CS262656B2 - Battery charger for regenerative battery charging,particularly of dry batteries - Google Patents

Description

Vynález se týká nabíječky pro regenerativní nabíjení baterií, zvláště suchých baterií.

I v odborných kruzích převládá dodnes, názor, že běžné suché baterie nelze regenerovat, to znamená, že je nelze znovu nabít. Tento názor byl opodstatněn jen dokud nebyly uvedeny na trh přístroje osazené polovodiči a napájené ze suchých baterií, zvláště přenosné kufříkové a kapesní rádiové přijímače, magnetofony a podobné přístroje hromadné spotřeby. Tyto přístroje mají zpravidla velmi nízkou proudovou spotřebu 10 až 25 mA. Důkladně provedené a vyhodnocené pokusy prokázaly, že suché baterie použité v uvedených přístrojích lze při dodržení určitých mezních podmínek hospodárně regenerovat dobíjením, zvláště pro prodloužení jejich životnosti. Pro ostatní oblasti použití suchých baterií, zvláště pro baterie, kterých se používá v přístrojích se spotřebou mezi 0,1 až 0,3 A — zvláště v osvětlovacích zařízeních — platí i nadále názor, že takovéto baterie nelze hospodárně dobíjet.

Jsou již známy nabíječky pro nabíjení, zvláště niklkadmiových akumulátorů (NC) a akumulátorů podobných typů. Tyto běžně prodávané nabíječky jsou však relativně drahé. Akumulátory samy jsou relativně nákladné. Tyto známé nabíječky nejsou zpravidla vhodné pro regenerativní nabíjení, to znamená к dobíjení suchých baterií, neboť baterie poškozují a jejich použití může vést i к explozi suchých baterií. Na toto nebezpečí se zpravidla upozorňuje v návodech na použití u známých typů nabíječek.

Do známých náročných malých přístrojů výše uvedených typů, které lze provozovat jak z baterií, tak i ze sítě, jsou již různými výrobci pro regeneraci použitých suchých baterií vestavovány dobíječky. Tyto nabíječky však pracují s vestavěným transformátorem, jsou proto nákladné a zařízení v provedení jako samostatný přístroj určený pro nabíjení nejsou dosud na trhu.

Cílem vynálezu je vývoj nabíječky, vhodné zvláště pro regenerativní dobíjení, případně nabíjení suchých baterií, která je vhodná pro výrobu ve velkých sériích s malými náklady, která zároveň splňuje požadavky na ochranu před dotykem nebezpečného napětí a je vybavena bezpečnostním Zařízením.

Vynález vychází z poznatku, že nabíječky určené pro regeneraci suchých baterií lze sestavit i bez použití transformátoru pouze pomocí sériového zapojení prvků na omezení a usměrnění proudu, je-li dostatečně postaráno o to, aby nemohlo dojít к dotyku neizolovaných kovových částí přístroje pod napětím. I když se pro regenerativní dobíjení podle typu baterie používá proudu 1 až 7 mA, který je pro lidský organismus neškodný, mají silně vybité suché baterie nebo baterie s poškozeným kovovým obalem vůči zemnímu vodiči potenciál 110 až 150 voltů. Je proto třeba s nejvyšší pečlivostí provést taková konstrukční opatření, která znemožňují úmyslný nebo neúmyslný dotyk jakékoliv kovové neizolované části přístroje, který je při regeneraci suchých baterií pod napětím.

Shora uvedená nabíječka obsahuje pouzdro, vytvořené z izolačního materiálu ve tvaru normalizované dvoupólové vidlicové zástrčky pro připojení do sítě, elektrické zapojení pro omezení a usměrnění proudu a dutinu s alespoň částečně pružnými kontaktními svorkami pro nejméně jednu vyměnitelnou zásuvnou baterii, přičemž pouzdro je opatřeno uzavíracím krytem, umístěným u vstupního otvoru do dutiny.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že elektrické zapojení pro omezení a usměrnění proudu je tvořeno sériovým zapojením alespoň jednoho ohmického odporu a jedné diody nebo skupiny diod. Sériové zapojení je sériově spojeno se suchou baterií, popřípadě bateriemi, určenými к regenerování, a vstupní otvor dutiny v pouzdru je při zapojení nabíječky na síť střídavého napětí uzavíracím krytem trvale zcela uzavřený.

