DE19724020A1 - Wärmestrahlungsgerät mit Wärmerohr für Energiespeicherbatteriegeräte - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmestrahlungsgerät mit Wärmerohren zur Abstrahlung der in einem bei einer relativ hohen Temperatur arbeitenden Sekundär-Energie­ zellengerät (Batteriegerät) wie beispielsweise Natrium-Schwefel-Batterien und andere Energiespeicherbatteriegeräte erzeugten Wärme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Wärmestrahlungsgerät mit Wärmerohren, die mit einem nichtkondensierenden Gas gefüllt sind, welches ermöglicht, daß die Wärmestrahlungs­ kapazität für die Verwendung bei Energiespeicherbatteriegeräten (Hochleistungsbatterien), die bei einer relativ hohen Temperatur arbeiten, fortwährend verändert werden kann, um überschüssige Energie zu speichern, um so Schwankungen in Belastungs- und Fahrzeug-Energie­ speicherbatteriegeräten und anderen Speicherbatteriegeräten (Sekundär-Batterie­ geräten) auszugleichen.

Bei der Energiezufuhr von einem Kraftwerk zu einer Last oder bei der Energiezufuhr durch ein Umspannwerk zu Lasten ist die Energiebelastung in einer einzigen 24-Stun­ den-Periode pro Stunde weiten Schwankungen unterworfen. Die Lasten schwanken ebenfalls weit aufgrund der Jahreszeit und wechseln dramatisch aufgrund des Wetters. Änderungen des Betrages der von den Kraftwerken oder dergleichen zugeführten Energie zur Nachsteuerung dieser Schwankungen in der Last würde erfordern, daß die Generatoren des Kraftwerkes häufig gestartet oder gestoppt werden oder daß die durch die Generatoren zugeführte Energie verändert wird. Diese Art von Regelung über die Energiezufuhr würde komplizierte Arbeiten mit sich bringen und würde in die Höhe schnellende Energie­ erzeugungskosten bedeuten. Deshalb ist es wünschenswert, den Energieverbrauch auszugleichen, mit anderen Worten, die Schwankungen in der Last soweit wie möglich auszugleichen. Eine der getesteten Methoden zur Ausgleichung der Schwankungen in der Last bestand darin, die überschüssige Energie in einem Energiespeicherbatteriegerät, wie einer Natrium-Schwefel-Batterie, zu speichern, wenn der Energieverbrauch niedrig ist, und die gespeicherte Energie von der Natrium-Schwefel-Batterie, etc. freizusetzen, um übermäßigem Energieverbrauch entgegenzuwirken, wenn die Last hoch wird.

Ein Natrium-Schwefel-Batteriegerät besteht aus einer Gruppe von Natrium-Schwefel-Zellen in einem Wärmeschutzbehälter. Dieser wird als Batteriemodul verwendet. Natrium-Schwefel-Zellen sind jedoch Batterien des Hochtemperaturtyps mit chemischen Reaktionen, so daß sie auf Temperaturen von über 300°C erwärmt werden müssen. Andererseits wird die Verschlechterung der Batteriefunktion um so größer, je höher die Temperatur wird, wenn die Temperatur über 350°C ansteigt. Innerhalb kurzer Zeit verliert die Natrium-Schwefel-Batterie ihre ursprüngliche Fähigkeit Energie zu speichern. Es ist deshalb wünschenswert, die Temperatur unter einem Maximum von 350°C zu halten. Demzufolge ist es wünschenswert, Natrium-Schwefel-Batterien bei einer Temperatur von 300 bis 350°C zu betreiben.

Auf einem anderen Gebiet werden z.Zt. praktisch verwendbare Elektrofahrzeuge entwickelt. Eines der z.Zt. vorhandenen Probleme bei diesen Fahrzeugen besteht in der Vergrößerung der Leistungsfähigkeit der Energiespeicherung. Die in solchen Elektroautos montierten Energiespeicherbatterien arbeiten in einem Zyklus von Entladen, Laden und Bereitschaftsmodus. Bei der Energieentladung wird von den Batterien Wärme erzeugt, was ein Wärmestrahlungsgerät erfordert. Bei Einsatz von Energiespeicherbatteriegeräten auf der Basis von Natrium-Schwefel-Zellen für Elektrofahrzeuge oder dergleichen wird ein hervorragend wärmedämmender Vakuum-Wärmedämmbehälter und ein Heizgerät zur Regelung der Temperatur verwendet. Diese strahlen die Wärme von der Oberfläche eines in Vakuumgrad eingestellten Behälters entsprechend dem in der Zeit der Entladung erzeugten Wärmebetrag ab, um so den Temperaturanstieg der Batterie zu unterbinden. Während des Ladens und der Bereitschaft (Nachstellung) fällt die Temperatur der Batterie aufgrund des auf dem schon geregelten Vakuumgrad basierenden Betrages der Wärme­ strahlung. Üblicherweise ist es notwendig, die Batterie am Ende eines Lade- und Entladezyklus zu der Anfangstemperatur zurückzuführen, weshalb im Prozeß der Bereitschaft (Nachstellung) der Heizgeräte-Eingang eingestellt wird, um die Anfangstemperatur zu erreichen, ohne unter die vorbestimmte Temperatur zu fallen. Auf diese Weise wird die Batterie zwischen der eingestellten Temperatur zur Stabilhaltung der Batterie (niedrige Temperatur von z. B. 300°C) und der Maximaltemperatur in Einheiten der Batterielebensdauer (z. B. 350°C) gehalten. Demzufolge ist es bei Betrieb der Batterie in einer Art und Weise, bei der sich die erzeugte Wärme ändert, d. h. bei Betrieb in einer Art und Weise, bei der sich der Entlade-Ausgang der Batterie ändert, notwendig, den Vakuumgrad des Vakuum-Wärmedämmbehälters jederzeit einzustellen, um die Batterietemperatur zwischen den erlaubten Minimal- und Maximal-Werten zu halten. Dies macht die Regelung des Betriebes äußerst kompliziert.

Um die Temperatur einer Energiespeicherbatterie eines solchen Hochtemperaturtyps auf diese Weise zu halten, wird ein Heizgerät oder dergleichen zum Temperaturanstieg auf die niedrigste zu erlaubende Betriebstemperatur und ein Wärmestrahlungsgerät zur Wärmeabstrahlung unter die maximal zu erlaubende Betriebstemperatur verwendet. Das heißt ein Temperatursensor und ein Regelgerät werden verwendet, um das Heizgerät und das Wärmestrahlungsgerät zu betreiben, um die Temperatur der Energiespeicherbatterie innerhalb des Bereiches von 300 bis 350°C einzustellen, wenn die Energiespeicherbatterie eine Natrium-Schwefel-Batterie ist.

Als Wärmestrahlungsgerät wurde bereits die Verwendung eines Wärmerohres vorgeschlagen, wie beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) No. 63-175355, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2-148662, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-14616, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 60-107274 und der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 61-161669 offenbart. Ein Wärmerohr ist eine Wärmetransportvorrichtung, die ein Arbeitsfluid und die Kapillarfunktion benutzt.

Zunächst wird das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 offenbarte Verfahren erklärt. Eine Anzahl von Natrium-Schwefel-Zellen ist in einer Matrix in dem Raum innerhalb eines Wärmedämmelementes innerhalb eines Wärmespeicher-Ofens angeordnet. Ein erstes Wärmerohr ist zwischen den Reihen der Natrium-Schwefel-Zellen eingebracht und führt die Wärme der mehreren Natrium-Schwefel-Zellen zu einer Leitplatte, die an der Außenwand des Wärmedämmelementes vorgesehen ist. Eine Aufnahmeplatte für die abgestrahlte Wärme ist gegenüberliegend der Leitplatte vorgesehen, um die von der Leitplatte abgestrahlte Wärme aufzunehmen. Ein zweites Wärmerohr ist an dieser Aufnahmeplatte der abgestrahlten Wärme angebracht. Die abgestrahlte Wärme wird zu dem zweiten Wärmerohr geführt. Diese Wärme wird von dem zweiten Wärmerohr durch ein Ventil zu einer Strahlungsplatte an der Außenseite des Wärmespeicher-Ofens geführt. Das erste Wärmerohr und das zweite Wärmerohr sind beides Rohre, die innen mit Dochten ausgebildet sind, um eine Kapillarfunktion zu erzielen, und enthalten ein Arbeitsfluid. Das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 offenbarte Verfahren verlangt jedoch, daß die Leitplatte und die Aufnahmeplatte der abgestrahlten Wärme einander gegenüberliegend vorgesehen sind, und daß ein erstes und ein zweites Wärmerohr verwendet werden, was in einem komplizierten und sperrigen Aufbau resultiert.

Als nächstes wird das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2-148662 offenbarte Verfahren erklärt. Dieses Verfahren verlangt, daß ein Wärmerohr für jede Elektrode der Natrium-Schwefel-Zellen eingebaut wird. Ein Chlorfluor-Kohlen­ wasserstoff oder dergleichen wird als Arbeitsfluid des Wärmerohres verwendet.

Dieses Verfahren verwendet ein Wärmerohr, um Wärme von jeder Zelle abzustrahlen, so daß es nicht effizient und äußerst kostenintensiv ist, wenn Wärme von einem Natrium- Schwefel-Batteriegerät mit einer großen Anzahl von Zellen abgestrahlt werden soll.

Das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-14616 offenbarte Verfahren ist ein Beispiel für den Einsatz bei einem Elektrofahrzeug und verlangt, daß Metallabstandsstücke in der horizontalen Richtung an die Oberfläche des Tanks von mehreren Speicherbatterien wie beispielsweise Bleibatterien oder Nickel-Cadmium-Bat­ terien preßgepaßt werden, so daß Wärmerohre in der vertikalen Richtung an einige der Metallabstandsstücke angebracht werden und daß Luftkühlungskanäle in den Metallabstandsstücke gebildet werden. Die Speicherbatterie der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-14616 arbeitet jedoch nicht bei einer hohen Temperatur wie eine Natrium-Schwefel-Zelle, so daß die Wärmerohre einfache Wärme abstrahlen. Es besteht keine Notwendigkeit, einen vorbestimmten hohen Temperaturbereich, z. B. den von 300 bis 350°C der Natrium-Schwefel-Batterie, zu halten. Weiter ist das Anbringen der Metallabstandshalter und Wärmerohre kompliziert.

Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 60-107274 offenbart die Technik des Anbringens eines flachgeformten Wärmerohres in der vertikalen Richtung an der Seitenfläche einer Gruppe von Zellen und das Anbringen von Kühlrippen an seiner Oberseite für Kühlzwecke. Das Wärmerohr selbst verwendet nur ein Arbeitsfluid. Das flach geformte Wärmerohr zeigt gegenüber dem rund geformten Wärmerohr einen Vorteil bezüglich des Wärmetransporteffekts in einem Spezialfall. Das Verfahren der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-14616 zeigt nicht den Vorteil der Kühlung des Batteriegerätes mit vielen Batteriezellen.

Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 61-161669 offenbart die Technik des Vorsehens eines Wärmerohres in einer horizontalen Richtung an einen Tankraum und das Anbringen von Strahlungsrippen an sein vorderes Ende, um die Wärme abzustrahlen. Bei diesem Verfahren ist jedoch, da das Wärmerohr in einer horizontalen Richtung installiert ist, die Bewegung des Arbeitsfluids in dem Docht des Wärmerohres nicht erwünscht.

