DE4102532C1 - Accumulator with heat insulating housing - internally evacuated and made airtight and contg. small amt. of liq. heat conductive medium - Google Patents
Accumulator with heat insulating housing - internally evacuated and made airtight and contg. small amt. of liq. heat conductive mediumInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Akkumulator mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to an accumulator with the features of the preamble of Claim 1.
Im Augenblick existieren derartige Akkumulatoren auf der Basis von Natrium- Schwefel-Topfzellen als Einzel-Akkumulatorzellen. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, daß derartige Akkumulatoren mit anderen Werkstoffkombinationen in Zukunft existieren werden. Die Lehre der Erfindung ist nicht auf Natrium- Schwefel-Akkumulatoren beschränkt, wenngleich dafür besonders vorteilhaft an wendbar.There are currently such accumulators based on sodium Sulfur pot cells as single accumulator cells. Basically it is also conceivable that such batteries with other material combinations will exist in the future. The teaching of the invention is not based on sodium Sulfur accumulators limited, although particularly advantageous reversible.
Bei Natrium-/Schwefel-Akkumulatoren wird als negative Elektrode in jeder der Topfzellen geschmolzenes Natrium, als positive Elektrode geschmolzener Schwe fel, angereichert mit Kohlefasern, eingesetzt. Dazwischen befindet sich ein ke ramischer Elektrolyt aus Aluminiumoxyd, der bei ca. 350°C bzw. ca. 620 K Na triumionen leitet. Voraussetzung für die Funktion eines solchen Akkumulators ist eine relativ hohe Temperatur im Inneren des äußeren, wärmeisolierenden Ge häuses, bei der vorgegebenen Werkstoffpaarung eine Temperatur von mindestens 320°C bzw. ca. 600 K. Unterhalb dieser Temperatur verfestigt sich Schwefel nämlich.In the case of sodium / sulfur batteries, the negative electrode in each of the Pot cells of molten sodium, molten weld as positive electrode fel, enriched with carbon fibers. In between is a ke Ramatic electrolyte made of aluminum oxide, which at approx. 350 ° C or approx. 620 K Na trium ions conducts. Prerequisite for the function of such an accumulator is a relatively high temperature inside the outer, heat insulating Ge house, with the given material pairing a temperature of at least 320 ° C or approx. 600 K. Below this temperature, sulfur solidifies.
Die minimal erreichbaren Ladezeiten und die maximal erreichbaren Entladeströme bei derartigen, an sich außerordentlich leistungsfähigen Akkumulatoren (Ener giedichten um 90 Wh/kg gegenüber 40 Wh/kg für Ni/Cd-Akkumulatoren) werden we niger durch elektrische als primär durch thermische Gesichtspunkte begrenzt. So sollte sich beim Laden die Innentemperatur im Gehäuse des Akkumulators nicht über 380°C bzw. ca. 660 K erhöhen. Entsprechendes gilt beim Entladen. Ins besondere beim Einsatz in Elektro-Kraftfahrzeugen wäre es aber vorteilhaft, wenn man sowohl kürzere Ladezeiten als auch höhere Entladeströme erreichen könnte. Das kann man aber nicht einfach durch eine verschlechterte Wärmeisolie rung des Gehäuses erreichen, da ja die optimale Arbeitstemperatur von 350°C, d. h. ca. 620 bis 630 K, eingehalten werden muß, um den Gesamt-Energieverlust gering und damit den Wirkungsgrad auf hohem Niveau zu halten. Und selbst wenn einem eine entsprechende Wärmeabfuhr über die Außenwand des Gehäuses gelänge, gäbe es gerade bei kurzen Ladezeiten und hohen Entladeströmen im Inneren des Gehäuses einen beachtlichen Temperaturgradienten, der die Gesamtfunktion des Akkumulators, der aus einer Vielzahl von Einzel-Akkumulatorzellen aufgebaut ist, erheblich beeinträchtigt.The minimum achievable charging times and the maximum achievable discharge currents in the case of such batteries, which are extremely powerful per se (energy density around 90 Wh / kg compared to 40 Wh / kg for Ni / Cd batteries) less limited by electrical than primarily by thermal considerations. The internal temperature in the battery housing should not change when charging Increase above 380 ° C or approx. 