Ohmický odpor elektrického zapojení omezující proud je rozdělen nejméně ve dva odpory, přičemž nejméně jeden dílčí odpor je přímo spojen s jednotlivými svorkami pro přívod síťového napětí.

Mezi svorkami vidlicové zástrčky pro přívod síťového napětí a elektrickým zapojením pro omezení a usměrnění elektrického proudu je vložen mechanicky ovládaný dvoupólový koncový vypínač.

Uzavírací kryt je výkyvný mezi koncovými polohami, přičemž vstupní otvor dutiny je v jedné z koncových poloh uzavíracího krytu zcela zakryt.

Uzavírací kryt je otočný kolem čepu, umístěného mezi koncovými polohami uzavíracího krytu.

Pouzdro nabíječky podle vynálezu, popřípadě prostor uvnitř nabíječky může být například uzpůsoben pro umístění 9 V suché baterie, ploché baterie s jmenovitým napětím 4,5 V nebo pro současné umístění a tím i současné regenerativní nabíjení dvou až čtyř kusů kulatých baterií typu T6, R12, R14 nebo R20. Regenerativní nabíjení se provádí podle typu baterie, nejlépe proudem 1 až 7 mA, který je možno vytvořit například pomocí sériového zapojení dvou ohmických odporů 5 až 40 klloohm s příkonem 0,25 až 0,5 W a 1 až 4 kusů diod. Provedené pokusy ukázaly, že běžně používané suché baterie, které například v kapesních rádiích jsou zatěžovány spotřebou 10 až 20 mA, je možno tímto způsobem, a sice se stále klesající životností po každém nabití, pět- až osmkrát regenerovat, to jest dobít. Po prvním regenerativním nabití po dobu 8 až 10 hodin je možno suchou baterii opět vybíjet proudem 10 až 20 mA po dobu přes 6 hodin. Životnost regenerované baterie

В

282858 může být po šesti- až osminásobné regeneraci vždy po dobu 8 až 10 hodin ještě 1 až 3 hodiny.

Výsledek regenerace, to znamená regenerativního nabíjení, závisí ve velké míře na stavu baterie, zvláště na tom, zdali je čerstvá. Příliš staré, téměř úplně vybité a opotřebované baterie není možno samozřejmě s úspěchem regenerovat. Podle zkušenosti je možno životnost 9V suché baterie vybíjené přes odpor 900 ohmů s životností 20 hodin prodloužit s trochou námahy a nepatrnou proudovou spotřebou na dvoj- až trojnásobek.

Hlavní výhoda nabíječky uspořádané podle vynálezu spočívá v tom, že kromě příznivých ekonomických ukazatelů a nízké ceny splňuje všechny bezpečnostní předpisy a požadavky. Konstrukčním uspořádáním je zajištěno, že i při prasknutí nebo poškození pouzdra neproteče lidským tělem při dotyku části pod napětím větší proud než 3 až 5 mA.

Vynález je blíže popsán na několika vhodných příkladech provedení podle přiložených výkresů, kde znázorňuje obr. 1 první příklad provedení nabíječky podle vynálezu v řezu podle roviny I—I na obr. 2; obr. 2 čelní pohled na nabíječku podle obr. 1; obr. 3 druhý příklad provedení nabíječky podle vynálezu v řezu podél roviny III—III na obr. 4; obr. 4 čelní pohled na nabíječku podle obr. 3; obr. 5 boční pohled na třetí provedení nabíječky podle vynálezu, obr. 6 čelní pohled na nabíječku podle obr. 5, obr. 7 podélný řez rovinou VII—VII na obr. 6 pro· nabíječku podle obr. 5 nebo obr. 6 podle vynálezu, ve které je použito výkyvného krytu pouzdra, který je na obrázku znázorněn v otevřené poloze vhodné pro výměnu baterií; obr. 8 prostorově čtvrtý příklad provedení nabíječky podle vynálezu a obr. 9 prostorové uspořádání nabíječky podle obr. 8, ve které je víko pouzdra ve své druhé otevřené poloze vhodné· pro výměnu baterií.

