JP2016103442A - Emergency power source system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属空気電池によって電気機器に電力を供給することができる非常用電源システムに関する。 The present invention relates to an emergency power supply system capable of supplying electric power to a metal-air battery.
電気機器にあっては、停電等の際にも稼働を継続することが要求される場合があり、かかる要求に対応すべく、電気機器に対し、非常用電源を搭載したり外付けしたりすることが行われている(例えば、特許文献1参照)。この非常用電池としては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池、鉛蓄電池等の蓄電池がよく用いられている。 In the case of electrical equipment, it may be required to continue operation even in the event of a power failure, etc. In order to respond to such demand, an emergency power supply is installed or externally attached to the electrical equipment. (For example, refer to Patent Document 1). As this emergency battery, a storage battery such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, or a lead storage battery is often used.
しかしながら、上述した蓄電池にあっては、停電が発生せずに未使用の場合でも、経年劣化等の理由により、数年で十分な電力供給ができなくなって交換する必要があった。また、災害等の非常時に長時間運転するためには、電気量を大きくする必要があり、設備投資の負担が大きくなる、という問題もあった。 However, in the case of the above-described storage battery, even when it is not used without a power failure, it has been necessary to replace the battery because sufficient power supply cannot be achieved in several years due to deterioration over time. In addition, in order to operate for a long time in an emergency such as a disaster, it is necessary to increase the amount of electricity, and there is a problem that the burden of capital investment increases.
また、非常用電池として、特許文献2及び3に開示される金属空気電池が利用されている。特許文献2の金属空気電池は、電極、溶液、電解質、配線、空気拡散紙をケース又は袋に封入してなる。この金属空気電池では、使用時に電極、溶液、電解質を瞬時に反応させ、配線コードを繋ぐことで電池として機能させるようにしている。特許文献3の金属空気電池は、袋状のセパレータ内に負極が設けられ、待機状態ではセパレータ内に電解液が注入されない状態としている。
Moreover, the metal air battery disclosed by
上記の金属空気電池は、イオン伝導媒体として働く液体(溶液、電解液)を注入すると、電池容量がなくなるまで電流が流れつづけるため、停電時に1回しか使用できなくなる。そのため、瞬間的に停電或いは電圧低下(以下、「瞬停」とする)した際や、短時間の停電時に金属空気電池を使用すると、金属空気電池の交換頻度が高くなる、という問題があった。 When the above-described metal-air battery is injected with a liquid (solution, electrolyte) that acts as an ion conduction medium, current continues to flow until the battery capacity is exhausted. Therefore, there is a problem that the frequency of replacement of the metal-air battery becomes high when the metal-air battery is used in the event of a momentary power failure or voltage drop (hereinafter referred to as “instantaneous power failure”) or during a short-time power failure. .
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、未使用状態で長期に亘り電力供給可能な状態にすることができる非常用電源システムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the emergency power supply system which can be made into the state which can supply electric power for a long term in an unused state.
また、本発明は、未使用状態で長期に亘り電力供給可能な状態にすることができ、また、瞬停状態へも対応することができる非常用電源システムを提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide an emergency power supply system that can be in a state in which power can be supplied for a long time in an unused state, and can cope with an instantaneous power failure state.
本発明の非常用電源システムは、所定の電気機器に電力供給可能な金属空気電池と、当該金属空気電池に電解液を供給する供給手段とを有することを特徴とする。電解液の供給手段としては、電解液を貯蔵する貯蔵槽と、金属空気電池と貯蔵槽を連通する配管とがある。 The emergency power supply system of the present invention includes a metal-air battery capable of supplying power to a predetermined electric device, and supply means for supplying an electrolytic solution to the metal-air battery. As an electrolytic solution supply means, there are a storage tank that stores the electrolytic solution, and a pipe that communicates the metal-air battery and the storage tank.
