JP2016170965A - 空気電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】空気電池の放電／放電停止を容易に切り替え可能で、且つ、液絡の防止に有利な空気電池システムを提供する。【解決手段】空気極１３と金属極１５と金属極１５よりも下方に設けられた底空間部１０Ｓとを備える空気電池１０と、空気電池１０の電解液Ｗを貯留するタンク３と、空気電池１０の底空間部１０Ｓとタンク３とをつなぐ配管５とを備え、タンク３が底空間部１０Ｓよりも上方にある場合に空気電池１０が放電開始し、タンク３が底空間部１０Ｓよりも下方にある場合に空気電池１０が放電停止するようにタンク３と空気電池１０との少なくともいずれかを上下動可能に構成した。【選択図】図３

Description

本発明は、空気電池の放電／放電停止を切り替えるための空気電池システムに関する。

空気電池には、金属極と空気極と充電用補助極と電解液とを有し、充電開始時と放電開始時に電解液の比重が所定範囲であるよう電解液をサイフォン式給排液機構で入れ替え調整し、充放電を行うものが提案されている（例えば、特許文献１）。この入れ替え調整は、充放電ごとにサイフォン式給排液機構を用いて電解液を容器に引き出し、電解液の比重を調整後に電池内に供給することが記載されている。

特公昭５７−４３９８２号公報

ところで、上記空気電池は二次電池であり、従来の一次電池に構成された空気電池は、電解液を注入して反応が始まると反応を止めることができなかった。このため、電池容量全ては必要ないが、少しの電力が必要となった場合でも、電解液を注入して放電反応が始まると、放電反応を止めることができず、必要過多の電力が無駄になってしまう。
この場合、再び電力を取り出そうとしても、電力を使い切った後で取り出せないという事態が生じ、再び使いたいときは、新しい電池を用意しなければならなかった。

一方、従来の二次電池のサイフォン式給排液機構を用いて、空気電池から電解液を抜くことができれば放電反応を停止できる可能性がある。
しかし、従来のサイフォン式給排液機構を用いた空気電池は、複数の電池を構成する複数の直立管と、これらの上端を連結して一括に給排液する連結管と、連結管に接続された給液槽とで構成されるため、隣接する電池同士の電解液による短絡、つまり、液絡が生じるおそれがある。そもそも従来の構成は、充放電ごとに電解液の比重を調整するものであるため、放電反応が停止するまで電解液を抜くことを意図していない。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、空気電池の放電／放電停止を容易に切り替え可能で、且つ、液絡の防止に有利な空気電池システムを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、空気極と金属極と前記金属極よりも下方に設けられた底空間部とを備える空気電池と、前記空気電池の電解液を貯留するタンクと、前記空気電池の前記底空間部と前記タンクとをつなぐ配管とを備え、前記タンクが前記底空間部よりも上方にある場合に前記空気電池が放電開始し、前記タンクが前記底空間部よりも下方にある場合に前記空気電池が放電停止するように前記タンクと前記空気電池との少なくともいずれかを上下動可能に構成したことを特徴とする。

上記構成において、前記タンクは、複数の前記空気電池の電解液を貯留するタンクであり、前記タンク内を、前記空気電池ごとの電解液を貯留する複数の室に仕切る仕切り部を備え、前記複数の室が、独立した前記配管を介して前記空気電池にそれぞれ接続されるようにしても良い。
また、上記構成において、前記タンクは、複数の前記空気電池の電解液を貯留するタンクであり、前記複数の空気電池内の電解液の水位を揃えるように前記空気電池同士をつなぐ連通管を備え、前記連通管は、隣り合う前記空気電池の異なる高さに電解液の流出部と流入部を備えると共に、上方凸に屈曲する屈曲部を備え、前記連通管の流出部が前記空気極の上端部より上方に形成されるようにしても良い。

また、上記構成において、前記金属極は、ＡＳＴＭ規格で規定されるＡＭＸ材で形成されるようにしても良い。

また、上記構成において、前記空気電池から前記配管を経由して前記タンクに至る経路に、前記空気電池の放電反応により生成される反応生成物の前記空気電池から前記タンクへの移動を遮断するフィルタを設けるようにしても良い。

