ES2202172T3 - Tapa para bateria que comprende un sistema de ventilacion. - Google Patents
Tapa para bateria que comprende un sistema de ventilacion.Info
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Abstract
Tapa para batería que comprende: un colector de gases (12) incorporado en la tapa (10) para comunicar con el interior de por lo menos una célula de una cubeta de batería y que se extiende hasta una de las paredes laterales (18) de la tapa (10); una cavidad (22) en la pared lateral (18), desplazada lateralmente con respecto al colector de gases (12); un canal lateral (24), en la pared lateral (18), que une el colector de gases (12) a la cavidad (22); una placa (26) que recubre la cavidad (22), estando provista la placa (26) de un respiradero (28); y una pastilla sinterizada (30) alojada en la cavidad (22) y dispuesta de tal manera que todos los gases pasan a través de la pastilla sinterizada (30) y a continuación el respiradero (28) hacia el medio exterior; caracterizada porque comprende una cámara intermedia (22) situada en el canal lateral (24) y en la cual desemboca el colector de gases (12), sirviendo el fondo de la cámara intermedia (32) de colector del electrolito; y un orificio de paso (34) en una pared (36) de la cámara intermedia (32) para el paso de los gases al canal lateral (24), no estando este orificio de paso (34) orientado hacia la cavidad (22).
Description
Tapa para batería que comprende un sistema de
ventilación.
La presente invención se refiere a una tapa para
batería.
En el documento
EP-A-0 639 862, se describe una
cubeta de batería multicelular recubierta por una tapa en la cual
se ha incorporado un colector de gases. Este último es rectilíneo y
se extiende entre dos paredes laterales opuestas de la tapa. El
colector de gases comunica con el interior de cada célula para la
recogida de gases creados por la actividad química de la batería.
Desemboca cada vez por sus dos extremos en un canal lateral,
perpendicular al colector de gases, instalado en una pared lateral
de la tapa. El canal lateral está provisto de un deflector para la
separación de condensados y de gotas provocada por el cambio de
dirección de los gases en la unión entre el colector de gases y el
canal lateral. Cada canal lateral comunica con una cavidad situada
lateralmente con respecto al colector de gases. En la cavidad está
alojada una pieza insertada que recubre la cavidad. La pieza
insertada lleva una frita porosa oblicua y está provista de un
respiradero corriente abajo de la frita porosa. Por detrás de la
cavidad se encuentra una cámara de frita situada bajo la frita
porosa. Por delante de la cavidad, delante de la cámara de frita, se
encuentra un depósito colector en el cual desemboca el canal
lateral y que se abre sobre la cámara de frita. Así, todos los
gases pasan del canal lateral al depósito colector y la cámara de
frita, y a continuación a través de la frita porosa y el
respiradero para acabar en el medio exterior. La humedad y las gotas
del electrolito separadas en el canal y la cámara de frita son
recogidas en el depósito colector. La disposición del depósito
colector por delante de la cavidad, mientras que la frita se
encuentra por detrás, permite evitar que la frita esté por encima
del ácido recogido en este último. Sin embargo, si la batería es
sacudida, el ácido contenido en el depósito de recogida es
proyectado contra la frita, a través de la cámara de recogida.
Además, en el caso de una inclinación de la batería, el ácido
penetra inmediatamente en la cámara de frita que es contigua al
depósito colector y entra en contacto con la frita, lo que provoca
rápidamente un derramamiento del ácido recogido hacia el exterior.
Por otra parte, el deflector empleado para completar la separación
de la humedad de los gases es poco eficaz, y una parte demasiado
importante de esta humedad alcanza la frita. Ello ocasiona un
colmatado de la frita y aumenta los riesgos de explosión de la
batería. Por último, no se ha tomado ninguna precaución para limitar
el derramamiento de ácido al exterior de la batería en caso de
volcado.
El objeto de la presente invención es por ello
proponer una tapa para batería que pueda evacuar los gases creados
por la actividad química de la batería y que permita una mejor
protección de la frita contra el ácido así como una limitación del
derramamiento del ácido al exterior de la batería en caso de
volcado. De acuerdo con la invención, este objetivo es alcanzado
mediante una tapa de batería según la reivindicación 1.
