(57)【要約】      （修正有）【課題】  電解液面高さと連動する止水弁を有する蓄電池用一括補水装置において、各蓄電池への補水量のばらつきがなく安定した補水が可能な補水装置を提供することにある。【解決手段】  電解液面高さと連動する止水弁を有する補水栓２、注水チューブ３、注水タンク４、前記補水栓と前記注水チューブとを連結する継ぎ手部６、前記注水チューブと前記注水タンクとを連結する継ぎ手部からなる蓄電池用補水装置であって、前記注水チューブと前記補水栓との継ぎ手部の内径をＡとし、前記注水タンクと前記注水チューブとの継ぎ手部５の内径をＢとしたとき、０.１３≦Ａ／Ｂ≦０.１６の関係を有することを特徴とするものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池の電解液面高さと連動する止水弁を有する補水栓、注水チューブ、注水タンク、前記補水栓と前記注水チューブとを連結する継ぎ手部、前記注水チューブと前記注水タンクとを連結する継ぎ手部からなる蓄電池用補水装置であって、
前記注水チューブと前記補水栓との継ぎ手部の内径をＡとし、前記注水タンクと前記注水チューブとの継ぎ手部の内径をＢとしたとき、０.１３≦Ａ／Ｂ≦０.１６の関係を有することを特徴とする蓄電池用補水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
蓄電池用補水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解液に水溶液系の電解液を用いた二次電池では、充電中に副反応として電解液中の水の電気分解（Ｈ２Ｏ＝Ｈ２＋１／２Ｏ２）が発生し、電解液量が減少していく。例えば、鉛蓄電池においては、充電末期になると上式の反応が起動し、さらに過充電を行うと水が減少していく。したがって、充・放電を繰り返していくと電解液である希硫酸の濃度が徐々に高くなる。濃度が高くなるにつれて、充電反応効率が低下し充電が入り難くなり容量が漸減していく。さらに、電解液の濃度が高くなると正極板の腐食が促進される傾向になる。そのため、短寿命になる問題をも抱えている。この問題を防ぐために定期的に補水して、希硫酸の濃度を一定に保つ必要がある。
【０００３】
さらに、上記二次電池は、多数個を接続して高電圧、例えば２４Ｖや４８Ｖで使用されることが多い。その場合、多数個の蓄電池に定期的に補水して、電解液の濃度および液量を調製するのは非常にわずらわしい作業である。その対策として、近年、短時間でしかも多数個の蓄電池に一括して補水できる装置を使用することが多くなってきた。
【０００４】
その一つとして、電解液面高さと連動する止水弁を有する補水栓を備えた蓄電池用一括補水装置が上げられる。この補水装置の場合、補水を行い電解液面高さが規定液面に達した時点で前記止水弁の機能により補水が停止する機構を有しているが、補水条件によっては補水後の各蓄電池の電解液面高さにばらつきが発生する問題があることがわかった。
【０００５】
図２は電解液面高さと連動する止水弁を有する補水栓の一例を示す要部断面図で、２は補水栓、６は注水チューブ（図２では図示せず）と前記補水栓２とを連結する継ぎ手部、９は補水栓に設けた止水弁、１０は弁座、１１は電解液面高さに連動して上下するフロートをそれぞれ示す。
【０００６】
図２に示すように、継ぎ手部６を通って補水栓２に入った水は、蓄電池１（図２では図示せず）内に注入される。その際、補水によって液面高さが高くなるにつれてフロート１１が上昇し、それに伴って補水栓２の止水弁９も上昇し、規定の電解液面高さになった時点で、止水弁９は弁座１０に嵌合し蓄電池内への水の流入が停止する。
【０００７】
