Brevet FR2126395A1 — publié le 19721006

la présente invention se rapporte à une batterie composée d'un grand nombre d'éléments électrochimiques, en particulier d'éléments à combustible, ou d'éléments d'extraction d'eau, reliés rigidement entre eux, dont l'alimentation en électrolyte s'effectue 5 parallèlement par des canaux principaux communs d'arrivée et de sortie» ainsi que par des canaux d'alimentation pour les différents compartiments à électrolyte. Pour obtenir une puissance utile plus élevée, on réunit généralement des éléments .électrochimi ques sous la forme d'unités 10 plus importantes. De telles unités composées par exemple d'un grand nombre d'éléments à combustible sont appelées "batteries". Dans les éléments à combustible et les batteries dans lesquels de l'hydrogène ou des combustibles hydrogénés sont convertis avec de l'air ou de l'oxygène en tant que comburants, la réaction produit 15 de l'eau et dégage une certaine quantité de chaleur. Dans les batteries, on utilise généralement 1'électrolyte liquide pour retirer la chaleur et l'eau de réaction de la batterie. On peut alors faire passer 1'électrolyte liquide en circuit fermé et le régénérer, à l'extérieur de la batterie, dans des éléments d'extraction d'eau. 20 La chaleur produite est également retirée de cette manière de la batterie. Pour empêcher des différences de température, il faut retirer à peu près*la même quantité de chaleur de chaque élément à combustible de la batterie. On cherche à obtenir ce résultat en faisant en s'orte que les différents éléments à combustible de la 25 batterie soient traversés en parallèle par 1'électrolyte liquide. Par ce montage en parallèle, on cherche en même temps à obtenir une alimentation plus ou moins uniforme de tous les éléments à combustible en électrolyte liquide. Une alimentation uniforme en électrolyte de tous les 30 éléments à combustible d'une batterie peut en particulier être également désirable dans le cas où le combustible ou le comburant est dissous dans 1'électrolyte liquide. Pour obtenir tous ces résultats, on cherche donc à assurer un passage uniforme de 1'électrolyte par tous les éléments à combustible d'une batterie, montés 35 en parallèle quant à 1'écoulement de 1'électrolyte. Toutefois, ce passage uniforme de 1'électrolyte dans tous les éléments à combustible n'est pas réalisable uniquement par variation du débit de la pompe ou par modification des canaux d1électrolyte. En effet, l'écoulement parallèle décrit de l'élec-40 trolyte liquide n'est pas sans poser des problèmes, du fait que 72 06307 2 2126395 1 s conduites délectrolyte constituent des shunts électriques conduisant à de? nertes sous la forme de courants de fuite. Un agrandissement des canaux d'électrolyte permettrait de réduire le débit nécessaire de Ja pompe, mais les pertes augmenteraient dans ce cas r- par suite de l'accroissement des courants de fuite. Des éléments d'extraction dreau sont connus,, par exemple, par le brevet autrichien N° 2?7 341. Ces éléments se composent chacun d'un compartiment à électrolyte inséré dans le circuit d'électrolyte de la batterie d'éléments à combustible, d'au moins un 10 compartiment à gaz et d'une surface susceptible d'être refroidie, contigïïe au compartiment à gaz et pouvant faire partie d'un compartiment de refroidissement. De tels éléments d'extraction d'eau dans lesquels l'eau de réaction et la chaleur de perte sont retirées de 1'électrolyte liquide peuvent être réunis, tout comme les éléments 15 à combustible, sous la forme d'unités plus importantes dites unités d'extraction d'eau, que l'on appellera ici également "batteries" pour plus de simplicité. Une batterie d'éléments d'extraction d'eau est avantageusement alimentée en électrolyte liquide de manière que tous les compartiments à électrolyte de ces éléments soient traver-20 sés en parallèle par lsélectrolyte liquide» Dans de tels éléments et batteries, des problèmes semblables à ceux