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Verfahren zum Beheizen galvanischer Elemente, insbesondere elektrischer Sammler. Bekanntlieh nimmt die Leistung galvanischer Elemente, insbesondere diejenige elek- trischer Sammler, mit sinkenden Temperaturen stark ab. Dieser Nachteil ist besonders schwerwiegend bei .den Batterien :der im Freien oder in ungeheizten Räumen aufgestellten Kraftfahrzeuge, da :die stark ausge- I.;ühlten Brenäkraftmasch:
inen infolge- der bei niedrigen Temperaturen stark verminderten Zündwilligkeit der Kraftstoffgemische und der erhöhten Zähigkeit des :Schmieröls besonders hohe Anlassleistungen erfordern. Es ist an sich bekannt, dass :durch Anwärmen elektrischer Sammler deren Leistung beträchtlich gesteigert werden kann.
Wie sieh jedoch bei den Versuchen, diese Erkenntnis für das vorgenannte Anwendungsgebiet auszunutzen, herausgestellt hat, :darf :die eTfor- derl2che Wärme nur bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen zugeführt werden, da die Sammlerzellen aus Stoffen geringer Temperatur- bezw. Temperaturwechselbestäm- digkeit, wie Asphaltmassen bezw. dickwandigem Glas oder ähnlichen -Stoffen bestehen, die überdies noch schle:ehte Wärmeleiter sind und daher dem Wärmeübergang einen gro- ssen Widerstand entgegensetzen.
Das Anwärmen nimmt :daher :eine unerwünscht lange Zeit in Anspruch und erfordert unzulässig grosse Wärmemengen.
Bei einer bekannten: Heizeinrichtung sollen :diese Nachteile vermieden werden durch elektrische Heizwiderstände, :die innerhalb der Wandungen des Sammlers angeordnet sind. Diese Massnahme kann jedoch nicht zu dem angestrebten Ziele führen, denn auch bei .dieser Heizeinrichtung russ :der Wärmefluss durch den schlecht wärmeleitenden Baustoff der Wandungen hindurehtreten. Überdies führt diese Anordnung einer Heizein- richtung zu dem weiteren Nachteil, :dass die für :
die Beheizung notwendigen Vorkehrungen schon bei der Herstellung des iSammlers getroffen werden müssen.
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Diese Nachteile werden vermieden, wenn erfindungsgemäss die zum Anwärmen erforderliche Wärme den Zellen über die aus diesen Zellen herausragenden metallischen Leiterteile zugeführt wird. Über diese metallischen Leiter, die einen grossen Wärmeleit- que.rschnitt aufweisen und. .deren Werkstoff ein grosses Wärmeleitvermögen besitzt, kann die Wärme wirksam und schnell dem Zelleninhalt zugeführt werden.
Versuche haben ergeben, dass bei Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung der Innenraum einer aus -20' C abgekühlten schweren Fahrzeugbatterie innerhalb einer halben Stunde auf -[- 15 C erwärmt und damit die Kapazität um etwa 35% gesteigert werden kann.
Eine Einrichtung nach der Erfindunc zur Durchführung des erwähnten Verfahrens besteht darin, dass im Bereiche der aus den Zellen des Sammlers herausragenden metallischen Leiterteile Leitungen zum Heranführen eines Heizmittels angeordnet sind. Die metallischen Leiterteile erden vorteil- hafterweise entweder mit Wä.rmeleitkörpern, die mit Rippen versehen sein können, oder mit vom Heizmittel berührten Kanalwandungen wärmeleitend verbunden. Bei Verwendung gasförmiger Heizmittel, z. B.
Verbrennungsgasen oder Warmluft, kann zwischen den längs zweier gegenüberliegender Seiten- wandungen des Sammlers verlaufenden metallischen Leiterteilen ein Heizmittelkanal angeordnet werden, dessen den Leiterteilen benachbarte Wandungsteile Ausströmöffnungen aufweisen, aus denen das Heizmittel über die wärmeaufnehmenden metallischen Leiterteile strömen und diese Teile erwärmen kann.
Die Leiterteile können jedoch auch mit metallischen Heizmittelkanälen versehen werden, die untereinander durch isolierende Verbin- dungsstücke so verbunden sind, dass ein zusammenhängender Heizmittelweg entsteht, durch den zweclz-mässigerweise eine elektrisch nichtleitende Heizflüssigkeit, z. B. 01, fliesst. Selbstverständlich können die metallischen Leiterteile des Sammlers auch mit elektrischen Heizwiderständen ausgestattet werden.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs- beispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels, Fig. 2 eine Teildarstellung des Ausfüh- rungsbeispiels nach Fig. 1. im :Schnitt; Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungebei- spiel und Fig. 4 einen teilweisen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig.3.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 sind an den die Polköpfe 11 eines Sammlers 10 verbindenden Verbindungsste- gen 12 mit Rippen 13 versehene Wärmeleit- stücke 14 mittels Schrauben 15 angebracht.
