TWM556412U - 鉛酸電池的電橋鑄模構造 - Google Patents

Abstract

本創作為一種鉛酸電池的電橋鑄模構造，該鑄模包含至少一組架設在一冷卻槽上的模塊，該模塊底部向下延伸一凸塊，頂面設置有至少一組下凹到該凸塊厚度內的模穴，且該凸塊外周圍迴繞有高週波加熱線圈，以通過該高週波加熱線圈快速地將其內圍凸塊及模穴周圍加熱到鉛的熔點以上溫度，使後續注入模穴的熱熔鉛液能夠維持液態，以供電池極群的耳根向下嵌入模穴；脫模時，由冷卻槽注入冷卻液，使凸塊底部外表面與冷卻液接觸而加大熱交換面積，進而使鉛液快速冷卻、固型而形成極群耳根上的電橋後脫模，達成省電、節省工時，進而提高產能之功效。

Description

鉛酸電池的電橋鑄模構造

本創作為一種鉛酸電池的電橋鑄模構造，技術內容涉及鉛酸電池的極群在耳根上鑄造電橋的製程，該鑄模構造結合了高週波集中快速加熱，以及擴大模塊與冷卻液熱交換面積的優點，能夠達成快速加熱及冷卻的功效。

如第一圖所示，一般鉛酸電池100內設置有複數組極群101，每一組極群101分別是由複數片極板所組成，且每一片極板上分別凸設有耳根102，該等極板上的耳根102依輸出電流的正、負極分別設置有電橋103，以通過該等電橋103的橋接導通而形成正、負電極。

前述電橋103係以鑄造方式熔接在耳根102上。其製造過程是將鑄模（亦稱為鑄型）的模穴內盛裝熱熔鉛液後，在熱熔鉛液保持熔點以上溫度的狀態下，將極群101的耳根102嵌入到模穴內，使耳根102與鉛液熔接，俟模穴內的鉛液溫度降低到熔點以下固定成型後，再進行脫模，即可分別在該等耳根102上形成電橋103。

由以上電橋鑄造成型的過程可知，鑄模一方面必須在模穴盛裝熱熔鉛液時維持在鉛的熔點（一般為327.5℃）以上的溫度，才能使鉛液保持液態供耳根嵌入模穴；另一方面，當耳根嵌入模穴後，又必須使鑄模冷卻，才能讓熱熔鉛液固化形成電橋後脫模。由此顯見，鑄模的加熱及冷卻時間實攸關電橋鑄造的生產效率，加熱及冷卻時間越久，生產效率越差，產能就越低。

目前在鑄模的設計上，因加熱、冷卻方法以及設備的不同，大致發展出兩種製程，一種是使用較輕便的移動式鑄模，另一種是使用固定式鑄模，但根據本創作人多年從事相關產業的實務經驗，這兩種鑄模在使用上都無法快速加熱及冷卻。

如第二圖所示，上述移動式鑄模200概呈板片狀，其上方除了模穴以外，還設置有一供提取、升降的提把201，製程上大致是利用提把201將整片移動式鑄模200浸入一盛裝有熱熔鉛液的鉛爐202後，直接將移動式鑄模200向上提取，即可使模穴內盛滿鉛液，之後將耳根嵌入模穴後，再利用氣冷或水冷設備進行冷卻。

在加熱方面，如前所述，移動式鑄模的模穴內盛滿鉛液時，其溫度必須維持在高於鉛的熔點，因此鉛爐202內的熱熔鉛液必須保持在遠高於鉛的熔點以上的溫度。當移動式鑄模200浸入鉛爐202後，必須等待大約一分鐘，使移動式鑄模200被熱熔鉛液浸泡、加熱到高於鉛的熔點以上的溫度後，才能向上提取；此移動式鑄模200浸入鉛爐202後加熱的等待過程，往往是生產效率的瓶頸點。

此外，為了能儘快受熱，移動式鑄模200只能製成略大於一個鉛酸電池內的極群的大小的板片狀，也就是一塊鑄模只能鑄造一組鉛酸電池內極群的電橋。如此一來，不但在設備上需要設置許多個分別用來移載多個移動式鑄模200的機械臂或其他夾具，而且必須加大鉛爐202以同時置放更多的移動式鑄模200，才能使產能提高。

然而，加大鉛爐202的結果往往是需要更多的電力維持鉛爐的高溫，不僅浪費能源，而且鉛液的液面與空氣接觸面積隨之加大，也造成鉛液的液面容易氧化而產生大量的鉛渣廢料，不但不環保，而且增加製造成本。

