JP4552375B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池は充電中に副反応として水の電気分解が起こり、次式に示すように酸素ガスと水素ガスが発生する。
Ｈ２Ｏ＝１／２Ｏ２＋Ｈ２
上記ガスは火気があると爆発する危険性を有している。したがって、蓄電池外に排気された上記ガスが爆発しても、その火気が蓄電池内に流入し、蓄電池自身が爆発しないように蓄電池が防爆機能を備えている場合が多い。防爆機能とは、排気部に防爆フィルターを配設して蓄電池外で引火、爆発した時に該防爆フィルターの狭隙構造により蓄電池内への火花の導入を阻止し、蓄電池自身の爆発を防止するものである。防爆フィルターにはセラミックの焼結体に撥水材を焼き付けたものや高分子多孔成型体からなるものが一般的に使用されている。
【０００３】
従来は、前記防爆機能を有する防爆フィルターは、蓄電池の上蓋から突出して装着されることが一般的であった。これは、正・負極端子も上蓋に突出して設けられていることが多かったため防爆フィルターが上蓋から突出していても問題にならなかった。しかし、近年、蓄電池のエネルギー密度の向上に対する要望が強くなってきた中で不要な空間を少しでもなくする必要が生じ、端子を蓄電池の上蓋面より下部に設けた構造が多くなってきた。それに伴って、防爆フィルターも上蓋面からできるだけ低くする試みがなされるようになった。
【０００４】
図１はその一例を示す要部断面図で、１は蓄電池上蓋、２は天蓋、３は通気孔、４は防爆フィルターをそれぞれ示す。
【０００５】
図１に示すように本例では、防爆フィルターは上蓋１より下部に位置しているが、天蓋２が上蓋１より僅かに突出している構造である。この場合、蓄電池外部で発生した爆発の際の爆風により排気部周囲の水素ガスおよび火気を完全に除去し難い構造であるため、続いて二次爆発が発生する危険を有している。
【０００６】
図２は他の例を示す要部断面図で、構成部材は図１と同じ番号を付記する。
【０００７】
図２に示すように、天蓋２が蓄電池の上蓋１と同一面に形成され、余分な空間がなく、エネルギー密度の点で図１より優れている。しかし、図２に示す構造も、図１と同様、蓄電池外部で発生した爆発の際の爆風で排気部周囲の水素ガスおよび火気が完全に除去され難いこと、および蓄電池内部からの水素ガスがストレートに排気孔３からは排気されるので図１の場合よりも二次爆発の発生の可能性がより高い問題点を抱えている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、エネルギー密度の点から不要な空間を排除した構造であって、蓄電池外部で発生した爆発の二次爆発を防止し、より防爆機能の優れた安全な鉛蓄電池を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１によれば、上蓋面に凹設された排気部を備えた鉛蓄電池であって、前記排気部の底部に配された防爆フィルターと、前記防爆フィルターの上部に配された天蓋と、前記防爆フィルターと前記天蓋との間に形成された排気口とからなり、前記排気口の最上端が前記上蓋面より突出しない構造を備えるとともに、前記天蓋の周縁に凹部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
発明者は、充電中の鉛蓄電池において、排気部周囲で意識的に引火・爆発を起こさせた場合、本発明の構造の蓄電池では、連続的な二次爆発が発生せず、火気も蓄電池内に導入せず、防爆機能の優れていることを発見した。その理由は、凹設された排気部によって形成された凹部と防爆フィルターと天蓋との間に形成された排気口の最上端が前記蓄電池上蓋面より突出しない構造にある。このように排気口が蓄電池上蓋面より突出していないことによって、蓄電池内部からの水素ガスは必ず前記排気口を通って前記凹部に排気される。排気部周囲で着火・爆発が発生したときに、その爆風により凹部に滞留する水素ガスおよび火気が排除されその部分に一時的な真空状態が形成される。さらに、蓄電池内から発生した水素ガスは、垂直方向で上昇してそのまま蓄電池外部に排気されるのではなく、一旦、水平方向の流れに転換されて前記排気口を通って蓄電池外部に排気される構造なので、発生する水素ガスの流れが垂直方向から水平方向に転換される時に蓄電池外部への排気が瞬時遅れ、水素ガス排気の一時的な遮断状態となる。この二つの要素の相乗効果により、二次爆発の防止が効果的に行われ、優れた防爆機能が得られたと考えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る鉛蓄電池は、上蓋面に凹設された排気部と、前記排気部の底部に配された防爆フィルターと、前記防爆フィルターの上部に配された天蓋と、前記防爆フィルターと前記天蓋との間に形成された排気口とからなり、前記排気口の最上端が前記上蓋面より突出しない構造を備えるとともに、前記天蓋の周縁に凹部を備えたことにより、防爆機能が改善されるもので、以下、実施例により詳細に説明する。
