(57)【要約】  本発明の一実施形態に係る電池は、価数の変化するイオンを含有する電解液が貯留される複数のタンク（２）と、電解液を酸化還元することにより充放電を行うセル（１）と、複数のタンクとセルとを接続する配管（３）と、電解液を複数のタンクとセルの間で配管を介して循環させるポンプ（４）とを有している。本発明の一実施形態に係る電池は、複数のタンク（２）と、セル（１）と、配管（３）と、ポンプ（４）とを格納するコンテナ（５）とを有している。コンテナ（５）は、底面（５１）と、側面（５２）と、上面（５３）とを有している。これにより、本発明の一実施形態に係る電池は、容易に設置でき、設置面積を小さくすることができる。
2017183158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
価数の変化するイオンを含有する電解液が貯留される複数のタンクと、
前記電解液を酸化還元することにより充放電を行うセルと、
前記複数のタンクと前記セルとを接続する配管と、
前記電解液を前記複数のタンクと前記セルの間で前記配管を介して循環させるポンプと、
底面と、側面と、上面とを有し、前記複数のタンクと、前記セルと、前記配管と、前記ポンプとが格納されるコンテナとを備えている、電池。
【請求項２】
前記コンテナは、幅方向と長手方向とを有しており、
前記複数のタンクの各々は、前記幅方向に沿って並ぶように配置されている、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記電解液を冷却する冷却部を備え、
前記複数のタンクは、前記長手方向において、前記冷却部と前記セルの間に配置されている、請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記電解液を冷却する冷却部を備え、
前記冷却部は、前記長手方向において、前記複数のタンクと前記セルとの間に配置されている、請求項２に記載の電池。
【請求項５】
前記電解液を冷却する冷却部をさらに備え、
前記セルは、前記長手方向において、前記複数のタンクと前記冷却部との間に配置されている、請求項２に記載の電池。
【請求項６】
弁入口と弁出口とを含み、前記弁出口側から前記弁入口側への気体の流入を遮断する弁を備えており、
前記弁入口は、前記複数のタンクのうちの少なくとも１つのタンクの内部と連通している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池。
【請求項７】
前記弁出口は、前記コンテナの外部と連通している、請求項６に記載の電池。
【請求項８】
前記コンテナは、前記コンテナの前記内部と前記コンテナの外部とを連通する孔を有しており、
前記コンテナの前記内部から前記孔を通って前記コンテナの外部に向かう気流を生み出す換気部を備えている、請求項６に記載の電池。
【請求項９】
前記配管から分岐しており、前記コンテナの外部に配置された増設用タンクに接続可能なタンク増設用配管をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電池。
【請求項１０】
前記配管から分岐しており、前記コンテナの外部に配置された増設用セルに接続可能なセル増設用配管をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電池。
【請求項１１】
前記コンテナは、前記側面と前記上面とから構成される蓋部を有しており、
前記蓋部は、前記底面と分離可能である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電池。
【請求項１２】
前記コンテナは、前記底面から前記上面に向かう方向に向かって延びるガイド部材を有している、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電池。
【請求項１３】
前記複数のタンクは、前記側面及び前記上面のうち、少なくともいずれか一方との間に間隙を含むように配置されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電池。
【請求項１４】
前記コンテナは、前記側面上の前記セルに対応する位置及び前記側面上の前記ポンプに対応する位置の少なくとも一方が開閉可能となっている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテナ型電池に関し、特にコンテナ型のレドックスフロー電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従前から、レドックスフロー電池が広く知られている。レドックスフロー電池は、電解液中のイオンの価数変化を利用して、放電及び蓄電を行う二次電池である。従前のレドックスフロー電池は、プラント型であった。【０００３】
