(57)【要約】      （修正有）【課題】商用電源や上水を利用することができない非常時において、危険の少ない金属空気電池を用いた非常用電源装置の提供。【解決手段】金属空気電池６と、同電池に電解質としての水を供給する雨水１２及び各種水集水装置１３〜１５を組み合わせた非常用電源装置１。金属空気電池６の出力と商用電源との切換えを行う第１の切換部３と、上水８と雨水１２との切換えを行う第２の切換部１１とを有し、金属空気電池６により充電する充電可能電池７を有し、ペルチェ素子による第１の集水装置１３、ゼオライトによる第２の集水装置１４、送風凝縮による第３の集水装置１５のうちの少なくともいずれかを有する非常用電源装置１。【選択図】図１
2017152166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
災害を含む非常時に用いられる非常用電源装置において、金属空気電池と、該金属電池に用いられる水を上水あるいは雨水もしくは複数の集水装置によって供給する供給手段とを備える
ことを特徴とする非常用電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の非常用電源装置において、
前記金属空気電池の出力と商用電源との切換えを行う第１の切換部と、
上水と雨水との切換えを行う第２の切換部とを有する
ことを特徴とする非常用電源装置。
【請求項３】
請求項1もしくは２記載の非常用電源装置において、
前記金属空気電池により充電する充電可能電池を更に有する
ことを特徴とする非常用電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の非常用電源装置において、
ペルチェ素子による第１の集水装置、ゼオライトによる第２の集水装置、送風凝縮による第３の集水装置のうち少なくともいずれかを有する
ことを特徴とする非常用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、災害や事故によって商用電源が使用できなくなった場合に、電池を用いて商用電源に代わる電源とする非常用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、災害や事故によって商用電源が使用できなくなった場合に、非常用電源として用いられる電池の代表的なものとして、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等があるが、電圧、容量、エネルギー密度の観点から、現在では、リチウムイオン電池の用途が拡大しており、パソコンや携帯電話等のあらゆる携帯機器に採用されている。
【０００３】
今後は、震災等の緊急時のライフライン確保のための非常用電源、定置用電力貯蔵として、その役割が一層重要となってくるものと推測される。そのため、容量やエネルギー密度の更なる向上を目指した電極材料、電解質、セパレータ等の要素技術開発が継続されているものの、このようなリチウムイオン電池にも、解決することが困難な問題がある。
【０００４】
第一に、エネルギー密度に限界があり、電気自動車等には不十分であるという性能の問題である。第二に、正極材料にコバルト（Ｃｏ）等のレアメタルを使用しなければならず、高価であるというコスト及び資源の問題である。第三に、電解液として有機溶媒を使用しており、高温になると発火するという安全性の問題である。
【０００５】
更に、リチウムイオン電池の様な充電電池を非常用電源として活用する場合、平常時には商用電源から充電しておき非常時にはそれを放電することにより非常用電源として用いる。しかし、充電電池には発電機能が無く、充電容量を使い切るまでの間しか非常用電源として役に立たない。そのため発動発電機の様な充電電池を充電するための発電装置と組み合わせる必要がある。
【０００６】
そこで、革新的二次電池として期待されているのが、金属空気電池である。これは、上記リチウムイオン電池の性能、コスト及び資源、安全性の問題を理論的には解決できる可能性があることに起因している。金属空気電池のエネルギー密度は、理論的にはリチウムイオン電池の数倍以上、すなわち、リチウム（Ｌｉ）−空気電池で、１１，４００Ｗｈ／Ｋｇ、アルミニウム（Ａｌ）−空気電池で、８，１００Ｗｈ／Ｋｇと計算されており、ガソリン車のエネルギー密度（１２，７２２Ｗｈ／Ｋｇ）に肩を並べることができる。また、正極の活物質は大気中に無尽蔵に存在する酸素（Ｏ２）であり、負極の活物質は地球に広く分布しているリチウムやアルミニウムのように安価な材料である（非特許文献１）。そして、電解質は水を用いることができ、発火の可能性が低い。
