SE444039B - Hydrostatisk med blasa arbetande ackumulator for lagring av mekanisk energi med tillhjelp av ett kompressibelt medium i ett tryckkerl - Google Patents

Description

f Väl-w' -~¿a§~;f 8008152-4 Detta uppnås nu enligt uppfinningen i huvudsak genom att skumplastkroppen uppvisar högt specifikt värme i förhållande till fyllmedlet och att i plasten i skumkroppen är finfördelat ett granulat av ett ämne, som vid förhållandevis låg temperatur av v if f-'ê- «.._:»r-"';=f: ' se". ~ -e ~ _4 :i ff omkring 40-70°C genomgår en fas- eller kristallomvandling, vilken alltså vid kompression upptar värme genom smâltning eller kris- tallomvandling och vid expansion återtar sitt ursprungstillstånd under avgivande av värme. 1 beroende av det aktuella medium som används kan det röra sig om skumplastkroppar med öppna eller slutna porer. För att man skall erhålla en så stor kontaktyta som möjligt mellan mediet och skumplast- kroppen bör porerna ha en diameter av omkring 1 mm. Genom den stora '_ ytan tillförsäkras en god värmeväxling mellan mediet och skumplast- gg kroppen. Därvid är det lämpligt om plasten uppvisar ett i förhållande H till gasen högt specifikt värme. Genom det i förhållande till gasen _ höga specifika värmet hos skumplasten ändrar sig nämligen temperaturen ü i skumplasten praktiskt taget icke alls under tillståndsändringen. Vi- ? dare är det fördelaktigt att använda en gas som vid de temperaturänd- ä ringar som uppkommer vid de aktuella trycken förändrar sitt aggregations- Å tillstånd. Härigenom kan man uppnå större specifik energilagringsför- h måga.

För att man skall få den vid laddning och tömning av tryckkärlet uppkommande tillståndsändringen att bli så isotermisk som möjligt kan enligt en vidareutveckling av uppfinningen i den elastiskt eftergivliga massan i skumplastkroppen vara inblandat ett granulat av ett ämne, exempelvis en paraffin i finfördelad form, som vid en förhållandevis ¿¿ låg smålttemperatur av omkring H0-70°C genomgår en fasomvandling, och ÄÃ alltså smälter vid kompressionen och därvid upptar värme men åter stel- âi nar vid expansionen och då avger värme. Detta ämne skulle vid kompressio- flï nen av ackumulatorgasen uppta kompressionsvärmet genom en fasövergång 'Å från fast till flytande form och därigenom praktiskt taget utesluta en temperaturändring hos själva skumplastmaterialet.

Liknande värmetekniska förlopp kan också åstadkommas enligt en variant av denna vidareutveckling om man i plastmaterialet i skumplast- .si .md 'p kroppen inblandar ett finfördelat granulat av ett ämne, som genomgår z _ ä .- i. en kristallomvandling vid en förhållandevis låg kristallomvandlingstempe- ratur av omkring H0-7000 och alltså vid kompressionen upptar värme under kristallomvandling och vid expansionen åter avger värme under återgång till initialtillståndet. ___~¿¿-1- ,f- ',~.,.._1, :;¿-,:,. :_ _. aoos1s2-4” 3 Vidare är det fördelaktigt att använda ett medium som vid de vid kompressionen rådande temperaturerna ändrar sitt aggregationstill- stånd och övergår från flytande tillstånd till gasformigt liksom vid expansionen åter övergår i gasformig ”as och utför denna tillstånds- ändring tillnärmelsevis ísobariskt. För detta slag av värmeövergång kan emellertid också användas ett medium som vid de vid kompressionen rå- dande temperaturerna och trycken ändrar sitt aggregationstillstånd på sådant sätt att det från gasform direkt övergår i fast tillstånd (sub- limatíon) och vid expansionen åter övergår i fast fas från gasform, varvid dessa tillståndsändringar sker tillnärmelsevis isobariskt.

Det är emellertid å andra sidan också möjligt att använda ett plastmaterial, vid vars övergång till skum uppkommer en gas, som icke _är så särskilt lämpad för den avsedda värmeöverföringen, men som efter skumbildningen kan utbytas mot ett medium som har ett i förhållande till skumkroppen lågt specifikt värme. Detta ersättningsmedíum med i förhållande till skumplastkroppen lågt specifikt värme kan ändra sitt aggregationstillstånd vid de vid kompressionen rådande temperaturskill- naderna på så sätt att det från gasform övergår till flytande tillstånd och sedan åter tillbaka till gasform eller sublimerar, d v s från gas- form direkt övergår i fast tillstånd och från detta åter till gasform.

För att man nu skall kunna låta det totala värmeöverföringsför- loppet ske med högsta verkningsgrad oberoende av yttre händelser kan man dessutom anordna så att att tryckkärlet är omgivet av ett isolerings- skikt. Tryckkärlet kan emellertriockså för upprätthållande av en önskad temperaturnivå vara omgivet av ett hålrum som genomströmmas av ett strömmande medium med ungefär konstant temperatur och som exempelvis är anslutet till kylvattenkretsloppet till ett motorfordon.

