JP5095992B2

JP5095992B2 - 蓄電池の液漏れ防止装置

Info

Publication number: JP5095992B2
Application number: JP2006353282A
Authority: JP
Inventors: 久士大内; 秋夫瀬尾; 浩二渡部; 修一矢吹
Original assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Current assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: JP2008166075A

Description

この発明は、蓄電池内に収容された電解液の漏出を防止する蓄電池の液漏れ防止装置に関する。

蓄電池、例えば鉛蓄電池には電槽内で発生したガスを外部に排出するための排気経路が設けられている。例えば特開２００４−１７２０９９公報（特許文献１）の蓄電池においては、電槽の開口部を覆う二重蓋構造の蓋体で排気経路を形成し、この排気経路を通して電槽内のセル室で発生したガスを外部に排出するようにしている。そして、蓄電池が振動したり傾いたりしたときに、電槽内の電解液が排気経路を通して外部に漏出するのを防止するために、排気経路に通じる排気室内に防沫板を設け、排気室内にガスと共に電解液が流動したときにその防沫板で気液分離して電解液を電槽内に還流し、ガスのみをフィルターを通して外部に放出させるようにしている。

また、特開昭５７−１４３２６１号公報（特許文献２）に見られるように、蓋体の凹部の底部に排気筒を形成するとともに、その排気筒を囲むように防沫板を設けて蓄電池が横転しても電解液が漏出しないようにした蓄電池も提案されている。
特開２００４−１７２０９９公報特開昭５７−１４３２６１号公報

しかしながら、前記各特許文献に示されるものでは、いずれも蓄電池が上下反転する逆さまの状態にまで転倒したような場合には、どうしても電槽内の電解液が漏れ出てしまうという問題がある。

この発明は、このような問題点を課題とし、蓄電池が上下反転する逆さまの状態にまで転倒したような場合であっても電槽内の電解液の漏出を防止することができる蓄電池の液漏れ防止装置を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、電槽の上部に、蓋本体の上に上蓋が重なり、その間で前記電槽内のセル室のガスを外部に排出させる排気経路を構成してなる二重蓋構造の蓋体が設けられた蓄電池において、前記蓋本体の底部に電槽内のセル室に対応して凹部を形成し、この凹部の上部周囲を隔壁で囲って凹部の上部に排気室を形成すると共に、この排気室を通気部を通して前記排気経路に連通させ、前記凹部の底部には前記セル室に連通し、かつ凹部の底部から所定の高さで突出するガス排気筒を設け、前記排気室内には仕切壁を設け、この仕切壁で前記排気室内を前記ガス排気筒が配置する第１の隔室と前記通気部に通じる第２の隔室とに区画し、前記仕切壁の下部で、前記ガス排気筒の上端のレベルより下方の位置に、前記第１の隔室と第２の隔室とを連通させる連通部を設け、前記凹部の周壁の上部には、前記セル室と前記第１の隔室とを連通させるガス排気孔を形成してなることを特徴としている。

請求項２の発明は、電槽の上部に、蓋本体の上に上蓋が重なり、その間で前記電槽内のセル室のガスを外部に排出させる排気経路を構成してなる二重蓋構造の蓋体が設けられた蓄電池において、前記蓋本体の底部に電槽内のセル室に対応して凹部を形成し、この凹部の上部周囲を隔壁で囲って凹部の上部に排気室を形成すると共に、この排気室を通気部を通して前記排気経路に連通させ、前記凹部の底部には前記セル室に連通し、かつ凹部の底部から所定の高さで突出するガス排気筒を形成し、前記排気室内には仕切壁を設け、この仕切壁で前記排気室内を前記ガス排気筒が配置する第１の隔室と前記通気部に通じる第２の隔室とに区画し、前記仕切壁の下部で、前記ガス排気筒の上端のレベルより下方の位置に、前記第１の隔室と第２の隔室とを連通させる連通部を設け、前記凹部の周壁の上部には、前記セル室と第１の隔室とを連通させるガス排気孔を形成し、前記第１の隔室内には下端に開口を有し、その下端の開口面が前記ガス排気筒の上端のレベルより下方に位置してそのガス排気筒の上端部を覆う逆有底筒状のカバーを設けてなることを特徴としている。

