JPS5861579A - 蓄電池を冷却する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気工学の分野に係り、特に、蓄電池を冷却す
る方法・及び装置に係る。

本発明は牽引用のアルカリセルよシ成る蓄電池の作動に
最、も有利に適用できる。

現在では、国民経済のどの分野においても蓄電池が電源
として用いられないことはない。

蓄電池は、その分類法によれば、鉛−ｒＩｉ電池と、ア
ルカリ電池とに分けられるが、その応用分野によれば、
起動用電池と、船舶用電池と、牽引用電池と、ディーゼ
ル機関用電池とに分けられる。

現在では牽引用蓄電池の需要が著しく増加している。蚊
も広く用いられている牽引用蓄電池は、比出力特性が良
く寿命が長い電池を含むアルカリ電池である。

既存の型式のアルカリ蓄電池を改良する場合にけ、先ず
第１に、それらの全寸法ヲ習えることなくそれらの容置
ひいては充放電電流を大きくすることが必要である。

１つのセルでは与えることのできないような電圧、電流
及び電力を作シ出すために、同じ型式のセルが一体的な
蓄電池に電気接続される。

蓄電池の繰返し作動中、即ち交互の充放電プロセス中に
、蓄電池が発熱する。充放電電流が大きい程、蓄電池の
発熱程度も大きい。蓄電池の作動中、電解液の温度は最
大許容温度を越えてはならない。これは特に蓄電池の充
電中において重要である。なぜならば、電解液の温１が
その最大許容値を越えた場合には、蓄電池の電極に不可
逆反応が生じて、蓄電池の信頼性ひいてはその寿命を低
下することに々るからである。

実装密度の高い蓄電池においては、主としてそれらのカ
バーを経てその周囲環境へ熱が伝達されるだけであるか
ら過熱のおそれが生じる。カバーの表面積は小さく、蓄
電池の容量にもよるが蓄電池の全表面積の６ないし１０
チであるに過ぎないつこれらの条件の下では、蓄電池に
発生した熱の１５ないし２０チしか廟囲環境へ伝達され
ず、その８０な１．−＝Ｌ８５　ｆ６は蓄電池へと伝達
されてこれを加熱する。

蓄電池の正常温度状態を維持することが非常にさし迫っ
た問題であり、これは現在のところ蓄電池を強制冷却す
ることによって解決できる。

蓄電池の電解液を通して熱伝達材全圧送することによっ
て蓄電池を冷却する方法が知られている。

この方法は、電気絶縁体を有し各セルの電解液中に配置
された熱交換部材と、液体熱伝達材例えば水と、ポンプ
と、該ポンプを上記熱交換部材に接続するコネクタ及び
パイプラインとｔ−Ｘ偏する蓄電池冷却装置において達
成される（英国特許第１．４６１．５６６号、ＩＰＣ，
ＨＩＢ、１９７７年参照）。

然し乍ら、この装置は修理がやっかいで複雑である。

蒸発器、熱伝達材及び凝縮器を備えた熱伝達パイプを用
いて蓄電池を冷却する方法が現在広く受は容れられてい
る。この熱伝達パイプの作動原理は、閉空間で熱伝達材
の蒸発−凝縮サイクルを伺回も繰り返すことである。

熱臥達パイプは、銅やアルミニウムや銀のような金属よ
りも数桁も大きな熱伝導特性を有し、これによりその全
寸法及び質量が小さなものとされる。

更して、熱伝達パイプは特殊な付属装置を必要とせず、
ノイズがなく、寿命が長い。

蓄電池の隣接セルの筐体間に熱伝達パイプを配置し、そ
の位置を固定し、蓄電池及び熱伝達パイプの接触面に熱
伝導促進剤を塗るようにして蓄電池全冷却する方法も知
られている。

この方法を実施する場合は、液体の熱伝達材が部分的に
充填された直角平行六面体の形態の中空のハーメチック
シールされた筐体として熱伝達バイブが作られる。この
熱伝達パイプは、液体の熱伝達材が充填されて熱伝達パ
イプの蒸発器として働く筐体の部分が蓄電池のセル間に
配置される一方、熱伝達パイプの凝縮器として働く筐体
の他部分が蓄電池のカバーの上に延びるように設置され
る（　”Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅ
ｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ”第１１８巻、オ８号、第
１３８２頁に掲載されたＭａｈｅｆｋｅｙ　Ｅ、　Ｔ、
　ｅ　Ｋｒｅｉ　ｔｍａｎ　Ｍ、Ｍ、氏の”　Ａｎ　１
ｎｔｅｒ−ｃｅｌｌ　ｐｌａｎａｒ　ｈｅａｔ　ｐｉｐ
ｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｄｕｒｉｎｇ　
ｔｈｅｃｙｃｌｉｎｇ　ｏｆ　ａ　ｈｉｇｈ　ｒａｔｅ
　ｎｉｃｋｅｌ−ｃａｄｍｉｕｍ　ｂａｔｔｅｒｙ″と
題する論文を参照されたい）。

然し乍ら、上記の冷却方法では、蓄電池の電解液が蓄電
池筐体の壁を通して間接的に冷却されるだけであるから
充分な効率が得られない。

その上、熱伝達パイプの位置の設電がやり難くなったり
熱伝導促進剤の接触面への塗布が均一でない時には、電
解液から熱伝達パイプへの熱伝達の効率が低下して熱伝
達パイプの効率を下げることになる。

