KR20200086758A - 레독스 플로우 전지 - Google Patents

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KR20200086758A
KR20200086758A KR1020187020871A KR20187020871A KR20200086758A KR 20200086758 A KR20200086758 A KR 20200086758A KR 1020187020871 A KR1020187020871 A KR 1020187020871A KR 20187020871 A KR20187020871 A KR 20187020871A KR 20200086758 A KR20200086758 A KR 20200086758A
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가즈타카 가와히가시
아츠오 이케우치
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

전지 셀과, 상기 전지 셀에 공급하는 전해액을 저류하는 탱크와, 상기 전지 셀과 상기 탱크에 접속되어 상기 전해액을 유통시키는 배관과, 상기 전지 셀과 상기 탱크와 상기 배관을 일괄적으로 수납하는 콘테이너와, 상기 콘테이너 내에 설치되어, 상기 전해액이 상기 콘테이너 밖으로 누출되는 것을 방지하는 격벽부를 구비하고, 상기 격벽부의 높이는 소정량의 전해액이 상기 배관의 손상으로 인해 상기 콘테이너 내에 누출되었을 때의 액면 높이 이상이고, 상기 소정량은 상기 전지 셀의 용적 상당량과 상기 배관의 용적 상당량의 합계량을 포함하는 레독스 플로우 전지.

Description

레독스 플로우 전지
본 발명은 레독스 플로우 전지에 관한 것이다.
대용량 축전지의 하나에, 레독스 플로우 전지(이하, RF 전지라고 부르는 경우가 있다)가 있다. RF 전지는, 특허문헌 1의 도 5에 기재된 것과 같이, 전지 셀과, 전지 셀에 공급하는 정극 전해액을 저류하는 정극 탱크 및 부극전 해액을 저류하는 부극 탱크와, 전지 셀과 각 탱크에 접속되어 정극 전해액, 부극 전해액을 각각 유통시키는 배관(관로)을 구비한다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2002-025599호 공보
본 개시의 레독스 플로우 전지는,
전지 셀과,
상기 전지 셀에 공급하는 전해액을 저류하는 탱크와,
상기 전지 셀과 상기 탱크에 접속되어 상기 전해액을 유통시키는 배관과,
상기 전지 셀과 상기 탱크와 상기 배관을 일괄적으로 수납하는 콘테이너와,
상기 콘테이너 내에 설치되어, 상기 전해액이 상기 콘테이너 밖으로 누출되는 것을 방지하는 격벽부를 구비하고,
상기 격벽부의 높이는 소정량의 전해액이 상기 배관의 손상으로 인해 상기 콘테이너 내에 누출되었을 때의 액면 높이 이상이고,
상기 소정량은 상기 전지 셀의 용적 상당량과 상기 배관의 용적 상당량의 합계량을 포함한다.
도 1은 실시형태 1의 레독스 플로우 전지를 콘테이너의 폭 방향에 직교하는 평면으로 절단한 종단면도이다.
도 2는 실시형태 1의 레독스 플로우 전지를 콘테이너의 높이 방향에 직교하는 평면으로 절단한 수평 단면도이다.
도 3은 실시형태 2의 레독스 플로우 전지을 모식적으로 도시하는 개략 구성도이다.
도 4는 실시형태 3의 레독스 플로우 전지에 있어서, 콘테이너의 바닥부에 마련된 개구부 근방을 확대하여 도시하는 부분 단면도이다.
도 5는 실시형태의 레독스 플로우 전지에 이용되는 셀 스택을 도시하는 개략 단면도이다.
도 6은 실시형태의 레독스 플로우 전지에 이용되는 셀 스택을 도시하는 개략 구성도이다.