この発明によれば、蓄電池が上下反転する逆さまの状態にまで転倒したような場合であっても電槽内の電解液の漏出を防止することができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１にはこの発明の第１の実施形態に係る鉛蓄電池の全体の外観を示してある。この鉛蓄電池は、電槽１を有し、この電槽１の上端の開口部に蓋体２が設けられている。蓋体２は電槽１の開口部に熱融着された蓋本体３と、この蓋本体３の上面一側寄りの段差部４に重ね合わされて嵌着された上蓋５とで二重蓋構造に構成されている。そして蓋本体３の他側寄りの上面隅部には鉛製の端子６，７が取り付けられている。

図２には電槽１の上の蓋本体３から上蓋５を取り外した状態の平面図と、その取り外した上蓋５を上下反転した状態の平面図を示してある。電槽１内は隔壁８により複数のセル室９に区画されている。各セル室９内には、正負極板をセパレータを介して交互に積層した極板群（図示せず）が収納されているととともに、多量の電解液が注入されている。

蓋本体３の上面には各セル室９に対応して複数の注液口１０が形成され、これら注液口１０がそれぞれ液口栓１１で密閉されている。

蓋本体３の段差部４の底面には、各セル室９に対応してそれぞれ下に窪む凹部１５が形成されている。図３（イ）には凹部１５の断面構造を示してある。図３（イ）に示すように、凹部１５はほぼ漏斗状に形成され、その底面の中央部にガス排気筒１６が一体に形成され、また凹部１５の周壁上部の一部に小さなガス排気孔１７が形成され、これらガス排気筒１６及びガス排気孔１７とにより凹部１５の上部内側の空間とこれに対応するセル室９とが互いに連通している。前記ガス排気筒１６は凹部１５の底面の上下方向に延び、また前記ガス排気孔１７は前記ガス排気筒１６の上端よりも十分に高い上方のレベルの位置に形成されている。

段差部４の底面には、図２に示すように、凹部１５の上部周囲を囲むように隔壁２０が一体に形成されている。この隔壁２０は平面形状がほぼ角形のＰ字状をなし、一部に切欠部２０ａを有し、この切欠部２０ａにより隔壁２０の内側と外側とが連通している。

上蓋５の裏面には、蓋本体３の上面の各隔壁２０に対応する複数の隔壁２１が一体に形成されている。これら隔壁２１は蓋本体３の上面の各隔壁２０と同形状で、一部に切欠部２１ａを有している。また、上蓋５の裏面の両端の側壁にはそれぞれ外部排気孔２３が形され、これら外部排気孔２３の内側にそれぞれフィルター２４が配設されている。

図３（イ）に示すように、上蓋５はその裏面を下に向けて蓋本体３における段差部４の上に重ね合わされ、蓋本体３に融着されている。上蓋５の重ね合わせにより上蓋５と蓋本体３の段差部４との間に排気経路２２が構成され、また蓋本体３の隔壁２０と上蓋５の隔壁２１とが互いに当接し、その当接した隔壁２０，２１の内側で凹部１５の上部の周囲を囲む排気室２５が構成され、さらに切欠部２０ａ，２１ａとの当接で前記排気室２５を前記排気経路２２に連通させる通気部２６が構成されている。

また図２に示すように、上蓋５の裏面の各隔壁２１の内側には、それぞれ蓋本体３の各凹部１５に対応するように複数の仕切壁２７が一体に形成され、蓋本体３の各隔壁２０の内側には、前記仕切壁２７に対応する受壁２８が一体に形成されている。

