(57)【要約】【課題】  従来の二次電池やコンクリート構造物における防食手段などの各種の起電力装置における充電や放電などに際して生じる電解液等の減少をなくして容量を増加した二次電池や、簡単に施工ができる防食装置など効率のよい起電力装置を安価に提供することを課題とする。【解決手段】  少なくとも電極３および電解液等の水溶液６を水密および気密の電槽２に収納するとともに、前記水密および気密の電槽２の側壁における前記電解液等の水溶液６の水面よりも上方位置に形成した窓孔７をガス透過性フィルム（シート）８で被覆し、前記水密および気密の電槽２内に配置した前記水溶液６に吸水剤を溶解させた。【選択図】図１
2016025043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電極および電解液等の水溶液を水密型電槽に収納するとともに、前記水密および気密の電槽の側壁における前記電解液等の水溶液の水面よりも上方位置に形成した窓孔をガス透過性フィルム（シート）で被覆し、前記水密および気密の電槽内に配置した前記水溶液に吸水剤を溶解させたことを特徴とするガス透過性フィルムを用いた起電力装置。
【請求項２】
前記起電力装置が、互いにイオン化傾向が異なり電位差を生じる陽極および陰極からなる電極を有するとともに水溶液として電解質を含有する電解液とした充電式電池であることを特徴とする請求項１記載のガス透過性フィルムを用いた起電力装置。
【請求項３】
前記起電力装置がコンクリート構造物の電気防食装置であって、前記電槽の少なくとも前記コンクリートへの接合部が電気伝導性を有しておらずイオン伝導性を有するとともに前記電極が前記コンクリート構造物に内装される鋼材（陰極）よりもイオン化傾向の高い金属からなる陽極であることを特徴とする請求項１記載のガス透過性フィルムを用いた起電力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス透過性フィルムを用いた起電力装置に関するものであり、例えばニッケル水素電池やコンクリート構造物中の鉄筋、鉄骨などの各種鋼材の腐食を電気的な手段により防止する電気防食装置などに利用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばニッケル水素電池は陽極に水酸化ニッケル、陰極に水素吸蔵合金を、電解液として濃水酸化カリウム溶液を用いたものであり、陽極ではＮｉＯＯＨ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ-⇔Ｎｉ（ＯＨ）2＋ＯＨ-陰極ではＭＨ＋ＯＨ-⇔Ｍ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ-との反応式で充放電が為されるものである。
【０００３】
そして、このニッケル水素電池では充電するときに水が電気分解されて酸素ガスおよび水素ガスが発生することから電解液が減少することになり、多くの場合に容器を密閉型として発生したガスが外部に放出するのを防止している。そのため、例えば電解液に水素と酸素とを接触させて水を形成するための触媒を加えたり陰極である水素吸蔵合金を例えば必要容量の２倍に増量したとしても、それらが蓄電に用いられないことから電池容量が増加することにはならない。
【０００４】
一方、従来、水和状態でイオン伝導性を有するコンクリートを介してコンクリート構造物に内装される鋼材よりもイオン化傾向の高い金属からなる電極などを配置してコンクリート中の鋼材に直流電流を流通させて鋼材を所定の電位に維持することにより防食を防ぐ電気防食手段が講じられており、この電気防食手段として、コンクリート構造物に内装される鋼材よりもイオン化傾向の高い金属からなる陽極を付設したイオン導電性を有するブロック部材により形成されてその少なくとも一部を前記コンクリート構造物に接触させた状態で固着することにより前記陽極と鋼材との間に生じる電位差を利用して前記鋼材のイオン消失による前記鋼材の腐食を防ぐ流電陽極方式の電気防食手段が旧くから知られている。
【０００５】
この流電電極方式の電気防食手段は、直流電源装置を用いてその陽極をチタンなどによる薄膜金属などの耐久性電極に接続するとともにその陰極をコンクリート内の鋼材に接続して防食電流を流す外部電源方式の電気防食手段に比べて外部電源の交換が不要であるばかりかコンクリート内に配置される複雑な構成の鋼材について防食電流を供給することができるという利点を有している。