Una tapa para batería según la invención
comprende un colector de gases incorporado, para comunicar con el
interior de por lo menos una célula de una cubeta de batería, que
se extiende hasta una de las paredes laterales de la tapa. Una
cavidad, en la pared lateral de la tapa, está desplazada
lateralmente con respecto al colector del gas. Un canal lateral, en
la pared lateral, une el colector de gases a la cavidad. Una placa
provista de un respiradero recubre la cavidad. Una pastilla
sinterizada está alojada en la cavidad y está dispuesta de manera
que todos los gases pasen a través de la pastilla sinterizada y a
continuación a través del respiradero hacia el medio exterior.
Según un aspecto importante de la invención, el colector de gas
desemboca en una cámara intermedia situada en el canal lateral,
sirviendo el fondo de la cámara intermedia de colector de
electrolito. Un orificio de paso, en una pared de la cámara
intermedia, permite el paso de los gases al canal lateral, no
estando este orificio orientado hacia la cavidad.
Los gases creados por las reacciones químicas en
la batería y recogidos por el colector de gases son por lo tanto
llevados a la cámara intermedia. La humedad de estos gases, es
decir el electrolito ocasionado, se deposita sobre las paredes de la
cámara intermedia en forma de condensados y de gotitas que se
derraman en el fondo de la cámara intermedia. Los gases
sustancialmente secados atraviesan entonces el orificio de paso para
impactar contra una pared del canal lateral antes de derramarse en
dirección a la cavidad, puesto que los gases no pueden salir
directamente hacia la cavidad. Todos los gases pasan después a
través de la pastilla sinterizada y a continuación por el
respiradero hacia el medio exterior, impidiendo la pastilla
sinterizada, en caso necesario, el retorno de las llamas hacia el
interior de la batería. La presencia de la cámara intermedia
delante del colector de gases simplifica el retorno del electrolito
recogido en la cámara intermedia hacia el interior de la batería.
Gracias al orificio de paso que no está orientado hacia la cavidad,
los gases tienen un trayecto largo y complejo antes de alcanzar la
cavidad, lo que aumenta la separación de la humedad de los gases.
Además, no es posible que el electrolito acumulado en la cámara
intermedia, que sirve como depósito colector, sea proyectado hacia
la pastilla sinterizada desde la cámara intermedia. De hecho, si la
batería es sacudida en dirección a la pastilla sinterizada, el
electrolito no puede escaparse de la cámara intermedia. La pastilla
sinterizada está por lo tanto protegida contra proyecciones de
ácidos. En caso de volcado, el derramamiento del electrolito debe
seguir el mismo camino complejo que los gases. El electrolito no
puede derramarse directamente del canal colector a la cavidad, lo
que limita el derrame del electrolito al exterior de la batería.
Preferentemente, la cámara intermedia tiene
sensiblemente una forma paralelepipédica rectangular, desembocando
el colector de gases en la parte superior de la cámara intermedia.
Además, el orificio de paso puede ser una ranura sensiblemente
horizontal situada en una pared de la cámara intermedia opuesta a
la cavidad, justo bajo una arista superior. Los gases son sometidos
en consecuencia a unos fuertes cambios de dirección puesto que deben
en principio girar para penetrar en el canal lateral a través de la
ranura horizontal, a continuación son invertidos contra el extremo
cerrado del canal lateral, opuesta al extremo que desemboca en la
cavidad, para ir de nuevo hacia la cavidad. Estos cambios de
dirección de los gases mejoran todavía la separación de la
humedad.
Ventajosamente, las paredes de la cámara
intermedia se elevan más allá del borde inferior del colector de
gases. Así, cuando el nivel del electrolito en la cámara intermedia
sobrepasa el borde inferior del colector de gases, el retorno del
electrolito hacia el interior de la batería se realiza de forma
espontánea.
Según un modo de realización ventajoso, dos
tabiques sensiblemente verticales provistos cada uno de una ranura
sensiblemente horizontal, a unas alturas diferentes, están
instalados en el canal lateral corriente abajo de la cámara
intermedia. Se forman así cuatro cámaras de separación y de
recogida sucesivas. Desde el colector de gases hasta la pastilla
sinterizada: (1) la cámara intermedia, (2) desde el extremo cerrado
del canal hasta el primer tabique vertical, (3) entre los dos
tabiques verticales, y (4) desde el segundo tabique vertical hasta
la pastilla sinterizada.
