JPH07220739A - 海水電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 海水中に溶存している酸素を陽極酸化剤とし
て用いる海水電池の放電が効率よく行うことができ、し
かも放電によって消耗した陰極の交換が容易に行うこと
ができるようにする。 【構成】 上部枠７１の陽極絶縁体８１と下部枠７２の
陽極絶縁体８２との間に板状の陽極１を環状に挾持させ
るとともに、少なくとも一方の端面に芯金１２を嵌入さ
せた柱状の陰極２の一方の端面が陰極絶縁体９Ａを介し
て上部枠７１の中央に設けられた保持部７Ａに位置する
ように下部枠７２の中央に設けられた開口部７Ｂから陰
極２を挿入し、この陰極２の他方の端面に陰極絶縁体９
Ｂを配することによって開口部７Ｂに嵌合するように陰
極２を保持してなる。 【効果】 開口部を閉鎖する陰極絶縁体を取り外すこと
によって放電によって消耗した陰極を容易に交換するこ
とができ、しかも芯金によって電池の放電を効率良く行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は海水電池に関するもの
で、さらに詳しく言えば、マグネシウムまたはマグネシ
ウム合金を陰極に用い、海水中に溶存している酸素を陽
極酸化剤として用いる海水電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マグネシウムまたはマグネシウム合金を
陰極に用い、海水中に溶存している酸素を陽極酸化剤と
して用いる海水電池は、放電持続時間が長くできるた
め、海上標識灯、浮標灯や漁業用集魚灯の電源として用
いられている。

【０００３】このような海水電池の従来の構造は、図５
に示した如く、海水の通過時に抵抗にならないような銅
製の網からなる陽極１とマグネシウム合金板からなる陰
極２との間にスペーサ３を介在させて対向させ、電槽４
に収納してなるもので、海水中に浸漬させて前記電槽４
に設けた海水入口から海水を注入し、前記陽極１の表面
での還元反応によって起電力を発生させ、反応によって
生じた水素を前記電槽４に設けたガス出口から排出する
ようにしたものである。なお、１０は前記陽極１に電気
的に接続された陽極リード線、１１は前記陰極２に電気
的に接続された陰極リード線である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した海水電池は放
電持続時間を長くすることはできるが、海水中に溶存し
ている酸素が約５〜１０ｍｌ／ｌと少ないうえに、陰極
２に対向する陽極１の表面積が小さいため、微電流での
放電に限られるという問題があった。

【０００５】また、上記した海水電池は、陽極１自体は
還元反応によって消耗しないのに対し、陰極２は酸化反
応によって消耗するため、陰極２が消耗しただけで電池
全体を交換しなければならず、経済的に好ましくないと
いう問題があった。

【０００６】一方、前記陰極２は、海水中の酸素濃度の
不均一性、海水中における浮遊物の付着、陰極２自体の
結晶構造等によって均一に消耗しない場合があり、その
中間部での消耗が著るしい場合には陰極リード線１１に
接続された部分と陰極リード線１１に接続されていない
部分とに分離してしまい、前者は可能な限り放電に寄与
するが、後者は放電に寄与しないまま放電が停止してし
まうという問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、周縁上面に陽極絶縁体が設けられた円板
状の下部枠または周縁下面に陽極絶縁体が設けられた円
板状の上部枠の、一方の枠の中央に柱状の陰極を保持す
るための保持部が、他方の枠の中央に前記柱状の陰極を
挿入するための開口部が設けられてなり、海水中に溶存
する酸素を還元するための板状の陽極が前記下部枠の陽
極絶縁体と上部枠の陽極絶縁体との間に環状に挾持され
てなり、前記柱状の陰極は少なくとも一方の端面に芯金
を嵌入させたものであり、かつこの陰極は一方の端面が
陰極絶縁体を介して前記保持部に位置するように前記開
口部から挿入し、他方の端面に陰極絶縁体を配すること
によって前記開口部に嵌合するように保持されるととも
に前記芯金に陰極リード線が接続されてなり、海水中に
溶存している酸素を還元して起電力を得るようにしたこ
とを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】従って、本発明は、陰極の一方の端面を陰極絶
縁体を介して保持部に位置させ、他方の端面に陰極絶縁
体を配して開口部に嵌合しているので、陰極が消耗した
場合、前記陰極絶縁体を取り外すことによって消耗した
陰極を容易に取り替えることができる。

