NO148431B - Vaeskepaafyllingssystem for akkumulatorceller. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et væskepåfyllingssystem for akkumulatorceller, hvilket væskepåfyllingssystem er felles for flere celler. Systemet er først og fremst beregnet for etterfylling av vann til elektrolytten og tjener også som venti-lasjonssystem for gassen som dannes i cellen.

Forbruket av elektrolytt i akkumulatorceller varierer i høy grad med cellenes anvendelsesområde. Batterier som utsettes for stadige oppladninger og utladninger, som f.eks. i elektriske trucker, forbruker store mengder elektrolytt. Det samme gjelder batterier som utsettes for kraftig og langvarig overlading. I slike tilfeller kan det være nødvendig med kontroll og påfylling av elektrolytt såpass ofte som én gang i døgnet. I andre tilfeller, hvor driftsforholdene for batteriet er meget skånsomme, kan det være tilstrekkelig med kontroll og påfylling noen ganger

i året. Forbruket av elektrolytt påvirkes også av slike forhold som sammensetningen av blylegeringen i elektrodegitteret og av batteriets alder og alminnelige tilstand forøvrig. Det er ikke uvanlig at elektriske trucker har batterier med opp til 50 celler. I større bedrifter med mange trucker kan derfor daglig kontroll og påfylling av elektrolytt i cellene innebære et arbeide

av betydelig omfang. Ved manuell påfylling og kontroll må nemlig den i ventilasjonshullet iskrudde propp fjernes, væskenivået kontrolleres og eventuell påfylling foretas, hvoretter proppen skrues på igjen.

Dette etterfyllingsarbeide kan foretas mer rasjonelt ved anvendelse av et automatisk virkende væskepåfyllingssystem som er felles for flere celler, ved hjelp av hvilket man ved væsketilførsel på ett enkelt punkt får en påfylling til kontrollert nivå i flere celler . Det er således kjent væskepåfyllingssys-

temer for akkumulatorceller, omfattende en sentral tilførsels-kilde for batterivæske og en sugeanordning for generering av et undertrykk i systemet, til hvilket væskepåfyllingssystem de enkelte akkumulatorceller kobles i serie mellom den sentrale til-førselskilde og sugeanordningen ved hjelp av lufttette inntaksledninger og uttaksledninger for batterivæsken, slik at væsken som en følge av undertrykket kan strømme til hver av de til systemet tilknyttede celler, idet det i hver celle er anordnet inn-retninger som tillater væsken å strømme inn i og ut av cellen

når væskenivået i cellen er normalt. Slike væskepåfyllings-systemer er beskrevet f.eks... i svensk patentskrift nr. 331 869

og i en artikkel av Michael L. Whitehead i Automative Engineering, Volume 87, No. 4, April 1979, sider 34-37.

Til et felles væskepåfyllingssystem og dertil tilkoble-de celler må det stilles flere krav. Systemet må være lett å håndtere og muliggjøre rask påfylling av samtlige celler. Alt efter batteriets størrelse kan en tid på 5 - 10 minutter for ope-rasjonen aksepteres. Videre må systemet være i det minste til en viss grad uavhengig av stillingen, dvs. det skal funksjonere selv om battericellene av én eller annen grunn befinner seg i forskjellige plan eller står skrått. Det skal videre kunne funksjonere uten tilsyn eller noen inngripen i den tid påfyllingen pågår. Systemet må dessuten oppvise stor driftssikkerhet, og ved eventuelle driftsforstyrrelser må overfylling unngåes.

Et forbedret, mer driftssikkert væskepåfyllingssystem

av den art som er beskrevet ovenfor og omtalt i kravs 1 innledning, tilveiebringes nu i henhold til oppfinnelsen. Det særegne ved det nye væskepåfyllingssystem for akkumulatorbatterier er at inntaks-og uttaksinnretningene i hver celle omfatter en flottør som er anordnet for å følge stigninger og senkninger i væskenivået i cellen og er forbundet med en skål hvis stilling styres av flot-tøren, og at inntak og uttak i hver celle har sine åpninger hovedsakelig på samme nivå over skålen, slik at væsken fra inntaks-rørledningen vil strømme til skålen før den, når væskenivået er lavere enn normalt, strømmer inn i cellen, og, når væskenivået i cellen er normalt, suges vekk fra skålen gjennom uttaksledningen.

Oppfinnelsen er først og fremst beregnet for blyakkumu-latorceller og vil i det nedenstående bli beskrevet nærmere i tilknytning til slike. Den kan imidlertid tillempes til alle typer akkumulatorceller i hvilke det benyttes elektrolytt.

Det vises nu til tegningen, hvor fig. 1 viser overdelen

av en celle tilsluttet væskepåfyllingssystemet ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser en detalj av samme celle med lavere elektrolyttnivå, fig. 3 og 4 viser detaljer av cellen i forskjellige utførelses-former.

Fig. 1, 2 og 4 er fremstilt med tanke på å anskuelig-gjøre funksjoneringen av væskepåfyllingssystemet, mens fig. 3 mer detaljert viser en foretrukken , mer virkelighetstro utførelses-form.