Preferentemente, la placa presenta un soporte de
pastilla sinterizada que penetra en el interior de la cavidad,
estando alojada la pastilla sinterizada sensiblemente en vertical
en este soporte de pastilla sinterizada. El respiradero está situado
delante de este soporte de pastilla sinterizada. Ello facilita la
producción de la tapa por moldeado por inyección. Por la misma
razón, el canal puede estar formado por una ranura en la pared
lateral de la tapa que está recubierta por la placa, una vez que
ésta está colocada. Se puede por lo tanto formar al mismo tiempo
que la tapa la cámara intermedia y los tabiques, y a continuación
recubrir sencillamente el canal lateral y la cavidad fijando la
placa.
Ventajosamente, la parte inferior del orificio de
paso, el centro del colector de gases y el centro de la pastilla
sinterizada están en un mismo plano horizontal. Esta disposición
favorece el retorno del electrolito acumulado hacia el interior de
la batería. En efecto, cuando el nivel del electrolito presente en
el canal lateral sobrepasa este plano, el electrolito acumulado en
el canal lateral puede penetrar en la cámara intermedia y volver al
interior de la batería. Este fenómeno se produce espontáneamente y
permite conservar siempre por lo menos la mitad de la pastilla
sinterizada libre para la evacuación de los gases.
Según un modo de realización preferido, el
colector de gases es rectilíneo y une unos tapones instalados en la
tapa, extendiéndose el colector de gases hasta dos paredes opuestas
de la tapa y desembocando cada vez en una cámara intermedia que
comprende un orificio de paso para el paso de los gases en un canal
lateral.
Otras particularidades y características de la
invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente
descripción detallada de un modo de realización ventajoso, a titulo
ilustrativo, haciendo referencia a los dibujos anexos.
Estos muestran:
Fig. 1: una vista frontal de una tapa para
batería según la invención;
Fig. 2: una vista por debajo de la Fig. 1 en
sección A-A;
Fig. 3: una vista frontal en sección
B-B de la tapa de la Fig. 1;
Fig. 4: una vista por debajo en sección
C-C Fig. 5;
Fig. 5: una vista posterior de una placa.
En las figuras, las mismas referencias designan
unos elementos idénticos o similares.
En la Fig. 1 se ha ilustrado una vista frontal de
un modo de realización preferido de una tapa 10 para batería según
la invención. Dos zonas recortadas dejan aparecer la estructura
interna de la tapa 10. Como se puede observar, un colector de gases
12, alineado según un eje 14 que pasa por el centro de los tapones
16, está incorporado en la tapa 10. El colector de gases 12, que se
extiende hasta las dos paredes laterales 18 y 20 opuestas de la tapa
10, une entre sí los tapones 16 y permite así la comunicación con
el interior de las células de una cubeta de batería
multicelular.
Para simplificar la descripción, se describirá
solamente la estructura de la tapa 10 a nivel de la pared lateral
18 situada en la parte inferior de la Fig. 1; sin embargo, las
estructuras en los dos extremos del colector de gases 12, es decir
en las dos paredes laterales 18 y 20, son idénticas. En la pared
lateral 18 se encuentra una cavidad 22, que está desplazada
lateralmente con respecto al colector de gases 12. Un canal lateral
24, también en la pared lateral 18 y perpendicular al colector de
gases 12, une este último a la cavidad 22. Una placa 26 provista de
un respiradero 28 recubre la cavidad 22. En el fondo de la cavidad
22 está alojada verticalmente una pastilla sinterizada 30 porosa
que está dispuesta de manera que todos los gases que llegan a la
cavidad 22 la atraviesen antes de escaparse a través del
respiradero 28 hacia el medio exterior. La presión en el interior de
la batería puede por lo tanto ser reducida y la batería está
protegida contra los retornos de las llamas.
