CN107454935A - 具有关闭阀的热电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热电池(1)，其包括储存容器(3)以及用于流体的入口管(7a)和出口管(7b)，所述入口管和出口管连接至流通回路，所述热电池(1)还包括至少两个关闭阀(9)，其分别布置在流体入口管(7a)和流体出口管(7b)上，以便当所述流体的流通流体关闭时，使容纳在储存容器(3)中的流体绝缘，所述关闭阀(9)是自动的，且包括：封壳(91)，容纳流体且包括用于所述流体的入口(93a)和出口(93b)；和浮子(11)，其在上位置和下位置之间可移动，在上位置中，当流通回路关闭时，浮子漂浮且阻挡至少流体出口(93b)，在下位置中，当流通回路操作时，浮子浸没，且允许流体在入口(93a)和出口(93b)之间流动。

Description

具有关闭阀的热电池
技术领域
本发明涉及热电池领域，且更具体地涉及布置在机动车辆的热管理回路中的热电池。
背景技术
热电池通常用于为乘客舱供暖，特别是在电动车辆和混合动力车辆中，或用于为热管理回路中的热传递流体预热。热电池可还用于为发动机油或具有内燃机的车辆的自动变速箱的油预热。
当机动车辆被驾驶时，这些热电池通常载有热能，以在将来使用。对这些热电池的挑战因此是将储存的热能保持足够长，从而电池具有足够热能，以在接下来使用时具有足够热能。
用于防止热能耗散的已知方案是围绕整个热电池安装热绝缘件。可使用不同类型的绝缘材料，诸如泡沫、气凝胶或真空绝缘材料(诸如真空绝缘板、双重壁等)。尽管这些方案中的一些高效地绝缘，经由穿过热电池的流体通过热虹吸和/或传导导致的热损失没有被防止。
发明内容
本发明的其中一个目的是至少部分地克服现有技术中的缺点，且提出一种具有改进绝缘的热电池。
本发明由此涉及一种热电池，其包括储存容器以及用于流体的入口管和出口管，所述入口管和出口管连接至用于所述流体的流通回路，所述热电池还包括分别布置在流体入口管和流体出口管上的至少两个关闭阀，以便当所述流体的流通流体关闭时，使容纳在储存容器中的流体绝缘，
所述关闭阀是自动的，且包括：
-封壳，其容纳流体且包括用于所述流体的入口和出口，
-浮子，其布置在所述封壳内，且可在以下位置之间移动：
·上位置，其中，当用于所述流体的流通回路关闭时，浮子漂浮且阻挡至少流体出口，和
·下位置，其中，当流通回路操作时，浮子浸没，且允许流体在入口和流体出口之间流动。
这些关闭阀的存在限制容纳在储存容器中的流体和容纳在流通回路中的流体之间的热交换，这改进了热电池的热绝缘，由此必然改进热电池可容纳且储存热能量的时间。此外，浮子使得关闭阀自动化，即，当流通回路关闭时，浮子防止流体流回，而没有任何外界干预。
根据本发明的一个方面，关闭阀包括浮子的防卡住装置，当所述浮子移动时，该防卡住装置允许流体在封壳的位于浮子上方的上部部分和封壳的位于浮子下方的下部部分之间流动。
根据本发明的另一方面，浮子的防卡住装置是形成在封壳的内壁中的至少一个切槽，其链接封壳的下部部分和上部部分。
根据本发明的另一方面，浮子的防卡住装置是形成在浮子的壁中的至少一个切槽，其链接封壳的下部部分和上部部分。
根据本发明的另一方面，浮子的防卡住装置是通过浮子的至少一个管，其链接封壳的下部部分和上部部分。
根据本发明的另一方面，浮子的防卡住装置是副流体回路，其将封壳的流体出口链接至下部部分。
根据本发明的另一方面，浮子的防卡住装置具有引导件和穿孔的基部，在该引导件中，浮子可在其上位置和其下位置之间滑动，引导件和基部布置在距封壳的壁的给定距离处，从而流体可在封壳的壁和引导件之间并且在该基部下方流动。
根据本发明的另一方面，浮子是柱形的，且封壳的内侧也是柱形的。
根据本发明的另一方面，浮子是具有锥形上部部分的柱形，且封壳的内侧也是具有锥形上部部分的柱形。
根据本发明的另一方面，浮子是球形的，且封壳的内侧也是具有球形上部部分的柱形。
根据本发明的另一方面，关闭阀布置在储存容器内。
