JP2000058111A - ナトリウム硫黄電池モジュールの運搬方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ナトリウム硫黄電池モジュールの特性を損なう
こと無く、安全且つ容易にビル内で運搬できる運搬方法
を提供する。 【解決手段】複数本のナトリウム硫黄電池間に乾燥砂な
どの絶縁材を充填して断熱容器内へ収納したモジュール
の運搬時、運搬単位となるモジュールの１個又は複数個
の集合体の重量及び寸法を制限し、ビル内をエレベータ
又は／及びリフタ，チェーンブロックあるいは台車を用
いて運搬する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集合住宅用や一般
産業用などの電力貯蔵装置として、ビル内に設置するナ
トリウム硫黄電池モジュールに好適な運搬方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】負極にナトリウム、正極に硫黄や多硫化
ナトリウムなどを用いたナトリウム硫黄電池は、その効
率やエネルギー密度が大きいことから注目され、電力貯
蔵装置や電気自動車などへの利用が期待されている。こ
の電池は、その動作温度を約３００℃程度に保つために
複数個の電池を断熱容器内へ収納したモジュールとして
使用され、交直変換器と組み合わせたシステムとして運
転される。なお、このようなシステムの例としては、例
えば特開平6−251804 号公報などが提案されている。

【０００３】このようなモジュールを運搬する場合、電
池内に第３類の危険物であるナトリウムと第２類の危険
物である硫黄とが共存しているため、運搬などの取扱の
際に電池の破損を防いで安全性を確保することが極めて
重要であり、そのための適切な運搬方法を選択する必要
があるが、従来の運搬法はこの問題を十分に考慮したも
のではなかった。特に、このシステムをビル内、特にビ
ルの地下室などに設置する場合、電池破損時の被害拡大
防止と取扱場所のスペース制限を考慮して運搬方法、及
び、運搬方法に対応したモジュールやモジュール集合体
の重量，寸法を選択することが重要であるが、従来はこ
の面の検討も不十分であった。

【０００４】さらに、ナトリウム硫黄電池においては、
複数のナトリウム硫黄電池間に乾燥砂などの消火剤を兼
ねた絶縁材を充填し、さらにその周囲を金属性の断熱容
器で覆ったモジュールの形で安全性が保証されているた
め、モジュールを解体することなく、そのままの形ある
いはその周囲を梱包して運搬することが望ましく、この
ために運搬時のモジュールまたはモジュール集合体の重
量や寸法に制約が生ずる問題もあるが、それについての
考慮もなされていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術の欠点を除き、ナトリウム硫黄電池モジュール
の特性を損なうこと無く、安全且つ容易にビル内で運搬
できる運搬方法を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明の第１のナトリウム硫黄電池モジュールの運
搬方法は、複数本のナトリウム硫黄電池間に乾燥砂など
の絶縁材を充填して断熱容器内へ収納したモジュールの
１個又は複数個の集合体を運搬単位とし、前記運搬単位
の重量を１０kg以上１トン以下として、ビル内をエレベ
ータ又は／及びリフタを用いて運搬することを特徴とし
ている。なお、前記運搬単位の寸法は幅１.４ｍ ，長さ
２.３ｍ，高さ２.１ｍ以下であることが望ましい。

【０００７】本発明の第２のナトリウム硫黄電池モジュ
ールの運搬方法は、複数本のナトリウム硫黄電池間に乾
燥砂などの絶縁材を充填して断熱容器内へ収納したモジ
ュールの１個又は複数個の集合体を運搬単位とし、前記
運搬単位の重量を１０kg以上２トン以下として、ビル内
を荷物用エレベータ又は／及びチェーンブロックを用い
て運搬することを特徴としている。なお、前記運搬単位
の寸法は幅２.５ｍ ，長さ３.０ｍ，高さ２.５ｍ以下で
あることが望ましい。

【０００８】本発明の第３のナトリウム硫黄電池モジュ
ールの運搬方法は、複数本のナトリウム硫黄電池間に乾
燥砂などの絶縁材を充填して断熱容器内へ収納したモジ
ュールの１個又は複数個の集合体を運搬単位とし、前記
運搬単位の重量を１０kg以上３トン以下として、ビル内
を荷物用エレベータ又は／及び台車を用いて運搬するこ
とを特徴としている。なお、前記運搬単位の寸法は幅
２.５ｍ，長さ３.０ｍ，高さ２.２ｍ 以下であることが
望ましい。

【０００９】ここで、運搬単位の重量が１０kgを下まわ
った場合、ナトリウムについては危険物指定数量を、硫
黄については危険物指定数量の１／１０を下まわること
になり、危険物としての規制は比較的ゆるやかとなる。
一方、１０kg以上の場合、運搬時の安全性を確保するた
めには、本発明のようにモジュールの重量，構造，寸
法，運搬方法についての留意が極めて重要である。