熱伝達パイプの蒸発器を蓄電池の電解液中に直接浸漬す
る蓄電池冷却方法が原型として選択されている。

この冷却方法は、液体の熱伝達材を有するフィン付きの
蒸発器、及び蒸発器に接続されたフィン付きの凝縮６＝
ｉ備えた熱伝達パイプによって実施サレる（１９７６年
のフランス特許？２，５０１゜１０７号参照）。

この場合、蓄電池は次のように冷却される。

電解液からの熱は熱伝達パイプの蒸発器の壁を通して熱
伝達材へと伝達され、この熱伝達材は加熱されると蒸発
し、その蒸気は上昇して、蓄電池の上に配置された凝縮
器内で凝縮し、次いで熱伝達パイプの蒸発器へと戻され
る。

熱伝達材の凝縮中に発生する□熱は周囲環境へ伝達され
る。蓄電池の冷却中、電解液は循環し、即ち冷温の電解
液は下降し、そして高温の電解液は蒸発器の面に沿って
上昇する。

蓄電池の充電中に電解液に発生し次ガスは蓄電池のガス
スペースから熱伝達パイプ装填Ｓｔ−経て周囲環境へと
出て行く。

この冷却方法では、蒸発器の面に沿った電解液の移動速
度が不充分であシ、ひいては単位時間当たシに冷却され
る電解液の量が比較的わずかであシ、充分な蓄電池冷却
効率が与えられず、従って蓄電池の全体的な信頼性及び
寿命が低い。

更に、この冷却方法では、ガス気泡が蒸発器の面に付着
するために熱及び質量交換プロセスが低速であシ、熱伝
達パイプの効率、ひいては蓄電池の全体的な冷却効率が
低下する。

本発明の主たる目的は、熱伝達パイプの蒸発器に対する
電解液の移動速度を高めて単位時間当たりに冷却される
電解液の量を増加し、ひいては蓄電池の冷却効率を高め
、これにより蓄電池の全体的な作動信頼性及び寿命を増
大するように熱伝達パイプ１作ると共に電解液ｔ−熱伝
達パイブの蒸発器に対して移動させるような蓄電池冷却
方法及び装置を提供することである。

この生える目的に鑑み、熱伝達ノ（イブの蒸発器全電解
液中に浸漬することによシ充電中の蓄電池を冷却する方
法において、蓄電池の充電中に電解液に発生したガスを
熱伝達パイプに送シ、このガスを用いて熱伝達パイプに
電解液を圧送すること１％像とする方法が提供される。

熱伝達材を有する蒸発器と、凝縮器とｔ備えた熱伝達パ
イプを具備する上記蓄電池冷却方法を実施する装置にお
いては、上記蒸発器が外壁及び内壁を有する管状部材と
して作られ、熱伝達材が位置したその壁間スペースは上
記管状部材の端面においてハーメチックシールされ、筐
体を有するガス吸上げポンプが更に設けられており、上
記筐体は上記管状部材の内壁に対して間隙ｔもつように
して上記管状部材内に設置され、そして上記ガス吸上げ
ポンプを蓄電池のガススペースに接続する少なくとも１
つのバイブが上記ガス吸上げポンプの筐体内に入れられ
ることｔ−％命とする。

熱伝達バイブ全通して電解液を圧送する場合には、電解
液の高温部分を熱伝達パイプへ連続的に送り込むことに
よシ蒸発器の面に沿つ九電解液の移動速変を高めること
ができ、ひいては単位時間当たシに冷却される電解液の
量を増大することかできる。これによシ、熱伝達材と電
解液との間の熱交換プロセスが実質的に増強され、従っ
て蓄電池の冷却効率、ひいては蓄電池の信頼性及び寿命
が増加される。

蓄電池の充電中に電解液に発生したガスを電解液の圧送
に用いそして周囲環境へ放出腎ることによシ、これらガ
スの位置エネルギを効果的に利用して、高価でやっかい
な装置を追加せずに蓄電池の効率的な冷却全達成できる
ようにする方法が開発される。

更に、熱伝達パイプの蒸発器の面に沿った電解液の移動
速変が比較的高いことによシ、蒸発器の面へのガス気泡
の付着が減少され、それによシミ解液から熱伝達材への
熱交換動車が高くされ、ひいては蓄電池の冷却効率が高
くされる。

２つの壁を有する管状部材として蒸発ｒｉＦ′に構成し
、これらの壁の間に熱伝達材が位置される壁間スペース
を形成し、この壁間スペースを上記管状部材の端面にお
いてハーメチックシールし、そしてその中にガス吸上げ
ポンプを設置して蓄電池のガススペースに接続すること
により、蓄電池の充電中に電解液に発生し九ガヌの位置
エネルギを用いて熱伝達パイプに電解液が圧送される。

