Dispositivo de prevención de incendios en baterías.

Dispositivo de prevención de incendios en baterías que comprende:

una batería de litio; y

un recipiente que aloja la batería de litio y que tiene una abertura que se extiende a través de una porción de pared del mismo para purgar constituyentes desgasificados de la batería alejándolos de la misma, comprendiendo además un material poroso dispuesto dentro del recipiente entre la abertura y la batería, siendo el material poroso capaz de atrapar partículas de litio resultantes de la desgasificación de la batería de litio dentro del recipiente.

Dispositivo de prevención de incendios en baterías Antecedentes

La presente invención se refiere a dispositivos de confinamiento de baterías y, más particularmente, a un dispositivo 5 de confinamiento de baterías de litio adaptado para la prevención de incendios.

Las baterías de litio proporcionan una fuente de energía para una variedad de productos, incluidos dispositivos electrónicos de consumo portátiles tales como termostatos y alarmas de humo/monóxido de carbono. Se han hecho también Intentos para incorporar la tecnología de las baterías de litio en cerraduras de puerta electrónicas.

Las cerraduras de puerta electrónicas, al contrario que las cerraduras mecánicas puras, necesitan una fuente de 1 energía para hacer funcionar el mecanismo de bloqueo y control. En las cerraduras de puerta electrónicas accionadas por batería, la energía se obtiene de un conjunto de baterías instaladas en la cerradura. Las baterías más comúnmente utilizadas en cerraduras de puerta electrónicas son las baterías alcalinas. La vida de servicio (el tiempo después de que las baterías necesitan sustituirse) depende del uso de la cerradura, pero es típicamente de dos a tres años para puertas de uso normal. Más recientemente, se han hecho intentos para incrementar la vida de 15 servicio de las baterías incorporando tipos adicionales de tecnologías de baterías, incluida la tecnología de las baterías de litio. Sin embargo, la aplicación práctica de la tecnología de las baterías de litio en cerraduras de puerta electrónicas ha fallado debido, en parte, al efecto adverso que la tecnología de litio tiene sobre la integridad y las especificaciones de las puertas homologadas para incendios. Las baterías de litio afectan adversamente a la integridad y las especificaciones de las puertas homologadas para incendios debido a que las baterías pueden 2 deflagrar violentamente y experimentar una severa desgasificación cuando se exponen a temperaturas representativas de la encontrada durante un incendio en un edificio. La deflagración violenta de las baterías de litio tiene el efecto indeseable de que puede hacer que el incendio en un lado de la puerta homologada para incendios se propague al otro lado y, por tanto, comprometa la función pretendida de una puerta cortafuegos. El documento US 26/292436 describe un recinto de batería configurado para contener las emisiones de una batería rota, teniendo 25 dicho recinto un mecanismo de purga.

Sumario

La presente invención proporciona un dispositivo de prevención de incendios en baterías según la reivindicación 1. La presente invención proporciona además un método de impedir un incendio derivado de la desgasificación de una batería de litio según la reivindicación 4. La presente invención proporciona también una cerradura de puerta 3 electrónica que incorpora un dispositivo de prevención de incendios en baterías según la reivindicación 9.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista esquemática de una cerradura de puerta electrónica que incluye un dispositivo de

confinamiento.

La figura 2 es una realización de la porción de pared de interactuación exterior del dispositivo de confinamiento.

La figura 3 es una vista en sección de la realización del dispositivo de confinamiento.