660 K. The same applies to unloading. Ins but especially when used in electric motor vehicles, it would be advantageous if you achieve both shorter charging times and higher discharge currents could. However, this cannot be done simply by deteriorating the heat insulation reach the housing, since the optimal working temperature of 350 ° C, d. H. approx. 620 to 630 K, must be observed to reduce the total energy loss low and thus to keep the efficiency at a high level. And even if a corresponding heat dissipation over the outer wall of the housing, if there were short charging times and high discharge currents inside the Housing a considerable temperature gradient, which the overall function of the Accumulator made up of a large number of individual accumulator cells is significantly impaired.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Akkumulator, der zuvor erläutert worden ist, thermisch zu optimieren, so daß insgesamt wesentlich kürzere Ladezeiten und höhere Entladeströme erreichbar sind.The invention is based, the known accumulator, the task has been explained to optimize thermally, so that overall essential shorter charging times and higher discharge currents can be achieved.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Kern der Erfindung ist die Erkenntnis, daß für eine op timale Wärmeabfuhr in gleichmäßiger Weise von allen Einzel-Akkumulatorzellen im Gehäuse des Akkumulators ein sehr wirkungsvoller interner Wärmetransport realisiert werden muß. Dies ist, wie die Erfindung erkannt hat, nur durch Phasenwechsel eines Wärmetransportmittels möglich. Dabei ist erkannt worden, daß das Innere des Gehäuses wie ein an sich seit langem bekanntes, auf dem Phasenwechsel eines Wärmetransportmittels beruhendes Wärmerohr funktionieren kann, wenn man in das zunächst evakuierte Gehäuse eine geringe Menge flüssi gen Wärmetransportmittels einfüllt, das dann durch teilweise Verdampfung ei nen Gleichgewichts-Dampfdruck im Gehäuse erzeugt, so daß das Gehäuse insge samt zu einem kleinen Teil mit dem flüssigen Wärmetransportmittel und zum überwiegenden Teil mit Dampf des Wärmetransportmittels mit entsprechendem Dampfdruck gefüllt ist. Natürlich muß das Wärmetransportmittel entsprechend temperaturbeständig sein und eine Verdampfungstemperatur aufweisen, die auf die Arbeitstemperatur des Akkumulators abgestimmt ist.The task outlined above is done with the characteristics of the characteristic part solved by claim 1. The essence of the invention is the knowledge that for an op optimal heat dissipation from all single accumulator cells a very effective internal heat transfer in the housing of the accumulator must be realized. As the invention has recognized, this is only through Phase change of a heat transport medium possible. It has been recognized that the interior of the housing like a long-known, on the Phase change of a heat transfer medium based heat pipe work can, if you in the initially evacuated housing a small amount of liquid Filled gene heat transfer agent, which then egg by partial evaporation NEN equilibrium vapor pressure generated in the housing, so that the housing in total including a small part with the liquid heat transfer medium and predominantly with steam of the heat transport medium with the corresponding Vapor pressure is filled. Of course, the heat transfer medium must be appropriate be temperature-resistant and have an evaporation temperature that the working temperature of the battery is matched.