【０００７】
上記の如く、金属空気電池は発電能力があるため非常時の電源として理想的であるが、非常時には商用電源の供給がストップすると共に、上水の供給もストップしてしまう場合が多く、肝心の電解質である水の供給ができなくなってしまう。
【０００８】
また、特許文献１の如く、金属空気電池においては中性の水を使えることを特徴としているが、非常時に上水がストップした場合の肝心な水の供給対策については触れられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１８４４７２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６３９８号公報
【特許文献３】特開２００９−２７０４０９号公報
【特許文献４】特許第５２６２１６２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】村上浩康、「リチウム資源」、地質ニュース、国立研究開発法人産業技術総合研究所地質調査総合センター、２０１０年６月、６７０号、ｐ．２２−２６
【非特許文献２】Kristof Retezar、「ＦＯＮＴＵＳ」（ジェームズダイソンアワード出品作）、［online］、2014年、［2016年2月17日検索］、ジェームズダイソン財団、インターネット（URL: http://www.jamesdysonaward.org/ja/projects/fontus-2/）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、商用電源や上水が供給されない非常時であっても有用性を保持でき、電池として理想的である金属空気電池を用いた非常用電源装置の実現が課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る非常用電源装置においては、上水が利用できない状況においても雨水を貯蔵し、或いは大気中より集水し、これらの水を用いて金属空気電池を駆動し非常用電源を供給する。
【００１３】
具体的には、災害を含む非常時に用いられる非常用電源装置において、金属空気電池と、該金属空気電池に用いられる水を上水あるいは雨水もしくは複数の集水装置によって供給する供給手段とを備える。
【００１４】
この場合、上記金属空気電池の出力と商用電源との切換えを行う第１の切換部と、上水と雨水との切換えを行う第２の切換部とを有するようにしてもよい。
【００１５】
また、この場合、上記金属空気電池により充電する充電可能電池を更に有するようにしてもよい。
【００１６】
更に、ペルチェ素子による第１の集水装置、ゼオライトによる第２の集水装置、送風凝縮による第３の集水装置のうち少なくともいずれかを有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
以上、説明したように、本発明に係る非常用電源装置は安全性が高く、発電能力を有することから、充電用の発電機を必要しないため、公共施設用の非常用電源装置としてばかりでなく、一般家庭用の非常用電源装置としても容易に設置・利用することができる。
【００１８】
本発明の非常用電源装置においては、金属空気電池に絶対必要な水を複数の供給手段により供給できるため、想定される各種の非常事態においても確実に電源を供給することができる。上記の水供給手段は駆動用の電源が必要であるが、金属空気電池と充電可能電池による電源とを組み合わせることにより高い相乗効果を得ることができる。
【００１９】
また、大気中より電解質となる水を供給できるため、上水設備の無い地方や降水量の少ない熱帯地方などの電源としても活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る非常用電源装置のブロックダイヤグラムである。
【図２】本発明の一実施形態に係る非常用電源装置のシステムフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係る非常用電源装置のブロックダイヤグラムである。本発明の非常用電源装置１は、電源出力部２、電源切換部３、商用電源接続部４、ＡＣ変換部５、金属空気電池部６、蓄電部７、上水接続部８、上水切換部９、貯水部１０、集水切換部１１、雨水貯蔵部１２、ペルチェ集水部１３、ゼオライト集水部１４、送風式集水部１５、制御部２０を備えて構成される。