Fig. 1 viser overdelen av en celle tilsluttet systemet. Inne i cellekaret (1) er det anordnet elektroder (2), som er til-koblet poltapper (3 og 4). I karet finnes videre en elektrolytt (5), hvis overflate (16) i dette tilfelle befinner seg på et øn-sket høyeste nivå. På elektrolytten flyter en flottør (6), som holdes på plass av en hevarm (12) som er forbundet med celleka-rets lokk via et ledd (13). På flottørens overside er det anordnet en skål (7). Rør for tilførsel (10) og avløp (11) av va-ske er festet til cellens overside med en holder (9). Væske til-føres, henholdsvis bortføres, via slanger (15 og 14). Væskens strømningsretning er markert med piler på figuren. Fig. 2 viser kun de detaljer i cellen som er vesentlige for påfyllingsfunk-sjonen. I fig. 2 vises cellen med elektrolyttens overflate (16) på et så lavt nivå at ytterligere væsketilførsel er ønskelig. Via slangene (14 og 15) kan cellen kobles sammen med tilsvarende celler, og det har vist seg mulig å seriekoble opp til 10 celler og likeledes å parallellkoble flere slike grupper av seriekoble-de celler til en felles stamledning. Om vi nu antar at systemet kun omfatter den på figuren viste celle, så tilkobles slangen (15) til en vannbeholder og slangen (14) til en sugeanordning. Ved hjelp av sugeanordningen oppnåes et undertrykk, slik at trykkdifferansen mellom inntaket (10) og uttaket (11) blir ca. 1 kPa. Vann strømmer da gjennom slangen (15) og inntaket (10) inn til cellen. Dersom elektrolyttnivået i cellen er for lavt, slik som vist på fig. 2, renner væsken ned i flottør-ens skål og fra denne ned i cellen. Når det ønskede nivå er nådd, dvs. et nivå som vist på fig. 1, fanges væsken opp i skålen og suges ut igjen via avløpet (11) og slangen (14).

Funksjonsmåten for de utførelser som er vist i fig. 3 og 4, er den samme som den ovenfor beskrevne. Forskjellen ligger i styringen av flottøren, som ifølge fig. 3 skjer ved hjelp av to stifter som stikker opp i henholdsvis inntaksrøret og av-løpsrøret, og ifølge den på fig. 4 viste utførelsesform ved hjelp av stiften (25) . Denne tjener også som nivåindikator og er derfor innesluttet i en gjennomskinnelig hette (27) .. For å unngå at flottøren og styrestiften synker altfor dypt er stiften i den øv-re ende forsynt med en utvidelse (26).

Den i fig. 3 viste utførelsesform er forsynt med en bøy-le (19) for å holde på flottøren, som altså styres av stiftene (20 og 21). Bøylen (19) er festet i en holder (23) med sirkulært ytre tverrsnitt, i hvilken tilførsels- og avløpskanalene (10 og 11) er boret ut og forsynt med tilkoblingsnipler (17) og (18). Holderen er anordnet bevegelig i festet (22) og tetter mot dette ved hjelp av en 0-ring (24) . Festet (22) er på vanlig måte gjort fast til karets lokk med en gjenge. Ved at holderen (23) lar seg bevege i festet (22), kan holderen justeres slik at slangetilkob-lingene (17 og 18) kommer i passende stilling. I karets lokk kan det forøvrig anordnes åpninger for eksempelvis kontroll av elektrolyttens temperatur og tetthet. Det er imidlertid viktig at disse åpninger er forsynt med tettsluttende propper, og at cellen også forøvrig er helt tett, f.eks. i forbindelsen mellom kar og lokk. For å kontrollere dette utsettes cellen for et over-trykk av ca. 20 kPa, idet'et trykkfall av høyst 4 kPa tillates over et tidsrom av 10 sekunder.

For å sikre væskestrømningen kan tilførsels- og avløps-røret ender være avskrånet, f.eks. som vist på fig. 3 og 4. Man kan også med andre anordninger forhindre at røråpningene helt eller delvis stoppes til av skålens bunn.

Det kan selvfølgelig også tenkes andre utførelsesformer av oppfinnelsen enn de ovenfor beskrevne. Eksempelvis kan skålen i hvilken inntaket og uttaket stikker ned, ha eri annen pla-sering enn direkte på flottørens overside, og styringen og pla-seringen av flottøren kan likeledes være en annen enn beskrevet.

Claims (3)

1. Væskepåfyllingssystem for akkumulatorceller, omfattende en sentral tilførselskilde for batterivæske og en sugeanordning for generering av et undertrykk i systemet, til hvilket væskepåfyllingssystem de enkelte akkumulatorceller kobles i serie mellom den sentrale tilførselskilde og sugeanordningen ved hjelp av lufttette inntaksledninger (15,10) og uttaksledninger (11,14) for batterivæsken, slik at væsken som en følge av undertrykket kan strømme til hver av de til systemet tilknyttede celler, idet det i hver celle er anordnet inn-retninger som tillater væsken å strømme inn i og ut av cellen når væskenivået i cellen er normalt, karakterisert ved at inntaks- og uttaksinnretningene i hver celle omfatter en flottør (6) som er anordnet for å følge stigninger og senkninger i væskenivået i cellen og er forbundet med en skål (7) hvis stilling styres av flottøren, og at inntak (10) og uttak (11) i hver celle har sine åpninger hovedsakelig på samme nivå over skålen, slik at væsken fra inntaksrørledningen (15,10) vil strømme til skålen før den, når væskenivået er lavere enn normalt, strømmer inn i cellen, og, når væskenivået i cellen er normalt, suges vekk fra skålen gjennom uttaksledningen.

2. Væskepåfyllingssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at inntak og uttak utgjøres av rør som ligger tett inntil hverandre eller er forbundet med hverandre•

3. Væskepåfyllingssystem ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at inntak og uttak er ut-formet som rør med avskrånet munning.