Auf der Grundlage der Erfindung ist im Inneren des Gehäuses ein umfassender interner Wärmetransport von den wärmeren zu den kälteren Bereichen gewährlei stet, man hat also stets ein optimal wärmeausgeglichenes System mit einem extrem geringen Temperaturgradienten. Wenn man unter diesen Voraussetzungen an irgendeiner Stelle oder auch über die gesamte Fläche des Gehäuses Wärme ab führt, um die optimale Arbeitstemperatur der Einzel-Akkumulatorzellen einzu halten, wirkt das dank der hohen Wärmekapazität des durch Phasenwechsel Wärme transportierenden Wärmetransportmittels mit nur ganz geringer Verzögerung auch im Inneren des Gehäuses bzw. an weitab von der Wärmesenke liegenden Akku mulatorzellen.Based on the invention, the interior of the housing is more comprehensive Ensure internal heat transfer from the warmer to the colder areas continuously, so you always have an optimally heat-balanced system with you extremely low temperature gradients. If you are under these conditions heat at any point or over the entire surface of the housing leads to the optimal working temperature of the single accumulator cells hold, this works thanks to the high heat capacity of the heat due to phase change transporting heat transfer medium with very little delay also inside the case or at a battery located far from the heat sink mulator cells.
Weiter bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im übrigen anhand der Erläuterung von Aus führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigtFurther preferred embodiments of the invention are the subject of Subclaims. The invention is otherwise based on the explanation of Aus management examples described with reference to the drawing. In the drawing shows
Fig. 1 in Draufsicht, sehr stark schematisiert, einen Akkumulator der in Rede stehenden Art (Natrium/Schwefel-Akkumulator), Fig. 1, very highly schematically in plan view an accumulator of the type in question (sodium / sulfur battery),
Fig. 2 den Akkumulator aus Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie II-II und Fig. 2 shows the accumulator of Fig. 1 in a section along the line II-II and
Fig. 3 in sehr schematisierter, perspektivischer Ansicht das Gehäuse ei nes Akkumulators mit einem externen Wärmerohr. Fig. 3 in a very schematic, perspective view, the housing egg nes accumulator with an external heat pipe.
Der in Fig. 1 in einer Draufsicht bei geöffnetem Deckel sehr schematisiert dargestellte Akkumulator weist zunächst ein äußeres, wärmeisolierendes Ge häuse 1 auf. Fig. 2 zeigt dabei, daß im dargestellten Ausführungsbeispiel, das sich auf einen Natrium/Schwefel-Akkumulator bezieht, am Boden des Gehäu ses 1 eine Heizeinrichtung 2 angeordnet ist. Bei der Heizeinrichtung kann es sich um eine mit 220 V betriebene elektrische Heizeinrichtung, insbesondere in Form einer Heizplatte handeln. Diese ist bei einem Natrium/Schwefel-Akku mulator erforderlich, um die Temperatur des Akkumulators auf die Arbeitstem peratur von etwa 620 bis 630 K zu bringen, den Akkumulator also gewissermas sen zu "starten". Das ist hinsichtlich des technologischen Hintergrundes im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert worden und ist Gegenstand der Fachliteratur, auf die hier verwiesen werden kann. Grundsätzlich ist es denk bar, daß ähnliche Akkumulatorsysteme auch mit anderen Werkstoffpaarungen ent wickelt werden, so daß die Erfindung nicht auf eine Natrium/Schwefel-Akku mulator beschränkt zu verstehen ist. Sie ist auch technisch darauf nicht be schränkt.The in Fig. 1 in a plan view with the lid open very schematically shown accumulator first has an outer, heat-insulating Ge housing 1 . Fig. 2 shows that in the illustrated embodiment, which relates to a sodium / sulfur accumulator, a heater 2 is arranged at the bottom of the housing 1 . The heating device can be an electrical heating device operated at 220 V, in particular in the form of a heating plate. This is necessary with a sodium / sulfur battery mulator to bring the temperature of the battery to the working temperature from about 620 to 630 K, so to a certain extent to "start" the battery. This has been explained in terms of the technological background in the general part of the description and is the subject of the specialist literature to which reference can be made here. Basically, it is conceivable that similar accumulator systems can also be developed with other material combinations, so that the invention is not limited to a sodium / sulfur accumulator. Technically, it is not limited to this.