Die in der oben genannten japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-5175355, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2-14866, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-14616, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 60-107274 und der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 61-161669 offenbarten Wärmerohre enthalten alle bekannten Rohre, die innen Dochte aufweisen, um eine Kapillarfunktion zu verwirklichen, und ein im Inneren dicht eingeschlossenes Arbeitsfluid enthalten. Diese Wärmerohre haben keine Möglichkeit, bezüglich des Betrages der abgestrahlten Wärme eingestellt zu werden. Ferner führen diese Wärmerohre auch einen großen Betrag an Wärme, wenn die Temperaturdifferenz klein ist, so daß manchmal zuviel Wärme abgestrahlt wird. Es ist deshalb notwendig, das Heizgerät auch während seines Betriebes (Laden oder Entladen der Energie) zu betreiben. Deshalb kann, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 offenbart, ein Ventil vorgesehen sein und das Ventil betrieben werden, um die wirksame Fläche der an das Wärmerohr angebrachten Strahlungsrippen stufenweise einzustellen.

Die Einstellung des Betrages der abgestrahlten Wärme durch Verwendung eines solchen Ventils der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 verlangt jedoch das Anbringen eines Ventils und einer anderen Regelvorrichtung oder dergleichen, so daß dies nachteilhaft zu höheren Kosten führt. Weiter wird mit Einstellen des Betrages der abgestrahlten Wärme durch Verwendung eines Ventiles ein Teil des Wärmerohres inaktiv, wodurch die Möglichkeit einer Temperatur-Ungleichverteilung in dem Zellenmodul ansteigt. Da das Ventil für den Betrieb geregelt wird, wird die weitere Regelung stufenartig (digital), und eine feine analog-ähnliche Einstellung wird schwierig. Aufgrund des häufigen Betriebes des Ventils kann wiederholtes Überhitzen oder Unterkühlen in einem sog. Pendelphänomen resultieren.

Weiter enthält eine Energiespeicherbatterie eine große Anzahl von aufgereihten oder gestapelten Batteriemoduln. Die Energiespeicherfähigkeit wird berechnet in Einheiten des Aggregatvolumens, so daß der durch das Wärmestrahlungsgerät belegte Raum äußerst wichtig wird. Deshalb ist das Verfahren, ein Wärmerohr für jede Zelle zu verwenden, für ein Energiespeicherbatteriegerät nicht praktikabel.

Eine Verbesserung der Wärmerohre des Typs mit variablem Leitvermögen war ebenfalls erwünscht. Das Natrium-Schwefel-Batteriegerät wurde als ein Beispiel von Batteriegeräten des Hochtemperaturtyps diskutiert, aber andere Batteriegeräte des Hochtemperaturtyps werden auf Nachteile stoßen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Wärmerohr des Typs variabler Leitfähigkeit vorzusehen, das eine wirksame Strahlungscharakteristik hat und angewandt werden kann, um die Temperatur eines Batteriegerätes des Hochtemperaturtyps zu regeln.

Vorzugsweise soll ein Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie vorgesehen werden, das eine fortwährende Regelung des Betrages der abgestrahlten Wärme ohne die Verwendung eines komplizierten Regelgerätes und eine Verkleinerung des durch den Batteriemodul belegten Raumes ermöglicht.

Weiter soll vorzugsweise ein Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie vorgesehen werden, das für die Verwendung für Fahrzeug-Energiespeicherbatterien oder dergleichen geeignet ist und bei dem der Betrag der abgestrahlten Wärme selbständig ansteigt, auch wenn sich der Entladungsausgang der Speicherbatterie ändert, und das entsprechend der Batterietemperatur ohne die Verwendung einer Regelvorrichtung Wärme abstrahlt.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmestrahlungsgerät für ein Sekundärbatteriegerät mit mehreren Batteriezellen des Hochtemperaturtyps vorgesehen, das gekennzeichnet ist durch ein Wärmerohr mit einem Verdampfungs­ abschnitt, einem Kondensationsabschnitt und einem Gasspeicher, die fortlaufend miteinander verbunden und einstückig ausgebildet sind, wobei das Wärmerohr ein im Inneren dicht eingeschlossenes Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthält und mit einem Kapillarabschnitt in zumindest einem Inneren des Verdampfungsabschnitts gebildet ist, in dem sich das Arbeitsfluid bewegt.

Vorzugsweise kann das Wärmestrahlungsgerät weiter eine an einer vorbestimmten Position des Sekundärbatteriegerätes und in Kontakt mit dem Wärmerohr vorgesehene Leitplatte enthalten, wobei das Wärmerohr die Wärme des Sekundärbatteriegerätes abstrahlen kann, wobei die Wärme zu dem Wärmerohr über die Leitplatte übertragen wird.

Vorzugsweise ist die Leitplatte an dem Boden des Sekundärbatteriegerätes vorgesehen, der Verdampfungsabschnitt des Wärmerohres ist mit der an dem Boden des Batteriegerätes vorgesehenen Leitplatte in Kontakt gebracht, der Kondensationsabschnitt des Wärmerohres steigt im wesentlichen vertikal an der Seitenfläche des Batteriemoduls oder in einem Winkel von zumindest 30° von der Horizontalen auf, und der Gasspeicher ist mit dem oberen Ende des Kondensationsabschnitts verbunden.

Vorzugsweise kann das Wärmestrahlungsgerät weiter eine Wärmestrahlungsvorrichtung aufweisen, die an dem Kondensationsabschnitt des Wärmerohres angebracht ist.

Vorzugsweise kann die Wärmestrahlvorrichtung ein Basisteil, das mit dem Kondensations­ abschnitt in Kontakt gebracht ist und im wesentlichen parallel zu der Seitenfläche des Batteriemoduls verläuft, und plattenähnliche, kammförmige Rippen haben, die im wesentlichen vertikal in der entgegengesetzten Richtung von dem Batteriemodul entgegengesetzter Richtung oder in den beiden Seiten von dem Basisteil herausragen.

Der Verdampfungsabschnitt des Wärmerohres kann im Inneren der Leitplatte angeordnet sein und das Ende des Verdampfungsabschnitts ist gebogen und mit dem Kondensations­ abschnitt verbunden.

Die Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts kann im wesentlichen die gleiche sein, wie die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts, wobei der Gasspeicher ein Volumenverhältnis zu dem Kondensationsabschnitt von wenigstens 1 hat; die Querschnitts­ fläche des Kondensationsabschnitts kann deutlich kleiner als die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts sein, wobei der Gasspeicher ein Volumenverhältnis zu dem Kondensationsabschnitt von wenigstens 1 hat; die Querschnittsfläche des Kondensations­ abschnitts kann kleiner als die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts sein oder die Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts kann im wesentlichen die gleiche wie die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts sein, wobei ein Abstandsstück in den Kondensationsabschnitt eingefügt ist, um die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts kleiner als die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts zu machen.

Der Gasspeicher kann ein Teilstück haben, das sich in einer Richtung senkrecht zu dem Kondensationsabschnitt an dem Kopfende des Kondensationsabschnitts erstreckt und einen im wesentlichen gleichen Durchmesser wie den Durchmesser des Kondensationsabschnitts hat, wobei der sich so erstreckende Gasspeicher bezüglich des Kondensationsabschnitts ein Volumenverhältnis von wenigstens 1 hat.

Vorzugsweise sind mehrere solcher sich erstreckender Teilstücke vorgesehen und jeweils miteinander verbunden.

Der Gasspeicher kann ein Teilstück mit einer größeren Querschnittsfläche als der Kondensationsabschnitt haben, das sich zu dem Kopfende des Kondensationsabschnitts erstreckt.

Vorzugsweise sind mehrere zu dem Kopfteilstück ragende Gasspeicher an dem Kopf­ teilstück des Kondensationsabschnitts vorgesehen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Wärmestrahlungs­ gerät für ein Sekundärbatteriegerät mit mehreren Batteriezellen des Hochtemperaturtyps vorgesehen, das gekennzeichnet ist durch eine am Boden des Batteriegerätes vorgesehene Leitplatte; ein erstes Wärmerohr mit einem Verdampfungsabschnitt und einem Kondensationsabschnitt, das zumindest ein Arbeitsfluid enthält und das im Inneren der Leitplatte ausgebildet ist; und ein zweites Wärmerohr mit hintereinander angeordnet einem Verdampfungsabschnitt, einem Kondensationsabschnitt und einem Gasspeicher, das im Inneren dicht eingeschlossen ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthält und das mit Dochten an der Innenwand von zumindest dem Verdampfungsabschnitt ausgebildet ist und an dem Ende seines Verdampfungsabschnitts mit dem Ende der Leitplatte verbunden ist.

Vorzugsweise enthält das Wärmestrahlungsgerät weiter eine an dem Kondensationsabschnitt des zweiten Wärmerohres angebrachte Wärmestrahlungsvorrichtung.

Vorzugsweise sind die in dem Inneren des ersten und zweiten Wärmerohres eingeschlossenen Arbeitsfluide zumindest ein Typ aus der Gruppe mit einer Mischung von Diphenyl und Diphenylether, einem Alkyl-Diphenyl, und Naphthalen.

Vorzugsweise ist das in dem Wärmerohr eingeschlossene nichtkondensierende Gas ein Gas, das schwer in dem Arbeitsfluid zu lösen ist.

Vorzugsweise ist ein die Kapillarwirkung unterstützendes Bauteil an der Innenwand des Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres angebracht. Das die Kapillarwirkung unterstützende Bauteil kann zumindest ein Typ aus der Gruppe mit einem gesinterten Metall, einem Gitter, und Faserbündeldochten sein.

Die Querschnittsform des Verdampfungsabschnitts des ersten Wärmerohres und des zweiten Wärmerohres ist rund oder flach.

Vorzugsweise weist das Sekundärbatteriegerät mit mehreren Batteriezellen des Hochtemperaturtyps mehrere Natrium-Schwefel-Batteriezellen auf.

Vorzugsweise kann das Batteriegerät zum Speichern überschüssiger Energie oder als eine Energiequelle für ein Fahrzeug verwendet werden.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist weiter ein Wärmerohr mit einem Verdampfungsabschnitt, einem Kondensationsabschnitt und einem Gasspeicher vorgesehen, das im Inneren eingeschlossen ein Arbeitsfluid und eine geeignete Menge eines nichtkondensierenden Gases enthält, und das an seiner Innenwand ein die Kapillar­ wirkung unterstützendes Bauteil aufweist, in dem das Arbeitsfluid sich bewegen kann, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kondensationsabschnitt des Wärmerohres im wesentlichen vertikal oder in einem Winkel von wenigstens 30° von der Horizontalen aufsteigt, der Gasspeicher an dem oberen Ende des Kondensationsabschnitts angebracht ist, das in dem Wärmerohr eingeschlossene Arbeitsfluid zumindest ein Typ aus der Gruppe mit einer Mischung von Diphenyl und Diphenylether, einem Alkyl-Diphenyl, und Naphthalen ist, und das in dem Wärmerohr eingeschlossene nichtkondensierende Gas ein Gas ist, das sich in dem Arbeitsfluid schwer zu lösen ist.