[본 개시가 해결하고자 하는 과제]
레독스 플로우 전지는, 대표적으로는 전지 셀, 탱크, 배관 등의 구성 요소를 설치 장소로 반송하고, 설치 장소에서 상기 구성 요소가 접속되어 조립된다. 그러나, 설치 장소에서는 충분한 작업 공간을 확보할 수 없어, 조립 작업을 하기 어려운 경우가 있다. 그래서 본 발명자들은, 공장 등의 작업 공간을 확보하기 쉬운 장소에서 상기 구성 요소를 조립해 놓고서 조립 상태에서 설치 장소로 반송하는 형태를 검토했다. 특히, 화물용 콘테이너와 같은 대용적의 용기에 상기 구성 요소를 일괄적으로 수납하는 형태를 검토했다.
상술한 콘테이너 등의 용기에 상기 구성 요소를 일괄적으로 수납하면, 반송하기 쉽고, 상기 구성 요소를 보호할 수 있는 데다 대형의 전지 셀이나 대형의 탱크를 수납할 수 있어, 대출력 전지나 대용량 전지로 할 수 있다. 대형의 전지 셀을 갖추고, 전지 셀이나 배관에 유지할 수 있는 전해액이 많은 경우에, 가령 배관 등이 손상되어, 전지 셀 내 및 배관 내에 유지되어 있던 전해액의 적어도 일부, 나아가서는 그 전량이 콘테이너 내에 누출되면, 콘테이너에 설치된 도어 주위의 간극 등을 지나 콘테이너 밖으로도 누출될 가능성이 있다. 더욱이, 대형의 탱크를 갖추고, 전해액의 저류량이 많은 경우에, 가령 배관 등이 손상되어, 상술한 전지 셀 내의 전해액 및 배관 내의 전해액에 더하여 탱크 내의 전해액도 콘테이너 내에 새면, 콘테이너 밖으로 누출될 확률이 높아진다. 콘테이너의 설치 장소에, 콘테이너의 외주를 둘러싸도록 둑을 구축하여, 전해액이 더 유출되는 것을 방지하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 둑을 콘크리트 등으로 구축하여, 둑의 내면에 전해액에 의한 부식을 방지하는 도장 등을 실시하면, 둑의 구축을 포함한 설치 공사 기간이 길어진다. 또한, 콘테이너 설치 후에 배치 위치의 변경 등이 요구된 경우, 둑을 부수고, 콘테이너의 새로운 배치 위치에 둑을 별도로 구축할 필요가 있어, 배치 변경 시의 공사 기간도 길어진다. 따라서, 간단한 구성으로 설치나 배치 변경도 용이하게 행하면서 콘테이너 내의 전해액이 콘테이너 밖으로 누출되는 것을 방지할 수 있는 것이 바람직하다.
그래서, 전해액이 콘테이너 밖으로 누출되는 것을 방지할 수 있는 레독스 플로우 전지를 제공하는 것을 목적으 하나로 한다.
[본 개시의 효과]
본 개시의 레독스 플로우 전지에 의하면, 전해액이 콘테이너 밖으로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
[본원 발명의 실시형태의 설명]
처음에 본원 발명의 실시양태를 열기하여 설명한다.
(1) 본 발명의 일 양태에 따른 레독스 플로우 전지(RF 전지)는,
전지 셀과,
상기 전지 셀에 공급하는 전해액을 저류하는 탱크와,
상기 전지 셀과 상기 탱크에 접속되어 상기 전해액을 유통시키는 배관과,
상기 전지 셀과 상기 탱크와 상기 배관을 일괄적으로 수납하는 콘테이너와,
상기 콘테이너 내에 설치되어, 상기 전해액이 상기 콘테이너 밖으로 누출되는 것을 방지하는 격벽부를 구비하고,
상기 격벽부의 높이는, 소정량의 전해액이 상기 배관의 손상으로 인해 상기 콘테이너 내에 누출되었을 때의 액면 높이 이상이고,
상기 소정량은, 상기 전지 셀의 용적 상당량과 상기 배관의 용적 상당량의 합계량을 포함한다.