この構成によれば、金属空気電池を利用しているので、未使用つまり電解液を供給しない状態であれば、上述した蓄電池に比べ、十分な電力を供給可能な状態に長期間維持することができる。しかも、電力供給時には、上述した蓄電池に比べ、エネルギー密度を高めることができ、電力供給時間を長くしたり、電気量を増大したりすることができ、設備上の負担軽減を図ることができる。 According to this configuration, since the metal-air battery is used, it can be maintained for a long time in a state in which sufficient power can be supplied as compared with the above-described storage battery as long as it is unused, that is, in a state in which no electrolyte is supplied. it can. In addition, when supplying power, the energy density can be increased compared to the above-described storage battery, the power supply time can be lengthened, the amount of electricity can be increased, and the burden on the facility can be reduced.
更に、本発明の非常用電源システムは、所定の電気機器に電力供給可能な金属空気電池と、当該金属空気電池に電解液を供給する供給手段と、前記電気機器に電力供給可能な蓄電部とを有すること特徴とする。蓄電部は、一次電池または二次電池、コンデンサ等から構成される。 Furthermore, the emergency power system of the present invention includes a metal-air battery capable of supplying power to a predetermined electrical device, supply means for supplying an electrolyte to the metal-air battery, and a power storage unit capable of supplying power to the electrical device. It is characterized by having. The power storage unit includes a primary battery or a secondary battery, a capacitor, and the like.
この構成によれば、金属空気電池と蓄電部とを組み合わせて利用するので、瞬停や短時間の停電時に、金属空気電池に電解液を供給せずに蓄電部から電気機器に電力供給することができる。従って、瞬停時等では金属空気電池が発電せず、金属空気電池の使用機会を少なくすることができる。これにより、金属空気電池の交換頻度を抑制することができ、しかも、金属空気電池は保持劣化を回避できるので、メンテナンスコストを抑えることができる。 According to this configuration, since the metal-air battery and the power storage unit are used in combination, power can be supplied from the power storage unit to the electrical device without supplying the electrolyte to the metal-air battery in the event of a momentary power failure or short-time power failure. Can do. Therefore, the metal-air battery does not generate power during a momentary power failure or the like, and the opportunity for using the metal-air battery can be reduced. Thereby, the replacement frequency of the metal-air battery can be suppressed, and the maintenance cost can be suppressed because the metal-air battery can avoid the holding deterioration.
本発明によれば、金属空気電池を未使用状態で長期に亘り電力供給可能な状態にすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a metal air battery can be made into the state which can supply electric power for a long term in an unused state.
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。ここで、「停電」とは、電気機器への電力供給が完全に停止する場合の他、電気機器へ供給される電力の電圧値が極めて低い状態を含む。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can deform | transform suitably and implement in the range which does not change the summary. Here, “power failure” includes a state where the voltage value of the power supplied to the electrical device is extremely low, as well as the case where the power supply to the electrical device is completely stopped.
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る非常用電源システムを示す概略構成図である。図1に示すように、第1の実施の形態に係る非常用電源システム10は、台風や落雷などの自然災害や、突発的な事故による停電時において、電気機器1に対し通電して電力を供給可能に設けられている。非常用電源システム10は、電気機器1とは別体とされて電気機器1の外部に配設される、いわゆる外付けタイプとされる。電気機器1としては、空調設備や自動販売機、サーバ設備の他、これらを含むデータセンターや照明機器、信号機等を例示することができ、不図示の商用電源等によって稼働するものである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an emergency power supply system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the emergency
