JP3421757B2 - 蓄電池補液装置 - Google Patents

蓄電池補液装置

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JP3421757B2
JP3421757B2 JP19508293A JP19508293A JP3421757B2 JP 3421757 B2 JP3421757 B2 JP 3421757B2 JP 19508293 A JP19508293 A JP 19508293A JP 19508293 A JP19508293 A JP 19508293A JP 3421757 B2 JP3421757 B2 JP 3421757B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の蓄電池セル
をそれぞれ所定レベルまで給液し、そして蓄電池セルを
監視して、そのレベルに自動的に維持するために用いら
れる自動蓄電池補液装置（システム）に関する。本発明
はより詳細には、相互に接続された複数の蓄電池セルを
外部液供給手段から供給される液で充填し、所定レベル
に維持する蓄電池補席装置、特に各々が単一の電池セル
に連携する複数の補液バルブと、蓄電池セルと蓄電池セ
ルにそれぞれ連携するこれ等の補液バルブへの液供給を
制御する少なくとも一つの主供給バルブとを備える自動
蓄電池補液装において、上記主供給バルブと補液バルブ
複数とを連通するところの特定導管手段の新規な管材構
成に関し、その新規構成に 係る管材の材料パラメタを規
定するものである。この管材は、米国特許第５０４８５
５７号及び第５０９０４４２号に記載された発明の何
れ、特に補液バルブの何れにも用い得るものである。
【０００２】
【従来の技術】産業的蓄電池給水の技術分野では、かか
る蓄電池給水装置（システム）内で被充填蓄電池セルに
それぞれ設けられる補液バルブ、即ち自動遮断弁複数
（米国特許第５０４８５５７号及び第５０９０４４２号
に開示されたもののような）同士を相互に連結するの
に、可撓性塩化ポリビニール（ＰＶＣ）製熱可塑性管材
を用いるのが一般である。給水装置（システム）の意図
するところは、蓄電池の寿命（５年以上）を持続させる
ことである。通常の給水源が水を各セルに、この熱可塑
性管材を通して供給している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 かかる蓄電池補液装置
に誤作動が生じることも知られている。 一方、蓄電池セ
ルに設けられた熱可塑性管材は、年と共に劣化、即ち変
色し、軟化し、そして粘着化することが広く認められて
いる。軟化は一般に重要ではなく、また変色と粘着化は
蓄電池の充電中に生ずる酸煙霧と電解液（質）の泳動
（移動）［ｍｉｇｒａｔｉｏｎ］によるものと考えられ
ていた。しかしながら、これ等の熱可塑性管材の特性
は、漏れが管内で全く起こらないことから、給水装置の
信頼性に影響する問題としては認められていない。酸煙
霧と電解液泳動が補液バルブを開口又は閉塞位置に固着
（ロック）させてしまうことがあるとは感知されていた
ものの、この固着が起こる機構に付いては全く理解され
ていなかった。実際、主バルブとバルブ座との間に粘着
性の残留物を残して、早期閉止状態を来すことも有るこ
との原因は従来、蓄電池セルの充填に用いられる液体の
蒸発であると理解されていた（米国特許第５，０４８，
５５７号参照）。
【０００４】即ち、上記構成の蓄電池補液装置は、バル
ブの汚れにより故障し、然もこれがランダムに起こるこ
とから、その自動補液機能にも拘わらず、広範、且つ有
効に 用いられるに至っていないのが現状である。
【０００５】従って、本発明の目的は従来の熱可塑性管
材の使用により生ずる補液バルブの汚れ、それに伴って
生じるバルブの誤動作を回避した蓄電池自動補液装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、相互に接続さ
れた複数の蓄電池セルを外部液供給手段から供給される
液で充填し、所定レベルに維持する蓄電池補液装置であ
って、各々が単一の蓄電池セルに連携する複数の補液バ
ルブ手段と、蓄電池セルと蓄電池セルにそれぞれ連携す
る上記補液バルブへの液供給を制御する少なくとも一つ
の主供給バルブ手段とを備える蓄電器補液装置におい
て、前記主供給バルブ手段と補液バルブ手段とを連通す
る導管手段が、−２０°Ｆ〜２００°Ｆ（−２９℃〜９
３℃）の使用温度範囲に亘って可塑剤流出が実質的に無
く、最小曲がり半径が２．５０インチ（６．３５ｃｍ）
であって、且つ上限４０ｐｓｉ（２．８ｋｇ／ｃｍ ２ ）
までの破裂強度を有する熱可塑性エラストマーから構成
されて成ることを特徴とする蓄電池補液装置（システ
ム）である。
【０００７】本発明者の検討によれば、相互に接続され
た多数の蓄電池セルを外部液供給源から供給される液で
所定レベルに充填、維持するための従来の蓄電池補液装
置（システム）内にあっては、各々が単一の蓄電池セル
