PL194346B1 - Akumulator ołowiowo-kwasowy z płynnym elektrolitem - Google Patents

Abstract

1. Akumulator olowiowo-kwasowy z plynnym elektrolitem, zawierajacy obudowe z dnem i scianami bocznymi oraz pokrywa górna, która jest zaopatrzo- na w otwory cel oraz ma droge przeplywu plynnego elektrolitu w pozycji akumulatora przewróconego na jedna z jego scian bocznych, znamienny tym, ze jest zaopatrzony w komore pokrywy dla kazdego otworu celi (22) ograniczona przez sciane brzegowa (28, 28') o ksztalcie zblizonym do prostokata, cylin- dryczna sciane (24, 24') otaczajaca otwór celi (22) i z nim koncentryczna, a usytuowana w obszarze ogra- niczonym przez sciane brzegowa (28, 28'), przy czym cylindryczna sciana (24) górnej pokrywy (14) jest zaopatrzona w niewielka obwodowa szczeline (26), ponadto ta cylindryczna sciana (24) jest polaczona z sasiednia strona sciany brzegowej (28) poprzez poprzeczna scianke (34), która jest styczna wzgle- dem cylindrycznej sciany (24) i sasiaduje z obwodo- wa szczelina (26). PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest akumulator ołowiowo-kwasowy z płynnym elektrolitem.

Akumulatory ołowiowo-kwasowe z elektrolitem płynnym, przeznaczone do rozruchu, oświetlenia oraz zapłonu (SLI), są poddawane podczas produkcji wielu różnym operacjom, a przechowywanie ich oraz dystrybucja narażają je na okazjonalne przechylanie na jedną ze stron. Na przykład po zamontowaniu akumulatora w pojeździe, może on ulec przechyleniu pod różnym kątem, w dowolną ze stron, jak również poddawany jest oddziaływaniu drgań. Podczas normalnej pracy akumulatora, woda poddawana jest elektrolizie i zamienia się na wodór i tlen. Jednocześnie oddziaływanie temperatury prowadzi do wytworzenia się pary wodnej. Produkty obu tych zjawisk ulatniają się przez układ wentylacyjny. Dobrze zaprojektowany układ wentylacyjny minimalizuje lub uniemożliwia ich utratę, przez przechwycenie, kondensację oraz odprowadzenie kwasu z powrotem do cel. Układ wentylacyjny powinien także uniemożliwiać lub minimalizować wycieki, nawet wtedy, gdy akumulator jest zupełnie odwrócony, oraz zabezpieczać akumulator przed zewnętrznymi źródłami ognia. Zazwyczaj układ wentylacyjny jest wbudowany w każde pojedyncze zamknięcie celi, lub w nowocześniejszych akumulatorach, w wentylacyjnych pokrywach rozgałęźnych, które ciągną się ponad kilkoma lub wszystkimi otworami cel. Układ wentylacyjny wykorzystuje zwykle rozwiązanie zawierające drogę przepływu elektrolitu, połączoną z przynajmniej jedną wnęką wentylacyjną lub otwór przelotowy, w których osadzone są śluzy przeciwogniowe. Śluzy przeciwogniowe mają zwykle postać szklanych lub polipropylenowych wkładek, które umożliwiają przejście pary na zewnątrz obudowy akumulatora, ale uniemożliwiają wtargnięcie płomieni do wnętrza akumulatora. Jednocześnie, droga przepływu elektrolitu jest zaprojektowana tak, aby minimalizować wycieki, przynajmniej w sytuacji, w której akumulator jest przechylony pod kątem 90°, w jedną lub drugą stronę. Przykładem jest rozwiązanie przedstawione w opisie patentowym nr US 5 565 282.

W opisie patentowym USA nr 4 851 305 przedstawiono zespół pokrywy wieloogniwowego akumulatora ołowiowo-kwasowego, w którym ciśnienie każdej celi jest niezależnie sprawdzane na nieszczelność, za pomocą aparatury testującej ciśnienie, zaopatrzonej w czujnik wysokości ciśnienia. Zespół pokrywy zawiera główny człon pokrywy i jeden lub więcej cząstkowych elementów pokrywy, uszczelnionych względem głównego członu pokrywy, stanowiących system odpowietrzający zawierający otwory procesowe do komunikacji z każdym ogniwem, komorę pułapkowania połączoną z każdym otworem procesowym, które to komory pułapkowania są rozgałęzione w jeden lub więcej zestawów, oraz szczelinę wylotową połączoną z każdym zestawem rozgałęzionych komór pułapkowania i otoczeniem. Każdy otwór procesowy zawiera zaślepkę, a zewnętrzny otwór przyjmuje tę zaślepkę. Pierścieniowy stopień oraz pierwsza i druga tuleja jest współosiowa z zewnętrznym otworem i otworami. Pierścieniowy stopień tworzy powierzchnię, na której może być umieszczony czujnik wysokości ciśnienia aparatury kontrolującej ciśnienie dla niezależnej kontroli ciśnienia poszczególnych ogniw, gdy zaślepka jest usunięta z zewnętrznego otworu, tworząc otwór wewnętrzny o średnicy mniejszej niż średnica zewnętrznego otworu i pierwszej tulei, dla zabezpieczenia środków wyłącznych dla komunikacji gazowej i drenażu pomiędzy ogniwem a wnętrzem pierwszej tulei. Pierwsza i druga tuleja rozciągają się wokół i pomiędzy pierścieniowym stopniem i zewnętrznym otworem. Druga tuleja jest umieszczona koncentrycznie wokół pierwszej tulei i otworów stanowiących środki do gazowej komunikacji i drenażu elektrolitu pomiędzy komorą pułapkowania a wnętrzem pierwszej tulei.

Obecnie stosowane są ostrzejsze kryteria odnośnie wycieków elektrolitu z akumulatorów ołowiowo-kwasowych z płynnym elektrolitem, w zakresie wymogów dotyczących zabezpieczenia przed wyciekami nawet w przypadku, gdy akumulator jest zupełnie odwrócony do góry dnem. Istnieje więc potrzeba opracowania akumulatora ołowiowo-kwasowego z płynnym elektrolitem zaprojektowanego tak, aby zapobiegać wyciekom kwasów będących czynnikami korozyjnymi, nie tylko wtedy gdy akumulator jest poddany dużemu przechyłowi, lub wtedy gdy jest położony na jednym z boków, ale także gdy akumulator jest całkowicie odwrócony do góry dnem, co może się wydarzyć w czasie wypadku samochodowego, lub może być wynikiem przypadkowego niewłaściwego obchodzenia się z akumulatorem podczas jego montażu, usuwania lub przenoszenia. Dotychczas cel ten jest realizowany przez drogie akumulatory ołowiowe wykorzystujące elektrolity żelowe, lub przy zastosowaniu akumulatorów (VRLA) sterowanych zaworem AGM, uruchamianym po wykryciu obecności tlenu.

Akumulator ołowiowo-kwasowy z płynnym elektrolitem, zawierający obudowę z dnem i ścianami bocznymi oraz pokrywą górną, która jest zaopatrzona w otwory cel oraz ma drogę przepływu płynnego elektrolitu w pozycji akumulatora przewróconego na jedną z jego ścian bocznych, według wynalazku

PL 194 346 B1 charakteryzuje się tym, że jest zaopatrzony w komorę pokrywy dla każdego otworu celi ograniczoną przez ścianę brzegową o kształcie zbliżonym do prostokąta, cylindryczną ścianę otaczającą otwór celi i z nim koncentryczną, a usytuowaną w obszarze ograniczonym przez tę ścianę brzegową, przy czym cylindryczna ściana górnej pokrywy jest zaopatrzona w niewielką obwodową szczelinę. Ponadto ta cylindryczna ściana jest połączona z sąsiednią stroną ściany brzegowej poprzez poprzeczną ściankę, która jest styczna względem cylindrycznej ściany i sąsiaduje z obwodową szczeliną.