Ein Akkumulator der in Rede stehenden Art weist nun ferner im Inneren des Gehäuses 1 eine Mehrzahl von nebeneinander und, vorzugsweise hier darge stellt, auch übereinander angeordneten, geschlossenen Einzel-Akkumulatorzel len 3 auf. Es handelt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um Na/S-Topf zellen. Im übrigen liegt auf der Hand, daß aus dem Gehäuse 1 elektrische La de-Entladeanschlüsse sowie ggf., nämlich bei Vorhandensein einer Heizeinrich tung 2, Heizanschlüsse herausgeführt sein müssen.An accumulator of the type in question now also has, in the interior of the housing 1, a plurality of side by side and, preferably here Darge, also arranged one above the other, closed individual accumulator cells 3 . It is in the illustrated embodiment to Na / S pot cells. Incidentally is obvious that electrical out of the housing 1 La de-discharge terminals and, if applicable, namely in the presence of Heizeinrich device 2, heating connections must be led out.
Für die Lehre der Erfindung ist zunächst wesentlich, daß das Gehäuse 1 gas dicht geschlossen und das Innere des Gehäuses 1 insgesamt als Wärmerohr aus geführt ist. Das wird dadurch erreicht, daß das Innere des Gehäuses 1 eva kuiert und in das Innere des Gehäuses 1 eine geringe Menge eines flüssigen Wärmetransportmittels eingefüllt ist, so daß sich im Gehäuse 1 ein dem Dampf druck des Wärmetransportmittels entsprechender Innendruck ausbildet. Gemein hin nennt man ein solches Wärmetransportmittel auch Kältemittel, da bei Wär merohren in normalen Temperaturbereichen häufig niedrig siedende Wärmetrans portmittel eingesetzt werden wie sie auch in Klimaanlagen Verwendung finden.For the teaching of the invention, it is first of all essential that the housing 1 is gas-tight and the interior of the housing 1 is designed as a heat pipe. This is achieved in that the interior of the housing 1 eva and a small amount of a liquid heat transfer medium is filled into the interior of the housing 1 , so that a pressure corresponding to the vapor of the heat transfer medium forms in the housing 1 . Such a heat transfer medium is also commonly referred to as refrigerant, since low-boiling heat transfer mediums, which are also used in air conditioning systems, are often used in heat pipes in normal temperature ranges.
Es liegt auf der Hand, daß Fig. 1 und 2 die zuvor beschriebene Lehre nicht zeigen können. Die Konzeption von Wärmerohren allgemein ist aber beschrieben unter dem Stichwort "heat pipes" im Lexikon "Naturwissenschaften und Technik", Band 2, Brockhaus, Wiesbaden 1983 sowie in den DE-OS 27 53 660 und 39 37 136. Darauf darf verwiesen werden. Das Wärmetransportmittel, das eine auf die vorgesehene Arbeitstemperatur des Akkumulators abgestimmte Verdamp fungstemperatur aufweist, verdampft insoweit, als es noch in flüssiger Form vorliegt, bei Aufheizung an der Heizeinrichtung 2 und kondensiert an den noch kalten Außenseiten der Akkumulatorzellen 3 bis auch diese die Arbeits temperatur erreicht haben. Das an den Außenseiten der Akkumulatorzellen 3 kondensierende Wärmetransportmittel fließt wieder zum Boden zurück und wird dort an der Heizeinrichtung 2 erneut verdampft. Da der Dampfdruck im Inne ren des Gehäuses 1 überall gleich ist, stellt sich insgesamt sehr schnell ein Temperaturgleichgewicht ein. Auftretende Temperaturdifferenzen werden sehr schnell ausgeglichen. Das bedeutet, daß mit hohen Entladeströmen gear beitet werden kann, da auch die im Innenbereich liegenden Akkumulatorzellen 3 praktisch die gleiche Temperatur haben wie die außenliegenden Akkumulator zellen 3. Bei dem Wärmetransportmittel für die hier vorgesehenen Temperatu ren zwischen 600 und 700 K kann es sich beispielsweise um Hochtemperatur- Diffusionsöl handeln, das handelsüblich erhältlich ist (beispielswei se Diffusionsöle für Öl-Diffusionspumpen) .It is obvious that FIGS. 1 and 2 cannot show the teaching described above. The concept of heat pipes in general is described under the keyword "heat pipes" in the lexicon "Natural Sciences and Technology", Volume 2, Brockhaus, Wiesbaden 1983 and in DE-OS 27 53 660 and 39 37 136. Reference may be made to this. The heat transfer medium, which has a matched to the intended working temperature of the accumulator evaporating temperature, evaporates to the extent that it is still in liquid form when heated on the heating device 2 and condenses on the still cold outside of the accumulator cells 3 until this also reaches the working temperature to have. The heat transport medium that condenses on the outside of the battery cells 3 flows back to the floor and is evaporated there again on the heating device 2 . Since the vapor pressure inside the housing 1 is the same everywhere, an overall temperature equilibrium is established very quickly. Any temperature differences are quickly compensated for. This means that can be beitet gear with high discharge currents, since also the lying inside battery cells 3 have virtually the same temperature as the external battery cells. 