【０００９】また、本発明は、柱状の陰極の少なくとも
一方の端面に芯金を嵌入させるとともに前記芯金に陰極
リード線を接続しているから、芯金による陰極の容量低
下を最小限にしてその不均一な消耗を少なくすることが
でき、放電に寄与する陰極の割合を高めることができ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００１１】図１は本発明の海水電池の断面図で、図５
と同じ機能を有する部分には同じ符号を付している。

【００１２】図１において、１はイオン化傾向の比較的
小さいニッケル、銅、銀等の金属製またはこれらの金属
を主体とする合金製のネット、エキスパンドメタルを１
枚または複数枚重ねて、合成樹脂製の上部枠７１の周縁
下面に設けられた陽極絶縁体８１と合成樹脂製の下部枠
７２の周縁上面に設けられた陽極絶縁体８２との間に環
状に挾持されてなる陽極、２はイオン化傾向の比較的大
きいマグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉛等の金属ま
たはこれらの金属を主体とする合金からなる陰極で、こ
の陰極２は前記金属または合金を柱状に加工し、その下
端面の中央に穿設して芯金１２を嵌入させ、その上端面
が陰極絶縁体９Ａを介して前記上部枠７１の中央に設け
た保持部７Ａに位置するように、前記下部枠７２の他方
の中央に設けた開口部７Ｂから挿入してなり、その下端
面には陰極絶縁体９Ｂを配して前記開口部７Ｂに嵌合す
るように保持させてなる。

【００１３】なお、前記芯金１２の嵌入方法は、柱状に
加工した陰極２を融点の２０〜６０％まで加熱して穿設
した孔を拡大してから芯金１２を嵌入し、その後冷却す
る焼嵌め法が好ましい。

【００１４】そして、前記陽極１を挾持する陽極絶縁体
８２の一部には陽極リード線１０が接続され、前記陰極
２に嵌入した芯金１２には陰極リード線１１が接続され
てなる。

【００１５】さらに、前記陰極２の、上端面の近傍と陰
極絶縁体９Ａとの間および下端面の近傍と陰極絶縁体９
Ｂとの間には合成樹脂１３Ａ，１３Ｂを注入し、海水の
侵入による自己放電が小さくなるようにしている。

【００１６】上記した本発明電池では、図２に示した如
く、穿設した孔を、その内径が芯金１２の外径より大な
るものとし、芯金１２の外周の一部または全部に亜鉛、
アルミニウム、錫、鉄、鉛からなる円筒１４を装着して
から芯金１２を前記孔に嵌入すると、この芯金１２によ
って陰極２と芯金１２との間の導電性を向上させること
ができる。なお、この場合、円筒１４を前記穿設した孔
にあらかじめ嵌入させておいてから芯金１２を嵌入して
も同様であることは言うまでもない。

【００１７】また、上記した本発明電池では、図３に示
した如く、穿設した孔の内径と芯金１２の外径をほぼ等
しくし、芯金１２の外周の一部または全部に亜鉛、アル
ミニウム、錫、鉄、鉛を担体とした導電性樹脂１５Ａを
成形したり、前記金属からなる微細粉末を担体とした導
電性塗料１５Ｂを塗布したり、前記金属の合金からなる
軟ろう１５Ｃを融着しても同様の効果が得られることは
言うまでもない。

【００１８】また、上記した本発明電池では、陰極２の
下端面の中央に穿設して芯金１２を嵌入させたものであ
るが、図４に示した如く、陰極２の両端面の中央に穿設
して芯金１２を嵌入させ、その両端面に陰極リード線１
１を接続してもよい。

【００１９】なお、上記した芯金１２はいずれも円柱状
のものとしたが、円筒状のものであってもよく、それに
よって嵌入時に芯金１２に加わる力を低減することがで
き、嵌入を容易に行うことができる。

【００２０】一方、上記した上部枠７１、下部枠７２は
合成樹脂製のものとしたが、金属材の表面に絶縁塗装を
施したものであってもよい。

【００２１】次に、上記した本発明電池として、柱状の
陰極２に半径２．５ｃｍのマグネシウム棒を用い、その
中心から２５ｃｍの位置に有効高さが３０ｃｍの銅製の
ネットからなる陽極１を環状に配置して陽極１の見かけ
の作用面積を陰極２の作用面積の５倍にした図１のもの
を、従来電池として、重量が前記本発明電池の陰極２と
同一の陰極２とこの陰極２と同一の面積を有する陽極１
とをスペーサ３を介して５ｍｍの間隔で対向させた図５
のものをそれぞれ作製し、いずれも酸素の濃度が約１０
ｍｌ／ｌの海水中に浸漬して２００ｍＡで放電したとこ
ろ、本発明電池の放電電圧は従来電池の放電電圧より高
くなり、本発明電池の放電持続時間は従来電池の放電持
続時間の１．５倍になることがわかった。なお、ここ
で、陽極１の見かけの作用面積は陽極１の表面で還元反
応が行われるものとしてその表面積としている。