Korzystnym jest, że współpracujące ze sobą powierzchnie górnej pokrywy obudowy akumulatora i powierzchnie znajdujące się na spodzie rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej tworzą drogę przepływu elektrolitu.

Korzystnym jest, że na przeciwległych krańcach rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej są umieszczone otwory wnęk wentylacyjnych.

Korzystnym jest, że każda ścianka brzegowa rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej ma wycięcie, które jest oddalone od otworu celi, dla odprowadzania oparów z akumulatora poprzez otwory wnęk wentylacyjnych.

Korzystnym jest, że każda cylindryczna ściana górnej pokrywy jest skierowana w dół i usytuowana poniżej tej pokrywy, przy czym w swej dolnej części cylindryczna ściana jest zaopatrzona we wzajemnie przeciwległe przegrody.

Korzystnym jest, że każda przegroda jest usytuowana w zakresie kąta 180° i jest pochylona do wewnątrz i w kierunku do dołu.

Korzystnym jest, że rozgałęźna pokrywa wentylacyjna jest zaopatrzona w występy w kształcie rur, z których każda przystosowana jest do osadzenia wewnątrz przyporządkowanej jej cylindrycznej ściany górnej pokrywy.

Korzystnym jest, że przegrody razem tworzą środkowy otwór.

Korzystnym jest, że w każdym otworze wnęki wentylacyjnej odprowadzającym opary, jest osadzona wkładka śluzy ogniowej.

Korzystnym jest, że wkładka jest wykonana z porowatego politetrafluoroetylenu.

W odmiennym wykonaniu, akumulator ołowiowo-kwasowy z płynnym elektrolitem, zawierający obudowę z dnem i ścianami bocznymi oraz szczelną pokrywą górną, która jest zaopatrzona w otwory cel połączone z poszczególnymi celami wewnątrz obudowy i rozgałęźną pokrywę wentylacyjną uszczelnioną względem otworów cel w pokrywie obudowy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest zaopatrzony w porowatą dyskową wkładkę utworzoną z politetrafluoroetylenu, mającą własności hydrofobowe, usytuowaną w górnej pokrywie i rozgałęźnej pokrywie wentylacyjnej dla zabezpieczenia przed wyciekiem płynnego elektrolitu w pozycji akumulatora przewróconego na jedną ze swoich czterech ścian bocznych.

Korzystnym jest, że każdy otwór celi w górnej pokrywie obudowy ma komorę pokrywy ograniczoną przez ścianę brzegową o kształcie zbliżonym do prostokąta, a otwór celi jest otoczony przez cylindryczną ścianę usytuowaną koncentrycznie względem otworu celi i umieszczoną w komorze ograniczonej przez ścianę brzegową, przy czym cylindryczna ściana zawiera relatywnie małą obwodową szczelinę. Ponadto cylindryczna ściana jest połączona z sąsiednią ścianą brzegową przez poprzeczną ściankę, która jest styczna do cylindrycznej ściany w sąsiedztwie obwodowej szczeliny, dla zabezpieczenia przed wyciekiem płynnego elektrolitu w pozycji akumulatora odwróconego.

Korzystnym jest, że akumulator dodatkowo jest zaopatrzony w szczeliny wentylacyjne do wentylacji poszczególnych cel po wprowadzeniu do cel płynnego elektrolitu i przed uszczelnieniem rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej względem pokrywy obudowy.

W kolejnym odmiennym wykonaniu akumulator ołowiowo-kwasowy z płynnym elektrolitem, zawierający obudowę z dnem i ścianami bocznymi oraz pokrywą górną, która jest zaopatrzona w otwory cel połączone z poszczególnymi celami wewnątrz obudowy i rozgałęźną pokrywę wentylacyjną uszczelnioną względem otworów cel w górnej pokrywie obudowy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w rozgałęźnej pokrywie wentylacyjnej utworzone są wnęki wentylacyjne połączone z otoczeniem poprzez osłonięte elementem zamykającym szczeliny wentylacyjne, przy czym w otworze każdej wnęki wentylacyjnej jest osadzona szczelnie porowata dyskowa wkładka utworzona z politetrafluoroetylenu, mająca własności hydrofobowe.

Korzystnym jest, że dyskową wkładkę cechuje absorpcja wody rzędu <0,01%.

₃

Korzystnym jest, że ciężar właściwy dyskowej wkładki mieści się w granicach 1,9 -2,16 g/cm³.

Korzystnym jest, że maksymalna temperatura pracy dyskowej wkładki wynosi około 260°C.

Korzystnym jest, że dyskowa wkładka jest chemicznie obojętna do temperatury około 260°C.

PL 194 346 B1

Korzystnym jest, że grubość dyskowej wkładki mieści się w granicach 0,203 - 0,572 cm.

Korzystnym jest, że dyskowa wkładka ma kształt okrągły, a jej średnica mieści się w granicach od 1,27 cm, do 2,54 cm dla większych akumulatorów.

Korzystnym jest, że współczynnik absorpcji wody dla wkładki jest <0,01%, ciężar właściwy zawiera się pomiędzy 1,9 a 2,16 g/cm³, przy czym wkładka jest chemicznie obojętna do temperatury 260°C, a jej grubość mieści się w granicach 0,20 -0,57 cm.

Korzystnym jest, że osadzona w górnej pokrywie rozgałęźna pokrywa wentylacyjna zakrywa otwory cel wykonane w tej górnej pokrywie, przy czym rozgałęźna pokrywa wentylacyjna ma przyporządkowane otworom cel elementy zamykające, przystosowane do osadzenia w tych otworach cel, a każda szczelina wentylacyjna jest połączona z wnęką wentylacyjną usytuowaną pod spodem rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej, zawierającą wewnętrzny kanał odprowadzający gaz z tej wnęki do atmosfery.

Korzystnym jest, że rozgałęźna pokrywa wentylacyjna jest trwale uszczelniona termicznie względem górnej pokrywy akumulatora.

Korzystnym jest, że przynajmniej jeden element zamykający stanowiący zatyczkę wentylacyjną zawiera zaślepkę wentylacyjną przyporządkowaną do otworu wnęki wentylacyjnej, przy czym dyskowa wkładka jest uszczelniona pod zaślepką wentylacyjną.

Korzystnym jest, że element zamykający zawiera pokrywę z zespołem wentylacyjnym, przymocowaną do pokrywy akumulatora, przy czym zespół wentylacyjny ma przynajmniej parę wnęk wentylacyjnych, a wewnątrz każdej z nich szczelnie zamocowana jest dyskowa wkładka.

Korzystnym jest, że każda wnęka wentylacyjna jest otoczona przez cylindryczną ścianę, której górna krawędź jest zagnieciona wokół dyskowej wkładki.

Korzystnym jest, że każda wnęka wentylacyjna jest ograniczona przez cylindryczną ścianę mającą dolny promieniowy występ podtrzymujący dyskową wkładkę, przy czym ta dyskowa wkładka jest otoczona i częściowo zamknięta w zewnętrznym pierścieniu zgrzanym z cylindryczną ścianką powyżej tego promieniowego występu.

Korzystnym jest, że każda wnęka wentylacyjna jest ograniczona przez cylindryczną ścianę, przy czym dyskowa wkładka jest w tej wnęce wpasowana na wcisk.

