УСТРОЙСТВО КАТАЛИТИЧЕСКОЙ РЕКОМБИНАЦИИ ГАЗОВ ДЛЯ СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА
CATALYTIC GAS RECOMBINATION DEVICE FOR LEAD-ACID BATTERY

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении свинцовых аккумуляторов.
Известна вентиляционная пробка свинцового аккумулятора (Дасоян М.А., Агуф И.А. Основы расчета, конструирования и технологии производства свинцовых аккумуляторов. Л.: Энергия, 1978. С.64-66), выбранная в качестве аналога, которая способствует беспрепятственному удалению газов (водород, кислород), образующихся в аккумуляторе.
Недостатком вентиляционной пробки является то, что удаление из аккумулятора водорода и кислорода, образующихся в результате разложения воды, приводит к снижению уровня электролита и повышению его концентрации. В результате этого требуется доливка в аккумулятор воды и корректировка плотности электролита. Кроме того, смесь водорода и кислорода является взрывоопасной, если уровень концентрации водорода в воздухе превышает 4%.
В качестве прототипа выбрано устройство для каталитической рекомбинации водорода и кислорода в воду и возврата ее в аккумулятор (Патент Германии №2008218, Н01М 10/52). Такое устройство рекомбинирует газ и тем самым позволяет значительно сократить доливку воды и корректировку плотности электролита в свинцовом аккумуляторе.
Недостатком прототипа является то, что такое рекомбинационное устройство может быть использовано в аккумуляторе в режиме постоянного подзаряда только при зарядах низкими токами (т.е. при эксплуатации свинцовых аккумуляторов емкостью до 500 А·ч), когда выделяется небольшой объем газа. Во время заряда высокими токами (т.е. при эксплуатации свинцовых аккумуляторов емкостью до 20000 А·ч) выделяется большой объем газа, в результате чего имеет место сильный разогрев рекомбинационного устройства, приводящий к выходу последнего из строя. Поэтому при заряде высокими токами требуется отсоединять устройство от аккумулятора, что приводит к повышению затрат на обслуживание аккумуляторов; кроме того, при этом водород и кислород будут выделяться из аккумулятора, приводя к снижению уровня электролита и повышению его концентрации, а также к созданию взрывоопасной ситуации.
Предлагаемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков аналога и прототипа и на решение задачи увеличения эффективности рекомбинации водорода и кислорода в воду и возврата ее в аккумулятор при заряде высокими токами.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом устройстве каталитической рекомбинации газа газонепроницаемый корпус, в котором находится пористый контейнер с катализатором, расположен внутри холодильника, по которому проходит охлаждающая жидкость, причем сечение входящего канала холодильника больше сечения выходящего канала.
Сопоставительный анализ с устройствами каталитической рекомбинации газов показывает, что предлагаемое решение является новым.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
Устройство каталитической рекомбинации газов состоит из газонепроницаемого корпуса 1 с отверстием 2 для соединения с аккумулятором, пористого контейнера с катализатором 3 и холодильника 4 с входящим каналом охлаждающей жидкости А и выходящим каналом охлаждающей жидкости Б. Соотношение сечений входящего канала к выходящему составляет 1.3:1.0, что позволяет создавать постоянное давление в канале и высокую скорость прохождения охлаждающей жидкости. В результате этого достигается высокая эффективность охлаждения корпуса с катализатором и поддерживается постоянная температура, что позволяет без разогрева устройства осуществлять рекомбинацию водорода и кислорода в воду и возврат ее в аккумулятор при заряде высокими токами.
По аналогии с прототипом было изготовлено устройство каталитической рекомбинации газов, а также предлагаемое устройство каталитической рекомбинации газов для свинцового аккумулятора. Как показали экспериментальные данные (см. таблицу), предлагаемое устройство каталитической рекомбинации газов имеет более высокую эффективность рекомбинации водорода и кислорода в воду и возврата ее в аккумулятор при заряде высокими токами по сравнению с прототипом за счет обеспечения высоко эффективного охлаждения. Так, предлагаемое устройство каталитической рекомбинации газов позволяет использовать его при заряде аккумулятора токами до 50 А (т.е. устанавливать его на свинцовых аккумуляторов емкостью до 20000 А·ч), в то время как устройство каталитической рекомбинации, изготовленное по аналогии с прототипом, при заряде токами выше 15 А выходит из строя из-за значительного разогрева (т.е. допускается его устанавливать только на свинцовых аккумуляторов емкостью не выше 500 А·ч).
Таблица
Максимальный ток заряда аккумулятора, при котором устройство каталитической рекомбинации газов работает без разогрева, А
1
Предлагаемое устройство каталитической рекомбинации газов
50
2
Прототип
15