本発明によれば、空気極と金属極と前記金属極よりも下方に設けられた底空間部とを備える空気電池と、前記空気電池の電解液を貯留するタンクと、前記空気電池の前記底空間部と前記タンクとをつなぐ配管とを備え、前記タンクが前記底空間部よりも上方にある場合に前記空気電池が放電開始し、前記タンクが前記底空間部よりも下方にある場合に前記空気電池が放電停止するように前記タンクと前記空気電池との少なくともいずれかを上下動可能に構成したので、空気電池の放電／放電停止を容易に切り替え可能で、且つ、液絡の防止に有利な空気電池システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る空気電池システムを示した図である。 空気電池の構造を模式的に示した図である。 空気電池とタンクとを模式的に示した図であり、図３（Ａ）はタンクを上昇させた図、図３（Ｂ）はタンクを下降させた図である。 反応生成物の空気電池からタンクへの移動を遮断するフィルタの説明に供する図である。 第２実施形態の空気電池を模式的に示した図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る空気電池システム１を示した図である。
この空気電池システム１は、複数（本構成では２個）の空気電池１０と、空気電池１０の電解液を貯留するタンク３と、各空気電池１０とタンク３とを接続する複数の配管５とを備え、タンク３は不図示の昇降機構により上下動可能に支持されている。図１では、タンク３を上方に移動させることによってタンク３内の電解液（以下、符号Ｗを付して示す）を各空気電池１０に移動し、各空気電池１０が放電を開始した状態を示している。
なお、図１は電解液Ｗが空気電池１０に注液されている最中を示したものであり、空気電池１０に所定量の電解液が注液されると、Ｘの位置で空気電池１０内の電解液の高さと、配管５内に残存する電解液の高さが、平衡状態となる。
また、前記昇降機構としては足踏みペダル、ハンドルレバー、滑車、自動昇降機などを種々選択しタンク３を昇降させることが可能であり、また、タンク３を固定し前記昇降機構を用いて空気電池１０を昇降させても良い。

図２は空気電池１０の構造を模式的に示した図である。
各空気電池１０は、同じ構造であり、所定の台７に支持されることによって同じ高さに支持される。これら空気電池１０は、中空箱形状の外装体１１（電槽、電池ケースとも称する）と、外装体１１外に露出する空気極１３と、外装体１１内に収容される金属極１５とを備えている。この空気電池１０は、外装体１１内に水系の電解液Ｗが注液されることによって、空気極１３が正極として作用し、金属極１５が負極として作用する一次電池に構成されている。

外装体１１は、合成樹脂等の剛性を有する材料で形成され、外装体１１の底面を構成する底板部２１と、前面を構成する前壁部２２と、後面を構成する後壁部２３と、左右側面を構成する左右の側壁部（左壁部、右壁部）２４と、上面を構成する上板部２５とを備えている。前壁部２２、及び後壁部２３は、上下方向よりも左右方向に長い同一形状の面（横長面）であって、互いに平行に形成されている。

前壁部２２には、空気極１３で覆われる矩形状の開口部２２Ｋが設けられる。金属極１５は、空気極１３と対向するように前壁部２２と後壁部２３との間に支持される。この金属極１５は、上板部２５及び左右の側壁部２４の少なくともいずれかに支持されることによって、底板部２１よりも上方に配置される。
すなわち、金属極１５は外装体１１に宙吊りで支持され、金属極１５と底板部２１との間にスペース１０Ｓを確保している。
なお、金属極１５の支持は、金属極１５の下方にスペース１０Ｓを確保できれば宙吊りに限定されるものではなく、例えば金属極１５を支持するためのＴ型部材やＨ型部材を金属極１５の下端部の両端に当接する様に設けても良い。

このスペース１０Ｓは、空気電池１０の放電反応によって生成される反応生成物が溜まる底空間部（以下、「底空間部１０Ｓ」と言う）として機能する。この底空間部１０Ｓを設けたことにより、反応生成物が溜まるスペースを確保でき、反応生成物が金属極１５の一部を覆って電池反応を阻害してしまう事態などを回避したり、放電反応によって生じたガス（例えば水素ガス）発生時の電解液の撹拌作用による電解液濃度のばらつきを低減することができる。

