JP3231217U - 湿電池アセンブリ - Google Patents
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Abstract
【課題】湿電池のセル間の電圧差を用いて電気デバイスに電力を供給するための湿電池アセンブリを提供する。【解決手段】それぞれ電解質を収容し、ベントキャップ４０の開口及びベントキャップを有する複数のセルを包含する湿電池１０と、電力を必要とするデバイスと、ベントキャップの開口及びベントキャップを通ってバッテリセルの第１のバッテリセル内の電解質に挿入され、且つデバイスに電気接続された第１の導電性プローブ２０と、ベントキャップの開口及びベントキャップを通ってバッテリセルの第１のバッテリセルと異なるバッテリセルの第２のバッテリセル内の電解質に挿入され、且つ電気デバイスに電気接続された第２の導電性プローブ３０とを含む。【選択図】図１
Description
本考案は、湿電池（wet cell batteries)に関し、特に湿電池と共に使用されるデバイス（devices）に電力を供給するためのシステムに関する。
フラデッド型電池（flooded cell batteries）及びベント型電池（vented cell batteries）としても知られる湿電池は、よく知られており、且つ様々な産業及び商用車両、機器、及び他の製品に電力を供給するために広く使用されている。このような電池（バッテリ：batteries）は、複数のセル（cells）を包含する。湿電池のよく知られている種類は、鉛蓄電池（lead-acid battery）である。
電気デバイスは、多くの場合、電気の使用を監視するために且つ電池の状態を維持するために上記の電池と共に使用される。これらのデバイスは、センサ（例えば、電解質レベル、電圧、比重、及び温度の検出を行うためのもの）、ウォータリングバルブ、データ送信機、並びに電池管理システムを包含し得る。
電気デバイスは、通常、電池配線及び／又はデバイスに接続するワイヤ（wires）を備えたバッテリセル間コネクタストラップ（battery inter-cell connector straps）を利用することによって提供される電力を必要とする。残念ながら、この手法は、多くの場合、ワイヤが損傷を受けた状態のままとなり、これは、火災又は爆発の危険をもたらす可能性がある。加えて、電気的に活性の電池最上部によって加速されるガルバニック作用（galvanic activity）による（例えば、酸性雰囲気による）ワイヤ接続点における腐食が問題となる可能性がある。
ＬＥＤ（発光ダイオード）表示灯を包含するレベルセンサなどの一部の既存のデバイスは、多くの場合、異なる手法を用いて電力が供給される。正極として、セル電解質と接触したプローブ（probe）を備えた回路が設けられる。この回路は、負極として、電池電極部又はセル間コネクタストラップに接続されたワイヤを有する。残念ながら、これらのワイヤは、先行する段落に記載したのと同じ問題を有する。
本考案は、湿電池と共に電気デバイスに電力を供給するための改良されたシステムを提供する。このシステムは、湿電池内の異なるセルの電解質に挿入された導電性の耐酸性プローブを包含する。
本考案での使用に適した種類の湿電池が図面に概略的に図示されると共に、概して１０で示される。湿電池は、フラデッド型電池及びベント型電池としても知られる。このような電池は、よく知られており、且つ様々な産業及び商用車両、機器、及び他の製品に電力を供給するために広く使用されている。湿電池のよく知られている種類は、鉛蓄電池である。
湿電池は、一般的に、複数のセルを包含する。例えば、本実施形態の湿電池１０は、１、２、３、４、及び５で示される５つのセルを包含する。湿電池は、それよりも多い又は少ない数のセルを有し得る。各セルは、電解質Ｅを収容する。電池１０の複数のセルは、隣接するセルペアの各々がそれらの間で公称電位を有するように、有線接続されるか又は他に直列接続される。電位は、一般的に２Ｖ（ボルト）であるが、それより大きくても又は小さくてもよい。従って、本明細書における数は一例であり、本考案は、異なる数のセル及び／又はセルによって提供される異なる公称電圧を有する湿電池に同様に適用可能である。
本考案は、低エネルギーデバイスへの電力供給に適した電気エネルギー源が、セル１、２、３、４及び５間の電圧差を用いて得られることを認識する。