【０００６】
また、近頃、前記電気防食手段として例えば特開２００３−２６８５７７号公報、特開２００５−１８７８２９号公報などに提示されているようにモルタル、ベントナイトなどのゲル状のイオン導電性を有する部材で鉄筋コンクリート表面と陽極となる金属プレートとで形成された空間を充填する形式のものが提示されている。
【０００７】
ところが、前記特開２００３−２６８５７７号公報などに提示されている電気防食の手段は、耐食電池作用によりブロック部材中の水分が喪失することになり、その喪失分を空気中の水分を補給する形で水分の維持を図っているものであるが、外部電源方式よりも高価となり、特に、工期が長く特殊技能を有する作業者が必要であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２６８５７７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８７８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記従来の二次電池やコンクリート構造物における防食手段などの各種の起電力装置における充電や放電などに際して生じる電解液等の減少をなくして容量を増加した二次電池や、簡単に施工ができる防食装置など効率のよい起電力装置を安価に提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するためになされた本発明は、少なくとも電極および電解液等の水溶液を水密および気密の電槽に収納するとともに、前記水密および気密の電槽の側壁における前記電解液等の水溶液の水面よりも上方位置に形成した窓孔をガス透過性フィルム（シート）で被覆し、前記水密および気密の電槽内に配置した前記水溶液に吸水剤を溶解させたことを特徴とする。
【００１１】
また、起電力装置が、互いにイオン化傾向が異なり電位差を生じる陽極および陰極からなる電極を有するとともに電解液が電解質を含有する水溶液を用いた充電式電池である例えばニッケル水素電池である場合に容量を増加する点で効率がよいが、例えばニッケルカドミウム電池、鉛電池など他の電解液として水溶液を使用する充電式電池（二次電池）などについても同様に実施できることは勿論である。
【００１２】
更に、前記起電力装置がコンクリート構造物の電気防食装置であって、前記電極が前記コンクリート構造物に内装される鋼材（陰極）よりもイオン化傾向の高い金属からなる陽極であるとともに前記水溶液が吸水剤を溶解した溶液である場合に最適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、起電力装置における充電や放電に際して生じる酸素ガスや水素ガスさらには蒸発などによる電解液などの消失に対して簡単な構造で且つ安価に補水することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明をニッケル水素電池について実施した場合の好ましい実施の形態を示す説明図。
【図２】本発明をコンクリート構造物の電気防食装置について実施した場合の好ましい実施の形態を示す斜視図。
【図３】図２に示した実施の形態の施工状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に示した本発明の実施の形態について、説明する。
【００１６】
図１は、本発明を起電力装置１としてニッケル水素電池を用いた好ましい実施の形態を示すものであり、水密および気密の電槽２に従来と同様にニッケル金属からなる陽極側の電極３および水素吸蔵合金を有する陰極側の電極４がセパレータ５を挟んで配置されており、電槽２内には電解液である水酸化カルシウムの水溶液６が収容されている。
【００１７】
そして、特に本実施の形態では前記電槽２の前記電解液である水溶液６の水面近傍よりも上方位置に適宜の大きさの窓孔７が形成されているとともに、前記水密型電槽２の側壁における前記電解液等の水溶液６の基準水面よりも下方位置に前記窓孔７が形成されており、更に前記窓孔７がガス透過性フィルム（シート）８で被覆されている。このガス透過性フィルム（シート）８は酸素ガスおよび水蒸気は透過させるが水は透過させない性質を有するものであり（以下同じ）、従来市販されているものを適宜選択して使用することができるものである。加えて、本実施の形態では前記電解液である水溶液６に水酸化マグシウムである吸水剤が添加されている。