空気電池１０とタンク３とを接続する配管５（図１）は、空気電池１０の底空間部１０Ｓに接続される。より具体的には、図２に示すように、側壁部２４における底空間部１０Ｓに対応する領域であって、金属極１５及び空気極１３の下端よりも所定の距離Ｌ１（以下、「離間距離Ｌ１」と言う）だけ下方に離間した位置に、開口部を有する配管接続部５Ａが設けられ、この配管接続部５Ａを介して配管５が接続されている。
この離間距離Ｌ１を設けたことにより、タンク３を下方に移動させた際に、空気電池１０内の電解液Ｗを、金属極１５及び空気極１３より下の位置まで容易に排出させることができる。

空気電池１０内の電解液Ｗを排出する場合、空気電池１０内の電解液Ｗは、少なくとも図２に符号ＬＬで示す液面（電解液排出時の液面に相当）まで排出することができる。これにより、金属極１５と空気極１３との間に電解液Ｗが介在しない状態となり、空気電池１０の放電を確実に停止させることができる。また、空気電池１０内の電解液Ｗを排出することで、放電反応を停止することが可能であり、自己放電も回避することができる。
同図２に示すように、配管接続部５Ａは、空気電池１０の底板部２１よりも所定の距離Ｌ２（以下、「離間距離Ｌ２」と言う）だけ上方に離間した位置に設けられている。この離間距離Ｌ２を設けたことにより、底空間部１０Ｓの底に堆積する反応生成物を配管５に入り難くすることができる。なお、上記離間距離Ｌ１、Ｌ２は上記目的を達する範囲で適宜に調整すれば良い。

図２中、符号ＵＬは、タンク３を上方に移動して電解液Ｗを空気電池１０に入れたときの電解液Ｗの液面を示しており、つまり、電解液流入時の液面を示している。この液面ＵＬは、空気極１３よりも上方にすることが好ましい。液面ＵＬを空気極１３よりも上方にすれば、空気極１３の全体を有効利用して放電反応を行うことができる。

図３は空気電池１０とタンク３とを模式的に示した図であり、図３（Ａ）はタンク３を上昇させた図、図３（Ｂ）はタンク３を下降させた図である。
タンク３は、このタンク３につながる複数の空気電池１０の電解液Ｗを貯留可能な容積に形成される。このタンク３には、タンク３内を空気電池１０の数と同数の室Ｒ０、Ｒ１に分ける仕切り部となる仕切り壁３Ｓが形成されている。
本構成では、空気電池１０が２個であるため、タンク３を左右に等分割する一つの仕切り壁３Ｓが形成され、これにより、空気電池１０と同数の室Ｒ０、Ｒ１が横並びに形成されるとともに、各室Ｒ０、Ｒ１が、空気電池１０ごとの電解液Ｗを貯留する室に形成される。

配管５は、電解液Ｗに対する耐性を有する素材で形成され、本構成では耐アルカリ性のホースが用いられる。また、配管５は、タンク３の上下動に合わせて屈曲可能な柔軟性を有している。
なお、図１に示すように、各配管５の一端は、配管接続部５Ａを介して空気電池１０に接続され、各配管５の他端は、配管接続部５Ｂを介してタンク３の底部に接続される。これら配管５、配管接続部５Ａ、及び配管接続部５Ｂには公知の部品を広く適用可能である。

本構成では、図３（Ａ）に示すように、タンク３を空気電池１０の底空間部１０Ｓよりも上に移動することにより、タンク３から空気電池１０に電解液Ｗを流入させ、空気極１３よりも上方の液面ＵＬまで電解液Ｗを満たすことができる。このとき、電解液Ｗは底空間部１０Ｓから流入するので、電解液Ｗの流れが金属極１５で妨げられることなく、スムーズに電解液Ｗを空気電池１０に流入させることができる。そして、同図３（Ａ）に示すように、空気極１３と金属極１５とが電解液Ｗに浸かることにより、放電反応を開始させることができる。
なお、空気電池１０の外装体１１の上板部２５には、外装体１１の内外を連通する不図示の通気孔が設けられる。これによって、放電反応によって生じたガスを外部に排出することができ、且つ、電解液Ｗの流入／排出に伴って外装体１１内の空気を適宜に排出／流入させることができ、電解液Ｗの移動をスムーズに行うことができる。

