JP5449317B2 - 電池ユニット用水補充プラグ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念にもとづく電池ユニットを自動的に充填するための水補充プラグに関する。

特許文献１により、前述した形式の電池ユニット用の充填装置が知られており、そこでは、水が、接続部材の後、サイホンのように作用するＵ字形状の通路を上方にオーバーフロー壁面にまで誘導され、そこから側方の越流水路を通って、開いている弁体の下に達している。

そのような補充プラグ及び同様の構造形式のプラグは、電池ユニットに蒸留水を自動的に補充する役割を果たしている。それは、実際には基本的に三つの異なる方法で行われている。
１．充填する電池上の所定の高さに取り付けられたタンクから落ちて来る水を用いる方法。タンクの流出口は、クイック継手を用いて、電池の表面に取り付けられた充填システムと接続されており、そこに配備されている補充プラグは、バルブ・フロート機構により電池ユニットへの水の供給を制御している。
２．多くの場合、約１２ボルトの低電圧のモータによって駆動されるポンプを用いて、タンクから約０．５〜１．０バールの圧力で水を供給する方法。ポンプの流出口は、クイック継手を用いて、電池の表面に取り付けられた充填システムと接続されている。この場合も、そこに配備されている補充プラグは、バルブ・フロート機構により電池ユニットへの水の供給を制御している。
３．公共水道網からの水道水を用いる方法。この場合、公共水道網からの通常の約４バールの水圧が、充填圧力として使用され、イオン交換器を用いて水を事前に処理した後、クイック継手を用いて、電池の表面に取り付けられた充填システムと接続されている。そこの充填プラグが、バルブ・フロート機構により電池ユニットへの水の供給を制御している。

上記の三つの例によって、充填システムが様々な条件下で使用、機能しなければならないことが分かる。

ドイツ特許第７６３２６２号明細書

以上のことから、本発明の課題は、実際に起こり得る全ての圧力において確実に動作し、そのため非常に低い充填圧力だけでなく、比較的高い圧力でも問題無く使用することが可能な水補充プラグを提供することである。

本課題を解決するために、本発明では、前述した形式の水補充プラグにおいて、リング形の給水路と円錐形の弁座の間に渦を発生させる偏向水路を周囲に分散して配置するものと規定する。

この解決策は、偏向水路が水を制御して回転運動状態に移行させた後、バルブに到達するようにする作用効果を有する。そのような水流の円運動によって、周縁領域で最も速い回転速度を持ち、中心で定常的に動作する渦が発生する。流出する水の円運動は、弁体の閉鎖プロセスに対して推進力を与え、そのため閉鎖プロセスは、自動調節された形で非常に正確かつ全ての圧力範囲においてほぼ同様に進行することとなる。

本発明の改善構成では、偏向水路は、筐体内の中心に取り付けられたバルブ円筒体を穿孔して作られ、弁座の上で、円筒体の内部空間にほぼ接線方向に向かって合流する。この場合、偏向水路がリング形の給水路を出発点として斜め上方を向いた形で延びるのが有利である。

本発明の更に別の特徴及び利点は、以下における図面に図示された実施例の記述から明らかとなる。

本発明による水補充プラグの側面図 図１のプラグを下から斜めに見た図 補充プラグの縦断面図 図３の補充プラグを９０°回転させた断面図 偏向水路の高さにおけるプラグの水平断面図

図１と２に図示されている外側から見た水補充プラグ１０は、電池ユニットに水を自動的に充填する役割を果たし、円筒形のプラグ筐体１２を有し、そのプラグ筐体は、図３と４の通り、図示されていない電池ユニットの補充用開口部に差し込むことが可能なスリーブ１４とスナップイン方式で接続される。スリーブ１４には、例えば、電池ユニットの補充用開口部との差込式接続のための固定手段１６が形成されている。プラグ筐体１２の上端には、蓋２０がヒンジ１８により回動自在に連結されている。

図４に図示されている通り、プラスチックから製作されたプラグ筐体１２には、透明なプラスチックから射出成形部品として製作された一つ又は二つの部分から成る内部筐体２２が差し込まれている。側面には、水の供給又は隣の電池ユニットへの水の転送用の二つの水平な接続ソケット２６を支持するＴ字形状の接続部材２４が、内部筐体と接続されるか、或いは一体的に構成されている（図５参照）。図３からは、給水用の接続ソケット２６が、流入室２８及びそこから接続開口部３０を経由して前室３２に通じている。前室３２自体は、下方からリング形の給水路３４に通じ、その給水路は、内部筐体２２の一部であるバルブ円筒体３６の外部側に形成されている。

バルブ円筒体３６は、内部筐体２２内の中心に形成されており、中心に軸支された垂直に移動可能な弁体３８を収容し、その弁体は、垂直なシャフト４０の上端に形成されるとともに、吊り下げられた形で取り付けられている。リング形の弁体３８は、上方に開いた杯の形をしており、バルブを閉じた状態では、図３と４で見ることができる円錐形の弁座４２上に載っている。