非常用電源システム10は、金属空気電池12と、電解液を供給する供給手段30とを備えている。金属空気電池12は、所定の容器内に設けられた正極及び負極を含み、常時は、電解液が注入されていない待機状態とされる。金属空気電池12では、電解液が供給されることで、マグネシウムや亜鉛等の金属からなる負極から電子が放出される。正極では、負極から流れる電子が大気中の酸素によって受け取られる。これにより、金属空気電池12は、電解液の供給によって、待機状態から発電状態に切り換わる。
The emergency
発電状態において、金属空気電池12では、正極において大気中の酸素を利用するので、正極の反応に電解液が不要となって正極での反応物質の重量を理論上ゼロにできる。これにより、鉛蓄電池等の二次電池に比べ、電解液の重量を実質半分にすることができ、エネルギー密度を向上させることができる。また、待機状態では、電解液と電極とは非接触となるので、一次電池や二次電池のような劣化や自己放電をなくすことができる。
In the power generation state, since the metal-
ここで、金属空気電池12に注入される電解液は、負極での化学反応を起こす物質であればよく、水や水を含む溶液等からなる。水を含む溶液としては、塩水、水道水、雨水、河川水、池の水、泥水、汚水、市水、井戸水、工業用水、海水、清涼飲料水、果汁、純水、尿等を例示することができる。従って、非常時等で、物資が乏しい場合でも、金属空気電池12から容易に電力供給させることができる。
Here, the electrolytic solution injected into the metal-
金属空気電池12は、非常用配線16を介して電気機器1の電源2に接続されている。金属空気電池12は、上述した発電状態とすることで、非常用配線16を通じて電気機器1に電力を供給可能となっている。
The metal-
供給手段30は、電解液を貯蔵する貯蔵槽32と、貯蔵槽32と金属空気電池12とを連通する配管34と、配管34に設けられた開閉弁36とを含んで構成される。
The supply means 30 includes a
開閉弁36は、貯蔵槽32から配管34を通じて金属空気電池12に供給される電解液を閉弁状態で遮断し、開弁状態で電解液の供給を許容するものである。開閉弁36は、電磁弁またはアクチュエータを含む構成とされ、配線38を介して電気機器1の電源2と電気的に接続されて電気駆動可能に設けられる。開閉弁36は、常時は配線38を介して電源2と通電された状態とされ、この通電によって閉弁状態を維持する。一方、開閉弁36は、電源2との通電が切断されると、閉弁状態から開弁状態に切り換わる。
The on-off
ここで、貯蔵槽32は、金属空気電池12より上方に配設されることが好ましい。これにより、開閉弁36の開弁状態で、電解液が自重で金属空気電池12に流れ込むようになる。その結果、ポンプ等の動力を利用することなく電解液を貯蔵槽32から金属空気電池12に供給でき、ひいては、非常用電源システム10の構成の簡略化、コストダウンを図ることができる。なお、本発明の供給手段30において、ポンプ等の動力を利用して電解液を供給することを妨げるものでない。
Here, the
以上の構成において、通常時には、電気機器1の電源2に対し、不図示の商用電源等から電力が供給され、電源2から配線38を介して開閉弁36に通電される。従って、通常時は、開閉弁36が閉弁状態となり、貯蔵槽32から金属空気電池12へ電解液は供給されない。
In the above configuration, power is supplied from a commercial power source (not shown) or the like to the
この一方、停電時には、電源2から開閉弁36への通電が切断されて開閉弁36が開弁状態となる。これにより、貯蔵槽32内の電解液が配管34を通じて金属空気電池12に供給され、金属空気電池12が発電状態になる。この発電によって、金属空気電池12から非常用配線16を通じて電源2に電力が供給され、電気機器1の稼働を継続させることができる。
On the other hand, at the time of a power failure, the energization from the
このように、第1の実施の形態によれば、以下に述べる作用効果を奏する。通常時には、金属空気電池12に電解液が未供給の待機状態となり、金属空気電池12が劣化することを回避することができる。これにより、蓄電池に比べ、電力を供給可能な状態を長期に亘って維持することができる。また、金属空気電池12によって電力供給するので、蓄電池に比べてエネルギー密度を高めることができ、軽量化、コンパクト化を図りつつ、電気容量を増大させることができる。
As described above, according to the first embodiment, the following effects can be obtained. Normally, it is possible to avoid deterioration of the metal-
しかも、第1の実施の形態では、非常用電源システム10の供給手段30が貯蔵槽32を有し、開閉弁36を介して電解液を供給するので、停電時に金属空気電池12を自動的に発電状態にすることができる。従って、停電後に、電気機器1に速やかに電力供給でき、電気機器1の稼働停止時間を短縮することができる。
In addition, in the first embodiment, the supply means 30 of the emergency
次に、本発明の前記以外の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、説明する実施の形態より前に記載された実施の形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いる場合があり、説明を省略若しくは簡略にする場合がある。 Next, other embodiments of the present invention will be described. In the following description, the same reference numerals may be used for the same or equivalent components as those described in the embodiment described before, and the description may be omitted or simplified.
