CZ222295A3 - Container for quick charging of accumulator battery - Google Patents

Description

Kontejner pro rychle nabíjené akumulátorový baterie

Oblast techniky

Vynález se týká kontejneru pro rychle nabíjené akumulátorové baterie, u kterých probíhá nabíjení jen velmi krátkou dobu.

Dosavadní stav techniky

V SE-PA 7701184-9 (YUASA BATTERY Co Ltd.) je popsáno a zobrazeno speciální zařízení pro výrobu nabíjecích akumulátorů s elektrolytem, u kterých je možno dosáhnout krátkých nabíjecích časů. Podstata tohoto zařízení spočívá v tom, že zařízení obsahuje zátku upravenou pro napojení na otvor ve víku, aby jí bylo možno přivádět do akumulátoru elektrolyt, přičemž tato zátka obsahuje vstupní trubku a výstupní trubku, kterými je možno dopravovat elektrolyt, zajištující příslušný náboj pro každý článek akumulátoru, dovnitř akumulátoru a opět ven. Vstupní trubka je delší než výstupní trubka á výstupní trubka je svým spodním koncem umístěna tak vysoko, že může sloužit jako vyrovnávací trubka pro udržování požadované úrovně hladiny elektrolytu. Vstupní trubka je v podstatě souosá s výstupní trubkou a jedna z nich je vložena v druhé. Tato speciální zátka je bezpečně zašroubována nebo jinak upevněna na ústí každého článku, kterým je elektrolyt zaváděn dovnitř, přičemž cirkulace elektrolytu probíhá ve dvou fázích, z nichž v jedné cirkuluje elektrolyt s nízkou hustotou a v druhé elektrolyt s vysokou hustotou. V průběhu této cirkulace se elektrolyt ochlazuje mimo vnitřní prostor akumulátoru, takže odebírání tepla v průběhu nabíjení článků umožňuje zkrácení doby potřebné pro nabití článků. Cirkulací a ochlazováním elektrolytu se výrazně zkracuje nabíjecí doba. U dosud používané a neúplně řešené technologie se nabíjení provádí zavedením elektrolytu a jeho ponecháním ve statickém stavu, bez cirkulace. V takovém případě trvá nabíjení akumulátorové baterie několik dnů míst několika hodin jako je tomu u popsaného postupu.

Nabíjecí postup s nucenou cirkulací elektrolytu však ještě má některé nedostatky.

Jeden z hlavních nedostatků popsaného známého nabíjecího zařízení spočívá v tom, že vstupní a výstupní trubky pro přívod a odvod elektrolytu, které jsou součástí uzavírací zátky, se mohou ucpat nečistotami usazenými z cirkulujícího elektrolytu. Aby se při takové závadě mohla cirkulace obnovit, je třeba rychlost pohybu cirkulujícího elektrolytu snížit nebo pohyb zastavit, aby se zátka mohla nahradit novou. Časté výměny zátek však představují značné ztrátové časy a také zvýšení nákladů.

Úkolem vynálezu je proto odstranit uvedené nedostatky a vyřešit konstrukci kontejneru, která by byla vhodná pro rychlou cirkulaci elektrolytu pro první nabíjení, aby cirkulace elektrolytu mohla probíhat co nejrychleji a nejspolehlivěji bez přerušování.

Kromě toho má být vynálezem odstraněno ucpávání trubek, vyvolávané zpravidla opakovaným používáním stejných zařízení pro nabíjení různých článků.

Ještě jiným úkolem vynálezu je vytvoření takového kontejneru, který by byl vhodný pro udržování cirkulace elektrolytu s vyšší účinností.

Konečně poslední úkolem vynálezu je vytvoření levného kontejneru, jehož použití by bylo ekonomičtější ve srovnání s dosud používanými způsoby a zařízeními.