상기한 RF 전지는, 전지 셀, 탱크, 배관과 같은 구성 요소를 수납하는 콘테이너 내에 격벽부를 구비한다. 이 격벽부의 높이는, 만일 탱크에 접속되는 배관 등이 손상되어, 전지 셀 내의 전해액 전량과 배관 내에 유지되는 전해액 전량의 합계량(이하, 셀 등의 누출량이라고 부르는 경우가 있다)이 콘테이너 내에 누출되더라도, 격벽부의 상단부가 콘테이너 내에 누출된 전해액의 액면(이하, 누출액의 액면이라고 부르는 경우가 있다)보다 위에 위치하도록 조정되어 있다. 상기한 RF 전지는, 이러한 특정 높이를 갖는 격벽부를 구비하기 때문에, 전지 셀 내의 전해액의 일부 또는 배관 내의 전해액의 일부가 콘테이너 내에 누출된 경우는 물론, 상술한 것과 같이 그 양쪽의 전량의 합계량이 콘테이너 내에 누출된 경우라도, 콘테이너 밖으로 더욱 누출되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 예컨대, 상기한 RF 전지를, 전해액을 전지 셀의 아래쪽에서 위쪽으로 향하여 흘려, 탱크로 되돌리는 형태(이하, 상승 형태라고 부른다)로 하는 경우에, 만일 공급 측의 배관이 손상되면, 전지 셀 내의 전해액의 전량이 콘테이너 내에 누출될 수 있다. 이 경우라도, 셀 등의 누출량에 기초하여 설정되는 특정 높이를 갖는 격벽을 구비하면, 상기 콘테이너 내에 누출된 전해액이 콘테이너 밖으로 더욱 누출되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 상기한 RF 전지는, 특정 높이의 격벽부를 구비한다고 하는 간단한 구성이면서, 상술한 콘테이너의 외주를 둘러싸는 둑을 생략할 수 있거나 또는 둑을 간소한 구성으로 할 수 있어, 설치 공사 기간의 단축, 배치 변경 공사 기간의 단축도 기대할 수 있다.
(2) 상기한 RF 전지의 일 형태로서,
상기 소정량은, 또한 상기 탱크 내에 저류되는 전해액 중 상기 탱크에 있어서의 상기 배관과의 접속 부위보다 위쪽에 저류되는 용적 상당량을 포함하는 형태를 들 수 있다.
여기서, 예컨대 탱크에 있어서의 배관과의 접속 부위가 탱크 내의 전해액의 액면 이하에 마련되는 경우, 탱크에 저류되는 전해액 중, 배관 등의 손상에 의해서 누출될 때의 누출량은, 탱크에 있어서의 배관과의 접속 부위보다 위쪽에 저류되는 용적(이하, 상부 용적이라고 부르는 경우가 있다)에 상당한다. 상기 형태에 구비되는 격벽부의 높이는, 상술한 셀 등의 누출량에 상부 용적의 상당량을 합하여 조정하면 된다. 상기 형태는, 이러한 특정 높이를 갖는 격벽부를 구비하기 때문에, 만일 배관 등의 손상에 의해서 탱크에 저류되는 전해액의 일부가 콘테이너 내에 누출되는 경우라도, 격벽부의 상단부가 누출액의 액면보다 위에 위치하여, 콘테이너 밖으로 더욱 누출되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 상술한 상승 형태로 하는 경우라도, 셀 등의 누출량 및 상부 용적의 상당량에 기초하여 설정되는 특정 높이를 갖는 격벽부를 구비하면, 가령 공급 측의 배관이 손상되더라도, 상기 콘테이너 내에 누출된 전해액이 콘테이너 밖으로 더욱 누출되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
(3) 상기 (2)의 RF 전지의 일 형태로서,
상기 탱크에 있어서의 배관과의 접속 부위는, 상기 콘테이너의 내저면에서부터 상기 콘테이너 높이의 70%의 지점보다 위쪽에 위치하는 형태를 들 수 있다.