[第2の実施の形態]
図2は、第2の実施の形態に係る非常用電源システムを示す概略構成図である。図2に示すように、第2の実施の形態に係る非常用電源システム10は、電気機器1の内部に搭載されて電気機器1に含まれる構成となる、いわゆる内蔵タイプとされる。第2の実施の形態に係る非常用電源システム10は、第1実施の形態と同様の供給手段30を採用して構成されている。従って、第2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。しかも、第2の実施の形態では、電気機器1に非常用電源システム10が搭載されるので、設置作業の簡略化等の利便性を得ることができる。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an emergency power supply system according to the second embodiment. As shown in FIG. 2, the emergency
なお、第1及び第2の実施の形態においては、開閉弁36を手動で開閉するタイプのものに変更してもよい。この場合、停電しているか否かを人によって確認し、その人の判断において開閉弁36を手動操作して開弁し、貯蔵槽32の電解液が金属空気電池12に供給される。これにより、停電によって電気機器1の稼働が停止しても支障がない場合は、金属空気電池12の発電を行わなくてよくなり、金属空気電池12が無駄に消費されることを回避することができる。
In the first and second embodiments, the on-off
[第3の実施の形態]
図3は、第3の実施の形態に係る非常用電源システムを示す概略構成図である。非常用電源システム10は、電気機器1とは別体とされて電気機器1の外部に配設される、いわゆる外付けタイプとされる。非常用電源システム10は、金属空気電池12と、供給手段の一部としての配管14とを備えている。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an emergency power supply system according to the third embodiment. The emergency
金属空気電池12は、非常用配線16を介して電気機器1の電源2に接続されている。金属空気電池12は、上述した発電状態とすることで、非常用配線16を通じて電気機器1に電力を供給可能となっている。
The metal-
配管14は、一方の端部が金属空気電池12に接続されている。また、配管14の他方の端部は、電解液が貯蔵された貯蔵槽20に接続可能に設けられている。貯蔵槽20は、非常用電源システム10とは別の構成とされ、停電時に、非常用電源システム10を構成する筐体等の外部で配管14に接続される。
One end of the
以上の構成において、通常時には、電気機器1に対し、不図示の商用電源等から電力が供給される。この一方、商用電源等の停電後には、非常用電源システム10の外部において、作業者等によって貯蔵槽20を配管14に接続する。これにより、貯蔵槽20内の電解液が配管14を通じて金属空気電池12に供給され、金属空気電池12が発電状態になる。この発電によって、金属空気電池12から非常用配線16を通じて電気機器1に電力が供給され、電気機器1の稼働を継続させることができる。
In the above configuration, electric power is normally supplied to the electrical device 1 from a commercial power source (not shown) or the like. On the other hand, after a power failure such as a commercial power source, the
[第4の実施の形態]
図4は、第4の実施の形態に係る非常用電源システムを示す概略構成図である。図4に示すように、第4の実施の形態に係る非常用電源システム10は、電気機器1の内部に搭載されて電気機器1に含まれる構成となる、いわゆる内蔵タイプとされる。非常用電源システム10は、金属空気電池12と、供給手段の一部としての配管14とを備えている。金属空気電池12は、電気機器1の内部において非常用配線16を介し、電気機器1の電源2に接続されている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an emergency power supply system according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 4, the emergency
配管14は、一方の端部が金属空気電池12に接続され、他方の端部が、非常用電源システム10及び電気機器1の外部の貯蔵槽20に接続可能に設けられている。
One end of the
第4の実施の形態において、停電時には、第3の実施の形態と同様にして、金属空気電池12から電気機器1の電源2に電力が供給される。従って、第4の実施の形態によっても、第3の実施の形態と同様の作用効果を奏する。しかも、第4の実施の形態では、電気機器1に非常用電源システム10が搭載されるので、設置作業の簡略化等の利便性を得ることができる。