Podstata vynálezu

Tyto úkoly jsou vyřešeny u kontejneru podle vynálezu, obsahujícího skříň s nejméně jedním článkem, z nichž každý je upraven pro uložení kovových desek ponořených do elektrolytu a vzájemně propojených pro vytvoření kladného pólu a záporného pólu, a víko upevněné na skříň podél jejích okrajových hran, přičemž každý z článků kontejneru je opatřen nejméně jednou přívodní trubkou pro přívod elektrolytu, jejíž jeden konec je propojen s otvorem vytvořeným ve víku a jejíž druhý konec je umístěn v blízkosti dna skříně, a nejméně jednou vyrovnávací trubkou pro odvádění elektrolytu, jejíž jeden konec je napojen na otvor vytvořený ve víku a druhý konec je v úrovni hladiny uvnitř článku. Podstata vynálezu spočívá v tom, že nejméně jedna z přívodních trubek pro přívod elektrolytu je vytvořena na skříni lisováním a je spojena s víkem pomocí jiné trubičky umístěné na víku a zaústěné do přívodní trubky pro přívod elektrolytu.

Ve výhodném provedení vynálezu je vyrovnávací trubka vytvořena na víku lisováním a přívodní trubka a vyrovnávací trubka jsou vyformovány na skříni a jsou propojeny s povrchem víka dvěma trubičkami vyformovanými ve víku a umístěnými proti přívodní trubce a vyrovnávací trubce, přičemž spoje trubiček s přívodní trubkou a vyrovnávací trubkou jsou při těsném uložení víka na skříni utěsněny.

V dalším výhodném provedení vynálezu jsou přívodní trubka pro přívod elektrolytu a vyrovnávací trubka umístěny na vzájemně protilehlých stranách každého článku, zejména v diagonálně protilehlých místech, aby se dosáhlo vířivé cirkulace elektrolytu uvnitř článků a aby se také elektrolytem účinněji pokryly všechny desky, které mají být ponořeny do elektrolytu.

Možnost vytvoření většího počtu přívodních a výstupních kanálků pro elektrolyt umožňuje zvýšení průtoku a v důsledku toho zkrácení nabíjecí doby.

Jedna z výhod vyplývajících ze zkrácení doby nabíjení spočívá v tom, že je možno vyrábět nenabité akumulátory, které jsou dokonale inertní a mohou být skladovány i delší dobu, aniž by přitom probíhal proces stárnutí.

Kromě toho je možno předpokládat, že se výrobní cyklus při výrobě akumulátorových baterií podstatné změní, protože první nabíjení akumulátoru, které probíhá jen velmi krátkou dobu, bude moci být přesunuto na distributory akumulátorů, kteří mohou zajistit nabití těsně před prodejem zákazníkovi.

Jestliže je kromě toho nejméně jedna přívodní trubka pro přívod elektrolytu vytvořena při formovacím procesu skříně akumulátoru, pak tvoří jeden celek se skříní. Při tomto provedení nedochází k redukci vnitřního prostoru skříně, který je možno využít pro osazení desek vkládaných do nádoby akumulátoru.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 axonometrický pohled na rozložený kontejner podle vynálezu pro jednočlánkové akumulátory, jehož skříň je oddělena od víka, obr 2 axonometrický pohled na složený kontejner z obr. 1, jehož skříň je uzavřena víkem, obr. 3 axonometrický pohled na víko kontejneru podle vynálezu, upravené pro vícečlánkové akumulátory, obr. 4 skříň upravenou pro spojení s víkem z obr. 3, obr. 5 axonometrický pohled na další alternativní příkladné provedení víka a obr. 6 axonometrický pohled na skříň upravenou pro spojení s víkem z obr. 5.