des éléments électrochimiques se posent quant au passage uniforme de 1'électrolyte. De tels problèmes d'écoulement peuvent également se présenter dans des dispositifs de refroidissement réalisés, par 25 exemple', sous la forme d'échangeurs de chaleur à plaques, dans lesquels on fait passer 1'électrolyte liquide d'éléments électrochimiques en vue de l'extraction de la chaleur. Ces dispositifs de refroidissement peuvent être formés d'un assemblage d'éléments-composés chacun d'un compartiment à électrolyte et d'un comparti-30 ment de refroidissement séparé du compartiment à électrolyte par une surface de refroidissement. Du fait qu'en vue d'obtenir une extraction de chaleur uniforme, on fait avantageusement passer 1'électrolyte liquide en parallèle par les compartiments à électrolyte des différents éléments de refroidissement du dispositif, les 35 problèmes d'écoulement déjà décrits se posent également pour ces dispositifs. Finalement, un tel problème se pose également lors de l'utilisation de liquide de refroidissement que l'on veut faire passer en parallèle par les compartiments de refroidissement du dispositif de refroidissement, ou lorsqu'on veut faire passer du 40 liquide de refroidissement en parallèle par les compartiments de 72 06307 3 2126395 refroidissement de l'unité d'extraction d'eau mentionnée ci-dessus. Dans une batterie composée d'un grand nombre d'élétiients électrochimiques ou d'éléments d'extraction d'eau,, on conduit avantageusement 1:électrolyte liquide de manière que son arrivée se 5 fasse dans le bas et sa sortie dans le haut, aux extrémités de la batterie. Cela est valable en particulier également pour des éléments à combustible et en cas dr utilisation de diaphragmes qui séparent, dans les différents éléments à combustible, les compartiments à électrolyte des compartiments à gaz pour le combustible 10 et le comburant. Il existe, pour cette conduite d'électrolyte, deux possibilités-quant-A l'agencement des raccords d'électrolyte, ces deux possibilités étant représentées sur les figures 1a et 1b. la fig. 1a montre l'agencement appelé par la suite "branchement bilatéral de l'électrolyte™. Dans ce cas, 1"électrolyte liquide 15 arrive à une extrémité de la batterie, en , traverse la batterie et les compartiments à électrolyte dans le sens indiqué par des flèches* et quitte la batterie à l'autre extrémité, en Bg. Dans le second agencement, représenté sur la fig. 1b et appelé par la suite "branchement unilatéral de 1'électrolyte", 1'électrolyte 20 liquide pénètre en dans la batterie et la quitte de nouveau en Bg. En admettant une théorie d'écoulement linéaire pour l'étude de l'écoulement de 1"électrolyte, on obtient, le long des canaux principaux d'une batterie, les répartitions de pression 25 représentées sur les fig. 2a et 2b. Dans le canal principal d'arrivée, la chute de pression diminue dans le sens d'écoulement de 1'électrolyte liquide, par suite de la diminution du débit volu-mique (l1électrolyte liquide passe depuis le canal principal d'arrivée dans les canaux d'alimentation des différents comparti-30 ments à électrolyte); et dans le canal de sortie principal, la chute de pression augmente avec l'accroissement du débit volumique. Sur la fig. 2aon a représenté, pour la théorie d'écoulement linéaire; la répartition de pression en cas de branchement bilatéral de 1'électrolyte et. sur la fig. 2b, la répartition de 35 pression en cas de branchement unilatéral de 1*électrolyte. La distance réciproque des deux courbes détermine à chaque fois le débit de passage, c'est-à-dire le débit volumique dans les différents compartiments à électrolyte. les fig. 2a et 2b permettent de reconnaître que des 40 non uniformités apparaissent en ce qui concerne le passage de 72 06307 4 2126395 1'électrolyte dans les différents compartiments à électrolyte à l'intérieur de la batterie. En outre,, on reconnaît qu'en cas de branchement unilatéral de l'électrolyte,, en supposant