Descripción detallada

La figura 1 es una vista esquemática de uno de muchos diseños para una cerradura de puerta electrónica 1 que incluye un dispositivo de confinamiento 12. La cerradura de puerta 1 está dispuesta en una puerta 14. La cerradura de puerta 1 incluye una mortaja 16, un escudo interior o tapa de cerradura 2, un bloqueo de vástago 21 para el 4 cerrojo, un picaporte o pomo exterior 22, un vástago 23, un lector 24, un picaporte o pomo interior 25, una placa 26 y una placa de circuito impreso 28. El dispositivo de confinamiento 12 aloja una batería de litio 3 y un material poroso 32. La figura 1 representa una realización particular de una cerradura de puerta electrónica; otros diversos diseños de cerradura de puerta electrónica y dispositivos electrónicos de consumo portátiles se beneficiarían del dispositivo de confinamiento y prevención de incendios aquí descrito. La cerradura de puerta electrónica 1 se extiende a través 45 de la puerta 14 entre un lado interior y un lado exterior de la misma. En la realización mostrada, el dispositivo de confinamiento hueco 12 está dispuesto en el lado interior de la puerta 14. La puerta 14 puede ser parte de un vehículo o parte de una estructura residencial/comercial/hostelera. Aunque la cerradura de puerta electrónica 1 se extiende desde la puerta 14, algunas porciones de la cerradura 1, por ejemplo el bloqueo de vástago 21, pueden alojarse parcialmente dentro de la mortaja 16 en la puerta 14. La cerradura de puerta electrónica 1 tiene porciones 5 que se extienden desde la puerta 14, incluida la tapa de cerradura interior 2.

El bloqueo de vástago 21 se extiende de manera móvil desde la mortaja 16 a través de la tapa de cerradura interior 2. El picaporte exterior 22 se conecta al vástago 23, que se extiende giratoriamente a través de la puerta para conectarse al picaporte interior 25. El lector 24 sobresale del lado exterior de la puerta 14 y está adaptado para

recibir un medio codificado tal como una tarjeta magnética, una tarjeta de proximidad o una llave de memoria. La tapa de cerradura interior 2 aloja porciones del picaporte o pomo interior 25, la placa 26, la placa de circuito impreso 28 y el dispositivo de confinamiento 12.

La placa 26 y la placa de circuito impreso 28 se extienden a lo largo del exterior de la puerta 14 por debajo de la tapa de cerradura interior 2. En la realización mostrada, el dispositivo de confinamiento 12 es una estructura rectangular hueca que aloja la batería de litio 3 y el material poroso 32. El material poroso 32 está dispuesto entre la batería de litio 3 y una pared de interactuación exterior del dispositivo de confinamiento 12 y puede envolverse sustancialmente alrededor de toda la batería de litio 3. La batería de litio 3 suministra energía al lector 24, la placa de circuito impreso 28 y los componentes o la mortaja 16, permitiendo que la cerradura de puerta 1 adopte un estado abierto o bloqueado.

En el caso de un incendio externo 34 (un incendio en una zona de incendio exterior a la puerta 14 - por ejemplo, el vestíbulo en la mayoría de las situaciones de hostelería), el calor procedente del incendio pasará muy efectivamente a través de la puerta 14 por conducción 36, convección y otras formas de transferencia de calor. Por ejemplo, una temperatura de la zona de incendio de alrededor de 65°C en el lado exterior de la puerta 14 en algunos casos pueda dar como resultado temperaturas en el lado interior de la puerta 14 que exceden de alrededor de 37°C debido a la conducción de calor a través de la puerta 14. Una temperatura de alrededor de 37°C puede ser lo suficientemente alta como para encender los componentes de la cerradura de puerta electrónica 1. Más específicamente, a temperaturas de alrededor de 37°C, ciertos componentes eléctricos de la placa de circuito impreso 12 u otros componentes de la cerradura de puerta electrónica 1 pueden encenderse y comenzar a quemarse. Como se discutirá posteriormente, las "superficies calientes" (es decir, componentes que pueden encenderse y comenzar a quemarse a temperaturas más bajas), tales como partes de la cerradura de puerta electrónica 1 o la puerta 14, pueden actuar como fuentes de ignición para constituyentes de batería inflamables resultantes de la desgasificación de la batería de litio 3. La placa de circuito impreso 12 es una de tales fuentes de ignición potenciales problemáticas. En presencia de una fuente de ignición, tal como la placa de circuito impreso 12, los constituyentes desgasificados de la batería (especialmente gases y humos inflamables) pueden encenderse violentamente, propagando así una llama desde la puerta 14, hacia el espacio exteriora la puerta 14 (una habitación de huéspedes en el ejemplo de la situación de hostelería dado anteriormente), a partir del incendio externo 34.