Příklady provedeni vynálezu

Ze zobrazených příkladů ke zřejmé, že akumulátor 1 zobrazený na obr. 2 v sestaveném stavu je jednočlánkovým akumulátorem a je opatřen víkem 2 a skříní 2· Ve víku 2 jsou vytvořeny otvory 4. 8 pro uložení kladného a záporného pólu, jak je to patrno z obr. 1 a 2, a také vyrovnávací trubkou 5 sloužící pro udržování hladiny elektrolytu a zobrazenou také na obr. 1. Ve výhodném příkladném provedení víka 2 je tato vyrovnávací trubka 5 vytvořena společné s víkem 2 při jeho vstřikovém formování. V rohu víka 2, úhlopříčně protilehlém k rohu opatřeném vyrovnávací trubkou 5, je upravena druhá trubka 6, která může být rovněž vyformována společně s víkem 2 při jeho vstřikovém formování a která se později vsune, jak bude ještě podrobněji objasněno, do svislé přívodní trubky 7, která je součástí skříně 2. Tato svislá přívodní trubka 7 je přívodní trubkou pro dolévání elektrolytu a v tomto příkladném provedení je přímo vyformována podél vnitřní stěny skříně 2 a probíhá v celé její výšce, přičemž její spodní vyústění se nachází kousek nade dnem skříně 2· Po nasazení a utěsněném spojení víka 2 se skříní 2 ^a P° osazení akumulátorových prvků 10 do jejího vnitřního prostoru se zúžená trubička na spodním konci druhé trubky 6 vsune do svislé přívodní trubky 7, takže se vytvoří propojený přívodní kanálek. Při přivádění elektrolytu do akumulátoru 1 druhou trubkou 6 a svislou přívodní trubkou 7 v průběhu prvního plnění, při kterém jsou obě trubky 6, 7 vzájemně propojeny, přitéká elektrolyt přímo ke dnu skříně 2 ^a postupně zaplavuje akumulátorové prvky 10, až vyplní vnitřní prostor akumulátorových článků do horní úrovně, vymezené výškou spodního konce vyrovnávací trubky 5. Dosáhne-li hladina elektrolytu výšky této vyrovnávací trubky 5, vytéká z jejího horního konce a ponechává výšku vnitřní hladiny nezměněnou. Důsledkem tohoto stavu je cirkulace elektrolytu mezi přívodní druhou trubkou 6, výtokovým otvorem a vyrovnávací trubkou 5 udržující výšku hladiny elektrolytu.

Vzájemně protilehlá poloha přívodních trubek 6, 7 a vyrovnávací trubky 5 zamezuje vzniku oblastí na kovových částech, které by nebyly pokryty elektrolytem. Kromě možnosti vytvoření přívodních trubek a výtokových trubek s větším průtokovým průřezem nebo ve formě skupiny takových trubek pro vytvoření jak přívodních trubek nebo odtokových trubek je možno zajistit poměrné velký průtok elektrolytu, aby se tak vytvořily podmínky pro optimální zkrácení doby nabíjení. Je také skutečností, že větší rychlost cirkulace elektrolytu urychluje nabíjecí proces akumulátoru 1 a na druhé straně je nabíjecí proces je urychlován tím, že elektrolytická lázeň ovlivňuje v takovém případě značné intenzivněji všechny desky akumulátoru 1.

V příkladu zobrazeném na obr. 3 a 4, je znázorněno provedení víka a skříně spouštěcího akumulátoru motorového vozidla, který je vytvořen z několika akumulátorových článků 11, 12, 13. V tomto příkladu je každý z článků 11, 12, 13 opatřen přívodní trubkou pro přívod elektrolytu a hladinovou trubkou. Přesněji řečeno, první akumulátorový článek 11 je opatřen přívodní trubkou 14 a vyrovnávací trubkou 15, druhý akumulátorový článek 12 je opatřen druhou přívodní trubkou 14 a druhou vyrovnávací trubkou 17 a třetí akumulátorový článek 13 je opatřen třetí přívodní trubkou 18 a třetí vyrovnávací trubkou 19. Všechny přívodní trubky 14, 16, 18 jsou součástí skříně 20, zatímco vyrovnávací trubky 15, 17, 19 patří k víku 30. které je potom utěsněné upevněno na skříni 20. Také v tomto případě je každá z přívodních trubek 14, 16, 18, upravených na víku 30, opatřena násuvnou trubičkou 141, 161, 181 se zúženým koncovým úsekem, který umožňuje nasunutí na přívodní trubky 14, 16, 18, které jsou součástí skříně 20 a které dosahuje až do úrovně víka 30.

Je zřejmé, že u kontejneru podle vynálezu je možno dosáhnout potřebné cirkulace elektrolytu pomocí jednoduchých technických cirkulačních prostředků představovaných trubkami, kterými proudí elektrolyt, přičemž cirkulace je udržována například čerpadlem.