図４は上蓋５を一端側端面から見た側面図で、この図４に示すように、仕切壁２７は下方に向かってテーパー状に幅が狭まる台形状をなし、上蓋５が蓋本体３の段差部４の上に重ね合わされた際に、前記受壁２８に嵌合し、この仕切壁２７により図３（イ）に示すように前記排気室２５内がガス排気筒１６及びガス排気孔１７に通じる第１の隔室３１と、前記通気部２６に通じる第２の隔室３２とに区画されている。

仕切壁２７の下部には第１の隔室３１と第２の隔室３２とを連通させる連通部３４が設けられている。この連通部３４は、凹部１５の底面に形成されたガス排気筒１６の上端より下方のレベルの位置に設けられている。なお、前記隔壁２０，２１の当接部、仕切壁２７と受壁２８の当接部はそれぞれ熱融着され、気密的に接合されている。

このような蓄電池において、充放電により電槽１の各セル室９内でガスが発生したときに、そのガスはガス排気筒１６及びガス排気孔１７を通して凹部１５の内側の第１の隔室３１内に流入する。そしてこの第１の隔室３１内から連通部３４、第２の隔室３２、通気部２６を順に通って隔壁２０，２１の外側に流出するとともに、その隔壁２０，２１の外周を周回して排気経路２２に至り、さらにこの排気経路２２からフィルター２４を通り外部排気孔２３から蓄電池の外部に排出される。

一方、蓄電池が正立する図３（イ）の状態から図３（ロ）に示すように蓄電池がその上下が反転する逆さまの状態に転倒したときには、ガス排気筒１６を通して排気室２５内の大気の空気がセル室９内に流入するとともに、この空気との置換でセル室９内の電解液がガス排気筒１６及びガス排気孔１７を通して第１の隔室３１内に順次流入し、その液面が隔室３１内で上昇する。

そして図３（ハ）に示すように、電解液の液面が逆さまとなったガス排気筒１６の上端（図の下端）にまで達すると、その液面でガス排気筒１６が密閉され、セル室９内への空気の流入が停止する。つまり、気液の置換が行なわれなくなり、セル室９内から第１の隔室３１内への電解液の流出が停止し、この状態が保持される。なお、第１の隔室３１は連通部３４を介して第２の隔室３２に連通しているが、連通部３４は逆さまとなったガス排気筒１６の上端（図の下端）より図における上方のレベルの位置にあるから、第１の隔室３１内の電解液が第２の隔室３２内に流入することはない。

このように蓄電池が上下反転する逆さまの状態となっても、セル室９内から流出する電解液は第１の隔室３１内に留められ、蓄電池の外部へ漏れ出るようなことがない。

逆さまとなった蓄電池を再び正立させたときには、図３（ニ）に示すように、第１の隔室３１内の電解液がその隔室３１の底部側に溜まる。そしてこの際には連通部３４が隔室３１の底部に位置し、このため隔室３１内の電解液がその連通部３４を通して第２の隔室３２内に流れ込み、この流れ込みで第１の隔室３１内の電解液の液面が下降し、ガス排気孔１７より下方のレベルに達し、そのガス排気孔１７が開放される。この開放でセル室９内の空気がガス排気孔１７を通して外部に流出し、これに応じて凹部１５内の電解液がガス排気筒１６を通してセル室９内に還流する。なお、隔室３１内に溜まる電解液の量によっては、蓄電池を正立させてもガス排気孔１７がその電解液で閉じられたまま開放されない場合があるが、この場合でも凹部１５内の電解液とセル室９内の空気とのガス排気筒１６を介して行なわれる気液置換により凹部１５内の電解液がガス排気筒１６を通してセル室９内に還流する。

凹部１５内での液面の下降は、図３（ホ）に示すようにガス排気筒１６の上端の位置で停止する。したがって、その下方には電解液が残るが、その量は僅かであり、時間の経過と共に蒸発するから問題はない。