又、蒸発器のこのような構成により、蒸発器自体の全寸
法を増加することなく蒸発器と電解液との接触表面積を
増大して、蓄電池の冷却効率を高めることができる。

蓄電池を冷却する装置の一実施例においては、管状部材
の外壁が少なくと４１１箇所で凹状にされ、ガス吸上げ
ポンプのパイプ端全受は入れる長手方向溝を形成する。

この長手方向溝の中にガス吸上げポンプのパイプ端を配
置することにょシ蓄電池の装填部に熱伝達パイプを固定
するプロセスが簡単化される。

熱伝達パイプの管状部材の外壁に作られた長手方向溝に
よって熱交換面が形成され、即ち蒸発器と蓄電池の電解
液との接触表面積が増大し、蓄電池の全体的な冷却効率
が高くされる。

溝の本数が多い程、蒸発器に形成される熱交換面は太き
麦ものと表る。それ故、大容量の蓄電池を冷却するのに
用いられる装置としては多数の長手方向溝管使用するの
が望ましい。

ここに提案する装置の別の実施例によれば、管状部材の
壁間スペース内に配置されてその外壁の上部に固定され
た偏向板１ｍ！に具備するのが望ましい。

管状部材の壁間スペース内に設置されたこの偏向板によ
り、凝縮された熱伝達材が蒸発器の内壁に沿って下方に
流され、これは電解液との接触面積が大きく、従って熱
伝達材と電解液との熱交換効率、ひいては蓄電池の全体
的な冷却効率が高くされる。

ここに提案する装置の更に別の実施例によれば、ガス吸
上げポンプの筐体の端部は広がるように作られ、その最
も広い部分は管状部材の内壁に嵌合されそしてスロット
を有している。

ガス吸上げポンプの筐体の端部を広がるように作りそし
てその蛾も広い端において管状部材の内壁と嵌合させる
ことによシ、ガス吸上げポンプの筐体が熱伝達パイプの
蒸発器に簡単く固定されると共にガス吸上げポンプの筐
体を蒸発器に沿って容易に移動させることができ、それ
によシ色々な容量の蓄電池を冷却するように装置の適用
範囲を広くすることができる。

史に、ガス吸上げポンプの筐体のこのような構造により
、蓄電池の充電中に電解液に発生したガス金効率的にガ
ス吸上げポンプへ送や込むことができ、それに工り電解
液と熱伝達材との熱交換プロセスを増強して蓄電池の冷
却効率を高めることができる。

ガス吸上げポンプの筐体に作られたスロットにより、電
解液が蒸発器の内壁に沿って下方に流されて、１１￥解
液と熱伝達材との熱交換プロセスを増強し、それにより
蓄電池の全体画表冷却効率を高める。

ここに提案する装置の更に別の実施例によれば、電解液
用の小滴偏向板金装置に設けるのがｉ！ましい。

この小滴偏向板を設置することによシ、電解液がガス吸
上げポンプによって圧送される時に電解液が蓄電池から
飛び出すことが防止され、それによシ蓄電池に所与の電
解液レベルが維持され、蓄電池の全体的な作動信頼性が
与えられる。

ここに提案した装置の別の実施例によれば、小滴偏向板
はガス吸上げポンプの筐体より上で熱伝達パイプの管状
部材の中に設置される。

蓄電池を冷却する装置のこのよう表構造は容量の小さい
蓄電池に対して望ましいものである。

蓄電池を冷却する装置の更に別の実施例によれば、小滴
偏向板はガス吸上げポンプの筐体内でその上部に設置さ
れ、一方、この付随セパレータ即ち小滴偏向板の下であ
って且つそのすぐ近くにおいてガス吸上げポンプの筐体
に穴が形成される。

このようにガス吸上げポンプの筐体内に小滴偏向板を設
置することは、大容量の蓄電池を冷却するのに用いる装
置に対してｉｉましいものである。

小滴偏向板の下であって且つそのすぐ近くにおいてガス
吸上げポンプの筐体に穴が作られることにより、電解液
がガス吸上げポンプか、ら管状部材の内壁に沿って蓄電
池へと流される。

本発明の更に別の目的及び特徴は添付図面を参照した好
ましい実施例の以下の詳細な説明よシ明らかとなろう。

蓄電池を冷却する方法の説明はこの方法を実施する装置
の作動に密接に関与したものであるから、蓄電池を冷却
する装置の作動の説明によシ本方法の特徴を示す。

添付図面の特に第１図を参照すれば、蓄電池を冷却する
装置は蒸発１１２ｔ−組込んだ熱伝達パイプ１を備え、
この蒸発器２け外壁４及び内壁５を有する円筒状の管状
部材５として作られ、上記壁は壁間スペース６を形成し
、このスペースは管状部材３の端面でハーメチックされ
そして液体熱伝達材７、例えば水が充填される。