プラント型のレドックスフロー電池においては、電解液を貯留するタンクと電解液中のイオンを酸化還元することにより放電及び蓄電を行うセルとが、別々に配置されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−３７８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プラント型のレドックスフロー電池は、設置場所においてタンク、セル等を組み立てる必要がある。そのため、プラント型のレドックスフロー電池は、設置の際の工事等が煩雑である。さらに、プランド型のレドックスフロー電池は、タンク、セル等が別々に構成されているため、設置面積が大きくなる。【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、容易に設置でき、設置面積を小さくすることができる電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る電池は、価数の変化するイオンを含有する電解液が貯留される複数のタンクと、電解液を酸化還元することにより充放電を行うセルと、複数のタンクとセルとを接続する配管と、電解液を複数のタンクとセルの間で配管を介して循環させるポンプとを有している。本発明の一実施形態に係る電池は、複数のタンクと、セルと、配管と、ポンプとを格納するコンテナとを有している。コンテナは、底面と、側面と、上面とを有している。
【発明の効果】
【０００８】
上記によれば、本発明の一態様に係る電池は、設置が容易で設置面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る電池の模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る電池の外観図である。
【図３】第１の実施形態に係る電池の内部構造の上面図である。
【図４】第１の実施形態の変形例に係る電池の内部構造の上面図である。
【図５】第１の実施形態に係る電池の内部構造の側面図である。
【図６】第２の実施形態に係る電池の上面図である。
【図７】第２の実施形態に係る電池のタンク周辺における断面図である。
【図８】第３の実施形態に係る電池の上面図である。
【図９】第３の実施形態に係る電池の側面図である。
【図１０】第３の実施形態に係る電池のタンク周辺における断面図である。
【図１１】第４の実施形態に係る電池の内部構造の上面図である。
【図１２】第４の実施形態に係る電池においてセルを増設する場合の配管の接続状態を示す上面図である。
【図１３】第４の実施形態に係る電池においてタンクを増設する場合の配管の接続状態を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。
（１）本発明の一実施形態に係る電池は、価数の変化するイオンを含有する電解液が貯留される複数のタンクと、電解液を酸化還元することにより充放電を行うセルと、複数のタンクとセルとを接続する配管と、電解液を複数のタンクとセルの間で配管を介して循環させるポンプとを有している。本発明の一実施形態に係る電池は、複数のタンクと、セルと、配管と、ポンプとを格納するコンテナとを有している。コンテナは、底面と、側面と、上面とを有している。
【００１１】
かかる構成によると、容易に設置でき、設置面積を小さくすることができる。
（２）（１）において、コンテナは、幅方向と長手方向とを有しており、複数のタンクの各々は、幅方向に沿って並ぶように配置されていてもよい。
【００１２】
かかる構成によると、コンテナ内の空間のデッドスペースを減らすことができる。すなわち、コンテナのさらなる小型化又はタンクの大容量化が可能となる。
【００１３】
（３）（２）の電池は、電解液を冷却する冷却部を有し、複数のタンクは、長手方向において、冷却部とセルの間に配置されるようにしてもよい。
【００１４】
かかる構成によると、配管のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
（４）（２）の電池は、電解液を冷却する冷却部を有し、冷却部は、長手方向において、複数のタンクとセルとの間に配置されるようにしてもよい。
【００１５】
かかる構成によると、セルと冷却部のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
（５）（２）の電池は、電解液を冷却する冷却部を有し、セルは、長手方向において、複数のタンクと前記冷却部との間に配置されてるようにしてもよい。
【００１６】
かかる構成によると、配管のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
（６）（１）〜（５）の電池は、弁入口と弁出口とを含み、弁出口側から弁入口側への気体の流入を遮断する弁を有しており、弁入口は、複数のタンクのうちの少なくとも１つのタンク内部と連通しているようにしてもよい。
【００１７】
かかる構成によると、温度上昇等に伴うタンクの内圧の上昇を抑制することが可能となる。
【００１８】
（７）（６）において、弁の弁出口は、コンテナの外部と連通していてもよい。
かかる構成により、タンクの破損を防止するとともに、タンク内部から弁を介して放出された気体がコンテナ内部に充満することを防止できる。
