukt van de elektrochemische reactie. Er is een koelsysteem aangëbracht voor het 10 wegnemen van de verlieswarmte, teneinde de temperatuur van alle cellen te handhaven op een gelijkmatig niveau, dat consistent is met de eigenschappen van het materiaal, dat wordt gebruikt in de brandstofcel, en de operationele karakteristieken van de brandstofcel.

15 Voorbeelden van koelsystemen, die gebruikt worden in elektrochemische brandstoffen, worden beschreven in de volgende octrooien, waarvan de inhoud hier is geïncorporeerd door referentie: Amerikaans octrooisch'rift 4.245.009, verleend aan Guthrie, getiteld "Porous Coolant 20 Tube Holder for Fuel Cell Stack"? Amerikaans octrooi 3.969.145, verleend aan Grevstad e.a,, getiteld "Fuel Cell Cooling System Using a Non-dielectric Coolant"? het Amerikaanse octrooi 4.233.369, verleend aan Breault e.a., getiteld "Fuel Cell Cooler Assembly and Edge Seal 25 Means Therefor" en het Amerikaanse octrooi 4..269.642, verleend aan De Casperis e.a.

Zoals getoond in het Amerikaans octrooischrift 4.233.369 verleend aan Breault e.a., zijn koelersamenstel-len geplaatst in de brandstofcelbatterij voor het koelen 30 van de batterij. Koelfluïdum van een toevoerkamer wordt toegevoerd naar de koelersamenstellen door een toevoerbuis. Het koelfluïdum wordt teruggevoerd van de koeler-samenstellen naar de toevoerkamer via een terugvoerbuis.

Een inlaatverzamelbuis staat in stroomverbinding met 35 de toevoerbuis en een uitlaatverzamelbuis staat in stroomverbinding met de terugvoerbuis, Een aantal koelhuizen bij elk koelersamenstel strekt zich uit parallel tussen 8403733 * ' - 2 - de inlaatverzamelbuis en de uitlaatverzamelbuis en zijn geplaatst in het koelersamenstel. Het koelersamenstel is door middel van kanalen in staat om de koelhuizen te ontvangen.

5 De vermogensuitgang van de batterij kan worden verhoogd door elektrochemische cellen toe te voegen aan de batterij. De extra cellen verhogen de lengte van de cellenbatterij. Als de lengte van de cellenbatterij toeneemt, worden de toevoer en terugvoerbuis verlengd, 10 teneinde koelfluïdum te brengen naar de extra koelersamen-stellen. De toename in lengte van de buizen veroorzaakt een toename in het verlies van druk, dat wordt ondervonderi door het fluïdum, als het fluïdum stroomt tussen de eerste verzamelbuis en de laatste verzamelbuis. Het juist 15 dimensioneren van de toevoer en terugvoerbuizen kan ongeveer gelijke totaaldrukverliezen voortbrengen in beide buizen. Naarmate de buizen langer worden, resulteren de verschillende stroomkarakteristieken in elke buis in ongelijke drukgradiënten over sommige gebieden, en veroor-20 zaken in sómmige gevallen een inadequate stroornhoeveel-heid aan sommige verzamelbuizen en overmatige stroom-hoeveelheid aan andere verzamelbuizen. Deze conditie van ongelijke stromen tussen verzamelbuizen wordt aangeduid als stroommisverdeling, 25 Stroommisverdeling van koeler tot koeler kan tevens het gevolg zijn van variaties in warmtebelastingen tussen koelersamenstellen als gevolg van variaties in celprestatie en als gevolg van variaties in stroomdwars-doorsnede ten gevolge van de afzetting van opgeloste 30 stoffen en gesuspendeerde deeltjes. Stroommisverdeling kan tevens optreden binnen een koeler, waarvan de buizen georiënteerd zijn in een parallelle stroomconfiguratie zoals boven beschreven als gevolg van variaties in plaatselijke warmtebelastingen, welke resulteren van variaties 35 in stroomdichtheid over de cel.