しかしながら、上記補水栓２を調べた結果、各鉛蓄電池に装着されている補水栓に供給される水の流量にばらつきがあり、流量が多い場合、止水弁９にかかる水圧が強いため、前記止水弁が早期に作動し、規定の電解液面高さに到達しないうちに弁座１０に嵌合して補水が止まってしまい、補水後の電解液面高さが低くなる。流量が少ないと補水に時間がかかると共に止水弁に加わる水圧が小さいために電解液面が規定値に達しているのに止水弁９が弁座１０に嵌合せず、補水が継続され電解液面高さが規定液面高さより高くなる傾向にあることがわかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、電解液面高さと連動する止水弁を有する補水栓を備えた一括補水装置において、各蓄電池への補水量のばらつきがなく安定した補水が可能な補水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するための手段として、請求項１によれば、蓄電池の電解液面高さと連動する止水弁を有する補水栓、注水チューブ、注水タンク、前記補水栓と前記注水チューブとを連結する継ぎ手部、前記注水チューブと前記注水タンクとを連結する継ぎ手部からなる蓄電池用補水装置であって、前記注水チューブと前記補水栓との継ぎ手部の内径をＡとし、前記注水タンクと前記注水チューブとの継ぎ手部の内径をＢとしたとき、０.１３≦Ａ／Ｂ≦０.１６の関係を有することを特徴とするものである。
【００１０】
本願の発明者は、上述したように補水装置の補水量がばらつくのは、注水タンクから各補水栓に供給される水量のばらつきが原因であることを突き止め、補水栓に供給される水量を一定の範囲にすることにより補水栓の止水弁が安定して作動し、補水後の液面高さが安定することを見出した。その手段として、前記補水装置において、オリフィスの機構をもたせたもので、注水チューブと補水栓との継ぎ手部の内径をＡとし、注水タンクと注水チューブの継ぎ手部の内径をＢとした時に、０.１３≦Ａ／Ｂ≦０.１６の関係を維持することによって、補水栓に供給される水量が一定の範囲になり、前記補水栓の止水弁が安定して作動し、電解液面高さのばらつきを防止でき、しかも補水時間にほとんど影響ないことがわかった。すなわち、０.１６＜Ａ／Ｂの場合には、補水栓に供給される水量が多くなり、止水弁が早期に作動し、電解液面高さが低くなる。一方、０.１３＞Ａ／Ｂの場合には、水量が少なくなり補水時間が長くなると共に止水弁の作動が遅れ、電解液面高さが高くなり過ぎる傾向にある。
【発明の効果】
【００１１】
以上、説明したように、多数個の蓄電池を接続した組電池に一括して補水可能な補水装置において、注水チューブと補水栓との継ぎ手部の内径をＡとし、注水タンクと注水チューブとの継ぎ手部の内径をＢとした時に、０．１３≦Ａ／Ｂ≦０.１６の関係を維持することによって各補水栓の止水弁が安定して作動し、各蓄電池の電解液面高さが常に一定に保たれ、安定した寿命性能が得られ、その工業的効果が極めて大である。
【実施例】
【００１２】
本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一括補水装置を電動フォークリフト用４８Ｖの鉛蓄電池（組電池）に装着した実施例を模式的に示す平面図で、１は５時間率放電において４００Ａｈの容量を有する鉛蓄電池、２は蓄電池の電解液面高さと連動する止水弁（図１では図示せず）を備えた補水栓、３は注水チューブ、４は注水タンク、５は前記注水タンクと前記注水チューブとを連結する継ぎ手部、６は前記補水栓２と前記注水チューブ３とを連結する継ぎ手部、７は注水タンクに設けた止水弁をそれぞれ示す。
【００１４】
図１に補水時の水の流れを矢印で示す。注水タンク４の水は止水弁７、注水タンクと注水チューブとの継ぎ手部５、チューブ３を通って各補水栓２と注水チューブ３との継ぎ手部６に到達し、各補水栓２を介して、各鉛蓄電池１に供給される。
【００１５】
補水栓２と注水チューブ３との継ぎ手部６の内径は、図２においてＡで示される。
【００１６】
また、図３は、補水栓２と注水チューブ３との継ぎ手部６を模式的に示した要部斜視図で、構成部材は図１と同じ番号を付記する。ここにおいても継ぎ手部６の内径をＡで示している。
【００１７】
図４は、注水タンク４と注水チューブ３との継ぎ手部５を示す模式図で、前記継ぎ手部５の内径をＢで示している。構成部材は図１と同じ番号を付記する。
【００１８】