【００１９】
（８）（６）において、コンテナは、コンテナの内部とコンテナの外部とを連通する孔を有しており、コンテナの内部から孔を通ってコンテナの外部に向かう気流を生み出す換気部を有していてもよい。
【００２０】
かかる構成により、タンクの破損を防止するとともに、タンク内部から弁を介して放出された気体がコンテナ内部に充満することを防止できる。
【００２１】
（９）（１）〜（８）の電池は、配管から分岐しており、コンテナの外部に配置された増設用タンクに接続可能なタンク増設用配管をさらに備えていてもよい。
【００２２】
かかる構成により、複数の電池のセルが相互に連結される。すなわち、かかる構成により、電池から発生可能な電力を増加させることが可能となる。
【００２３】
（１０）（１）〜（９）の電池は、配管から分岐しており、コンテナの外部に配置された増設用セルに接続可能なセル増設用配管をさらに備えていてもよい。
【００２４】
かかる構成により、複数の電池のタンクが相互に連結される。すなわち、かかる構成により、電池が貯蔵できる電力容量を増加させることが可能となる。
【００２５】
（１１）（１）〜（１０）において、コンテナは、側面と上面とから構成される蓋部を有しており、蓋部は、底面と分離可能としてもよい。
【００２６】
かかる構成により、設置場所においてメンテナンスを行うことが可能となる。
（１２）（１）〜（１１）において、コンテナは、底面から上面に向かう方向である高さ方向に向かって延びるガイド部材を有していてもよい。
【００２７】
かかる構成により、コンテナから蓋部を取り外す際に、蓋部がコンテナ内部のセル等に接触することによるセル等の破損を防止することが可能となる。
【００２８】
（１３）（１）〜（１２）において、複数のタンクは、側面及び上面のうち、少なくともいずれか一方との間に間隙を含むように配置されていてもよい。
【００２９】
かかる構成により、コンテナ内部の通気性を向上させることが可能となる。
（１４）（１）〜（１３）において、コンテナは、側面上のセルに対応する位置及び側面上のポンプに対応する位置の少なくとも一方が開閉可能となっていてもよい。
【００３０】
かかる構成により、セル、ポンプのメンテナンスが容易となる。
以下に、本発明の実施形態の詳細を図面を参照して説明する。なお、各図中同一または相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００３１】
（第１の実施形態）
以下に、第１の実施形態に係る電池の構成の概略を説明する。
【００３２】
図１は、第１の実施形態に係る電池の構成を示す模式図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る電池は、セル１と、タンク２と、配管３と、ポンプ４と、コンテナ５（図２参照）とを有している。第１の実施形態に係る電池は、さらに、冷却部６（図３参照）を有していてもよい。第１の実施形態に係る電池には、交流直流変換機７と制御盤８とが接続されている。
【００３３】
セル１は、電極１１を有している。電極１１は、陽極１１ａ及び陰極１１ｂとを有している。陽極１１ａ及び陰極１１ｂには、例えばカーボンフェルトが用いられる。
【００３４】
また、セル１は、隔膜１２を有している。隔膜１２は、セル１を陽極１１ａ側と陰極１１ｂ側とに分離している。隔膜１２は、価数の変化する金属イオンは透過させないが、電解液の電気的中性を保つためのイオンは透過させるイオン透過膜である。
【００３５】
セル１内には、電解液１３が貯留されている。電解液１３は、陽極用電解液１３ａと陰極用電解液１３ｂとを有している。陽極用電解液１３ａは、セル１の陽極１１ａ側を循環する。陰極用電解液１３ｂは、セル１の陰極１１ｂ側を循環する。
【００３６】
電解液１３は、価数の変化する金属イオンを含有している。陽極用電解液１３ａに含有されている価数の変化する金属イオンは、例えば４価のバナジウムイオン（Ｖ４＋）である。陰極用電解液１３ｂに含有されている価数の変化する金属イオンは、例えば３価のバナジウムイオン（Ｖ３＋）である。
【００３７】
電解液１３は、電解液の電気的中性を保つためのイオンを含有している。電解液１３の電気的中性を保つためのイオンは、例えば水素イオン（Ｈ＋）である。
【００３８】
タンク２は、複数のタンクを有している。例えば、タンク２は、陽極用タンク２ａと陰極用タンク２ｂとを有している。陽極用タンク２ａは、陽極用電解液１３ａを貯留する。陰極用タンク２ｂは、陰極用電解液１３ｂが貯留する。陽極用タンク２ａ及び陰極用タンク２ｂは、電解液１３に対して耐食性を有していることが好ましい。例えば、陽極用タンク２ａ及び陰極用タンク２ｂには、ポリエチレン、ゴム等が用いられる。
【００３９】
配管３は、第１の配管３ａと、第２の配管３ｂと、第３の配管３ｃとを有している。第１の配管３ａは、セル１とタンク２とを連結している。第２の配管３ｂは、セル１とポンプ４とを連結している。第３の配管３ｃは、タンク２とポンプ４とを連結している。配管３は、電解液に対して耐食性を有していることが好ましい。例えば、配管３には、ポリエチレン等が用いられる。
