Brevet FR2559309A1 — publié le 19850809

STATION DE CHARGE POUR BATTERIE DE TRACTION, AVEC REMPLISSAGE A RAS BORD INDIVIDUEL OU MULTIPLE CENTRALISE, ET DRAINAGE COMPLET DES GAZ DE CHARGE. On sait que les batteries d'accumulateurs électriques, qui alimentent les chariots transporteurs ou élévateurs ou n'importe quel véhicule électrique automone, doivent être rechargées à chaque épuisement de l'énergie électrochimique stockée et utilisée comme énergie mécanique de traction. La recharge a toujours lieu avec un rendement inférieur à l'unité, avec une électrolyse importante de l'eau et une consommation d'eau, soit par décomposition électrolytique, soit par évaporation ou entraînement par les gaz qui se dégagent. On sait aussi que l'électrolyte des batteries doit conserver un niveau et une densité corrects pour assurer un bon fonc- tionnement et une bonne durée. On sait aussi que les gaz, qui prennent naissance en consé- quence de la perte de rendement, surtout en fin de charge et en surcharge, sont l'hydrogène et l'oxygène et que leur mélange, ou le mélange d'hydrogène et d'air, sont hautement explosifs. -2 - Pour toutes ces raisons, dans la maintenance des batteries de traction, les deux opérations de remplissage à ras bord avec de l'eau distillée et d'élimination des gaz explosifs du local sont nécessaires. Pour le remplissage à ras bord, on effectue des opérations manuelles et par élément individuel, rencontrant donc des difficultés considérables, aussi bien au plan technique qu'économique. Dans ce but, on a réalisé de nombreux systèmes de remplissa- ge automatique à ras bord avec interventions mécaniques, pneumatiques ou physiques. En particulier, on a développé des remplisseurs automatiques à ras bord exploitant l'effet de commande de la tension superficielle de l'eau tombant de trous calibrés, soit en légère dépression, soit en légère pression. C'est là, en particulier, le système revendiqué dans le brevet italien No 23228 A/82 et dans le modèle d'utilité italien No 22849 B/82, au nom de la déposante, o, en plus de la mesure de remplissage élément par élément, on a réali- sé la connexion entre les différents éléments de manière que le service de remplissage à ras bord devienne automatique et centralisé à travers un ou plusieurs conduits, munis à l'extrémité de dispositifs de sécurité anti-explosion à mettre en service une fois la charge terminée. Quand le remplissage automatique centralisé à ras bord a lieu en légère dépression, il faut aussi protéger les appareils aspirants de l'accumulation de gaz explosifs. Toutefois, d'une manière générale, tous les systèmes protè- gent les batteries, qui constituent la source de risque maximum, mais admettent dans le local des gaz qui peuvent créer des mélanges explosifs. Pour cela, il faut améliorer 255930Y -3- le local o a lieu la charge, pour éviter l'amorçage d'explosions à l'extérieur de la batterie elle-même. Dans ce but, on prévoit des normes qui exigent une ventila- tion minimale à réaliser dans les milieux de recharge. Par exemple, la norme CEI 21.5, édition 1969, impose, à la section 2.5.2.03, que "la quantité d'air à rechanger conti- nuellement dans un local pour accumulateurs pendant la charge, afin d'éviter le danger de la formation de mélanges détonants d'hydrogène et d'oxygène, doit être calculée avec la formule suivante: p=I n s o P = débit en m3/minute d'air, I = courant de charge en ampères, n = nombre des éléments, s = coefficient de sécu- rité que l'on suppose égal à 5 pour des locaux normaux et égal à 10 dans des locaux spéciaux. Tout cela présuppose une distribution régulière de l'hydro- gène dans le local à améliorer et l'efficacité des ventila- tions pendant la charge. Ces deux conditions pourraient ne pas être observées en prenant un risque important. En outre, la retombée de quan- tités minimum d'acide sulfurique portées en aérosol par les gaz eux-mêmes en aval des dispositifs filtrants, entraînent dans le local des batteries des risques considérables de corrosion, qui ont souvent conduit à un avis négatif en ce qui concerne l'emploi de chariots électriques, en faveur des chariots à traction diesel et ce, à l'encontre de toute considération scientifique réelle, car on craint moins le gaz carbonique ou l'oxyde de carbone que l'anhydride sulfu- rique. Pour rendre plus sûr le service des batteries des véhicules électriques, en particulier des chariots transporteurs ou élévateurs, la présente