JPH04188570A - ナトリウム―硫黄電池システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はナトリウム−硫黄電池システムに関するもので
、さらに詳しく言えば、ナトリうムー硫黄電池の破損時
に安全に運転を停止させるとともに、発生する有害ガス
を無害化させる機能を備えたナトリウム−硫黄電池シス
テムに関するものである。

従来の技術 ナトリウム−硫黄電池は、陰極活物質のナトリウムと、
陽極活物質の硫黄とを固体電解質管を介して完全密閉状
態に保持するとともに、作動温度である約３５０　’Ｃ
が維持できる電気炉内に多数を直、並列に接続してシス
テムとして使用される。ところで、このようなナトリウ
ム−硫黄電池の一つが破損すると、活物質であるナトリ
ウムと硫黄とが直接反応して燃焼したり、電気炉内に漏
出して高温空気と反応して二酸化硫黄のような有害ガス
や酸化ナトリウム、過酸化ナトリウムのようなナトリウ
ムヒユームを発生するという危険性を有するため、消化
装置を設けたり、有害ガスやナトリウムヒユームが外部
に流出しないように電気炉自体を完全密閉状態にするな
どの対策が講じられている。

発明が解決しようとする課題 上記のような従来のナトリウム−硫黄電池システムに設
けられる消化装置は、使用される活物質が消防法で規定
されている危険物で、水、二酸化炭素、四塩化炭素のよ
うな一般の消化剤を使用すると、この消化剤が活物質と
反応して十分な効果が得られないという欠点があった。

また、電気炉自体を完全密閉状態にすることは、システ
ムが大規模化すると、コスト高を招くという欠点があっ
た。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明のナトリウム−硫黄電
池システムは、直、並列に接続されたナトリウム−硫黄
電池群を電気炉内に収容したモジュールと、前記ナトリ
ウム−硫黄電池の表面温度および／または電気炉内温度
を測定し、この温度データを設定温度値と比較して前記
電気炉内温度を制御する温度制御装置とを有し、かつ前
記ナトリウム−硫黄電池の一部にその電圧および／また
は電流を測定する電圧／電流測定装置を設け、この電圧
／電流測定装置からの電圧／電流データを異常電圧／電
流値と比較して前記モジュールまたはシステムの充、放
電を制御または停止する充放電制御装置と、前記ナトリ
ウム−硫黄電池の破損時に発生する二酸化硫黄を検知す
る二酸化硫黄検知器およびナトリウムヒユームを検知す
る煙感知器と、前記温度データを上限温度値と比較し、
温度データが上限温度値以上の場合に信号を送出する上
限温度監視装置とを備えたことを特徴とするものである
。

作用 上記の如き構成とすることにより、本発明のナトリウム
−硫黄電池システムは、充放電制御装置により、異常電
圧／電流が検出されると、充放電を停止させ、二酸化硫
黄検知器や煙感知器により、二酸化硫黄やナトリウムヒ
ユームが検出されると、切換弁を作動させて排気経路を
切り換え、排ガス処理装置を運転してモジュール内の二
酸化硫黄やナトリウムヒユームを無害化させるとともに
、窒素置換装置を運転してモジュール内雰囲気を窒素に
置換させ、さらに上限温度監視装置により温度データが
上限温度値以上であることが検出され、二酸化硫黄やナ
トリウムヒユームが検出されている場合に、消化装置を
作動させるものである。

実施例 以下、実施例により説明する。第１図は本発明のナトリ
ウム−硫黄電池システムの構成図で、１０００［１級の
システムのものを示している。

笛　１　闇ｌ′ｆ　七いプ　　　１Ｌす壬パジ　、−１
し７　　雷笛士宜　１ａと、４セル直列接続したものを
２４並列接続したサブモジュールを１４直列に接続した
１３４４セルのナトリウム−硫黄電池からなるナトリウ
ム−硫黄電池群１ｂとからなる。このモジュール１は１
０台直列に接続されたストリングが２並列に接続されて
システムが構成され、各モジュール１におけるナトリウ
ム−硫黄電池の表面温度を２箇所、電気炉内温度を２箇
所で測定し、測定された各温度データは温度制御装置２
に入力され、この温度制御装置２によって設定温度値と
比較され、前記電気炉内温度が作動温度に維持される。

この温度制御装置２には、電気炉１ａに設けられた、電
気炉１ａを加熱するためのヒータ２ａと、電気炉内温度
を均一にするための熱風循環ファン２ｂと、モジュール
内に冷風を吸入し、もしくはモジュール内の熱風を排気
する吸排気弁２ｃと、前記冷風もしくは熱風の流量を調
節する流量調節弁２ｄとに対して制御信号を出力させる
ように構成されている。

一方、前記各モジュールｌ内の４セル直列接続したもの
を２４並列接続して構成したサブモジュールに、電圧お
よび／または電流を測定する電圧／電流測定装置３を取
り付け、■モジュールにつき１４点、システム全体で２
８０点における電圧を測定するとともに、前記モジュー
ル１を１０台直列に接続したストリングにも電圧／電流
測定装置３を取り付け、ストリング単位の電圧、電流と
、システムの全電流とを測定し、測定された電圧／電流
データは充放電制御装置４に入力され、この充放電制ａ
装置４によって異常電圧／電流値と比較され、前記電圧
／電流データが異常電圧／電流値に対して所定値以上ま
ｆは所定値以下である場合に、前記モジュールおよび／
またはシステムの充放電を制御または停止するようにし
たものである。