Den enligt uppfinningen föreslagna hydrostatiska, med blåsa ar- betande ackumulatorn lämpar sig nämligen förutom andra användningsända- mål också med fördel till energimellanlagring vid hybriddrivsystem för motorfordon. Därvid krävs hög ackumulatoreffekt med hög ackumulator- verkningsgrad. Principiella överväganden tyder på att lagrin teknik med blåsa synes vara intressant för energibesparing i sambånd med re- generativa drivsystem också vid mindre aggregatstorlekar, exempelvis vid personbilar. Genom användning av kondenserande medier kan ackumula- torkapaciteten ökas. Den stora inre ytan hos den värmelagrande skum- plastkroppen minskar ackumulatorförlusterna till ett minimum vid höga växlande.belastningar. _ Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bi- fogade schematiska ritning. m, M1» n* a: f» h.. 8008152-4 På ritningen visas en hydrostatisk, med blåsa arbetande ackumu- lator som innefattar ett ståltryckkärl 1, vilket vid sin ena ände är 4 V1 I.. .z ._ ,, _. a ___... - , u 4 fJrse.t med en gus;¿fyl1-;ngs:ta1s inf: med er oljestuts 3. Inuti tryckkärlet 1 finns en elastiskt eftergivlig blåsa U, vars inre står i förbindelse med gaspåfyllningsstutsen 2. Blåsan H är enligt uppfinningen fylld med plastmaterial, som är överfört till skum inuti blåsan och efter sin polymerísering fyller hela blåsan med en skumplastkropp 5, vilken är intimt förbunden med blåsans vägg och uppvisar en porstorlek av ca 1 mm. Plastmaterialet uppvisar i förhållan- rofi UF§k:r~~r vid uPrsRu~“írren eller rv' införts ¿'ocñ arzra J. 'ww .' -v 2... “e3-rt §, efter uppskumníngen istället för uppskumningsmediet högt specifikt värme.

Från andra änden av ståltryekkärlet 1 kan införas under tryck stående hydraulolja 7 via stutsen 3 för att sedan vid bestämd tidpunkt aggregat. kompression och expan- åter utsläppas och användas för drift av lämpliga “r att tíllförsäkra en värmetransport vid sion i det inre av kärlet utan inverkan av yttre förhållanden kan be- hållaren också vara omgiven av ett isolerande skikt 8. Detta skikt kan emellertid även vara så utformat att kårlet är omgivet av ett hålrum 8 för upprätthållande av dess temperaturnivå, vilket hålrum år genom- strömmat av ett strömmande medium med konstant temperatur. Detta medium kan exempelvis vara kylvattnet i ett motorfordon för vilket ändamål en särskild förbindelse från det vanliga kylvattenkretsloppet i motorfor- donet upprättas till hålrummet 8. Denna förbindelse är icke visad på ritningen.

Claims (7)

8008152-4 P a t e n t k r a v

1. Hydrostatisk, med blåsa arbetande ackumulator för lagring av mekanisk energi med tillhjälp av ett kompressibelt medium i ett tryckkärl i vars inre befinner sig en eftergivlig blåsa, in i vilken det under tryck stående mediet är införbart från ena änden av kärlet och i vilken befinner sig en porös elastisk kropp av till skum överförd plast med ett medel, som utfyller porerna i plastkroppen, vilken sistnämnda är intimt förbunden med blåsans vägg,varvid blåsan år omgiven av hydraul- olja, som från andra änden av kärlet är inpressbar i och åter utdrivbar ur det mellan kärlet och blåsan befintliga hålrum- met, k ä n n e t e c k n a d a v att skumplastkroppen (5) uppvisar högt specifikt värme i förhållande till fyllmedlet (6) och att i plasten i skumkroppen (5) är finfördelat ett gra- nulat av ett ämne, som vid förhållandevis låg temperatur av omkring 40-70°C genomgår en fas- eller kristallomvandling, vil- ken alltsà vid kompression upptar värme genom smâltning eller kristallomvandling och vid expansion återtar sitt ursprungs- tillstånd under avgivande av värme.

2. Ackumulator enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d a v' att materialet_i plastkroppen (5) är sådant att det efter sin polymerisation bildar en skumkropp med porstor- lek av ca 1 mm diameter.

3. Ackumulator enligt patentkravet 1 eller 2, k ä 11 - n e t e c k n a d a v att medlet (6) vid de vid kompressionen rådande temperaturerna ändrar sitt aggregationstillstånd och övergår från gasform till flytande tillstånd eller till fast tillstånd (sublimering) och vid expansionen åter övergår i gas- form, vilka tillståndsändringar sker tillnärmelsevis isoba- riskt.

4. Ackumulator enligt något av patentkraven 1-3, k ä n - n e t e c k n a d a v att plastmaterialet, som i flytande eller rinnande form inhälles i den tomma blåsan (4) och efter överföring till skum bildar den porösa kroppen (5) i blåsan, har en sådan sammansättning att den vid uppskumningen uppkom- a p, 8008152-4 mande gasen eller gasblandningaflö) har ett i jämförelse med skumplastkroppen lågt specifikt_värme eller de i patentkravet 3 angivna egenskaperna.

5. Ackumulator enligt något av patentkraven 1-3, k ä n - n e t e c k n a d a v att den gas som uppkommer vid uppskum- ningen av det plastmaterial (5), vilket i flytande eller rin- nande form pâfyllts i den toma blâsan (4), efter uppskumningen ersätts med ett medel (6) med ett i jämförelse med skumplast- kroppen lågt specifikt värme eller med de i patentkravet 3 an- givna egenskaperna.

6. Ackumulator enligt något av patentkraven 1-5, k ä n - n e t e c k n a d a v att tryckkärlet (1) är omgivet av ett isolerande skikt (8).

7. Ackumulator enligt något av patentkraven 1-S, k ä n - n e t e c k n a d a^v att för upprätthållande av tryckkärlets (1) temperaturnivâ är kärlet omgivet av ett hålrum (8), genom vilket är fört ett strömmande medium med konstant temperatur och vilket exempelvis är anslutet till kylvattenkretsloppet i ett motorfordon.