また、図３（Ｂ）に示すように、タンク３を空気電池１０の底空間部１０Ｓよりも下に移動することにより、空気電池１０から電解液Ｗを排出させ、電解液Ｗをタンク３に移動させることができる。このとき、空気電池１０からの電解液Ｗが液面ＬＬになるまでタンク３の位置を下に移動して保持しておくことにより、液面ＬＬまで電解液Ｗを排出させることができる。これにより、空気極１３と金属極１５との間から電解液Ｗが待避し、空気電池１０の放電反応を確実に停止させることができる。
この場合、電解液Ｗが空気電池１０内の底空間部１０Ｓに残留するので、この底空間部１０Ｓ内の反応生成物を空気電池１０内に残留させることができ、反応生成物によって配管５が詰まってしまう事態を抑制することができる。

このようにしてタンク３を上下に移動させるだけで、空気電池１０の放電と放電停止とを容易に切り替えることができる。
また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、各空気電池１０において、隣接する空気電池１０同士の電解液Ｗは物理的に離間するので、液絡を防止することができる。また、タンク３は、空気電池１０ごとの電解液Ｗを各室Ｒ０、Ｒ１に独立して貯留するので、各空気電池１０内の電解液Ｗの量を均等化し易くなるとともに、タンク３内でも、各空気電池１０ごとの電解液Ｗは接しない状態に保たれ、仮に配管５が極端に短い場合でも液絡を防止することができる。

次に、空気電池１０の金属極１５、電解液Ｗ、及び空気極１３について追加説明する。
金属極１５には、ＡＳＴＭ規格で規定されるＡＭＸ材が用いられ、電解液Ｗには、塩化ナトリウム水溶液が使用される。ＡＭＸ材は、マグネシウム合金の一つであり、ＡＭＸ材を用いることにより、反応生成物の抑制を期待でき、且つ、反応を抑制する保護被膜（不動態被膜とも称する）の抑制も期待することができる。反応生成物や保護被膜を抑制できれば、電解液Ｗの出し入れが阻害されず、且つ、放電開始も阻害され難くなり、空気電池１０の放電／放電停止の切り替えに有利である。

なお、反応生成物の量や保護被膜が問題にならない場合には、金属極１５にＡＭＸ材以外のマグネシウム合金を用いたり、マグネシウム合金以外の素材を用いたりしても良い。マグネシウム合金以外の素材としては、例えば、亜鉛、鉄、アルミニウムなどの金属、又はその合金が挙げられる。
金属極１５に亜鉛を用いた場合は、電解液Ｗに水酸化カリウム水溶液を用いるようにすれば良く、金属極１５に鉄を用いた場合は、電解液Ｗにアルカリ系水溶液を用いるようにすれば良い。また、金属極１５にアルミニウムを用いた場合は、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを含む電解液Ｗを用いるようにすれば良い。

空気極１３は、集電体を構成する矩形状の銅メッシュの両面に、触媒層を構成する触媒シートを圧迫（プレス）等により一体化して形成される。空気極１３は、外部の空気を外装体１１内に通気可能にする通気性、及び、電解液Ｗを漏らさない非透水性を有している。なお、非透水性については、空気極１３に、非透水性を有するシートを別途設けて確保するようにしても良い。なお、空気極１３は上記の構成に限らず、公知の構成を広く適用可能である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、空気極１３と金属極１５と金属極１５よりも下方に設けられた底空間部１０Ｓとを備える空気電池１０と、空気電池１０の電解液Ｗを貯留するタンク３と、空気電池１０の底空間部１０Ｓとタンク３とをつなぐ配管５とを備え、タンク３が底空間部１０Ｓよりも上方にある場合に空気電池１０が放電開始し、タンク３が底空間部１０Ｓよりも下方にある場合に空気電池１０が放電停止するようにタンク３と空気電池１０との少なくともいずれかを上下動可能に構成したので、空気電池１０の放電／放電停止を容易に切り替え可能で、且つ、液絡の防止に有利な空気電池システム１を提供することができる。