Das Wärmerohr der vorliegenden Erfindung ist gefüllt und abgedichtet mit einer kleinen Menge von Arbeitsfluid in einem Vakuum, während die das nichtkondensierende Gas enthaltenden Wärmerohre mit einer geeigneten Menge nichtkondensierenden Gases (z. B. Argon) und gleichzeitig mit dem Arbeitsfluid gefüllt sind. Wenn das Wärmerohr benutzt wird, bewirkt der Fluß des verdampften Gases in dem Wärmerohr, daß das nichtkondensierende Gas zu dem Ende des Kondensationsabschnitts gedrückt wird. Das nichtkondensierende Gas ist durch die Umgebungstemperatur geregelt. Weiter ist die Temperaturabhängigkeit des gesättigten Druckes des Arbeitsfluids viel größer als die des nichtkondensierenden Gases, so daß sich bei Temperaturanstieg die Grenzfläche zwischen dem Arbeitsfluid und dem nichtkondensierenden Gases sich zur Seite des Kondensations­ abschnittes hin bewegt, obwohl genauer gesagt eigentlich auch ein gewisser Diffusions­ effekt vorhanden ist. Wenn deshalb genug des nichtkondensierenden Gases eingeschlossen ist, so daß sich die Position der Grenzfläche zu der Seite des Kondensationsabschnittes des Verdampfungsabschnittes nahe an der minimalen Haltetemperatur (etwa 300°C im Falle einer Natrium-Schwefel-Batterie) bewegt und daß die Temperatur an der Schnittstelle zwischen dem Kondensationsabschnitt und dem Gasspeicher nahe der maximalen Haltetemperatur (etwa 330 bis 350°C in dem Fall einer Natrium-Schwefel-Batterie) wird, dann wird die Funktion des Wärmerohres bei Temperaturen unterdrückt, bis die Minimalhaltetemperatur erreicht ist. Wenn andererseits die Temperatur höher ansteigt, bewegt sich der Bereich des Arbeitsfluids zu der Kondensationsseite hin, so daß der Kondensationsabschnitt deutlich größer wird und der Betrag der abgestrahlten Wärme folglich ansteigt. Wenn weiter die obere Temperaturgrenze erreicht wird, d. h., wenn das nichtkondensierende Gas in dem Gasspeicher am Ende des Kondensationsabschnitts angereichert ist, wird ein Betrag von abgestrahlter Wärme vergleichbar mit dem Betrag der erzeugten Wärme erreicht. Hierdurch ist es möglich, die Batterie in einem geeigneten Temperaturbereich zu halten, ohne die Notwendigkeit irgendeiner externen Energiequelle.

Wenn eine Mischung aus Diphenyl und Diphenylether als Arbeitsfluid verwendet wird, ist die Toxizität gering und der Preis niedrig. Ferner ist dieses Arbeitsfluid stabil nahe 350°C. Ein zweckmäßiger Betrieb des Wärmerohres wird deshalb möglich.

Der Verdampfungsabschnitt verläuft horizontal, so daß mit einem blanken Rohr, also gewöhnlichem Rohr die Möglichkeit besteht, daß das kondensierte Arbeitsfluid austrocknet (überhitzt wird) und nicht das Ende des Verdampfungsabschnitts erreicht. Bei dieser Erfindung jedoch wird, da ein metallenes Gitter oder ein anderes die Kapillarwirkung unterstützendes Bauteil an der Innenwand des Verdampfungsabschnitts vorgesehen ist, die Kapillarwirkung benutzt, um den Transport des Arbeitsfluids an das Ende oder die obere Wand des Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres zu ermöglichen.

Wenn das Volumenverhältnis des Gasspeichers des Wärmerohres zu dem Kondensation­ sabschnitt größer als 1 gemacht wird, kann der Unterschied zwischen der oberen Grenztemperatur und der unteren Grenztemperatur bei etwa 40°C gehalten werden und es ist möglich, die Temperatur der Natrium-Schwefel-Zellen in einem optimalen Bereich zu halten. Wenn das Verhältnis größer als nötig gemacht wird, wird eine noch genauere Temperaturregelung möglich.

Wenn weiter die Wärmestrahlungsrippen aus einem aluminiumartigen Metall bestehen, kann das Gewicht leicht und die thermische Leitfähigkeit gut gemacht werden und die Wärmestrahlungsfunktion verbessert werden. Wenn weiter Gebrauch gemacht wird von Wärmestrahlungselementen aus Basisteilen, die den Kondensationsabschnitt kontaktieren und parallel zur Seitenfläche des Batteriemoduls liegen, und von Wärmestrahlungsrippen aus dünnen Platten, die vertikal in entgegensetzter Richtung zu dem Batteriemodul von den Basisteilen herausragend angebracht sind, kann die in der Längsrichtung geführte Wärme durch die Dicke der Basisteile eingestellt werden und weiter kann die Oberfläche der Rippen vergrößert werden, so daß eine gute Luftzufuhr bezüglich der natürlichen Konvexion erzielt werden kann.

Mit einem solchen Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Betrag der durch ein ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthaltendes Wärmerohr abgestrahlten Wärme zu verändern. Da der Bereich des direkten Vorhandenseins des Arbeitsfluids entsprechend der Batterie­ temperatur auch ohne Vorsehen eines Ventils oder dergleichen verändert werden kann, ist es möglich, auf irgendwelche Ventile und natürlich auch auf die entsprechenden Regelvorrichtungen zu verzichten. Da ferner der Betrag der abgestrahlten Wärme automatisch entsprechend der Batterietemperatur geregelt wird, werden keine Temperatursensoren oder andere elektronische Geräte benötigt. Gleichzeitig werden Regelgeräte unnötig, so daß der durch den Batteriemodul belegte Raum wesentlich verringert werden kann.

Da ferner in der vorliegenden Erfindung die Wärmerohre in der Leitplatte am Boden des Batteriemoduls eingesetzt sind, trägt dies ebenso zu einem Wärmetausch zwischen den Zellen bei.

Die Anordnung des Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres am Boden des Moduls ermöglicht es, daß die Wärme gleichmäßig zurückgewonnen wird. Weiter wird die komplizierte Arbeit des Einsetzens von Wärmerohren zwischen die Zellen unnötig. Weiter wird durch die Anordnung des Kondensationsabschnitts des Wärmerohres an der Seite des Batteriemoduls ein Stapeln der Batteriemoduln möglich und die durch die Batteriemoduln in Anspruch genommene Standfläche kann reduziert werden.

Weiter wird in der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts kleiner als die wirksame Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts gemacht wird, die Regelbarkeit des Wärmerohres verbessert und gleichzeitig die Oberfläche (wärmeleitende Fläche) nicht verändert, so daß die Wärmestrahlungsfunktion nicht beeinträchtigt wird.

Weiter kann in der vorliegenden Erfindung durch Anordnung des Kondensationsabschnitts des Wärmerohres entlang der Seitenfläche des Batteriemoduls und durch Formung des an dem Ende des Kondensationsabschnitts ausgebildeten Gasspeichers zu einer Weite, die im wesentlichen gleich der des Kondensationsabschnitts ist, die Regelbarkeit des Wärmerohres verbessert werden ohne den durch den Batteriemodul belegten Raum zu vergrößern.

Andererseits existiert gemäß dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung, da die Wärmerohre in der Leitplatte des Batteriemoduls vorgesehen sind, nicht länger ein Temperaturgradient in der Leitplatte und die Temperatur wird gleichmäßig bis zu dem Ende verteilt, wo die zweiten Wärmerohre verbunden sind.

Zusätzlich ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, da zweite ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthaltende Wärmerohre vorhanden sind, den wirksamen Bereich des Vorhandenseins des Arbeitsfluids entsprechend der Batterietemperatur auch ohne Vorsehen eines Ventils oder eines anderen Gerätes zu verändern, und es ist deshalb möglich, auf irgendwelche Ventile und natürlich auch auf die entsprechenden Regelgeräte zu verzichten. Zusätzlich besteht gemäß dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energie­ speicherbatterie der vorliegenden Erfindung, da die Wärmestrahlungsfunktion durch die ersten in der Leitplatte vorgesehenen Wärmerohre und die zweiten am Ende der Leitplatte vorgesehenen Wärmerohre vorgebracht wird, nicht länger eine Notwendigkeit, ein Wärmestrahlungsgerät von kompliziertem Aufbau bei dem Batteriemodul vorzusehen, und als Ergebnis kann das Batteriemodul in der Größer verkleinert werden, d. h. eine Vergrößerung im wirksamen belegten Raum kann unterdrückt werden.

Bei der vorliegenden Erfindung können die ersten Wärmerohre durch Löcher in der Leitplatte und Stopfen zum Verstopfen der Löcher gebildet werden. Durch Entlüften der Löcher und Füllen und Abdichten derselben mit einem Arbeitsfluid zur Herstellung der Wärmerohre ist es möglich, die ersten Wärmerohre einstückig mit der Leitplatte auszubilden, und dadurch die Kosten von Rohrmaterialien und die Arbeitskosten für den Einsatz der Wärmerohre zu verringern.

In der vorliegenden Erfindung ist es weiter durch Formen der Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres, des Verdampfungsabschnitts des zweiten Wärmerohres oder des ersten Wärmerohres als ein im Querschnitt flaches Rohr möglich, die Dicke der Leitplatte oder dergleichen dort zu reduzieren, wo die Verdampfungsabschnitte der Wärmerohre vorgesehen sind, ohne übermäßig die Querschnittsfläche des Durchflußweges der Rohre zu verringern, und außerdem in einem einen ausreichenden Wärmeflußbereich sichernden Zustand. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Volumen des Batteriemoduls und sein Gewicht zu verringern. Gleichzeitig ist es möglich, die Anzahl der Wärmerohre zu verringern, was bezüglich des Arbeitsaufwandes und der Herstellkosten vorteilhaft ist.

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden mit der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen klarer werden, wobei:

Fig. 1A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 1B ein Querprofil der Draufsicht des in Fig. 1A gezeigten Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät ist;

Fig. 2 eine Querprofilansicht eines Beispiels eines Verdampfungsabschnitts eines Wärme­ rohres des Ausführungsbeispiels ist;

Fig. 3 eine Querprofilansicht eines weiteren Beispiels eines Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres des Ausführungsbeispiels ist;

Fig. 4 ein Längsschnitt der Vorderansicht zur Erklärung der Funktion des ersten Ausführungsbeispiels ist;

Fig. 5 ein Längsschnitt der Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 6 ein Längsschnitt der Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 7 ein Längsschnitt der Vorderansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 8A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 8B eine Seitenansicht des in Fig. 8A gezeigten fünften Ausführungsbeispieles ist;

Fig. 9A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 9B eine Seitenansicht des in Fig. 9A gezeigten sechsten Ausführungsbeispiels ist;

Fig. 10A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines siebten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 10B eine Seitenansicht des in Fig. 10a gezeigten siebten Ausführungsbeispiels ist;

Fig. 11A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines achten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 11B eine Seitenansicht des in Fig. 11A gezeigten achten Ausführungsbeispiels ist;

Fig. 12 ein Längsschnitt der Vorderansicht eines neunten Ausführungsbeispieles eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 13A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 13B eine Seitenansicht des in Fig. 13A gezeigten zehnten Ausführungsbeispiels ist; und

Fig. 14 ein Längsschnitt der Vorderansicht eines elften Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundär­ batteriegerät des Hochtemperaturtyps der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erklärt.

In den folgenden Ausführungsbeispielen wird als Sekundärbatteriegerät des Hoch­ temperaturtyps ein Natrium-Schwefel-Batteriegerät mit mehreren Natrium-Schwefel-Batterie­ zellen beschrieben. Das Natrium-Schwefel-Batteriegerät kann für ein Energiespeicherbatteriegerät (eine Hochleistungsbatterie) verwendet werden, das in einem Kraftwerk zur Speicherung überschüssiger Energie zum Ausgleich von Schwankungen in der Belastung oder in einem Energiespeicherbatteriegerät in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Elektrofahrzeug, eingebaut werden kann.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1A ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung entlang der Linie X-X in Fig. 1B; während Fig. 1B ein Querprofil der Draufsicht entlang der Linie Y-Y von Fig. 1A ist. Fig. 2 und Fig. 3 zeigen Beispiele von Abschnitten des Wärmerohres dieses Ausführungsbeispieles.