適当に使用することのできる熱伝達材としては、その他
の物質、例えばアセトン、アルコール、フレオン等も含
まれる。

熱伝達材７は、蓄電池９の電解液８の最大許容温変に近
い沸点を有し、蒸発の潜熱が比較的高く、然も長期間の
作動中にその特性が変化してはならない。

蒸発器２は楕円、長方形等の断面形状を有する管状部材
（図示せず）として作られて吃よい。管状部材３の断面
形状は蓄電池９の装填部１０の構造によって選択される
。

熱伝達パイプ１の蒸発器２は防食性物質、例えば種々の
等級の鋼で作られる。

壁間スペース６は、熱伝達材７の蒸発中の熱及び質量交
換プロセスを増強するため管状部材３の高さ全体にわた
って作られる。

さて２２図を参照すれば、内壁５が外壁４より上に延び
るように蒸発器２を作ることができる。

蒸発器２をこのような構造にすれば、熱伝達パイプ１に
要する金属量が減少されると共に、容量の小さい蓄電池
を冷却するのに用いられる装置として望ましいものとな
る。

熱伝達パイプ１（第１図）は凝縮器１１も備えておシ、
この凝縮器１１は例えばその内部１２が管状部材３の壁
間スペース６と連通ずるように溶接を行なうことによシ
管吠部材３の外壁４に連結されたコイルパイプとして作
られる。凝縮器１１は蒸発器２と同じ物質で作られる。

上記した凝縮器１１の構造では、熱交換面が広い上に全
寸法が小さく、信頼性が高く、然も製造が容易である。

更に、凝縮器１１のこのような構造では、これを冷却す
るように送風を行なうのに多緻の消費エネルギが必要と
されない。

凝縮器１１を別のやシ方で実施することもできる。例え
ば、共通の受は取シ装置（図示せず〕へ端部を連結した
パイプシステムとしてＪｌｉｌｍｌｌｌｌを作ってもよ
い。

蓄電池を冷却する装置は、更に、ガス吸上げポンプ１５
を備えておシ、このポンプ１５け筐体１４と、この筐体
を蓄電池９のガススペース１６に接続する少なくとも１
つのパイプ１５とを含む。

ガス吸上げポンプ１３のパイプ１５の個数は冷却さるべ
き蓄電池の各音によって決められる。

筐体１４け、熱伝達パイプ１の管状部材３の内壁５に対
して間隙１７を有するようにして管状部材３内に設置さ
れ、全熱伝達パイプ１と同じ物質で中空円筒状に作られ
、そして張力部材１８にょシ管状部材５に固定される。

又、ガス吸上げポンプ１５の筐体１４Ｆｉ、該筐体１４
内での電解液８の移動中に該電解液からの熱除去を増大
するように、多孔性毛管物質例えば防食性の焼結金属粉
末で作られてもよい。

ガス吸上げポンプのパイプ１５の端１９ｔｉ筐体１４内
に挿入され、そして他端２０け管状部材５の外壁４に固
定され、例えば半田付けされる。

さて第３図がいし第６図を参照すれば、管状部材３の外
壁４け、本発明によれば、長手方向溝２１が形成される
ように例えば型鍛造によって少なくとも１つの場所で凹
状にされる。

第６図ないし牙６図においては、第１図に示された構造
素子と同様の素子が同じ参照番号で示されていること忙
注意され良い。

さて第３図、第４図を参照すれば、蓄電池を冷却する装
置には、ガス吸上はポンプ１５のパイプ１５の端２０を
受は入れる長手方向溝２１が１つ設けられている。

長手方向溝２１を設けることにょシ、熱伝達パイプ１の
蒸発器２の熱交換面積が広くされると共に、この長手方
向溝内にパイプ１５の端２ｏを配置することにより蓄電
池９の装填部１ｏに熱伝達パイプ１を固定する手順が簡
単化される。

第５図、第６図を参照すれば、蓄電池を冷却する装置に
は管状部材６の外壁４に長手方向溝２１が４つ設けられ
ておシ、ガス吸上げポンプ１５の２本のパイプ１５の端
２ｏがこれら溝の２つに配量されている。

このような構造は、容量の大きな蓄電池を冷却するのに
用いる装置に対して望ましい。というのは、長手方向溝
の本数が多いことにょ夛蒸発器２の熱交換面積が増加さ
れると共に、パイプ１５０本数が多いことによシ蓄電池
９のガススペース１６から送られるガスの量が増加され
、それにょシミ解液８と熱伝達材７との間の熱交換プロ
セスが増強されるからである。

本発明の一実施例によれば、蓄電池上冷却する装置は偏
向板２２（第６図、第５図）を備えておシ、この偏向板
２２は熱伝達パイプ１の管状部材３の壁間スペース６内
に配置されそして溶接によりその外壁４に固定される。

偏向板２２は、熱伝達材が蒸発１１Ｓ２の内壁５に向っ
て下方に流れるようにし、それにより凝縮した熱伝達材
で濡らされる内壁５の面積を増加して、熱伝達材７とポ
ンプ送シされる電解液８との間の熱交換を増強する。

本発明の更に別の実施例によれば、蓄電池を冷却する装
置は、ガス吸上げポンプ１３の筐体１４に下端部２３及
び上端部２４を備え、これら端部は例えばビード溶接に
よって広がるように作られ、それらの最も広い部分は管
状部材５の内壁５に嵌合され、そしてこれら部分にはス
ロット２５が設けられていて、電解液８が筐体１４から
熱伝達パイプ１の管状部材６の内壁５に沿って蓄電池９
へと下方に流れるようにされる。

ガス吸上げポンプ１５の筐体１４の上端部２５及び下端
部２４のこのような構造により、熱伝達パイプ１の蒸発
器２と筐体１４との結合が簡単化されると共に、筺体１
４を蒸発ｖＳ２に沿って上方及び下方に容易にずらすこ
とができ、これにより種々の容量の蓄電池を冷却するよ
う忙装置の適用範囲が広げられる。