【００１０】なお、ナトリウム硫黄電池モジュールの１
個又は複数個の集合体の周囲を梱包して運搬する場合、
前記運搬単位の重量，寸法には前記梱包の重量，寸法が
含まれる。

【００１１】本発明のナトリウム硫黄電池モジュールの
運搬方法においては、運搬単位のモジュールの重量及び
寸法に応じて適切な運搬手段が選択される。即ち、まず
ビル内でモジュールを運搬する際には、運搬単位となる
モジュール１個又は複数個の集合体の重量は３トン以下
に制限される。こうすることにより、ビルに一般に設置
されている荷物用エレベータあるいは人用エレベータを
用いることができ、モジュールを安全に且つ容易に他の
階へ移動できて、地下室や屋上などの設置場所へ運搬で
きる。なお、人用エレベータを用いる場合、重量は１ト
ン以下に、寸法は幅１.４ｍ，長さ２.３ｍ，高さ２.１
ｍ 以下に制限される。また、荷物用エレベータを用い
る場合、重量は３トン以下に、寸法は幅２.５ｍ，長さ
３.０ｍ，高さ２.５ｍ 以下に制限される。

【００１２】一方、ビル内でモジュールを安全に且つ容
易に持ち上げて前後左右に動かすには、リフタ，チェー
ンブロック又は台車を用いれば良い。これらの設備を用
いることにより、運搬に必要なスペースが少なくできる
ばかりでなく、モジュールに蓋をしたままの状態、ある
いは梱包した状態で取扱でき、安全性を損なうこと無く
運搬が可能である。

【００１３】また、階段の上げ降ろしや運搬時の持ち上
げなどの際にモジュールが傾くと、ナトリウム硫黄電池
の重みで電池間を接続したブスバや電気端子が曲がった
り、損傷したりする問題や、モジュール内に充填された
乾燥砂などの絶縁材が位置ずれして、断熱容器内の熱絶
縁特性に分布を生じ、その後のモジュール運転時に複数
の電池間に温度ズレを生じてモジュールの特性を損なう
問題などが発生するが、前述の設備を用いることにより
モジュールをほぼ水平状態に保って運搬できるため、モ
ジュールの損傷や特性劣化を起こす恐れもない。

【００１４】なお、リフタを用いる場合には運搬単位の
モジュール１個又は複数個の集合体の重量は１トン以下
に、チェーンブロックを用いる場合には重量は２トン以
下、高さは２.５ｍ 以下に、台車をエレベータと組み合
わせて用いる場合には高さは２.２ｍ 以下に制限され
る。運搬単位となるモジュールの１個又は複数個の重量
がそれぞれ上述の値を超えた場合、エレベータやリフ
タ，チェーンブロック又は台車などの運搬手段の許容重
量を超え、運搬時にモジュールが傾いたり、これらの運
搬手段が故障して、運搬時の安全性やモジュールの特性
が損われる恐れがある。また、運搬単位となるモジュー
ルの１個又は複数個の重量が１０kgを下まわると、モジ
ュールの断熱容器や梱包，乾燥砂などの絶縁材の量や厚
さ，強度などが不充分なものとなり易く、運搬時に万一
落下や衝突してモジュールに衝撃力が加わった場合に、
電池が破損し易い欠点がある。

【００１５】一方、モジュールを屋外で運搬する場合に
は、普通トラック又は低床トラックとクレーンとの組合
せで安全に運搬できる。なお、固定式クレーンの代わり
にクレーン車を用いると、トラックへの積降ろし場所の
制限が無くて便利である。ここで、普通トラックを用い
る場合には運搬単位のモジュール１個または複数個の集
合体の重量は４トン以下、寸法は幅２.１ｍ，長さ６.１
ｍ，高さ２.８ｍ 以下に、低床トラックを用いる場合に
は寸法は幅２.４ｍ，長さ９.５ｍ，高さ２.９ｍ以下に
制限されるが、これらの値は前述のビル内での運搬単位
の重量や寸法よりも大きいため、ビル内の運搬単位で必
要に応じて梱包し、これを複数個同時にトラックへ載せ
て運ぶことにより、運搬の簡略化を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に従って説
明する。