に連携し、主供給バルブ手段に接続する多数の補液バル
ブ手段の故障は、蓄電池セルを鎖状又は直列関係に接続
するＰＶＣ熱可塑性管材の或る特定形式の劣化に起因す
ることが判明した。即ち、本発明者は、蓄電池の上部で
熱可塑性管材に比較的短い用役時間後にも見いだされる
粘着化が、管材表面に酸残滓が集まって生ずるのではな
く、管材内に有る可塑剤がプラスチック樹脂から分離し
て生ずることを実験により見出した。この可塑剤の「出
血」（溶出）により、可塑剤が管材の内側と外側の両方
に液として集まることが可能となることが判明した。更
に、この溶出可塑剤は水には不混和性だが、流動水の剪
断応力下で蓄電池セル補液バルブ手段内に泳動流入する
こ とが判明した。そして、この粘着性の溶出可塑剤こそ
がバルブの要部部材に被覆を形成し、バルブの誤作動を
引き起こす原因であることが判明した。
【０００８】従って、本発明は従来の自動蓄電池補液装
置技術又はシステムに潜在していた問題の解明、即ち当
該技術分野でこれまで当業者により感知されることの無
かった、システムの誤作動が管材の或る特定形式の劣
化、即ち管材から溶出する可塑剤の補液バルブへの粘着
化により生ずると云う事実の新規な解明に基づくもので
ある。上記問題を解決する本発明の蓄電池補液装置にお
いては、導管手段、即ち管材は、実質的に可塑剤溶出の
無い、最小曲がり半径が２．５インチ（６．３５ｃｍ）
の熱可塑性エラストマー材料から作られる。この管材
は、−２０°Ｆ（−２９℃）と２００°Ｆ（９３℃）間
の温度範囲での用役、即ち補液バルブ手段の誤動作を防
止した使用が可能であり、上限約２．８ｋｇ／ｃｍ２ま
での破裂圧力を有する。更に、管材は最低５年の用役寿
命を有し、硫酸、油、オゾン又は紫外線に晒されても、
用役的に変質することがない。
【０００９】本発明の管材はまた連結取付に際し、従来
の蓄電池給水装置に見いだされるあごのある又は有刺
（棘）［ｂａｒｂｅｄ］式及び圧縮式の何れであって
も、前記使用温度範囲に亘って漏れのない液密取付係合
状態を保持し得る程度まで高い順応性と可撓性があるも
のである。例えば、この管材は、通常のシステム作動圧
力がそれを取付から放出し遺漏を生ずる点まで、時間に
亘って、弛緩することがない。最後に、管材は７３°Ｆ
（２３℃）で少なくとも２５０％の極限伸びを有して種
々のあごのある又は有刺（棘）取付に順応し、最低５年
の用役寿命を有する。
【００１０】これ等の特定の作動及び材料特性を有する
熱可塑性エラストマー管材材料として、後述のものが挙
げられる。
【００１１】上記の作動及び材料特性を有する熱可塑性
エラストマー（ＴＰＥ）は、管材と して大量使用に適
し、蓄電池補液システムに従来用いられている通常種の
ＰＶＣ管材より原価がそう高くなることはないので、経
済的入手が可能である。従って、恒久的に設置される産
業用蓄電池給水装置（システム）に用いることにおい
て、本発明の要求する性能に加えて、経済的にも極めて
有利であることが分かった。
【００１２】本明細書中において用語「破裂強度」と
は、管材を変形させ、その目的に対して不作動にする管
内経験液圧を意味するように用いれる。典型的な蓄電池
給水装置（システム）において給液サイクル中に経験さ
れる圧力は、大気圧から約２．４〜２．８ｋｇ／ｃｍ２
程度まで変化することが分かった。
【００１３】本明細書中において用語「最小曲がり半
径」とは、管材が或る曲がり半径（例えば、７．６２ｃ
ｍ）に成形された場合、その内部面積がその曲がり部分
に沿うどの点で取っても、管断面に亘って減じない程度
まで可撓性が充分保たれる管材を言及するのに用いられ
る。換言すれば、この曲がり半径に成形された管材は、
その用役温度範囲に亘って変形又は座曲しない可撓性を
保つので、流速の減少を生じない。
【００１４】本明細書中において用語「用役温度範囲」
とは、本発明の蓄電池給液装置（システム）に用いられ
る管材の作用が期待され得、本発明の管材がその「最小
曲がり半径」とその「破裂強度」と共に上記他のパラメ
ターを維持する温度範囲を意味する。
【００１５】
【作用】従って、本発明によれば、蓄電池補液装置（シ
ステム）において個々の蓄電池セルを主液供給部に連結
する管材であって、従来用いられた通常の管材で生じた
補液バルブ手段の誤動作を回避した管材が提供される。
本発明はまた蓄電池補液システムにおいて上記の特性に
加えて、十分な可撓性及び伸び特性保持能力を含む、強
化した性能特性をも有すると共に、必要な張力及び漏れ
のない嵌合、密着に要する張力と耐圧縮永久歪を保持
し、且つ広範な動作温度領域に亘って、これ等の性能特
性をも維持する新規な管材を提供するものである。
【００１６】本発明はまた、従来の蓄電池液水装置（シ
ステム）の補液サイクル中に経験される最大圧力に耐え
る十分な強度をも持つ管を提供するものである。
【００１７】本発明はまた、蓄電池カバー等の適切なカ
バーの下にバルブ構成部品を位置付けること、またバル
ブを耐内部沈着物生成とすることによるバルブの使用寿