In Fig. 1A und Fig. 1B besteht das Energiespeicherbatteriegerät aus einem Modulgehäuse (Batteriemodul) 1, das aus einem wärmedämmenden Material gebildet ist, und mehreren im Querschnitt rund geformten Natrium-Schwefel-Zellen 2, die stehend in dem Modul­ gehäuse 1 untergebracht sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Natrium- Schwefel-Zellen 2 in Längsrichtung und Querrichtung in dem Modulgehäuse 1 aufgereiht. Selbstverständlich ist die Anzahl der Natrium-Schwefel-Zellen 2 der vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Beispiel begrenzt.

Das Wärmestrahlungsgerät dieses Ausführungsbeispiels zur Verhinderung des Überhitzens des Energiespeicherbatteriegerätes aus mehreren Natrium-Schwefel-Zellen 2 weist eine Leitplatte 3 und eine Wärmestrahlungsrippe 26 auf.

Wie in Fig. 1B gezeigt, sind in diesem Ausführungsbeispiel für ein Modulgehäuse 3 drei Wärmerohre 20 vorgesehen.

Eine bezüglich der Wärmeleitfähigkeit ausgezeichnete Leitplatte 3, z. B. aus Kupfer oder Aluminium, ist am Boden des wärmedämmenden Modulgehäuses 1 vorgesehen. In diesem Beispiel besteht die Leitplatte 3 aus einer Aluminiumplatte mit einer Dicke von 22 mm.

Die Position der Anordnung der Leitplatte 3 ist nicht genau festgelegt, aber die Platte ist vorzugsweise am Boden des Batteriemoduls 1 angeordnet. Eine Energiespeicherbatterie enthält im allgemeinen eine Vielzahl von stehenden zylindrischen Natrium-Schwefel-Zellen 2, so daß die Anordnung der Leitplatte 3 am Boden des Batteriemoduls 1 eine gleichmäßige Rückgewinnung der Wärme ermöglicht. Wenn ferner die Leitplatte 3 am Boden des Batteriemoduls 1 angeordnet ist und auch die Wärmerohre 20 dort vorgesehen sind, dann wird die komplizierte Arbeit des Einsetzens von Wärmerohren 20 zwischen benachbarte Natrium-Schwefel-Zellen 2 unnötig.

Allgemeiner Aufbau der Wärmerohre

Ein Wärmerohr 20 besteht aus einem Verdampfungsabschnitt 22, einem Kondensations­ abschnitt 22 und einem Gasspeicher 25.

Der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20 verläuft entlang der Längsrichtung der Leitplatte 3. Das Beispiels von Fig. 1A zeigt den Verdampfungsabschnitt 22 etwas über die Mitte hinaus in die Leitplatte 3 hineinragend, aber er kann ebenso direkt bis zum Ende der Leitplatte 3 hineinragen oder nicht so weit wie im Beispiel gezeigt in die Leitplatte eindringen. Der Verdampfungsabschnitt 22 ist nicht speziell auf die Position dieser Darstellung begrenzt, aber es ist vorteilhaft, ihn am vorderen Ende der Leitplatte 3 zu biegen und in das Ende der Leitplatte 3 einzusetzen. Hierdurch ist es möglich, den Bereich der Leitplatte 3 beinahe gleich dem Bereich des Modulgehäuses 1 zu machen und deshalb den belegten Standplatz auf ein Minimum zu begrenzen. Ferner wird es möglich, einen ausreichenden Bereich der Wärmeleitung des Verdampfungsabschnitts 22 je nach zu sichern.

Ein Ende des Verdampfungsabschnitts 22 des Wärmerohres 20 ist in der Leitplatte 3 eingesetzt vorgesehen, aber das andere Ende des Verdampfungsabschnitts 22 des Wärmerohres 20 steigt an der Seite des Modulgehäuses 1 auf, um den Kondensations­ abschnitt 24 des Wärmerohres 20 zu bilden. Der Kondensationsabschnitt 24 des Wärmerohres 20 ist vorzugsweise ein Rohr, das in einem Winkel von zumindest 30° bezüglich des Verdampfungsabschnitts 22 aufsteigt (ein Rohr in fortlaufender Verbindung mit dem Verdampfungsabschnitt 22). Besonders vorteilhaft ist er im wesentlichen vertikal entlang der Seite des Moduls angeordnet. In dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung ist die Position der Anbringung des Kondensationsabschnitts 24 des Wärmerohres 20 nicht genau festgelegt, aber der Abschnitt ist vorzugsweise an der Seitenfläche des Modulgehäuses 1 angebracht. Wenn der Kondensationsabschnitt 24 an der Oberseite des Batteriemoduls 1 vorgesehen ist, würde das Stapeln der Batteriemoduln 1 schwierig werden. Durch Anordnen des Kondensations­ abschnitts 24 an der Seitenfläche des Modulgehäuses 1 wird das Stapeln der Batterie­ moduln 1 möglich und der durch die Batteriemoduln 1 belegte Standplatz kann klein gehalten werden.

Der Kondensationsabschnitt 24 ist mit einer Wärmestrahlungsvorrichtung 26 mit einem Basisteil 26a aus Kupfer oder Aluminium, welches beste thermische Leitfähigkeit bietet, oder Messing, welches beste Verarbeitbarkeit bietet, und Strahlungsrippen 26b versehen und strahlt Wärme durch natürliche Luftkühlung ab. Die Rippen 26b sind vorzugsweise in ihrer Form kammförmig. Um die natürliche Kühlung zu unterstützen sind die Rippen 26b vorzugsweise in der vertikal ausgerichtet.

Am oberen Ende des Kondensationsabschnitts 24 des Wärmerohres 20 ist ein Gasspeicher 25 zur Speicherung des nichtkondensierenden Gases vorgesehen.

In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Länge des Kondensationsabschnitts 24 z. B. 300 mm, die Länge des Gasspeichers 25 beträgt 100 mm, und das Volumenverhältnis beträgt etwa 1,6. Die Strahlungsvorrichtung 26 hat ein Basisteil 26a mit einer Breite von 200 mm, einer Höhe von 300 mm und einer Dicke von 8 mm und insgesamt 16 plattenähnliche Rippen 26b mit einer Dicke von 1 mm. Der Kondensationsabschnitt 24 ist an der Mitte des Basisteiles 26a befestigt. Diese Maße sind so gewählt, daß die Effektivität der Wärmestrahlungsrippe nicht absinkt. Ferner ist das gesamte Wärmerohr 20 mit einem Außendurchmesser von 15 mm und der Gasspeicher 25 mit einem Außendurchmesser von 30 mm versehen. Das Material des Wärmerohres ist nicht speziell begrenzt, aber es ist z.B Edelstahl.

Detaillierter Aufbau des Wärmerohres 20

Im folgenden wird der detaillierte Aufbau und die variable Leitfähigkeitscharakteristik des Wärmerohres 20 beschrieben.

Das Wärmerohr 20 dieses Ausführungsbeispieles enthält in dem Vakuumrohr dicht eingeschlossen ein Arbeitsfluid und eine geeignete Menge eines nichtkondensierenden Gases.

Die in den oben genannten japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. 63-175355, 2-148622, 7-14616, 60-107274 und 61-161669 offenbarten Wärmerohre sind Wärmeübertragungsvorrichtungen, die ein Arbeitsfluid und die Kapillarfunktion von Dochten benutzen. Andererseits enthält das Wärmerohr 20 dieses Ausführungsbeispieles den Verdampfungsabschnitt 22, den Kondensationsabschnitt 24 und den Gasspeicher 25, und die geeignete Menge des nichtkondensierenden Gases ist in das Wärmerohr 20 zusätzlich zu dem Arbeitsfluid eingeführt.

Ein Blick auf den Querschnitt des Verdampfungsabschnitts 22 des Wärmerohres 20 zeigt z. B., wie in Fig. 2 zu sehen ist, daß drei (oder mehr) Phosphor-Bronze-Gitter 220 als Dochte entlang der Innenwand des Verdampfungsabschnitts 22 eingesetzt sind. Die Gitter 220, die als Bauteile zur Unterstützung der Kapillarwirkung dienen, sind vorzugsweise zylindrisch geformt und entlang der Innenwand des Verdampfungsabschnitts 22 angebracht. Der Grund hierfür ist, die Querschnittsfläche des Durchflusses nicht zu verringern. Der Verdampfungsabschnitt 22 verläuft horizontal, so daß mit einem blanken Rohr, also üblichen Rohr die Möglichkeit besteht, daß das kondensierte Arbeitsfluid austrocknen wird (überhitzt werden wird) und nicht das Ende des Verdampfungs­ abschnittes 22 erreicht. In diesem Ausführungsbeispiel jedoch wird, da ein metallisches Gitter oder ein anderes die Kapillarwirkung unterstützendes Bauteil an der Innenseite des Verdampfungsabschnitts 22 vorgesehen ist, die Kapillarwirkung benutzt, um zu ermöglichen, daß das Arbeitsfluid zu dem Ende oder zu der oberen Wand des Verdampfungsabschnittes 22 des Wärmerohres transportiert wird.

Das die Kapillarwirkung unterstützende Bauteil kann ein gesintertes Metall oder Faserbündeldochte zusätzlich zu einem Gitter sein.

Anstelle des Verdampfungsabschnitts 22 des in Fig. 2 gezeigten Wärmerohres 20 ist es auch möglich, ein Wärmerohr 20a mit einem als flaches Rohr geformten Verdampfungs­ abschnitt 22a, wie in Fig. 3 gezeigt, zu verwenden. Die andere Abschnitte außer dem Verdampfungsabschnitt 22a des Wärmerohres 20a können ebenfalls flache Rohre sein oder auch nicht. Wie in Fig. 3 gezeigt, beträgt das Verhältnis b/a des kurzen Abstandes zu dem langen Abstand a, das den Grad der Flachheit anzeigt, vorzugsweise 0,5 bis 0,3 oder ähnlich. Wenn dieses Verhältnis zu klein ist, wird der Widerstand des Durchflusses zu groß, was nicht wünschenswert wäre, während wenn das Verhältnis zu groß ist (nahe 1), wäre das Rohr nicht länger flach und die Wirkung seiner Abflachung wäre geringer. Durch die Ausbildung des Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres 20, d. h. des Abschnitts, wo die Wärme von dem Batteriemodulgehäuse 1 weggeführt wird, als flach geformtes Rohr, wird es möglich, die Dicke der Leitplatte 3, in der der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20 eingebracht ist, zu verringern, ohne die Querschnitts-fläche des Durchflusses des Rohres extrem zu verringern und in einem den notwendigen Bereich der Wärmeleitung sichernden Zustand. Als ein Ergebnis kann das Batteriemodulgehäuse 1 volumenmäßig und gewichtsmäßig verringert werden. Gleichzeitig kann die Anzahl der Wärmerohre 20 verringert werden - was bezüglich des Arbeitsaufwandes und der Herstellkosten vorteilhaft ist.

In der Vielfalt der Ausführungsbeispiele kann der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20, auf den im folgenden Bezug genommen wird, entweder von der in Fig. 2 oder in Fig. 3 dargestellten Querschnittsform sein.

Das in dem Wärmerohr 20 dicht eingeschlossene Arbeitsfluid ist nicht speziell festgelegt, aber es kann von einem Arbeitsfluid entsprechend dem zu regelnden Temperaturbereich Gebrauch gemacht werden, z. B. als bevorzugtes Ausführungsbeispiel für den betriebs­ mäßigen Temperaturbereich von 300 bis 330°C des Natrium-Schwefel-Batteriegerätes Wasser, Naphthalen oder Diphenyl oder andere Aromaten, Therm-S (Produktname, hergestellt von Nippon Steel Chemical Co. Ltd.), oder dergleichen. Ferner kann als Arbeitsfluid eines aus der der Gruppe mit einer Mischung von Diphenyl und Diphenyl-Ether, einem Alkyl-Diphenyl, und Naphthalen ausgewählt werden. Insbesondere kann Therm-S 300 (Mischung von 26,5% Diphenyl und 73,5% Diphenyl-Ether, hergestellt von Nippon Steel Chemical Co. Ltd.) oder dergleichen verwendet werden. Wenn eine Mischung von Diphenyl und Diphenyl-Ether als Arbeitsfluid verwendet wird, wird die Toxizität gering und der Preis niedrig. Ferner ist dieses Arbeitsfluid stabil nahe 350°C. Ein zweckmäßiger Betrieb des Wärmerohes wird somit möglich.