3 The heat transport medium for the temperatures provided here between 600 and 700 K can be, for example, high-temperature diffusion oil that is commercially available (for example, diffusion oils for oil diffusion pumps).
Während des Aufheizprozesses stellt der Wärmetransport im Inneren des Gehäu ses 1 keine Schwierigkeit dar. Ist aber der Akkumulator auf seiner Arbeits temperatur angelangt, so daß die Heizvorrichtung 2 gänzlich abgeschaltet werden kann, so muß die Arbeitstemperatur, die optimal bei ca. 620 bis 630 K bei einem Natrium/Schwefel-Akkumulator liegt, möglichst genau eingehalten werden. Als Wärmequelle dienen dann beispielsweise beim Entladen mit hohen Ladeströmen die Akkumulatorzellen 3, deren Wärme nach außen abgeführt werden muß. Dazu muß das flüssige Wärmetransportmittel an die Außenwandungen der Akkumulatorzellen 3 gebracht werden, wenn man auch in diesem Zustand vom Wär metransport durch Phasenwechsel und dessen hoher Effektivität Gebrauch ma chen will. Dazu könnte man darauf verfallen, das Wärmetransportmittel vom Boden des Gehäuses 1 ausgehend nach oben umzupumpen und über die Akkumula torzellen 3 wieder herabrieseln zu lassen. Das ist möglich, jedoch aufwen dig. Eine weitere Lehre geht daher dahin, daß die Akkumulatorzellen 3 bzw. die Akkumulatorzellen-Türme jeweils mit einem vom Boden ausgehenden und auf ragenden, eng anliegenden, ein Kapillarsystem bildenden Mantel, insbesondere einem Gewebestrumpf, einem Glasvliesstrumpf od. dgl., umgeben sind. In den Kapillaren des Kapillarsystems steigt das Wärmetransportmittel vom Boden des Gehäuses 1 ausgehend auf und wird automatisch, da das Kapillarsystem sich im Mantel der Akkumulatorzellen 3 befindet, an die Außenwandungen der Akkumula torzellen 3 geführt. Dort kann es verdampfen und an kälteren Stellen, bei spielsweise an den Innenwandungen des Gehäuses 1 selbst wieder kondensieren, um von dort aus zum Boden zurückzufließen. So hat man auch für diesen umge kehrten Weg einen Kreislauf der Phasenwechsel des Wärmetransportmittels rea lisiert.During the heating process, the heat transport in the interior of the housing 1 is not a problem. However, if the battery has reached its working temperature so that the heating device 2 can be switched off completely, the working temperature, which is optimal at approximately 620 to 630 K, must be reached in the case of a sodium / sulfur accumulator must be adhered to as precisely as possible. The battery cells 3 , the heat of which must be dissipated to the outside, then serve as the heat source, for example when discharging with high charging currents. For this purpose, the liquid heat transfer medium must be brought to the outer walls of the battery cells 3 if you want to use ma transport in this state by heat transfer by phase change and its high effectiveness. To do this, one could rely on pumping the heat transfer medium from the bottom of the housing 1 upwards and trickling it down again via the accumulator cells 3 . This is possible, but it is expensive. A further teaching is therefore that the battery cells 3 or the battery cell towers are each surrounded by a jacket that extends from the floor and projects into a closely fitting, capillary system, in particular a fabric stocking, a glass fleece stocking or the like. In the capillaries of the capillary system, the heat transport medium rises from the bottom of the housing 1 starting on and automatically, as the capillary is located in the casing of the battery cells 3, the port cell to the outer walls of the Akkumula out. 3 There it can evaporate and condense again in colder places, for example on the inner walls of the housing 1 , in order to flow back from there to the floor. So one has also implemented a cycle of the phase change of the heat transport medium for this reverse path.