【００１８】
本実施の形態は従来のニッケル水素電池と同様に充電および放電を用いて二次電池として使用されるが、特に充電時に陽極側の電極３に酸素ガスが生じるがこの酸素ガスは、水溶液の減少により水位が低下して電槽２内に空間９が窓孔７に掛かってガス透過性フィルム（シート）８を通じて電槽２外へと放出される。
【００１９】
しかしながら、本実施の形態では電解液である水溶液６に吸水剤を添加しているので電槽２の外気に含まれる水蒸気がガス透過性フィルム（シート）８を通じて水溶液６に吸水されて水溶液６の水位が前記窓孔７が塞がれる基の水位まで上昇して停止する。
【００２０】
このように本実施の形態であるニッケル水素電池は、全体として水密および気密の電槽２を使用することができることはいうまでもなく、電解により生じる酸素ガスを外部に放出するので従来のように余分な水素吸蔵合金を使用する必要がなく全体として安価に製造することができるばかりか、電解液である水溶液６が減少しても自動的に基の水位に復帰するので開放型のように多々、水分を補給する手間も不要である。
【００２１】
図２および図３は本発明である起電力装置１としてコンクリート構造物の電気防食装置を用いた実施の形態を示すものであって、電槽２は例えばコンクリートや石膏などのように電気伝導性がなくイオン伝導性を有する材質により前面を開口した側部断面がコ字形に形成されており、前記開口部には図３に示すコンクリート構造物１０に内装される鋼材である陰極となる電極４よりもイオン化傾向の高い金属（例えばアルミニウム）からなる陽極である電極３がその両側部と底部とにおいて例えばエポキシ樹脂などの電気絶縁性を有する接着剤３１により気密且つ水密に接合されて且つ電極３と電槽２が絶縁した空間９を形成している。
【００２２】
そして、前記空間には例えば水酸化マグネシウムのような吸水剤を溶かした水溶液６が収容されており、電槽２と電極３により形成された窓孔７がガス透過性フィルム（シート）８により密封されている。
【００２３】
そして、本実施の形態は、図３に示すように例えば電槽２の背壁２１をコンクリート構造物１０に付設する。付設する手段としてはセメントのような電気伝導性がなくイオン伝導性を有する接着材により固着するか図２に示したように電槽２を覆うような耐候性樹脂により形成されたＦＲＰ製の取付カバー２２を用いて固着するとよい。この取付カバー２２は外部からの応力による破損防止や水溶液６の漏水防止にも役に立つ。
【００２４】
本実施の形態は、従来のこの種のコンクリート構造物の電気防食装置と同様に、陽極である電極３、水溶液６、電槽２、コンクリート１０、陰極となる構造物である電極４へと電池を形成して起電力が生じ、従来と同様の作用・効果を生じることになる。
【００２５】
特に、前記電気防食は起電力が生じるに伴って、電槽２中の水分が減少し、これに接している水溶液６も減少するが、電槽２の外気に含まれる水蒸気がガス透過性フィルム（シート）８を通じて水溶液６に吸水されて水溶液６の減少が抑えられ、水分が減少することによって防食機能が低下することもない。殊に、本実施の形態では電極３が直接電槽２に接触しておらず、水溶液６を充填した空間９が存在するので前記水溶液６に接している電極３の表面に陽極酸化物等が析出したとしても従来の電槽２に直接電極３を接触させた場合のように析出する陽極酸化物等により電槽２との接触が阻害されたり電槽２が破壊されてしまうことがない。
【００２６】
尚、必要であれば、電極３と電槽２の後壁２１との間に鎹を付設してもよい（図示せず）。
【００２７】
また、本実施の形態では電槽２と電極３により形成される空間９にガス透過性フィルム（シート）８を張設したが、電槽２に頂壁を設けて頂壁または側壁のいずれかに形成した窓孔にガス透過性フィルム（シート）８を張設してもよい（図示せず）。
【符号の説明】
【００２８】
１  起電力装置、２  電槽、３  電極、４  電極、５  セパレータ、６  水溶液、７  窓孔、８  ガス透過性フィルム（シート）、９  空間、１０  コンクリート構造物、２１  背壁、２２  取り付けカバー、３１  接着剤
【図１】
2016025043.tif 000003
【図２】
2016025043.tif 000004
【図３】
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