Korzystnym jest, że każda z dyskowych wkładek jest osadzona wewnątrz przyporządkowanego zewnętrznego pierścienia, przy czym dyskowa wkładka i górna powierzchnia tego pierścienia są względem siebie uszczelnione termicznie.

W rozwiązaniu według wynalazku, rozgałęźna pokrywa wentylacyjna akumulatora jest zaprojektowana do współpracy z dostosowanym do niej wiekiem obudowy akumulatora, tak że zapewniona zostaje droga przepływu elektrolitu, która ogranicza przepływ płynnego elektrolitu do określonych obszarów w pobliżu otworów cel, co zapobiega przed przelewaniem się elektrolitu na boki, do sąsiednich cel, we wszystkich możliwych pozycjach akumulatora. Tak więc układ przepływu elektrolitu w rozwiązaniu według wynalazku jest skuteczny w przypadku przechylenia akumulatora o 90° w dowolnym z kierunków, to jest w przypadku gdy akumulator leży na dowolnej ze swoich czterech ścian bocznych. Wyciek elektrolitu na zewnątrz obudowy akumulatora, gdy akumulator jest odwrócony do góry dnem jest niemożliwy dzięki zastosowaniu porowatych, hydrofobowych politetrafluoroetylenowych (PTFE) dyskowych wkładek umieszczonych we wnękach układów wentylacyjnych, a które są zamiennikami konwencjonalnych polipropylenowych wkładek zapobiegających przedostawaniu się ognia. Takie porowate dyskowe wkładki PTFE są uszczelnione wewnątrz wnęk układów wentylacyjnych akumulatora i umożliwiają przepływ gazu, ale uniemożliwiają przepływ płynu, jednocześnie uniemożliwiając przedostanie się ognia do wnętrza akumulatora. Nie wymagana jest żadna modyfikacja obecnie istniejących elementów akumulatora, ponieważ wkładka może być ukształtowana i zwymiarowana tak, aby pasować do istniejących wnęk wentylacyjnych. Mimo, że te dwa elementy konstrukcyjne mogą być zastosowane pojedynczo lub w połączeniu, największe korzyści osiąga się, gdy są one łącznie zastosowane w akumulatorze.

W korzystnym rozwiązaniu, rozgałęźna pokrywa wentylacyjna jest zaopatrzona na spodniej stronie w żebra oraz ściany, które są uszczelnione termicznie i stanowią wzajemnie uzupełniające się elementy z komplementarnymi żebrami i ścianami górnej powierzchni pokrywy akumulatora. Razem wyznaczają one zamknięte ścieżki przepływu elektrolitu każdej z cel. Część drogi przepływu dla każdej celi jest wyznaczona przez puste, cylindryczne kominy, utworzone w pokrywie obudowy akumulatora, które wystają z jej dna. W obszarze poniżej pokrywy, komin jest wyposażony w pionowo przesunięte względem siebie przegrody, które są rozmieszczone po przeciwnych stronach średnicy komiPL 194 346 B1 na, a każda ma kształt części powierzchni bocznej stożka ściętego, w zakresie kąta 180 stopni. Przegrody są powierzchniami stożkowymi zawierającymi centralne otwory, to jest każda posiada półkoliste wycięcie koncentryczne względem podłużnej osi komina i przypominają kształtem lejek. Przegrody te stanowią elementy kierujące przepływem, a ponadto ułatwiają odprowadzanie rozlewającego się lub wyciekającego elektrolitu z powrotem do celi. Dopasowanie rur przepływowych wewnątrz naprzeciwległych przegród eliminuje potrzebę wprowadzenia specjalnych prowadnic wewnątrz rozgałęźnej pokrywy, które byłyby kolektorami kwasu i umożliwiałyby gromadzenie się kropel kwasu, który ostatecznie znalazłby drogę wypływu na zewnątrz obudowy.

Jednocześnie, spód rozgałęźnej pokrywy jest zaopatrzony w wiele skierowanych do dołu rur przeciwrozpryskowych, które są tak zwymiarowane i rozmieszczone, że przedłużają kominy wychodzące z pokrywy akumulatora. Rury te, są otwarte na dolnych końcach i zamknięte na górnych końcach przez rozgałęźną pokrywę. Promień rury jest zbliżony do promienia otworu górnej przegrody, więc gdy rozgałęźna pokrywa zostaje uszczelniona względem górnej pokrywy obudowy, końce rur umieszczone są koncentrycznie wewnątrz górnej przegrody. Tak więc, aby wypłynąć poza pokrywę akumulatora, elektrolit z danej celi musiałby przepłynąć po owalnej ścieżce, wokół dolnej przegrody, a następnie do góry wokół rur przeciwrozpryskowych. Ponadto, sam charakter układu podwójnej przegrody zapewnia ochronę przed rozlaniem, przez odchylenie elektrolitu do tyłu, do celi akumulatora.

Na górnej powierzchni pokrywy obudowy akumulatora, pionowe ściany wyznaczają prostokątną komorę wokół każdego z kominów, a każda komora ma parę ścian bocznych oraz parę ścian krańcowych. Komin wystaje ponad powierzchnię pokrywy akumulatora, do takiego samego poziomu jak ściany zewnętrzne komory, a na szczycie jest otwarty. W ściance komina utworzona jest obwodowa szczelina, więc gdy rozgałęźna pokrywa jest uszczelniona względem pokrywy akumulatora, to pionowo zorientowana obwodowa szczelina jest jedynym otworem, przez który elektrolit może wydostać się z komina i przedostać się do prostokątnej komory, pomiędzy górną pokrywą obudowy akumulatora i rozgałęźną pokrywą wentylacyjną.

Każde z żeber po spodniej stronie rozgałęźnej pokrywy, które stanowi część ściany bocznej komory, ma wycięcie umieszczone pomiędzy ścianami krańcowymi, umożliwiając wydostanie się pary pochodzącej z dowolnej, jednej lub większej liczby cel, do otworów wentylacyjnych znajdujących się na przeciwległych krańcach rozgałęźnej pokrywy. W normalnych warunkach, para wewnątrz cel może wydostać się przepływając drogą przepływu poprzez komin i poprzez poszczególne komory w rozgałęźnej pokrywie, poprzez wycięcia w ścianach bocznych komory, a następnie przepływając przez otwory wentylacyjne zawierające wkładki uniemożliwiające przedostanie się płomieni. Jeśli podczas użytkowania akumulatora nastąpi jakiś rozprysk elektrolitu, to komin oraz rura odprowadzająca, łącznie z układem komory znajdującej się w rozgałęźnej pokrywie, kierują elektrolit do poszczególnych cel, ułatwiając szybkie odprowadzenie elektrolitu z powrotem do akumulatora.

Przedstawiony układ drogi przepływu zatrzymuje elektrolit w obszarach komór poszczególnych cel, w przypadku gdy akumulator jest przewrócony na jeden z czterech boków. W tym przypadku, wycięcia przepuszczające parę w bocznych ścianach komór są umieszczone w strategicznych miejscach w bocznych ścianach komór tak, że jest mało prawdopodobne, aby elektrolit dotarł do wycięć i przepłynął przez nie pomiędzy sąsiadującymi komorami, w przypadku gdy akumulator jest przewrócony na bok.