Další alternativní provedení vynálezu je zobrazeno na obr. 5 a 6, ze kterých je patrno, že víko 50 je opatřeno kromě otvorů 51, 52 pro oba póly akumulátoru dvěma kanálky 53, 54 vyformovanými na víku 50, přičemž tyto kanálky 53« 54 mají stejný průměr a stejnou tloušťku jako přívodní trubka 61 a vyrovnávací trubka 62., které jsou vyformovány na stěnách skříně 60 při její výrobě.

U tohoto příkladného provedení je po utěsnění víka 50 po obvodu skříně 60 napojena první trubička 53 utěsněným spojem na přívodní trubce 61 a podobně je druhá trubička 54 utěsněné napojena na vyrovnávací trubku 62.

V příkladech zobrazených na obr. 1, 2 a 3 je zobrazeno, že přívodní trubky pro přívod elektrolytu jsou vyformovány při výrobě uvnitř skříně. Tímto řešením je dosaženo takového stavu, kdy přívodní trubka uvnitř schránky nezmenšuje vnitřní prostor využívaný pro uložení desek vkládaných do schránky.

Pro řešení podle vynálezu není podstatné, zda jsou přívodní trubky nebo kanálky pro přívod elektrolytu vytvořeny jako součást schránky nebo jsou vyformovány samostatně a teprve potom uloženy do skříně a upevněny na víku.

Při jiném řešení může být přívodní trubka vyformována současně s víkem a teprve potom může být zavedena do elektrolytu.

Všechny alternativy a varianty příkladného provedení, uvedené v předchozí části, spadají do rozsahu vynálezu, vymezeném následujícími patentovými nároky.

Claims (4)

1. Kontejner pro rychle nabíjené akumulátorové baterie, obsahující skříň__(3, 20) s nejméně jedním článkem, z nichž každý je upraven pro uložení kovových desek (10) ponořených do elektrolytu a vzájemné propojených pro vytvoření kladného pólu a záporného pólu, a víko (2, 30) upevněné na skříň (3, 20) podél jejích okrajových hran, přičemž každý z článků (3, 11, 12, 13) kontejneru je opatřen nejméně jednou přívodní trubkou (7, 14, 16, 18) pro přívod elektrolytu, jejíž jeden konec je propojen s otvorem vytvořeným ve víku a jejíž druhý konec je umístěn v blízkosti dna skříně (3, 20), a nejméně jednou vyrovnávací trubkou (5, 15, 17, 19) pro odvádění elektrolytu, jejíž jeden konec je napojen na otvor vytvořený ve víku a druhý konec je v úrovni hladiny uvnitř článku, vyznačující se tím, že nejméně jedna z přívodních trubek (7, 14, 16, 18) pro přívod elektrolytu je vytvořena na skříni lisováním a je spojena s víkem pomocí druhé trubky (6, 141, 161, 181) umístěné na víku a zaústěné do přívodní trubky (7, 14, 16, 18) pro přívod elektrolytu.

2. Kontejner podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že vyrovnávací trubka (5, 15, 17, 19) je vytvořena na víku lisováním.

3. Kontejner podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že přívodní trubka (61) a vyrovnávací trubka (62) jsou vyformovány na^skříni (60) a jsou propojeny s povrchem víka (50) dvěma trubičkami (53, 54) vyformovanými ve víku a umístěnými proti přívodní trubce (61) a vyrovnávací trubce (62), přičemž spoje trubiček (53, 54) s přívodní trubkou (61) a vyrovnávací trubkou (62) jsou při těsném uložení víka (50) na skříni (60) utěsněny.

7^' 2 Z 22.-96

4. Kontejner podle nároků 1 až 3, v y z se t í m , že přívodní trubka (7, 14, 16, elektrolytu a vyrovnávací trubka (5, 15, umístěny na vzájemně protilehlých stranách zejména v diagonálně protilehlých místech.

načuj ící 18) pro přívod

17, 19) jsou každého článku,