図２、図３および図４に示すように、注水タンク４と注水チューブ３との継ぎ手部５の内径Ｂに対する補水栓２と注水チューブ３との継ぎ手部６の内径Ａの比率（Ａ／Ｂ）を０．１３以上、０．１６以下にすることによって、オリフィスの効果により補水栓２に供給される水の量が一定の範囲に制御され、補水栓２内に設置されている止水弁９が正常に作動し電解液面高さが一定に維持され、しかもこの範囲であれば補水時間にも影響がないことがわかった。
【００１９】
次に、本発明の効果を明らかにするために行った試験の結果について述べる。
【００２０】
まず、実施例で示した５時間率放電において４００Ａｈの容量を有する鉛蓄電池を２４セル直列に接続した４８Ｖの組電池を準備した。これら蓄電池に一定時間の補充電を行い、各鉛蓄電の電解液高さを規定の液面高さから１３ｍｍ〜１５ｍｍ低下させた。これは電解液の水分量を３５０から４００ｍｌ減少させたことに相当する。
【００２１】
次に、図１に示す補水装置を上記組電池に接続して補水を行うにあたって、前記補水装置の注水タンク４と注水チューブ３との継ぎ部５の内径Ｂおよび補水栓２と注水チューブ３との継ぎ手部６の内径Ａとの比率を種々変えたものを準備した。その内容を表１に示す。
【００２２】
注水タンク４内の水面高さを一定にして、止水弁７を全開にして補水を行い、補水後の規定の電解液面高さからの液面のばらつきおよび補水に要した時間を測定した。補水後の電解液面高さのばらつきの評価は、Ａ／Ｂを変えて補水した時の２４個の鉛蓄電池の電解液面高さと規定液面高さとの差（ｍｍ）の平均値を求め、その標準偏差値を比較した。また、各条件での補水時間は、Ａ／Ｂが０．２５の時の補水時間を１．０とした時の比率で表した。それらの結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１に示すように、Ａ／Ｂが０．２あるいは０．２５と大きい、すなわち、補水栓２に流入する水量が多いと電解液面高さのばらつきが大きいことが理解できる。それに対して、Ａ／Ｂを０.１３≦Ａ／Ｂ≦０.１６にした本発明品は、補水時間への影響がなく、かつ補水後の電解液面高さのばらつきが大幅に少なくできることがわかった。一方、０．１３＞Ａ／Ｂにした場合には、電解液面高さのばらつきが大きくなると共に補水時間も大幅に長くなった。
【００２５】
なお、本試験は鉛蓄電池が４８Ｖに直列接続された組電池について行ったが、２４Ｖ直列接続のものでも同様の結果が得られた。
【００２６】
実施例では、鉛蓄電池について説明したが、鉛蓄電池に限定されるものでなく、水溶液系電解液を使用した二次電池で、充電時に充電反応に平行して水の電気分解が起こり電解液量が減少していく電池を多数個を接続した組電池であれば本発明の一括補水装置を適用できるのはいうまでもない。
【００２７】
また、実施例では多数個の蓄電池を接続した組電池を一括に補水する補水装置について説明してきたが、本発明の注水チューブと補水栓との継ぎ手部の内径をＡとし、注水タンクと注水チューブとの継ぎ手部の内径をＢとしたとき、０.１３≦Ａ／Ｂ≦０.１６の関係は、蓄電池１個を補水する補水装置に適用しても同じ効果が得られるのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一括補水装置の実施例を模式的に示す要部平面図
【図２】一括補水装置の補水栓および注水チューブと前記補水栓との継ぎ手部を示す要部断面図。
【図３】補水栓と注水チューブとの継ぎ手部を模式的に示す要部斜視図。
【図４】一括補水装置の注水タンクと注水チューブとの継ぎ手部の内径Ｂを示す模式図
【符号の説明】
【００２９】
１  鉛蓄電池
２  電解液面高さと連動する止水弁を有する補水栓
３  注水チューブ
４  注水タンク
５  注水タンクと注水チューブとを連結する継ぎ手部
６  補水栓と注水チューブとを連結する継ぎ手部
７  注水タンクに設けた止水弁
９  補水栓に設けた止水弁
１０  補水栓に設けた弁座
１１  フロート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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