Wkładki z PTFE uniemożliwiają wyciek elektrolitu nawet w przypadku, gdy akumulator jest odwrócony do góry dnem. Korzystnym jest, gdy wymiary wkładek są zasadniczo takie same jak wymiary konwencjonalnych wkładek, tak aby nie potrzebne były jakiekolwiek zmiany w konstrukcji akumulatora. Stosując odpowiednie metody produkcji, możliwe jest uzyskanie podobnych wymiarów fizycznych i cech fizycznych, wraz z odpowiednim współczynnikiem przepływu powietrza. Nie potrzeba dokonywać jakichkolwiek zmian w istniejących pokrywach akumulatorów lub kanałach wentylacyjnych, dla umożliwienia zastąpienia istniejących wkładek, a więc zabezpieczenia przed wyciekiem elektrolitu.

Ponadto, porowatą wkładkę z PTFE można zawsze wykorzystać, gdy kanały wentylacyjne akumulatora znajdują się w pojedynczych, nagwintowanych wkręcanych zatyczkach, w zdejmowalnych pokrywach wentylacyjnych, lub w rozgałęźnych termicznie uszczelnionych pokrywach akumulatorów.

Doświadczalnie stwierdzono skuteczność montowania dyskowych wkładek z PTFE wewnątrz istniejących kanałów wentylacyjnych. W jednej z metod, warstwę silikonowego smaru stałego nakłada się na brzeg dyskowej wkładki PTFE. Następnie, górne obrzeże polipropylenowej ściany, które otacza

PL 194 346 B1 otwór wentylacyjny, zagniata się ponad górną obwodową krawędzią dyskowej wkładki, wykorzystując oddziaływanie termiczne.

Zgodnie z inną metodą, wytłacza się dyskową wkładkę z PTFE wraz z polipropylenową powłoką lub pierścieniem otaczającym przynajmniej ścianę boczną wkładki. Pozwala to na konwencjonalny montaż wkładki oraz łatwe połączenie jej za pomocą zgrzewania z polipropylenem, z jakiego wykonany jest kanał wentylacyjny. Alternatywnie, zespół wkładka/pierścień może być za pomocą ultradźwięków połączony z pokrywą. Ponadto, możliwe jest wytłoczenie polipropylenowej rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej akumulatora, wokół dyskowej wkładki PTFE.

Kolejna metoda montażu polega na wytłoczeniu dyskowej wkładki PTFE tak, że jej zewnętrzna średnica pozwala na pasowanie z wciskiem w kanale wentylacyjnym. Chociaż ta metoda jest skuteczna w wielu sytuacjach, zakres temperatur środowiska pracy akumulatora musi być utrzymywany poniżej 260°C, aby uniknąć zmiękczenia polipropylenu, które mogłoby spowodować zniszczenie uszczelnienia.

Możliwe jest również zastosowanie ramienia zgrzewarki o wysokiej temperaturze roboczej, do stopienia górnej obwodowej krawędzi dyskowej wkładki PTFE, przy czym ciepło jest przenoszone do zewnętrznych ścian z polipropylenu, tworząc połączenie powłokowe.

Przedmiot wynalazku zostanie objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia akumulator z górną pokrywą zawierającą wentylacyjną rozgałęźną pokrywę i antyprzeciekową wkładkę, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - zdjętą pokrywę akumulatora z fig. 1, wraz z rozgałęźną pokrywą usuniętą z pokrywy akumulatora, fig. 3 - zmodyfikowaną rozgałęźną pokrywę z fig. 1 i 2, w widoku z boku, fig. 4 podobnie jak fig. 2, górną pokrywę akumulatora ze zdjętą rozgałęźną pokrywą wentylacyjną akumulatora, fig. 5 - pokrywę akumulatora z fig. 4, w widoku z boku, fig. 6 - częściowy przekrój pokrywy z fig. 5, fig. 6A - częściowy widok z góry pokrywy akumulatora z fig. 4 i 5, przedstawiający jedną celę oraz otwór celi, fig. 7 - schematycznie drogę przepływu elektrolitu dla jednego kanału wentylacyjnego w rozgałęźnej pokrywie wentylacyjnej, gdy akumulator jest przewrócony na pierwszą z czterech ścian bocznych, fig. 8 - pokrywę podobnie jak na fig. 5 i ilustruje drogę przepływu elektrolitu, gdy akumulator jest przewrócony na drugą z czterech ścian bocznych, fig. 9 - pokrywę podobnie jak na fig. 5 i ilustruje drogę przepływu elektrolitu, gdy akumulator jest przewrócony na trzecią z czterech ścian bocznych, fig. 10 pokrywę podobnie jak na fig. 5 i ilustruje drogę przepływu elektrolitu, gdy akumulator jest przewrócony na czwartą ze swoich ścian bocznych, fig. 11A i 11B przedstawiają jedną z metod uszczelniania za pomocą zabezpieczającej przed przeciekami wkładki umieszczonej wewnątrz wnęki wentylacyjnej w rozgałęźnej pokrywie, fig. 12A - przedstawia wkładkę zabezpieczającą przed przeciekami elektrolitu, fig. 12B - sposób w jaki wkładka z fig. 12A jest zamocowana wewnątrz wnęki wentylacyjnej rozgałęźnej pokrywy, fig. 13A i 13B przedstawiają zespół oraz sposób montażu wkładki zabezpieczającej przed przeciekami elektrolitu, fig. 14A do 14D - inny korzystny sposób montażu wkładki zabezpieczającej przed przeciekami elektrolitu, w rozgałęźnej pokrywie, fig. 15 - zespół zatyczki wentylacyjnej zawierającej dyskową wkładkę, w rozłożeniu, a fig. 16 przedstawia pokrywę wentylacyjną z dyskową wkładką, w widoku z góry.

Przedstawiony na fig. 1 bezobsługowy akumulator 10 zawiera obudowę 12, w której umieszczone są pojedyncze cele oraz płynny elektrolit oraz pokrywę 14, zazwyczaj uszczelnioną termicznie względem obudowy. Wykonane z ołowiu końcówki 16, 18 stanowią przyłącza, dodatnie i ujemne, które wystają z pokrywy 14 i są przystosowane w sposób konwencjonalny, do współpracy z zaciskami przewodów przyłączeniowych. Rozgałęźna pokrywa wentylacyjna 20 przysłania otwory cel 22 (pokazane w zarysie na fig. 1, ale widoczne także na fig. 2) utworzone w pokrywie 14. W akumulatorach bezobsługowych, rozgałęźna pokrywa wentylacyjna 20 jest uszczelniona na gorąco względem górnej pokrywy 14 akumulatora, tak więc podczas używania akumulatora nie przewiduje się zdejmowania rozgałęźnej pokrywy 20.