Das nichtkondensierende Gas, das in einer geeigneten Menge dicht in dem Wärmerohr 20 eingeschlossen ist, ist nicht speziell festgelegt, aber es ist vorzugsweise ein Gas, das äußerst stabil ist und schwer in dem Arbeitsfluid zu lösen ist. Es kann beispielsweise Argon, Xenon, Stickstoff oder dergleichen verwendet werden.

Bei Einschluß des Arbeitsfluids und des nichtkondensierenden Gases in dem Wärmerohr 20 vom Typ der variablen Leitfähigkeit sollten die folgenden Punkte beachtet werden. Dieses Ausführungsbeispiel macht Gebrauch von der Tatsache, daß sich die Grenzfläche zwischen dem Arbeitsfluid und dem nichtkondensierenden Gas entsprechend der Temperatur des Verdampfungsabschnitts 22 bewegt, um so die wirksame Länge des Kondensationsabschnitts 24 zur Variierung der Abstrahlungscharakteristik variabel zu machen und dadurch zu ermöglichen, daß die Wärmestrahlungsfunktion verändert wird. Es ist genug des nichtkondensierenden Gases einschlossen, so daß die Position dieser Grenzfläche sich zu der Seite des Kondensationsabschnitts 24 des Verdampfungsabschnitts 22 nahe der minimalen Haltetemperatur, etwa 300°C im Fall einer Natrium-Schwefel-Batterie, bewegt und die Temperatur der Schnittstelle zwischen dem Kondensations­ abschnitt 24 und dem Gasspeicher 25 nahe der maximalen Haltetemperatur, etwa 330 bis 350°C im Falle einer Natrium-Schwefel-Batterie, wird.

Es wird nun die variable Leitfähigkeitscharakteristik des Wärmerohres 20 erörtert. Für die Funktion des Wärmerohres 20 wird das nichtkondensierende Gas durch den Fluß von verdampftem Gas in dem Wärmerohr in das Ende des Kondensationsabschnitts 24 gedrückt. Das nichtkondensierende Gas wird durch die Umgebungstemperatur geregelt. Der Druck in dem Wärmerohr 20 steigt ebenfalls im Verhältnis zum Temperaturanstieg an, aber die Temperaturabhängigkeit des gesättigten Druckes des Arbeitsfluids ist wesentlich größer als die des nichtkondensierenden Gases, so daß sich bei Temperatur­ anstieg die Grenzfläche zwischen dem Arbeitsfluid und dem nichtkondensierenden Gas am Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20 zu der Seite des Kondensationsabschnitts 24 bewegen wird, auch genauer gesagt eigentlich ein gewisser Diffusionseffekt vorhanden ist. Deshalb wird, wenn genug nichtkondensierendes Gas eingeschlossen ist, so daß sich die Position der Grenzfläche zu der Seitens des Kondensationsabschnitts 24 des Verdampfungsabschnittes nahe der minimalen Haltetemperatur (etwa 300°C in dem Falle einer Natrium-Schwefel-Batterie) bewegt und die Temperatur der Schnittstelle zwischen dem Kondensationsabschnitt 24 und dem Gasspeicher 25 nahe der maximalen Halte­ temperatur (etwa 330 bis 350°C in dem Fall einer Natrium-Schwefel-Batterie) wird, die Wirkung des Wärmerohres 20 bei Temperaturen, bis die minimale Haltetemperatur erreicht ist, unterdrückt. Wenn andererseits die Temperatur höher ansteigt, bewegt sich der Bereich des Arbeitsfluids in dem Wärmerohr 20 zu der Kondensationsseite 24, so daß der Kondensationsabschnitt 24 wesentlich größer wird und der Betrag der abgestrahlten Wärme ansteigt. Wenn ferner die maximale Haltetemperatur erreicht ist, ist das nichtkondensierende Gas in dem Gasspeicher 25 am Ende des Kondensationsabschnitts 24 enthalten, so daß eine schnelle thermische Übertragung erzielt und der maximale Wärmestrahleffekt erreicht wird.

Das nichtkondensierende Gas und der Gasspeicher 25 erzwingen die Bewegung des Arbeitsfluids, das in dem Verdampfungsabschnitt 22 durch Wärme verdampft ist, durch die Dochte in dem Wärmerohr 20. Die Wechselwirkung des nichtkondensierenden Gases und des verdampften Gases des Arbeitsfluids verändert die Funktion des Wärmerohres 20. Die Änderung der Funktion ist definiert als die variable Leitfähigkeit. Diese variable Leitfähigkeitscharakteristik ist, abhängig von der Temperatur am Wärmerohr 20, veränderlich.

Da der Betrag der abgestrahlten Wärme automatisch entsprechend der Temperatur der Batterie geregelt wird, ist kein Temperatursensor oder keine andere elektronische Vorrichtung nötig. Deshalb erfolgt die Regelung nicht schrittweise und ferner wird kein Pendeln verursacht, so daß eine Feineinstellung des Betrages der abgestrahlten Wärme möglich wird. Als ein Ergebnis kann die Batterietemperatur nach der Erwärmung über eine gewisse Temperatur allein durch das Wärmerohr geregelt werden und deshalb können die Betriebskosten verringert werden und auf die Regelvorrichtungen verzichtet werden. Da keine Regelvorrichtung oder dergleichen benötigt wird, kann der durch das Batterie­ modul belegte Raum wesentlich verringert werden.

Wenn das Volumenverhältnis des Gasspeichers 25 des Wärmerohres zu dem Kondensationsabschnitt 24 größer als 1 gemacht wird, kann die Differenz zwischen der oberen Grenztemperatur und der unteren Grenztemperatur auf etwa 40°C gehalten werden und es ist möglich, die Temperatur der Natrium-Schwefel-Zellen 1 in einem optimalen Bereich zu halten. Wenn das Verhältnis größer als nötig gemacht wird, wird eine exakte Temperaturregelung möglich. Wenn das Volumen des Gasspeichers 25 auf Vd, das Volumen des Kondensationsabschnitts 24 auf Vc, der Sättigungsdruck der unteren Grenztemperatur auf P1 und der Sättigungsdruck der oberen Grenztemperatur auf P2 eingestellt werden, dann erhält man das Verhältnis Vg/Vc = P1/(P2-P1), so daß, wenn die Differenz zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert der Sättigungsdrücke kleiner gemacht wird und die Regelbarkeit steigt, der Wert der linken Seite, d. h. Vg/Vc größer wird. Dies bedeutet, daß das Volumen Vg des Gasspeichers 25 ansteigen wird, aber gleichzeitig eine entsprechende Verringerung des Volumens des Kondensationsabschnitts 24 stattfindet. Deshalb wird bei der vorliegenden Erfindung anstelle der Vergrößerung des Volumens des Gasspeichers 25 das Volumen des Kondensationsabschnitts 24 verringert. Der Oberflächenbereich des Kondensations­ abschnitts 24 hat jedoch einen Einfluß auf die Wärmestrahlungsfunktion, so daß die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts 24 kleiner gemacht ist. Hierdurch wird die linke Seite der obigen Gleichung größer und die Regelbarkeit des Wärmerohres 20 wird vergrößert und gleichzeitig der Oberflächenbereich nicht geändert, so daß es keinen Einfluß auf die Wärmestrahlungsfunktion gibt.

Als nächstes wird der Betrieb des Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie erklärt.

Das Wärmerohr 20, das bei Gebrauch als ein Hauptbestandteil des Wärmestrahlungs­ gerätes für eine Energiespeicherbatterie dient, enthält gemäß diesem Ausführungsbeispiel in sich dicht eingeschlossen ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas. Die Leitplatte 3 empfängt von dem Modulgehäuse 1 unter den mehrere Natrium-Schwefel-Zellen gleichmäßig Wärme und der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20 unter den mehreren Natrium-Schwefel-Zellen 2 wird durch die Leitplatte 3 aufgeheizt. Als ein Ergebnis wird das Arbeitsfluid in dem Verdampfungsabschnitt 22 verdampft und bewegt sich in den Dochten in dem Verdampfungsabschnitt 22, und das nichtkondensierende Gas in dem Verdampfungsabschnitt 22 wird durch den Fluß des verdampften Arbeitsfluids zum Ende des Kondensationsabschnitts 24, d. h. zu der Seite des Gasspeichers 25, bewegt und durch den Fluß des verdampften Gases in dem Rohr in dem Verdampfungsabschnitt 22 dort hineingedrückt. Das nichtkondensierende Gas wird durch die Umgebungstemperatur des Gasspeichers 25 geregelt, aber die Temperaturabhängigkeit des Sättigungsdruckes des Arbeitsfluids ist viel größer als die des nichtkondensierenden Gases, so daß, wenn die Temperatur des Arbeitsfluids in dem Verdampfungsabschnitt 22 ansteigt, die Grenzfläche zwischen dem Arbeitsfluid und dem nicht kondensierenden Gases sich zur Seite des Kondensationsabschnitts 24 hinbewegt, obwohl genauer gesagt eigentlich auch ein gewisser Diffusionseffekt vorhanden ist. Es ist genug nichtkondensierendes Gas eingeschlossen, so daß, wie in Fig. 4 gezeigt, sich die Position dieser Grenzfläche zu der Position A an der Seite des Kondensationsabschnitts 24 des Verdampfungsabschnitts 22 nahe der minimalen Haltetemperatur von etwa 300°C der Natrium-Schwefel-Zellen 2 bewegt und die Temperatur der Schnittstelle B zwischen dem Kondensationsabschnitt 24 und dem Gasspeicher 25 nach einer maximalen Haltetemperatur der Natrium-Schwefel-Batterie­ zellen von etwa 330 bis 350°C wird. Aufgrund dieses Sachverhaltes wird bei Temperaturen bis die minimale Haltetemperatur von 300°C erreicht wird, das Arbeitsfluid durch den Druck des nichtkondensierenden Gases gedrückt und nur im Teil der Leitplatte 3 des Modulgehäuses 1 lokalisiert, so daß die Funktion des Wärmerohres 20 unterdrückt wird, aber ein Wärmetauscheffekt erzielt wird. Wenn andererseits die Temperatur darüber ansteigt, wird der Druck des Arbeitsfluids den Druck des nichtkondensierenden Gases übersteigen und die Grenzfläche zwischen dem Arbeitsfluid und dem nichtkondensierenden Gas wird sich zu der Seite des Kondensationsabschnitts 24 hin bewegen, so daß der Kondensationsabschnitt 24 entsprechend dem Anstieg in der Temperatur im wesentlichen schrittweise vergrößert wird. Aufgrund diesen Sachverhaltes wird der Betrag der abgestrahlten Wärme kontinuierlich ansteigen. Auf diese Weise steigt der Betrag der abgestrahlten Wärme kontinuierlich an und die maximale Haltetemperatur von 330 bis 350°C wird erreicht, und dann wird das nichtkondensierende Gas in dem Gasspeicher 25 am Ende des Kondensationsabschnitts 24 angereichert, so daß der maximale Wärme­ strahlungseffekt erzielt werden kann. Deshalb wird durch Anbringen eines Wärme­ strahlungsabschnittes 26, der mit dem Betrag der von dem Batteriemodul 1 in diesem Ausführungsbeispiel erzeugten Wärme vergleichbar ist, an den Kondensationsabschnitt 24 die Temperatur des Verdampfungsabschnitts 22 niemals über 340°C ansteigen. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Wärmestrahlungsfunktion durch Anbringen von drei Wärmerohren 20 variabler Leitfähigkeit in Anbetracht des Betrages der abzustrahlenden Wärme erreicht.