【００２３】
ＡＣ変換部５は、金属空気電池部６からの直流を商用電源と同様な交流に変換する。直流のみを必要とする非常用電源の場合はＡＣ変換部５を省略して電源切換部３に直結すれば良い。蓄電部７は、金属空気電池部６で発電された電気を蓄電するための充電可能な電池で構成されている。
【００２４】
雨水貯蔵部１２は、雨水を集めて貯蔵する通常の雨水貯蔵装置から成り、本発明の非常用電源装置の使用環境、状況に合わせた形態とすることができる。
【００２５】
ペルチェ集水部１３は、非特許文献２の如く、熱電変換素子であるペルチェ効果素子を用い、大気中の水蒸気を冷却結露させて集水する。一般用の集水装置としても非特許文献２の飲料水製造器として現在開発がなされており、近日中に販売される予定である。
【００２６】
ゼオライト集水部１４は、特許文献４の如くデシカント式除湿機として知られている除湿機と同じ構成を持ち、大気中の水蒸気水分をゼオライトに吸着させ水に還元、集水する。
【００２７】
送風式集水部１５は、特許文献２及び特許文献３の如く、大気中に含まれる水分を大気温度より低い金属あるいは多孔性材料に送風吹きつけし、水分を凝縮集水する。
【００２８】
制御部２０は、μコンピュータを用いて各切換部等の制御を行っている。各部への制御線については省略している。本制御部２０や各部の電源は蓄電部７に蓄電された電源によって動作する。
【００２９】
図２は本発明の一実施形態に係る非常用電源装置のシステムフローチャートの一例であり、本図及び図１を用いて本発明の動作を説明する。本非常用電源装置１は通常時は商用電源接続部４によって接続され、電源出力部２から通常の商用電源が出力される。
【００３０】
地震等の災害が発生した場合、図２のスタートに相当し、先ず商用電源が利用可能かをチェックし（ステップ２０１）、可能な場合はそのまま商用電源に接続し（ステップ２０２）出力する（ステップ２０３）。商用電源が寸断され利用不可の場合は（ステップ２１０）、まず水道等の上水が利用可能か否かをチェックし（ステップ２１１）、利用可能な場合は上水を金属空気電池に接続して発電を行い（ステップ２１２、２１３、２１４）、交流に変換して商用電源の代わりに出力する（ステップ２０３）。
【００３１】
上水が使用不可の場合は（ステップ２２０）、雨水の貯蔵ができているか、即ち貯蔵雨水が利用可能かをチェックし（ステップ２２１）、貯蔵できている場合は貯蔵雨水を電池に接続して発電を行い（ステップ２２２、２１４）、交流に変換して商用電源の代わりに出力する（ステップ２０３）。
【００３２】
雨水貯蔵ができていない場合、即ち貯蔵雨水が利用可能ではない場合は（ステップ２３０）、前述のペルチェ集水部１３、ゼオライト集水部１４、送風式集水部１５のうちいずれか１つあるいは複数を金属空気電池に接続して発電を行い（ステップ２３１、２１４）、交流に変換して商用電源の代わりに出力する（ステップ２０３）。
【００３３】
上記の如く、本発明によれば災害時に商用電源の供給がストップしたときはもちろん、上水の供給がストップしても貯蔵雨水或いは大気中からの各種集水装置によって金属空気電池を駆動し電源を供給することができる。なお、非常時には金属空気電池部６の発電の一部を蓄電部７に蓄電するが、平常時は商用電源によって蓄電部７を充電しておく。かくのごとく、発電電池としての金属空気電池と電源によって駆動する集水装置を組み合わせることにより自己完結型の非常用電源となる。
【００３４】
上記の説明においては、金属空気電池の電解質として上水あるいは貯蔵雨水あるいは各種集水装置によって集水された水を使用しているが、金属空気電池部６と上水切換部９との間に通常の異物除去用フィルターやイオン交換樹脂によるフィルターを挿入し、発電効率を向上させる等の付加を加えてもよく、これらは全て本発明の技術思想に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
上述してきたように、本発明の非常用電源装置は安全性が非常に高く、電池充電のための発電機が不要で、公共用の非常用電源装置としてばかりでなく一般家庭用としても容易に用いることができる。一方、電解質としての水が全く準備できていない緊急時においては小水や液体状の排泄物や汚染水をも用いることができ、緊急時においても真価を発揮できる。