Jak przedstawiono na fig. 2 i 3, spód rozgałęźnej pokrywy 20 jest zaopatrzony w rozstawione przewody rurowe stanowiące rury przeciwrozpryskowe 23, które wystają w dół w otworach cel 22 stanowiących pewnego rodzaju kominy utworzone w pokrywie 14 obudowy akumulatora. Jak to przedstawiono na fig. 2, kominy otworów cel 22 w pokrywie 14 obudowy akumulatora są ograniczone częściowo przez wystające cylindryczne ściany 24, z których każda zawiera obwodową szczelinę 26. Jednocześnie każdy komin otworu celi 22 znajduje się w obszarze komory o przekroju zbliżonym do prostokąta, ograniczonej przez wystające, równoległe żebra stanowiące ściany brzegowe 28 o wysokości równej wysokości cylindrycznych ścian 24 oraz przez ściany krańcowe 30, 32. Każda z kominoPL 194 346 B1 wych cylindrycznych ścian 24 jest także połączona z sąsiednią ścianą brzegową 28 przez poprzeczną ściankę 34, której wysokość jest równa wysokości cylindrycznej ściany 24 i jest do niej styczna. Można zauważyć, że poprzeczna ścianka 34 jest równoległa do ścian krańcowych 30, 32 komory, przy czym poprzeczna ścianka 34 leży po przeciwległej stronie komina otworu celi 22 w stosunku do najbliższej ściany krańcowej 30. Taki układ, w połączeniu z podobnym układem po spodniej stronie rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej 20, tworzy żądaną drogę przepływu elektrolitu dla każdej celi, w przypadku odwrócenia akumulatora do góry dnem. Tak więc cylindryczne ściany 24' rozgałęzionej pokrywy wentylacyjnej 20 odpowiadają podobnym do nich cylindrycznym ścianom 24 pokrywy 14 akumulatora i podobnie poprzeczne ścianki 34' odpowiadają podobnym im poprzecznym ściankom 34 górnej pokrywy 14, ściany brzegowe 28' odpowiadają podobnym im ścianom brzegowym 28 pokrywy 14, tworząc zamknięte komory dla każdego odpowietrzającego otworu celi 22 z chwilą, gdy rozgałęźna pokrywa 20 zostaje uszczelniona na gorąco względem pokrywy 14 obudowy akumulatora. Jak można zauważyć, szczeliny 26 zostają zamknięte na obrzeżu z chwilą, gdy rozgałęźna pokrywa 20 zostaje uszczelniona względem pokrywy 14 obudowy akumulatora, a wycięcia 29 w ścianach brzegowych 28' rozgałęźnej pokrywy 20 także tworzą otwory o zamkniętym obrzeżu, gdy ściany brzegowe 28 i 28' górnej pokrywy 14 akumulatora jak i rozgałęźnej pokrywy 20, ze sobą współpracują.

Na przeciwległych krańcach rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej 20 integralnie utworzone są wnęki wentylacyjne 36, które są połączone z otoczeniem poprzez kanały 38, utworzone w rozgałęźnej pokrywie 20. Kanały 33 są zakończone szczelinami wentylacyjnymi 40 na przeciwległych krańcach rozgałęźnej pokrywy 20. We wnękach wentylacyjnych 36 są umieszczone i uszczelnione porowate krążki z PTFE, stanowiące dyskowe wkładki 42. Mimo że możliwe jest zastosowanie w drodze przepływu elektrolitu konwencjonalnych wkładek polipropylenowych lub innych wkładek, korzystne jest stosowanie wkładek z PTFE, co pozwala na wprowadzenie ochrony przed wyciekiem w przypadku, gdy akumulator jest odwrócony do góry dnem, na przykład podczas wypadku samochodowego. Wycięcia 29 w ścianach brzegowych 28' rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej 20 pozwalają oparom na przemieszczanie się pomiędzy celami i ewentualnie przez wnęki wentylacyjne 36 i kanały 38.

Jak przedstawiono na fig. 2, górna pokrywa 14 obudowy 12 akumulatora 10 jest zaopatrzona w szczeliny wentylacyjne 46, po jednej na każdą celę. Te szczeliny wentylacyjne 46 pozwalają, aby powietrze i/lub opary ulatniały się podczas początkowego napełniania każdej z cel elektrolitem, przed założeniem rozgałęźnej pokrywy 20. Wprowadzają także mechanizm sygnalizacji umożliwiający wyrównanie poziomu elektrolitu we wszystkich celach. Gdy rozgałęźna pokrywa wentylacyjna 20 zostaje uszczelniona na gorąco na swoim miejscu na górnej pokrywie 14 akumulatora, szczeliny te zostają zamknięte.

Na fig. 4 przedstawiono alternatywną konstrukcję pokrywy 114 obudowy akumulatora i rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej 120, które są zaprojektowane tak, że rozgałęźna pokrywa 120, po włożeniu na swoje miejsce, przylega do górnej części powierzchni pokrywy 114 akumulatora w obszarze zacisków 116, 118. Jest to rozwiązanie odmienne od przykładu wykonania przedstawionego na fig. 1-3, gdzie rozgałęźna pokrywa 20 wystaje ponad pokrywę 14 obudowy 12 akumulatora. Jednak ukształtowanie drogi przepływu elektrolitu oraz układ otworów wentylacyjnych na przeciwległych krańcach rozgałęźnej pokrywy są zasadniczo takie same i nie wymagają szczegółowego opisu.

Dla ułatwienia, takie same jak poprzednio odnośniki liczbowe zostały wykorzystane do oznaczenia takich samych elementów, ale na fig. 4 zostały poprzedzone przez 1, w porównaniu do fig. 3. Ponadto, dyskowe wkładki 142 są otoczone polipropylenową powłoką 143.

W nawiązaniu do fig. 5, 6 i 6A, przedstawione zostało szczegółowo ukształtowanie każdego komina otworu celi 122. Na dolnym krańcu każdego z otwartych cylindrycznych kominów znajduje się para umieszczonych po przeciwnych stronach średnicy przegród 148, 150, z których każda ma kształt części powierzchni bocznej stożka ściętego, w zakresie kąta 180° i które są wzajemnie względem siebie przesunięte w kierunku pionowym. Każda przegroda 148, 150 stanowi pochylnię ze stożkowymi powierzchniami 152, 154, które wystają promieniowo do wewnątrz w kierunku osi centralnej komina. Każda przegroda 148, 150 posiada półkoliste wycięcie 156, 158 umieszczone koncentrycznie w stosunku do osi centralnej, o takim samym lub innym promieniu. Te przegrody 148, 150 stanowią przeszkodę dla płynu usiłującego wydostać się z danej celi, ale także aktywują rozpryski oraz ułatwiają odprowadzenie kwasu z powrotem do celi, bez rozpływania się i akumulacji. Ponadto, gdy rury przeciwrozpryskowe 123 są osadzone w kominach otworów cel 122, przegrody 148, 150 zostają ustawione w pożądanym miejscu, bez potrzeby stosowania jakichkolwiek dodatkowych wewnętrznych prowadnic.

PL 194 346 B1

Na fig. 7-10 przedstawiony jest sposób, w jaki zapobiega się występowaniu wycieku kwasu z dowolnej z cel, dla czterech różnych pozycji akumulatora, wykorzystując oznaczenia z fig.2 dla oznaczenia odpowiednich elementów rozgałęźnej pokrywy 20 i górnej pokrywy 14 obudowy akumulatora. Podczas pracy, rozgałęźna pokrywa 20 jest uszczelniona względem pokrywy 14 obudowy akumulatora. Na fig. 7 przedstawiono wnękę celi wewnątrz pokrywy 14, gdy akumulator przedstawiony na fig. 1, jest przewrócony na ścianę boczną S1, w przypadku, gdy płynny elektrolit jest ustabilizowany. Elektrolit wypłynie przez otwór celi 22 do komory ograniczonej przez ściany 28, 30, 32. Można zauważyć, że elektrolit ma możliwość swobodnego przepłynięcia przez szczelinę 26 do obszaru na zewnątrz cylindrycznej ściany 24, ale ograniczonego przez ściany 28, 30. Elektrolit po prostu poszukiwał swojego poziomu równowagi, w przybliżeniu po środku komina otworu celi 22 i nie rozleje się do pozostałej części komory. Poprzez wycięcia 29 przedostają się tylko opary.

Na fig. 8 przedstawiono ustawienie celi w sytuacji, gdy akumulator jest przewrócony na ścianę boczną S3. W takim położeniu elektrolit wypełnia otwór celi, nawet powyżej środka otworu, ale nie przedostaje się przez szczelinę 26, a więc pozostaje zamknięty we wnętrzu cylindrycznej ściany 24.