une théorie d'écoulement linéaire, les conditions sont plus défavorables que 5 lors du branchement unilatéral de 1'électrolyte. Ainsi, avec l'accroissement du nombre d'éléments (en abscisses sur les fig.2a et 2b), la non uniformité de l'écoulement devient de plus en plus critique. Du fait que, comme déjà mentionnés un agrandissement des canaux prinoipaux est limité, dans le cas d'éléments électro-10 chimiques, en raison de 1'augmentation qui en résulte quant aux pertes (courants de fuite), un branchement unilatéral de l1électrolyte est pratiquement inapplicable,, dans les conditions 'mentionnées, tout au moins pour des batteries composées de tels éléments. Des études théoriques et mesures très importantes ont 15 démontré que les conditions de pression sont soumises à de nombreuses influences non linéaires, qui peuvent avoir une action décisive sur la répartition de pression. Il s'agit ici en particulier d'effets qui se produisent aux ouvertures d'arriv.ée et de sortie, aux bifurcations et aux réunions des canaux et qui, lors de l'étude mathé-20 matique du problème, entrent sous forme quadratique dans les calculs. Ces influences peuvent conduire à la constatation qu'un branchement unilatéral de 1'électrolyte est avantageux, même dans le cas de batteries plus importantes. La présente invention vise, dans le cas de batteries 25 composée^ d'un grand nombre d'éléments électrochimiques, en particulier d'éléments à combustible, ou d'éléments d'extraction d'eau, reliés rigidement entre eux, dont l'alimentation en électrolyte s'effectue en parallèle par des canaux principaux communs d'arrivée et de sortie, ainsi que par des canaux d'alimentation pour les 30 différents compartiments à électrolyte, à obtenir une répartition de pression sensiblement uniforme dans tous les compartiments à électrolyte, c'est-à-dire à prendre des dispositions assurant une allure sensiblement parallèle des courbes de répartition de pression dans les-canaux principaux. 35 Selon la présente invention, on obtient ce résultat par le fait que la variation de section des canaux dans la batterie est choisie de manière que dans tous les compartiments à électrolyte, il s'établisse une différence de pression au moins sensiblement 40 égale, pendant le fonctionnement, entre l'ouverture d'arrivée et 1'ouverture de sortie. 72 06307 5 2126395 la batterie conforme à l'invention se distingue fondamentalement des batteries connues jusqu'à présent, dont les canaux principaux sont dimensionnés de façon égale et présentent une . section circulaire constante, c'est-à-dire un diamètre constant 9 sur toute la longueur de la batterie, et dont les canaux d'alimen-» tation pour tous les éléments ont des dimensions égales. Dans la batterie conforme à l'invention, la variation de section des canaux principaux peut être choisie de manière que s'établisse au moins sensiblement la même différence de pression dans tous les compar-10 timents à électrolyte. Pour améliorer l'écoulement différent dans les différents éléments, on peut également choisir des sections différentes pour les canaux xL' alimentation qui relient les compartiments à électrolyte de ces éléments aux canaux principaux. Toutefois, cette possibilité de variation n'est pas illimitée, car il. 15 n'est pas possible de choisir des dimensions, trop faibles, compté tenu du risque d'obstruction. En cas de dimensionnement égal des canaux d'alimentation qui relient le compartiment à électrolyte de -chacun des éléments, d'une part au canal principal d'arrivée et, d'autre part, au 20 canal principal de sortie, on peut déterminer la différence de pression entre l'extrémité antérieure et l'extrémité postérieure de chaque compartiment à électrolyte, aux endroits auxquels ses canaux d'alimentation débouchent dans les canaux principaux. Par des essais et par la mesure de la différence de pression à ces endroits, 25 on peut établir en conséquence la variation de section des canaux