【００１２】
【実施例】
図３は本発明の実施例を示す要部断面図、図４は要部斜視図で、５は本発明の凹設された排気部、３ａは本発明の排気口、６は凹部それぞれを示す。他の構成部材は図1と同じ番号を付記する。
【００１３】
図３および図４に示すように、本発明では、蓄電池上蓋１の面に凹設された排気部５を設けて蓄電池外部と連通する構造であると共に排気部５の下部に防爆フィルター４を配し、その上部に天蓋２を設け、前記防爆フィルター４と前記天蓋２との間に排気口３ａを形成し、該排気口３ａの最上端が蓄電池上蓋１面より突出しない構造を特徴とするものである。排気口３ａが上蓋面１より突出しない構造により、蓄電池からの水素ガスは排気口３ａを通って必ず凹部６に排気される。凹部６に滞留する水素ガスおよび火気は、蓄電池外部で着火、爆発が発生した際の爆風により排除され、その部分が一時的に真空状態が形成される。さらに、蓄電池内部から発生する水素ガスが図３に示す矢印にようにその構造上、ガスの進行方向が垂直方向から水平方向に転換されることが外部への排気を瞬時遅らせ、一時的な遮断状態をつくりだす。これら二つの要素の相乗効果により、蓄電池外部で爆発が発生したときに連続的な二次爆発が発生せず、防爆機能がより有効に作用すると考えられる。
【００１４】
図５は本発明の凹設された排気部による防爆機能を備えた制御弁式鉛蓄電池の一実施例を示す斜視図で、１は上蓋、５は凹設された排気部、６は凹部、７は電槽、８は中蓋、９は端子をそれぞれ示す。
【００１５】
本実施例では、６個の単電池（セル）から構成される公称電圧１２Ｖの制御弁式鉛蓄電池の例を示すもので、天蓋２および凹設された排気部５および防爆フィルター４（図５では図示されていない）は、蓄電池の上蓋１と一体に成型され、中央部に配設された形状を示すものである。図５には図示されていないが、中蓋８面には、６個の弁座を有する注液口が設けられ、前記弁座には安全弁が装着されている。これら安全弁から排気される水素ガスおよび酸素ガスが凹設された排気部５から一括に蓄電池外部に排気される構造である。しかし、本発明はこれに限定するものではなく、安全弁数個毎あるいは各安全弁毎に前記凹設された排気部５を設ける構造でもよい。
【００１６】
また、上記図５の例では、上蓋１と天蓋２、防爆フィルター４および排気口３ａからなる凹設された排気部５とが一体に成型された構造が示されているが、本発明はこれに限定するものではなく、上蓋１とは別に凹設された排気部５を成型して上蓋１に嵌め込む構造でもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、蓄電池上蓋面に凹設された排気部であって、前記排気部の底部に配された防爆フィルターと、前記防爆フィルターの上部に配されたと天蓋と、前記防爆フィルターと前記天蓋との間に形成された排気口からなり、前記排気口の最上端が蓄電池の上蓋面から突出しない構造にすることにより、蓄電池外部の排気部周囲で着火、爆発が発生しても爆風により凹部に滞留する水素ガスおよび火気が除去され一時的にその部分に真空状態が形成されることおよび蓄電池内部から発生する水素ガスを垂直方向から水平方向に転換させる排気構造による蓄電池外部への排気の瞬時的な遅れが、水素ガスの一時的な遮断状態を作り出すこととの二つの要素の相乗効果により二次的な爆発を効果的に防止でき、優れた防爆機能が得られその工業的効果が大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の防爆構造の一例を示す要部断面図。
【図２】従来の防爆構造の他の例を示す要部断面図。
【図３】本発明の防爆構造の実施例を示す要部断面図。
【図４】本発明の防爆構造の実施例を示す要部斜視図。
【図５】本発明の防爆構造を備えた制御弁式鉛蓄電池の一例を示す斜視図
【符号の説明】
１ 上蓋
２ 天蓋
３ 従来品の排気口
３ａ 本発明の排気口
４ 防爆フィルター
５ 凹設された排気部
６ 凹部
７ 蓄電池の電槽
８ 蓄電池の中蓋
９ 端子
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池は充電中に副反応として水の電気分解が起こり、次式に示すように酸素ガスと水素ガスが発生する。
Ｈ２Ｏ＝１／２Ｏ２＋Ｈ２
上記ガスは火気があると爆発する危険性を有している。したがって、蓄電池外に排気された上記ガスが爆発しても、その火気が蓄電池内に流入し、蓄電池自身が爆発しないように蓄電池が防爆機能を備えている場合が多い。防爆機能とは、排気部に防爆フィルターを配設して蓄電池外で引火、爆発した時に該防爆フィルターの狭隙構造により蓄電池内への火花の導入を阻止し、蓄電池自身の爆発を防止するものである。防爆フィルターにはセラミックの焼結体に撥水材を焼き付けたものや高分子多孔成型体からなるものが一般的に使用されている。
【０００３】