invention propose de réunir en un -4- seul complexe le dispositif de remplissage centralisé à ras bord, particulièrement une alimentation par gravité avec réglage à effet de commande tensio-actif avec un dispositif de drainage immédiat des gaz de charge sur chaque élément en se servant des mêmes canaux d'alimentation de l'eau de remplissage à ras bord. On connaissait déjà des équipements d'aspiration indivi- duelle sur des éléments pour traction sous-marine pour la construction des batteries pour sous-marins, dans lesquels on drainait les gaz de charge avec une quantité déterminée d'air supplémentaire, afin d'effectuer un lavage correct de tous les éléments. Dans la présente invention, le drainage des gaz peut avoir lieu directement à partir des deux extré- mités des canaux de l'eau distillée, en les diluant dans l'air d'aspiration en amont de la même extrémité. Il est également possible de réaliser le drainage avec une dilution partielle en faisant parcourir le canal d'alimenta- tion par un petit courant de ventilation avec entrée par une extrémité et sortie par l'extrémité opposée vers le disposi- tif de ventilation. Le choix du système dépend principalement des dimensions de la batterie, car le système de dilution à travers les éléments provoque une évaporation légèrement supérieure de l'eau, mais, précisément grâce à celle-ci, il garantit un refroidissement supérieur de la batterie, surtout pour les batteries de grandes dimensions. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après. Au dessin annexé: La figure 1 représente, en élévation schématisée, un dispositif pour le remplissage à ras bord et le drainage de quatre chariots; -5- La figure 2 représente le même dispositif vu en plan; La figure 3 est une vue transversale du dispositif branché en phase d'aspiration et de drainage; La figure 4 est une vue transversale du dispositif branché en phase de remplissage à ras bord; et La figure 5 représente une variante du système de remplissage à ras bord, avec branchement direct au - réseau hydraulique. Comme on le voit dans les figures 1 et 2, la station de charge selon l'invention comprend un dispositif de remplis- sage à ras bord 1 et un dispositif de ventilation 2 en général placés et soutenus contre une paroi 3, la station de charge étant naturellement munie de redresseurs appropriés qui ne sont pas représentés en détail, car ils sont déjà connus et sans rapport avec l'invention. Dans les figures 1 et 2 sont représentés, à titre d'exemple, quatre chariots qui, au terme de leur service, ont été conduits sous la station de charge, mais leur nombre n'a pas d'influence sur l'invention et peut aller du poste indivi- duel à un multiple quelconque. L'équipement de remplissage à ras bord et l'équipement de ventilation se terminent par leurs dérivations à une cote légèrement supérieure à la cote habituelle des chariots à charger, et les éléments flexibles de jonction absorbent les petites variations de cote d'un type à l'autre. Dans la figure 1 et dans la figure 4, on voit de toute façon l'équipement de remplissage à ras bord constitué par une canalisation horizontale 4 à la cote d'environ 400-700 mm. au-dessus de la hauteur maximale de la batterie, reliée à un réservoir d'alimentation 5, muni d'un flotteur permettant le rappel de l'eau de remplissage à ras bord du réservoir de réserve 6, constituant l'unité d'alimentation A. En variante de ce système à autonomie réduite, on peut appliquer, au lieu de A, un dispositif d'alimentation conti- nu A' relié avec le réseau hydraulique (comme on ie voit à la figure 5), dans lequel le réservoir d'alimentation 5 est relié au moyen de la tour de déminéralisation 7 renouvelable à la conduite du réseau d'eau potable 8. De toute fagon, avec l'un des dispositifs décrits, on four- nit de l'eau distillée ou déminéralisée au conduit horizon- tal 4, duquel partent un grand nombre de tubes 9 munis de robinets 10 et de raccords rapides complémentaires de ceux qui sont installés à une extrémité de la tubulure de la batterie. Une deuxième extrémité de la tubulure elle-même va s'enclen- cher dans une deuxième série de tubes 11 reliés avec un tube de purge 12, qui monte à un niveau supérieur à celui du réservoir 5. Quand, de préférence, au terme de la charge, on relie de la manière susdite le circuit et on ouvre les robinets 10, une légère pression pousse l'eau elle-même à entrer dans les batteries jusqu'à ce que les