principaux. Si l'on fait varier, par contre, également la section des canaux d'alimentation d'un élément à l'autre, ou par groupe de plusieurs éléments, on peut mesurer la différence de pression en fonction du débit volumique dans des éléments de comparaison et 30 présenter les résultats, par exemple, sous la forme de tableaux qui sont alors disponibles en vue du dimensionnement de batteries " pratiques. Du fait que la vitesse d'écoulement de 1'électrolyte liquide dans le canal, principal d'arrivée diminue de façon continue, 35 on obtient un gain de pression qui se superpose aux autres parties intervenant dans la répartition de pression, c'est-à-dire aux pertes de charge. Par contre, dans le canal principal de sortie, il se produit une augmentation de la vitesse d'écoulement qui engendre une perte de charge supplémentaire, la perte de charge totale dans 40 le canal principal d'arrivée est donc plus faible que dans le canal 72 06307 6 2126395 principal de sortie. Cette répartition asymétrique fait également, par exemple, que sans les dispositions prises dans la batterie conforme à l'invention, l'élément dans lequel le passage de l'élec-trolyte est le plus mauvais ne se trouve pas, dans une batterie 5 avec branchement bilatéral de 1'électrolyte, au milieu de la batterie. Pour obtenir une répartition de pression uniforme sur tous les éléments, il peut donc être avantageux, notamment dans des batteries avec branchement unilatéral de 1'électrolyte, c'est-à-dire des batteries dans lesquelles l'arrivée et la sortie de 10 1'électrolyte s'effectuent sur le même côté de la batterie, de choisir la section du canal principal de sortie,plus importante que la section du canal principal d'arrivée. Les pertes de charge différentes dans les canaux principaux (le gain de pression dans le canal principal d'arrivée cor-15 respond à peu près à un tiers de la perte de charge supplémentaire dans le canal principal de sortie) peuvent également être compensées avantageusement par des dimensionnements différents des sections des deux canaux principaux. Toutefois, on peut également rendre parallèles les deux courbes de répartition de pression en 20 faisant en sorte que la section du canal principal d'arrivée diminue, depuis l'emplacement d'entrée dans la batterie» sur au moins plusieurs éléments. En outre, on peut obtenir cette répartition de pression par le fait que la section du canal principal de sortie augmente» sur au moins plusieurs éléments» en direction 25 de l'emplacement de sortie de la batterie. On obtient avantageusement ces dispositions en faisant varier, soit de façon continue, soit de façon graduelle, les rayons des canaux principaux. A cet effet, on peut» par exemple^ dimen-sionner différemment les ouvertures dans les parties formant cadre 30 pour les différents éléments et servant à recevoir 1'électrolyte, ce qui permet d'obtenir l'allure recherchée des canaux principaux après l'assemblage de la batterie. En outre, on peut avantageusement obtenir des courbes de répartition de pression sensiblement parallèles en introduisant des corps profilés dans les canaux prin-35 cipaux. Pour la description plus détaillée de l'objet de l'invention, on va se référer au dessin annexé, sur lequel : les fig. 1a et 1b représentent schématiquement, en coupe, l'une une batterie avec branchement bilatéral de 1'électrolyte et-40 l'autre une batterie avec branchement unilatéral de 1'électrolyte; 72 06307 7 2126395 Les fig. 2a et 2b représentent schématiquement la variation de pression dans les batteries des fig. 1a et 1b, en supposant une théorie d'écoulement linéaire; la fig." 3 est une coupe schématique de deux éléments à 5 combustible d'un mode de réalisation de la batterie conforme à 1'invention5 la fig. 4 représente schématiquement un agencement pour mesurer la variation de pression sur une batterie avec branchement unilatéral de 1'électrolyte; 10 la fig. 5 montre, sous forme de diagramme, la variation