次に、二酸化硫黄検知器５と煙感知器６とを各モジュー
ル内に１箇所、各モジュール外雰囲気に５箇所、外気に
連なる排気経路に１箇所設け、二酸化硫黄検知器５およ
び／または煙感知、器６によって二酸化硫黄および／ま
たはナトリウムヒユームが検出されると、発生した二酸
化硫黄および／またはナトリウムヒユームを無害化する
排ガス処理装置７と、モジュール内の酸素を窒素に置換
させる窒素置換装置８と、排気経路の切り換えを行う切
換弁９とを作動させる信号が送出されるようにし、窒素
置換による第１段階の消化を行うとともに、切換弁９を
開放して流量調節弁２ｄを介して空気中に二酸化硫黄や
ナトリウムヒユームが流出しないようにし、排ガス処理
装置７に送られるようにする。

さらに、上限温度監視装置１０によって前記温度データ
が上限温度値以上であることが検出され、かつ前記二酸
化硫黄検知器５および／または煙感知器６によって二酸
化硫黄および／またはナトリウムヒユームが検出されて
いる場合に、前記上限温度監視装置１０からの信号は消
化装置１１に入力され、モジュール内に消化剤を注入す
る第２段階の消化を行うようにしている。

上記の如きナトリウム−硫黄電池システムに使用したナ
トリウムの量は４０３．２０ｋｇ、硫黄の量は８８７．
０４ｋｇであるため、排ガス処理装置７の処理能力は約
２０ＩＩｌｆｆＺ分、消化剤の量は２．８８トンとした
。

また、上記の如き各種装置は、特定のモジュールに自動
／手動の切り換え機能を付加して動作が確認できるよう
にした。

次に、上記の如き各種装置の動作を確認するため、まず
、充放電制御装置４に異常電圧／電流値の模擬信号を入
力したところ、モジュールおよび／またはシステムの充
放電がすぐに停止することがわかった。また、固体電解
質管にクラックを発生させたセルをモジュールに組み込
んで温度を上昇させたところ、１２０°Ｃ付近で二酸化
硫黄検知器５と煙感知器６とが作動し、排ガス処理装置
ｌｆ７、窒素置換装置８、切換弁９が作動することがわ
かった。これは、クランクを発生させた部分でナトリウ
ムと硫黄とが直接接触して発熱し、セルを破損させて外
部に二酸化硫黄とナトリウムヒユームとが流出したため
であった。さらに、３５０“Ｃの作動温度に維持されて
いるセルに大１！１流を流して破損させたところ、二酸
化硫黄検知器５と煙感知器６とが作動し、続いて、排ガ
ス処理装置７、窒素置換装置８、切換弁９も作動したが
、その後温度制御装置２に入力されている温度データが
上限温度値以上となり、上限温度監視装置１０から信号
が送出されて消化装置１１が作動し、モジュール内に消
化剤が注入されることがわかった。約３時間経過後、二
酸化硫黄検知器５、煙感知器６の作動が停止し、温度が
低下したことが確認できたので、モジュールを開いたと
ころ、床−面に消化剤が散布され、活物質の燃焼物が落
下していたことが確認でき、本発明装置が正常に動作し
たことが確認できた。

発明の効果 実施例において詳述した如く、本発明のナトリウム−硫
黄電池システムは、ナトリウム−硫黄電池の破損時に安
全に運転を停止させることができ、しかも破損時に発生
する有害ガスを無害化するとともに、消化を２段階で行
うので、安全性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のナトリウム−硫黄電池システムの構成
図である。 ｌ・・・モジュール　　　　２・・・温度制御装置３・
・・電圧／電流測定装置 ４・・・充放電制御装置 ５・・・二酸化硫黄検知器　　　６・・・煙感知器７・
・・排ガス処理装置　　　８・・・窒素置換装置９・・
・切換弁　　　　１０・・・上限温度監視装置１１・・
・消化装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）直、並列に接続されたナトリウム−硫黄電池群を
   電気炉内に収容したモジュールと、前記ナトリウム−硫
   黄電池の表面温度および／または電気炉内温度を測定し
   、この温度データを設定温度値と比較して前記電気炉内
   温度を制御する温度制御装置とを有し、かつ前記ナトリ
   ウム−硫黄電池の一部にその電圧および／または電流を
   測定する電圧／電流測定装置を設け、この電圧／電流測
   定装置からの電圧／電流データを異常電圧／電流値と比
   較して前記モジュールまたはシステムの充、放電を制御
   または停止する充放電制御装置と、前記ナトリウム−硫
   黄電池の破損時に発生する二酸化硫黄を検知する二酸化
   硫黄検知器およびナトリウムヒュームを検知する煙感知
   器と、前記温度データを上限温度値と比較し、温度デー
   タが上限温度値以上の場合に信号を送出する上限温度監
   視装置とを備えたことを特徴とするナトリウム−硫黄電
   池システム。
2. （２）温度制御装置は、電気炉を加熱するためのヒータ
   と、電気炉内温度を均一化するための熱風循環ファンと
   、モジュール内に冷風を吸入し、もしくはモジュール内
   の熱風を排気する吸排気弁と、前記冷風もしくは熱風の
   流量を調節する流量調節弁とに対して制御信号を出力さ
   せることを特徴とする請求項第１項記載のナトリウム−
   硫黄電池システム。
3. （３）二酸化硫黄検知器および／または煙感知器は、発
   生した二酸化硫黄および／またはナトリウム−ヒューム
   を無害化する排ガス処理装置と、モジュール内の酸素を
   窒素に置換させる窒素置換装置と、排気経路の切り換え
   を行う切換弁とを作動させる信号を送出することを特徴
   とする請求項第１項記載のナトリウム−硫黄電池システ
   ム。
4. （４）上限温度監視装置からの信号は、煙感知器および
   ／または二酸化硫黄検知器からの信号が送出されている
   場合に消化装置に入力され、モジュール内に消化剤を注
   入することを特徴とする請求項第１項記載のナトリウム
   −硫黄電池システム。