根据本发明的另一方面，关闭阀布置在储存容器和热绝缘层之间。
附图说明
本发明的其它特征和优势将在阅读以下通过非限制性例子给出的描述和附图时变得显而易见，在附图中：
图1a和1b是热电池的示意图，
图2a和2b是根据第一实施例的关闭阀的示意图，
图3a和3b是根据第二实施例的关闭阀的示意图，
图4a和4b是根据第三实施例的关闭阀的示意图，
图5a和5b是根据第四实施例的关闭阀的示意图，
图6a和6b是根据第五实施例的关闭阀的示意图，
具体实施方式
不同图中的相同元件利用相同的附图标记标示。
如图1a和1b所示，热电池1通常具有储存容器3以及用于流体的入口管7a和出口管7b。这些流体入口管和出口管7a、7b连接至用于所述流体的流通回路。
储存容器3可例如允许流体被储存，或可容纳被设计用于储存热能的材料，诸如相变材料，以便当流体穿过热电池时加热或冷却所述流体。
为了使储存容器3与外界热绝缘，储存容器可被热绝缘层5围绕。
热电池1还包括至少两个关闭阀9。关闭阀9分别布置在入口管7a和出口管7b上，以便当用于所述流体的流通回路关闭时绝缘容纳在储存容器3中的流体。当流通回路操作时，布置在入口管7a上的关闭阀9允许流体从流通回路通向储存容器3，但当流通回路关闭时，关闭阀9防止流体从储存容器3流回到流通回路。相反，当流通回路操作时，布置在出口管7b上的关闭阀9允许流体从储存容器3通向流通回路，但当流通回路关闭时，关闭阀9防止流体从流通回路流回到储存容器3。
当流通回路没有操作时，容纳在储存容器3中的流体则与容纳在流通回路中的流体绝缘。容纳在储存容器3中的流体和容纳在流通回路中的流体之间的热交换因此受限，这改进了热电池1的热绝缘，由此必然改进热电池可容纳且储存热能量的时间。
为了使与外界的热交换最小化，关闭阀9优选地布置在储存容器3本身内，或在储存容器3与热绝缘层5之间。
如图2a至6b详细所示，关闭阀9包括封壳91，其容纳流体且包括用于所述流体的入口93a和出口93b。根据关闭阀9的位置，入口93a和流体出口93b或链接至流通回路，或链接至储存容器3。布置在入口管7a上的关闭阀9因此具有连接至流通回路的入口93a和连接至储存容器3的流体出口93b。相反，布置在出口管7b上的关闭阀9因此具有连接至储存容器3的入口93a和连接至流通回路的流体出口93b。
在封壳91内，关闭阀9包括浮子11。该浮子11在以下位置之间可移动：
·上位置，其中，当用于所述流体的流通回路关闭时，浮子漂浮且阻挡至少流体出口93b，如图2a、3a、4a、5a和6a所示，和
·下位置，当用于流体的流通回路操作时，其中，浮子通过被流体流推动而浸没，且允许流体在入口93a和流体出口93b之间流动，如图2b、3b、4b、5b和6b所示。
浮子11使得关闭阀9自动化，即，当流通回路关闭时，浮子防止流体流回，而没有任何外界干预。
浮子11可具有不同形式。图2a至3b示出第一示例浮子11，其是柱形的。封壳91的内部的形状是互补的，且因此也是柱形的，与允许浮子11在其所述的两个位置之间移动。
图4a至5b示出第二示例浮子11，其也是柱形的，但是具有锥形上部部分。在该例子中，封壳91的内侧也是互补的，且因此是具有锥形上部部分95a的柱形。
图6a和6b示出第三示例浮子11，其是球形的。在该例子中，封壳91的内侧也是互补的，且因此是具有球形上部部分95a的柱形。
关闭阀3还包括浮子11的防卡住装置97。当所述浮子11移动时，防卡住装置97允许流体在位于浮子11上方的封壳91的上部部分95a和位于浮子11下方的封壳91的下部部分95b之间流动。由此，浮子11可从其上位置移动到其下位置，反之亦然，而没有对其移动产生任何阻力或抽吸作用。
根据图2a和2b所示的第一实施例，浮子11的防卡住装置97是副流体回路，其将封壳91的流体出口93b链接至下部部分95b。
根据图3a和3b所示的第二实施例，浮子11的防卡住装置97是形成在浮子11的壁中的至少一个切槽，其链接封壳91的下部部分95b和上部部分95a。