상기 형태는, 탱크에 있어서의 배관과의 접속 부위가 콘테이너 내의 비교적 높은 위치에 배치되기 때문에, 상기 접속 부위가 탱크 내의 액면 이하라도 상부 용적을 작게 하기 쉽다. 즉, 배관 등의 손상으로 인한 탱크로부터의 누출량을 적게 하기 쉽다. 이 점에서, 상기 형태는 상술한 콘테이너 밖으로의 전해액의 누출을 보다 방지하기 쉽다. 탱크에 있어서의 배관과의 접속 부위가 콘테이너 높이의 100%인 지점, 즉 탱크의 상부면에 배치되는 경우에는, 탱크 내의 액면이 비교적 높은 위치에 있더라도 상부 용적을 실질적으로 제로로 할 수 있다. 이 경우, 콘테이너 밖으로의 전해액의 누출을 방지할 수 있는 범위에서 격벽부의 높이를 낮게 할 수 있어, 격벽부를 소형, 경량으로 할 수 있다.
(4) 상기한 RF 전지의 일례로서,
추가로 상기 콘테이너의 바닥부에 부착되는 하부 피트부를 갖추고,
상기 콘테이너의 바닥부는 그 내외로 관통하는 개구부를 갖추고,
상기 하부 피트부는 상기 콘테이너 내에 누출되어 상기 개구부를 거친 전해액을 저류하는 저류조를 포함하는 형태를 들 수 있다.
상기 형태는, 상술한 콘테이너 내에 누출된 전해액을 하부 피트부에 저류할 수 있기 때문에, 콘테이너 내에 있어서의 누출액의 액면을 보다 낮출 수 있다. 이로부터, 상기 형태는, 격벽부의 높이를 보다 낮게 하더라도 상술한 콘테이너 밖으로의 전해액의 누출을 방지할 수 있는 데다, 전지 셀이나 제어부 등의 전기기기류가 누출된 전해액에 침지되는 것을 피하기 쉽다. 또한, 하부 피트부의 구비에 따른 상술한 둑의 생략, 둑의 생략에 따른 설치 공사 기간이나 배치 변경 공사 기간의 단축, 격벽부의 소형화·경량화에 의한 조립 작업성의 향상 등을 기대할 수 있다. 그 밖에, 상기 형태는, 콘테이너와 하부 피트부를 공장 등에서 일체화하여 설치 현장으로 동시에 반송하면, 설치 현장에서의 하부 피트부의 조립이 불필요하여, 설치 현장에서의 작업을 경감할 수 있다.
(5) 상기 (4)의 RF 전지의 일례로서,
상기 저류조 내에 누설 검지 센서를 구비하는 형태를 들 수 있다.
여기서, 하부 피트부의 저류조는, 콘테이너의 바닥부보다 아래쪽에 위치하기 때문에, 상술한 콘테이너 안으로의 전해액의 누출이 발생하면, 맨 처음 전해액이 모이는 곳이다. 상기 형태는, 이 저류조 내에 누설 검지 센서를 구비하기 때문에, 상술한 누출 발생 초기, 즉 누출량이 비교적 적은 시기에 전해액의 누출을 검지할 수 있어, 전해액의 유통을 정지하는 등의 대응을 보다 조기에 행할 수 있다. 이 점에서, 상기 형태는 상술한 콘테이너 밖으로의 전해액의 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(6) 상기한 RF 전지의 일례로서,
상기 콘테이너 내부이며 상기 격벽부의 상단부보다 아래쪽에 누설 검지 센서를 구비하는 형태를 들 수 있다.