Zwischen den in der Nähe der Seitenwände des Sammlergehäuses 1'0 befindlichen Leiterteilen 11 und 12 ist ein zweckmässigerweise aus wärmebeständigem Werkstoff, wie Asbest- zement oder dergl., bestehender Kanal 16 angeordnet, dessen den Leiterteilen benachbarte Wandungen Ausströmöffnungen 17 aufweisen,
aus denen ein von einer Heiz- lampe 18 erzeugtes warmes Verbrennungs- gas-Luftgemisch über die mit den Rippen 13 versehenen Leitstücke 14 strömt. Die von diesen Leitstücken aufgenommene Wärme kann über die stromführenden Leiterteile schnell bis zu den Elektroden vordringen und diese sowie die zwischen ihnen befindliche Sammlerflüssigkeit in kurzer Zeit auf die gewünschte Temperatur erwärmen.
Selbstverständlich können die wärmeaufnehmenden Rippen B auch unmittelbar an den Verbindungsstegen 12 bezw. den Polköpfen 11 angebracht sein. Unter Umständen kann es sich empfehlen, den Kanal 16 so 'breit auszuführen, dass die Polköpfe 11 und die Verbindungsstege 12 in diesen Kanal hineinragen, dessen Unterseite in diesem Fall natürlich diesem Zweck entsprechende Öffnungen aufweisen muss.
Falls die Heizvor- richtung nicht unmittelbar in der Nähe des Sammlers so aufgestellt oder angeordnet werden kann, dass der Auftrieb der erzeugten warmen Gase zur Herbeiführung eines Heiz- mittelstromes ausnutzbar ist, empfiehlt es sich, .in die in diesem Falle zwischen der
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Heizvorrichtung und dem Kanal 16 befindliche Leitung eine Fördervorrichtung in Gestalt eines Ventilators .anzuordnen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 sind an .die Verbindungsstege 12 metallische Wärmeleitstege 19 angeschraubt, mit denen Kanäle 20 verbunden sind. Diese Kanäle sind untereinander durch Schlauchstücke 21 und 22 zu einem zusammenhängenden Heizmittelweg verbunden, der durch einen Rippenheizkörper 23 und eine Umlaufpumpe 24 zu-einem in sich.geschlos- senen Heizmittelkreislauf vervollständigt wird. Der Rippenheizkörper kann durch eine beliebige Wärmequelle beheizt werden.
Im Bedarfsfalle kann an einer Stelle des Heiz= mittelkreislaufes ein bei Heizeinrichtungen dieser Art bekanntes Ausdehnungsgefäss eingeschaltet werden. Die Kanäle 20 können auch mit den Leiterteilen 11 und 12 zu je einer Baueinheit verbunden werden. Um zu vermeiden, dass über die Heizflüssigkeit ein Nebenechluss zustandekommt, empfiehlt es sieh, eine elektrisch nichtleitende Flüssigkeit, beispielsweise 01, als Heizmittel zu verwenden.
Die eingangs bereits erwähnte weitere Möglichkeit, die Polköpfe 11 und bezw. oder die Verhindungsstege 12 mit elektrischen FIeizvorrichtu.ngen zu versehen, bedarf keiner besonderen zeichnerischen Erläuterung.
Durch die vorstehend bes-öhriebenen Einrichtungen wird die Möglichkeit geschaffen, der Sammlerbatterie eines Fahrzeuges vor der Inbetriebnahme ein höheres Leistungs- vermögen zu geben und damit die zum Anlassen. einer stark abgekühlten Brennkraftmaschine erforderliche hohe Leistung sicherzustellen. Nach dem Anlassen können die Heizeinrichtungen in der Regel ausser Betrieb gesetzt werden.
Wird trotzdem eine weitere Wärmezufuhr gewünsoht, so kann hierfür die beim Betriebe der Brennkraft- maschine anfallende Wärme herangezogen werden; beispielsweise kann in den Heiz- kanal 16 unter Ausnutzung der Wärme der Auspuffgase oder des Motorkü hlwassens erzeugte Warmluft eingeleitet werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 kann der Heizmittelkreislauf in den Schmiermittel- kreislauf der Brennkraftmaschine eingeschaltet werden. Bei elektrischen Heizvorrichtun- gen kann der für das Aufladen der Batterie nicht mehr benötigte Strom der Lichtma- schine verwendet werden.
