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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2076405

DC-Stromversorgungssysteme

DC-Stromversorgungssysteme

Name des Erfinders: Cheliabinsk VF
Der Name des Patentinhabers: Rocket and Space Corporation "Energia" im.S.P.Koroleva
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1993.11.09

Verbrauch: Stromversorgungssysteme von Gleichstrom, einen absoluten Ausschluss jeglicher Spannungsschwankungen, unvorhergesehene Störungen, lässig und erhebliche Schwankungen in der Versorgungsspannung (einschließlich einem plötzlichen Stromausfall) bereitstellt. Das erfindungsgemässe System DC-Stromversorgung umfasst Elektrolysezellen und Brennstoffzellen, die miteinander durch gemeinsame Wasserstoff- und Sauerstoffkanälen sind die Elektroden der Elektrolysezellen mit einer Gleichstromquelle und den Brennstoffzellenelektroden - eine Gleichstromverbraucher, und es ist mit einem Regler versehen Gleichspannung, Drucksensor mit Analog- und Relaisausgänge, Lüfter und Schaltelemente in den Ketten Einschlusses des Lüfters, Heizung, Kühler und Wasserspeicher, als auch, und Druckreglern und Zylindern, die mit den Hohlräumen der Wasserstoff und Sauerstoff Kanäle wird die Konstantspannungsregler zwischen der Source DC-Elektroden-Elektrolysezelle, wobei der Drucksensor in dem Hohlraum des Wasserstoff- oder Sauerstoffkanals, dessen Analogausgang mit dem Signaleingang des Reglers DC, und das Relais montiert ist, - an die Eingänge der Schaltelemente zu steuern, wird der Ventilator auf dem Wasserstoffkanal angebracht ist, einen geschlossenen Kreislauf bilden, in dem sequentiell miteinander verbundenen Heizer und Kühler Wassertank.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Gleichstromquelle, nämlich die Systemstromversorgung DC auf Wasserstoff und Sauerstoff aus alkalischen oder sauren Elektrolyten betrieben wird .

Bekannt DC Stromversorgungssystem [1], bestehend aus Brennstoff strukturell ausgerichteten Elemente in dem Gehäuse angeordnet und miteinander verbunden sind durch gemeinsame Sauerstoffhohlräume und Wasserstoff, wobei die Brennstoffzellen mit einer Gleichstromverbraucher angeschlossen sind.

Der Nachteil ist die Unfähigkeit, Stromspeicher-Analog, das heißt das Stromversorgungssystem nicht als Stromverbraucher arbeiten kann.

Die nächstgelegene technische Lösung als Prototyp angenommen wurde, ist ein Gerät [2], bestehend aus den Elektrolysezellen und Brennstoff in einem einzigen Körper angeordneten Zellen und die miteinander verbunden sind durch eine gemeinsame Sauerstoff und Wasserstoff-Kanäle.

Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der analogen, dass es die Akkumulation der Gleichstrom ermöglicht.

Der Nachteil des Prototyps besteht darin, dass es nicht unterbrechungsfreie Strom stellt an die Last, dh das Gerät nach dem Stand der Technik eingestellt ist, berechnet, dann ausgetragen und nicht gleichzeitig geladen und entladen werden kann. Dies ist, wie Sie absolute galvanische Trennung von der Primärenergiequelle zur Verfügung stellen kann.

Somit ist die Aufgabe der neuen technischen Lösung die Schaffung eines Systems der Macht, die mit einer absoluten Trennung von der primären Stromquelle der Stromverbraucher zur Verfügung gestellt wird (vor allem zu den komplexesten Funktechnik Geräte, Automatisierungsgeräte, spezielle Programmiersysteme, und so weiter. D.).

Das technische Ergebnis, das Problem zu lösen, war die Schaffung eines Energieversorgungssystems von DC, die die Verbraucher absolute galvanische Trennung bietet von der unerwartetsten und unvorhergesehene Welligkeit, unberechenbar Tapeten, einschließlich plötzliche Abschaltung von Strom für eine recht lange Zeit.

Für diese Stromversorgung DC-System, umfassend Elektrolysezellen und Brennstoffzellen, die miteinander durch gemeinsame Wasserstoff- und Sauerstoffkanälen, wobei die Elektroden der Elektrolysezellen mit einer Gleichstromquelle verbunden sind und die Elektroden von Brennstoffzellen für die Gleichstromleistung an den Verbraucher mit einem Regler Gleichspannung vorgesehen ist, Drucksensor mit Analog- und Relaisausgänge, Lüfter und Schaltelemente in der Fan-Schaltkreisen, sondern auch eine Heizung, Kühlwasser, Druckregler und Zylinder, in die Hohlräume der Wasserstoff- und Sauerstoff-Kanäle verbunden sind, wird die Konstantspannungsregler zwischen der Konstantstromquelle und den Elektroden der Elektrolyse verbunden Zelle, ein Drucksensor in dem Hohlraum des Wasserstoff- oder Sauerstoffkanal montiert ist, dessen Analogausgang mit dem Signaleingang der Steuereinheit DC verbunden, und das Relais an die Steuereingänge der Schaltelemente wird der Ventilator auf dem Wasserstoffkanal angebracht ist, einen geschlossenen Kreislauf bildet, der zwischen einem Heizelement in Reihe geschaltet sind, Kühler und Wassertank.

