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invention
Fédération de Russie Patent RU2076405

DC systèmes d'alimentation

DC systèmes d'alimentation

Nom de l'inventeur: Cheliabinsk VF
Le nom du titulaire du brevet: Rocket and Space Corporation "Energia" im.S.P.Koroleva
Adresse de correspondance:
Date de début du brevet: 09.11.1993

Utilisation: systèmes d'alimentation électrique de courant continu, fournissant une exclusion absolue des fluctuations de tension, les perturbations imprévues, les fluctuations occasionnelles et significatives de la tension d'alimentation (y compris une panne de courant soudaine). L'alimentation du système selon l'invention à courant continu comprend des cellules d'électrolyse et les piles à combustible reliées entre elles par des canaux d'hydrogène et d'oxygène communs, les électrodes des cellules d'électrolyse sont reliées à une source d'alimentation en courant continu et les électrodes des piles à combustible - un consommateur de courant continu, et il est muni d'un régulateur tension continue, capteur de pression avec analogiques et sorties relais, ventilateur et éléments de commutation dans les chaînes inclusion du ventilateur, chauffe, refroidisseur et stockage de l'eau, ainsi, et les régulateurs de pression et les cylindres, reliés aux cavités des canaux d'hydrogène et d'oxygène, le régulateur de tension constante est connecté entre la source cellule d'électrolyse à courant continu-électrode, le capteur de pression est monté dans la cavité de l'hydrogène ou un canal d'oxygène, sa sortie analogique reliée à l'entrée de signal du dispositif de commande à courant continu, et du relais - aux entrées de commande des éléments de commutation, le ventilateur est monté sur le canal d'hydrogène, en formant une boucle de circulation fermée dans laquelle chauffe séquentielle interconnecté et refroidisseur réservoir d'eau.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à une source d'alimentation en courant continu, à savoir la puissance du système d' alimentation à courant continu fonctionnant à l' hydrogène et l' oxygène de l' électrolyte alcalin ou acide.

système connu d'alimentation CC [1] comprenant des éléments combustibles structurellement alignés disposés dans le boîtier et reliées entre elles par des cavités et de l'hydrogène en oxygène communs, dans lequel les piles à combustible sont raccordés à un consommateur de courant continu.

L'inconvénient est l'incapacité analogique stockage de l'électricité, à savoir le système d'alimentation ne peut pas fonctionner en tant que consommateur d'électricité.

La solution technique adoptée comme le plus proche du prototype, un dispositif [2], constitué par les cellules d'électrolyse et les piles à combustible disposées dans un seul corps et reliés entre eux par des canaux communs d'oxygène et d'hydrogène.

Cet appareil diffère de l'analogue en ce qu'elle permet l'accumulation de la puissance en courant continu.

L'inconvénient du prototype est qu'il ne fournit pas d'alimentation sans interruption à la charge, à savoir le dispositif est présenté dans l'art antérieur, il est chargé, puis déchargé et ne peut pas être en même temps chargé et déchargé. Voici comment vous pouvez fournir une isolation électrique absolue à partir de la source d'énergie primaire.

Ainsi, la tâche de la nouvelle solution technique est la création d'un système de pouvoir, qui est pourvu d'un isolement absolu de la source de courant primaire des consommateurs d'électricité (en particulier les dispositifs les plus complexes d'ingénierie radio, des unités d'automatisation, systèmes de programmation spéciaux, et ainsi de suite. D.).

Le résultat technique de résoudre le problème a été la création d'un système d'alimentation de courant continu, qui offre aux consommateurs absolus d'isolement électrique de l'ondulation la plus inattendue et imprévue, papier peint imprévisible, y compris la déconnexion soudaine de l'électricité pour un temps assez long.

Pour ce bloc d'alimentation du système à courant continu, comprenant des cellules d'électrolyse et les piles à combustible reliées entre elles par des canaux d'hydrogène et d'oxygène communs, les électrodes des cellules d'électrolyse sont reliées à une source de courant continu et les électrodes des piles à combustible pour l'alimentation en courant continu au consommateur est muni d'un régulateur de tension à courant continu, capteur de pression analogiques et des sorties relais, d'un ventilateur et d'éléments de commutation dans le ventilateur de circuits de commutation, mais aussi un dispositif de chauffage, de l'eau de refroidissement, des régulateurs de pression et les cylindres, reliés aux cavités des canaux d'hydrogène et d'oxygène, le régulateur de tension constante est connecté entre la source de courant constant et les électrodes de l'électrolyse, cellule, un capteur de pression monté dans la cavité du canal d'hydrogène ou de l'oxygène, sa sortie analogique reliée à l'entrée de signal du dispositif de commande à courant continu, et le relais aux entrées de commande des éléments de commutation, le ventilateur est monté sur le canal d'hydrogène, formant un circuit de circulation fermé, qui sont connectés en série entre un dispositif de chauffage refroidisseur et réservoir d'eau.