如第三圖所示，前述固定式鑄模300結構大致與一般具有加熱和冷卻功能的傳統的模具相同，是在模塊上方設置許多模穴，內部設置許多電熱片301，並且在模塊內鑿設佈置供冷卻液流通的通道302。進行電橋鑄造前，須先利用電熱片301將整個鑄模300加熱到高於鉛的熔點後，然後再將熱熔鉛液由模穴上方澆入模穴，之後再進行耳根嵌入以及冷卻程序。

這種固定式鑄模300雖然可以同時供多組鉛酸電池的極群鑄造而節省工序，但模具成本較高，而且加熱設計採用大量的電熱片301對整個固定式鑄模300加熱，不但加熱速度慢，而且耗電。此外，冷卻時採用通道302讓冷卻液流通，其熱交換面積小，冷卻效率差，縱使能夠一次鑄造多組極群的電橋，但其產能仍然無法有效提高。

有鑑於上述種種問題，本創作人乃據其多年實務經驗，特研發出本創作鉛酸電池的電橋鑄模構造，該鑄模結合了高週波集中快速加熱，以及擴大模塊與冷卻液熱交換面積的優點，能夠滿足快速加熱及冷卻的需求。

本創作為一種鉛酸電池的電橋鑄模構造，該鑄模包含至少一能夠架設在一冷卻槽上的模塊，該模塊底部向下延伸至少一位於一冷卻槽內的凸塊，頂面設置有至少一組下凹到該凸塊厚度內的模穴，且該凸塊外周圍迴繞有高週波加熱線圈，以通過該高週波加熱線圈快速地將其內圍的凸塊及模穴外周圍加熱到鉛的熔點以上的溫度，讓注入模穴的熱熔鉛液能夠維持液態，以供電池極群的耳根向下嵌入模穴；該高週波加熱線圈停止加熱，並且由冷卻槽注入冷卻液後，能使凸塊的底部外表面與冷卻液接觸而加大熱交換面積，進而使熱熔鉛液快速冷卻、固型而形成熔接於極群耳根上的電橋後脫模。

以下進一步說明各元件之實施方式：

實施時，該冷卻槽設有供冷卻液流通的進水口及出水口。

實施時，該進水口及出水口分別連通於一儲存有冷卻液的致冷裝置，該致冷裝置進一步包括有至少一設置在進水口及出水口的閥門，以及至少一能將冷卻液注入冷卻槽或將冷卻槽內的冷卻液抽空的抽水泵。

實施時，該冷卻槽上排列設置有複數組模塊。

實施時，該模塊的頂面設置有複數組模穴。

實施時，該模塊的底部設有複數個凸塊。

相較於先前技術，由於本創作採用高週波加熱線圈朝向其內圍的凸塊利用電磁加熱，因此能夠集中能量對模塊底部的凸塊加熱，不僅能夠節省能源，還能夠達成快速加熱的要求；此外，停止高週波加熱線圈加熱後，由於高週波加熱線圈為非接觸式加熱，因此冷卻槽注入的冷卻液能夠與凸塊底部的外表面接觸而加大熱交換的面積，使凸塊及模穴內的熱熔鉛液能夠快速冷卻、固型，有效縮短電橋鑄造所需時間，進而提高產能。

以下依據本創作之技術手段，列舉出適於本創作之實施方式，並配合圖式說明如後：

如第四圖所示，本創作的電橋鑄模構造包含一冷卻槽10以及至少一架設在該冷卻槽10上的模塊20，該模塊20底部向下延伸至少一位於冷卻槽10內的凸塊21，模塊20的頂面則設置有至少一組模穴22，該模穴22呈下凹狀深入到該凸塊21的厚度內。

該凸塊21的外周圍迴繞有高週波加熱線圈30，由於高週波加熱技術是利用高頻交流電在線圈內圍產生電磁的原理加熱，屬於非接觸式加熱方法，因此該高週波加熱線圈30能夠朝向其內圍的凸塊21集中能量加熱，不僅能夠節省能源，還能夠達成快速加熱的要求。

前述的冷卻槽10實施時，其兩側分別設有供冷卻液流通的進水口11及出水口12，可以利用水位高低落差的方式，使冷卻液注入冷卻槽10中或自冷卻槽10中排出。或者，亦可將所述進水口11及出水口12分別連通於一儲存有冷卻液的致冷裝置40，該致冷裝置40設有可分別開啟或關閉進水口11及出水口12的閥門13a、13b以及至少一抽水泵14，當進水口11及出水口12的閥門13a、13b皆開啟時，致冷裝置40的冷卻液注入冷卻槽10中，並通過抽水泵14泵送回致冷裝置40中循環致冷，當進水口11的閥門13a關閉、出水口12的閥門13b開啟時，通過抽水泵14即可將冷卻液自冷卻槽10中抽空，並且泵送回致冷裝置40冷卻。