【００４０】
ポンプ４は、セル１とタンク２の間で、配管３を介して、電解液１３を循環させる。ポンプ４は、電解液１３を、例えばセル１、第１の配管３ａ、タンク２、第３の配管３ｃ、第２の配管３ｂ、の順序で循環させる。ポンプ４としては、例えば循環ポンプが用いられる。
【００４１】
冷却部６は、電解液を冷却するために設けられている。冷却部６は、第２の配管３ｂ上に設けられている。但し、冷却部６が配置される位置はこれに限られるものではない。冷却部６は、例えば第１の配管３ａ又は第３の配管３ｃ上に設けられていてもよい。冷却部６は、例えば水冷型又は空冷型の熱交換器である。
【００４２】
図２は、第１の実施形態に係る電池の外観図である。図２に示すように、コンテナ５は、底面５１と、側面５２と、上面５３とを有している。コンテナ５の構造の詳細は、後述する。
【００４３】
セル１と、タンク２と、配管３と、ポンプ４と、冷却部６は、コンテナ５内に格納されている。セル１と、タンク２と、配管３と、ポンプ４と、冷却部６は、底面５１上に配置されている。セル１、タンク２、配管３、ポンプ４及び冷却部６の、底面５１上における配置の詳細については、後述する。
【００４４】
交流直流変換機７と制御盤８は、好ましくは、コンテナ５外部に配置される。交流直流変換機７は、発電設備Ｐからの交流を直流に変換してセルに供給する。交流直流変換機７は、セル１からの直流を交流に変換して負荷Ｌに供給する。制御盤８は、ポンプ４、交流直流変換機７等の制御を行う。
【００４５】
以下に、第１の実施形態に係る電池の内部配置について説明する。
図３は、第１の実施形態に係る電池の内部配置を示す上面図である。図３に示すように、底面５１は、長辺５１ａと短辺５１ｂとを有している。以下、長辺５１ａに平行な方向を長手方向、短辺５１ｂに平行な方向を幅方向、長辺５１ａ及び短辺５１ｂに垂直な方向を高さ方向とする。
【００４６】
セル１と、タンク２と、配管３と、ポンプ４と、冷却部６は底面５１上に配置されている。陽極用タンク２ａと陰極用タンク２ｂは、好ましくは、幅方向に沿って並ぶように配置されている。タンク２は、好ましくは、側面５２及び上面５３のうち、少なくともいずれか一方との間に隙間が空くように配置されている。
【００４７】
タンク２は、好ましくは、長手方向において、セル１と冷却部６の間に配置されている。ポンプ４は、冷却部６の周辺に配置されている。この場合、第２の配管３ｂは、タンク２と側面５２の間を通過している。
【００４８】
但し、セル１、タンク２、ポンプ４、及び冷却部６の配置はこれに限られるものではない。図４は、第１の実施形態の変形例に係る電池の内部配置を示す上面図である。図４（Ａ）に示すように、冷却部６及びポンプ４を、長手方向において、セル１とタンク２との間に配置するようにしてもよい。また、図４（Ｂ）に示すように、セル１を、長手方向において、タンク２と冷却部６との間に配置するようにしてもよい。
【００４９】
図５は、第１の実施形態に係る電池の内部構造の側面図である。図５に示すように、底面５１上には、ガイド部材５１ｃが設けられていてもよい。ガイド部材５１ｃは、底面５１から、高さ方向に向かって延設されている。ガイド部材５１ｃは、図４に示すように、底面５１の四隅に設けられている。
【００５０】
以下に、第１の実施形態に係る電池におけるコンテナ５の構造を説明する。
上記のとおり、コンテナ５は、底面５１と、側面５２と、上面５３とを有している。側面５２及び上面５３は、蓋部５４を構成している。蓋部５４は、底面５１に連結されている。
【００５１】
蓋部５４と底面５１は、分離可能とされていてもよい。蓋部５４には、吊金具５５が設けられていてもよい。吊金具５５は、上面５３の四隅近傍に設けられることが好ましい。この場合、吊金具５５にワイヤを通すとともに、ワイヤをクレーン等を用いて引き上げることにより、蓋部５４を底面５１から分離することができる。
【００５２】
側面５２には、扉５６が設けられていてもよい。扉５６上において、側面５２は開閉可能となっている。扉５６は、好ましくは、コンテナ５内のセル１、ポンプ４及び冷却部６のうち少なくともいずれか一つと対応する位置に設けられる。
【００５３】
以下に、第１の実施形態に係る電池の動作について説明する。
まず、充電時の動作について説明する。発電設備Ｐから、変電設備Ｃ及び交流直流変換機７を介して、陽極１１ａに正の電位が供給される。これにより、陽極用電解液１３ａに含有されている４価のバナジウムイオンは、陽極１１ａにおいて酸化反応を受ける。すなわち、陽極用電解液１３ａに含有されている４価のバナジウムイオンは、５価のバナジウムイオンになる。
【００５４】
ポンプ４が動作することにより、陽極用タンク２ａから、配管３を介して、４価のバナジウムイオンを多く含有する陽極用電解液１３ａが、セル１の陽極１１ａ側に供給される。これに伴い、同様の酸化反応が繰り返される。これにより、陽極用電解液１３ａに含まれる５価のバナジウムイオンの比率が上昇する。
【００５５】