図５及び図６には第２の実施形態を示してある。なお、この第２の実施形態において、図１〜図４に示す第１の実施形態の構成と対応する部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

この第２の実施形態においては、図５に示すように、上蓋５の裏面の各仕切壁２７の片面側にカバー４０が一体に形成されている。このカバー４０は、図６（イ）に示すように、下面に開口を有する逆有底筒状をなしている。そして上蓋５が蓋本体３に取り付けられた状態のもとで、カバー４０は第１の隔室３１内に配置され、このカバー４０により凹部１５から突出したガス排気筒１６の上端の周囲が覆われている。そしてこのカバー４０の下端の開口面は、ガス排気筒１６の上端より下方で仕切壁２７の下端より上方のレベルの位置に位置している。

この実施形態では、前記第１の実施形態の場合と同様に、セル室９内で発生したガスは、ガス排気筒１６及びガス排気孔１７を通して第１の隔室３１内に流入する。そしてこの第１の隔室３１内から連通部３４、第２の隔室３２、通気部２６を順に通って隔壁２０，２１の外側に流出するとともに、その隔壁２０，２１の外周を周回して排気経路２２に至り、さらにフィルター２４を通り外部排気孔２３から蓄電池の外部に排出される。

一方、蓄電池が正立する図６（イ）の状態から図６（ロ）に示すように蓄電池が上下反転する逆さまの状態に転倒したときには、ガス排気筒１６を通して大気中の空気がセル室９内に流入するとともに、この空気との置換でセル室９内の電解液がガス排気筒１６及びガス排気孔１７を通して第１の隔室３１内に流出する。

ガス排気筒１６から流出する電解液はカバー４０内に流入し、このカバー４０内で液面が上昇する。また、ガス排気孔１７から流出した電解液は第１の隔室３１内のカバー４０の外側の領域に流入し、この領域内で液面が上昇してカバー４０内に流入する。カバー４０内の液面が図６（ハ）に示すように、ガス排気筒１６の上端（図の下端）にまで達すると、その液面でガス排気筒１６が密閉され、セル室９内への空気の流入が停止する。つまり、気液の置換が行なわれなくなり、セル室９内から隔室３１内への電解液の流出が停止する。

このように蓄電池が上下反転する逆さまの状態となっても、セル室９内から流出する電解液はカバー４０内とその外側の領域の隔室３１内に留められ、したがって蓄電池の外部へ漏れ出るようなことがない。

逆さまとなった蓄電池を再び正立させたときには、図６（ニ）に示すように、カバー４０内の電解液及びその外側の領域の電解液がサイホンの原理によりガス排気筒１６を通してセル室９内に還流する。サイホンの原理による電解液の流れは、カバー４０の下端の開口がガス排気筒１６の上端より下方にあることから、電解液が図６（ニ）に矢印で示すように逆Ｕ字状に流れることにより達成される。

蓄電池が転倒状態から正立したときには、隔室３１内の電解液がその底部の凹部１５に溜まってガス排気孔１７が開放され、このガス排気孔１７を通してセル室９内の空気が大気中に流出するから前記サイホンの作用は有効に行なわれる。

隔室３１内の電解液がサイホンの原理でセル室９内に還流して凹部１５内の液面がカバー４０の下端のレベルにまで下降したときにその電解液の還流が停止し、凹部１５の底部に電解液が残る。

前記第１の実施形態ではガス排気筒１６の上端のレベルの下方に電解液が残るが、この第２の実施形態ではそれよりさらに下方のカバー４０の下端のレベルの下方に電解液が残り、したがってその残留量がより少なくなる。