Auf diese Weise kann mit dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung, wobei das Wärmestrahlungsgerät das Wärmerohr 20 mit dem Gasspeicher 25 enthält und das nichtkondensierende Gas zusätzlich zu dem Arbeitsfluid verwendet, der Betrag der abgestrahlten Wärme kontinuierlich verändert werden. Dementsprechend wird die Wärmestrahlung nicht stufenweise geregelt und ferner gibt es kein Pendeln der hohen Temperaturen und Überkühlungen, so daß eine Feineinstellung des Betrages der abgestrahlten Wärme möglich wird. Als ein Ergebnis kann nach dem Heizen über eine gewisse Temperatur die Temperatur der Natrium-Schwefel-Zellen 2 nur durch das Wärmerohr 20 allein geregelt werden, ohne die Notwendigkeit eines Temperatur­ regelsystems mit Temperatursensoren oder Temperaturregelgeräten. Da keine Notwendigkeit zur Bedienung irgendwelcher Temperaturregelgeräte besteht, können die Betriebskosten verringert und auf Temperaturregelgeräte verzichtet werden. Mit anderen Worten, das Arbeitsfluid und das nichtkondensierende Gas selbst erkennen von Natur aus die Batterietemperatur und der Betrag der abgestrahlten Wärme wird automatisch gemäß der Temperatur der Batterie geregelt, so daß kein Temperatursensor oder eine andere elektronische Vorrichtung notwendig wird. Da weiter bei dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie dieses Ausführungsbeispieles der wirksame Bereich des Arbeitsfluids gemäß der Batterietemperatur auch ohne Vorsehen eines Ventiles oder einer anderen Vorrichtung verändert werden kann, ist es möglich, auf alle Ventile und natürlich auch auf die entsprechenden Regelgeräte zu verzichten.

Das Wärmerohr 20 dieses Ausführungsbeispieles kann durch geeignete Einstellmengen des Arbeitsfluids und des nichtkondensierenden Gases entsprechend den Betriebsbedingungen zu einem geeigneten Wärmerohr mit einer variablen Leitfähigkeitscharakteristik modifiziert werden. Die variable Leitfähigkeitscharakteristik des Wärmerohres 20 dieses Ausführungs­ beispieles kann auch durch Ändern der Abmessungen des Verdampfungsabschnitts 22, des Kondensationsabschnitts 24 und des Gasspeichers 25 verändert werden.

Da ferner das Wärmerohr 20 als Hauptbestandteil des Wärmestrahlungsgerätes für das Natrium-Schwefel-Batteriegerät verwendet wird, kann der Wärmestrahlungsbereich ohne Vergrößerung des Basisteiles 26a oder der Strahlungsrippen 26b vergrößert werden, die Freiheit der Temperaturregelung wird vergrößert und das Modulgehäuse 1 kann kleiner gehalten werden.

Da ein Energiespeicherbatteriegerät im allgemeinen, wie durch die Natrium-Schwefel-Zellen 2 dargestellt, aus stehenden zylindrischen Zellen besteht, ermöglicht die Anordnung des Verdampfungsabschnitts 22 des Wärmerohres 20 am Boden des Modulgehäuses 1 in der Leitplatte 3 wie bei dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie dieses Ausführungsbeispieles, daß die Wärme gleichmäßig zurückgewonnen wird. Da ferner der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20 am Boden des Modulgehäuses 1 angeordnet wird, kann die komplizierte Arbeit des Einfügens von Wärmerohren zwischen die Natrium-Schwefel-Zellen 2, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 8-222280 offenbart, vermieden werden.

Ferner wäre es schwierig, wenn der Kondensationsabschnitt 24 des Wärmerohres 20 an der Oberseite des Modulgehäuses 1 angeordnet wird, das Modulgehäuse 1 zu stapeln. Durch die Anordnung des Kondensationsabschnitts 24 des Wärmerohres 20 an der Seite des Modulgehäuses 1 wie in diesem Ausführungsbeispiel, wird ein Stapeln der Modulgehäuse 1 möglich und die durch die Modulgehäuse 1 in Anspruch genommene Standfläche kann reduziert werden.

Wie oben erklärt, wird es gemäß dem Wärmestrahlungsgerät, das das Wärmerohr 20, die Leitplatte 3 und wahlweise die Wärmestrahlungsrippe 26 enthält, für eine oben erklärte Energiespeicherbatterie möglich, den Betrag der abgestrahlten Wärme durch Verwendung eines Wärmerohres vom Typ variabler Leitfähigkeit, das ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthält, zu verändern. Ferner kann der wirksame Bereich des Vorhandenseins des Arbeitsfluids zusammen mit der Batterietemperatur verändert werden. Deshalb kann, auch wenn der Entladeausgang sich ändert und der Betrag der durch die Batterie erzeugten Wärme schwankt, die Batterietemperatur selbständig in einem begrenzten Bereich gehalten werden, so daß hierdurch die Bedienbarkeit der Batterie verbessert werden kann. Ferner ist der Aufbau des Wärmestrahlungsgerätes, bestehend aus der Leitplatte 3, den Wärmerohren 20 und den Strahlungsrippen 26 einfach und für Wärmeabstrahlungen von großen Energiespeicherbatteriegeräten geeignet.

Das Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielfältige Abänderungen sind möglich.

Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 5 ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein Wärmerohr des Typs variabler Leitfähigkeit benutzt.

Das in Fig. 5 dargestellte Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie unterscheidet sich von dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie des ersten Ausführungsbeispieles in dem Punkt, daß der Verdampfungsabschnitt 22A des Wärmerohres 20a am Ende der Leitplatte 3A vorgesehen ist, und in dem Punkt, daß eine verstärkte Kühlung (verstärkte Luftkühlung) unter Verwendung von Luft von einem Ventilator (nicht gezeigt) zu den an dem Kondensationsabschnitt 24A vorgesehenen Strahlrippen 26 durchgeführt wird. D.h. der Verdampfungsabschnitt 22A am Boden des Wärmerohres 20A erstreckt sich nicht in den größten Teil im Inneren der Leitplatte 3A hinein, wie im ersten Ausführungsbeispiel. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie im ersten Ausführungsbeispiel.

Die Form des Verdampfungsabschnitts 22A des Wärmerohres 20A kann jede der in Fig. 2 oder Fig. 3 dargestellten Querschnittsformen sein.

Das zweite Ausführungsbeispiel vergrößert den Kühleffekt im Kondensationsabschnitt 24A durch verstärkte Luftkühlung in dem Grade der Verkürzung der Länge des Verdampfungs­ abschnitts 22A des Wärmerohres 20A. Die Wärme von der Leitplatte 3A wird zum Ende des Verdampfungsabschnitts 22A geführt. Das Wärmestrahlungsgerät für eine Energie­ speicherbatterie des zweiten Ausführungsbeispieles ist insbesondere aufgrund der kurzen Länge des Verdampfungsabschnitts 22A wirkungsvoll, wenn es kleine Schwankungen im Betrag der erzeugten Wärme gibt, und es kann vorzugsweise bei Natrium-Schwefel-Batterie­ geräten von kleiner Größe angewandt werden.

Bei Vergleich des zweiten Ausführungsbeispiels mit dem ersten Ausführungsbeispiel wird beim zweiten Ausführungsbeispiel für die verstärkte Luftkühlung ein Ventilator benötigt, aber der Verdampfungsabschnitt 22A des Wärmerohres 20a kann kürzer gemacht werden, so daß das Wärmerohr 20a kostengünstiger wird. Ferner wird der Aufbau der Leitplatte 3A im Vergleich zu der Leitplatte 3 des ersten Ausführungsbeispieles einfacher.

Das zweite Ausführungsbeispiel kann wie das erste Ausführungsbeispiel die kontinuierliche Regelung des Betrages der abgestrahlten Wärme auch ohne Vorsehen eines Ventiles oder Temperatursensors oder anderer Regelgeräte wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 verwirklichen. Ferner wird das Stapeln der Modulgehäuse 1 möglich, so daß ebenso der Platzspareffekt groß ist.

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 6 ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispieles eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung.

In dem Wärmerohr 20b des dritten Ausführungsbeispiels, welches das Arbeitsfluid und das nichtkondensierende Gas enthält, ist der Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B der gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, aber der Durchmesser des Verdampfungs­ abschnitts 22B ist größer ausgebildet als der Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B. Mit anderen Worten, der Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B ist kleiner ausgebildet als der Durchmesser des Verdampfungsabschnitts 22B. Z.B. beträgt der innere Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B 10,7 mm im Vergleich zu einem inneren Durchmesser von 16,7 mm des Verdampfungsabschnitts 22B. Ferner ist der Gasspeicher 25B in Höhe und Durchmesser so aufgebaut, daß er nicht übermäßig von dem Batterie­ modul 1 herausragt. Der übrige Aufbau des Wärmestrahlungsgerätes für eine Energie­ speicherbatterie des dritten Ausführungsbeispiels ist der gleiche wie in dem Wärme­ strahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie des ersten Ausführungsbeispiels.

Es ist vorteilhafter, die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts 24 kleiner als die wirksame Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts 22 zu machen. Wenn der Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B kleiner als der Durchmesser des Verdampfungsabschnittes 22B ausgebildet ist, dann wird das Volumen des Kondensations­ abschnitts 24B kleiner, so daß die Geschwindigkeit des durch den Kondensationsabschnitt 24B geführten Arbeitsfluids schneller wird, weshalb, wenn die Größe des Gasspeichers 25B so belassen ist, die Regelbarkeit des Wärmerohres 20B enorm verbessert wird. Im Gegensatz dazu kann, wenn die Regelbarkeit des Wärmerohres 20B gleich gehalten wird, das Volumen des Gasspeichers 25B im Grad der Verringerung des Kondensationsabschnitts kleiner ausgebildet werden.

Experimentelle Berechnungen bei diesem Ausführungsbeispiel zeigten, daß die Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts 24B auf 1/2,4 verringert wurde, so daß auch das Volumen des Gasspeichers 25B nur 1/2,4 der Größe wurde. Wenn der Durchmesser des Verdampfungsabschnitts 22 und des Kondensationsabschnitts 24 die gleichen sind, wie im ersten Ausführungsbeispiel, wird eine Höhe von 170 mm für den Gasspeicher 25 benötigt, aber im dritten Ausführungsbeispiel kann diese auf 70 mm verringert werden.

Die wirksame Länge des Kondensationsabschnitts 24 ändert sich aufgrund der Temperatur und der variablen Leitfähigkeitscharakteristik, aber je kleiner der Unterschied zwischen der Temperatur im kleinsten Bereich des Kondensationsabschnitts 24 und der Temperatur im größten Bereich des Kondensationsabschnitts 24 ist, umso besser ist die Regelbarkeit des Wärmerohres 20.