In the fourth embodiment, when a power failure occurs, power is supplied from the metal-
[第5の実施の形態]
図5は、第5の実施の形態に係る非常用電源システムを示す概略構成図である。図5に示すように、第5の実施の形態に係る非常用電源システム10は、台風や落雷などの自然災害や、突発的な事故による停電時において、電気機器1に対し通電して電力を供給可能に設けられている。非常用電源システム10は、電気機器1とは別体とされて電気機器1の外部に配設される、いわゆる外付けタイプとされる。電気機器1としては、空調設備や自動販売機、サーバ設備の他、これらを含むデータセンターや照明機器、信号機等を例示することができ、不図示の商用電源等によって稼働するものである。
[Fifth Embodiment]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an emergency power supply system according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 5, the emergency
非常用電源システム10は、金属空気電池12と、供給手段30と、蓄電部50と、制御手段60とを備えている。金属空気電池12は、所定の容器内に設けられた正極及び負極を含み、常時は、電解液が注入されていない待機状態とされる。金属空気電池12では、電解液が供給されることで、マグネシウムや亜鉛等の金属からなる負極から電子が放出される。正極では、負極から流れる電子が大気中の酸素によって受け取られる。これにより、金属空気電池12は、電解液の供給によって、待機状態から発電状態に切り換わる。
The emergency
発電状態において、金属空気電池12では、正極において大気中の酸素を利用するので、正極の反応に電解液が不要となって正極での反応物質の重量を理論上ゼロにできる。これにより、鉛蓄電池等の二次電池に比べ、電解液の重量を実質半分にすることができ、エネルギー密度を向上させることができる。また、待機状態では、電解液と電極とは非接触となるので、一次電池や二次電池のような劣化や自己放電をなくすことができる。
In the power generation state, since the metal-
ここで、金属空気電池12に注入される電解液は、負極での化学反応を起こす物質であればよく、水や水を含む溶液等からなる。水を含む溶液としては、塩水、水道水、雨水、河川水、池の水、泥水、汚水、市水、井戸水、工業用水、海水、清涼飲料水、果汁、純水、尿等を例示することができる。従って、非常時等で、物資が乏しい場合でも、金属空気電池12から容易に電力供給させることができる。
Here, the electrolytic solution injected into the metal-
供給手段30は、電解液を貯蔵する貯蔵槽32と、貯蔵槽32と金属空気電池12とを連通する配管34と、配管34に設けられた開閉弁36とを含んで構成される。
The supply means 30 includes a
開閉弁36は、貯蔵槽32から配管34を通じて金属空気電池12に供給される電解液を閉弁状態で遮断し、開弁状態で電解液の供給を許容するものである。開閉弁36は、電磁弁またはアクチュエータを含む構成とされ、配線42を介して制御手段60と電気的に接続されて電気駆動可能に設けられる。開閉弁36は、制御手段60によって開閉の切り換えが制御され、常時は閉弁状態を維持する一方、後述する条件下において、閉弁状態から開弁状態に切り換わるよう制御される。
The on-off
ここで、貯蔵槽32は、金属空気電池12より上方に配設されることが好ましい。これにより、開閉弁36の開弁状態で、電解液が自重で金属空気電池12に流れ込むようになる。その結果、ポンプ等の動力を利用することなく電解液を貯蔵槽32から金属空気電池12に供給でき、ひいては、非常用電源システム10の構成の簡略化、コストダウンを図ることができる。なお、本発明の供給手段30において、ポンプ等の動力を利用して電解液を供給することを妨げるものでない。
Here, the
蓄電部50は、本実施の形態では、リチウムイオン電池、鉛電池、ニッケル水素電池、キャパシタ等の再充電可能な二次電池、コンデンサ等が用いられる。蓄電部50は、配線52を介して制御手段60と電気的に接続され、停電時に、制御手段60に電力供給可能となっている。また、蓄電部50は、配線54を介して電気機器1の電源2と電気的に接続されている。この接続によって、通常時は、電源2から蓄電部50に電力が供給され、蓄電部50が充電され、停電時には、蓄電部50から電源2に対し、電気機器1を稼働するための電力を供給可能に設けられている。
In the present embodiment, a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery, a lead battery, a nickel metal hydride battery, or a capacitor, a capacitor, or the like is used for