Eén methode om het probleem van stroommisverde-ling op te lossen in het verhogen van de veldweerstand in het samenstel, dat wil zeggen de stroomweerstand tussen het midden van de toevoerbuis en het midden van 40 de terugvoerbuis, zodat variaties in stroomweerstand 8403733 - 3 - * * tussen de eerste verzamelbuis *en de laatste verzamelbuis onbelangrijk worden in vergelijking met de veldweerstand. Stroomweerstand neemt bijvoorbeeld toe door een opening, die een diameter heeft, welke veel kleiner is dan de 5 diameter van de buizen. Recente proeven hebben getoond, dat zulke kleine openingen de neiging tot verstoppen vertonen in systemen, waarbij een koelmiddel zoals water wordt gebruikt vanwege de opgeloste stoffen of deeltjes in het koelmiddel, welke afzettingen vormen aan de wanden 10 van de openingen. Eén oplossing is het verschaffen van een koel fluïdum, dat wordt behandeld voor het verwijderen van de opgeloste stoffen en deeltjes. Toch zijn er veel situaties, waarbij de zuiverheid van een dergelijk koelmiddel beperkt is door economische of fysische redenen.

15 Daarom bestaat er een behoefte naar een koelsysteem dat het probleem van verstoppen vermijdt, en tegelijk het probleem vermijdt van stroommisverdeling tussen koeler-samenstellen.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt nu een 20 koelsysteem voorgesteld met koelersamenstellen voor een elektrochemische cellènbatterij, omvattende een toeverbuis, een terugvoerbuis en een aantal leidingen voor koelfluïdum, die zich uitstrekken tussen de buizen, waarbij elk van de leidingen gevormd is van een stel koelhuizen, die in 25 serie aan elkaar verbonden zijn in een seriestroomcommuni-catie voor het vormen van een kronkelige weg voor het koelfluïdum door het geassocieerde koelersamenstel.

Een primair kenmerk van de onderhavige uitvinding is een systeem met een aantal koelersamenstellen voor het 30 afvoeren van de warmte van de wanttteproducerende cellen van een elektrochemische cellenbatterij. Het systeem omvat een toevoerbuis en een terugvoerbuis, Een ander aspect is een aantal leidingen, die zich uitstrekken tussen de toevoerbuis en de terugvoerbuis. Elke leiding is aangebracht in een 35 geassocieerd koelersamenstel. Elke leiding bestaat uit een stel koelhuizen. Elke koelhuis strekt zich dwars uit over de celhatterij van ëên zijde van het koelersamenstel naar de andere. De buizen staan in fluïdumverbinding met de toevoerbuis en de terugvoerbuis en staan in seriestroom-40 verbinding met elkaar voor het vormen van een kronkelige 8403733 ‘ - 4 - stroomweg voor het koelfluldum, Eén aspect is de stroom-weerstandskarakteristiek van de leiding, welke resulteert uit de kronkelige aard van de stroomweg voor het koelfluldum, Een aspect van één uitvoering is de hydraulische 5 diameter van de leiding tussen het midden van de terug-voerbuis en.het midden van de toevoerbuis, waarvan de minimum-waarde ongeveer gelijk is aan drievierde van de gemiddelde hydraulische diameter van de koelhuizen.

Bij één uitvoering is· een kenmerk een Koelsysteem met 10 twee stellen leidingen. Elk stel leidingen heeft een stel koelhuizen aan elk koelersamenstel tussenverweven met een stel koelhuizen van het andere stel leidingen. Bij één uitvoering is een kenmerk een continue buis, die zich uitstrekt van de toevoerbuis naar de terugvoerbuis en 15 een diëlektrische connector, die de leiding verbindt naar de terugkeerbuis,