蓄電池を冷却する装置の更に別の実施例によれば、蓄電
池９から電解液８が飛び出すおそれを減らすような小滴
セパレータ２６が設けられている。

この小滴偏向板２６としては色々な構造及び設置状態が
考えられる。第２図及び牙３図には、本発明によりガス
吸上げポンプ１′５の筐体１４よシ上で管状部材３内に
設置された小滴偏向板２６が示されている。この小滴偏
向板２６は頂点が上を向いた中空の孔付き円錐として作
られ、そしてブラケット２７により内壁５に固定される
。

小滴偏向板２６の別の変型構造及び設置状態が第５図に
示されている。本発明によれば、小滴偏向板２６はガス
吸上げポンプ１！１の筺体１４の上端部２４の付近で筺
体１４内忙設置されておシ、そして筐体１４にはこの小
滴偏向板２６の下であって且つそのすぐ近くに穴２８が
作られている。

小滴偏向板２６け筺体１４に半田付けされた孔付きプレ
ートとして作られる。小滴偏向板のこのような構造は容
量の大きい蓄電池を冷却するのンて用いられる装置とし
て望ましい。

蓄電池を冷却する装置は次のように作動する。

この装置は、熱伝達パイプ１の凝縮器１１が蓄電池９の
上に配置され、熱伝達材７を鳴する熱伝達パイプ１の蒸
発器２の１部・分及びガス吸上げポンプ１５の筐体１４
の１部分が電解液８中に浸漬され、そしてガス吸上げポ
ンプ１３のパイプ１５によって蓄電池９のガススペース
１６が筺体１４に接続されるように、蓄電池９の装填部
１０（第１図）に設置される。熱伝達パイプ１の蒸発４
２の上記１部分の浸漬深さは、電解液８と熱伝達パイプ
１の蒸発器２との接触表面積・対・電極（図示せず）の
表面積の比が０　、００８ないし０．０６になるような
条件によって決定される。

蓄電池の充電中には電極と電解液との間で物理的及び化
学的な反応が行なわれることにょシミ解液８に相当量の
ガスが発生され、これらのガスは蓄電池９のガススペー
ス１６に収集される。

これらガスの過剰な静圧力にょシガスはガス吸上げポン
プ１５のパイプ１５に入シそして更に筐体１４に入シ込
む。これと同時に電解液８もガスの過剰な静圧力によっ
て熱伝達パイプ１へと追い込まれ、蒸発器２の内壁５と
ガス吸上げポンプ１３の筺体１４との間の関１！Ｊ１７
に入υ込み、熱伝達パイプ１に液圧シールを生じさせる
。

ガス吸上げポンプ１５内のガス−液体混合体の高さレベ
ルは、ガス吸上げポンプ１３（Ｄｔ体１４内のガス−液
体混合体の比重と、筐体１４の外部の電解液８の比重と
の差によって上昇され、電解液８け筺体１４の上端２４
からオーバーフローして下方に流れ、蒸発器２の内壁５
と筐体１４との間の関１！ｌ１１７を経て蓄電池９へ戻
されるが、ガスは周囲環境へと放出される。

このようにして電解液８はガス吸上げポンプ１５の筐体
１４會介してポンプ送シされる。これは、高温の電解液
の新たな部分が常時熱伝達パイプ１に送シ込壕れること
を意味する。

電解液８がポンプ送シされること罠より蒸発器２の表面
に沿った電解液８の移動連間が加速されると共に、蒸発
器２の表面へのガス気泡の付着が減少され、熱及び質量
交換ブロセヌが実質的に一強され、これＫより蓄電池の
全体的な冷却効率が高められる。これＫよシ、蓄電池の
信頼性及び寿命が増加される。

ガス吸上げポンプ１５の筐体１４の下端部２′５及び上
端部２４（第３図）が広がるように作られて、それらの
最も巾の広い部分によシ蒸発器２の内壁５に嵌合される
場１合には、電解液８けスロット２５を経て蒸発器２の
内壁５に沿って下方に流れて蓄電池９へ戻され、従って
電解液８の冷却プロセスが実質的に増強されて蓄電池の
全体的な冷却プロセスも増強される。

小滴偏向板２６がガス吸上げポンプ１５の筐体１４（牙
５図〕内に設置された場合には、電解液８は筐体１４か
ら穴２８を経て蒸発器２の内壁５に沿って下方に流れて
蓄電池９へと戻される。

ガス−液体混合体はガス吸上げポンプ１ろの筐体１４＝
ｉ通して強力にポンプ送りされるので、電解液８０１部
分は蓄電池９から熱伝達パイプ１を経て飛び出すことが
ある。電解液８が飛び出すと、４ｆ電池９内の電解液レ
ベルが下が９、蓄電池の全体的な信頼性が低下すること
になる。