【００３６】
また、非常用電源としてばかりでなく、商用電源や上水設備の無い僻地用の電源装置としても利用することができる。同様に、砂漠地帯の電源装置や、自動車や船舶の電源装置としての応用も考えられる。特に、自動車や船舶等の移動体に応用した場合は移動による送風効果により大気中からの集水がより効率的になる。
【００３７】
更に、本非常用電源の集水機能を活かし、発電ばかりでなく非常用の飲料水供給の一助として活用することも可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１…非常用電源装置、２…電源出力部、３…電源切換部、４…商用電源接続部、５…ＡＣ変換部、６…金属空気電池部、７…蓄電部、８…上水接続部、９…上水切換部、１０…貯水部、１１…集水切換部、１２…雨水貯蔵部、１３…ペルチェ集水部、１４…ゼオライト集水部、１５…送風式集水部、２０…制御部
【図１】
2017152166.tif 000003
【図２】
2017152166.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月28日(2016.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を電解質として用いて発電を行うことができる金属空気電池と、
前記金属空気電池により充電されることが可能な充電可能電池と、
前記金属空気電池に供給されるべき水が上水による水か貯水部による水かを切り換えるための第１の切換部と、
前記貯水部を介して前記金属空気電池に供給されるべき水が雨水貯蔵部による水か、ペルチェ効果素子を用いて大気中の水蒸気を冷却結露させて集水する第１の集水装置、大気中の水蒸気水分をゼオライトに吸着させ水に還元して集水する第２の集水装置、大気中に含まれる水分を大気温度より低い金属あるいは多孔性材料に送風吹きつけし水分を凝縮集水する第３の集水装置のうちのなくともいずれかを有する集水装置による水かを切り換えるための第２の切換部と、
前記上水が利用可能かを判断して利用可能な場合には該上水を前記金属空気電池に供給し、前記上水が利用可能でない場合には、前記雨水貯蔵部による貯蔵雨水が利用可能かを判断して利用可能な場合には前記貯蔵雨水を前記金属空気電池に供給し、前記雨水貯蔵部による貯蔵雨水が利用可能でない場合には前記集水装置により集水された水を前記金属空気電池に供給するように前記第１の切換部もしくは前記第２の切換部を制御する機能を有し前記充電可能電池に蓄電された電源によって動作する制御装置と
を具備することを特徴とする非常用電源装置。
【請求項２】
前記第１の切換部もしくは前記第２の切換部は前記充電可能電池に蓄電された電源によって動作することを特徴とする請求項１記載の非常用電源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
以上、説明したように、本発明に係る非常用電源装置は安全性が高く、発電能力を有することから、充電用の発電機を必要としないため、公共施設用の非常用電源装置としてばかりでなく、一般家庭用の非常用電源装置としても容易に設置・利用することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月20日(2017.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を電解質として用いて発電を行うことができる金属空気電池と、
前記金属空気電池により充電されることが可能な充電可能電池と、
前記金属空気電池に供給されるべき水が上水による水か貯水部による水かを切り換えるための第１の切換部と、
前記貯水部を介して前記金属空気電池に供給されるべき水が雨水貯蔵部による水か、ペルチェ効果素子を用いて大気中の水蒸気を冷却結露させて集水する第１の集水装置、大気中の水蒸気水分をゼオライトに吸着させ水に還元して集水する第２の集水装置、大気中に含まれる水分を大気温度より低い金属あるいは多孔性材料に送風吹きつけし水分を凝縮集水する第３の集水装置のうちのなくともいずれかを有する集水装置による水かを切り換えるための第２の切換部と、