Een primair voordeel van de onderhavige uitvinding is de mogelijkheid van het koelsysteem om koelfluldum te gebruiken, dat stoffen en deeltjes bevat, gesuspendeerd 20 en opgelost in het fluïdum, bijvoorbeeld water, voor uit-gestr-ekte tijdsperiode zonder dat het koelsysteem daardoor komt uit te vallen. Dit is het gevo'lg van het vermijden van stroomregelopeningen van kleine diameter, terwijl een ongewenste verdeling van koelfluldum tussen stellen koel-25 buizen wordt voorkomen door gebruik te maken van de stroomweerstandskarakteristiek van de koelhuizen, teneinde de verdeling van de stroom in balans te houden. Bij één uitvoering is een voordeel de betrouwbaarheid en eenvoud van constructie, welke het gevolg is van het weglaten 30 van koelverzamelhuizen, aangesloten aan de toevoerbuis en de terugvoerbuis en multiple verbindingen tussen de ver-zamelhuizen en de buizen door gebruik te maken van een enkele leiding met in serie communicerende koelhuizen, waarvan door elke buis al het koelfluldum stroomt, dat 35 de leiding binnenkomt. Bij één uitvoering is een voordeel de uniformiteit in temperatuurgradiënten en warmteflux tussen de warmteproducerende cellen en het koelersamenstel, hetgeen hét gevolg is van het verschaffen van twee leidingen met tussenverweven koelhuizen in een tegenstroom-40 relatie.

8403733 # * - 5 -

De voorgaande kenmerken en·· voordelen van de onderhavige uitvinding zullen thans nader worden toegelicht aan de hand van de volgende gedetailleerde beschrijving van uitvoeringsvormen van de uitvinding onder verwijzing 5 naar de tekening. In de tekening toont: fig. 1 een gedeeltelijk aanzicht in perspectief van een brandstofcellenbatterijsamenstel met een deel van het samenstel weggebroken, teneinde een deel van het systeem te laten zien, 10 fig. 2 een vergroot aanzicht van een deel van het brandstofcelbatterijsamenstel, getoond in fig, 1, fig. 3 een schematische illustratie van een koelersamenstel van de brandstofbatterij, getoond in fig. 1, fig. 4 een alternatieve uitvoering van het 15 brandstofcellenbatterijsamenstel, getoond in fig. 1, en fig. 5 een schematische illustratie van een koelersamenstel van de brandstofcellenbatterij, getoond in fig, 4.

Fig, 1 toont een deel van een elektrochemische 20 cellenbatterijsamenstel 10 van het brandstofceltype.

Het batterijsamenstel omvat een brandstofcellenbatterij 12 en vier reactiegasverdeelstukken 14, 16, 18 en 20.

Elk reactiegasverdeelstuk bedekt één van de oppervlakken van de batterij. Verdeelstuk 14 is het inlaatverdeel-25 stuk voor brandstof. Verdeelstuk 16 is het uitlaatverdeel-stuk voor brandstof. Verdeelstuk 18 is het inlaatverdeel-stuk voor het oxydatiemiddel, lucht. Verdeelstuk 20 is het uitlaatverdeelstuk voor het oxydatiemiddel. Deze verdeel-stukken zijn dicht aangedrukt in een afdichtende relatie 30 tegen de vlakken van de batterij door een aantal banden 22.

Het brandstof cellenbatterij samenstel 10 omvat een koelsysteem 24 voor het lelden van koelfluïdum van een fluïdumbron (niet getoond] naar een afvoergebied (niet getoond!. Het koelsysteem omvat een middel voor het 35 circuleren van het koelfluïdum, een toevoerbuis 26, een terugvoerbuis 28, en een aantal koelersamenstellen, zoals - gerepresenteerd door het enkele koelersamenstel 30,