Příklad provedení nabíječky podle vynálezu uvedený na obr. 1 a obr. 2 je určen pro občasné regenerativní nabíjení jediné 9 V suché baterie typu 6F22. Z obr. 1 je zřejmé, že pouzdro 1 nabíječky vyrobené z izolační hmoty je opatřeno vnitřním prostorem přístupným vstupním otvorem 11 sloužícím pro vkládání, popřípadě vyjímání baterie určené к regenerování, popřípadě již regenerované uvedeného typu. Na spodní straně dutiny 13 jsou svorky 30a a 30b sloužící к připojení pólových vývodů odpovídající konstrukce suché baterie uvedeného typu. Dobíječka je připojitelná síťovými přívody 21 a 22, které tvoří dohromady síťovou zástrčku 2, к síti střídavého napětí tak, že zástrčka 2 je jednoduše zasunuta do zásuvky.

Jako prvky sloužící pro omezení proudu a usměrnění proudu obsahuje nabíječka ohmický odpor 31 rozdělený nejméně na dva odpory, přičemž alespoň jeden dílčí odpor je přímo spojen s jednotlivými svorkami 21 a 22 jakož i s uvedenými odpory do série zapojenou diodu 32. Z řezu nabíječky uvedeného na obr. 2 je zřejmé, že svorky 21 a 22 pro připojení síťového napětí vyčnívají z v podstatě rovné stěny 10 pouzdra 1 a v téže stěně 10 je neuzavřený vstupní otvor 11 vnitřní dutiny 13. Tímto konstrukčním uspořádáním nabíječky podle vynálezu Je výměna baterie určené к regeneraci možná jen v poloze, kdy je nabíječka odpojena od sítě. Přístup do vnitřní dutiny 13 a tím i dotek kontaktních ploch 30a, 30b nebo vložené suché baterie není v žádném případě možný pod napětím. Nachází-li se totiž nabíječka v poloze, kdy je zastrčena do síťové zásuvky, pak je vstupní otvor 11 prakticky uzavřen, čímž je dosaženo požadované výše popsané ochrany proti dotyku části pod napětím.

Na obr. 3 a 4 jsou znázorněna jiná provedení nabíječky podle vynálezu, která v uvedeném konkrétním případě slouží к současnému regenerativnímu nabíjení dvou tužkových suchých baterií typu R14. U tohoto provedení je použito funkčně stejných dílů jako u provedení předchozího, je použito i obdobného označení, jako u příkladu provedení podle obr. 1 a 2. Protože jak známo mají suché baterie typu R14 póly na navzájem odvrácených dnech, má baterie tvar válce a vstupní otvor 11 vnitřní dutiny 13 se uzavírá víkem 12, ve kterém jsou současně kontakty pro propojení baterií v provozním stavu. I v tomto případě platí, že zásah do vnitřní dutiny 13 pouzdra 1 a tím i dotyk neizolovaných částí pod napětím přístroje není možný ve stavu, kdy je přístroj připojen к síti.

Na obr. 5 až 7 je znázorněno další provedení přístroje podle vynálezu, které se od výše uvedených příkladů provedení liší. Uvedený konkrétní příklad provedení je vhodný pro občasnou možnou regeneraci, to jest pro regenerativní nabíjení jediné devítivoltové suché baterie typu ’6F22. Svorky 21, 22 pro přívod síťového napětí jsou vytvořeny ve formě síťové zástrčky 2, která je opatřena prodlouženým distančním kusem 20, takže zástrčka 2 je použitelná téměř pro každou zásuvku používanou v Evropě, tedy i takovou, u níž je použito ochranného kontaktu zapuštěného do zásuvky. Distanční kus 20 je samozřejmě vytvořen z elektricky nevodivé izolační látky a může být vytvořen společně s pouzdrem 1 ze stejného materiálu jako jediný kus. Pouzdro 1 nabíječky je zde opatřeno uzavíracím krytem 14, který se otáčí kolem čepu 15 mezi první a druhou krajní polohou.

Z řezu podle obr. 7 je zřejmé, že ve vyklopené druhé poloze krytu 14 je volně přístupná vnitřní dutina 13 přístroje, určená pro umístění regenerované suché baterie, přístup do této dutiny 13 je vstupním otvo8 rem 11 a slouží pro vkládání nebo vyjímání baterií V této poloze krytu však nemohou být svorky 21, 22 síťové zástrčky 2 zavedeny do síťové zásuvky, protože tomu brání uzavírací kryt 14 ve své druhé vyklopené poloze. Tak je dosaženo toho, že neizolované části, které v provozu vedou proud, jsou přístupné pouze v tomto stavu přístroje. kdy není připojen к rozvodu síťového napětí a na těchto dílech tedy nemůže být žádné napětí. Po vložení suchých baterií, které je třeba regenerovat, do vnitrní dutiny 13, se překlopí uzavírací kryt 14 do své uzavřené první polohy a nabíječku lze připojit к síti zasunutím zástrčky 2, například do zásuvky síťového napětí umístěné na stěně. Přitom je však vnitrní dutina 13 zcela uzavřena uzavíracím krytem 14 a nebezpečí úrazu je tak zcela zabráněno.