Con respecto a la batería de litio 3 a temperaturas elevadas, cuando la temperatura experimentada por la batería de litio 3 está en el rango de alrededor de 16°C a 18°C, la batería de litio 3 experimenta una desgasificación inicial y algunos constituyentes de la batería de litio 3 se desprenden en forma gaseosa alejándose de la batería de litio 3. Estos constituyentes incluyen una mezcla de gases inflamables y gases y humos menos inflamables. Cuando la batería de litio 3 experimenta temperaturas de alrededor de 4°C, la batería de litio 3 deflagra y experimenta una segunda gran desgasificación de constituyentes de la... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de prevención de incendios en baterías que comprende: una batería de litio; y

un recipiente que aloja la batería de litio y que tiene una abertura que se extiende a través de una porción de pared del mismo para purgar constituyentes desgasificados de la batería alejándolos de la misma, comprendiendo además un material poroso dispuesto dentro del recipiente entre la abertura y la batería, siendo el material poroso capaz de atrapar partículas de litio resultantes de la desgasificación de la batería de litio dentro del recipiente.

2. Dispositivo de prevención de incendios en baterías según la reivindicación 1, que comprende además una cerradura de puerta electrónica, estando dispuesta la abertura para dirigir los constituyentes desgasificados de la batería a través de la porción de pared generalmente alejada de las superficies calientes de la cerradura de puerta electrónica.

3. Dispositivo de prevención de incendios en baterías según la reivindicación 2, en el que la abertura se extiende a través de una pared de interactuación exterior generalmente vertical del recipiente para dirigir los constituyentes desgasificados de la batería generalmente hacia fuera alejándolos del recipiente y la cerradura de puerta electrónica.

4. Método de impedir un incendio derivado de la desgasificación de una batería de litio que comprende: atrapar partículas de litio dentro de un dispositivo de confinamiento; y

purgar constituyentes desgasificados de la batería alejándolos del dispositivo de confinamiento a través de una abertura de éste, en donde las partículas de litio son atrapadas por un material poroso dispuesto dentro del dispositivo de confinamiento.

5. Método según la reivindicación 4 o dispositivo según la reivindicación 1, en el que el material poroso es un material cerámico fibroso.

6. Método según la reivindicación 4 o 5, que comprende además habilitar una puerta con una cerradura de puerta electrónica instalada en ella, en donde la abertura dirige los constituyentes desgasificados de la batería alejándolos generalmente de las superficies calientes de la puerta o la cerradura de puerta electrónica.

7. Método según la reivindicación 6, en el que la purga de los componentes desgasificados de la batería hace pasar los constituyentes a través de la abertura en una pared de interactuación exterior del dispositivo de confinamiento.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la abertura está entre alrededor de 4 mm y alrededor de 6 mm de diámetro.

9. Cerradura de puerta electrónica que incorpora un dispositivo de prevención de incendios en baterías, que comprende:

una tapa de cerradura que aloja en ella componentes electrónicos de la cerradura de puerta electrónica; y

un dispositivo de confinamiento conectado a la tapa de la cerradura, alojando el dispositivo de confinamiento una batería de litio dispuesta en el mismo y teniendo una abertura que se extiende a través de una porción de pared de interactuación exterior del mismo para purgar constituyentes desgasificados de la batería alejándolos generalmente de la cerradura de puerta electrónica;

comprendiendo además un material poroso alojado dentro del dispositivo de confinamiento, estando el material poroso destinado a atrapar partículas de litio resultantes de la desgasificación de la batería de litio dentro del dispositivo de confinamiento.

1. Cerradura de puerta electrónica según la reivindicación 9, en la que el material poroso es un material cerámico fibroso.

11. Cerradura de puerta electrónica según la reivindicación 9 o 1, en la que el dispositivo de confinamiento purga los constituyentes desgasificados de la batería alejándolos generalmente de las superficies calientes de la cerradura de puerta electrónica o de una puerta.

12. Dispositivo de prevención de Incendios en baterías o cerradura de puerta electrónica según cualquiera de las reivindicaciones 1-3 o 9-11, en el que la abertura está entre alrededor de 4 mm y alrededor de 6 mm de diámetro.