従来は、前記防爆機能を有する防爆フィルターは、蓄電池の上蓋から突出して装着されることが一般的であった。これは、正・負極端子も上蓋に突出して設けられていることが多かったため防爆フィルターが上蓋から突出していても問題にならなかった。しかし、近年、蓄電池のエネルギー密度の向上に対する要望が強くなってきた中で不要な空間を少しでもなくする必要が生じ、端子を蓄電池の上蓋面より下部に設けた構造が多くなってきた。それに伴って、防爆フィルターも上蓋面からできるだけ低くする試みがなされるようになった。
【０００４】
図１はその一例を示す要部断面図で、１は蓄電池上蓋、２は天蓋、３は通気孔、４は防爆フィルターをそれぞれ示す。
【０００５】
図１に示すように本例では、防爆フィルターは上蓋１より下部に位置しているが、天蓋２が上蓋１より僅かに突出している構造である。この場合、蓄電池外部で発生した爆発の際の爆風により排気部周囲の水素ガスおよび火気を完全に除去し難い構造であるため、続いて二次爆発が発生する危険を有している。
【０００６】
図２は他の例を示す要部断面図で、構成部材は図１と同じ番号を付記する。
【０００７】
図２に示すように、天蓋２が蓄電池の上蓋１と同一面に形成され、余分な空間がなく、エネルギー密度の点で図１より優れている。しかし、図２に示す構造も、図１と同様、蓄電池外部で発生した爆発の際の爆風で排気部周囲の水素ガスおよび火気が完全に除去され難いこと、および蓄電池内部からの水素ガスがストレートに排気孔３からは排気されるので図１の場合よりも二次爆発の発生の可能性がより高い問題点を抱えている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、エネルギー密度の点から不要な空間を排除した構造であって、蓄電池外部で発生した爆発の二次爆発を防止し、より防爆機能の優れた安全な鉛蓄電池を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１によれば、上蓋面に凹設された排気部を備えた鉛蓄電池であって、前記排気部の底部に配された防爆フィルターと、前記防爆フィルターの上部に配された天蓋と、前記防爆フィルターと前記天蓋との間に形成された排気口とからなり、前記排気口の最上端が前記上蓋面より突出しない構造を備えるとともに、前記天蓋の周縁に凹部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
発明者は、充電中の鉛蓄電池において、排気部周囲で意識的に引火・爆発を起こさせた場合、本発明の構造の蓄電池では、連続的な二次爆発が発生せず、火気も蓄電池内に導入せず、防爆機能の優れていることを発見した。その理由は、凹設された排気部によって形成された凹部と防爆フィルターと天蓋との間に形成された排気口の最上端が前記蓄電池上蓋面より突出しない構造にある。このように排気口が蓄電池上蓋面より突出していないことによって、蓄電池内部からの水素ガスは必ず前記排気口を通って前記凹部に排気される。排気部周囲で着火・爆発が発生したときに、その爆風により凹部に滞留する水素ガスおよび火気が排除されその部分に一時的な真空状態が形成される。さらに、蓄電池内から発生した水素ガスは、垂直方向で上昇してそのまま蓄電池外部に排気されるのではなく、一旦、水平方向の流れに転換されて前記排気口を通って蓄電池外部に排気される構造なので、発生する水素ガスの流れが垂直方向から水平方向に転換される時に蓄電池外部への排気が瞬時遅れ、水素ガス排気の一時的な遮断状態となる。この二つの要素の相乗効果により、二次爆発の防止が効果的に行われ、優れた防爆機能が得られたと考えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る鉛蓄電池は、上蓋面に凹設された排気部と、前記排気部の底部に配された防爆フィルターと、前記防爆フィルターの上部に配された天蓋と、前記防爆フィルターと前記天蓋との間に形成された排気口とからなり、前記排気口の最上端が前記上蓋面より突出しない構造を備えるとともに、前記天蓋の周縁に凹部を備えたことにより、防爆機能が改善されるもので、以下、実施例により詳細に説明する。
【００１２】
【実施例】
図３は本発明の実施例を示す要部断面図、図４は要部斜視図で、５は本発明の凹設された排気部、３ａは本発明の排気口、６は凹部それぞれを示す。他の構成部材は図1と同じ番号を付記する。
【００１３】
図３および図４に示すように、本発明では、蓄電池上蓋１の面に凹設された排気部５を設けて蓄電池外部と連通する構造であると共に排気部５の下部に防爆フィルター４を配し、その上部に天蓋２を設け、前記防爆フィルター４と前記天蓋２との間に排気口３ａを形成し、該排気口３ａの最上端が蓄電池上蓋１面より突出しない構造を特徴とするものである。排気口３ａが上蓋面１より突出しない構造により、蓄電池からの水素ガスは排気口３ａを通って必ず凹部６に排気される。凹部６に滞留する水素ガスおよび火気は、蓄電池外部で着火、爆発が発生した際の爆風により排除され、その部分が一時的に真空状態が形成される。さらに、蓄電池内部から発生する水素ガスが図３に示す矢印にようにその構造上、ガスの進行方向が垂直方向から水平方向に転換されることが外部への排気を瞬時遅らせ、一時的な遮断状態をつくりだす。これら二つの要素の相乗効果により、蓄電池外部で爆発が発生したときに連続的な二次爆発が発生せず、防爆機能がより有効に作用すると考えられる。