その上、蓄電池９内の電解液８０レベルが下がると、ｗ
ｔ電解液と熱伝達パイプ１の蒸発器２との接咄表面積が
小さくなシ、熱伝達パイプ１の作動効率が低下する。

蓄電池を冷却する装置に小滴偏向板２６（第２図、第３
図、第５図）を設置した場合には、蓄電池９からの電解
液８の飛び出し量が少なくなり、′を解液８はこの小滴
偏向板２６に当たってここから落ち、そして関ｖＪ１７
（才２図）を通って下方に屓接蓄電池９へ戻されるか、
又は最初スロット２５（第３図）又は穴２８（第５図）
を次いで関ｔ！ｊｉ１７に通って蓄電池９へ戻さ扛る。

この装置を用いて容量の大きな蓄′鑞池を冷却する時に
は、ガス発生量が増加すると共に蓄電池９のガススペー
ス１６内のガスの静圧力も大きなものとなる。ガス吸上
げポンプ１５の筐体１４と蒸発器２の内壁５との間の間
隙１７における電解液８の高さレベルも増加される。従
って、ガス吸上げポンプ１３の筐体１４″を上方位置へ
配置しなければならない。

ガス吸上げポンプ１３の筐体１４の広がった端部２５．
２４によシ、筐体１４を熱伝達パイプ１の蒸発器２に沿
って上方及び下方に容易にずらすことができる。

筐体１４を熱伝達パイプ１の蒸発器２の内部で上方にず
らす時には、ガス吸上げポンプ１３のノ（イブ１５はそ
のま＼にされ、従ってその端１９は筐体１４内の位置に
入らないが、筐体１４の広がった下端部２５によシ蓄電
池９のガススペース１６からのガスは全てガス吸上げポ
ンプ１５の筐体１４内に送り込まれる。

蓄電池９ｔ−充電する時には、その電解液８が加熱され
、そして電解液８から熱伝達）くイブ１の蒸発器２の壁
４．５全通して熱伝達材７に熱が伝達されてこれを蒸発
させる。

熱伝達材７の蒸気は蒸発器２の壁間スペース６を出て凝
縮器１１に入るが、熱伝達材７の蒸気の１部は蓄電池の
周囲の空気が当九る蒸発器２の上部で凝縮する。

蒸発器２のこの上部で凝縮した熱伝達材７Ｆｉ下方に流
れる。蒸発！２の壁間スペース６（第５図、第５図）Ｋ
偏向板２２′ｔ−便用できる場合には、凝縮した熱伝達
材７がこの偏向板２２に沿って蒸発器２の内壁５（高温
電解液との接触表面積が大きい）へと下方に流れてこの
内壁５を濡らし、これによυ熱伝達材７と電解液８との
熱交換全促進する。

凝縮器１１（牙１図〕の内部１２へ入る熱伝達材７の蒸
気はそのコイルパイプを通って凝縮し、周囲に熱を伝達
する。

凝縮した熱伝達材７は凝縮器１１から蒸発器２の壁間ス
ペース６へ戻されてその壁４．５に白って薄い層として
下方に流れ、熱伝達材７が蒸発器２において蒸発する時
には熱伝達係数が相当に大きなものとなる。

熱伝達パイプ１内で熱伝達材７が蒸発−凝縮サイクルを
繰り返しそして熱伝達ノ（イブ１１に通して電解液８が
連続的にポンプ送シされることにより、蓄電池９の電解
液８と熱伝達／＜イブ１の熱伝達材７との間で強力な熱
交換が行なわれると共に電解液８から周囲環境への熱伝
達も行なわれて、蓄電池９が冷却される。

蓄電池を冷却する本発明の方法の特定の夾施例によって
本発明の詳細な説明する０ 例　　１ 蓄電池を冷却する装置を、５０Ｃの周囲空気温度におい
て、蓄電池９の装填部１０（第１図）に設置した。熱伝
達材７を有する熱伝達ノ（イブ１の蒸発器２０１部分及
びガス吸上げポンプ１５の筐体１４の１部分を蓄電池９
の電解液８中に浸漬し、パイプ１５によってガス吸上げ
ポンプ１３の筺体１４ｔ−蓄電池９のガススペース１６
に接続した。

蓄電池９を１２５人の電流で充電した。電解液８によ多
発生されるガスの流量は０００８ｒｒｌ／時であった。

ガス吸上げポンプ１５のパイプ１５の液圧抵抗は１，５
７５．４Ｐａであった。電解液８のレベルよシ上の液圧
シールの高さは１２０１１１１であった。

ガス吸上げポンプ１５の筺体１４内にあるガス−液体混
合体の比重と、間隙１７内にある電解液８の比重との差
によって筐体１４内のガス−液体混合体のレベルが上昇
し、電解液８はガス吸上げポンプ１５の筐体１４からオ
ーバーフローして蓄電池９へと下方に流れ、即ち熱伝達
パイプ１全通しての電解液８のポンプ送りが開始された
。

蓄電池９の充電中に電解液８け加熱されそして電解液８
から蒸発器２内の熱伝達材７へと熱が伝達された。熱伝
達材７は加熱されて蒸発した。

熱伝達パイプ１内で熱伝達材７の蒸発−凝縮サイクルが
繰シ返されそして熱伝達パイプ１全通して電解液８が連
続的にポンプ送りされることにより、蓄電池９の電解液
８と熱伝達パイプ１の熱伝達材７との間で強力な熱交換
が行なわれると共に１電解液８から周囲環−境への熱伝
達も行なわれて、蓄電池９が冷却された。