発電設備Ｐから、交流直流変換機７を介して、陰極１１ｂに負の電位が供給される。この負電位により、陰極用電解液１３ｂに含有されている３価のバナジウムイオンは、陰極１１ｂにおいて還元反応を受ける。すなわち、陰極用電解液１３ｂに含有されている３価のバナジウムイオンは、２価のバナジウムイオンになる。
【００５６】
ポンプ４の動作により、陰極用タンク２ｂから、配管３を介して、３価のバナジウムイオンを多く含有する陰極用電解液１３ｂが、セル１の陰極１１ｂ側に供給される。これに伴い、同様の還元反応が繰り返される。これにより、陰極用電解液１３ｂに含まれる２価のバナジウムイオンの比率が上昇する。
【００５７】
このような酸化還元反応に伴い、陽極用電解液１３ａ中の水素イオンが、隔膜１２を介して、セル１中を陽極１１ａ側から陰極１１ｂ側に移動する。これにより、電解液の電気的中性が維持される。以上により、電気エネルギーが電解液１３に蓄積されることになる。
【００５８】
次に、放電時の動作について説明する。セル１の陽極１１ａ側において、陽極用電解液１３ａに含まれる５価のバナジウムイオンは、還元により、４価のバナジウムイオンに戻る。他方、セル１の陰極１１ｂ側において、陰極用電解液１３ｂに含まれる２価のバナジウムイオンは、酸化により３価のバナジウムイオンに戻る。このような酸化還元反応に伴い、陰極用電解液１３ｂに含まれる水素イオンが隔膜１２を介してセル１中を陰極１１ｂ側から陽極１１ａ側に移動する。これらにより、陽極１１ａと陰極１１ｂの間に起電力が生じる。この起電力により、変電設備Ｃ及び交流直流変換機７を介して負荷Ｌに電力が供給される。
【００５９】
ポンプ４の動作により、５価のバナジウムイオンを多く含有する陽極用電解液１３ａ及び２価のバナジウムイオンを多く含有する陰極用電解液１３ｂが、タンク２からセル１に配管３を介して供給される。これに伴い、同様の反応が繰り返される。これにより、負荷Ｌに対する電力の供給が継続される。
【００６０】
上記のような酸化還元反応により、電解液の温度が上昇する。かかる電解液の温度上昇は、電解液１３を冷却部６により冷却することにより、抑制される。
【００６１】
以下に、第１の実施形態に係る電池の効果について説明する。
従前のレドックスフロー電池は、タンクと、セル等が別々に配置されていた。そのため、従前のレドックスフロー電池は、設置場所において、タンクとセル等を組み立てる必要があった。すなわち、従前のレドックスフロー電池は設置工事が煩雑であった。
【００６２】
他方、第１の実施形態に係る電池は、セル１と、タンク２と、配管３と、ポンプ４とが、コンテナ５に格納されている。そのため、第１の実施形態に係る電池は、工場等で組み立てを行った後に、設置場所に搬送するだけで設置することができる。すなわち、第１の実施形態に係る電池は、容易に設置をすることができる。
【００６３】
また、従前のレドックスフロー電池は、タンク２とセル１等が別々に配置されているため、設置面積が広くなる。他方、第１の実施形態に係る電池は、セル１と、タンク２と、配管３と、ポンプ４とがコンテナ５内に格納されているため、その設置面積は、コンテナ５の大きさと同程度となる。すなわち、第１の実施形態に係る電池は、設置面積を小さくすることができる。以上のように、第１の実施形態に係る電池は、設置が容易で設置面積を小さい。
【００６４】
第１の実施形態において、複数のタンク、例えば陽極用タンク２ａ及び陰極用タンク２ｂが、コンテナ５中において、コンテナ５の幅方向に沿って並べられている場合、コンテナ５内の空間のデッドスペースを減らすことができる。そのため、かかる構成によると、コンテナ５のさらなる小型化が可能となる。換言すれば、タンク２のさらなる大容量化が可能となる。
【００６５】
第１の実施形態において、タンク２が、長手方向においてセル１と冷却部６の間に配置されている場合、配管３のメンテナンスを容易になる。また、第１の実施形態において、冷却部６及びポンプ４が、長手方向においてセル１とタンク２との間に配置されている場合、冷却部６及びポンプ４のメンテナンスを容易になる。さらに、第１の実施形態において、セル１が、長手方向においてタンク２と冷却部６との間に配置されている場合、配管３のメンテナンスを容易になる。
【００６６】
第１の実施形態において、蓋部５４が底面５１と分離可能とされている場合、蓋部５４をクレーン等で吊り上げることにより、設置場所においてメンテナンスを容易に行うことが可能となる。また、この場合において、ガイド部材５１ｃが設けられている場合、蓋部５４を吊り上げる際に蓋部５４がセル１等に接触することに伴う損傷を防止することが可能となる。
【００６７】
第１の実施形態において、コンテナ５の側面５２上におけるセル１、ポンプ４に対応する位置が開閉可能とされている場合、かかる開閉可能な部分からコンテナ５内部に設置されたセル１、ポンプ４にアクセスすることが可能になる。そのため、メンテナンスが容易となる。
【００６８】
（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態に係る電池の構造について説明する。ここでは、第１の実施形態と異なる点について主に説明する。
