home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ CD-ROM Aktief 1995 #3 / CDA3.iso / survival / battery.zip / BATTERY.009 < prev   
Text File  |  1992-05-09  |  7KB  |  142 lines
  1.  
  2. Charging Batteries Can Be A Gas!
  3.  
  4. Gerald Ames
  5.  
  6. In an article in Home Power #4, I discussed a working Wind/PV system.  
  7. There have been numerous requests for additional information on the 
  8. Hydrogen Gas disposal system that I made to vent my lead acid batteries.  
  9. So here's how it works!
  10.  
  11. Hydrogen Gas Problem
  12. Before explaining how the system is put together, some background 
  13. on Hydrogen gas is necessary to understand where it comes from and 
  14. why it is dangerous.  Hydrogen is the lightest and simplest atom 
  15. known.  The term comes from the Greek words meaning water former.  
  16. Each molecule of water (H2O) contains two atoms of Hydrogen and one 
  17. atom Oxygen.  Hydrogen and Oxygen gas is formed by electrolysis of 
  18. water.  In electrolysis, an electrical current (such as battery charging) 
  19. breaks down water into its two elements.  Hydrogen in the presence 
  20. of Oxygen forms an extremely explosive mixture, which needs only 
  21. a spark, to cause a violent explosion.  A good example of what can 
  22. happen was recorded on film with the explosion of the Airship Hindenburg 
  23. in Lakehurst, New Jersey on May 6,1937.  Had the gases in that burning 
  24. airship been confined, as they are in a battery, the loss of life 
  25. and property would surely have been much greater.
  26.  
  27. Hydrogen and oxygen gas are produced within the lead-acid cells during 
  28. recharging when the cells are approaching full charge.  The amount 
  29. of gas produced depends on the size of the battery pack, its state 
  30. of charge, and the rate of charge that the cells are undergoing.  
  31. The higher the state of charge and the higher the charge rate, the 
  32. more the cell gasses.  Such are the facts of life on lead-acid batteries╔
  33.  
  34. Options For Gas Disposal
  35. In a home power system, there are several options for dealing with 
  36. the Hydrogen gas produced during lead-acid battery recharging.  Here 
  37. is each briefly, along with its disadvantages for use in my particular 
  38. system.
  39.  
  40. Ignore The Gas
  41. This may work for a small battery bank provided it is not confined 
  42. in a small enclosure.  This is not a viable option for a system with 
  43. 20 or more batteries.
  44.  
  45. Canopy System
  46. A canopy is constructed over the battery bank as a collector, with 
  47. a vent pipe attached to carry away gasses.  There is no assurance 
  48. that all of the gasses will be vented to the outside, so this was 
  49. not secure enough in my mind.
  50.  
  51. Air Circulation System
  52. This system requires that air within the battery room be exchanged 
  53. 3 to 4 times per hour.  In a closed system, where temperatures are 
  54. closely controlled, it would be impossible to circulate fresh air 
  55. in and keep it at 70íF without great expense.
  56.  
  57. Hydrocap System
  58. This system utilizes catalytic battery caps which recombine Hydrogen 
  59. and Oxygen gasses into water.  Essentially it is a good system in 
  60. theory, and may work very well.  My main problem was the expense 
  61. of purchasing enough caps to replace 66 original cell caps at a cost 
  62. of $4.75 each plus shipping and handling.  Since this type may be 
  63. of interest to many home power users, I am including the address 
  64. of Hydrocap Corp. at the end of this article.
  65.  
  66. An Explanation of my System
  67. With the limitations of the other systems in mind, I set out to design 
  68. a closed system that would dispose of the gasses safely and at a 
  69. reasonable cost.  This closed system was made by using a 3 inch PVC 
  70. pipe as the main transmission vent, and then connecting it to each 
  71. individual battery cell via a clear vinyl tube.  The main vent line 
  72. is sloped at 2/3 inch per foot of horizontal length to encourage 
  73. the gasses to exit rapidly.  Hydrogen gas is much lighter than air 
  74. and rises rapidly in our atmosphere.  This slope was arbitrary, but 
  75. worked with the dimensions that I had.  The main vent line features 
  76. a threaded cap at the lower end which can be taken off to remove 
  77. water that is formed by the recombination of gasses and condensation.  
  78. The outside end of the main vent is cut on a bevel to reduce the 
  79. chances of rain dripping in, prevents birds from making deposits 
  80. in the outlet and lastly, it provides a larger end area, which encourages 
  81. gas dispersal.
  82.  
  83. The space between the main vent line and outside wall was filled 
  84. with silicone caulk which remains flexible when dry, and allows for 
  85. differential expansion without cracking or creating air leaks.
  86.  
  87. The main vent line is held solidly in place by the hole in the wall 
  88. and U-bolts attached to the angle iron stands on the rear of each 
  89. battery rack.
  90.  
  91. In preparation for drilling the holes in the main vent, the line 
  92. was marked off proportionally, according to each battery location, 
  93. and the vent holes were located within these marked areas based on 
  94. good visual symmetry.  The holes were drilled approximately 1/3 radius 
  95. from the top center, on each side of the pipe.  These holes, as well 
  96. as those in the cell caps, were drilled slightly smaller than the 
  97. outside diameter of the tubing, to assure a tight, leak free fit.  
  98. The cell caps were drilled on dead center and the original vent holes 
  99. were glued shut.
  100.  
  101. The tube was then cut to proper length, both ends were sprayed with 
  102. polyurethane clear gloss finish to seal off minor leaks, and then 
  103. put in place.  The tubing used on the 6 volt batteries is 1/8" ID, 
  104. clear vinyl and the 2 volt batteries utilize 3/16" ID, clear vinyl 
  105. tubing.
  106.  
  107. This system has worked flawlessly for 3 years now and other than 
  108. possible replacement of the vinyl tubing at some future date, the 
  109. maintenance requirements are virtually zero.  Electrolyte loss through 
  110. this system has not been a problem.
  111.  
  112. Venting System Cost
  113. 3" PVC pipe fittings and glue = $13.90
  114. 100 ft. 1/8" ID vinyl tubing = $9.00
  115. 6 ft. 3/16" ID vinyl tubing = $0.72
  116. U-bolts, angle iron & misc. = $9.27
  117. Total Cost = $32.89
  118.  
  119. The vinyl tubing costs from $0.07 to $0.12 per foot, depending on 
  120. the quantity purchased.  I have not included the cost of $4.99 for 
  121. the can of Polyurethane clear gloss spray finish since so little 
  122. was used.  I normally keep a can on hand to maintain the battery 
  123. tops, so no additional expense was incurred.  All of the products 
  124. listed can be purchased at hardware stores, so the system should 
  125. be easy and economical for anyone wishing to build their own.
  126.  
  127. Windup
  128. I hope this article, along with the drawings and photos will explain 
  129. how the system was put together.  If you have further questions or 
  130. comments, please feel free to contact me at any time.
  131.  
  132. Gerald L. Ames
  133. POB 749
  134. Okanogan, WA 98840
  135.  
  136.  
  137. Hydrocap Corp.
  138. 975 NW 95th St
  139. Miami, FL 33150
  140. Phone 305-696-2504
  141.  
  142.