Der zuvor erläuterte Kreislauf ist natürlich nicht nur beim Entladevorgang mit hohen Strömen von Vorteil, sondern auch beim Ladevorgang. Mit dem erfin dungsgemäßen Akkumulator lassen sich extrem hohe Ströme realisieren und ex trem kurze Ladezeiten. Man kommt gerade bei der Anwendung bei einem Kraft fahrzeug sogar dazu, daß man in Idealfällen davon ausgehen kann, mit einem derartig als Wärmerohr thermisch optimierten Akkumulator wie an einer norma len Tankstelle in wenigen Minuten "nachtanken" zu können.The circuit explained above is of course not only during the unloading process advantageous with high currents, but also during the charging process. With the invent Accumulator according to the invention can realize extremely high currents and ex extremely short loading times. You come straight to the application with a force vehicle even so that one can ideally assume with one accumulator thermally optimized as a heat pipe like on a norma len "gas station" in a few minutes.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt nun einen Akkumulator mit zwischen den Akkumulatorzellen 3 bzw. den von den Akkumulatorzellen 3 gebildeten Tür men vom Boden ausgehenden und aufragenden, an den Außenseiten der Akkumula torzellen 3 jeweils bereichsweise anliegenden Abstands- und Haltestreben 4. Diese Abstands- und Haltestreben 4 sind an sich bekannt, sie dienen der Ab standshaltung der Außenseiten der Akkumulatorzellen 3 voneinander und der mechanischen Stabilisierung und bestehen häufig aus Steatit (einer gebrann ten Keramik mit geringer Schwindung, sehr temperaturfest, mit geringen di elektrischen Verlusten, also ein hervorragender Isolator). Wenn man nun die Abstands- und Haltestreben 4 aus einem ein Kapillarsystem bildenden Material, insbesondere aus einem porösen Keramikmaterial herstellt, können diese Ab stands- und Haltestreben 4 selbst das zuvor erläuterte, für den Rücktrans port des Wärmetransportmittels in flüssiger Form an die Außenflächen der Akku mulatorzellen 3 erforderliche Kapillarsystem bilden. Man könnte auch die bei den zuvor erläuterten Vorschläge miteinander kombinieren, wie das durch die Rückbeziehung der entsprechenden Ansprüche zum Ausdruck gebracht worden ist, indem man natürlich die Abstands- und Haltestreben 4 mit einem entsprechen den Mantel, der ein Kapillarsystem bildet, umgibt, so daß dieser Mantel nun mehr an den Außenseiten der Akkumulatorzellen 3 bereichsweise anliegt.The illustrated embodiment will now show an accumulator with between the battery cells 3 or the door formed by the accumulator cells 3 men from the bottom of outgoing and upstanding, port cell on the outer sides of the Akkumula 3 each partially applied distance and holding struts. 4 This distance and support struts 4 are known per se, they are used to hold the outside of the battery cells 3 from each other and the mechanical stabilization and often consist of steatite (a fired ceramic with low shrinkage, very temperature-resistant, with low electrical losses, ie an excellent insulator). If one now produces the spacer and holding struts 4 from a material forming a capillary system, in particular from a porous ceramic material, these spacing and holding struts 4 themselves can do the previously explained, for the return transport of the heat transfer medium in liquid form to the outer surfaces of the battery mulator cells 3 form the required capillary system. One could also combine the above-mentioned proposals with one another, as has been expressed by referring back to the corresponding claims, of course by surrounding the spacing and holding struts 4 with a corresponding jacket, which forms a capillary system, so that this jacket now lies more in areas on the outside of the battery cells 3 .