ここで、蓄電部50と電気機器1の電源2とを接続する配線54には、非常用配線56が接続され、この非常用配線56は、金属空気電池12に接続されている。非常用配線56を通じ、上述した発電状態の金属空気電池12から電源2及び蓄電部50に電力を供給可能となっている。
Here, an
制御手段60は、配線58を介して電気機器1の電源2と電気的に接続されている。
The control means 60 is electrically connected to the
次いで、制御手段60の機能について説明する。図6は、制御手段の機能ブロック図である。図6に示すように、制御手段60は、電力輸送部61、電圧測定部62、停電検出部63、タイマー部64及び判定部65を有する。電圧測定部62の他に、電流測定部を用いる場合もある。また、電圧と電流を測定し、測定値から算出した電力値を用いて制御する場合もある。電力輸送部61は、配線58,52を通じて供給される電源2及び蓄電部50からの電力を開閉弁36に輸送する機能を備えた回路からなる。電圧測定部62は、配線52を介して蓄電部50から供給される電力の電圧値を測定する機能を備えた測定器からなる。停電検出部63は、電源2から供給される電力を検出し、不図示の商用電源において停電が発生しているか否かを検出する。タイマー部64は、所定のタイミングにおける時間を測定する。判定部65は、電圧測定部62、タイマー部64の測定結果を所定の閾値と比較し、その比較結果に基づいて電力輸送部61における電力輸送の切換制御を行う機能を有する。
Next, the function of the control means 60 will be described. FIG. 6 is a functional block diagram of the control means. As shown in FIG. 6, the control means 60 includes a
以上の構成において、通常時には、電気機器1に対し、不図示の商用電源等から電力が供給される。この一方、商用電源等の停電時には、非常用電源システム10から電力が供給される。非常用電源システム10からの電力供給は、以下に述べる流れによって行われる。図7は、非常用電源システム10からの電力供給の流れの一例を示すフローチャートである。
In the above configuration, electric power is normally supplied to the electrical device 1 from a commercial power source (not shown) or the like. On the other hand, power is supplied from the emergency
図7に示すように、電力機器1での停電が発生すると、蓄電部50から電源2及び制御手段60への電力供給が開始される(ステップ(以下、「ST」という)101)。また、停電の発生によって、電源2から制御手段60への電力供給が停止され、その電力を停電検出部63で検出することで、停電の発生が検出される(ST102)。停電検出部63で停電の発生が検出されたタイミングにおいて、タイマー部64による時間測定が開始される(ST103)。更に、電圧測定部62においては、蓄電部50から供給される電力の電圧値Vの測定が開始される(ST104)。
As shown in FIG. 7, when a power failure occurs in power device 1, power supply from
ST104において測定された電圧値Vは、判定部65において、閾値となる電圧値Vaと比較される(ST105)。この閾値となる電圧値Vaは、蓄電部50の電気容量に対応して設定されるものであり、電気容量が所定割合より小さくなって電気機器1を動作させるには不十分となる境界値若しくはこれに近似する値とされる。ST105の比較において、測定された電圧値Vが閾値となる電圧値Va未満である場合(ST105:YES)、判定部65において、タイマー部64による測定時間Tが閾値となる時間Taと比較される(ST106)。閾値となる時間Taは、電圧値Vの低下が継続されて停電が復旧する可能性が低い状態となる期間とされる。従って、ST106の比較において、測定された時間Tが閾値となる時間Ta未満である場合(ST105:NO)、ST105の電圧値V,Vaの比較が繰り返される。
The voltage value V measured in ST104 is compared with the voltage value Va serving as a threshold in the determination unit 65 (ST105). The threshold voltage value Va is set in correspondence with the electric capacity of the
ST106の比較において、測定された時間Tが閾値となる時間Ta以上となる場合(ST106:YES)、判定部65によって開閉弁36が制御されて閉弁状態から開弁状態とされる(ST107)。これにより、貯蔵槽32内の電解液が配管34を通じて金属空気電池12に供給され(ST108)、金属空気電池12が発電状態になる。この発電によって、金属空気電池12から非常用配線56を通じて電源2及び蓄電部50の両方に電力が供給され、電気機器1の稼働を継続させることができる。
