JPH0341410Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、複数個の単電池を積層して構成さ
れる隔膜式電解液流通型集合電池に関するもの
で、更に詳しくはこれ等の集合電池において電解
液のバイパス現象或いは漏洩現象等を防止するよ
うにしたものである。

電力は各種のエネルギーへの変換が容易で制御
し易く、消費時の環境汚染がないので、エネルギ
ー消費に占める割合は年毎に増加している。電力
供給の特異な点は、生産と消費が同時に行われる
ことである。この制約の中で、電力消費の変動に
即応しながら、一定周波数、一定電圧の質の高い
電力を高い信頼性で送ることが、電力技術の環境
である。そして実際には、出力は変えにくいが効
率の高い原子力発電や新鋭火力発電を、なるべく
最高効率の定格で運転し、一定電力消費の変動に
応じて発電を行うのに適した水力発電等で、昼間
の大きな電力需要の増加をまかなつている現状で
ある。

このため、経済性の良好な原子力発電や新鋭火
力発電による夜間余剰電力を揚水発電によつて貯
蔵しているが、揚水発電の立地条件は次第に厳し
くなつている。

以上のような実情から環境汚染がなく、しかも
汎用性の高いエネルギーである電力を貯蔵する方
法として各種の２次電池が研究され、この中でも
特にレドツクス電池が注目されている。

この原理の概要について、第１図、第２図を用
いて説明する。

第１図はレドツクス電池を用いた電力貯蔵シス
テムの充電時の状態を示し、第２図は同じく放電
時の状態を示す。

これらの図において、１は発電所、２は変電設
備、３は負荷、４はインバータ、５はレドツクス
電池で、タンク６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂとポンプ
８，９および流通型電解槽１０から構成される。

流通型電解槽１０は正極１１と負極１２、およ
び両電極間を分離する隔膜１３とを備え、隔膜１
３で仕切られた正極室１４、負極室１５には正極
液、負極液が収容され、正極液としては例えば
Feイオンを含む塩酸溶液が用いられ、負極液と
しては例えばCrイオンを含む塩酸溶液が用いら
れる。

以上の構成において発電所１で発電された変電
設備２に送電された電力は適当な電圧に変圧さ
れ、負荷３に供給される。

一方、夜間になり余剰電力が生ると、インバー
タ４により交直変換を行い、レドツクス電池５に
充電が行われる。この場合は、第１図に示すよう
にタンク６ａから６ａへ、タンク７ａから７ａへ
ポンプ８，９で正、負極液を徐々に送りながら充
電が行われる。正極液にFeイオン、負極液にCr
イオンを使用する場合、流通型電解槽１０内で起
る反応は下記(1)〜(3)式中の充電側の反応となる。

正極側：Fe³⁺＋ｅ放電 ―――→ ←――― 充電Fe²⁺ ……(1) 負極側：Cr²⁺放電 ―――→ ←――― 充電Cr³⁺＋ｅ ……(2) 全反応：Fe³⁺＋Cr²⁺放電 ―――→ ←――― 充電Fe²⁺＋Cr³⁺ ……(3) このようにして、電力が正極液、負極液の中に
蓄積される。

次に、供給電力が需要電力よりも少ない場合
は、第２図に示すようにタンク６ａから６ｂへ、
タンク７ｂから７ｂへポンプ８，９で正、負極液
を徐々に送りながら(1)〜(3)式中の放電側の反応に
より放電が行われ、インバータ４により直交変換
が行われ、変電設備２を介して負荷３に電力が供
給される。

レドツクス電池を用いた電力貯蔵システムは以
上の説明の通りであるが、実際には上記のレドツ
クス・フロー型電池は複数個のセルを直列接続し
て集合電池とし、この集合電池をまた複数個直列
および／または並列接続することにより、所要の
電圧で、かつ所要の容量のものを得ている。

更に第３図に従つて、これを具体的に説明する
と、上記集合電池の単電池は内部に黒鉛板２０ａ
を設け、外部にPVC等の枠材２０ｂを設けたバ
イポーラ板２０、内部に炭素布２１ａを設け、外
部にPVC等の枠材２１ｂを設けた正極板２１、
内部にイオン交換膜２２ａを設けた隔膜板２２、
内部に炭素布２３ａを設け、外部にPVC等の枠
材２３ｂを設けた負極板２３を積層して構成し、
これ等の単電池を20〜30セル積層して集合電池Ａ
を形成する。

この場合、バイポーラ板２０、正極板２１、隔
膜式２２、負極板２３の枠材に設けられた孔２４
…、孔２５…、孔２６…、孔２７…はそれぞれ積
層されて負極液供給配管２４Ａ、負極液供給配管
２５Ａ及び正極液排出配管２６Ａ、負極液排出配
管２７Ａを形成する細孔である。