蓄電池の充電中の電解液８の温度は４０ｔ？であった。

熱伝達パイプ１により伝達された出力は４０ワツトであ
った。

蓄電池９の充電中にガス吸上げポンプ１５によって電解
液８がポンプ送シされなかった時には、電解液の温度Ｆ
ｉ６ＤＣであり、熱伝達ノくイブ１により取り出された
出力は１８ワツトであった。

例　　２ 蓄電池を冷却する装置ｔを、５０Ｃの周囲空気温度にお
いて、蓄電池９の装填部１０（第１図）に設置した。

熱伝達材７を有する熱伝達ノ（イブ１の蒸発器２０１部
分及びガス吸上げポンプ１３の筐体１４の１部分を蓄電
池の電解液８中に浸漬し、そして）；イブ１５を用いて
ガス吸上げポンプ１５の一体１４を蓄電池９のガススペ
ース１６に接続したＯ蓄電池１１６５Ａの電流で、充電
した。電Ｓ液８によって発生されるガスの流量は０．１
２　ｎｌ１時であった。ガス吸上げポンプ１５のノくイ
ブ１５の液圧抵抗は２１５８Ｐａであった。電解液８の
レベルより上の液圧シールの高さは１６０圏であった。

ガス吸上げポンプ１５の筺体１４内にあるガス−液体混
合体の比重と、間隙１７内にある電解液８の比重との差
によって、筺体１４内のガス−液体混合体のレベルが上
昇し、電解液８はガス吸上げポンプ１３の筺体１４から
オーバーフｏ−［、て蓄電池９へと下方に流れ、即ち熱
伝達バイブ１全通しての電解液８のポンプ送シが開始さ
れた。

蓄ｉ［池９の充電中に電解液８は加熱され、そして電解
液から蒸発器２内の熱伝達材７へと熱が伝達された。熱
伝達材７は加熱されて蒸発した。

熱伝達パイプ１内で熱伝達材７の蒸発−凝縮サイクルが
繰り返されそして熱伝達バイブ１全通して電解液８が連
続的にポンプ送りされることにより、蓄電池９の電解液
８と熱伝達パイプ１の熱伝達材７との間で強力な熱交換
が行なわれると共に、電解液８から周囲環境への熱伝達
も行なわれて、蓄電池９が冷却された。

蓄電池の充電中の電解液８の温度は４５Ｃであつた。熱
伝達パイプ１により伝達された出力は４５ワツトであっ
た。

蓄電池９の充電中にガス吸上げポンプ１５によって電解
液８がポンプ送シされなかった時には、電解液の温度が
６５Ｃでありそして熱伝達）くイブ１によシ導出された
出力が２２ワツトであった。

以上の例よシ明らかなように、熱伝達ノ何プを通して電
解液をポンプ送りすることにより、蓄電池の充電中に電
解液の温度は最大許容温度即ち４５Ｃｔ越えることがな
い。これにより、蓄電池を冷却する本発明の方法並びに
これを実施するのに用いられる装置の効率が高いことが
明らかとなろう。

本発明を特定の実施例について説明したが、種々の変更
が当業者に明らかとなる”うから、本発明はここに開示
した実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内
で前記したものとけ別のやり方では本発明を実施できる
ことを理解されたい。