システムは、互いに離間された２つの個別のセル１及び５の電解質Ｅに挿入された２つの導電性プローブ２０及び３０を包含する。プローブ２０は正プローブであり、及びプローブ３０は負プローブである。利用されるセル（すなわち、プローブ２０及び３０が挿入されたセル）間のセルの数は、２つのプローブ間の電圧差を決定する。開示の実施形態では、プローブ２０及び３０は、セル１及び５に挿入されるが、これらのプローブは、任意の異なるセルに挿入され得る。プローブ２０及び３０は、計測器、コントロールバルブ、及びデータ送信機を包含する１つ又は複数の電気デバイスＥＤのための正及び負の電力供給電極又は接続として機能する。電力供給され得るデバイスＥＤの例は、センサ（例えば、電解質レベル、電圧、比重、及び温度の検出を行うためのもの）、ウォータリングバルブ、データ送信機、並びに電池管理システムを包含するが、それらに限定されない。
プローブ２０及び３０は、広い範囲にわたる好適な導電性の耐酸性材料から製造され得る。例えば、プローブ２０及び３０（特に負のプローブ）は、鉛又は炭素から作られ得る。或いは、鉛又は炭素粒子を混合した導電性プラスチックが使用され得る。現在のところ、鉛及び炭素は、それらが酸性電解質中で不活性であるために好ましい。
本出願で使用される「プローブ」は、特にベントキャップ（vent cap）の開口を通して（ただし、それに限定されない）バッテリセル（battery cell）に挿入することができる物理的な物体を指す広義語である。「プローブ」は、特定の形状、配置、又は他の物理的限定を示唆しない。
析出が短期間内に負電極の周りで生じると共に、約２Ｖ（ボルト）の逆又はリバースＥＭＦ（起電力）に寄与することが分かった。しかしながら、この析出は、生じた後に安定し、且つ逆ＥＭＦの他にさらなる影響を有さない。
ワイヤ５０は、電気デバイスＥＤを用いてプローブ２０及び３０を相互接続することができる。本出願で使用される「１つのワイヤ」又は「複数のワイヤ」は、プローブ２０及び３０と電気デバイスＥＤとを電気接続するように構成されるか、又は他にプローブ２０及び３０と電気デバイスＥＤとを電気接続することが可能なあらゆる電気コネクタを指す広義語である。
本考案の手法は、一括補水システム（ＳＰＷＳ）と共に使用される場合、特に有用且つ便利である。このような適用例では、プローブ２０及び３０は、バルブを通って延在し得るか、バルブと一体化され得るか、又は他にバルブと組み合わされ得、及び回路ワイヤ５０は、ＳＰＷＳの配管及び／又はマニホルドに隣接して配置、固定、又は他に支持され得る。ワイヤ５０は、デュアル押出管（dual extruded tube）を通って架線され得る。これらの技術の全ては、ワイヤ５０を損傷から守る。ＳＰＷＳと共に使用された場合、ＳＰＷＳは、セル内の適正な電解質レベルの維持に役立つため、プローブは、電解質レベルの通常の変動にわたって電解質で覆われたままである。
プローブは、例えば、補水システムが使用されない場合、バッテリセルベントキャップ４０を通って延在し得るか、バッテリセルベントキャップ４０と一体化され得るか、又は他にバッテリセルベントキャップ４０と組み合わせられ得る。
上記システムは、湿電池と主に使用される計測器及び他の電気デバイスの設置及び電力供給を簡単にする。補水システムに組み込まれる場合、上記システムは、計測器及び他の電気デバイスが補水システム内に収容されることを可能にし、補水システムが設置されると自動的に起動する。
本考案の安全性問題は、先行技術のものと何ら異ならない。
以下は、プローブ２０及び３０がベントキャップ４０を通して（図示されるように）セル１及び５に挿入された場合に提供される電圧の計算の一例である。
Ｎ＝プローブ間及びプローブを包含するセルの数
ＶＢ＝逆ＥＭＦ
ＶＣ＝隣接するセル間の電圧差
Ｖ＝ＶＣ*（Ｎ−１）−ＶＢ
Ｎ＝５、ＶＢ＝２ボルト、及びＶＣ＝２ボルトの場合、Ｖ＝２*（５−１）−２＝６ボルトである。
Ｎ＝プローブ間及びプローブを包含するセルの数
ＶＢ＝逆ＥＭＦ
ＶＣ＝隣接するセル間の電圧差
Ｖ＝ＶＣ*（Ｎ−１）−ＶＢ
Ｎ＝５、ＶＢ＝２ボルト、及びＶＣ＝２ボルトの場合、Ｖ＝２*（５−１）−２＝６ボルトである。