Een aantal leidingen voor koelfluïdum strekken zich uit tussen de buizen zoals gerepresenteerd door de enkele 40 leiding 32, De leidingen zijn regelmatig over een afstand 8403733 - 6 - verdeeld over de lengte van de batterij zoals weergegeven door de stippellijnen, welke de leidingen tonen, verbonden --met de toevoerbuis. Elke leiding is aangebracht in een geassocieerd koelersamenstel, 5 Fig. 2 toont een meer gedetailleerd aanzicht van het brandstofcellenbatterijsamenstel 10, getoond in fig. 1. De brandstofcellenbatterij omvat een aantal brandstofcellen 34, tezamen gerangschikt voor het vormen van de batterij. Een voor gas ondoordringbare separatorplaat 36 10 of een koelersamenstel 30 strekt zich uit tüssen elk paar brandstofcellen. Elk koelersamenstel omvat een voor gas ondoordringbare separatorplaat 36', die identiek is aan de separatorplaat 36, teneinde te zorgen voor een voor gas ondoordringbare laag. In deze als voorbeeld getoonde 15 uitvoering zijn de platen 36, 36' 0,84 mm dik, ongeveer 50,8 cm lang en ongeveer 50,8 cm breed.

De basisbrandstofcelconstructie is dezelfde als die, getoond in en beschreven in het in gemeenschappelijk bezit zijnde Amerikaanse octrooi 4.115,627, verleend 20 aan Christner e.a., getiteld "Electrochemical Cell

Comprising A Ribbed Electrode Substrate", dat hier is geïncorporeerd door referentie. Elke brandstofcel 34 omvat een dunne matrixlaag 38 voor het bevatten van elektroliet.

De matrixlaag heeft een anode-elektrode 42 geplaatst aan 25 êën zijde en een kathode-elektrode 44 geplaatst aan de andere zijde, Een fosforzuur-elektroliet is aangebracht in de matrixlaag tussen de anocte-en kathode-elektroden.

De anode-elektrode omvat een substraat 46, dat ongeveer 2,03 mm dik is, vezelachtig is en poreus voor de door-30 gang van gas. Het substraat heeft een vlak oppervlak 48, dat is toegekeerd naar de matrixlaag 38, Een dunne laag katalysator (niet getoond} is aangebracht op het vlakke oppervlak. De katalysatorlaag heeft bij voorkeur een dikte van 50,8 yam tot 127 yam. Het substraat heeft 35 een tweede oppervlak 52. Een aantal ribben 54 steken naar buiten uit van het tweede oppervlak en zijn op onderlinge afstand gelegen, waardoor daartussen een aantal groeven 56 wordt overgelaten. Deze groeven strekken zich uit over de cel voor het brengen van het brandstofinlaatverdeel-40 stuk 14. in fluïdumcommunicatie met het brandstofuitlaatver- 8403733 - 7 - ft ♦ deelstuk 15.

De kathode-elektrode 44 is in constructie overeen-komstig aan de anode-elektrode. De khthode-elektrode heeft een kathodesuhstraat 58. Een dunn&laag katalysator is 5 aangebracht op het vlakke oppervlak 62 (niet getoond).

De kathode heeft een tweede vlak 64, Een aantal ribben 66 steken uit van het tweede vlak en zijn onderling op afstand gelegen voor het bepalen van een aantal groeven 68, teneinde het luchtinlaatverdeelstuk 18 in stroomcommunicatie 10 te brengen met het uitlaatverdeelstuk 20 in een richting loodrecht op de brandstofstroom over de anode-elektrode 42.

Elk koelersamenstel 30 is geplaatst tussen een paar brandstofcellen 12. Het koelersamenstel heeft een aantal kanalen 72, die zich uitstrekken door het samenstel, 15 hetgeen het koelersamenstel in staat stelt om een geassocieerde leiding 32 op te nemen. De leiding strekt zich uit tussen de toevoerbuis 26 en de terugvoerbuis 28. Elke leiding omvat een stel koelhuizen 74, geplaatst in de kanalen van het koelersamenstel. Elk stel buizen heeft een 20 ingangskoelbuis 74e, ten minste êën tussengelegen koelhuis 74i en een uittreekoelhuis 74x. Elke koelhuis heeft een inlaat 76, een uitlaat 78 en een gemiddelde hydraulische diameter Dt tussen de inlaat en de uitlaat. De gemiddelde hydraulische diameter is gelijk aan vier maal het buis-25 doorsneestroomoppervlak van de buis, gedeeld door de natte omtrek van de buis.