【００１４】
図５は本発明の凹設された排気部による防爆機能を備えた制御弁式鉛蓄電池の一実施例を示す斜視図で、１は上蓋、５は凹設された排気部、６は凹部、７は電槽、８は中蓋、９は端子をそれぞれ示す。
【００１５】
本実施例では、６個の単電池（セル）から構成される公称電圧１２Ｖの制御弁式鉛蓄電池の例を示すもので、天蓋２および凹設された排気部５および防爆フィルター４（図５では図示されていない）は、蓄電池の上蓋１と一体に成型され、中央部に配設された形状を示すものである。図５には図示されていないが、中蓋８面には、６個の弁座を有する注液口が設けられ、前記弁座には安全弁が装着されている。これら安全弁から排気される水素ガスおよび酸素ガスが凹設された排気部５から一括に蓄電池外部に排気される構造である。しかし、本発明はこれに限定するものではなく、安全弁数個毎あるいは各安全弁毎に前記凹設された排気部５を設ける構造でもよい。
【００１６】
また、上記図５の例では、上蓋１と天蓋２、防爆フィルター４および排気口３ａからなる凹設された排気部５とが一体に成型された構造が示されているが、本発明はこれに限定するものではなく、上蓋１とは別に凹設された排気部５を成型して上蓋１に嵌め込む構造でもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、蓄電池上蓋面に凹設された排気部であって、前記排気部の底部に配された防爆フィルターと、前記防爆フィルターの上部に配されたと天蓋と、前記防爆フィルターと前記天蓋との間に形成された排気口からなり、前記排気口の最上端が蓄電池の上蓋面から突出しない構造にすることにより、蓄電池外部の排気部周囲で着火、爆発が発生しても爆風により凹部に滞留する水素ガスおよび火気が除去され一時的にその部分に真空状態が形成されることおよび蓄電池内部から発生する水素ガスを垂直方向から水平方向に転換させる排気構造による蓄電池外部への排気の瞬時的な遅れが、水素ガスの一時的な遮断状態を作り出すこととの二つの要素の相乗効果により二次的な爆発を効果的に防止でき、優れた防爆機能が得られその工業的効果が大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の防爆構造の一例を示す要部断面図。
【図２】従来の防爆構造の他の例を示す要部断面図。
【図３】本発明の防爆構造の実施例を示す要部断面図。
【図４】本発明の防爆構造の実施例を示す要部斜視図。
【図５】本発明の防爆構造を備えた制御弁式鉛蓄電池の一例を示す斜視図
【符号の説明】
１ 上蓋
２ 天蓋
３ 従来品の排気口
３ａ 本発明の排気口
４ 防爆フィルター
５ 凹設された排気部
６ 凹部
７ 蓄電池の電槽
８ 蓄電池の中蓋
９ 端子
Claims (1)
- 上蓋面に凹設された排気部を備えた鉛蓄電池であって、前記排気部の底部に配された防爆フィルターと、前記防爆フィルターの上部に配された天蓋と、前記防爆フィルターと前記天蓋との間に形成された排気口とからなり、前記排気口の最上端が前記上蓋面より突出しない構造を備えるとともに、前記天蓋の周縁に凹部を備えたことを特徴とする鉛蓄電池。
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| JP2002271624A JP4552375B2 (ja) | 2002-09-18 | 2002-09-18 | 鉛蓄電池 |
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| JP2002271624A JP4552375B2 (ja) | 2002-09-18 | 2002-09-18 | 鉛蓄電池 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS595877U (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-14 | 株式会社ユアサコーポレーション | 蓄電池 |
| JPS5955857U (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-12 | 株式会社ユアサコーポレーション | 即用式蓄電池 |
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2002
- 2002-09-18 JP JP2002271624A patent/JP4552375B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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