Viertes Ausführungsbeispiel

Fig. 7 ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines vierten Ausführungsbeispieles eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wenn, wie im dritten Ausführungsbeispiel, der Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B kleiner als der Durchmesser des Verdampfungsabschnitts 22B ausgebildet wird, wird die Regelbarkeit des Wärmerohres 20B verbessert oder das Volumen des Gasspeichers 25B kann verringert werden, aber wenn die Oberfläche (Wärmeleitfläche) des Kondensations­ abschnitts 24B verringert wird, kann dies einen Einfluß auf die Wärmestrahlungsfunktion haben. Deshalb wird in diesem Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 7 dargestellt, das Wärmerohr 20C aus einem Rohr mit einem einzigen Durchmesser gebildet und ein säulenartiges oder röhrenförmiges Abstandsstück 27 wird in den Kondensationsabschnitt 24C eingesetzt, um die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts 24C gegenüber dem Durchmesser des Verdampfungsabschnitts 22C deutlich zu verringern. Bei einem solchen Aufbau wird das Volumen des Kondensationsabschnitts 24C kleiner, so daß, wenn die Größe des Gasspeichers 25C beibehalten wird, die Regelbarkeit des Wärmerohres 20C enorm verbessert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Regelbarkeit des Wärmerohres 20C beibehalten wird, kann das Volumen des Gasspeichers 25C durch den Betrag der Verringerung des Kondensationsabschnitts 24C verkleinert werden. Zusätzlich kann, da die Oberfläche des Kondensationsabschnitts 24C nicht verändert wird, die Wärmestrahlungsfunktion der Rippen 26 beibehalten werden.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Fig. 8A ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines fünften Ausführungsbeispieles eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 8b ist eine Seitenansicht des in Fig. 8A gezeigten fünften Ausführungsbeispieles.

Dadurch, daß wie in dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel die wirksamen Querschnittsflächen der Kondensationsabschnitte 24B und 24C kleiner als die wirksamen Querschnittsflächen der Verdampfungsabschnitte 22B und 22C gemacht werden, kann die Regelbarkeit der Wärmerohre 20B und 20C verbessert werden, aber bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Volumen des Gasspeichers 25D größer gemacht und der Speicher ist wirksamer angeordnet, um so die Regelbarkeit des Wärmerohres 20D zu verbessern und den von dem Batteriemodul 1D belegten Platz zu verringern.

Der Gasspeicher 25D ist an dem Ende des Kondensationsabschnitts 24D des Wärmerohres 20E des Typs variabler Leitfähigkeit angebracht, der das Arbeitsfluid und das nichtkondensierende Gas enthält, aber der Gasspeicher 25d besteht aus dem Wärmerohr 20D und dem gleichen in einer T-Anordnung seitlich verbundenen Rohrtyp. Normaler­ weise besitzt das in dem Batteriemodul 1 vorgesehene Wärmerohr 20d in der in Fig. 8B gezeigten Seitenansicht einen überflüssigen Raum in der Breitenrichtung, so daß bei dem Wärmestrahlungsgerät dieses Ausführungsbeispiels dieser tote Raum wirksam für den Gasspeicher 25D genutzt wird.

Mit einem auf diese Weise aufgebauten Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicher­ batterie kann das Volumen des Gasspeichers 25D genügend vergrößert werden, so daß die Regelbarkeit des Wärmerohres 20D ohne Verringerung des Durchmessers des Kondensationsabschnitts 24D verbessert werden kann. Da ferner das gleiche Material wie für das Wärmerohr 20D verwendet werden kann, existieren ebenso Kostenersparnisse. Ferner steigt der durch das Batteriemodul 1 belegte Platz nicht an, so daß dies insbesondere vorteilhaft für eine Energiespeicherbatterie ist, bei der es auf die gespeicherte Energie pro Volumeneinheit ankommt.

Sechstes Ausführungsbeispiel

Fig. 9A ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 9B ist eine Seitenansicht des in Fig. 9A gezeigten sechsten Ausführungsbeispieles.

Dieses Ausführungsbeispiel macht wie das fünfte Ausführungsbeispiel das Volumen des Gasspeichers 25E größer und ordnet den Gasspeicher wirksamer an, um so die Regelbarkeit des Wärmerohres 20E zu verbessern und den durch den Batteriemodul 1E belegten Platz zu verringern. Mit einem auf diese Weise aufgebauten Wärmestrahlungs­ gerät für eine Energiespeicherbatterie wird das Volumen des Gasspeichers 25E noch größer als der Gasspeicher 25D des fünften Ausführungsbeispiels, so daß es möglich wird, die Regelbarkeit des Wärmerohes 20 ohne Verringerung des Durchmessers des Kondensationsabschnitts 24E weiter zu verbessern. Da ferner das gleiche Material wie für das Wärmerohr 20E verwendet werden kann, existieren ebenfalls Kostenersparnisse. Ferner steigt der durch den Batteriemodul 1E belegte Platz nicht an, so daß dies insbesondere für eine Energiespeicherbatterie vorteilhaft ist, bei der es auf die gespeicherte Energie pro Volumeneinheit ankommt.

Siebentes Ausführungsbeispiel

Fig. 10a ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines siebenten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 10B ist eine Seitenansicht des in Fig. 10A gezeigten siebenten Ausführungsbeispiels.

Dieses Ausführungsbeispiel macht wie das sechste Ausführungsbeispiel das Volumen des Gasspeichers 25F größer und ordnet den Gasspeicher wirksamer an, um so die Regel­ barkeit des Wärmerohres 20F des Typs variabler Leitfähigkeit zu verbessern und den durch den Batteriemodul 1F belegten Platz zu verringern. Es sind zwei Rohre von gleichem Durchmesser als Rohr des Verdampfungsabschnitts 22F des Wärmerohres 20F zur linken und rechten Seite angeordnet und miteinander durch ein Verbindungsrohr 29 verbunden, um den Gasspeicher 25F aufzubauen.

Mit einem auf diese Weise aufgebauten Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicher­ batterie wird das Volumen des Gasspeichers 25F noch größer als der Gasspeicher 25D des fünften Ausführungsbeispiels, so daß es möglich wird, die Regelbarkeit des Wärmerohres 20F ohne Verringerung des Durchmessers des Kondensationsabschnitts 24F weiter zu verbessern. Da ferner das gleiche Material wie für das Wärmerohr 20F verwendet werden kann, existieren ebenso Kostenersparnisse. Ferner steigt der durch den Batteriemodul 1F belegte Platz nicht an, so daß dies insbesondere für eine Energiespeicherbatterie vorteilhaft ist, bei der es auf die gespeicherte Energie pro Volumeneinheit ankommt.

Achtes Ausführungsbeispiel

Fig. 11A ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines achten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 11B ist eine Seitenansicht des in Fig. 11A gezeigten achten Ausführungsbeispiels.

Der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20, der das Arbeitsfluid und das nichtkondensierende Gas enthält, ist vorzugsweise an einer Position angebracht, wo er wirksam die Temperatur der Natrium-Schwefel-Zellen 2 absorbieren kann. In diesem Sinne ist es vorteilhaft, ihn entlang der Leitplatte 3 zu erstrecken, wie in dem ersten bis siebten Ausführungsbeispiel gezeigt. Jedoch ist die Wärmestrahlungsposition in der Energiespeicherbatterie in der vorliegenden Erfindung nicht hierauf begrenzt. Eine Anordnung am Ende der Leitplatte 3 ist ebenso möglich.

In diesem Fall sind, wie in Fig. 11A gezeigt, mehrere erste Wärmerohre 30, die ein Arbeitsfluid enthalten, in der Leitplatte 3G vorgesehen. Dies geschieht, um die Temperatur der Leitplatte 3E gleichmäßig zu verteilen. Das Ende der Leitplatte 3G ist wesentlich dicker gemacht und die Verdampfungsabschnitte 22G der zweiten Wärmerohre 20G, die ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthalten, sind dort eingesetzt.

Die Querschnittsform der ersten Wärmerohre 30 kann eine der in Fig. 2 oder Fig. 3 dargestellten sein, wie bei der Querschnittsform des Wärmerohres 20G. Ferner können die Art des Arbeitsfluids und des nichtkondensierenden Gases, die in den Wärmerohren 30 eingeschlossen sind, die gleichen sein, wie jene, die für das Wärmerohr 20G verwendet werden. Die Verdampfungsabschnitte 22G der zweiten Wärmerohre 20G und der ersten Wärmerohre 30G sind im Querschnitt als flache Rohre geformt, wie in Fig. 3 gezeigt. Die übrigen Teile der zweiten Wärmerohre 20G außer dem Verdampfungsabschnitt 22G können in der Form flache Rohre sein oder nicht. Der seitliche Bereich der ersten Wärmerohre 30G ist vorzugsweise über die gesamte Längsrichtung flach. Durch Ausbildung des Längsbereiches der ersten Wärmerohre 30 und des Längsbereiches der Verdampfungsabschnitte 22G der zweiten Wärmerohre 20G in Form von flachen Rohren kann die Leitplatte 3G ohne übermäßige Verringerung der Querschnittsfläche des Durchflusses des Rohres und ferner in einem den notwendigen Wärmeflußbereich beibehaltenen Zustand dünner gemacht werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Volumen des Batteriemodulgehäuses 1 und sein Gewicht zu verringern. Gleichzeitig kann die Anzahl der Wärmerohre 20G verringert werden - was bezüglich des Arbeitsaufwandes und der Herstellkosten vorteilhaft ist.

Auch bei diesem Aufbau wird die Leitplatte 3G aufgrund der ersten Wärmerohre 30 überall gleichmäßig erwärmt, so daß ausreichende Wärme zu dem an ihrem Ende eingesetzten Verdampfungsabschnitt 22G der zweiten Wärmerohre 20G geführt wird. Ferner erhält aufgrund dieser Tatsache das zweite Wärmerohr 20G einen einfachen Aufbau eines geraden Rohres was bezüglich der Kosten und bezüglich des durch den Batteriemodul 1 belegten Platzes vorteilhaft ist.

Es sei angemerkt, daß ein Vergleich des achten Ausführungsbeispieles mit zwei Wärme­ rohren und des in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 offenbarte Verfahren zeigt, daß in diesem Ausführungsbeispiel, da die ersten Wärmerohre 30 in der Leitplatte 3G vorgesehen sind, die Wärme wirksam und schnell zum Ende der Leitplatte 3G geführt wird und die Wärme direkt von der Leitplatte 3G zu den zweiten Wärmerohren 20G am Ende der Leitplatte 3G geführt wird, der Aufbau einfacher und die Wärmeleitfähigkeitsfunktion besser ist als bei dem Wärmestrahlungsgerät der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355, das die Wärme durch die Leitplatte und die Aufnahmeplatte der abgestrahlten Wärme führt.

Neuntes Ausführungsbeispiel

Fig. 12 ist ein Querschnitt der Vorderansicht eines neuen Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung.

Auch bei dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie dieses Ausführungsbeispiels sind zunächst, wie bei dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie des achten Ausführungsbeispieles, normale Wärmerohre 30, die ein Arbeitsfluid enthalten, an der Leitplatte 3H vorgesehen, aber das zweite Wärmerohr 20H des variablen Leitfähigkeitstyps, das das Arbeitsfluid und das nichtkondensierende Gas enthält, hat einen Verdampfungsabschnitt 22H, der gebogen und in das Ende der Leitplatte 3H eingesetzt ist. Auch hierdurch wird der Bereich der Leitplatte 3H kleiner, so daß, auch wenn der durch den Batteriemodul 1H belegte Platz nicht viel verändert wird, das Gewicht leichter als bei dem Gerät des achten Ausführungsbeispieles wird.

Die übrigen Wirkungen sind ähnlich jenen des achten Ausführungsbeispiels.

Bei dem neunten Ausführungsbeispiel kann das normale erste Wärmerohr 30 durch ein Wärmerohr des variablen Leitfähigkeitstyps ersetzt werden, wie das Wärmerohr 20H, in dem das nichtkondensierende Gas eingeschlossen ist und welches den Gasspeicher 25 hat. Durch Ersetzen des normalen Wärmerohres 30 durch ein Wärmerohr des Typs variabler Leitfähigkeit wird der thermische Übertragungseffekt am ersten Wärmerohr verbessert und eine schnelle Wärmeabstrahlung des gesamten Wärmestrahlungsgerätes kann erzielt werden.