de pression dans des batteries avec des branchements différents de 1'électrolyte et des réalisations différentes des canaux principaux; la fig. 6 montre, sous forme de diagramme, l'action de 15 corps profilés sur la variation de pression dans les canaux principaux; la fig. 7 représente l'agencement de tels corps profilés dans les canaux principaux. Sur les fig. 1a et 1b, la référence 1 désigne le corps 20 d'une batterie et 2 les plaques d'extrémité de la batterie. Dans la batterie représentée sur la fig. 1a, avec branchement bilatéral de 1'électrolyte, 1'électrolyte arrive en dans la batterie ou dans le canal principal d'arrivée 3 de cette dernière, passe à l'intérieur de la batterie, dans le sens indiqué par des flèches, 25 à travers les compartiments à électrolyte 5 des éléments, par exemple des éléments à combustible, les canaux d'alimentation 6 ainsi que le canal principal de sortie 4, et quitte la batterie en Bg» Dans la batterie représentée sur la fig. 1b, avec branchement unilatéral de 1'électrolyte, 1'électrolyte liquide pénètre en B^ 30 dans la batterie, traverse le canal principal d'arrivée 3, les compartiments à électrolyte 5 et les canaux d'alimentation 6 ainsi que le canal principal de sortie 4, et quitte la batterie en Bg. En supposant une théorie d'écoulement linéaire, les variations de pression dans les batteries représentées sur les fig» 35 1a et 1b devraient correspondre à celles représentées sur les fig. 2a et 2b. Sur la fig. 2a5 on a représenté schématiquement la variation de pression dans une batterie avec branchement bilatéral de 1'électrolyte, batterie dans laquelle 1'électrolyte liquide pénètre en A^ et qu'il quitte en Bg» La fig. 2b représente la 40 variation de pression dans une batterie avec branchement unilatéral 72 06307 8 2126395 de 1'électrolyte; 1'électrolyte liquide pénètre en dans la batterie et quitte cette dernière en Bg. On reconnaît clairement sur ces figures que la variation de pression est différente sur toute la longueur de la batterie (en abscisses sur les fig. 2a et ;> 2b), c'est-à-dire qu'une différence de pression différente règne dans chaque élément entre l'entrée et la sortie du compartiment à électrolyte» Sur la fig. 3, on a représenté schématiquement deux éléments à combustible qui peuvent être utilisés dans une batterie 10 conforme à l'invention d'éléments électrochimiques. La batterie peut être réalisée de la manière représentée sur les fig. 1a et 1b. Les cadres 11 des éléments à combustible comportent des ouvertures 12 et 13 sous la forme de perçages, constituant les canaux principaux pour 1'électrolyte dans la batterie. Les perçages 12 forment 15 ensemble, par exemple, le canal principal d'arrivée et les perçages 13 le canal principal de sortie. Pour plus de simplicité, on n'a pas représenté les moyens utilisés pour assurer l'étanchéité des tronçons de canaux à la limite entre les deux éléments à combustible. Le canal principal d'arrivée présente une section plus 20 faible que le canal principal de sortie. Le sens d'écoulement de 1'électrolyte est indiqué par des flèches. La communication entre les canaux principaux 12 et 13 est établie par des canaux d'alimentation inférieurs 14, les compartiments à électrolyte 16 et des canaux d'alimentation supérieurs 15. Des toiles 17 introduites 25 dans les compartiments à électrolyte 16 servent d'appui aux diaphragmes en amiante 18 délimitant les compartiments à électrolyte. Ces diaphragmes en amiante sont suivis par des électrodes 21 réalisées, par exemple, sous la forme de matériaux catalyseurs pulvérulents liés, suivies à leur tour par des compartiments à 30 gaz 19. Dans les deux compartiments à gaz de chaque élément à combustible, on introduit du combustible et du comburant. Pour plus de clarté, on n'a pas représenté les arrivées et sorties pour le combustible et le comburant aux différents éléments à combustible ou aux compartiments à gaz de ces derniers. Les deux