【００６９】
第２の実施形態に係る電池は、第１の実施形態に係る電池と同様、セル１と、タンク２と、配管３と、ポンプ４と、コンテナ５と、冷却部６とを有している。しかし、第２の実施形態に係る電池のコンテナ５は、第１の実施形態に係る電池と異なり、孔５７を有している。また、第２の実施形態に係る電池は、第１の実施形態に係る電池と異なり、弁２１をさらに有している。
【００７０】
図６は、第２の実施形態に係る電池の上面図である。図６に示すように、第２の実施形態に係る電池のコンテナ５は、孔５７を有している。好ましくは、孔５７は、コンテナ５の上面５３に設けられている。
【００７１】
図７は、第２の実施形態に係る電池のタンク２周辺における断面図である。図７に示すように、第２の実施形態に係る電池は弁２１を有している。弁２１は、例えば水封弁等の圧力弁である。弁２１は、弁入口２１ａ側から弁出口２１ｂ側へは気体が流出可能に構成されているが、弁出口２１ｂ側から弁入口２１ａ側へは気体が流入できないように構成されている。弁２１は、弁入口２１ａと、弁出口２１ｂとを有している。弁入口２１ａは、タンク２の内部と連通している。なお、弁入口２１ａは、陽極用タンク２ａ及び陰極用タンク２ｂのうちの少なくとも１つの内部と連通していればよい。弁出口２１ｂは、孔５７と連通している。これにより、弁出口２１ｂは、コンテナ５の外部と連通している。
【００７２】
弁２１は、弁本体２１ｃと、入口側配管２１ｄと、出口側配管２１ｅとを有している。入口側配管２１ｄの一方端は、弁入口２１ａを構成している。出口側配管２１ｅの一方端は、弁出口２１ｂを構成している。弁本体２１ｃには、液体が含まれている。弁本体２１ｃ中の液体は、例えば水である。入口側配管２１ｄの他方端は、弁本体２１ｃ中の液体に浸漬されている。出口側配管２１ｅの他方端は、弁本体２１ｃ中の液体に浸漬されていない。そのため、かかる構成により、弁２１は、弁入口２１ａ側から弁出口２１ｂ側へは気体が流出可能であるが、弁出口２１ｂ側から弁入口２１ａ側へは気体が流入できない。
【００７３】
以下に、第２の実施形態に係る電池の動作について説明する。
第２の実施形態に係る電池において、タンク２の内部には、電解液１３が貯留されているとともに気体も存在している。タンク２の内部の温度が上昇した場合には、タンク２の内部の気体が膨張する。上記のとおり、弁２１は、弁入口２１ａ側から弁出口２１ｂ側へは気体が流出可能となっている。そのため、タンク２の内部で膨張した気体は、弁２１及び孔５７を介して、コンテナ５の外部に放出される。
【００７４】
他方、上記のとおり、弁２１は、弁出口２１ｂ側から弁入口２１ａ側へは気体が流入できないようになっている。そのため、コンテナ５の外部からタンク２の内部に好ましくない気体が流入することはない。
【００７５】
以下に、第２の実施形態に係る電池の効果について説明する。
タンク２に弁２１が設けられていない場合、タンク２の内部の温度が上昇することに伴い、タンク２内部の圧力が上昇する。これにより、タンク２に破損が生じるおそれがある。
【００７６】
しかし、第２の実施形態に係る電池においては、タンク２に弁２１が設けられている。さらに、弁２１の弁出口２１ｂが、コンテナ５に設けられた孔５７に連通している。これにより、タンク２内部の温度が上昇することに伴い、タンク２内部の気体がコンテナ５の外部へと放出されることになる。そのため、タンク２内部の温度が上昇したとしても、タンク２内部の圧力上昇が抑制される。その結果、タンク２の破損が抑制される。また、第２の実施形態に係る電池においては、弁出口２１ｂがコンテナ５の外部と連通しているため、タンク２内部の気体がコンテナ５の内部に充満してしまうことを抑制することができる。
【００７７】
（第３の実施形態）
以下に、第３の実施形態に係る電池の構造について説明する。ここでは、第１の実施形態と異なる点について主に説明する。
【００７８】
第３の実施形態に係る電池は、第１の実施形態に係る電池と同様、セル１と、タンク２と、配管３と、ポンプ４と、コンテナ５と、冷却部６とを有している。しかし、第３の実施形態に係る電池のコンテナ５は、第１の実施形態に係る電池と異なり、孔５７と換気部５８とを有している。また、第３の実施形態に係る電池は、第１の実施形態に係る電池と異なり、弁２１をさらに有している。なお、図示していないが、雨水等のコンテナ５の内部への侵入を防止するため、孔５７上には、適宜雨除けなどが設けられていてもよい。
【００７９】
図８は、第３の実施形態に係る電池の上面図である。図９は、第３の実施形態に係る電池の側面図である。図８及び図９に示すように、第３の実施形態に係る電池のコンテナ５は、孔５７と換気部５８とを有している。換気部５８は、例えば換気扇である。孔５７は、好ましくは、コンテナ５の上面５３に設けられている。換気部５８は、好ましくはコンテナ５の側面５２に設けられている。
【００８０】