该实施例的一个可行变体(未示出)是，浮子11的防卡住装置97是通过浮子11的至少一个管，其链接封壳91的下部部分95b和上部部分95a。
根据图4a和4b所示的第三实施例，浮子11的防卡住装置97是形成在封壳91的内壁中的至少一个切槽，其链接封壳91的下部部分95b和上部部分95a。
根据图5a至6b所示的第四实施例，浮子11的防卡住装置97具有引导件和穿孔的基部，在该引导件中，浮子11可在其上位置和其下位置之间滑动。引导件和基部布置在距封壳91的壁的给定距离处，从而流体可在封壳91的壁和引导件之间并且在该基部下方流动。
由此，可看到，根据本发明的热电池1——考虑关闭阀9的存在和其形式——允许所述热电池1的改进的热绝缘。

Claims (12)

1.一种热电池(1)，其包括储存容器(3)以及用于流体的入口管(7a)和出口管(7b)，所述入口管和出口管连接至用于所述流体的流通回路，所述热电池(1)还包括分别布置在入口管(7a)和流体出口管(7b)上的至少两个关闭阀(9)，以便当所述流体的流通回路关闭时，使容纳在储存容器(3)中的流体绝缘，
其特征在于，所述关闭阀(9)是自动的，且在于，它们包括：
-封壳(91)，其容纳流体且包括用于所述流体的入口(93a)和出口(93b)，
-浮子(11)，其布置在所述封壳(91)内，且可在以下位置之间移动：
·上位置，其中，当用于所述流体的流通回路关闭时，浮子漂浮且阻挡至少流体出口(93b)，和
·下位置，其中，当用于所述流体的流通回路操作时，浮子浸没，且允许流体在入口(93a)和流体出口(93b)之间流动。
2.如权利要求1所述的热电池(1)，其特征在于，关闭阀(3)包括浮子(11)的防卡住装置(97)，当所述浮子(11)移动时，该防卡住装置(97)允许流体在封壳(91)的位于浮子(11)上方的上部部分(95a)和封壳(91)的位于浮子(11)下方的下部部分(95b)之间流动。
3.如权利要求2所述的热电池(1)，其特征在于，浮子(11)的防卡住装置(97)是形成在封壳(91)的内壁中的至少一个切槽，所述至少一个切槽链接封壳(91)的下部部分(95b)和上部部分(95a)。
4.如权利要求2所述的热电池(1)，其特征在于，浮子(11)的防卡住装置(97)是形成在浮子(11)的壁中的至少一个切槽，所述至少一个切槽链接封壳(91)的下部部分(95b)和上部部分(95a)。
5.如权利要求2所述的热电池(1)，其特征在于，浮子(11)的防卡住装置(97)是通过浮子(11)的至少一个管，所述至少一个管链接封壳(91)的下部部分(95b)和上部部分(95a)。
6.如权利要求2所述的热电池(1)，其特征在于，浮子(11)的防卡住装置(97)是副流体回路，所述副流体回路将封壳(91)的流体出口(93b)链接至下部部分(95b)。
7.如权利要求2所述的热电池(1)，其特征在于，浮子(11)的防卡住装置(97)包括引导件和穿孔的基部，在该引导件中，浮子(11)可在浮子(11)的上位置和下位置之间滑动，引导件和基部布置在距封壳(91)的壁的给定距离处，从而流体可在封壳(91)的壁和引导件之间以及在该基部下方流动。
8.如前述权利要求中的一项所述的热电池(1)，其特征在于，浮子(11)是柱形的，且封壳(91)的内侧也是柱形的。
9.如权利要求1至7中的一项所述的热电池(1)，其特征在于，浮子(11)是具有锥形上部部分的柱形，且在于，封壳(91)的内侧也是具有锥形上部部分(95a)的柱形。
10.如权利要求1至7中的一项所述的热电池(1)，其特征在于，浮子(11)是球形的，且在于，封壳(91)的内侧是具有球形上部部分(95a)的柱形。
11.如前述权利要求中的一项所述的热电池(1)，其特征在于，关闭阀(9)布置在储存容器(3)内。
12.如权利要求1至10中的一项所述的热电池(1)，其特征在于，关闭阀(9)布置在储存容器(3)和热绝缘层(5)之间。
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