In dem vorgeschlagenen System wird der positive Effekt erreicht, dass die Primär- und Sekundärkreis des Stromnetzes vorgeschlagen DC vollständig getrennt. Der Primärkreislauf speist die Elektrolysezelle durch Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu zersetzen, und die Sekundärschaltung empfängt Elektrizität von Brennstoffzellen, die diese Gase verbrauchen. Auf diese Weise können Sie einen Überschuss von Strom zu akkumulieren. Dies ist ein Anstieg der Gasdruck auf die Hohlräume einer bestimmten maximalen vorbestimmten Wert ist, und dann, wenn die Last abgeschaltet ist, wird das System von dem primären Netzwerk getrennt und beginnt als primäre elektrische Stromquelle zu betreiben. Durch den Drucksystems verringert wird wie bei einem herkömmlichen Transformator betrieben, um die Gleichspannung zu stabilisieren.

DC-Stromversorgungssysteme

Gleichstromversorgungssystem besteht aus einem Gehäuse 1, in welcher zwei Elektrolysezellen und Brennstoffzellen angeordnet sind, 3. Jede Elektrolysezelle 2 weist eine Anode 4, die Kathode 5 und die Membran 6 der Kapillare, wobei die Alkalikonzentration von 20.45% gefüllt sind in einem Abschnitt angeordnet, die zwei getrennten Hohlräumen eine davon ist in Kontakt mit der Anode 7, 8 und andererseits mit der Kathode. Jede Brennstoffeinheit 3 ​​besteht aus einer Anode 9, die Kathode 10 und die Kapillarmembranen 11 in dem Abschnitt platziert zwei isolierten Hohlraum enthält, von denen eine in Kontakt mit der Anode 12 und der andere 13 mit der Kathode ist. Die Anodenhohlräume 7 und 12 sind in einem Sauerstoffkanal 14 in Verbindung und der Kathode 8 und dem Hohlraum 13 in den Wasserstoffkanäle 15, 16. Die Wasserstoffkanäle 15 und 16 bilden einen geschlossenen Kreislauf, der ein Gebläse 17. Der Kanal enthält 16 ein Wasserstoffdrucksensor 18, beispielsweise befestigt ist, Faltenbalg mit analogen und Relaisausgänge. Der erste Signaleingabeelemente 20, an die Gleichspannungsregler 19 und steuert die zweite Schalt 17 verbunden Der Ventilator umfasst sequentielles 21 Erhitzer installiert Wasserstoffkreislauf, einem Kühler 22, 23 fahren, die aus einer Matrix mit einer Lösung von KOH gefüllt. Durch die 24 Wasserstoffkreislauf mit einem Druckregler 25 verbunden ist Tanks und Sauerstoff zu den Kanälen sind, einen Druckregler 26 und dem Ballon 27 verbunden.

Vorrichtung arbeitet wie folgt

Wenn die Spannung von der Spannungsversorgung U Rin durch den Konstantspannungsregler 19 an die Elektroden 4 und 5 angelegt wird, ist das Wasser eine alkalische Lösung, die die Kapillarmembran 6 Elektrolysezellen 2 füllt, in Wasserstoff zu zersetzen beginnt, der die Wasserstoff Hohlraum 8 eintritt, 13 Kanäle 15, 16 und Sauerstoff die Sauerstoff tritt in den Hohlraum 7, 12 und Kanal 14, wodurch der durch den Drucksensor erfaßte Druckerhöhungs 18. das Analogsignal vom Sensor 18 mit dem Signaleingangsgleichspannungsregler 19 zugeführt und steuert den Betrag durch eine konstante Spannung an den Elektroden 4 zugeführt wird, 5 Elektrolysezellen 2. Auf einen vorbestimmten Druck erreicht, und der Lüfter 17 angeschlossenen elektrischen Last. Aufnahme des Lüfters und der Last durchgeführt wird, indem das Schaltelement 20. Wenn die elektrische Last der Brennstoffzelle Verbindungs ​​3 tritt Sauerstoff Regeneration und Wasserstoff in dem Wasser, das von einem alkalischen Elektrolyten absorbiert wird Füllen der kapillaren Membran 11 und den Elektroden der Brennstoffzelle konstant EMF erscheint. Der Druck in den Gaskanälen und beginnt 18 aus Druckwandler Drop empfängt ein Signal an den Spannungsregler 19 bzw. die Spannung der Elektrolysezelle zugeführt zu verändern.