如第五圖所示，在進行蓄電池的電橋鑄造前，冷卻槽10是處於沒有冷卻液的狀態，此時，先使高週波加熱線圈30導通高頻交流電，令位於高週波加熱線圈30內圍的凸塊21，以及下凹於凸塊21厚度內的模穴22周邊被快速加熱，而且僅需數秒即可加熱到高於鉛的熔點以上的溫度；此時，由模穴22上方澆入熱熔鉛液，可使模穴22內的熱熔鉛液維持液態，之後即可斷開電源使高週波加熱線圈30停止加熱，並且將電池極群101的耳根102向下嵌入模穴22內。

如第六圖所示，當電池極群101的耳根102嵌入模穴22後，旋即在冷卻槽10內注入冷卻液，此時，由於高週波加熱技術屬於非接觸式加熱方法，高週波加熱線圈30內圍與凸塊21外表面之間不必接觸，故當冷卻液注入冷卻槽10後，可以和凸塊21底部的外表面接觸及熱交換，以加大熱交換面積，因此可以讓凸塊21以及模穴22內的熱熔鉛液快速冷卻、固型而形成極群101耳根102上的電橋後進行脫模；脫模後，將冷卻槽10中的冷卻液排空，即可進行下一次的電橋鑄造工序，達成快速加熱及冷卻進而提高生產效率的目的。

值得一提的是，本創作電橋鑄模實施時如第七圖所示，可以視整體鉛酸電池製造系統的需要，在該冷卻槽10上排列設置複數組模塊20，每一模塊20底部的凸塊21可以設置複數個，各凸塊21厚度內的模穴22數量也可以設置多組，使整體電橋鑄模可以同時對多組鉛酸電池極群鑄造電橋，進一步擴充產能。

以上說明及圖示僅係舉例說明本創作之較佳實施例，並非以此侷限本創作。舉凡與本創作之構造、特徵及目的近似或雷同者，均應屬本創作之專利範圍，謹此聲明。

100‧‧‧鉛酸電池
101‧‧‧極群
102‧‧‧耳根
103‧‧‧電橋
200‧‧‧移動式鑄模
201‧‧‧提把
202‧‧‧鉛爐
300‧‧‧固定式鑄模
301‧‧‧電熱片
302‧‧‧通道
10‧‧‧冷卻槽
11‧‧‧進水口
12‧‧‧出水口
13a、13b‧‧‧閥門
14‧‧‧抽水泵
20‧‧‧模塊
21‧‧‧凸塊
22‧‧‧模穴
30‧‧‧高週波加熱線圈
40‧‧‧致冷裝置

第一圖：鉛酸電池的結構示意圖。 第二圖：傳統移動式鑄模的加熱示意圖。 第三圖：傳統固定式鑄模的加熱及冷卻結構示意圖。 第四圖：本創作之結構示意圖。 第五圖：本創作加熱並且將熱熔鉛液注入模塊的動作示意圖。 第六圖：本創作冷卻時的動作示意圖。 第七圖：本創作的實施方式示意圖。

Claims (6)

1. 一種鉛酸電池的電橋鑄模構造，鑄模包含至少一組能夠架設在一冷卻槽上的模塊，該模塊底部向下延伸至少一位於冷卻槽內的凸塊，頂面設置有至少一組下凹到該凸塊厚度內的模穴，且該凸塊外周圍迴繞有高週波加熱線圈，以通過該高週波加熱線圈快速地將其內圍的凸塊及模穴外周圍加熱到鉛的熔點以上的溫度，讓注入模穴的熱熔鉛液能夠維持液態，以供電池極群的耳根向下嵌入模穴；該高週波加熱線圈停止加熱，並且由冷卻槽注入冷卻液後，能使凸塊的底部外表面與冷卻液接觸而加大熱交換面積，進而使熱熔鉛液快速冷卻、固型而形成熔接於極群耳根上的電橋後脫模。
2. 如請求項1所述鉛酸電池的電橋鑄模構造，其中，該冷卻槽設有供冷卻液流通的進水口及出水口。
3. 如請求項2所述鉛酸電池的電橋鑄模構造，其中，該進水口及出水口分別連通於一儲存有冷卻液的致冷裝置，該致冷裝置進一步包括有至少一設置在該進水口或出水口的閥門，以及至少一能夠將冷卻液注入冷卻槽或將冷卻槽內的冷卻液抽空的抽水泵。
4. 如請求項1所述鉛酸電池的電橋鑄模構造，其中，該冷卻槽上排列設置有複數組模塊。
5. 如請求項1所述鉛酸電池的電橋鑄模構造，其中，該模塊的頂面設置有複數組模穴。
6. 如請求項1所述鉛酸電池的電橋鑄模構造，其中，該模塊的底部設有複數個凸塊。