蓄電池を冷却する本発明の方法及びこの方法を実施する
のに用いられる装置により、蓄電池の冷却効率が改善さ
れ、ひいては蓄電池の信頼性及びその寿命が向上される
。

本発明は牽引用アルカリ蓄電池の作動に最も有利に適用
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は蓄電池を冷却する本発明による装置の縦断面図
、 第２図は蓄電池を冷却する本発明による装置の別の実施
例の縦断面図、 第５図は蓄電池全冷却する本発明による装置の更に別の
実施例の縦断面図、 第４図は第３図のＩＶ−ｆｆ線に沿った断面図、第５図
は蓄電池を冷却する本発明による装置の更に別の実施例
の縦断面図、そして 第６図は第５図の■−ＶＩ線に沿った断面図である。 １・・・熱伝達パイプ　２・・・熱伝達パイプの蒸発器
５・・・管状部材　　　４・・・管状部材の外壁５・・
・管状部材の内壁　６・・・管状部材の壁間スペース７
・・・熱伝達材　　　８・・・電解液９・・・蓄電池 １１・・・凝縮器 １５・・・ガス吸上げポンプ １４・・・ガス吸上げポンプの筐体 １５・・・ガス吸上げポンプのパイプ １６・・・蓄電池のガススペース １７・・・管状部材とガス、吸上げポンプの筐体との間
の間隙 ２０・・・ガス吸上げポンプの端 ２１・・・長手方向の溝 ２２・・・偏向板 ２３．２４・・・ガス吸上げポンプの筐体の端部２５・
・・スロット ２６・・・小滴偏向板 ２８・・・ホース ｎ電 ゲ 〃Ｊ 第１頁の続き ０発　明　者　ウラディミール・ミハイロヴイツチ・ボ
グダノフ ソヴイエト連邦ミンスク・レニ ンスキー・プロスペクト１２７ケ ーヴイ８９ ｏ発　明　者　マリナ・ニコラエフナ・マシエヴイッチ ソヴイエト連邦しニングラード ・プロスペクト・シエヴエルニ 力３ケーヴイ９２ ０発　明　者　ヴアレンチナ・マルコフナ・オ□　ルロ
ヴア ソヴイエト連邦しニングラード ・ウリツサ・レニナ２８ケーヴイ ８ ０発　明　者　ポリス・イヮノヴイッチ・ウジノフ ソヴイエト連邦しニングラード ・ウリツサ・エイ・ネフスコゴ ３ケーヴイ２５ ０発　明　者　エフゲニー・イワノヴイツチ・ガマスキ
ン ソヴイエト連邦しニングラード ・グラズダンスキー・プロスペ シト１０８−１ケーヴイ１６９ ＠出　願　人　ヴアレリー・アンドレーヴイツチ・モル
グン ソヴイエト連邦ミンスク・ウリ ツサ・スラヴインスコゴ３５ケー ヴイ４０ ■出　願　人　ウラディミール・ミハイロヴイッチ・ボ
グダノフ ソヴイエト連邦ミンスク・レニ ンスキー・プロスペクト１２７ケ ーヴイ８９ ＠出願人　　マリナ・ニコラエフナ・マシェヴイツチ ソヴイエト連邦しニングラード ・プロスペクト・シエヴエルニ カ３ケーヴイ９２ ■出　願　人　ヴアレンチナ・マルコフナ・オルロヴア ソヴイエト連邦しニングラード ・ウリツサ・レニナ２８ケーヴイ ８ ■出　願　人　ポリス・イワノヴイツチ・ウジノフ ソヴイエト連邦しニングラード ・ウリツサ・エイ・ネフスコゴ ３ケーヴイ２５ ■出　願　人　工フゲニー・イワノヴイツチ・ガマスキ
ン ソヴイエト連邦しニングラード ・グラズダンスキー・プロスペ シト１０８−１ケーヴイ１６９ ＠出　願　人　レオナルト・レオニドヴイツチ・ヴアシ
リエフ ソヴイエト連邦ミンスク・ウリ ツサ・ヤクバ・コラサ５２ケーヴ イ１０３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱伝達パイプの蒸発器を電解液中に浸漬することに
   よシ充電中の蓄電池を冷却する方法において、蓄電池（
   ９）の充電中に電解液（８）Ｋ発生されたガスを熱伝達
   パイプ（１）へ送り、このガスを用いて電解液（８）ｔ
   −熱伝達パイプ（１）に圧送することを特徴とする方法
   。 ２、熱伝達材を有する蒸発器と、凝縮器とを備えた熱伝
   達パイプを具備する特許請求の範囲第１ＸｊｉＫ記載の
   方法を実施する装置において、蒸発器（２）は外壁（４
   ）及び内壁（５）を有する管状部材（５）として形成さ
   れ、熱伝達材（７〕が位置したその壁間スペース（６）
   は上記管状部材（５）の端面でノ・−メチツクシールさ
   れ、筐体（１４）　ｔ−有するガス吸上げポンプ（１５
   ）　ｔ−更に具備し、上記筐体（１４）は上記管状部材
   （５）の内壁（５）に対して間隙（１７）を有するよう
   に上記管状部材（５）内に設置され、そして上記ガス吸
   上げポンプ（１５）を蓄電池（９）のガススペース（１
   ６）に接続する少なくとも１本のパイプ（１５）が上記
   ガス吸上げポンプ（１３）の筐体（１４）中に入れられ
   ることを特徴とする装置。 ３、上記管状部材（５）の外壁（４）は長手方向溝（２
   １）が形成されるように少なくとも１箇所で凹状に作ら
   れ、上記ガス吸上げポンプ（１３）のパイプ（１５）の
   端（２０）は上記溝（２１）内に配置される特＃！ｆ請
   求の範囲第２項に記載の装置。 ４、上記管状部材（５）の壁間スペース（６）内に配置
   されてその外壁（４）の上部に固定された偏向板（２２
   ）を更に具備した特許請求の範囲第２項又は第５項に記
   載の装置。 ５、上記ガス吸上げポンプ（１５）の筐体（１４）の端
   部（２３，２４）は広がるように作られてその最も広い
   端が上６ピ管状部材（３）の内壁（５）Ｋ嵌合されそし
   てスロツ）　（２５）　を有している特許請求の範囲第
   ２項ないし第４項のいずれかに記載の装置。 ６、電解液（８）用の小滴偏向板（２６）を更に具備し
   た特許請求の範囲第２項ないし第５項のいずれかに記載
   の装置。 ７．上記電解液（８）用の小滴偏向板（２６）Ｆｉ上記
   ガス吸上げポンプ（１６）の筐体（１４）よシ上で上記
   管状部材（３）内に設置される特許請求の範囲Ｊ）！６
   項に記載の装置。 ８、上記電解液（８）用の小滴偏向板（２６）は上記ガ
   ス吸上げポンプ（１５）の上部で該ポンプの筐体（１４
   ）内に設置され、そして上記小滴偏向板Ｃ−２６）の下
   であって且つそのすぐ近くにおいて上記ガス吸上げポン
   プ（１５）の筐体（１４）に穴（２８）が作られる特許
   請求の範囲オ６項に記載の装置。