상기 형태는, 상술한 누출액의 액면이 격벽부의 상단부에 달하기 전에, 전해액의 누출을 검지할 수 있다. 즉 누출량이 어느 정도 적은 시기에 전해액의 누출을 검지할 수 있고, 전해액의 유통을 정지하는 등의 대응을 보다 조기에 행할 수 있다. 이 점에서, 상기 형태는 상술한 콘테이너 밖으로의 전해액의 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
[본원 발명의 실시형태의 상세]
이하, 도면을 참조하여 본원발명의 실시형태에 따른 레독스 플로우 전지(RF 전지)를 구체적으로 설명한다. 도면에서 동일 부호는 동일 명칭의 것을 의미한다.
[실시형태 1]
이하, 도 1, 도 2를 주로 참조하여 실시형태 1의 RF 전지(1A)를 설명한다.
도 1은 콘테이너(2)를 그 폭 방향에 직교하는 평면으로 절단한 종단면도이며, 내부 구조를 간략화하여 도시한다.
도 2는 콘테이너(2)를 그 높이 방향에 직교하는 평면으로 절단한 수평 단면도이며, 내부 구조를 간략화하여 도시한다.
(기본 구성)
실시형태 1의 RF 전지(1A)는, 전지 셀(10C)과, 전지 셀(10C)에 전해액을 순환 공급하는 공급 기구를 구비한다. 공급 기구는, 전지 셀(10C)에 공급하는 전해액을 저류하는 탱크(3)와, 전지 셀(10C)과 탱크(3)에 접속되어 전해액을 유통시키는 배관(16, 17)을 포함한다. 대표적으로는, RF 전지(1A)는 교류/직류 변환기를 통해 발전부와 부하에 접속되고, 발전부를 전력 공급원으로 하여 충전을 행하고, 부하를 전력 제공 대상으로 하여 방전을 행한다(모두 도시하지 않는다). 발전부는 예컨대 태양광 발전기, 풍력 발전기, 기타 일반 발전소 등을 들 수 있다. 부하는 수요자 등을 들 수 있다. 충방전은, 산화 환원에 의해 가수가 변화되는 이온(대표적으로는 금속 이온)을 활물질로서 포함하는 정극 전해액 및 부극 전해액을 사용하여, 정부 이온의 산화 환원 전위차를 이용하여 행한다.
특히 실시형태 1의 RF 전지(1A)는, 전지 셀(10C), 탱크(3), 배관(16, 17)과 같은 구성 요소를 일괄적으로 수납하는 콘테이너(2)와, 콘테이너(2) 내에 마련되어, 전해액이 콘테이너(2) 밖으로 누출되는 것을 방지하는 격벽부(4A)를 구비한다. 격벽부(4A)의 높이 H4A를 후술하는 특정 크기로 함으로써, RF 전지(1A)는 배관(16, 17) 등이 손상되어 소정량의 전해액이 콘테이너(2) 안에 누출되더라도 콘테이너(2) 밖으로 더욱 누출되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 구성 요소마다 상세히 설명한다.
(전지 셀)
전지 셀(10C)은, 도 5, 도 6에 도시한 것과 같이 정극 전해액이 공급되는 정극 전극(14)과, 부극 전해액이 공급되는 부극 전극(15)과, 정극 전극(14), 부극 전극(15) 사이에 개재되는 격막(11)을 구비한다.
정극 전극(14), 부극 전극(15)은, 정극 전해액, 부극 전해액이 각각 공급되어 활물질이 전지 반응을 행하는 반응장이며, 탄소 재료의 섬유 집합체와 같은 다공체 등이 이용된다.
격막(11)은, 정극 전극(14), 부극 전극(15) 사이를 분리함과 더불어 소정의 이온(예, 수소 이온)을 투과하는 부재이며, 이온 교환막 등이 이용된다.
전지 셀(10C)은, 대표적으로는 도 6에 예시하는 셀 프레임(110)을 이용하여 구축된다. 셀 프레임(110)은 쌍극판(111)과 쌍극판(111)의 주연부에 형성되는 프레임 바디(112)를 포함한다.