図１０は、第３の実施形態に係る電池のタンク２周辺における断面図である。図１０に示すように、第３の実施形態に係る電池のタンク２は、弁２１を有している。弁２１の弁入口２１ａは、陽極用タンク２ａ及び陰極用タンク２ｂのうちの少なくとも１つの内部と連通している。しかしながら、弁２１の弁出口２１ｂは、第２の実施形態に係る電池と異なり、孔５７と連通していない。なお、弁２１は、第２の実施形態に係る電池と同様、弁入口２１ａ側から弁出口２１ｂ側へは気体が流出可能であるが、弁出口２１ｂ側から弁入口２１ａ側へは気体が流入できない弁であればよい。好ましくは、弁２１は、水封弁等の圧力弁である。
【００８１】
以下に、第３の実施形態に係る電池の動作について説明する。
第３の実施形態に係る電池において、タンク２の内部には、電解液１３が貯留されているとともに気体も存在している。タンク２の内部の温度が上昇した場合には、タンク２内部の気体が膨張する。上記のとおり、弁２１は、弁入口２１ａ側から弁出口２１ｂ側へは気体が流出可能となっている。そのため、タンク２の内部で膨張した気体は、弁２１を介して、コンテナ５の内部に放出される。
【００８２】
第３の実施形態に係る電池においては、コンテナ５が孔５７及び換気部５８を有している。そのため、コンテナ５の内部では、孔５７から換気部５８を経由してコンテナ５の外部へ向かう気流が生じる。その結果、弁２１を介してタンク２の内部からコンテナ５の内部に放出された気体は、コンテナ５の外部に運ばれる。
【００８３】
以下に、第３の実施形態に係る電池の効果について説明する。
タンク２に弁２１が設けられていない場合、タンク２の内部の温度が上昇することに伴い、タンク２内部の圧力が上昇する。これにより、タンク２に破損が生じるおそれがある。
【００８４】
しかしながら、第３の実施形態に係る電池においては、タンク２に弁２１が設けられている。さらに、コンテナ５には、孔５７及び換気部５８が設けられている。これにより、タンク２内部の温度が上昇することに伴い、タンク２内部の気体がコンテナ５の内部へ放出されるとともに、コンテナ５内部に放出された気体は、換気部５８を介してコンテナ５外部へ放出される。そのため、タンク２内部の温度が上昇したとしても、タンク２内部の圧力上昇が抑制される。その結果、タンク２が破損すること及びタンク２から放出された気体がコンテナ５の内部に充満することが抑制される。
【００８５】
（第４の実施形態）
以下に、第４の実施形態に係る電池の構造について説明する。ここでは、第１の実施形態と異なる点について主に説明する。
【００８６】
第４の実施形態に係る電池は、第１の実施形態に係る電池と同様、セル１と、タンク２と、配管３と、ポンプ４と、コンテナ５と、冷却部６とを有している。しかし、第４の実施形態に係る電池のは、第１の実施形態に係る電池と異なり、増設用配管３１を有している。増設用配管３１により、第４の実施形態に係る電池の電解液１３は、第４の実施形態に係る電池の外部に配置された増設用セル１４及び／又は増設用タンク２２に供給されるようになっている。
【００８７】
図１１は、第４の実施形態に係る電池の内部構造の上面図である。図１１に示すように、増設用配管３１は、例えば第１の増設用配管３１ａと、第２の増設用配管３１ｂと、第３の増設用配管３１ｃと、第４の増設用配管３１ｄとを有している。
【００８８】
第１の増設用配管３１ａは、第１の配管３ａからコンテナ５の外部に向かって分岐している。すなわち、第１の増設用配管３１ａの一方端は、第１の配管３ａに接続されている。また、第１の増設用配管３１ａの他方端は、コンテナ５の側面５２に接続されている。
【００８９】
第２の増設用配管３１ｂは、第２の配管３ｂからコンテナ５の外部に向かって分岐している。すなわち、第２の増設用配管３１ｂの一方端は、第２の配管３ｂに接続されている。また、第２の増設用配管３１ｂの他方端は、コンテナ５の側面５２に接続されている。
【００９０】
第３の増設用配管３１ｃは、第３の配管３ｃからコンテナ５の外部に向かって分岐している。すなわち、第３の増設用配管３１ｃの一方端は、第３の配管３ｃに接続されている。また、第３の増設用配管３１ｃの他方端は、コンテナ５の側面５２に接続されている。
【００９１】
第４の増設用配管３１ｄは、タンク２からコンテナ５の外部に向かって延びている。すなわち、第４の増設用配管３１ｄの一方端は、タンク２に接続されている。また、第４の増設用配管３１ｄの他方端は、コンテナ５の側面５２に接続されている。
【００９２】
第１の増設用配管３１ａ及び第２の増設用配管３１ｂは、セル増設用配管を構成している。第３の増設用配管３１ｃ及び第４の増設用配管３１ｄは、タンク増設用配管を構成している。なお、上記の構成は、増設用配管３１の１例であり、これに限られるものではない。
【００９３】
第４の実施形態に係る電池は、バルブ３２を含んでいる。バルブ３２は、第１の増設用配管３１ａ、第２の増設用配管３１ｂ、第３の増設用配管３１ｃ及び第４の増設用配管３１ｄの他方端側に設けられている。また、バルブ３２は、第３の配管３ｃと第３の増設用配管３１ｃとが連結している部分とタンク２との間にも設けられている。なお、図１１に図示されていないが、第４の実施形態に係る電池は、配管３と増設用配管３１とが接続されている部分の前後においては、逆止弁等の流路を適切に設定するための構成が設けられていてもよい。