éléments à 35 combustible sont séparés l'un de l'autre par une tôle de contact 20 qui sert de prise de courant. On va mettre en évidence ci-après les avantages que procure l'invention, dans le cas d'une batterie composée de trente éléments à combustible de ce type. Les éléments à combustible 40 présentent chacun un cadre de matière plastique d'une épaisseur 72 063Q7 9 2126395 de 5 mm, avec des perçages pour 1*électrolyte liquide et les gaz réactionnels. Les plaques d'extrémité de la batterie présentent une épaisseur de 28 mm. Les éléments à combustible contiennent, par exemple, des électrodes formées de catalyseurs de Ranéy 5 liés ("Troisièmes Journées Internationales d'Etude des Piles à Combustible, Comptes Rendus", Bruxelles, 1969, pages 191 à 193). Les compartiments à électrolyte présentent une largeur de 175 mm, me hauteur de 168 mm et une épaisseur de 1,7 mm. Ils sont garnis de toiles résistant à 1'électrolyte, servant d'appui aux dia-10 phragmes en amiante contigus. Les dimensions des canaux d'alimentation en électrolyte sont de 1 mijix 2,4 m z 14,5 mm. Les tôles de contact entre les cadres des éléments à combustible ont une épaisseur de 0,3 mm. L'électrolyte liquide utilisé est du KOH 6 n à une température d'environ 70 à 80°C. Chaque élément à combus-15 tible fournit une tension d'environ 0,7 volt. On détermine la répartition de pression à l'aide d'un agencement de mesure représenté sur la fig. 4; cet agencement de mesure peut être utilisé également pour des batteries composées d'autres éléments. A l'aide d'une pompe 31, on fait passer en 20 circuit fermé 1'électrolyte liquide. Le circuit d'électrolyte comprend un réservoir d'électrolyte 32 contrôlé par thermostat, un débitmètre à flotteur 33 et la batterie 34. Quatre points de mesure de pression 35 dans chacun des deux canaux principaux servent à mesurer la pression hydrostatique de 1'électrolyte liquide. 25 Aussi bien dans le canal principal d'arrivée que dans le canal principal de sortie, un point de mesure se trouve chaque fois dans les plaques d'extrémité, c'est-à-dire un point de mesure devant le premier élément à combustible et un point de mesure derrière le dernier élément à combustible de la batterie. Les deux points de 30 mesure restants de chaque canal principal se trouvent derrière chaque dixième élément à combustible. A cet effet, on monte dans la batterie, entre le dixième et le onzième élément à combustible ainsi qu'entre le vingtième et le vingt-et-unième élément à combustible, chaque fois tin cadre aveugle, c'est-à-dire un cadre 35 avec des canaux d'alimentation en électrolyte fermés, ces cadres étant pourvus de points de prise de pression. Chaque point de prise de pression est relié, par exemple, à un tube de mesure d'un manomètre multiple* L'agencement de mesure représenté sur la fig. 4 sert à la mesure sur une batterie avec branchement uni- 40 latéral de 1'électrolyte. Cependant, cet agencement de mesure 72 06307 10 2126395 peut être utilisé également pour une batterie de construction correspondante, avec branchement bilatéral de 1'électrolyte. la fig. 5 représente la répartition de pression entre le canal principal d'arrivée et le canal principal de sortie de trois 5 batteries avec des branchements d'électrolyte différents et des sections différentes des canaux principaux. Le débit volumique total dans la batterie s'élève chaque fois à 62 cnrVs» c'est-à-dire à environ 2,1 cm /s pour chaque élément à combustible. Lorsque la batterie présente un branchement bilatéral de 10 l1électrolyte et lorsque les rayons des deux canaux principaux sont égaux, c'est-à-dire que rayon r du canal principal d1arrivées rayon r du canal principal de sortie= 3,72 mm, les deux courbes cl ont une allure divergente (lignes en tirets sur la fig. 5). La différence d'écoulement dans les différents éléments à combustible 15 s'élève jusqu'à 52$. Les pertes électriques se montent à 15,6 watts. Lorsque la batterie présente, les