Die hierfür gegebenenfalls erforderlichen Schaltvorrichtungen, Idas heisst Klappen, Ventile oder Stromschalter können von Hand oder durch selbsttätige, beispielsweise von der Temperatur ,des Sammlers oder .durch den Ladestromschalter beeinflusste Steuervorrichtungen an sich bekannter Art betätigt werden.
Da der Sammler ein beträohtliches Wärmespeicherungs- vermö.gen besitzt, wird bei Verwendung der betriebsmässig anfallenden Überschusswärme- mengen der Vorteil gewonnen, dass der Sammler auch während der Betriebsunterbre- ohungen eine beachtliche Kapazität behält, und dass daher das Anheizen vor einer erneuten Inbetriebnahme weniger Zeit und Wärmeenergie erfordert bezw. gegebenenfalls ganz erspart weiden kann.
Zu berücksichtigen ist hierbei jedoch, dass schon durch den nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine dem Sammler zugeführten. Ladestrom eine Erwärmung stattfindet. Es kann daher zweckmässig sein, für eine zusItzliche Abführung der beim Aufladen entstehenden Wärmemengen Sorge :
zu tragen. Dies kann dadurch geschelhen, dass während des Ladevorganges durch die Kanäle 1,6 Kühlluft eingeleitet bezw. die durch die Kanäle 20 strömende Flüssigkeit .in einem in den Kreislauf einschaltbaren, einem Kühlluftstrom ausgesetzten Wärmeaus@tauscher abgekühlt wird. Auch die hierzu erforderlichen Umsehaltvorrichtungen können in der vorstehend angegebenen Weise von Hand oder selbsttätig auf thermostatischem Wege oder durch den La.destromschalter betätigt werden..
Falls :der Sammler nach dem Anwärmen sowohl durch eine im Betrieb freiwerdende Wärmequelle beheizt, als aueh durch Küh- lung vor einer unzuläfisig hohen Erwärmung während. des Ladevorganges bewahrt werden soll, so können die Heiz- und Kühlvorgänge
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jeweils durch eine einzige als Mehrwegklappe oder -ventil ausgestaltete Umsehaltvorrieh- tung so- gesteuert werden,
dass die Kühlmittelwege während des Stillstandes der Brenn- kra.ftmaschine geschlossen ,sind und dadurch die Auskühlung des Sammlers erschwert wird.
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Method for heating galvanic elements, in particular electrical collectors. It is known that the output of galvanic elements, in particular that of electrical collectors, decreases sharply with falling temperatures. This disadvantage is particularly serious in the case of the batteries: of the motor vehicles set up outdoors or in unheated rooms, because: the strongly cooled I.; ühlten Brenäkraftmasch:
Due to the greatly reduced ignitability of the fuel mixtures at low temperatures and the increased viscosity of the lubricating oil, particularly high starting powers are required. It is known that: by heating electrical collectors, their performance can be increased considerably.
However, as you can see in the attempts to use this knowledge for the above-mentioned field of application, it has been shown that: may: the required heat only be supplied at relatively low temperatures, since the collector cells are made of materials at low temperatures or. Resistance to temperature changes, such as asphalt masses or thick-walled glass or similar materials, which are also poor heat conductors and therefore offer great resistance to heat transfer.
The heating takes: therefore: an undesirably long time and requires inadmissibly large amounts of heat.
In a known: heating device: these disadvantages are to be avoided by electrical heating resistors: which are arranged within the walls of the collector. However, this measure cannot lead to the desired goal, because even with this heating device so: the heat flow through the poorly heat-conducting building material of the walls. In addition, this arrangement of a heating device leads to the further disadvantage that:
The necessary precautions for heating must be taken during the manufacture of the iSammler.
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These disadvantages are avoided if, according to the invention, the heat required for heating is supplied to the cells via the metallic conductor parts protruding from these cells. About these metallic conductors, which have a large heat conduction cross section and. .whose material has a high thermal conductivity, the heat can be efficiently and quickly supplied to the cell contents.
Tests have shown that when the method according to the invention is used, the interior of a heavy vehicle battery cooled from -20 ° C can be heated to - [- 15 ° C within half an hour and thus the capacity can be increased by about 35%.
A device according to the invention for carrying out the mentioned method consists in that lines for feeding a heating medium are arranged in the area of the metallic conductor parts protruding from the cells of the collector. The metallic conductor parts are advantageously grounded either with heat conducting bodies, which can be provided with ribs, or connected in a thermally conductive manner to duct walls that are in contact with the heating means. When using gaseous heating media, e.g. B.
Combustion gases or warm air, a heating medium channel can be arranged between the two opposite side walls of the collector running along two opposite side walls of the collector, the wall parts of which are adjacent to the conductor parts have outflow openings from which the heating medium can flow over the heat-absorbing metallic conductor parts and heat these parts.