【００９４】
以下に、第４の実施形態に係る実施形態の動作について説明する。
まず、第４の実施形態に係る電池を単独で使用する場合について説明する。この場合には、バルブ３２が全て閉じられている。そのため、この場合には、第４の実施形態に係る電池は、第１の実施形態に係る電池と同様に動作する。
【００９５】
次に、第４の実施形態に係る電池のセル１を増設する場合について説明する。この場合、第１の増設用配管３１ａ及び第２の増設用配管３１ｂに設けられたバルブ３２は開けられた状態とされる。他方、第３の増設用配管３１ｃ及び第４の増設用配管３１ｄに設けられたバルブ３２は閉じられた状態とされる。
【００９６】
図１２は、第４の実施形態に係る電池において増設用セル１４を増設する場合の配管３の接続状態を示す上面図である。図１２に示すように、第４の実施形態に係る電池は、その第１の増設用配管３１ａ及び第２の増設用配管３１ｂの他方端が、増設用セル１４に接続している。
【００９７】
上記のような接続がなされている場合、第４の実施形態に係る電池のタンク２中の電解液１３は、第４の実施形態に係る電池のセル１及び増設用セル１４の双方に供給される。
【００９８】
続いて、第４の実施形態に係る電池のタンク２を増設する場合について説明する。この場合、第１の増設用配管３１ａ及び第２の増設用配管３１ｂに設けられたバルブ３２は閉じられた状態とされる。また、この際、第３の配管３ｃと第３の増設用配管３１ｃとが連結している部分とタンク２との間に設けられているバルブ３２を閉じることにより、電解液１３がタンク２と増設用タンク２２（図１３参照）との間で直列に循環されるようにしてもよい。他方、第３の増設用配管３１ｃ及び第４の増設用配管３１ｄに設けられたバルブ３２は開けられた状態とされる。
【００９９】
図１３は、第４の実施形態に係る電池においてタンク２を増設する場合の配管３の接続状態を示す上面図である。図１３に示すように、第４の実施形態に係る電池は、その第３の増設用配管３１ｃ及び第４の増設用配管３１ｄの他方端が、増設用タンク２２に接続している。
【０１００】
上記のような接続がなされている場合、第４の実施形態に係る電池のタンク２中の電解液１３及び増設用タンク２２中の電解液１３の双方が、セル１に供給されることになる。
【０１０１】
上記の配管及びバルブの構成並びにその接続方法は例示である。上記配管及びバルブの構成並びにその接続方法は、２つ以上の電池の間で、セル１及び／又はタンク２を増設可能なものであればよい。
【０１０２】
以下に、第４の実施形態に係る効果について説明する。
第４の実施形態に係る電池は、増設用配管３１を有している。そのため、第４の実施形態に係る電池の電解液１３は、増設用セル１４及び／又は増設用タンク２２に供給されるようになっている。これにより、第４の実施形態に係る電池は、電池から供給可能な電力及び／又は電池の電力容量を増加させることが可能となる。
【０１０３】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０４】
１  セル、１１  電極、１１ａ  陽極、１１ｂ  陰極、１２  隔膜、１３  電解液、１３ａ  陽極用電解液、１３ｂ  陰極用電解液、１４  増設用セル、２  タンク、２ａ  陽極用タンク、２ｂ  陰極用タンク、２１  弁、２１ａ  弁入口、２１ｂ  弁出口、２１ｃ  弁本体、２１ｄ  入口側配管、２１ｅ  出口側配管、２２  増設用タンク、３  配管、３ａ  第１の配管、３ｂ  第２の配管、３ｃ  第３の配管、３１  増設用配管、３１ａ  第１の増設用配管、３１ｂ  第２の増設用配管、３１ｃ  第３の増設用配管、３１ｄ  第４の増設用配管、３２  バルブ、４  ポンプ、５  コンテナ、５１  底面、５１ａ  長辺、５１ｂ  短辺、５１ｃ  ガイド部材、５２  側面、５３  上面、５４  蓋部、５５  吊金具、５６  扉、５７  孔、５８  換気部、６  冷却部、７  交流直流変換機、８  制御盤、Ｃ  変電設備、Ｌ  負荷、Ｐ  発電設備。
【図１】
2017183158.tif 000003
【図２】
2017183158.tif 000004
【図３】
2017183158.tif 000005
【図４】
2017183158.tif 000006
【図５】
2017183158.tif 000007
【図６】
2017183158.tif 000008
【図７】
2017183158.tif 000009
【図８】
2017183158.tif 000010
【図９】
2017183158.tif 000011
【図１０】
2017183158.tif 000012
【図１１】
2017183158.tif 000013
【図１２】
2017183158.tif 000014
【図１３】
2017183158.tif 000015
【国際調査報告】
2017183158.tif 000016
2017183158.tif 000017
2017183158.tif 000018
2017183158.tif 000019