쌍극판(111)은, 대표적으로는 일면에 정극 전극(14)이 배치되고, 타면에 부극 전극(15)이 배치되어, 전류를 흘리지만 전해액을 통과시키지 않는 도전성 부재이다. 쌍극판(111)에는, 흑연 등과 유기재를 포함하는 도전성 플라스틱판 등이 이용된다.
프레임 바디(112)는, 프레임 내에 배치되는 정극 전극(14), 부극 전극(15)에 정극 전해액, 부극 전해액을 각각 공급하는 급액 구멍(113) 및 슬릿(114)과, 전지 셀(10C) 밖으로 정극 전해액, 부극 전해액을 각각 배출하는 배액 구멍(115) 및 슬릿(116)을 갖는 절연성 부재이다. 프레임 바디(112)의 구성 재료에는, 전해액과 반응하지 않고, 전해액에 대한 내성을 갖는 수지(예, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌) 등이 이용된다. 프레임 바디(112)의 외주연 부근에는 환상의 홈이 형성되어 시일재(118)가 배치된다. 시일재(118)에는 O 링이나 평패킹 등의 탄성재가 이용된다.
전지 셀(10C)은, 단수의 전지 셀(10C)을 갖추는 싱글 셀 전지, 복수의 전지 셀(10C)이 적층되어 이루어는 멀티 셀 전지의 어느 형태나 이용할 수 있다.
멀티 셀 전지에서는 셀 스택(100)이라고 불리는 형태가 이용된다. 셀 스택(100)은, 대표적으로는 셀 프레임(110)(쌍극판(111)), 정극 전극(14), 격막(11), 부극 전극(15)이라는 순서로 복수 적층된 적층체와, 이 적층체를 사이에 둔 한 쌍의 엔드 플레이트(130, 130)와, 양 엔드 플레이트(130, 130) 사이를 체결하는 복수의 체결 부재(132)를 구비한다. 이 적층 방향의 체결력에 의해서 적층 상태를 유지함과 더불어, 인접하는 프레임 바디(112, 112) 사이에 개재되는 시일재(118)를 눌러 찌부러뜨려 적층체를 액밀하게 유지하여(도 5도 참조), 정지 셀(10C)로부터의 전해액의 누출을 방지한다. 셀 스택(100)에 있어서의 전지 셀(10C)의 수(셀수)는 적절하게 선택할 수 있다. 셀수가 많을수록 대출력 전지로 하기 쉽다. 그 밖에 도 6에 예시하는 것과 같이, 셀 스택(100)은 소정 셀수의 적층체를 서브 셀 스택(120)으로 하고, 복수의 서브 셀 스택(120)이 적층된 집합체로 할 수 있다. 각 서브 셀 스택(120)은 전해액의 급배판(122)을 구비할 수 있다.
도 1에서는, 콘테이너(2) 내에 수납되는 셀 스택(100)의 수(스택수)가 하나인 경우를 예시하지만, 스택수는 적절하게 변경할 수 있다. 스택수를 복수로 하면, 대출력 전지로 하기 쉽다. 싱글 셀 전지, 멀티 셀 전지의 어느 형태나 대형의 전극을 갖추면 대출력 전지로 하기 쉽다. 콘테이너(2)와 같은 대형의 용기라면, 복수의 셀 스택(100)이나 대형 셀 스택(100)을 수납할 수 있다.
(순환 기구)
순환 기구는, 정극 전극(14)에 순환 공급하는 정극 전해액을 저류하는 정극 탱크(34)(도 2)와, 부극 전극(15)에 순환 공급하는 부극 전해액을 저류하는 부극 탱크(35)(도 2)와, 정극 탱크(34)와 전지 셀(10C)(대표적으로는 셀 스택(100), 이하 마찬가지) 사이를 접속하는 배관(164, 174)(도 2, 도 5)과, 부극 탱크(35)와 전지 셀(10C) 사이를 접속하는 배관(165, 175)(도 2, 도 5)과, 각 탱크(34, 35)로부터 전지 셀(10C)에 공급하는 왕로를 이루는 배관(164, 165)에 설치된 정극의 펌프(184), 부극의 펌프(185)(도 5)를 구비한다. 왕로의 배관(164, 165), 전지 셀(10C)에서 탱크(3)로 전해액을 되롤리는 복로를 이루는 배관(174, 175)은 각각 상술한 급액 구멍(113)이나 배액 구멍(115)이 만드는 관로에 접속되어, 정극 전해액의 순환 경로, 부극 전해액의 순환 경로를 구축한다.