Na obr. 8 a 9 je znázorněn další příklad provedení nabíječky podle vynálezu, která v uvedeném případě slouží к současné regeneraci čtyř tužkových suchých baterií typu R6. Svorky 21, 22 pro připojení síťového napětí spojené se zástrčkou 2 jsou i zde opatřeny distančním kusem 20, čímž je. umožněno použití přístroje prakticky pro každou běžnou normalizovanou zásuvku s ochranným kontaktem. Pouzdro 1 nabíječky je zde opatřeno uzavíracím krytem 14, výkyvným mezi dvěma určitými konečnými polohami, který ve své otevřené druhé konečné poloze umožňuje volné vkládání, popřípadě lehké vyjímání suchých baterií vstupním otvorem 11. V tomto stavu jsou sice přístupné svorky 30a, 30b, 30c pro připojení baterií, které nejsou na obrázku viditelné, avšak nabíjčku není možno v této konečné poloze uzavíracího krytu 14 připojit к síti. Takovým konstrukčním uspořádáním je u nabíječky podle vynálezu zabez pečeno splnění všech bezpečnostních požadavků. Přístroj je možno zasunout do zásuvky, to znamená uvést do stavu, v němž jsou vnitřní díly pod napětím, jedině tehdy, je-li uzavírací kryt 1'4 ve své uzavřené první konečné poloze. V tomto stavu však je vstupní otvor 11 vnitřní dutiny 13 zcela zakryt uzavíracím krytem a není možno dosáhnout vnitřní dutiny 13 a dotknout se vodivých částí pod napětím, takže i v tomto případě je v provozním stavu nabíječky dosaženo největší možné bezpečnosti přístroje.

Jako elektrické zapojení sloužící pro omezení z usměrnění proudu obsahuje nabíječka v každém případě sériové zapojení alespoň jednoho· ohmického odporu a jedné diody 32 nebo skupiny diod, které jsou zapojeny do série s regenerovanou suchou baterií a v sérii pak jsou připojeny na svorky 21, 22 pro přívod síťového napětí. Nabíječka podle vynálezu tedy může být opatřena i vypínacím prvkem, s výhodou mechanicky ovládaným vypínačem, který má kontakty umístěny v bezprostřední blízkosti svorek 21, 22 pro připojení síťového napětí. Takovýmto prvkem, lze dosáhnout, že elektrické prvky mohou být trvale a okamžitě odpojeny od sítě, popřípadě od svorek 21, 22 pro přívod síťového napětí, není-li síťová zástrčka 2, popřípadě svorky 21, 22 pro přívod síťového napětí zcela nebo zčásti zasunuty do zásuvky.

Z výše uvedeného je zřejmé, že nabíječka podle vynálezu tvořená pouzdrem 1 s vnitrní dutinou 13 a svorkami 30a, 30b, 30c může být vytvořena tak, že lze do ní umístit prakticky každý v praxi používaný normalizovaný typ suché baterie nebo skupinu o určitém, počtu těchto baterií.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   1. Nabíječka pro regenerativní nabíjení baterií, zvláště suchých baterií, obsahující pouzdro, vytvořené z izolačního materiálu ve tvaru normalizované dvoupólové vidlicové zástrčky pro připojení do sítě, elektrické zapojení pro omezení a usměrnění proudu a dutinu s alespoň částečně pružnými kontaktními svorkami pro nejméně jednu vyměnitelnou zásuvnou baterii, přičemž pouzdro je opatřeno uzavíracím krytem, umístěným u vstupního otvoru do dutiny, vyznačující se tím, že elektrické zapojení pro omezení a usměrnění proudu je tvořeno sériovým zapojením alespoň jednoho ohmického- odporu (31) a jedné diody (32) nebo skupiny diod a sériové zapojení je sériově spojeno se suchou baterií popřípadě bateriemi, určenými к regenerování a vstupní otvor (11) dutiny (13) v pouzdru (1) je při zapojení nabíječky na