命の増大を含む、米国特許第５，０９０，４４２号、第
５，０４８，５５７号及び第４，５２７，５９３号に記
載の利点を併せ持つ蓄電池補液装置を提供するものであ
る。
【００１８】
【実施態様】図面、特に図１及び図２を参照して、蓄電
池補液システム及び装置を例示する。システムは一般に
参照番号１０で指示され、加圧下の液供給源１２ａに接
続された液供給導管１２を備える。導管１２はまた主液
供給バルブ手段１４と、各々が個々の蓄電池セル１８に
給液する複数の補液バルブ手段２０に接続されている。
各補液バルブ手段２０は水栓（ｔａｐ ｌｉｎｅ）１６
を介して導管１２に接続され、主バルブ３０、流体増幅
器７０及びパイロット・バルブ８０を含んで成る。
【００１９】導管１２は、主液供給バルブ手段１４から
補液バルブ手段２０のそれぞれへの、遮るもののない通
路を提供する。補液バルブ手段２０は、それぞれの蓄電
池セル１８に、互いに独立して給液するように作動す
る。好ましくは、主液供給バルブ手段１４はシステムを
加圧下の液供給源に対して開閉、またシステムを大気に
対して通気出来る三方向バルブである。主液供給バルブ
手段１４は、手動又は自動の何れで動作しても良く、図
１に示されているように、蓄電池セル１８から隔離して
位置付けられる。或いは、各補液バルブ手段２０を個別
的に作動させるため、水栓１６に別個のバルブをそれぞ
れ設けても良い。
【００２０】本発明に従って、ＴＰＥ管材をそれが導管
１２を構成するように蓄電池補液システム１０に組み込
み、個々の蓄電池セル１８を給液システムに亘って、相
互接続する。導管内の粘着化は主液供給バルブ手段１４
の上流では起こらないので、主液供給バルブ手段１４を
溜槽のような液供給源１２ａに接続するのに、ＰＶＣ管
材を用いることは妨げない。本発明の特に好ましい実施
例は、ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ（登録商標）として知られ
るＴＰＥから作られた、Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ
製のＮＯＲＰＲＥＮＥ（登録商標）として知られたＴＰ
Ｅを組み込む。ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ（登録商標）は、
環境抵抗性（一般目的のＥＰＤＭゴムの存在を理由とす
る）と流体抵抗（一般目的のポリクロロプレンゴムの存
在を理由とする）を特異に合わせもつポリオレフィンＴ
ＰＥである。ＮＯＲＰＲＥＮＥ（登録商標）の完全硫化
ゴム粒子が、ポリオレフィン熱可塑性樹脂の連続するマ
トリックスに亘って分散されている。ＮＯＲＰＲＥＮＥ
（登録商標）は、通常の熱可塑性樹脂処理装置によって
製造し得るので、製造が経済的であり、その管材スクラ
ップはリサイクルできるので、その使用の経済性に更に
寄与する。
【００２１】図３は米国特許第５，０９０，４４２号に
記載された補液バルブ装置を示し、同装置については、
同特許を参照されたい。
【００２２】米国特許第５，０４８，５５７号、第５，
０９０，４４２号及び第４，５２７，５３９号の開示内
容は、茲に同番号を引用することにより、本明細書中に
記載されているものとする。
【００２３】例示された好ましい実施例に対する種々の
変更及び修正は、当業技術者に明かであろう。かかる変
更及び修正は、本発明の精神と範囲を逸脱することな
く、且つその意図する利点を縮小することなくなされ得
る。従って、かかる変更及び修正は、上記の請求項によ
って包括されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数の容器に用益するに用いられる本発明装置
（システム）の一般的配列を例示する概略図である。
【図２】本発明の容器給液装置を構成する要素の一般的
システム配列を例示するための概略図である。
【図３】米国特許第５，０９０，４４２号に記述された
補液バルブ装置の拡大した側断面図である。
【符号の説明】
１０ 蓄電池補液システム １２ａ 液供給源 １２ 液供給導管 １４ 主液供給バルブ手段 １６ 水栓（タップ・ライン） １８ 畜電池セル ２０ 補液バルブ手段 ３０ 主バルブ ７０ 流体増幅器 ８０ パイロット・バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−146932（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−127566（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−38468（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−73683（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−7590（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/36 105