なお、図７に変形例として示すように、例えばカバー４０の内底部に詰め物５０を詰め込んでカバー４０の容量を小さくするようにしてもよく、この場合には逆さまとなった蓄電池を再び正立させたときに生じるサイホンの作用をより有効に働かせることが可能となる。また、図５に示す第２の実施形態の蓋本体３には注液口が記載されていないが、例えばガス排気筒１６を比較的大径の筒状とし、そのガス排気筒１６から電解液をセル室９内に注入する構成とすることが可能である。この場合、蓄電池を逆さまに転倒すると、ガス排気筒１６を通る気液の置換でそのガス排気筒１６からカバー４０内に電解液が流出するが、その電解液の液面上昇でガス排気筒１６が密閉され、電解液の流出が止まるから問題はない。

以上述べたように、この発明によれば、蓄電池を上下反転する逆さまの状態に転倒させた場合でも蓄電池からの電解液の漏れを防止することができる。

この発明の第１の実施形態に係る鉛蓄電池の外観を示す斜視図。その蓄電池の蓋体の構造を示す平面図。その蓄電池の要部の構造を示す断面図。その蓄電池の上蓋の側面図。この発明の第２の実施形態に係る鉛蓄電池の蓋体の構造を示す平面図。その蓄電池の要部の構造を示す断面図。その蓄電池の要部の変形例を示す断面図。

符号の説明

１…電槽
２…蓋体
３…蓋本体
５…上蓋
９…セル室
１５…凹部
１６…ガス排気筒
１７…ガス排気孔
２０．２１…隔壁
２２…排気経路
２３…外部排気孔
２４…フィルター
２５…排気室
２６…通気部
２７…仕切壁
３１…第１の隔室
３２…第２の隔室
３４…連通部
４０…カバー

Claims

電槽の上部に、蓋本体の上に上蓋が重なり、その間で前記電槽内のセル室のガスを外部に排出させる排気経路を構成してなる二重蓋構造の蓋体が設けられた蓄電池において、
前記蓋本体の底部に電槽内のセル室に対応して凹部を形成し、この凹部の上部周囲を隔壁で囲って凹部の上部に排気室を形成すると共に、この排気室を通気部を通して前記排気経路に連通させ、前記凹部の底部には前記セル室に連通し、かつ凹部の底部から所定の高さで突出するガス排気筒を設け、前記排気室内には仕切壁を設け、この仕切壁で前記排気室内を前記ガス排気筒が配置する第１の隔室と前記通気部に通じる第２の隔室とに区画し、前記仕切壁の下部で、前記ガス排気筒の上端のレベルより下方の位置に、前記第１の隔室と第２の隔室とを連通させる連通部を設け、前記凹部の周壁の上部には、前記セル室と前記第１の隔室とを連通させるガス排気孔を形成してなることを特徴とする蓄電池の液漏れ防止装置。
電槽の上部に、蓋本体の上に上蓋が重なり、その間で前記電槽内のセル室のガスを外部に排出させる排気経路を構成してなる二重蓋構造の蓋体が設けられた蓄電池において、
前記蓋本体の底部に電槽内のセル室に対応して凹部を形成し、この凹部の上部周囲を隔壁で囲って凹部の上部に排気室を形成すると共に、この排気室を通気部を通して前記排気経路に連通させ、前記凹部の底部には前記セル室に連通し、かつ凹部の底部から所定の高さで突出するガス排気筒を形成し、前記排気室内には仕切壁を設け、この仕切壁で前記排気室内を前記ガス排気筒が配置する第１の隔室と前記通気部に通じる第２の隔室とに区画し、前記仕切壁の下部で、前記ガス排気筒の上端のレベルより下方の位置に、前記第１の隔室と第２の隔室とを連通させる連通部を設け、前記凹部の周壁の上部には、前記セル室と第１の隔室とを連通させるガス排気孔を形成し、前記第１の隔室内には下端に開口を有し、その下端の開口面が前記ガス排気筒の上端のレベルより下方に位置してそのガス排気筒の上端部を覆う逆有底筒状のカバーを設けてなることを特徴とする蓄電池の液漏れ防止装置。