In the comparison of ST106, when the measured time T is equal to or greater than the threshold time Ta (ST106: YES), the open /
なお、金属空気電池12からの電力の供給先は、電源2及び蓄電部50の何れか一方としてもよい。金属空気電池12から蓄電部50だけに電力供給される場合には、充電された蓄電部50から電源2に対し、電力が供給される。
The power supply destination from the metal-
このように、第5の実施の形態では、金属空気電池12に電解液を供給して発電状態にする前に、蓄電部50から電気機器1に電力供給することができる。そして、蓄電部50からの電力供給を開始した後、蓄電部50の電圧値が上記電圧値Va以上となれば、開閉弁36の閉弁状態を維持し、金属空気電池12に電解液を供給しないようにして電気機器1を商用電源にて通常に稼働させることができる。これにより、商用電源での瞬停や短時間の停電では、金属空気電池12を未使用とすることができ、金属空気電池12の交換頻度を少なくすることができ、メンテナンスコストを抑えることができる。
As described above, in the fifth embodiment, it is possible to supply electric power from the
また、第5の実施の形態によれば、以下に述べる作用効果を奏する。通常時には、金属空気電池12に電解液が未供給の待機状態となり、金属空気電池12が劣化することを回避することができる。これにより、金属空気電池12にあっては、電力を供給可能な状態を長期に亘って維持することができる。また、蓄電部50の電気容量が減少した場合、金属空気電池12によって電力供給可能としたので、エネルギー密度を高めることができ、軽量化、コンパクト化を図りつつ、電気容量を増大させることができる。
Moreover, according to 5th Embodiment, there exists an effect described below. Normally, it is possible to avoid deterioration of the metal-
しかも、第5の実施の形態では、非常用電源システム10の供給手段30が貯蔵槽32を有し、開閉弁36を介して電解液を供給するので、停電時に金属空気電池12を自動的に発電状態にすることができる。
Moreover, in the fifth embodiment, the supply means 30 of the emergency
[第6の実施の形態]
図8は、第6の実施の形態に係る非常用電源システムを示す概略構成図である。図8に示すように、第6の実施の形態に係る非常用電源システム10は、電気機器1の内部に搭載されて電気機器1に含まれる構成となる、いわゆる内蔵タイプとされる。第6の実施の形態に係る非常用電源システム10は、第5の実施の形態に係る非常用電源システム10と設置位置が異なる点以外は、同様の構成とされる。従って、第6の実施の形態においても、第5の実施の形態と同様の作用効果を奏することができ、且つ、電気機器1に非常用電源システム10が搭載されるので、設置作業の簡略化等の利便性を得ることができる。
[Sixth Embodiment]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an emergency power supply system according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 8, the emergency
なお、第5及び第6の実施の形態においては、開閉弁36を手動で開閉するタイプのものに変更してもよい。この場合、停電しているか否かを人によって確認し、その人の判断において開閉弁36を手動操作して開弁し、貯蔵槽32の電解液が金属空気電池12に供給される。これにより、停電によって電気機器1の稼働が停止しても支障がない場合は、金属空気電池12の発電を行わなくてよくなり、金属空気電池12が無駄に消費されることを回避することができる。
In the fifth and sixth embodiments, the on-off
本発明は上記実施の形態に限定されず種々変更して実施することが可能である。また、上記実施の形態で説明した数値、寸法、材質、方向については特に制限はない。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications. Moreover, there is no restriction | limiting in particular about the numerical value, dimension, material, and direction which were demonstrated by the said embodiment. Other modifications may be made as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.