本考案は、本明細書又は図面に記載された動作の詳細又は構造の詳細、及び構成要素の配置に限定されない。本考案は、様々な他の実施形態で実施され得、及び本明細書に明確に開示されない代替態様で実践又は実行することができる。また、本明細書に使用される表現及び用語は、説明目的のものであり、及び限定と見なされないことが理解されるであろう。「包含する」、「含む」、及びそれらの変化形の使用は、その後に列記されるアイテム及びそれらの均等物、並びに追加のアイテム及びそれらの均等物を網羅するものである。さらに、様々な実施形態の記載において、列挙が使用される場合がある。別段の明示的な記載がない限り、列挙の使用は、本考案を特定の順序又は構成要素の数に限定するものと解釈されない。列挙の使用は、列挙されたステップ若しくは構成要素と組み合わせられ得るか、又は列挙されたステップ若しくは構成要素にまとめられ得るあらゆる追加のステップ又は構成要素を本考案の範囲から除外するものと解釈されない。
上記の説明は、本考案の現在の実施形態のものである。均等物の原理を包含する特許法の原則に従って解釈される、添付の実用新案登録請求の範囲に定義される本考案の趣旨及びより広い態様から逸脱することなく、様々な修正形態及び変更形態がなされ得る。
本開示は、例示目的で提示されたものであると共に、本考案の全ての実施形態の網羅的記載として解釈されず、又はこれらの実施形態に関連して例示若しくは記載された特定の要素に請求項の範囲を限定するものではない。例えば且つ限定することなく、記載された本考案のあらゆる個々の要素は、実質的に同様の機能性を提供するか又は他に適切な動作を提供する代替要素によって置き換えられ得る。これは、例えば、当業者に現在知られている可能性があるものなどの現在知られている代替要素、及び開発された際に当業者が代替形態として認識する可能性があるものなどの将来開発され得る代替要素を包含する。さらに、開示の実施形態は、同時に記載され且つ一連の利点を協働して提供し得る複数の特徴を包含する。本考案は、発行された請求項における別段の明示的な記載の範囲を除き、これらの特徴の全てを包含するか、又は記載された利点の全てを提供する実施形態のみに限定されない。例えば、冠詞「１つの（a）」、「１つの（an）」、「その（the）」、又は「その（the）」を用いた単数形の要素に対するいかなる言及も、要素を単数形に限定するものと解釈されるものではない。
Claims (6)
- それぞれ電解質を収容し、ベントキャップの開口及びベントキャップを有する複数のセルを包含する湿電池と、
電力を必要とするデバイスと、
前記ベントキャップの開口及び前記ベントキャップを通って前記バッテリセルの第１のバッテリセル内の前記電解質に挿入され、且つ前記デバイスに電気接続された第１の導電性プローブと、
前記ベントキャップの開口及び前記ベントキャップを通って前記バッテリセルの前記第１のバッテリセルと異なる前記バッテリセルの第２のバッテリセル内の前記電解質に挿入され、且つ前記電気デバイスに電気接続された第２の導電性プローブと
を含む、湿電池アセンブリ。 - 前記第１及び第２のプローブが鉛及び炭素の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の湿電池アセンブリ。
- 前記第１及び第２のプローブが導電性プラスチックを含む、請求項１に記載の湿電池アセンブリ。
- 前記第１及び第２のプローブが鉛及び炭素粒子の少なくとも一方をさらに含む、請求項３に記載の湿電池アセンブリ。
- 前記湿電池が、前記第１及び第２のセルにそれぞれ関連付けられた第１及び第２のベントキャップをさらに包含し、
前記第１のプローブが前記第１のベントキャップを通って延在し、
前記第２のプローブが前記第２のベントキャップを通って延在する、請求項１に記載の湿電池アセンブリ。 - それぞれ電解質を収容する複数のセルを包含する湿電池と、
電力を必要とするデバイスと、
前記バッテリセルの第１のバッテリセル内の前記電解質に挿入され、且つ前記デバイスに電気接続された第１の導電性プローブと、
前記第１のバッテリセルと異なる前記バッテリセルの第２のバッテリセル内の前記電解質に挿入され、且つ前記電気デバイスに電気接続された第２の導電性プローブと、
前記第１及び第２のセルにそれぞれ関連付けられた第１及び第２のバルブを包含する一括補水システムと、
前記第１のバルブを通って延在する前記第１のプローブと、
前記第２のバルブを通って延在する前記第２のプローブと
を含む湿電池アセンブリ。
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