前記上水が利用可能かを判断して利用可能な場合には該上水を前記金属空気電池に供給し、前記上水が利用可能でない場合には、前記雨水貯蔵部による貯蔵雨水が利用可能かを判断して利用可能な場合には前記貯蔵雨水を前記金属空気電池に供給し、前記雨水貯蔵部による貯蔵雨水が利用可能でない場合には前記集水装置により集水された水を前記金属空気電池に供給するように前記第１の切換部もしくは前記第２の切換部を制御する機能を有し前記充電可能電池に蓄電された電源によって動作する制御装置と
を具備することを特徴とする非常用としても利用できる電源装置。
【請求項２】
前記第１の切換部もしくは前記第２の切換部は前記充電可能電池に蓄電された電源によって動作することを特徴とする請求項１記載の非常用としても利用できる電源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、災害や事故によって商用電源が使用できなくなった場合に、電池を用いて商用電源に代わる電源とする非常用としても利用できる電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、災害や事故によって商用電源が使用できなくなった場合に、非常用電源として用いられる電池の代表的なものとして、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等があるが、電圧、容量、エネルギー密度の観点から、現在では、リチウムイオン電池の用途が拡大しており、パソコンや携帯電話等のあらゆる携帯機器に採用されている。
【０００３】
今後は、震災等の緊急時のライフライン確保のための非常用電源、定置用電力貯蔵として、その役割が一層重要となってくるものと推測される。そのため、容量やエネルギー密度の更なる向上を目指した電極材料、電解質、セパレータ等の要素技術開発が継続されているものの、このようなリチウムイオン電池にも、解決することが困難な問題がある。
【０００４】
第一に、エネルギー密度に限界があり、電気自動車等には不十分であるという性能の問題である。第二に、正極材料にコバルト（Ｃｏ）等のレアメタルを使用しなければならず、高価であるというコスト及び資源の問題である。第三に、電解液として有機溶媒を使用しており、高温になると発火するという安全性の問題である。
【０００５】
更に、リチウムイオン電池の様な充電電池を非常用電源として活用する場合、平常時には商用電源から充電しておき非常時にはそれを放電することにより非常用電源として用いる。しかし、充電電池には発電機能が無く、充電容量を使い切るまでの間しか非常用電源として役に立たない。そのため発動発電機の様な充電電池を充電するための発電装置と組み合わせる必要がある。
【０００６】
そこで、革新的二次電池として期待されているのが、金属空気電池である。これは、上記リチウムイオン電池の性能、コスト及び資源、安全性の問題を理論的には解決できる可能性があることに起因している。金属空気電池のエネルギー密度は、理論的にはリチウムイオン電池の数倍以上、すなわち、リチウム（Ｌｉ）−空気電池で、１１，４００Ｗｈ／Ｋｇ、アルミニウム（Ａｌ）−空気電池で、８，１００Ｗｈ／Ｋｇと計算されており、ガソリン車のエネルギー密度（１２，７２２Ｗｈ／Ｋｇ）に肩を並べることができる。また、正極の活物質は大気中に無尽蔵に存在する酸素（Ｏ２）であり、負極の活物質は地球に広く分布しているリチウムやアルミニウムのように安価な材料である（非特許文献１）。そして、電解質は水を用いることができ、発火の可能性が低い。
【０００７】
上記の如く、金属空気電池は発電能力があるため非常時の電源として理想的であるが、非常時には商用電源の供給がストップすると共に、上水の供給もストップしてしまう場合が多く、肝心の電解質である水の供給ができなくなってしまう。
【０００８】
また、特許文献１の如く、金属空気電池においては中性の水を使えることを特徴としているが、非常時に上水がストップした場合の肝心な水の供給対策については触れられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１８４４７２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６３９８号公報
【特許文献３】特開２００９−２７０４０９号公報
【特許文献４】特許第５２６２１６２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】村上浩康、「リチウム資源」、地質ニュース、国立研究開発法人産業技術総合研究所地質調査総合センター、２０１０年６月、６７０号、ｐ．２２−２６