例えば、非常用電源システム10からの電力供給は、図9に示す流れによって行ってもよい。図9は、非常用電源システムからの電力供給の流れの他の一例を示すフローチャートである。
For example, the power supply from the emergency
図9のフローチャートでは、図7のフローチャートで説明した流れと同様に、ST101〜103を行う。ST103の後、判定部65において、停電が発生してからタイマー部64による測定時間Tが閾値となる時間Tbと比較される(ST201)。閾値となる時間Tbは、停電が発生してから電気機器1が非稼働状態として許容し得る最長期間とされる。従って、ST201の比較において、測定された時間Tが閾値となる時間Tb未満である場合(ST201:NO)、開閉弁36は閉弁状態が維持され、蓄電部50から電源2及び制御手段60への電力供給が継続された状態となる。
In the flowchart of FIG. 9, ST101 to ST103 are performed in the same manner as the flow described in the flowchart of FIG. After ST103, the
ST201の比較において、測定された時間Tが閾値となる時間Tb以上となる場合(ST201:YES)、ST107,108が行われ、金属空気電池12からの電力供給によって、電気機器1の稼働が継続される。このような電力供給の流れによれば、停電発生から一定時間となる時間Tbが経過した後に開閉弁36が開弁されるので、その時間Tbの経過前に、手作業等によって電気機器1の電源2を復旧させる時間を稼ぐことができる。従って、この流れによっても、瞬停や短時間の停電では金属空気電池12を未使用とすることができ、金属空気電池12の交換頻度を少なくすることができる。
In the comparison of ST201, when the measured time T is equal to or greater than the threshold time Tb (ST201: YES), ST107 and 108 are performed, and the operation of the electric device 1 is continued by supplying power from the metal-
また、第5及び第6の実施の形態において、蓄電部50は、再充電可能な二次電池の他、乾電池などの一次電池としてもよい。蓄電部50を一次電池とした場合、電源2や金属空気電池12からの電力供給は行われず、蓄電部50の電気容量や出力電圧が所定値未満となった場合には交換となる。
In the fifth and sixth embodiments, the
また、第5の実施の形態において、蓄電部50や制御手段60が電気機器1に内蔵される構成に変更してもよい。
Further, in the fifth embodiment, the
また、金属空気電池12は、1体に限られるものでなく複数設けてもよい。複数の金属空気電池12は、出力電圧や電気容量に応じ、並列接続だけとしたり、直列接続だけとしたり、並列接続及び直列接続を両方とも採用したりしてもよい。
Further, the metal-
また、金属空気電池12を複数設け、少なくとも1つの金属空気電池12に電解液を供給してから所定時間経過後、所定条件下で別の金属空気電池12に電解液の供給を開始するようにしてもよい。上記所定条件としては、電力供給中の金属空気電池12の電圧や電流、発電時間等を測定し、この測定結果を所定の閾値と比較して金属空気電池12の容量が所定値より少なくなる条件を例示することができる。これにより、金属空気電池12から供給される電力を所定範囲内で長期間維持することができる。
Also, a plurality of metal-
また、供給手段30は、金属空気電池12に電解液を供給できる限りにおいて、種々の変更が可能である。
Further, the supply means 30 can be variously modified as long as the electrolytic solution can be supplied to the metal-
本発明は、未使用状態で長期に亘り電力供給可能な状態を維持しつつ、電池容量を増大させることができ、例えば、工業用、業務用に用いられる電気機器に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can increase the battery capacity while maintaining a state in which power can be supplied for a long time in an unused state, and can be used for, for example, electrical equipment used for industrial and business purposes.
1 電気機器
2 電源
10 非常用電源システム
12 金属空気電池
14 配管
20 貯蔵槽
30 供給手段
32 貯蔵槽
34 配管
36 開閉弁
50 蓄電部
60 制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (13)
前記制御手段は、前記蓄電部の電圧が、一定時間以上、所定の電圧値未満となった後に前記開閉弁を開弁させることで、前記金属空気電池に電解液が供給されることを特徴とする請求項7に記載の非常用電源システム。 The power storage unit supplies power to the electrical device after a power failure,
The control means is characterized in that the electrolytic solution is supplied to the metal-air battery by opening the on-off valve after the voltage of the power storage unit becomes less than a predetermined voltage value for a certain time or more. The emergency power supply system according to claim 7.
前記制御手段は、停電発生から一定時間が経過した後に前記開閉弁を開弁させることで、前記金属空気電池に前記電解液が供給されることを特徴とする請求項7に記載の非常用電源システム。 The power storage unit supplies power to the electrical device after a power failure,
The emergency power supply according to claim 7, wherein the control means opens the on-off valve after a certain time has elapsed since the occurrence of a power failure, whereby the electrolyte is supplied to the metal-air battery. system.
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