Se apreciará que el colector de gases 12
desemboque en una cámara intermedia 32, situada en el canal lateral
24. En la Fig. 2, que muestra una vista por debajo en sección
A-A de la tapa 10 de la Fig. 1, se identifica más
fácilmente esta cámara intermedia 32 sensiblemente de forma
paralelepipédica rectangular. Un orificio de paso 34 en forma de
ranura horizontal está colocado en la pared 36 de la cámara
intermedia 32 opuesta a la cavidad 22, preferentemente bajo la
esquina superior. Así, cuando los gases desembocan del colector de
gases 12 en la parte superior de la cámara intermedia 32, se
provoca un cambio de dirección de 90º, para su paso en el canal
lateral 24 a través del orificio de paso 34. Este brusco cambio de
dirección provoca el depósito de los condensados y de las gotitas
del electrolito traídas por los gases sobre las paredes de la
cámara intermedia 32, que se acumulan en el fondo de la misma. El
retorno del electrolito hacia el interior de la batería está
favorecido por la forma de la cámara intermedia 32 cuyas paredes se
elevan más allá del borde inferior del colector de gases 12. El
electrolito acumulado retorna por lo tanto de forma espontánea al
colector de gases 12 cuando el nivel del electrolito en la cámara
intermedia sobrepasa el borde inferior del colector de gases 12.
Después de la salida del orificio de paso 34, los gases son
sometidos a un segundo cambio de dirección contra el extremo
cerrado 38 del canal lateral 24, desembocando el otro extremo del
canal lateral 24 en la cavidad 22. Los gases son por lo tanto
invertidos contra este extremo cerrado 38 y se derraman a
continuación hacia la cavidad 22, inversión que favorece el
depósito de la humedad. Este doble cambio de dirección permite una
separación eficaz de la humedad de los gases. Por otra parte, en
caso de inclinación de la batería hacia la pastilla sinterizada 30,
está claro que el electrolito acumulado en la cámara intermedia 32
no puede ser proyectado sobre la pastilla sinterizada 30, puesto
que no existe ningún orificio de paso de este lado de la cámara
intermedia 32. Inclinando la batería en el otro sentido, el
electrolito se derrama en el canal lateral 24, hacia el extremo
cerrado 38. Está claro que en caso de volcado de la batería, el
derrame del electrolito está limitado puesto que el electrolito debe
de seguir el mismo camino que los gases.
En la Fig. 2 se aprecian también dos tabiques
verticales 40 y 42 colocados uno detrás del otro en el canal
lateral 24, entre la cámara intermedia 32 y la cavidad 22. Estos
dos tabiques 40 y 42 poseen cada uno una ranura horizontal 44, pero
a unas alturas diferentes. Se forman así cuatro cámaras de
separación y de recogida sucesivas entre el colector de gases 12 y
la pastilla sinterizada 30: (1) la cámara intermedia 32, (2) desde
el extremo cerrado 38 del canal lateral 24 al primer tabique 40,
(3) entre los dos tabiques 40 y 42, y (4) desde el segundo tabique
42 a la pastilla sinterizada 30. La disposición de estas cuatro
cámaras de separación y de recogida sucesivas provoca numerosos
cambios de dirección de los gases, mejorando así la separación de
la humedad de los gases y su retención antes de la pastilla
sinterizada 30.
Se observará según las Fig. 1 a 3 que la placa
26, mostrada en vista posterior en la Fig. 5, no cubre únicamente
la cavidad 22 sino que cubre también el canal lateral 24. En el
momento de la fabricación de la tapa 10, que se realiza por lo
general por moldeado por inyección, se puede entonces formar al
mismo tiempo el canal lateral 24, que es aquí una ranura en una
pared lateral 18, la cavidad 22, la cámara intermedia 32 y los
tabiques verticales 40 y 42. Se obtiene una tapa 10 tal como la
representada en la Fig. 3, que muestra una vista por debajo de la
tapa 10 de la Fig. 1 en sección B-B.
La Fig. 4 muestra una vista en sección
C-C de la placa 26 de la Fig. 5. Se observará la
presencia de un soporte de pastilla sinterizada 46 que penetra en la
cavidad 2, cuando la placa 26 está fijada a la tapa 10. El
respiradero 28 está colocado por delante del soporte de la pastilla
sinterizada 45. En el fondo del soporte de pastilla sinterizada 46
se encuentra un marco vertical 48 destinado a soportar la pastilla
sinterizada 30. A la vista de las Fig. 2 y 5, aparece claramente
que la pastilla sinterizada 30 está sensiblemente centrada en la
cavidad 22.