【非特許文献２】Kristof Retezar、「ＦＯＮＴＵＳ」（ジェームズダイソンアワード出品作）、［online］、2014年、［2016年2月17日検索］、ジェームズダイソン財団、インターネット（URL: http://www.jamesdysonaward.org/ja/projects/fontus-2/）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、商用電源や上水が供給されない非常時であっても有用性を保持でき、電池として理想的である金属空気電池を用いた非常用としても利用できる電源装置の実現が課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る非常用としても利用できる電源装置においては、上水が利用できない状況においても雨水を貯蔵し、或いは大気中より集水し、これらの水を用いて金属空気電池を駆動し非常用電源を供給する。
【００１３】
具体的には、災害を含む非常時に用いられる非常用としても利用できる電源装置において、金属空気電池と、該金属空気電池に用いられる水を上水あるいは雨水もしくは複数の集水装置によって供給する供給手段とを備える。
【００１４】
この場合、上記金属空気電池の出力と商用電源との切換えを行う第１の切換部と、上水と雨水との切換えを行う第２の切換部とを有するようにしてもよい。
【００１５】
また、この場合、上記金属空気電池により充電する充電可能電池を更に有するようにしてもよい。
【００１６】
更に、ペルチェ素子による第１の集水装置、ゼオライトによる第２の集水装置、送風凝縮による第３の集水装置のうち少なくともいずれかを有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
以上、説明したように、本発明に係る非常用としても利用できる電源装置は安全性が高く、発電能力を有することから、充電用の発電機を必要しないため、公共施設用の非常用としても利用できる電源装置としてばかりでなく、一般家庭用の非常用としても利用できる電源装置としても容易に設置・利用することができる。
【００１８】
本発明の非常用としても利用できる電源装置においては、金属空気電池に絶対必要な水を複数の供給手段により供給できるため、想定される各種の非常事態においても確実に電源を供給することができる。上記の水供給手段は駆動用の電源が必要であるが、金属空気電池と充電可能電池による電源とを組み合わせることにより高い相乗効果を得ることができる。
【００１９】
また、大気中より電解質となる水を供給できるため、上水設備の無い地方や降水量の少ない熱帯地方などの電源としても活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る非常用としても利用できる電源装置のブロックダイヤグラムである。
【図２】本発明の一実施形態に係る非常用としても利用できる電源装置のシステムフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係る非常用としても利用できる電源装置のブロックダイヤグラムである。本発明の非常用としても利用できる電源装置１は、電源出力部２、電源切換部３、商用電源接続部４、ＡＣ変換部５、金属空気電池部６、蓄電部７、上水接続部８、上水切換部９、貯水部１０、集水切換部１１、雨水貯蔵部１２、ペルチェ集水部１３、ゼオライト集水部１４、送風式集水部１５、制御部２０を備えて構成される。
【００２３】
ＡＣ変換部５は、金属空気電池部６からの直流を商用電源と同様な交流に変換する。直流のみを必要とする非常用電源の場合はＡＣ変換部５を省略して電源切換部３に直結すれば良い。蓄電部７は、金属空気電池部６で発電された電気を蓄電するための充電可能な電池で構成されている。
【００２４】
雨水貯蔵部１２は、雨水を集めて貯蔵する通常の雨水貯蔵装置から成り、本発明の非常用としても利用できる電源装置の使用環境、状況に合わせた形態とすることができる。
【００２５】
ペルチェ集水部１３は、非特許文献２の如く、熱電変換素子であるペルチェ効果素子を用い、大気中の水蒸気を冷却結露させて集水する。一般用の集水装置としても非特許文献２の飲料水製造器として現在開発がなされており、近日中に販売される予定である。
【００２６】