In elke leiding is de inlaat 76 van de ingangshuis 74e verbonden met en in stroomcommunicatie met de toevoerbuis 26. De uitlaat 78 van de uittreebuis 74x is verbonden 30 met en in stroomcommunicatie met de terugvoerbuis 28.

In de getoonde uitvoering wordt een diëlektrische connector 80, bijvoorbeeld een polytetrafluorethyleenslang, gebruikt voor het verbinden van de uitlaat van de uittree-Buis met de terugvoerbuis voor het onderbreken van de 35 elektrische continuïteit van de leiding. Een tweede diëlektrische connector 80' (niet getoond), wordt gebruikt voor het verbinden van de inlaat van de intreebuis met de toevoerbuis, De inlaat 76 van elke tussengelegen buis is verbonden met en staat in stroomcommunicatie met 40 de uitlaat 78 van een aangrenzende buis.

8403733 8 ~ « *

Zoals getoond in fig'. 3 zijn de uitlaten en inlaten van de buizen in het brandstofuitlaatverdeelstuk 16 verbonden op dezelfde wijze als de uitlaten en inlaten, getoond in het brandstofinlaatverdeelstuk 14. Aldus zijn 5 de koelhuizen 74, die zich uitstrekken tussen de toevoerbuis en de aanvoerbuis in serie verbonden in seriestroom-communicatie voor het verschaffen van een kronkelige stroomweg voor koelfluïdum door het samenstel naar de terugvoerbuis, 10 De toevoerbuis 26, de terugvoerbuis 28 en elke leiding 32 bepalen een stroomweg 82 voor koelfluxdum, welke zich uitstrekt door het koelersamenstel 30. De stroomweg strekt zich uit van het midden Cf van de toevoerbuis :naar het midden Cr van de terugvoerbuis en heeft een minimum 15 hydraulische diameter D^. De minimum hydraulische diameter van de stroomweg is gelijk aan of groter dan drievierde van de gemiddelde hydraulische diameter Dt van de koel-middelbuizen, (D^ > 0,75 Dtl voor het vermijden van stoppen bij de minimum hydraulische diameter van de leiding 20 gedurende langdurige operationele condities, waarbij gebruik gemaakt wordt van een koelmiddel met opgeloste stoffen of deeltjes,

In de fig, 4 en 5 is een alternatieve uitvoering 86 getoond van het koelsysteem 24 voor de elektrochemische 25 cellenbatterij, getoond in fig. 2, welke twee stellen leidingen heeft voor elk koelersamenstel. Het koelsysteem 86 heeft eerste en tweede toevoerbuizen 88, 90 en eerste en tweede terugvoerbuizen 92, 94, Een aantal eerste leidingen, zoals gerepresenteerd door de enkele eerste 30 leiding 96, strekken zich uit tussen de eerste toevoerbuis en de eerste terugvoerbuis. Een aantal tweede leidingen, zoals gerepresenteerd door de enkele tweede leiding 98, strekken zich uit tussen de tweede toevoerbuis en de tweede terugvoerbuis. Elke eerste leiding omvat een eerste 35 stel koelmiddelbuizen 102, verbonden zoals de koelmiddel-buizen, getoond in de uitvoering van fig. 2. Elke tweede leiding omvat een tweede stel koelmiddelbuizen 104, verbonden zoals de koelmiddelbuizen, getoond in de uitvoering van fig. 2, Aldus is in elk koelersamenstel een 40 tweede Stel koelmiddelbuizen 104 aangebracht in kanalen 8403733 - 9 Λ * · 72 aangrenzend aan kanalen 72, die'het eerste stel koelhuizen bevatten, zodat het tweede stel koelhuizen is tussenverweven met het eerste stel koelhuizen. De eerste toevoerbuis 88 is gelegen naast de tweede terugvoerhuis 5 94 en de eerste terugvoerhuis 92 is gelegen ndast de tweede toevoerbuis 90, zodat de koelmiddelstroom in de twee stellen huizen in tegenstroomrelatie verkeert.