rayons des canaux principaux étant égaux (r = r = 3,72 mm), un branchement unilatéral 6 ci de llélectrolyte, les courbes de répartition de pression sont, il est vrai, incurvées dans le même sens (lignes en trait mixte sur 20 la fig. 5), mais la valeur de la différence de pression dans le canal principal d'arrivée (ligne supérieure en trait mixte) est inférieure à celle dans le canal principal de sortie (ligne inférieure en trait mixte). La variation d'écoulement, c'est-à-dire la différence d'écoulement dans les différents éléments à combus-25 tible, élève dans ce cas jus qu'à 35$. Les pertes électriques se montent à 15,6 watts, comme ci-dessus. On effectue une série d'essais supplémentaires aveo une batterie réalisée conformément à l'invention; en cas de branchement unilatéral de l'électrolyte, le canal, principal d'arrivée 30 présente un rayon plus faible que le canal principal de sortie : r = 2,94 mm, r = 4,58 mm. Les canaux principaux sont dimensionnés © a de manière que les pertes électriques n'augmentent pas, comparativement aux exemples donnés ci-dessus; les pertes électriques restent inchangées à 15,6 watts. Les courbes de répartition de 35 pression (lignes en trait plein sur la fig.5) présentent alors une allure essentiellement parallèle; la variation d'écoulement s'élève au maximum à 3$. L'effet avantageux ci-dessus que donne la batterie conforme à l'invention peut encore être amélioré par un dimensionne-40 ment optimal des canaux principaux. Dans tous l,es cas, il est 72 06307 2126395 cependant assuré que la répartition d'écoulement de batteries est essentiellement uniforme» les effets avantageux de la batterie conforme à l'invention ont été mis en évidence dans les exemples de réalisatlori relatifs à des batteries d'éléments à combustible. r- Il convient cependant de roter encore une fois que la même chose est valable pour d.es batteries composées d'autres éléments électrochimiques ainsi que pour' des batteries d'éléments d'extraction d'eau,, c'est-à-dire des unités d;extraction d'eau. On peut améliorer encore davantage ou améliorer d'une 10 manière générale l'écoulement en introduisant des corps profilés dans les canaux principaux» l'utilisation de corps profilés est particulièrement avantageuse pour des batteries avec branchement bilatéral de 1'électrolyte; car les courbes de répartition de pression présentent dans ce cas une courbure en sens opposéss 15 comme le montre la fig. 5. Sur la fig. 6, on a représenté à titre drexemple, par des zones hachurées? la manière suivant laquelle l'utilisation de corps profilés dans une batterie avec branchement bilatéral de l'électrolyte permet d'obtenir une allure sensiblement uniforme 20 des courbes de répartition de pression, les corps profilés peuvent être disposés aussi bien dans le canal principal d'arrivée que dans le canal principal de sortie» la forme et l'étendue des corps profilés peuvent être adaptées chaque fois aux différentes batteries,, après que les méthodes de mesure décrites ci~dessus aient 25 permis de constater quelle est l'allure de section optimale pour les canaux principaux de la batterie. Sur la fig. TP on a représenté schématiquement de tels corps profilés 36, 37 dans les canaux principaux. les mesures effectuées et les études mathématiques déjà 30 mentionnées précédemment conduisent à des résultats coïncidants en ce qui concerne la répartition de pression dans les canaux principaux. En tant que résultats important s s il convient en particulier de noter les faits suivants ~ 1° Pour des canaux principaux ayant les mêmes di~ 35 mensions gé.métriquesf la différence de pression dans le canal principal d'arrivée (entre A4 et E,t ) est numériquement inférieure à la différence de pression dans le canal principal de sortie (entre Ag et B^). 