ゼオライト集水部１４は、特許文献４の如くデシカント式除湿機として知られている除湿機と同じ構成を持ち、大気中の水蒸気水分をゼオライトに吸着させ水に還元、集水する。
【００２７】
送風式集水部１５は、特許文献２及び特許文献３の如く、大気中に含まれる水分を大気温度より低い金属あるいは多孔性材料に送風吹きつけし、水分を凝縮集水する。
【００２８】
制御部２０は、μコンピュータを用いて各切換部等の制御を行っている。各部への制御線については省略している。本制御部２０や各部の電源は蓄電部７に蓄電された電源によって動作する。
【００２９】
図２は本発明の一実施形態に係る非常用としても利用できる電源装置のシステムフローチャートの一例であり、本図及び図１を用いて本発明の動作を説明する。本非常用としても利用できる電源装置１は通常時は商用電源接続部４によって接続され、電源出力部２から通常の商用電源が出力される。
【００３０】
地震等の災害が発生した場合、図２のスタートに相当し、先ず商用電源が利用可能かをチェックし（ステップ２０１）、可能な場合はそのまま商用電源に接続し（ステップ２０２）出力する（ステップ２０３）。商用電源が寸断され利用不可の場合は（ステップ２１０）、まず水道等の上水が利用可能か否かをチェックし（ステップ２１１）、利用可能な場合は上水を金属空気電池に接続して発電を行い（ステップ２１２、２１３、２１４）、交流に変換して商用電源の代わりに出力する（ステップ２０３）。
【００３１】
上水が使用不可の場合は（ステップ２２０）、雨水の貯蔵ができているか、即ち貯蔵雨水が利用可能かをチェックし（ステップ２２１）、貯蔵できている場合は貯蔵雨水を電池に接続して発電を行い（ステップ２２２、２１４）、交流に変換して商用電源の代わりに出力する（ステップ２０３）。
【００３２】
雨水貯蔵ができていない場合、即ち貯蔵雨水が利用可能ではない場合は（ステップ２３０）、前述のペルチェ集水部１３、ゼオライト集水部１４、送風式集水部１５のうちいずれか１つあるいは複数を金属空気電池に接続して発電を行い（ステップ２３１、２１４）、交流に変換して商用電源の代わりに出力する（ステップ２０３）。
【００３３】
上記の如く、本発明によれば災害時に商用電源の供給がストップしたときはもちろん、上水の供給がストップしても貯蔵雨水或いは大気中からの各種集水装置によって金属空気電池を駆動し電源を供給することができる。なお、非常時には金属空気電池部６の発電の一部を蓄電部７に蓄電するが、平常時は商用電源によって蓄電部７を充電しておく。かくのごとく、発電電池としての金属空気電池と電源によって駆動する集水装置を組み合わせることにより自己完結型の非常用電源となる。
【００３４】
上記の説明においては、金属空気電池の電解質として上水あるいは貯蔵雨水あるいは各種集水装置によって集水された水を使用しているが、金属空気電池部６と上水切換部９との間に通常の異物除去用フィルターやイオン交換樹脂によるフィルターを挿入し、発電効率を向上させる等の付加を加えてもよく、これらは全て本発明の技術思想に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
上述してきたように、本発明の非常用としても利用できる電源装置は安全性が非常に高く、電池充電のための発電機が不要で、公共用の非常用としても利用できる電源装置としてばかりでなく一般家庭用としても容易に用いることができる。一方、電解質としての水が全く準備できていない緊急時においては小水や液体状の排泄物や汚染水をも用いることができ、緊急時においても真価を発揮できる。
【００３６】
また、非常用電源としてばかりでなく、商用電源や上水設備の無い僻地用の電源装置としても利用することができる。同様に、砂漠地帯の電源装置や、自動車や船舶の電源装置としての応用も考えられる。特に、自動車や船舶等の移動体に応用した場合は移動による送風効果により大気中からの集水がより効率的になる。
【００３７】
更に、本非常用電源の集水機能を活かし、発電ばかりでなく非常用の飲料水供給の一助として活用することも可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１…非常用としても利用できる電源装置、２…電源出力部、３…電源切換部、４…商用電源接続部、５…ＡＣ変換部、６…金属空気電池部、７…蓄電部、８…上水接続部、９…上水切換部、１０…貯水部、１１…集水切換部、１２…雨水貯蔵部、１３…ペルチェ集水部、１４…ゼオライト集水部、１５…送風式集水部、２０…制御部