Na fig. 9 przedstawiono akumulator przewrócony na ścianę boczną S1. W tym położeniu elektrolit przepływa do komory oraz poprzez szczelinę 26 do obszaru po lewej stronie cylindrycznej ściany 24, szukając poziomu równowagi, który znajduje się poniżej maksymalnej wysokości ściany 24, tak że płyn nie przepływa do komory. Poprzeczna ścianka 34 uniemożliwia wydostanie się elektrolitu z obszaru komory.

Na fig. 10 przedstawiono akumulator przewrócony na ścianę boczną S4.W tym przypadku, elektrolit przepływa do komory poprzez szczelinę 26 poszukując poziomu równowagi, który znajduje się tuż powyżej środka otworu wentylacyjnego, ale elektrolit jest ograniczony przez ścianę końcową oraz równoległą ścianę brzegową 28. W każdym przypadku, elektrolit lub kwas zostaje uwięziony w taki sposób, że elektrolit nie sięga do wnęki wentylacyjnej 36 (a więc i porowatej wkładki), więc elektrolit nie przedostaje się przez odpowiednio umieszczone wycięcia 29 do obszarów sąsiadujących cel.

Taki sam przepływ występuje w każdym z obszarów sąsiadujących cel, co wraz z ustabilizowaniem zapewnia w rezultacie sytuację, w której elektrolit nie przedostaje się do przedziałów sąsiadujących cel, a jednocześnie elektrolit nie dochodzi do celi wentylacyjnej oraz układu wkładki. Podczas przechylania (przed stabilizacją) lub podczas dużych drgań, przecieki elektrolitu są powstrzymywane przez przegrody 148, 150. Nawet, jeśli przedostał się on do komory, zostanie szybko odprowadzony do komina otworu celi, z uwagi na pochylenie dna komory 60, a następnie w dół do celi wzdłuż przegród. Komory utworzone przez pokrywę obudowy akumulatora oraz rozgałęźną pokrywę wentylacyjną, są zaprojektowane z myślą o minimalizowaniu ostrych krawędzi lub kątów, gdzie mógłby gromadzić się elektrolit. Posiadają one powierzchnie o wysokiej gładkości, co ułatwia odprowadzanie elektrolitu.

Jak już wspomniano, w przypadku całkowitego odwrócenia akumulatora do góry dnem, elektrolit nie wydostanie się z obudowy, ponieważ zastosowane są wkładki 42, 142. Tak więc, mimo że sama droga przepływu elektrolitu wprowadza w znacznym stopniu możliwość przewracania akumulatora, kombinacja zastosowania wkładek PTFE 42, lub 142 oraz wspomnianej konfiguracji drogi przepływu elektrolitu, zapewnia kolejne korzyści, takie jak zabezpieczenie akumulatora w stanie jego przetaczania.

Korzystny materiał PTFE, z którego wykonuje się dyskowe wkładki 42, 142 jest do nabycia w Performance Plastics Products, oddział EGC Corporation, pod nazwą handlową Permeon™. Materiał może być dostarczany również pod innymi nazwami handlowymi. Jest to niewypełniony, hydrofobowy oraz wystarczająco sztywny materiał PTFE, o otwartej strukturze, która pozwala na przenikanie par, ale nie płynów. Permeon™ posiada następujące własności:

Wytrzymałość na rozciąganie 10 000-20 000 kPa

Wydłużenie (D638) 100-200%

Współczynnik giętkości (D747) 3 000-6 000 kg/cm²

Odporność na uderzenia, lzod (D256) 10,88 cm kg/cm

Twardość (D1706) D50-65

Współczynnik liniowej rozszerzalności termicznej

9,9 x 10^-5 na °C, 22,78-60°C (D696)

Absorpcja wody (D570) <0,01%

PL 194 346 B1

Łatwopalność (D635) Niepalny ₃

Ciężar właściwy 1,9 - 2,16 g/cm³ (w zależności od zadanej prędkości przepływu)(D792)

Maksymalna temperatura pracy 260°C

Prędkość przepływu cieczy przez dyskową wkładkę 42 lub 142 może być różna, zgodnie z życzeniem klienta można ją regulować przez dobór odpowiedniej wielkości części oraz wymiarów wkładki, w szczególności jej grubości. W przedstawionym przykładzie materiał wkładki został dobrany tak, aby uniemożliwić jakikolwiek wyciek płynu, gdy wkładka jest poddana oddziaływaniu słupa wody o wysokości 25,4 cm (przeciętna wysokość akumulatora SLI) przez 24 godziny. Przykładowo, wkładka może mieć grubość od 0,20 do około 0,57 cm oraz średnicę około 1,27 cm do 2,54 cm. Innymi słowy, elektrolit nie będzie wyciekał z akumulatora poprzez wkładki 42, przez przynajmniej 24 godziny, gdy akumulator jest całkowicie odwrócony. Należy także zauważyć, iż wkładka 42 zgodnie z wynalazkiem, wprowadza także niezbędną ochronę przeciwogniową, jaką dają także dotychczas stosowane wkładki polipropylenowe. W rzeczywistości, wkładki według wynalazku mogą być w tym aspekcie znacznie lepsze, z uwagi na możliwość pracy w wysokiej temperaturze, jaką cechuje się porowaty PTFE.

Wraz z taką konstrukcją wkładki, ostre testy takie jak test na odwracanie jaki przeprowadza firma BMW, są łatwo spełniane. Co więcej, ponieważ wkładka według wynalazku nie wymaga wymiany istniejących pokryw akumulatorów oraz rozgałęźnych pokryw, ani też obecnie stosowanych wkręcanych czy też wciskanych zatyczek wentylacyjnych, można je z łatwością zastosować przy niewielkim wzroście kosztów.

Na fig. 11A, 11B przedstawiono sposób, w jaki dyskowe wkładki 42 są mocowane w otworach wnęk wentylacyjnych 36, z których każda jest częściowo otoczona przez wystającą do góry cylindryczną ściankę 62. Wewnętrzny promieniowy występ 64 zapewnia oparcie dla krawędzi wkładki, przy czym wewnętrzny kanał 38 kończy się wentylacyjną szczeliną 40. Ponieważ dyskowa wkładka 42 z PTFE nie jest kompatybilna z polipropylenem (przynajmniej w odniesieniu do zgrzewania lub łączenia termicznego), który jest zazwyczaj wykorzystywany do produkcji obudów 12 akumulatorów, pokryw 14 oraz rozgałęźnych pokryw wentylacyjnych 20, koniecznym było opracowanie nowych technik mocowania/łączenia, zapewniających właściwe i skuteczne uszczelnienie wkładki w otworze wentylacyjnym wnęki 36, aby uniemożliwić wyciek płynu wokół wkładki, metoda zaprezentowana na fig. 11A i 11B obejmuje zastosowanie na brzegu dyskowej wkładki 42 z PTFE, chemicznie obojętnej (do 260°C) silikonowej warstwy smaru 66, a następnie zagięcie górnej obwodowej krawędzi cylindrycznej ścianki 62, w kierunku promieniowym wokół górnej krawędzi dyskowej wkładki 42, wraz z oddziaływaniem termicznym przy temperaturze mięknięcia materiału w stopniu wystarczającym do jednorodnego obciśnięcia wokół górnej krawędzi wkładki. W taki sposób powstaje ciągłe, szczelne mechaniczne połączenie wokół górnej krawędzi wkładki, co w połączeniu z uszczelnieniem powstrzymującym płyny w postaci warstwy smaru 66, zapobiega wydostawaniu się jakichkolwiek płynów wokół obrzeża dyskowej wkładki 42 do kanału 38.