Zehntes Ausführungsbeispiel

Fig. 13A ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 13B ist eine Seitenansicht des in Fig. 13A gezeigten zehnten Ausführungsbeispieles.

Auf die gleiche Weise wie bei dem achten und neunten Ausführungsbeispiel sind erste normale Wärmerohre 30, die ein Arbeitsfluid enthalten, in der Leitplatte 3J vorgesehen und zweite Wärmerohre 20J des Typs variabler Leitfähigkeit, die ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthalten, in das Ende der Leitplatte 3J eingesetzt, aber die Wärmerohre 20J und 30 sind wie in Fig. 13B angeordnet, und überlappen teilweise in der Leitplatte 3J.

Durch diesen Aufbau der Bauteile wird die zu dem Verdampfungsabschnitt 22J des zweiten Wärmerohres 20J geführte Wärme größer als bei dem achten und neunten Ausführungsbeispiel und die Wärmestrahlungsfunktion wird besser.

Bei dem zehnten Ausführungsbeispiel kann das normale erste Wärmerohr 30 durch ein Wärmerohr des Typs variabler Leitfähigkeit wie das Wärmerohr 20J, in dem das nichtkondensierende Gas eingeschlossen ist und welches den Gasspeicher 25 hat, ersetzt werden. Durch Ersetzen des normalen Wärmerohres 30 durch das Wärmerohr des Typs variabler Leitfähigkeit wird der thermische Übertragungseffekt am ersten Wärmerohr verbessert und eine schnelle Wärmeabstrahlung des gesamten Wärmestrahlungsgerätes kann erreicht werden.

Elftes Ausführungsbeispiel

Fig. 14 ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines elften Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die den ersten Wärmerohren 30 des achten bis zehnten Ausführungsbeispiels entsprechenden ersten Wärmerohre 30, die das Arbeitsfluid enthalten, sind in der Leitplatte 3 eingesetzt, aber bei diesem Ausführungsbeispiel sind Löcher 40 vom Ende der Leitplatte 3K eingebracht und diese Löcher 40 werden als erste Wärmerohre 30K benutzt. Das heißt, die Löcher 40 werden entlüftet, dann ein Arbeitsfluid eingespritzt und Stopfen 42 zur Abdichtung der Löcher verwendet, um so die ersten normalen Wärmerohre 30K zu bilden.

Aufgrund dieser Maßnahme können zusätzlich zu den Wirkungen und Funktionen des achten bis zehnten Ausführungsbeispieles die Materialkosten der Rohre und die Arbeits­ kosten des Einsetzens der Wärmerohre 30K reduziert werden.

In den obigen Ausführungsbeispielen wurde die Erklärung hauptsächlich anhand des Falles der Verwendung einer Energiespeicherbatterie, welche stationär angebracht ist, wie beispielsweise eine bei einem Kraftwerk oder bei einer Einrichtung in der Mitte der Energieversorgung von dem Kraftwerk zu einer Last installierten. Das Wärmestrahlungs­ gerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung kann auch als Wärmestrahlungsgerät für eine Batterie verwendet werden, die in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Elektrofahrzeug eingesetzt ist - nicht nur in stationären Einrichtungen wie Kraftwerk.

Es sei angemerkt, daß eine Erklärung einer bei 300 bis 330°C betriebenen Natrium- Schwefel-Zelle als ein bevorzugtes Beispiel einer Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung gemacht wurde, aber die Erfindung ist nicht auf eine Natrium-Schwefel-Zelle begrenzt. Es ist auch möglich, das Wärmestrahlungsgerät, die Wärmerohre des Typs wirksamer variabler Leitfähigkeit mit einem Arbeitsfluid und nichtkondensierenden Gas der vorliegenden Erfindung zu verwenden, um ebenso die Temperatur von anderen Sekundärbatterien (Speicherbatterien) zu regeln.

Claims (29)

1. Wärmestrahlungsgerät für ein Sekundärbatteriegerät mit mehreren Batteriezellen des Hochtemperaturtyps, gekennzeichnet durch ein Wärmerohr (20) mit einem Verdampfungsabschnitt (22), einem Kondensationsabschnitt (24) und einem Gasspeicher (25), die fortlaufend verbunden und einstückig ausgebildet sind, wobei das Wärmerohr ein im Inneren eingeschlossenes Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthält und mit einem Kapillarabschnitt in zumindest einem Inneren des Verdampfungsabschnitts, wo sich das Arbeitsfluid bewegt, gebildet ist.

2. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an einer vorbestimmten Position des Sekundärbatteriegerätes vorgesehene und das Wärmerohr (20) kontaktierende Leitplatte (3), wobei das Wärmerohr Wärme des Sekundärbatteriegerätes abstrahlt und die Wärme über die Leitplatte zu dem Wärmerohr übertragen wird.

3. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitplatte (3) am Boden des Sekundärbatteriegerätes vorgesehen ist, der Verdampfungsabschnitt (22) des Wärmerohres mit der am Boden des Batteriegerätes vorgesehenen Leitplatte in Kontakt gebracht ist, der Kondensationsabschnitt (24) des Wärmerohres im wesentlichen vertikal an der Seitenfläche des Batteriemoduls oder in einem Winkel von zumindest 30° von der Horizontalen aufsteigt, und der Gasspeicher (25) mit dem oberen Ende des Kondensationsabschnitts verbunden ist.

4. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine an dem Kondensationsabschnitt des Wärmerohres angebrachte Wärmestrahlungs­ vorrichtung (26).

5. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmestrahlungsvorrichtung (26) ein Basisteil, das mit dem Kondensations­ abschnitt (24) in Kontakt gebracht ist und im wesentlichen parallel zu der Seitenfläche des Batteriemoduls (1) verläuft, und plattenähnliche, kammförmige Rippen hat, die im wesentlichen vertikal in der entgegengesetzten Richtung von dem Batteriemodul oder in den zwei Seiten von dem Basisteil herausragen.

6. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfungsabschnitt (22) des Wärmerohres (20) im Inneren der Leitplatte (3) angebracht ist und das Ende des Verdampfungsabschnitts gebogen und mit dem Kondensationsabschnitt (24) verbunden ist.

7. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts (24) im wesentlichen die gleiche ist wie die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts (22) und der Gasspeicher (25) ein Volumenverhältnis zu dem Kondensationsabschnitt von wenigstens 1 hat.

8. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts (24) deutlich kleiner als die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts (22) ist und der Gasspeicher (25) ein Volumenverhältnis zu dem Kondensationsabschnitt von wenigstens 1 hat.

9. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Kondensationsabschnittes (24) kleiner als die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts (22) ist.

10. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts (24) im wesentlichen die gleiche wie die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts (22) ist und ein Abstandsstück (27) im Inneren des Kondensationsabschnitts eingesetzt ist, um die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts kleiner als die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts zu machen.

11. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspeicher (25) ein Teilstück hat, das sich in einer Richtung senkrecht zu dem Kondensationsabschnitt (24) an dem Kopfende des Kondensationsabschnitts erstreckt und einen im wesentlichen gleichen Durchmesser wie den Durchmesser des Kondensations­ abschnitts hat, und daß der sich so erstreckende Gasspeicher ein Volumenverhältnis bezüglich des Kondensationsabschnitts von wenigstens 1 hat.

12. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere solcher sich erstreckender Teilstücke vorgesehen und jeweils miteinander verbunden sind.

13. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspeicher (25) ein Teilstück mit einer größeren Querschnittsfläche als der Kondensationsabschnitt (24) hat, das sich zu dem Kopfende des Kondensationsabschnitts hin erstreckt.

14. Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zu dem Kopfteilstück ragende Gasspeicher an dem Kopfteilstück des Kondensationsabschnitts vorgesehen sind.

15. Wärmestrahlungsgerät für ein Sekundärbatteriegerät mit mehrere Batteriezellen des Hochtemperaturtyps, gekennzeichnet durch
eine am Boden des Batteriegerätes vorgesehenen Leitplatte (3);
ein erstes Wärmerohr (30) mit einem Verdampfungsabschnitt und einem Kondensationsabschnitt, das zumindest ein Arbeitsfluid enthält und das im Inneren der Leitplatte ausgebildet ist; und
ein zweites Wärmerohr (20) mit hintereinander angeordneten einem Verdampfungsabschnitt, einem Kondensationsabschnitt und einem Gasspeicher, das im Inneren eingeschlossen ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthält und das mit Dochten an der Innenwand von zumindest dem Verdampfungsabschnitt gebildet ist und am Ende seines Verdampfungsabschnitts mit dem Ende der Leitplatte verbunden ist.

16. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine an dem Kondensationsabschnitt des zweiten Wärmerohres (20) angebrachte Wärmestrahlungsvorrichtung (26).

17. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Verdampfungsabschnitts des zweiten Wärmerohres gebogen ist und das gebogene Teilstück mit der Leitplatte in horizontaler Richtung verbunden ist.

18. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Verdampfungsabschnitts des zweiten Wärmerohres (20) und das Ende des ersten Wärmerohres (30) im Inneren der Leitplatte ausgebildet und miteinander verbunden sind.

19. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Wärmerohr aus einem in der Leitplatte gebildeten Loch und einem Stopfen zum Verstopfen der Öffnung des Loches besteht und im Inneren ein Arbeitsfluid dicht eingeschlossen hat.

20. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem ersten und dem zweiten Wärmerohr eingeschlossenen Arbeitsfluid zumindest ein Typ aus der Gruppe mit einer Mischung von Diphenyl und Diphenylether, einem Alkyl-Diphenyl, und Naphthalen sind.

21. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Wärmerohr eingeschlossene nicht kondensierende Gas ein Gas ist, das schwer in dem Arbeitsfluid zu lösen ist.

22. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Kapillarwirkung unterstutzendes Bauteil (220) an der Innenwand des Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres angebracht ist.

23. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kapillarwirkung unterstützende Bauteil zumindest ein Typ der Gruppe aus gesinterten Metall, Gitter und Faserbündeldochten ist.

24. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform des Verdampfungsabschnitts des ersten Wärmerohres und des zweiten Wärmerohres (20) rund ist.

25. Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform der Verdampfungsabschnitt des ersten Wärmerohres und des zweiten Wärmerohres flach ist.

26. Wärmestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärbatteriegerät mit mehreren Batteriezellen des Hochtemperaturtyps mehrere Natrium-Schwefel-Batteriezellen aufweist.

27. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Batteriegerät zum Speichern überschüssiger Energie verwendet wird.

28. Wärmestrahlungsgerät nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Batteriegerät als eine Energiequelle für ein Fahrzeug verwendet wird.

29. Wärmerohr mit einem Verdampfungsabschnitt (22), einem Kondensationsabschnitt (24) und einem Gasspeicher (25), das in seinem Inneren eingeschlossen ein Arbeitsfluid und eine geeignete Menge eines nicht kondensierenden Gases enthält, und das an seiner Innenwand ein die Kapillarwirkung unterstützendes Bauteil (220) aus gebildet aufweist, in dem das Arbeitsfluid sich bewegen kann,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kondensationsabschnitt des Wärmerohres im wesentlichen vertikal oder in einem Winkel von wenigstens 30° von der Horizontalen aufsteigt, der Gasspeicher am oberen Ende des Kondensationsabschnitt angebracht ist, das in dem Wärmerohr eingeschlossene Arbeitsfluid zumindest ein Typ aus der Gruppe mit einer Mischung von Diphenyl und Diphenylether, einem Alkyl-Diphenyl, und Naphthalen ist, und das in dem Wärmerohr eingeschlossene nichtkondensierende Gas schwer in dem Arbeitsfluid zu lösen ist.