mécanismes, de préférence à effet de commande à tension superficielle, selon le brevet cité, déterminent le remplissage à ras bord correct et général des éléments. Dans la phase, non plus de remplissage, mais de charge ou de maintenance, les batteries sont reliées électriquement aux redresseurs 20 à travers les câbles habituels 21 débitant les courants de charge appropriés. Il est cependant indis- pensable que, avant la fermeture des interrupteurs, les tubes de canalisation des batteries soient reliés aux équi- pements d'aspiration 2, voir figures 1, 2 et 3. L'équipement d'aspiration 2 doté d'un ventilateur anti- acide et anti-déflagrant 30, commandé par un dispositif de commande qui n'est pas représenté ici et dont la fermeture -7- est indispensable pour fournir la tension aux redresseurs, est en mesure d'absorber, à travers les tubulures en matière anti-acide 31 et les différentes descentes 32 avec les flexibles 33, l'air correspondant à la ventilation prescrite par les normes de sécurité citées. Les descentes 32, d'habi- tude une toutes les deux batteries, sont reliées au moyen des flexibles 33 avec les prises rapides habituelles, aux extrémités des canaux 13 d'alimentation et de remplissage à ras bord des batteries; par conséquent, tous les gaz dégagés dans les éléments sont aspirés dans les tubulures 31 par le ventilateur 30. Pour ne pas créer de dépressions excessives, chaque descente est ouverte en 34 avec un trou calibré, qui maintient la dépression dans une limite non supérieure à 0,1 Kg/cm2. En variante, quand on veut améliorer le refroidissement de la batterie, on peut relier seulement une extrémité des tubes 13 et 33, laissant la deuxième extrémité du tube 13 munie du filtre anti-explosion. De cette manière, à travers cette extrémité libre, on aspire de l'air à travers les éléments, drainant ainsi les gaz de charge mélangés à celui-ci. D'après la description qui précède, il est clair qu'une station de charge, conforme à l'invention, assure en même temps, sans dispersion d'acide ou d'eau, le remplissage à ras bord parfait de tous les éléments de toutes les batte- ries et, sans aucune dispersion de gaz ou de brouillards acides dans le local, le drainage de tout ce qui représente un risque d'explosion ou de pollution. Le système d'automatisation du remplissage à ras bord décrit, par effet de commande de la tension superficielle de l'eau, est le préféré, mais pourrait être remplacé par tout autre dispositif connu. 8- Revendications de brevet 1. Station de charge, principalement pour batteries de traction, caractérisée en ce qu'elle est munie, à proximité de l'équi- pement de redressement, d'un double dispositif de remplissa- ge à ras bord (1) de l'eau distillée et d'aspiration (2) des gaz développés pendant la charge ou au repos, à travers la canalisation qui relie entre eux les dispositifs de contrôle automatique du niveau centralisé. 2. Station de charge selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de remplissage à ras bord est constitué par un canal de distribution (4) avec une pluralité de descentes (9) correspondant au nombre des batteries, chacune munie de raccords automatiques à une extrémité pour la canalisation susdite et, à une deuxième extrémité, avec une pluralité de tubes de vidange et de niveau, le niveau étant déterminé par un réservoir d'alimen- tation (5) à flotteur en aval d'un réservoir de réserve (6) ou d'un dépurateur déminéralisateur directement relié au réseau. 3. Station de charge selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'équipement de drainage des gaz de charge dérive directement de la batterie au moyen de l'introduction de plusieurs descentes avec liaisons flexi- bles raccordables à une ou aux deux extrémités de la canali- sation qui relie les dispositifs de contrôle automatique du niveau, la deuxième extrémité libre de cette canalisation étant munie d'un filtre anti-explosion. 4. Station de charge selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la tension aux redresseurs est donnée seulement après la fermeture du circuit d'alimenta- tion de l'aspiration. - 9 - 5. Station de charge selon la revendication 1, caractérisée par le fait que cette aspiration garantit un débit nécessaire selon la norme CEI pour la protection du local et que les extrémités au bas de l'aspiration restent ouvertes de manière à maintenir une dépression comprise entre 0,01 et 0,1 Kg/cm2 à l'intérieur de la batterie.