【００１７】図１は本発明のナトリウム硫黄電池モジュ
ールの構造の一例を示す構造模式図である。図におい
て、１はナトリウム硫黄電池、２は複数本のナトリウム
硫黄電池を収納する断熱容器で、断熱性能が優れている
理由により真空断熱容器が普通用いられる。なお、図示
されていないが、断熱容器２の内面には加熱用のヒータ
が取り付けられる。断熱容器２は側壁２１と底部２２か
らなる箱状の容器本体に側壁２４と天井２３からなる蓋
をかぶせた構造を持っており、図１の構造では電気配線
３は容器本体の側壁２１と蓋の側壁２４との間を通っ
て、外部へ伸びている。

【００１８】４は電気配線３と断熱容器２との電気絶縁
のための絶縁マット、５はナトリウム硫黄電池１と断熱
容器２との電気絶縁のための絶縁板である。また、６は
乾燥砂やセラミック粒子などの絶縁材であり、ナトリウ
ム硫黄電池の電気絶縁，モジュール内での位置固定，保
温，安全性確保などの役目を果たしている。さらに、
７，８は電池に設けた電極端子、９は電気端子間を接続
するブスバである。

【００１９】ここで、絶縁材６は各電池をほぼ均一に覆
っていることがモジュールの性能上重要である。運搬な
どの際の振動や傾きの影響で絶縁材が偏って分布する
と、電池間に温度差がついてモジュール内に循環電流が
流れ、モジュールの特性が損なわれたり、周囲に絶縁材
が少なくなった電池が破壊した際、活物質が直接隣接電
池に達して隣接電池を破壊し、モジュールの安全性が損
なわれたりするという問題が発生しやすいが、本発明で
は運搬時にモジュールはほぼ水平に保たれ、且つ、運搬
時の振動などを少なくできるため、このような問題は起
こらない。

【００２０】なお、絶縁材をすべて固化すれば輸送時の
絶縁材の移動の問題は発生しなくなるが、この場合に
は、輸送時に固化した絶縁材に電池の電極端子７，８が
衝突して、電極端子やブスバ９に損傷を生じやすいとい
う新たな問題が発生するため、少なくとも電池の電極端
子又はブスバが存在する電池上部の絶縁材６は流動性を
持つことが望ましい。

【００２１】また、図２は本発明のナトリウム硫黄電池
モジュールの運搬形態の構造例を示す構造模式図であ
る。図において、２は図１と同様の断熱容器で内部には
図１と同様にナトリウム硫黄電池及び乾燥砂などの絶縁
材が充填されている。さらに、３０は輸送のためにモジ
ュールの周囲に設けた金属材からなる架台である。この
例では図のように、ナトリウム硫黄電池モジュールは２
個を１単位としてビル内を運搬される。

【００２２】したがって、架台３０を含めた断熱容器２
の２個の重量を１０kg以上１トン以下、寸法を幅１.４
ｍ，長さ２.３ｍ，高さ２.１ｍ 以下としてビル内をエ
レベータ又は／及びリフタを用いて運搬すること、また
は、重量を１０kg以上２トン以下、寸法を幅２.５ｍ，
長さ３.０ｍ，高さ２.５ｍ 以下としてビル内を荷物用
エレベータ又は／及びチェーンブロックを用いて運搬す
ること、あるいは、重量を１０kg以上３トン以下、寸法
を幅２.５ｍ，長さ３.０ｍ，高さ２.２ｍ 以下としてビ
ル内を荷物用エレベータ又は／及び台車を用いて運搬す
ることが望ましい。このような運搬方法により、ナトリ
ウム硫黄電池モジュール内の絶縁材６の片寄りを起こす
こと無く、ビル内の運搬，地下や屋上への移動が可能で
ある。

【００２３】一方、図３は本発明の運搬方法で運ばれる
電池モジュールを構成するナトリウム硫黄電池の構造例
を示す構造模式図であり、１１は負極活物質のナトリウ
ム、１２はナトリウムイオン導電性の固体電解質袋管で
あり、普通β″アルミナ焼結体が用いられる。１３は負
極容器１４，正極容器１５と接合されたαアルミナなど
の絶縁性セラミックリングである。なお、この絶縁性セ
ラミックリングは固体電解質袋管の開口部付近にガラス
接合され、アルミニウムや鉄，ＳＵＳ、またはこれらの
表面にクロムやモリブデン，チタンなどを主体とする耐
食層が設けられた負極容器や正極容器と熱圧接接合され
るのが一般的である。また、１６は正極活物質であり、
硫黄や多硫化ナトリウムがカーボンマットなどに含浸さ
れて構成されている。さらに、１７は負極内に設けた、
底孔のあいたナトリウム容器である。

【００２４】このナトリウム容器にはナトリウムと共に
アルゴン，窒素などの不活性ガスが封入されており、こ
のガス圧によって固体電解質袋管１２とナトリウム容器
１７とのギャップにナトリウムが供給される。なお、
７，８は電池に設けた電極端子である。