Dans le système proposé, l'effet positif est obtenu en ce que le circuit primaire et secondaire du système d'alimentation électrique à courant continu proposé complètement séparé. Le circuit primaire alimente la cellule électrolytique par décomposition de l'eau en oxygène et d'hydrogène, et le circuit secondaire reçoit l'électricité à partir des piles à combustible qui consomment ces gaz. Cela vous permet d'accumuler un surplus d'électricité. Ceci est une augmentation de la pression de gaz dans les cavités d'une certaine valeur maximale prédéterminée, et si la charge est déconnectée, le système est déconnecté du réseau primaire et commence à fonctionner en tant que source primaire d'énergie électrique. En réduisant le système de pression fonctionne comme un transformateur conventionnel, la stabilisation de la tension continue.

DC systèmes d'alimentation

DC système d'alimentation électrique se compose d'un boîtier 1 dans lequel sont placés deux cellules d'électrolyse et les piles à combustible 3. Chaque cuve d'électrolyse 2 comprend une anode 4, la cathode 5 et la membrane 6 du capillaire, rempli de la concentration en substance alcaline de 20,45%, sont placées dans une section comportant deux cavités séparées dont l'un est en contact avec l'anode 7, 8 et l'autre avec la cathode. Chaque unité de combustible 3 est constituée d'une anode 9, la cathode 10 et les membranes capillaires 11 placées dans la section contenant deux cavités isolées, dont l'un est en contact avec l'anode 12 et l'autre 13 à la cathode. Les cavités d'anode 7 et 12 sont combinés dans un canal d'oxygène 14 et la cathode 8 et la cavité 13 dans les canaux d'hydrogène 15, 16. Les canaux d'hydrogène 15 et 16 forment un circuit fermé qui comprend un ventilateur 17. Le conduit 16 est monté un capteur de pression d'hydrogène 18, par exemple, soufflet avec analogiques et sorties relais. La première entrée de signal connectée au régulateur de tension en courant continu 19 et commande les seconds éléments de commutation 20, 17. Le ventilateur comprenant le circuit d'hydrogène séquentiellement réchauffeur 21, un dispositif de refroidissement 22 installé, commande 23, constitué d'une matrice remplie d'une solution de KOH. Par le circuit d'hydrogène 24 est relié à un régulateur de pression 25 et des réservoirs d'oxygène pour les canaux sont connectés un régulateur de pression 26 et le ballon 27.

Dispositif fonctionne comme suit

Lorsque la tension est appliquée à partir de la tension d' alimentation U Rin à travers le régulateur de tension constante 19 aux électrodes 4 et 5, l'eau est une solution alcaline qui remplit le capillaire membrane 6 cellules d'électrolyse 2, commence à se décomposer en hydrogène, qui pénètre dans la cavité d'hydrogène , 8, 13 canaux 15, 16 et de l' oxygène laquelle l'oxygène pénètre dans la cavité 7, 12 et le canal 14, augmentant ainsi la pression détectée par le capteur de pression 18. le signal analogique provenant du capteur 18 est appliqué à l'entrée de signal de courant continu régulateur de tension 19 et commande la quantité grâce à une tension constante délivrée aux électrodes 4, 5 cellules d'électrolyse 2. Après avoir atteint une pression prédéterminée, et le ventilateur 17 charge électrique connecté. L'inclusion du ventilateur et de la charge est effectuée par l'élément 20. commutation Lors du raccordement de la charge électrique de la pile à combustible 3 se produit la régénération de l'oxygène et de l'hydrogène dans l'eau, qui est absorbée par un électrolyte alcalin remplissant la membrane capillaire 11 et les électrodes de la pile à combustible CEM constante apparaît. La pression dans les canaux de gaz et commence à passer de capteur de pression 18 reçoit un signal sur le régulateur de tension 19, respectivement, en changeant la tension appliquée à la cellule d'électrolyse.