Różne możliwości zamykania wkładki wewnątrz wnęki wentylacyjnej są przedstawione na fig. 12A i 12B. Porowata wkładka 68 z PTFE jest wytłoczona w taki sposób, iż zawiera obwodowy pierścień 70 wykonany z polipropylenu (podobnie jak wkładka 42' z fig. 4). Zewnętrzna ścianka 72 wkładki jest korzystnie zbieżna w dół do wewnątrz, a pierścień 70 otacza zbieżną część wkładki po wewnętrznej stronie, ale posiada prostą powierzchnię zewnętrzną, która odpowiada wewnętrznej powierzchni ścianki 74 wnęki wentylacyjnej. Pierścień 70 jest zaopatrzony w górny promieniowy kołnierz 76, który nakłada się na krawędź wkładki, która opiera się na promieniowym występie 78 wewnątrz wnęki wentylacyjnej. Gdy porowata wkładka 68 jest otoczona przez obwodowy pierścień 70 utworzony z polipropylenu, zespół taki można łatwo zgrzać i połączyć szczelnie z polipropylenową pokrywą zawierającą otwór wentylacyjny. Szczelne połączenie zgrzewane jest korzystnie utworzone w górnej części wkładki. Alternatywnie, połączenie może zostać wykonane z wykorzystaniem ultradźwięków, a w tym przypadku obwodowy pierścień 70 współpracuje z promieniowym występem 78 znajdującym się na ścianie wnęki wentylacyjnej.

Na fig. 13A i 13B, przedstawiono kolejną metodę szczelnego łączenia, obejmującą wciskanie dopasowującej wkładki PTFE 80 do wnęki wentylacyjnej, ograniczonej ścianką 82 oraz promieniowy występ 84. Wykonana z nadmiarem prosta cylindryczna wkładka 80 jest wytłoczona tak, aby umożliwić połączenie na wcisk, a jej średnica jest o 0,01-0,25 cm dłuższa niż wewnętrzna średnica cylindrycznej ścianki 82 wnęki wentylacyjnej. Tak więc wkładka 80 jest wciśnięta do wnęki wentylacyjnej, przy czym podlega brzegowej kompresji i w ten sposób jest szczelnie zamocowana. Chociaż ten spo10

PL 194 346 B1 sób montażu okazał się skuteczny, zakres temperatur w jakich pracuje akumulator musi być utrzymywany poniżej 88°C, aby uniknąć relaksacji wnęki wentylacyjnej wykonanej z polipropylenu, a w konsekwencji utraty uszczelnienia.

Na fig. 14A-14D zilustrowano kolejny korzystny sposób uszczelniania. W tym przykładzie wykonania, wkładka 86 z PTFE jest umieszczona wewnątrz cylindrycznej wnęki wentylacyjnej ograniczonej ścianką zewnętrzną 88 (fig. 14A). Do górnej krawędzi wkładki 86 (fig. 14B) przykłada się narzędzie do topienia rozgrzane do temperatury około 360°C, co powoduje lokalne roztopienie wkładki i doprowadzenie energii cieplnej do polipropylenowej ścianki 88. Ta ścianka 88 topi się w temperaturze około 145°C. W rezultacie, roztopiony PTFE wypływa na polipropylen, jednocześnie w niewielkim stopniu oba tworzywa się mieszają na grubości około 0,01 do 0,025 cm, w obszarze 92. Tę metodę sprawdzono doświadczalnie i oceniono jako korzystną, mimo oczywistej niekompatybilności materiałów. Na fig. 14D, przedstawiono ramię zgrzewarki 94, które jest skutecznie wykorzystywane do tworzenia połączenia wkładka/ścianka w zakresie pełnego kąta 360°, wykorzystując obwodową końcówkę 96.

Przedmiot wynalazku nie jest ograniczony do wykorzystania w rozgałęźnej pokrywie celi akumulatora z wkładką wykonaną z porowatego PTFE. Wynalazek można z równym powodzeniem zastosować w akumulatorach innych typów, na przykład takich, które wykorzystują pojedyncze wkręcane lub wciskane zatyczki. Przykład takiego rozwiązania jest przedstawiony na fig. 15, gdzie pojedyncza zatyczka wentylacyjna 98, pod innymi względami konwencjonalnej konstrukcji, zawiera nagwintowany korpus 100 oraz podobną do śruby główkę 102, ukształtowaną tak, iż zawiera wnękę wentylacyjną 104, która mieści wkładkę polipropylenową (nie przedstawiona). Wewnątrz wnęki wentylacyjnej jest osadzona i uszczelniona, z wykorzystaniem jednego z opisanych sposobów uszczelniania, dyskowa wkładka 106 wykonana z porowatego PTFE. Możliwe jest wprowadzenie zaślepki 108 ochraniającej wkładkę 106. Można tu zauważyć, że wnęka 104 ponad wkładką 106 jest połączona z atmosferą.

Na fig. 16 zilustrowano kolejny przykład zastosowania wkładki wykonanej z porowatego PTFE. W tym przykładzie wykonania prostokątna wkładka 110 jest osadzona wewnątrz podobnie ukształtowanej wnęki, ograniczonej przez ściankę 112 znajdującą się pod spodem zespołu pokrywy wentylacyjnej 114 akumulatora.

Wkładka jest także wykorzystywana w akumulatorach innych niż akumulatory SLI, a więc także w akumulatorach floty morskiej oraz armii.

Można również zauważyć, iż przedstawiona dyskowa wkładka może być wykorzystana bez stosowania opisanej skomplikowanej ścieżki przepływu elektrolitu, ograniczając przynajmniej wyciek poprzez śluzy ogniowe w sytuacji, gdy akumulator jest odwrócony.

Claims (29)

1. Akumulator ołowiowo-kwasowy z płynnym elektrolitem, zawierający obudowę z dnem i ścianami bocznymi oraz pokrywą górną, która jest zaopatrzona w otwory cel oraz ma drogę przepływu płynnego elektrolitu w pozycji akumulatora przewróconego na jedną z jego ścian bocznych, znamienny tym, że jest zaopatrzony w komorę pokrywy dla każdego otworu celi (22) ograniczoną przez ścianę brzegową (28, 28') o kształcie zbliżonym do prostokąta, cylindryczną ścianę (24, 24') otaczającą otwór celi (22) i z nim koncentryczną, a usytuowaną w obszarze ograniczonym przez ścianę brzegową (28, 28'), przy czym cylindryczna ściana (24) górnej pokrywy (14) jest zaopatrzona w niewielką obwodową szczelinę (26), ponadto ta cylindryczna ściana (24) jest połączona z sąsiednią stroną ściany brzegowej (28) poprzez poprzeczną ściankę (34), która jest styczna względem cylindrycznej ściany (24) i sąsiaduje z obwodową szczeliną (26).

2. Akumulator według zastrz. 1, znamienny tym, że współpracujące ze sobą powierzchnie górnej pokrywy (14) obudowy (12) akumulatora i powierzchnie znajdujące się na spodzie rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej (20) tworzą drogę przepływu elektrolitu.

3. Akumulator według zastrz. 2, znamienny tym, że na przeciwległych krańcach rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej (20) są umieszczone otwory wnęk wentylacyjnych (36).

4. Akumulator według zastrz. 3, znamienny tym, że każda ścianka brzegowa (28') rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej (20) ma wycięcie (29), które jest oddalone od otworu celi (22) dla odprowadzania oparów z akumulatora poprzez otwory wnęk wentylacyjnych (36).