【００２５】具体例として、１本当たりの容量約４８０
Ｗｈ，定格出力約６０Ｗ，高さ約４０cmの図３と同様な
構造のナトリウム硫黄電池２１６本を縦約１ｍ，横約1.
5ｍ，高さ約０.６ｍ の真空断熱容器へ入れ、図１と同
様に電池の電極端子間をブスバで接続し、電池間に乾燥
砂を充填して、容量約１００ｋＷｈ，重量約０.８トン
のナトリウム硫黄電池モジュールを得た。このモジュー
ルの周囲に図２と同様に金属性の架台（重量５０kg，寸
法縦１.２ｍ，横１.７ｍ，高さ０.８ｍ ）を設け、これ
を２台重ねて図示されていない荷物用エレベータ及び台
車でビル内を運搬した。なお、この場合、１台づつであ
れば、人用エレベータ及びリフタを用いても運搬可能で
ある。

【００２６】運搬後断熱容器の蓋を開けて確認した結
果、乾燥砂の位置ずれはほとんどなく、また、運転時の
モジュールの特性は良好であった。

【００２７】また、安全性確認のためにこのモジュール
を高さ１.８ｍ から落下させる試験を行ったが、電池破
損などの問題は発生せず、安全性が確認された。

【００２８】

【発明の効果】本発明の運搬方法によれば、安全に且つ
容易にナトリウム硫黄電池モジュールをビル内で運搬し
たり、地下や屋上へ移動できる。また、運搬時にモジュ
ールがほぼ水平に保たれるため、モジュール内の絶縁材
の片寄りや電極端子，ブスバなどの損傷を起こす恐れは
無く、モジュールの安全性や特性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のナトリウム硫黄電池モジュールの構造
例を示す構造模式図。

【図２】本発明のナトリウム硫黄電池モジュールの運搬
形態の構造例を示す構造模式図。

【図３】本発明のナトリウム硫黄電池の構造例を示す構
造模式図。

【符号の説明】

１…ナトリウム硫黄電池、２…断熱容器、６…絶縁材、
７，８…電極端子、９…ブスバ、３０…架台。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日下部 康次 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 間所 学 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 叶井 実 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 Ｆターム(参考） 5G003 BA02 FA01 5H029 AJ12 AK05 AL13 AM15 BJ02 CJ00 CJ01 CJ23 HJ01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本のナトリウム硫黄電池間に乾燥砂な
   どの絶縁材を充填して断熱容器内へ収納したモジュール
   を１個又は複数個の集合体単位で運搬する方法であっ
   て、前記運搬単位となるモジュールの１個又は複数個の
   集合体の重量を１０kg以上１トン以下とし、ビル内をエ
   レベータ又は／及びリフタを用いて運搬することを特徴
   とするナトリウム硫黄電池モジュールの運搬方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記運搬単位となるモ
   ジュールの１個又は複数個の集合体の寸法が幅１.４
   ｍ，長さ２.３ｍ，高さ２.１ｍ 以下であることを特徴
   とするナトリウム硫黄電池モジュールの運搬方法。
3. 【請求項３】複数本のナトリウム硫黄電池間に乾燥砂な
   どの絶縁材を充填して断熱容器内へ収納したモジュール
   を１個又は複数個の集合体単位で運搬する方法であっ
   て、前記運搬単位となるモジュールの１個又は複数個の
   集合体の重量を１０kg以上２トン以下とし、ビル内を荷
   物用エレベータ又は／及びチェーンブロックを用いて運
   搬することを特徴とするナトリウム硫黄電池モジュール
   の運搬方法。
4. 【請求項４】請求項３において、前記運搬単位となるモ
   ジュールの１個又は複数個の集合体の寸法が幅２.５
   ｍ，長さ３.０ｍ，高さ２.５ｍ 以下であることを特徴
   とするナトリウム硫黄電池モジュールの運搬方法。
5. 【請求項５】複数本のナトリウム硫黄電池間に乾燥砂な
   どの絶縁材を充填して断熱容器内へ収納したモジュール
   を１個又は複数個の集合体単位で運搬する方法であっ
   て、前記運搬単位となるモジュールの１個又は複数個の
   集合体の重量を１０kg以上３トン以下とし、ビル内を荷
   物用エレベータ又は／及び台車を用いて運搬することを
   特徴とするナトリウム硫黄電池モジュールの運搬方法。
6. 【請求項６】請求項５において、前記運搬単位となるモ
   ジュールの１個又は複数個の集合体の寸法が幅２.５
   ｍ，長さ３.０ｍ，高さ２.２ｍ 以下であることを特徴
   とするナトリウム硫黄電池モジュールの運搬方法。