Zoals valt te begrijpen, zal het verwisselen van de posities van de toevoerbuis 90 met de terugvoerhuis 94 10 resulteren in een meestroomconstructie, waarbij het fluïdum gedwongen wordt samen parallel te stromen in een serpentinehaan. In toevoeging kunnen zowel de tegen-stroom-als meestroomconstructies beide leidingen verbonden hebben met dezelfde toevoerbuis en beide leidingen 15 verbonden met dezelfde terugvoerhuis»

Tijdens bedrijf van het brandstofcellenbatterij-samenstel 12 worden waterstof (brandstof) en lucht (oxidatiemiddel) elektrochemisch gecombineerd in de brandstofcellenbatterij 12 voor het produceren van 20 élektrisch vermogen en warmteverlies. De warmte wordt overgedragen door de brandstofcellen 34 naar de koeler-samenstellen 30. In deze uitvoering heeft de batterij ongeveer 270 brandstofcellen en een koelersamenstel na elke vijfde cel. Koelmiddelfluïdum stroomt via de 25 toevoerbuis 26 naar de leiding 32, gaande door de koeler-samenstellen en vandaar naar de terugvoerhuis 28.

Warmte wordt overgedragen binnen het koelersamenstel naar het koelfluïdum, dat stroomt in de buizen, Elke koel-middelbuis ontvangt de gehele stroom koelfluïdum, die 30 gaat door de leiding, en heeft een grotere diameter teneinde de stroomsnelheid te accomoderen in vergelijking met buizen, die zich parallel daarmee uitstrekken,

De grotere stroomsnelheid en het grotere oppervlakte-gebied van de koelhuizen verhoogt de capaciteit van 35 de koelhuizen voor het wegnemen van warmte. De stroom- weerstandkarakteristiek van de lange kronkelige stroomweg 82 door de buizen is veel hoger dan de stroomweerstands-karakteristiek van buizen van kortere lengte, die zich parallel uitstrekken. Bijgevolg is de velddrukafval 40 van de ingang 76 van de leiding tot de uitlaat 78 van de 8403733 - IQ - leiding hoog in vergelijking met de 'verschildruk over de toevoerbuis, teneinde te waarborgen, dat elk koelersamenstel-· de toebedeelde hoeveelheid koelfluïdum ontvangt. Kleine variaties in de stroomsnelheid van koelfluïdum zullen 5 bestaan tussen de leidingen, maar als gevolg van de grote . massastroom van koelfluïdum door elke koelmiddelbuis, wordt een onaanvaardbare verdeling van het koelfluïdum tussen de koelersamenstellen vermeden. Aangezien de stroomweg, die zich uitstrekt van het midden van de toevoerbuis naar het 10 midden van de terugvoerbuis geen hydraulische diameters ontmoet kleiner dan drievierde van de hydraulische diameter van de koelhuizen, wordt aangenomen, dat een koelsysteem, dat gebruik maakt van een koelfluïdum met opgeloste en gesuspendeerde deeltjes en stoffen, geen blokkeringen onder-15 vindt van de leiding, zelfs na langdurig bedrijf van de batterij, dat wil zeggen na bedrijf van de batterij gedurende een aantal duizend uur.

Zoals is te begrijpen, kunnen de koelmiddelbuizen onafhankelijk van elkaar worden vervaardigd en integraal 2Q verbonden voor het. vormen van een enkele buis, of kunnen zij worden gevormd uit een enkel lang stuk buis. In elk der gevallen wordt het aantal verbindingen gereduceerd in vergelijking met systemen, welke gebruik maken van ver-zamelbuizen en buizen in een paréllelstroomarrangement.

25 Als gevolg wordt de mogelijkheid op lekkage bij een verbinding vermindert door het reduceren van het aantal verbindingen.