Wesentlich ist, daß mit dem erfindungsgemäßen System die thermischen Proble me bei einem Akkumulator der in Rede stehenden Art gelöst werden können, daß also die erreichbaren Entladeströme und die erreichbaren kurzen Ladezeiten nur noch von elektrischen Randbedingungen bestimmt werden.It is essential that the thermal problems with the system according to the invention me can be solved with an accumulator of the type in question that thus the achievable discharge currents and the achievable short charging times can only be determined by electrical boundary conditions.
Bislang ist noch nichts darüber ausgesagt worden, wie hohe Temperaturen ab geführt werden können. Die Lehre der Erfindung befaßt sich ja zunächst im wesentlichen mit dem inneren Temperaturausgleich im Gehäuse 1 des Akkumula tors. Abgeführt werden können die Temperaturen nach außen beispielsweise über ein externes Wärmerohr, wie es für sich aus der DE-OS 39 37 136 bekannt ist. Insbesondere ein in der dort erläuterten Weise steuerbares Wärmerohr kann sich für eine Temperaturhaltung empfehlen. Fig. 3 zeigt in einer schemati schen Darstellung einen entsprechend gestalteten Akkumulator, der dadurch ge kennzeichnet ist, daß das Gehäuse 1 mit einem externen, vorzugsweise steuer baren Wärmerohr 5 versehen ist, das sich mit seinem Verdampfungsbereich 6 im Inneren des Gehäuses 1 und mit seinem Kondensationsbereich 7 außerhalb des Gehäuses 1 befindet und druckdicht aus dem Gehäuse 1 herausgeführt ist. Möglich sind im Kondensationsbereich 7 Wärmeverteilungsbleche, die, beispiels weise in Verbindung mit einem Ventilator, der für einen beständigen Luft strom oberhalb des Gehäuses 1 sorgt, für eine zügige Wärmeabfuhr sorgen. Versuche haben im übrigen ergeben, daß ein Wärmerohr 5 mit relativ geringem Durchmesser, beispielsweise einem Durchmesser von wenigen Millimetern, schon für eine ausreichende Wärmeabfuhr genügt, jedoch den großen Vorteil einer nur kleinflächigen Durchbrechung des ansonsten wärmeisolierend wirkenden Ge häuses 1 darstellt.So far, nothing has been said about how high temperatures can be dissipated. The teaching of the invention is initially concerned essentially with the internal temperature compensation in the housing 1 of the accumulator gate. The temperatures can be dissipated to the outside, for example, via an external heat pipe, as is known per se from DE-OS 39 37 136. In particular, a heat pipe that can be controlled in the manner explained there can be recommended for temperature maintenance. Fig. 3 shows a schematic representation of a correspondingly designed accumulator, which is characterized in that the housing 1 is provided with an external, preferably controllable heat pipe 5 , with its evaporation area 6 inside the housing 1 and with its Condensation area 7 is located outside the housing 1 and is led out of the housing 1 in a pressure-tight manner. Possible in the condensation area 7 are heat distribution plates which, for example in conjunction with a fan which ensures a constant air flow above the housing 1 , ensure rapid heat dissipation. Experiments have also shown that a heat pipe 5 with a relatively small diameter, for example a diameter of a few millimeters, is sufficient for sufficient heat dissipation, but has the great advantage of only having a small-sized opening through the otherwise heat-insulating housing 1 .