また、反応生成物を底空間部１０Ｓに貯めておくことができるので、反応生成物による放電反応などへの影響を回避し、且つ、配管５の詰まりを抑えることができる。
しかも、タンク３は、タンク３内を空気電池１０ごとの電解液Ｗを貯留する複数の室Ｒ０、Ｒ１に仕切る仕切り部となる仕切り壁３Ｓを備え、複数の室Ｒ０、Ｒ１が、独立した配管５を介して各空気電池１０にそれぞれ接続されるので、各空気電池１０の電解液Ｗの量を均等化し易くなるとともに、液絡の防止にも有利となる。

また、金属極１５をＡＭＸ材で形成するので、電解液Ｗの流れに影響を及ぼす可能性のある反応生成物や、放電の再開を阻害するおそれのある保護被膜の抑制を期待できる。このため、空気電池１０の放電／放電停止の切り替えに有利となる。

なお、反応生成物による配管５などの詰まりをより確実に防止しようとする場合、図４に示すように、タンク３と空気電池１０との間の配管５に反応生成物の行き来を遮断するフィルタ５Ｆを設けることが好ましい。このフィルタ５Ｆは、空気電池１０と配管５との接続部を構成する配管接続部５Ａに設けられることによって、空気電池１０からタンク３へ電解液Ｗが移動する際の上流側にて反応生成物の空気電池１０からタンク３への移動を遮断することができ、効果的に配管５等の詰まりを防止することができる。なお、このフィルタ５Ｆは、空気電池１０から配管５を経由してタンク３に至る経路に設けるようにすれば良く、上記配管接続部５Ａ以外の位置に設けるようにしても良い。

上記の実施形態では、タンク３内を左右に分割する仕切り壁３Ｓを設けることによって、各空気電池１０内の電解液Ｗを均等化する場合を説明したが、仕切り壁３Ｓに限らない。要は、タンク３内を、空気電池１０ごとの電解液Ｗを貯留する複数の室に仕切る仕切り部を設けるようにすれば良い。
また、タンク３内に仕切り壁３Ｓ等の仕切り部を設ける構成に限らず、空気電池１０側に、各空気電池１０内の電解液Ｗを均等化する構成を設けるようにしても良い。この場合の実施例を第２実施形態に説明する。

（第２実施形態）
図５は第２実施形態の空気電池１０を模式的に示した図である。
第２実施形態の空気電池システム１は、不図示のタンク３に仕切り壁３Ｓを備えておらず、その代わりに、複数（本構成では４個）の空気電池１０内の電解液Ｗの液面を揃えるように空気電池１０同士をつなぐ連通管３１を備えている。なお、第１実施形態と同様の構成は同一の符号を付して示し、重複説明は省略する。また、タンク３は空気電池１０の上端部より上方に設けられている。
図５に示すように、各空気電池１０の外装体１１の側壁部２４には、上下に間隔を空けて一対の開口部２４Ｈ、２４Ｌが設けられている。

以下、説明を判りやすくするため、上記一対の開口部２４Ｈ、２４Ｌを特に区別して説明する場合は、上側の開口部２４Ｈを「上側開口部２４Ｈ」と表記し、下側の開口部２４Ｌを「下側開口部２４Ｌ」と表記する。また、これら空気電池１０は、側壁部２４が等間隔で並ぶように横並びに配置され、最も端（図５中、左端）から順に、第１空気電池１０Ａ、第２空気電池１０Ｂ、第３空気電池１０Ｃ、第４空気電池１０Ｄと表記する。

連通管３１は、第１空気電池１０Ａの上側開口部２４Ｈと第２空気電池１０Ｂの下側開口部２４Ｌとをつなぐ第１連通管３１Ａと、第２空気電池１０Ｂの上側開口部２４Ｈと第３空気電池１０Ｃの下側開口部２４Ｌとをつなぐ第２連通管３１Ｂと、第３空気電池１０Ｃの上側開口部２４Ｈと第４空気電池１０Ｄの下側開口部２４Ｌとをつなぐ第３連通管３１Ｃと、第４空気電池１０Ｄの上側開口部２４Ｈと第１空気電池１０Ａの下側開口部２４Ｌとをつなぐ第４連通管３１Ｄとを備えている。
このように第１〜第４連通管３１Ａ〜３１Ｄは、異なる空気電池１０の上側開口部２４Ｈと下側開口部２４Ｌとをつなぐため、異なる空気電池１０間で、上側開口部２４Ｈから下側開口部２４Ｌへと電解液Ｗを流す配管としてそれぞれ機能する。