The conductor parts can, however, also be provided with metallic heating medium ducts, which are connected to one another by insulating connecting pieces in such a way that a coherent heating medium path is created through which an electrically non-conductive heating fluid, e.g. B. 01, flows. Of course, the metal conductor parts of the collector can also be equipped with electrical heating resistors.
In the drawing, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown, namely: FIG. 1 shows a perspective view of an exemplary embodiment, FIG. 2 shows a partial representation of the exemplary embodiment according to FIG. 1 in: section; FIG. 3 shows another embodiment example and FIG. 4 shows a partial section along line IV-IV in FIG.
In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, heat conducting pieces 14 provided with ribs 13 are attached by means of screws 15 to the connecting webs 12 connecting the pole heads 11 of a collector 10.
Between the conductor parts 11 and 12 located in the vicinity of the side walls of the collector housing 1'0, a channel 16, expediently made of heat-resistant material, such as asbestos cement or the like, is arranged, the walls of which, adjacent to the conductor parts, have outflow openings 17,
from which a warm combustion gas-air mixture generated by a heating lamp 18 flows over the guide pieces 14 provided with the ribs 13. The heat absorbed by these conducting pieces can quickly penetrate the current-carrying conductor parts to the electrodes and heat them and the collector fluid located between them to the desired temperature in a short time.
Of course, the heat-absorbing ribs B can also directly on the connecting webs 12 respectively. the pole heads 11 be attached. Under certain circumstances it may be advisable to make the channel 16 so wide that the pole heads 11 and the connecting webs 12 protrude into this channel, the underside of which in this case must of course have openings corresponding to this purpose.
If the heating device cannot be set up or arranged in the immediate vicinity of the collector in such a way that the buoyancy of the warm gases generated can be used to bring about a flow of heating medium, it is recommended that in this case between the
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Heating device and the conduit 16 located a conveying device in the form of a fan .anzuorder.
In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, metallic heat conducting webs 19 are screwed to .die connecting webs 12, with which channels 20 are connected. These channels are connected to one another by hose pieces 21 and 22 to form a coherent heating medium path, which is completed by a ribbed heating element 23 and a circulation pump 24 to form a closed heating medium circuit. The ribbed heater can be heated by any heat source.
If necessary, an expansion vessel known from heating devices of this type can be switched on at one point in the heating medium circuit. The channels 20 can also be connected to the conductor parts 11 and 12 to form one structural unit each. In order to avoid a bypass flow through the heating fluid, it is recommended to use an electrically non-conductive fluid, for example 01, as the heating medium.
The aforementioned further possibility, the pole heads 11 and BEZW. or to provide the prevention webs 12 with electrical heating devices does not require any special graphic explanation.
The facilities described above make it possible to give the collector battery of a vehicle a higher level of performance before it is put into operation, and thus the ability to start it. a greatly cooled internal combustion engine to ensure high performance required. After starting, the heating devices can usually be put out of operation.
If, despite this, a further supply of heat is desired, the heat generated during operation of the internal combustion engine can be used; For example, hot air generated using the heat of the exhaust gases or the engine cooling water can be introduced into the heating duct 16.
In the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4, the heating medium circuit can be switched into the lubricant circuit of the internal combustion engine. In the case of electrical heating devices, the power from the alternator that is no longer required to charge the battery can be used.
The switching devices that may be required for this, i.e. flaps, valves or power switches, can be operated by hand or by automatic control devices of a known type, for example influenced by the temperature, of the collector or by the charging current switch.
Since the collector has a considerable heat storage capacity, the advantage of using the surplus heat generated during operation is that the collector retains a considerable capacity even during operational interruptions, and that therefore heating up before restarting takes less time and heat energy requires respectively. can graze completely spared if necessary.
It must be taken into account here, however, that the accumulator already supplied to the collector after starting the internal combustion engine. Charging current heating takes place. It can therefore be useful to ensure additional dissipation of the amount of heat generated during charging:
to wear. This can happen that during the charging process, cooling air is introduced respectively through the channels 1.6. the liquid flowing through the channels 20 is cooled in a heat exchanger which can be switched into the circuit and is exposed to a flow of cooling air. The switching devices required for this can also be operated in the manner indicated above by hand or automatically by thermostatic means or by the charging current switch.
If: the collector is heated after heating by a heat source released during operation as well as by cooling before an inadmissibly high temperature rise during. the charging process is to be preserved, the heating and cooling processes can
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are each controlled by a single switchover device designed as a multi-way flap or valve,
that the coolant paths are closed while the internal combustion engine is at a standstill, which makes it difficult for the collector to cool down.