Das erfindungsgemäße Konzept eines im Inneren als Wärmerohr arbeitenden Ge häuses 1 bietet im übrigen auch noch die Möglichkeit, daß der Verdampfungs bereich 6 des externen, vorzugsweise steuerbaren Wärmerohrs 5 vom Gehäuse 1 selbst dargestellt ist, der "untere" Teil des Wärmerohrs 5 also praktisch vom Gehäuse 1 selbst gebildet ist.The inventive concept of an inside working as a heat pipe Ge housing 1 also offers the possibility that the evaporation area 6 of the external, preferably controllable heat pipe 5 is shown by the housing 1 itself, the "lower" part of the heat pipe 5 practically from Housing 1 itself is formed.
Das erfindungsgemäße Konzept des im Inneren als Wärmerohr funktionierenden Gehäuses 1 eines Akkumulators der in Rede stehenden Art läßt sich in hervor ragender Weise auch mit einem für sich bekannten anderen System zur Wärme abfuhr über die Wandung des Gehäuses 1 kombinieren. In diesem Fall kann das Gehäuse 1 einen evakuierten Doppelmantel mit innen angeordneten Strahlungs schutzblechen od. dgl. aufweisen. Der Gasdruck im Doppelmantel ist dann über ein Pumpensystem gezielt steuerbar. Bei dem Gas im Doppelmantel kann es sich insbesondere um Wasserstoff handeln, wobei das Pumpensystem bevorzugt eine Getterpumpe aufweist, die auf die geringen Restdrücke im evakuierten Doppel mantel des Gehäuses optimal abstimmbar ist. Allein durch Steuerung der Get terpumpe kann man den - sehr geringen - Gasdruck im Doppelmantel so feinfüh lig bestimmen, daß die genau gewünschte Wärmetransportleistung realisiert wird, womit eine optimal feinfühlig steuerbare Wärmeabfuhr aus dem Inneren des Gehäuses erfolgen kann. Da das Innere des Gehäuses entsprechend der Leh re der Erfindung selbst aber optimal wärmeausgeglichen ist, perfektioniert dieses System das erfindungsgemäße System eines Akkumulators.The inventive concept of the housing 1 functioning as a heat pipe of an accumulator of the type in question can be combined in an outstanding manner with a known system for heat dissipation via the wall of the housing 1 . In this case, the housing 1 can have an evacuated double jacket with radiation protection plates or the like arranged on the inside. The gas pressure in the double jacket can then be specifically controlled via a pump system. The gas in the double jacket can in particular be hydrogen, the pump system preferably having a getter pump which can be optimally matched to the low residual pressures in the evacuated double jacket of the housing. Simply by controlling the get terpump you can determine the - very low - gas pressure in the double jacket so precisely that the exactly desired heat transfer performance is realized, which allows an optimally controllable heat dissipation from the inside of the housing. Since the interior of the housing is optimally heat-balanced in accordance with the teaching of the invention itself, this system perfects the system of an accumulator according to the invention.
Selbstverständlich könnte aber auch bei dem weiter oben erläuterten System mit einem von außen her eingeführten Wärmerohr 5 hier noch eine interne Struk turierung dadurch stattfinden, daß man auch den Verdampfungsbereich 6 des Wärmerohrs 5 mit entsprechenden Wärmeverteilungsblechen bzw. Wärmeaufnahme blechen versieht.Of course, an internal structure could also take place in the system explained above with an externally introduced heat pipe 5 in that the evaporation region 6 of the heat pipe 5 is also provided with corresponding heat distribution plates or heat absorption plates.
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