例えば、第１空気電池１０Ａ内の電解液Ｗが第２空気電池１０Ｂ内の電解液Ｗよりも多くなれば、第１空気電池１０Ａ内の電解液Ｗが、第１連通管３１Ａを通って第２空気電池１０Ｂ内に流れる。つまり、第１連通管３１Ａは、第１空気電池１０Ａの上側開口部２４Ｈに連通する連通部が第１空気電池１０Ａの電解液が流出する流出部として機能し、第２空気電池１０Ｂの下側開口部２４Ｌに連通する連通部が第２空気電池１０Ｂに電解液を流入させる流入部として機能する。これによって、第１空気電池１０Ａと第２空気電池１０Ｂとで電解液Ｗの液面を揃えることができる。図５中、矢印は、第１〜第４連通管３１Ａ〜３１Ｄの電解液Ｗの流れを示している。

同図５に示すように、第２連通管３１Ｂは、第２空気電池１０Ｂの上側開口部２４Ｈに連通する連通部が第２空気電池１０Ｂの電解液が流出する流出部として機能し、第３空気電池１０Ｃの下側開口部２４Ｌに連通する連通部が第３空気電池１０Ｃに電解液を流入させる流入部として機能する。
同様に、第３連通管３１Ｃは、第３空気電池１０Ｃの上側開口部２４Ｈに連通する連通部が電解液が流出する流出部として機能し、第４空気電池１０Ｄの下側開口部２４Ｌに連通する連通部が電解液を流入させる流入部として機能し、第４連通管３１Ｃは、第４空気電池１０Ｄの上側開口部２４Ｈに連通する連通部が電解液が流出する流出部として機能し、第１空気電池１０Ａの下側開口部２４Ｌに連通する連通部が電解液を流入させる流入部として機能する。

図示のように、各第１〜第４連通管３１Ａ〜３１Ｄは、異なる高さに電解液の流出部と流入部とを備えているので、第１連通管３１Ａは、第１空気電池１０Ａと第２空気電池１０Ｂの電解液Ｗの液面を揃える配管となり、第２連通管３１Ｂは、第２空気電池１０Ｂと第３空気電池１０Ｃの電解液Ｗの液面を揃える配管となり、第３連通管３１Ｃは、第３空気電池１０Ｃと第４空気電池１０Ｄの電解液Ｗの液面を揃える配管となり、第４連通管３１Ｄは、第４空気電池１０Ｄと第１空気電池１０Ａの電解液Ｗの液面を揃える配管となる。これによって、全ての空気電池１０内の電解液Ｗの液面を揃えることができる。

さらに、本構成では、図５に示すように、これら第１〜第４連通管３１Ａ〜３１Ｄは、いずれも逆Ｖ字形状の管に形成されている。逆Ｖ字形状に形成されることによって、上方凸に屈曲する屈曲部３１Ｋが少なくとも一つずつ形成されている。また、これら屈曲部３１Ｋは、それぞれの第１〜第４連通管３１Ａ〜３１Ｄにおいて上側開口部２４Ｌ側にオフセットしている。
上記の屈曲部３１Ｋを設けたことにより、電解液Ｗが第１〜第４連通管３１Ａ〜３１Ｄを流れていない状態、つまり、空気電池１０間で電解液Ｗの液面が揃っている状態では、重力の作用により、屈曲部３１Ｋを境にして、空気電池１０同士の電解液Ｗが離間した状態になることを期待できる。これにより、液絡の防止効果を期待できる。

さらに、各屈曲部３１Ｋは、上側開口部２４Ｌ側にオフセットしているので、それぞれの第１〜第４連通管３１Ａ〜３１Ｄの左右中央で上方に屈曲させた場合と比べて、各屈曲部３１Ｋの角度を急角度にすることができる。急角度にするほど、屈曲部３１Ｋを境にして空気電池１０同士の電解液Ｗが離間した状態になることをより期待でき、液絡の防止に有利となる。
本構成では、第１〜第３連通管３１Ａ〜３１Ｃが同一部品で形成され、屈曲部３１Ｋの角度θ１が鋭角とされるので、部品の共用を図るとともに短絡防止に有利な形状となっている。また、第４連通管３１Ｄは相対的に離れた空気電池１０間をつなぐため、屈曲部３１Ｋの角度θ２は上記角度θ１より大きくなるものの、第４連通管３１Ｄの中央で上方に屈曲させた場合と比べれば効率良く急角度にした形状に形成されている。