Gedurende bedrijf van het koelsysteem, getoond in fig. 3, stroomt koelfluïdum in de twee verschillende 30 leidingen en tegengestelde richtingen door het koeler- samenstel. Enig verhitten van het koelmiddel in êên leiding, welk optreedt, alvorens het het ’.einde van de leiding bereikt, wordt ongedaan gemaakt door koelerfluïdum in de tweede leiding, dat wordt ingebracht vanaf de andere 35 zijde. Hierdoor worden variaties in temperaturen, die zouden kunnen optreden in de cellen wegens verhitten van het koelfluïdum in de eerste leiding, als het fluïdum passeert door het koelersamenstel, tot een minimum teruggebracht .

40. Hoewel de uitvinding is getoond en beschreven 8403733

J- V

-liaan de hand van gedetailleerde uitvöeringen ervan," zal het de vakman duidelijk zijn, dat verschillende veranderingen in vorm en detail kunnen geschieden zonder daardoor te treden buiten het kader van de uitvinding.

- conclusies - 8403733

Claims

1. Elektrochemische cellenbatterij van het type, dat een aantal warmteproducerende cellen bevat en een » koelsysteem voor de cellen, waarbij het koelsysteem een aantal kóelersamenstellen heeft, onderling op afstand 5 gelegen, waarvan elk is geplaatst tussen een paar warmteproducerende cellen, en door middel van kanalen, die zich daar doorheen uitstrekken, in staat is om koelbuizen op te nemen, waarbij het koelsysteem verder een middel heeft voor het circuleren van koelfluïdum, dat omvat een 1(J toevoerbuis en een terugvoerbuis, gekenmerkt door een aantal leidingen, waarvan elke leiding zich uitstrekt in een geassocieerde koelersamenstel tussen de toevoerbuis en de terugvoerbuis voor het vormen van 15 een stroombaan voor koelfluïdum, welke zich uitstrekt van het midden van een toevoerbuis naar het midden van de terugvoerbuis, en welke een minimum hydraulische diameter heeft, waarbij de leiding een stel koelbuizen heeft, aangebracht in de kanalen van het koelersamenstel, 20 waarbij elke buis een inlaat, een uitlaat en een gemiddelde hydraulische diameter tussen de inlaat en de uitlaat heeft, waarbij elk stel buizen een intreekoelbuis omvat, ten minste ëën tussengelegen koelhuis, en een uittree-koelbuis, 25 waarbij de minimum hydraulische diameter Df van elke stroomweg gelijk is aan of groter dan drievierde van de gemiddelde hydraulische diameter van de genoemde koelbuizen Dt voor het vermijden van verstoppen van de buizen bij de minimale hydraulische diameter van de leiding onder langdurig 30 bedrijf, en waarbij de inlaat van de intreebuis is verbonden met en in stroomcommunicatie met de toevoerbuis, de uitlaat van de uittreebuis is verbonden met en in stroomcommunicatie met de terugvoerbuis, en de inlaat van elke tussen-35 gelegen buis is verbonden met en in stroomcommunicatie met de uitlaat van een aangrenzende buis zodanig, dat de koelbuizen, die zich uitstrekken tussen de toevoerbuis en de aanvoerbuis in serie verbonden zijn in seriestroom- 8403733 • 4* * - 13 - communicatie voor het verschaffen'van een kronkelige stroomweg voor koelfluïdum door een geassocieerd koelersamenstel , welke een stroomweerstandskarakteristiek heeft, die zorgt voor een vastgestelde toevoer van koelfluïdum 5 aan elk koelersamenstel.