En la Fig. 2, la referencia 50 indica un plano
horizontal, por lo tanto paralelo a la superficie del electrolito,
que comprende la parte inferior de la ranura horizontal que forma
el orificio de paso 34 de la cámara intermedia 32, el eje del
colector de gases 12 y el centro de la pastilla sinterizada 30 en
la cavidad 22 debido a la disposición de la pastilla sinterizada 30
en la cavidad 22. Se observará también que la parte inferior de las
ranuras horizontales 44 de los tabiques verticales 40 y 42 no está
situada por encima de este plano 50. Por consiguiente, en cuanto el
nivel del electrolito acumulado en las cuatro cámaras de separación
y de recogida sobrepasa el nivel del plano 50, el electrolito puede
pasar de forma espontánea de una cámara a la otra y volver hacia el
interior de la batería. Es por lo que la mitad superior de la
pastilla sinterizada 30 está siempre libre para la evacuación de los
gases.
Debe observarse que la cavidad 22 y el canal
lateral 24 están dispuestos de manera que se alejen de los polos 52
de la batería, lo que permite alejar la salida de los gases, es
decir el respiradero 28, de los polos 52.
Claims (9)
1. Tapa para batería que comprende:
un colector de gases (12) incorporado en la tapa
(10) para comunicar con el interior de por lo menos una célula de
una cubeta de batería y que se extiende hasta una de las paredes
laterales (18) de la tapa (10);
una cavidad (22) en la pared lateral (18),
desplazada lateralmente con respecto al colector de gases (12);
un canal lateral (24), en la pared lateral (18),
que une el colector de gases (12) a la cavidad (22);
una placa (26) que recubre la cavidad (22),
estando provista la placa (26) de un respiradero (28); y
una pastilla sinterizada (30) alojada en la
cavidad (22) y dispuesta de tal manera que todos los gases pasan a
través de la pastilla sinterizada (30) y a continuación el
respiradero (28) hacia el medio exterior;
caracterizada porque comprende una cámara
intermedia (22) situada en el canal lateral (24) y en la cual
desemboca el colector de gases (12), sirviendo el fondo de la
cámara intermedia (32) de colector del electrolito; y un orificio de
paso (34) en una pared (36) de la cámara intermedia (32) para el
paso de los gases al canal lateral (24), no estando este orificio
de paso (34) orientado hacia la cavidad (22).
2. Tapa según la reivindicación 1,
caracterizada porque la cámara intermedia (32) tiene
sensiblemente una forma paralelepipédica rectangular, desembocando
el colector de gases (12) en la parte superior de la cámara
intermedia (32) y siendo el orificio de paso (34) una ranura
sensiblemente horizontal situada en una pared (36) opuesta a la
cavidad (22), justo debajo de una arista superior.
3. Tapa según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque las paredes de la cámara intermedia
(32) se elevan más allá del borde inferior del colector de gases
(12) de manera que favorezca el retorno del electrolito hacia el
interior de la batería.
4. Tapa según la reivindicación 1, 2 ó 3,
caracterizada porque comprende dos tabiques (40, 42)
sensiblemente verticales provistos cada uno de una ranura (44)
sensiblemente horizontal, a unas alturas diferentes, estando los
diferentes tabiques instalados en el canal lateral (24) corriente
abajo de la cámara intermedia (32).
5. Tapa según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizada porque la placa (26) presenta un
soporte de pastilla sinterizada (46) que penetra en el interior de
la cavidad (22), estando la pastilla sinterizada (30) alojada
sensiblemente verticalmente en este soporte de pastilla sinterizada
(46); y porque el respiradero (28) está situado delante del soporte
de pastilla sinterizada (46).
6. Tapa según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizada porque el canal lateral (24) está
formado por una ranura, en la pared lateral (18) de la tapa,
recubierto por la placa (26).
7. Tapa según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizada porque la parte inferior del
orificio de paso (34), el centro del colector de gases (12) y el
centro de la pastilla sinterizada (30) están en un mismo plano
horizontal (50).
8. Tapa según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizada porque el colector de gases (12)
es rectilíneo y une unos tapones (16) instalados en la tapa (10),
extendiéndose el colector de gases (12) hasta dos paredes opuestas
(18,20) de la tapa (10) y desembocando cada vez en una cámara
intermedia (32) que comprende un orificio de paso (34) para el paso
de los gases a un canal lateral (24).
9. Batería que comprende una tapa según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
Applications Claiming Priority (2)
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Country Status (8)
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