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の空気電池１０内の電解液Ｗを揃えるように空気電池１０同士をつなぐ連通管３１（３１Ａ〜３１Ｄ）を備え、連通管３１は、隣り合う空気電池１０の異なる高さに電解液の流出部と流入部を備えると共に、上方凸に屈曲する屈曲部３１Ｋを備え、上記流出部が空気極１３の上端部よりも上方に形成されているので、タンク３に仕切り壁３Ｓを設けなくても、各空気電池１０の電解液Ｗの液面を揃え、水位を揃えることができるとともに、液絡防止にも有利である。
また、本実施形態でも、タンク３の上下動により空気電池１０の放電／放電停止を容易に切り替えることができる、といった第１実施形態と同様の効果を備える。
しかも、連通管３１は、２つの空気電池１０の異なる高さの箇所（上側開口部２４Ｈ、下側開口部２４Ｌ）をつなぎ、屈曲部３１Ｋは、連通管３１がつながる箇所が高い空気電池１０寄りに設けられているので、屈曲部３１Ｋの屈曲角度を急角度にし易くなり、液絡防止により有利となる。
なお、上側開口部２４Ｈ、下側開口部２４Ｌの高低差は５０ｍｍ以下とすることが好ましい。高低差が大きいと電解液Ｗの水位を所定範囲に揃えることが困難となる。

以上、本発明を実施するための形態について述べたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形、及び変更が可能である。例えば、上述の各実施形態では、空気電池１０を２個、或いは４個備える空気電池システム１に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らず、空気電池１０がより多数であっても良いし、空気電池１０が一個でも良い。
また、上述の各実施形態では、タンク３を上下動可能にする場合を説明したが、タンク３と空気電池１０の少なくともいずれかを上下動可能にすれば、空気電池１０の放電／放電停止の切替が可能である。
また、上述の第２実施形態では、逆Ｖ字形状の連通管３１を設ける場合を説明したが、上方凸の屈曲部３１Ｋを有する範囲で形状を適宜に変更しても良くまた、屈曲部３１Ｋを複数有するようにしても良い。

１ 空気電池システム
３ タンク
３Ｓ 仕切り壁（仕切り部）
５ 配管
１０ 空気電池
１０Ｓ 底空間部
１１ 外装体
１３ 空気極
１５ 金属極
３１ ３１Ａ〜３１Ｄ 連通管
３１Ｋ 屈曲部
Ｗ 電解液

Claims (5)

1. 空気極と金属極と前記金属極よりも下方に設けられた底空間部とを備える空気電池と、
   前記空気電池の電解液を貯留するタンクと、
   前記空気電池の前記底空間部と前記タンクとをつなぐ配管とを備え、
   前記タンクが前記底空間部よりも上方にある場合に前記空気電池が放電開始し、前記タンクが前記底空間部よりも下方にある場合に前記空気電池が放電停止するように前記タンクと前記空気電池との少なくともいずれかを上下動可能に構成したことを特徴とする空気電池システム。
2. 前記タンクは、複数の前記空気電池の電解液を貯留するタンクであり、
   前記タンク内を、前記空気電池ごとの電解液を貯留する複数の室に仕切る仕切り部を備え、前記複数の室が、独立した前記配管を介して前記空気電池にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１に記載の空気電池システム。
3. 前記タンクは、複数の前記空気電池の電解液を貯留するタンクであり、
   前記複数の空気電池内の電解液の水位を揃えるように前記空気電池同士をつなぐ連通管を備え、
   前記連通管は、隣り合う前記空気電池の異なる高さに電解液の流出部と流入部を備えると共に、上方凸に屈曲する屈曲部を備え、前記連通管の流出部が前記空気極の上端部より上方に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気電池システム。
4. 前記金属極は、ＡＳＴＭ規格で規定されるＡＭＸ材で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気電池システム。
5. 前記空気電池から前記配管を経由して前記タンクに至る経路に、前記空気電池の放電反応により生成される反応生成物の前記空気電池から前記タンクへの移動を遮断するフィルタを設けていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気電池システム。

Images