2. Elektrochemische cellenbatterij volgens conclusie l,met het kenmerk, dat genoemde toevoerbuis een eerste toevoerbuis is, genoemde terugvoerbuis een eerste terugvoerbuis is, waarbij het genoemde aantal IQ leidingen een aantal eerste leidingen is en elk van genoemde stellen koelmiddelbuizen een stel eerste koelmiddelbuizen is, waarbij de celbatterij verder omvat een tweede toevoerbuis, een tweede terugvoerbuis, en een aantal tweede leidingen, die zich uitstrekken tussen de tweede 15 toevoerbuis en de tweede terugvoerbuis, waarbij elke tweede leiding een stel tweede koelbuizen omvat in seriestroom-communicatie, en waarbij bij elk koelersamenstel elke buis van het geassocieerde tweede stel koelmiddelbuizen is aangebracht in het koelersamenstel aangrenzend aan een 2Q koelhuis van het eerste stel koelbuizen, zodat de koelbuizen van het tweede stel afwisselen met koelbuizen van het eerste stel op tussenverweven wijze.

3. Elektrochemische cellenbatterij volgens conclusie ij, met het kenmerk, dat genoemde toevoerbuis 25 een eerste toevoerbuis is, genoemde terugvoerbuis een eerste terugvoerbuis is, waarbij het genoemde aantal leidingen een aantal eerste leidingen is en elk van genoemde stellen koelmiddelbuizen een stel eerste koelmiddelbuizen is, waarbij de cellenbatterij verder omvat een aantal 3Q tweede leidingen, die zich uitstrekken tussen de eerste toevoerbuis en de eerste terugvoerbuis, waarbij elke tweede leiding een stel tweede koelbuizen omvat in serie- stroomcommunicatie, en waarbij bij elk koelersamenstel elke buis van het geassocieerde tweede stel koelmiddel- 35 buizen is geplaatst in het koelersamenstel aangrenzend aan een koelhuis van het eerste stel koelbuizen, zodanig, * dat de koelbuizen van het tweede stel afwisselen met koelbuizen van het eerste stel op tussenverweven wijze. 8403733 > - 14 -

4. Elektrochemische cellenbatterij volgens conclusie ·__ 1, m e t het kenmerk, dat ten minste ëên koelersamenstel de intreekoelbuis van het eerste stel aangrenzend heeft aan de uittreekoelbuis van het tweede 5 stel, en de uittreekoelbuis van het eerste stel aangrenzend aan de intreebuis van het tweede stel, zodat de eerste leiding en de tweede leiding in staat zijn om koelfluïdum te laten stromen in tegengestelde richtingen.

5» Elektrochemische cellenbatterij volgens conclusie IQ 3, met het kenmerk, dat ten minste êën koelersamenstel de intreekoelbuis van het eerste stel aangrenzend heeft aan de uittreekoelbuis van het tweede stel, en de uittreekoelbuis van het eerste stel aangrenzend aan de intreebuis van het tweede stel, zodat de eerste 15 leiding en de tweede leiding in staan zijn om koelfluïdum te laten stromen in tegenovergestelde richtingen.

6* Elektrochemische cellenbatterij volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de uitlaat van elke tussengelegen koelhuis is verbartden via een gebogen 20 hulpstuk met de inlaat van een geassocieerde koelhuis.

7. Elektrochemische cellenbatterij volgens conclusie 6,met het kenmer k,dat de koelhuizen zijn gevormd als een integrale struktuur,

8. Elektrochemischë. cellenbatterij volgens conclusie 25 l,met het kenmerk, dat het stél koelmiddel- huizen zijn gevormd door een enkel, axiaal ononderbroken stuk buis met bochten, welke de koelhuizen verbinden.

9. Elektrochemische cellenbatterij volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de dwarsdoorsnedevorm 30. van tenminste ëên stel koelhuizen cirkelvorraig is, * · IQ, Elektrochemische cellenbatterij volgens conclusie 9,met het kenmerk, dat de batterij een aantal diëlektrische connectoren heeft, die zich elk uitstrekken tussen de inlaat van een geassocieerde intree- 8403733 φ ~ JL5 -. f koelhuis en de toevoerbuis en de üi'tlaat van een geassocieerde uittreebuis en dë terugvoerbuis voor het verschaffen van een elektrisch niet geleidende verbinding tussen de leiding en zowel de uittreebuis als de toevoerbuis. mm mm mm mi tyi " — "H1·· ™ 1-1 C 8403733