図４に図示されている通り、シャフト４０の下端は、傾斜支柱４６上に軸支された傾斜レバー４４を介して、内部筐体２２内の中心を垂直にスライド可能な形で軸支されたフロートロッド４８と接続されている。フロートロッド４８の下端５０は、図示されていないフロートと固定する役割を果たしている。中空のフロートロッド４８は、下方に突き出た誘導マンドレル５２上に垂直に移動可能な形で軸支されるとともに、その片側で上方に突き出たロッド５４を支持しており、そのロッドには、傾斜レバー４４の長い方の側が軸支されるとともに、ロッドの上端には、表示円盤５６が取り付けられている。表示円盤５６は、蓋２０の高さに有る、透明な内部筐体２２の一部である円形の窓５８を通して見ることができる。

バルブ円筒体３６と円錐形の弁座４２が形成されている内部筐体２２の内部円筒体６０との間には、円筒体壁面６２が有り、その壁面には、弁座４２の高さに、壁面の周囲に分散して配置された偏向水路６４が穿孔して作られている。これらの偏向水路は、リング形の給水路３４を出発点として、半径方向に対して傾いた形で延びる（図５参照）とともに、上方に向かって傾斜した形（図３参照）をしており、図５の通り、円錐形の弁座４２の上で、バルブの内部空間６６にほぼ接線方向に向かって合流している。

図４からは、バルブが開いている場合、リング形に形成された給水路３４から流入した水が、傾斜した形で延びる偏向水路６４を通って、その後に有る内部空間６６に達し、そこから、円筒形のサービス開口部７０の下の排水路６８を経由して、電池ユニットに流出することが分かる。

図５には、表示円盤５６に関して対角線上の逆側に有る、探査カテーテル等を挿入するためのサービス開口部７０と換気用円筒体７２が見える。

電池ユニット内の水が所要の充填状態に達した場合、図示されていないフロートが、フロートロッド４８を押し上げて、フロートロッドと共に、その側方に突き出たロッド５４を上方に押し上げ、その結果傾斜レバー４４の短い方のアームによって、シャフト４０とそのため弁体３８とが下方に引き下ろされる。それにより、偏向水路６４を経由して渦を巻いて流入していた水が、皿又は杯形状の弁体３８の上側に達して、弁体の閉鎖位置にまで弁体を弁座４２に押し付けることとなる。

本発明にもとづき規定、構成された偏向水路６４は、給水路３４から流入する水に渦巻き運動を与えて、その渦巻き運動は、一方では弁体３８が上昇して開いている場合には充填プロセスを加速するとともに、他方ではバルブの閉鎖フェーズで閉鎖動作を支援するものである。そのようにして、システムの充填時と閉鎖時の両方において、充填速度と充填圧力に関する最大限可能な柔軟性が達成されている。流出する水の円運動は、前述した通り、渦を発生させ、それによって、流出する水が、充填圧力に関係無く閉鎖プロセスに対する推進力を引き起こすとともに、閉鎖プロセスを自動的に制御することとなる。本発明の別の利点は、渦によって生じる遠心力のために、水の流出口領域における自浄効果が高まることである。

Claims (3)

1. 円筒形のプラグ筐体（１２）を備えた、電池ユニットを自動的に充填するための水補充プラグであって、円筒形のプラグ筐体が、この筐体（１２）に水を供給するための接続ソケット（２６）とフロートによって操作されるバルブとを有し、このバルブが、リング形の弁体（３８）と円錐形の弁座（４２）を備えており、給水路（３４）と電池ユニットに通じる排水路（６８）との間に配置されている、水補充プラグにおいて、
   プラグ筐体（１２）内には、内部筐体（２２）が収容され、その内部筐体（２２）内の中心に形成されたバルブ円筒体（３６）が、その中心に軸支された垂直に移動可能な弁体（３８）を収容し、リング形の給水路（３４）は、そのバルブ円筒体（３６）の外部側に形成され、リング形の弁体（３８）は、上方に開いた杯の形をしており、バルブを閉じた状態では、円錐形の弁座（４２）上に載っており、
   リング形の給水路（３４）と円錐形の弁座（４２）との間に、渦を発生させる偏向水路（６４）が、バルブ円筒体（３６）に半径方向に対して斜め下に延びる形で穿孔して作られており、バルブが開いている場合、リング形の給水路（３４）から流入した水が、傾斜した形で延びる偏向水路（６４）を通って、弁座（４２）の上のバルブ円筒体（３６）の内部空間（６６）にほぼ接線方向に向かって合流し、そこから、排水路（６８）を経由して電池ユニットに流れ、電池ユニット内の水が所要の充填状態に達した場合、フロートにより弁体（３８）が下方に引き下ろされ、それにより、偏向水路（６４）を経由して渦を巻いて流入していた水が、弁体（３８）の上側に達して、弁体（３８）の閉鎖位置にまで弁体(38)を弁座（４２）に押し付けることを特徴とする水補充プラグ。
2. 弁体（３８）が、吊り下げられた形で取り付けられるとともに、垂直なシャフト（４０）の上端に形成されており、そのシャフトの下端が、傾斜レバー（４４）を介して、筐体（１２）内の中心を垂直にスライド可能な形で軸支されているフロートロッド（４８）と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の水補充プラグ。
3. リング形の給水路（３４）が、バルブ円筒体（３６）に形成されており、前室（３２）を経由して接続ソケット（２６）と繋がっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水補充プラグ。

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