2° Dans le canal principal d3arrivée9 il existe des 40 zones dans lesquelles la pression ne diminue pas;. mais augmente 72 06307 12 2126395 dans le sens d'écoulement § dans ces zones9 les pertes de charge usuelles sont surcompensées par des gains de pression» Les résultats obtenus démontrent, d'une part, que l'allure de la pression n'est pas linéaire et, d'autre part, qu'un 5 branchement unilatéral de 1'électrolyte peut être plus avantageux qu'un branchement"bilatéral. On utilise avantageusement un branchement unilatéral de 1'électrolyte dans le cas où un gain de pression se.produit dans le canal principal d'arrivée. Pour déterminer si un tel gain de pression se produit dans le canal principal d'arrivée 10 et si le branchement unilatéral de 1'électrolyte procure ainsi des avantages comparativement à un branchement bilatéral de 1'électrolyte, on peut utiliser la formule ci-après, qui est le résultat d'une étude mathématique poussée de ce problème s 15 re Dans cette formule, les symboles utilisés "désignent s rp s rayon du canal principal d'arrivée (en cm)% n s nombre des éléments de la batterie 20 ^ t constante sans dimension, qui reproduit la partie turbulente de l'écoulement dans un tube lisse, la valeur de ^ étant égale à 2,6 . 10~2 5 1 î épaisseur du cadre d'un élément (en cm)| ~ 8 m^sse volumique,de l44lectrolyte liquide ,(en g/cm-') g g viscosité de x1électrolyte liquide (en g/cm.sj? 25 V s débit volumique moyen par élément ( en cm^/s) • Cette formule donne le rayon minimal que doit présenter le canal principal d'arrivée pour que le branchement bilatéral de 1'électrolyte soit avantageux pour une batterie. Sous la forme donnée ci-dessus, cette formule est valable pour des canaux lisses 30 de section constante et représente une forme simplifiée d'une formule valable d'une manière générale. Les considérations et études mentionnées précédemment, ainsi que les dispositions conformes à l'invention, ne sont pas i limitées à des éléments électrochimiques et des éléments d'extrac— 35 tion d'eau, mais peuvent être utilisées chaque fois que se posent des problèmes semblables de répartitions de pression différentes. Comme déjà mentionné, cela est ainsi valable, par exemple, pour des dispositifs de refroidissement. Par ailleurs, les dispositions décrites ne sont pas limitées à une alimentation en liquide et peu-40 vent être utilisées de façon analogue pour des problèmes concernant des systèmes d'alimentation en gaz» 72 06307 13 2126395 BEVEItDICAl'IOHS 1. Batterie composée d'un grand nombre d'éléments électrochimiques, en particulier d'éléments.à combustibles, ou d'éléments d'extraction d'eau, reliés rigidement entre eux, dont lcali- 5 mentation en électrolyte s'effectue en parallèle par des canaux principaux communs d1arrivée et de sortie5 ainsi que des canaux d'alimentation pour les différents compartiments à électrolyte, caractérisée par le fait que la variation de section des canaux dans la batterie est choisie de manière qu'une différence de pres- 10 sion au moins approximativement égale s5 établisse pendant le fonctionnement, entre l'ouverture d'entrée et 111 ouverture de sortie de tous les compartiments à électrolyte. 2. Batterie suivant la revendication 1, en particulier avec entrée et sortie de 1!électrolyte du même côté de la batterie, 15 caractérisée par le fait que la section du canal principal de sortie est supérieure à celle du canal principal d'arrivée. 3. Batterie suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que la section du canal d'arrivée principal diminue, sur au moins plusieurs éléments, depuis le point d'entrée 20 dans la batterie. 4. Batterie suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la section du canal de sortie principal diminue, sur au moins plusieurs éléments, en direction, du point ds sortie de la batterie. 25 5. Batterie suivant la revendication 3 ou 4, caracté risée par le fait que des corps profilés sont engagés dans les canaux principaux. 6. Batterie suivant l3une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les canaux d'alimentation pré- 30 sentent des sections différentes.