L'accumulation de l'électricité dans le dispositif proposé fonctionne comme suit.

En réduisant la consommation d'énergie des gaz excédentaires produits par des cellules d'électrolyse en passant par les régulateurs de pression 24 et 26 est amenée aux cylindres 25 (hydrogène) et 27 (oxygène). Par conséquent, si nécessaire, un dispositif de chauffage 21 est inclus, ce qui permet d'une part d'augmenter la pression des gaz en augmentant la température, et d'autre part pour faire un mélange à sec de la vapeur pour éviter l'inondation de la pile à combustible. En raison du fait que l'eau dans la cellule d'électrolyse se décompose en oxygène et en hydrogène, la concentration de KOH dans des cellules d'électrolyse soulève des matrices. Cela conduit à une perturbation de la pression de vapeur d'eau à l'équilibre des matrices de cellules d'électrolyse et de la matrice réservoir d'eau 23. Par conséquent, la vapeur d'eau du mélange à l'entrée du réservoir d'eau est plus égouttés et qui fuit à travers le réservoir d'eau de la matrice, rempli avec un alcali, saturé avec de la vapeur d'eau. mélange de vapeur humidifié sortant de l'accumulateur est fournie à la cellule d'électrolyse. Ainsi, l'eau est effectué lorsque le dispositif de transfert dans le cas de la réduction de la consommation d'énergie.

Dans le cas d'une forte augmentation de la consommation d'énergie par rapport à la source de puissance primaire des réservoirs d'hydrogène 25 et l'oxygène provient des cylindres 27 aux piles à combustible. Les piles à combustible produisent dans lequel l'excès d'humidité qui est entraîné par le ventilateur 17 à l'eau de l'accumulateur 23. En conséquence du fait que l'eau formée lors de la réaction électrochimique, ce qui entraîne des concentrations plus faibles de KOH dans les matrices des piles à combustible, ont perturbé l'équilibre entre la pression de vapeur d'eau au-dessus de la solution dans les matrices de KOH piles à combustible et le réservoir d'eau. La vapeur du mélange, saturé avec de la vapeur d'eau, l'eau est fournie à l'entrée de commande, dans lequel une partie de la matrice dans de l'eau, essoré et amené aux piles à combustible. Ainsi, il y a un transfert d'eau de l'empilement de piles à combustible dans le réservoir d'eau, ce par quoi la concentration de KOH dans le stockage de l'eau, et les cellules d'électrolyse et les piles à combustible dans le même ensemble. Afin d'intensifier l'absorption d'eau processus de refroidissement 22 comprennent.

Le dispositif vous permet d'avoir une assez large gamme de stockage d'énergie lorsque la régulation de la tension de sortie.

avantages d'offrir une immunité élevée de la tension de sortie de bruit Marqué, la possibilité d'une utilisation généralisée de l'appareil pour la fourniture de dispositifs de mesure et des systèmes autonomes à bord, et d'autres le calcul. Il est intéressant de noter la simplicité et la fiabilité de la base de l'élément sur lequel l'appareil est construit.

REVENDICATIONS

Système d'alimentation continue comprenant des cellules d'électrolyse et les piles à combustible reliées entre elles par des canaux d'hydrogène et d'oxygène communs, les électrodes des cellules d'électrolyse sont reliées à une source d'alimentation en courant continu et les électrodes des piles à combustible pour le consommateur de courant continu, caractérisé en ce qu 'il est muni d'un régulateur tension continue, capteur de pression avec analogiques et sorties relais, ventilateur et éléments de commutation dans les chaînes inclusion du ventilateur, chauffe, refroidisseur et stockage de l'eau, ainsi, et les régulateurs de pression et les cylindres, reliés aux cavités des canaux d'hydrogène et d'oxygène, le régulateur de tension constante est connecté entre la source cellule d'électrolyse à courant continu-électrode, le capteur de pression est monté dans la cavité du canal d'hydrogène ou de l'oxygène, sa sortie analogique reliée à l'entrée de signal du dispositif de commande à courant continu, et le relais aux entrées de commande des éléments de commutation, le ventilateur est monté sur le canal d'hydrogène, formant un circuit de circulation fermé qui séquentiellement réchauffeur interconnecté et refroidisseur réservoir d'eau.

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Date de publication 10.02.2007gg