正極液供給配管２４Ａ及び負極液供給配管２５
Ａには外部に設けられた本管より正極液及び負極
液が供給され、正極液は正極板２１の孔２４と内
部を連通する縦溝２４ａを通つて正極室１４に供
給され、正極板２１の内部と孔２６を連通する縦
溝２６ａを通つて正極液排出配管２６Ａに排出さ
れ、更にこれより外部に設けられた本管に排出さ
れる。

負極液については負極板２３の孔２５と内部を
連通する縦溝２５ａを通つて負極室１５に供給さ
れ、負極板２３の内部と孔２７を連通する縦溝２
７ａを通つて負極液排出管２７Ａに排出され、更
にこれにより外部に設けられた本管に排出され
る。

以上のように正極液及び負極液は、単電池を積
層して構成される集合電池Ａ内を流動する。

しかし、これ等の単電池を積層して構成される
集合電池Ａは、従来その両側に装着板２８，２８
を設け、該装着板２８，２８の周縁部には少なく
とも４ケ所のボルト挿通孔２９を設け、該ボルト
挿通孔２９にボルト３０を通し、装着板２８の外
側よりナツト３１で締付ける固定方法が採られて
きたが、この方法であるとボルト３０及びナツト
３１による締着が不十分の場合、孔２４…、２５
…、２６…、２７…を積層して構成される供給配
管２４Ａ，２５Ａ及び排出配管２６Ａ，２７Ａに
隙間が生じ、正極液、負極液の漏洩或いはバイパ
ス現象が起る。

また固く締め過ぎた場合には、ボルト３０及び
ナツト３１の締着力が集合電池Ａの周縁に片寄り
過ぎて前記同様に、電解液の漏洩或いはバイパス
現象が起る。

この考案は、上記実情に鑑み複数個の単電池を
積層して構成される隔膜式電解液流動型集合電池
における電解液の漏洩、或いはバイパス現象を有
効に防止することを目的とするもので、その特徴
は集合電池の両側に、集合電池の側部中央部を押
圧する押圧部を介して装着板を設けたことにあ
る。

以下、図示の実施例に基いてこの考案を説明す
ると、第６図は第４，５図に示される集合電池に
この考案を適用したものであつて、同図において
第４，５図と共通する構成については同一の符号
を用い、その説明を省略する。

第６図において、上述のように複数個の単電池
を積層して構成される隔膜式電解液流通型集合電
池Ａの両側には、集合電池Ａの側面より多少大き
目の装着板２８，２８を設け、集合電池Ａの側面
と装着板２８の間には集合電池Ａより小さく、枠
材２３ｂの空間部分、つまり正極室１４または負
極室１５より大きい板状の押圧部３２を介在させ
る。更に該装着板２８の周縁にはボルト挿通孔２
９…を形成し、該ボルト挿通孔２９…にボルト３
０…を通し、ボルト３０…の外部よりナツト３１
…を装着して装着板２８，２８の間を締着する。

このようにすると、装着板２８と集合電池Ａの
側面の間には押圧部３２が介在されているため、
ボルト３０とナツト３１による締着力は押圧部３
２を介して集合電池Ａの側部中央、特に押圧部３
２の辺の部分に伝えられ、集合電池Ａはこの両側
中央に伝えられる締着力により固定されることに
なる。

そこで、この考案によれば集合電池Ａ内の孔の
部分に確実に締着力が加えられ、したがつて内部
に形成された電解液の供給配管２４Ａ，２５Ａ及
び排出配管２６Ａ，２７に隙間等が生ずることも
なく、電解液の漏洩、バイパス現象を有効に防止
することができる。

なお、以上の実施例では押圧部３２は装着板２
８と別体に設けられていたが、一体的に形成して
もよく、更に装着板２８，２８間の締着手段とし
てこの実施例ではボルト３０及びナツト３１を使
用していたが、これに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はレドツクス電池の動作原理説
明図、第３図はレドツクス集合電池における単電
池の構成例を示す斜視図、第４図は同上の単電池
を積層して構成された集合電池の従来における固
定方法を示す縦断側面図、第５図は同上の正面
図、第６図はこの考案の実施例を示す側面図であ
る。 図中、Ａは集合電池、２８，２８は装着板、３
２は押圧部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 正極室または負極室が形成された単電池の枠材
   部分に正極液と負極液をそれぞれ通す孔を有する
   単電池を複数個積層し、積層された前記孔が正極
   液、負極液供給配管ならびに正極液、負極液排出
   配管を構成する隔膜式電解液流通型の集合電池に
   おいて、この集合電池より小さく、かつ前記正極
   室または負極室より大きい板状の押圧部を介して
   装着板により前記積層した単電池を両側から締着
   したことを特徴とする隔膜式電解液流通型集合電
   池。