Akkumulation von Elektrizität in der vorgeschlagenen Vorrichtung arbeitet wie folgt.

Stromverbrauch von überschüssigen Gasen, hergestellt durch Elektrolysezellen auf, die durch Druckregulatoren 24 und 26 ist mit den Zylindern 25 (Wasserstoff) zugeführt und 27 (Sauerstoff) durch Reduzieren. Somit bei Bedarf eine Heizung 21 ist enthalten, die zum einen den Druck der Gase zu erhöhen, ermöglicht es durch Erhöhung der Temperatur und andererseits ein trockenes Gemisch aus Wasserdampf zu machen Fluten der Brennstoffzelle zu verhindern. Aufgrund der Tatsache, dass das Wasser in der Elektrolysezelle in Sauerstoff und Wasserstoff zersetzt, erhöht die Konzentration von KOH in elektrolytischen Zellen Matrices. Dies führt zu einer Störung der Wasserdampfdruck im Gleichgewicht Matrizen Elektrolysezellen und Matrixwassertank 23. Daher Dampf-Gemisch am Eingang zum Wassertank mehr entwässert kommt und undichte durch die Matrix Wassertank, mit Alkali befüllt, mit Wasserdampf gesättigt. Dampf befeuchtete Mischung aus dem Speicher austritt, wird in die Elektrolysezelle zugeführt. Somit wird das Wasser, wenn die Übertragungsvorrichtung in dem Fall durchgeführt, um den Stromverbrauch zu reduzieren.

Im Falle eines starken Anstieg der Stromverbrauch als mit der Primärenergiequelle der Wasserstofftanks 25 verglichen und der Sauerstoff kommt aus dem Zylinder 27 zu den Brennstoffzellen. Brennstoffzellen erzeugen, wobei überschüssige Feuchtigkeit, die durch das Gebläse 17 mit dem Sammlerwasser 23. In Folge der Tatsache ist, weggeführt, dass das Wasser während der elektrochemischen Reaktion gebildet wird, was zu niedrigeren Konzentrationen von KOH in den Matrizen der Brennstoffzellen, gestörten Gleichgewicht zwischen Wasserdampfdruck über der Lösung in den Matrices von KOH Brennstoffzellen und Wassertank. Dampf-Gemisch, gesättigt mit Wasserdampf, Wasser wird zu dem Antriebseingang zugeführt wird, wobei ein Teil der Matrix in Wasser, entwässert und zu den Brennstoffzellen zugeführt. Somit gibt es einen Transfer von Wasser aus dem Brennstoffzellenstapel in dem Wassertank, wobei die Konzentration an KOH in Wasser-Lagerung und die Elektrolysezellen und Brennstoffzellen in dem gleichen Satz. Um die Aufnahme von Wasser umfassen Prozesskühlung 22 zu verstärken.

Das Gerät ermöglicht es Ihnen, eine ziemlich breite Palette von Energiespeicher zu haben, wenn die Regelung der Ausgangsspannung.

Gekennzeichnet Vorteile bietet hohe Störsicherheit der Ausgangsspannung, die eine weitverbreitete Verwendung der Vorrichtung für die Zufuhr von Mess- und Recheneinrichtungen, autonome on-Board-Systeme und andere. Es ist erwähnenswert, die Einfachheit und die Zuverlässigkeit des Elements Basis, auf der die Vorrichtung aufgebaut ist.

FORDERUNGEN

Netzteil DC-System Elektrolysezellen und Brennstoffzellen, umfassend, miteinander verbunden durch gemeinsame Wasserstoff- und Sauerstoffkanälen, wobei die Elektroden der Elektrolysezellen mit einer Gleichstromversorgung verbunden sind und die Elektroden von Brennstoffzellen für den Gleichstromverbraucher, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Regler versehen ist, Gleichspannung, Drucksensor mit Analog- und Relaisausgänge, Lüfter und Schaltelemente in den Ketten Einschlusses des Lüfters, Heizung, Kühler und Wasserspeicher, als auch, und Druckreglern und Zylindern, die mit den Hohlräumen der Wasserstoff und Sauerstoff Kanäle wird die Konstantspannungsregler zwischen der Source DC-Elektroden-Elektrolysezelle, wobei der Drucksensor in dem Hohlraum des Wasserstoff- oder Sauerstoffkanals, dessen Analogausgang mit dem Signaleingang des Reglers DC, und das Relais an die Steuereingänge der Schaltelemente verbunden montiert ist, wird der Ventilator auf dem Wasserstoffkanal angebracht ist, einen geschlossenen Kreislauf bildet, der der Reihe nach miteinander verbundene Heizer und Kühler Wassertank.

Druckversion
Erscheinungsdatum 10.02.2007gg