【００２２】次に、上記試験に供した本発明電池の陰極
絶縁体９Ｂを取り外して陰極２を取り出そうとしたとこ
ろ、陰極２は芯金１２のみを残してほぼ完全に消耗して
いることがわかり、新しい芯金１２とともに陰極２を取
り付けて同様の試験を行ったところ、上記した試験と同
じ結果が得られた。

【００２３】なお、上記した本発明電池では、陽極１の
見かけの作用面積を陰極２の作用面積に対して大きくす
ると放電持続時間を長くすることはできるが、大きくし
過ぎると海水の電気抵抗が大きくなるため、その上限は
１０倍程度にするのが好ましい。

【００２４】また、上記した本発明電池では、陽極１と
してニッケル等の金属製またはこれらの金属を主体とす
る合金製のネット、エキスパンドメタルを用いている
が、上記した金属製の板またはこれらの金属を主体とす
る合金製の板を用いて上部枠７１、下部枠７２に海水が
出入りするための穴を設けたものであってもよく、この
ようにするとネット、エキスパンドメタルの陽極１に海
草などが付着して放電の妨げになるのを解消することが
できる。

【００２５】

【発明の効果】上記した如く、本発明は、海水中に溶存
している酸素を陽極酸化剤として用いる海水電池の放電
電流を大きくすることができ、その陰極の少なくとも一
方の端面に芯金を嵌入させ、しかもこの陰極の交換が容
易に行えるようにしているから、前記芯金によって電池
の放電を効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の海水電池一実施例の断面図である。

【図２】本発明の海水電池の一例に用いる陰極の要部断
面図である。

【図３】本発明の海水電池の一例に用いる陰極の腰部断
面図である。

【図４】本発明の海水電池の他の実施例の断面図であ
る。

【図５】従来の海水電池の断面図である。

【符号の説明】

１ 陽極 ２ 陰極 ７１ 上枠部 ７２ 下枠部 ７Ａ 保持部 ７Ｂ 開口部 ８１ 陽極絶縁体 ８２ 陽極絶縁体 ９Ａ 陰極絶縁体 ９Ｂ 陰極絶縁体 １０ 陽極リード線 １１ 陰極リード線 １２ 芯金 １３Ａ 合成樹脂 １３Ｂ 合成樹脂

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周縁上面に陽極絶縁体が設けられた円板
   状の下部枠または周縁下面に陽極絶縁体が設けられた円
   板状の上部枠の、一方の枠の中央に柱状の陰極を保持す
   るための保持部が、他方の枠の中央に前記柱状の陰極を
   挿入するための開口部が設けられてなり、海水中に溶存
   する酸素を還元するための板状の陽極が前記下部枠の陽
   極絶縁体と上部枠の陽極絶縁体との間に環状に挾持され
   てなり、前記柱状の陰極は少なくとも一方の端面に芯金
   を嵌入させたものであり、かつこの陰極は一方の端面が
   陰極絶縁体を介して前記保持部に位置するように前記開
   口部から挿入し、他方の端面に陰極絶縁体を配すること
   によって前記開口部に嵌合するように保持されるととも
   に前記芯金に陰極リード線が接続されてなり、海水中に
   溶存している酸素を還元して起電力を得るようにしたこ
   とを特徴とする海水電池。
2. 【請求項２】 柱状の陰極の両端面の近傍と陰極絶縁体
   との間に合成樹脂を注入したことを特徴とする請求項第
   １項記載の海水電池。
3. 【請求項３】 芯金と陰極との間の一部または全部に亜
   鉛、アルミニウム、錫、鉄、鉛からなる円筒を装着した
   ことを特徴とする請求項第１項または第２項記載の海水
   電池。
4. 【請求項４】 芯金と陰極との間の一部または全部に亜
   鉛、アルミニウム、錫、鉄、鉛を担体とする導電性樹脂
   を成形もしくは導電性塗料を塗布または前記金属の合金
   からなる軟ろうを融着したことを特徴とする請求項第１
   項または第２項記載の海水電池。
5. 【請求項５】 芯金を円筒状のものにしたことを特徴と
   する請求項第１項または第２項記載の海水電池。