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】相互に接続された複数の蓄電池セルを外部
    液供給手段から供給される液で充填し、所定レベルに維
    持する蓄電池補液装置であって、各々が単一の蓄電池セ
    ルに連携する複数の補液バルブ手段と、蓄電池セルと蓄
    電池セルにそれぞれ連携する上記補液バルブ手段への液
    供給を制御する少なくとも一つの主供給バルブ手段とを
    備える蓄電器補液装置において、上記主供給バルブと補
    液バルブ手段とを連通する導管手段が、−２９℃〜９３
    ℃の使用温度範囲に亘って可塑剤流出が実質的に無く、
    最小曲がり半径が６．３５ｃｍであって、且つ上限２．
    ８ｋｇ／ｃｍ ２ までの破裂強度を有する熱可塑性エラス
    トマーから構成されて成ることを特徴とする蓄電池補液
    装置。
  2. 【請求項２】前記導管手段の極限伸びが２３℃で少なく
    とも２５０％である請求項１に記載の蓄電池補液装置。
  3. 【請求項３】前記導管手段の用役温度範囲が０℃〜６６
    ℃である請求項１に記載の蓄電池補液装置。
  4. 【請求項４】前記導管手段の破裂強度上限が２．４ｋｇ
    ／ｃｍ ２ である請求項１に記載の蓄電池補液装置。
  5. 【請求項５】前記導管手段が連結取付に際し、それが有
    棘式及び圧縮式の何れであっても、前記使用温度範囲に
    亘って漏れのない液密取付係合状態を保持し得る程度ま
    で高い柔軟性と弾性を有する請求項１に記載の蓄電池補
    液装置。
  6. 【請求項６】前記複数の補液バルブ手段の各々が、上部
    ハウジング、下部ハウジング及び該上部及び下部ハウジ
    ング内に含まれ、容器への液の供給を制御する主バルブ
    手段とを備え、該主バルブ手段は可撓性の主バルブ、主
    バルブ座及び前記可撓性の主バルブを支持し、前記供給
    手段からの液圧が前記補液バルブ手段から解放されると
    き、前記主バルブ座からの前記主バルブの実質的なたわ
    みを阻止する主バルブ支持体を備え、該主バルブ支持体
    の一部は前記主バルブ内に配置され、前記主バルブの内
    周と係合し、前記主バルブ座から離れる方向に於ける前
    記主バルブのたわみ量を制限し、前記バルブ支持体の下
    部は前記主バルブの外側 に伸長して前記主バルブの下部
    外周の周りに実質的に円周的支持を提供して前記主バル
    ブの周辺たわみを制限するように構成した請求項１に記
    載の蓄電池補液装置。
  7. 【請求項７】前記複数の補液バルブ手段の各々は、前記
    蓄電池セルへの液の供給を制御する主バルブ及び主バル
    ブ座を含み、更に該主バルブ及び主バルブ座を支持する
    ための下部バルブ・ハウジングと、 前記外部液供給手段と前記主バルブ間の流体連絡を提供
    する上部キャップ・ハウジングとを備え、 前記下部及び上部ハウジングは手動解放接続により接続
    されて、前記容器に着脱自在に挿入が可能な一体化バル
    ブ集成装置を形成するものであり、 前記主バルブ座は固定結合により前記下部バルブ・ハウ
    ジングと接続され、前記上部及び下部ハウジングを分離
    するように作用する前記主バルブの作動圧力が前記上部
    キャップ・ハウジングの内面に作用するように制限さ
    れ、前記固定結合は前記主バルブに作用する前記作動圧
    力が発生する力に実質的に抗するに充分な強度を有し、
    それによって、前記手動解放結合に於いて前記上部及び
    下部ハウジングを分離するよう作用する力を最小化する
    ように構成した 請求項１に記載の蓄電池補液装置。
JP19508293A 1992-06-30 1993-06-23 蓄電池補液装置 Expired - Lifetime JP3421757B2 (ja)

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US07/907,930 US5284176A (en) 1992-06-30 1992-06-30 Battery refill system
US07/907,930 1992-06-30

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JPH0794168A JPH0794168A (ja) 1995-04-07
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AU (1) AU658516B2 (ja)
CA (1) CA2098979C (ja)
DE (1) DE69306872T2 (ja)
DK (1) DK0578606T3 (ja)
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