PL 194 346 B1

5. Akumulator według zastrz. 1, znamienny tym, że każda cylindryczna ściana (24) górnej pokrywy (14) jest skierowana w dół i usytuowana poniżej tej pokrywy (14), przy czym w swej dolnej części cylindryczna ściana (24) jest zaopatrzona we wzajemnie przeciwległe przegrody (148, 150).

6. Akumulator według zastrz. 5, znamienny tym, że każda przegroda (148, 150) jest usytuowana w zakresie kąta 180° i jest pochylona do wewnątrz i w kierunku do dołu.

7. Akumulator według zastrz. 3, znamienny tym, że rozgałęźna pokrywa wentylacyjna (20) jest zaopatrzona w występy w kształcie rur (23), z których każda przystosowana jest do osadzenia wewnątrz przyporządkowanej jej cylindrycznej ściany (24) górnej pokrywy (14).

8. Akumulator według zastrz. 6, znamienny tym, że przegrody (148, 150) razem tworzą środkowy otwór.

9. Akumulator według zastrz. 3, znamienny tym, że w każdym otworze wnęki wentylacyjnej (36) odprowadzającym opary, jest osadzona wkładka (42) śluzy ogniowej.

10. Akumulator według zastrz. 9, znamienny tym, że wkładka (42) jest wykonana z porowatego politetrafluoroetylenu.

11. Akumulator ołowiowo-kwasowy z płynnym elektrolitem, zawierający obudowę z dnem i ścianami bocznymi oraz szczelną pokrywą górną, która jest zaopatrzona w otwory cel połączone z poszczególnymi celami wewnątrz obudowy i rozgałęźną pokrywę wentylacyjną uszczelnioną względem otworów cel w pokrywie obudowy, znamienny tym, że jest zaopatrzony w porowatą dyskową wkładkę (42) utworzoną z politetrafluoroetylenu, mającą własności hydrofobowe, usytuowaną w górnej pokrywie (14) i rozgałęźnej pokrywie wentylacyjnej (20) dla zabezpieczenia przed wyciekiem płynnego elektrolitu w pozycji akumulatora przewróconego na jedną ze swoich czterech ścian bocznych.

12. Akumulator według zastrz. 11, znamienny tym, że każdy otwór celi (22) w górnej pokrywie (14) obudowy (12) ma komorę pokrywy ograniczoną przez ścianę brzegową (28) o kształcie zbliżonym do prostokąta, a otwór celi (22) jest otoczony przez cylindryczną ścianę (24) usytuowaną koncentrycznie względem otworu celi (22) i umieszczoną w komorze ograniczonej przez ścianę brzegową (28), przy czym cylindryczna ściana (24) zawiera relatywnie małą obwodową szczelinę (26), a ponadto cylindryczna ściana (24) jest połączona z sąsiednią ścianą brzegową (28) przez poprzeczną ściankę (34), która jest styczna do cylindrycznej ściany (24) w sąsiedztwie obwodowej szczeliny (26) dla zabezpieczenia przed wyciekiem płynnego elektrolitu w pozycji akumulatora odwróconego.

13. Akumulator według zastrz. 11, znamienny tym, że dodatkowo jest zaopatrzony w szczeliny wentylacyjne (46) do wentylacji poszczególnych cel po wprowadzeniu do cel płynnego elektrolitu i przed uszczelnieniem rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej (20) względem pokrywy (14) obudowy (12).

14. Akumulator ołowiowo-kwasowy z płynnym elektrolitem, zawierający obudowę z dnem i ścianami bocznymi oraz pokrywą górną, która jest zaopatrzona w otwory cel połączone z poszczególnymi celami wewnątrz obudowy i rozgałęźną pokrywę wentylacyjną uszczelnioną względem otworów cel w górnej pokrywie obudowy, znamienny tym, że w rozgałęźnej pokrywie wentylacyjnej (20) utworzone są wnęki wentylacyjne (36) połączone z otoczeniem poprzez osłonięte elementem zamykającym szczeliny wentylacyjne (40), przy czym w otworze każdej wnęki wentylacyjnej (36) jest osadzona szczelnie porowata dyskowa wkładka (42) utworzona z politetrafluoroetylenu, mająca własności hydrofobowe.

15. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że dyskową wkładkę cechuje absorpcja wody rzędu <0,01%.

16. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że ciężar właściwy dyskowej wkładki mieści się w granicach 1,9 - 2,16 g/cm³.

17. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że maksymalna temperatura pracy dyskowej wkładki wynosi około 260°C.

18. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że dyskowa wkładka jest chemicznie obojętna do temperatury około 260°C.

19. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że grubość dyskowej wkładki mieści się w granicach 0,203 - 0,572 cm.

20. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że dyskowa wkładka ma kształt okrągły, a jej średnica mieści się w granicach od 1,27 cm, do 2,54 cm dla większych akumulatorów.

21. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że współczynnik absorpcji wody dla wkładki jest <0,01%, ciężar właściwy zawiera się pomiędzy 1,9 a 2,16 g/cm³, przy czym wkładka jest chemicznie obojętna do temperatury 260°C, a jej grubość mieści się w granicach 0,20 -0,57 cm.

PL 194 346 B1

22. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że osadzona w górnej pokrywie (14) rozgałęźna pokrywa wentylacyjna (20) zakrywa otwory cel (22) wykonane w tej górnej pokrywie (14), przy czym rozgałęźna pokrywa wentylacyjna (20) ma przyporządkowane otworom cel (22) elementy zamykające, przystosowane do osadzenia w tych otworach cel (22), a każda szczelina wentylacyjna (40) jest połączona z wnęką wentylacyjną (36) usytuowaną pod spodem rozgałęźnej pokrywy wentylacyjnej (20), zawierającą wewnętrzny kanał (38) odprowadzający gaz z tej wnęki (36) do atmosfery.

23. Akumulator według zastrz. 22, znamienny tym, że rozgałęźna pokrywa wentylacyjna (20) jest trwale uszczelniona termicznie względem górnej pokrywy (14) akumulatora.

24. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że przynajmniej jeden element zamykający stanowiący zatyczkę wentylacyjną (98) zawiera zaślepkę wentylacyjną (108) przyporządkowaną do otworu wnęki wentylacyjnej (104), przy czym dyskowa wkładka (106) jest uszczelniona pod zaślepką wentylacyjną (108).

25. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że element zamykający zawiera pokrywę z zespołem wentylacyjnym, przymocowaną do pokrywy akumulatora, przy czym zespół wentylacyjny ma przynajmniej parę wnęk wentylacyjnych, a wewnątrz każdej z nich szczelnie zamocowana jest dyskowa wkładka.

26. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że każda wnęka wentylacyjna jest otoczona przez cylindryczną ścianę, której górna krawędź jest zagnieciona wokół dyskowej wkładki.

27. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że każda wnęka wentylacyjna jest ograniczona przez cylindryczną ścianę (82) mającą dolny promieniowy występ (84) podtrzymujący dyskową wkładkę (80), przy czym ta dyskowa wkładka (80) jest otoczona i częściowo zamknięta w zewnętrznym pierścieniu zgrzanym z cylindryczną ścianką (88) powyżej tego promieniowego występu (84).

28. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że każda wnęka wentylacyjna jest ograniczona przez cylindryczną ścianę, przy czym dyskowa wkładka jest w tej wnęce wpasowana na wcisk.

29. Akumulator według zastrz. 14, znamienny tym, że każda z dyskowych wkładek jest osadzona wewnątrz przyporządkowanego zewnętrznego pierścienia, przy czym dyskowa wkładka i górna powierzchnia tego pierścienia są względem siebie uszczelnione termicznie.