도 1에서는, 설명의 편의상, 탱크(3), 왕로의 배관(16), 복로의 배관(17), 펌프(18)를 각각 하나씩 도시하지만, 실제로는 상술된 것과 같이 정극용의 탱크(34) 및 배관(164, 174) 그리고 펌프(184), 부극용의 탱크(35) 및 배관(165, 175) 그리고 펌프(185)를 각각 구비한다. 도 2에 관해서도 마찬가지이다. 이하, 탱크(3), 배관(16, 17), 펌프(18)라고 통합하여 부르는 경우가 있다.
배관(16, 17)의 구성 재료에는, 전해액과 반응하지 않고, 전해액에 대한 내성을 갖는 상술한 수지 등을 들 수 있다. 대표적으로는, 도 1에 예시하는 것과 같이 배관(16, 17)의 일단은, 탱크(3) 내의 전해액의 액면 이하에 배치되고, 타단은 전지 셀(10C) 등에 접속되며, 중간부에 탱크(3)와의 접속 부위를 갖는다.
펌프(18)에는 공지된 것을 적절하게 이용할 수 있다.
전해액은, 정부의 활물질을 바나듐 이온으로 하는 것(특허문헌 1), 정극 활물질을 망간 이온, 부극 활물질을 티탄 이온으로 하는 것, 기타, 공지된 조성의 것을 이용할 수 있다.
탱크(3)는 상술한 전해액을 저류하는 상자형의 용기이다. 탱크(3)의 형상은 적절하게 선택할 수 있다. 콘테이너(2)를 따른 형상, 여기서는 직방체형으로 하면, 탱크(3)의 용적을 크게 하여 전해액의 저류량을 증대시키기 쉽다. 이 예의 정극 탱크(34) 및 부극 탱크(35)는 모두 가로로 긴 직방체형이며 같은 크기이다. 양 탱크(34, 35)를 합하면, 후술하는 탱크실(2T)의 내주 형상을 따르고 있고, 이 합한 폭은, 탱크실(2T)의 안목 치수보다 약간 작은 정도이다(도 2). 양 탱크(34, 35)의 높이는 콘테이너(2)의 높이 H와 같은 정도이다(도 1). 이 예에서는, 양 탱크(34, 35)는 콘테이너(2)의 폭 방향(도 2에서는 상하 방향)으로 나란하게 수납된다. 도 5에서는 설명의 편의상, 지면의 좌우에 탱크(34, 35)를 각각 도시한다. 탱크(3)의 구성 재료는, 전해액과 반응하지 않고, 전해액에 대한 내성을 갖는 상술한 수지나 고무 등을 들 수 있다. 고무 등의 가요성 재료로 이루어지는 탱크(3)라면 탄성 변형 가능하기 때문에, 대용적의 탱크(3)라도 콘테이너(2) 내에 수납하기 쉬운 데다, 탱크(3)의 내부 압력이 변동되더라도 탄성 변형에 의해서 내부 압력에 기인하는 응력을 완화하기 쉽다. 또한, RF 전지(1A)의 설치 전에는 탱크(3) 내에 전해액(6)을 저류하지 않고 빈 상태로 설치 현장으로 반송하고, 설치 후에 탱크(3) 내에 전해액(6)을 저류하면, RF 전지(1A)의 중량을 경감할 수 있어, 반송이나 설치 작업이 용이하다.
탱크(3)에 있어서의 왕로의 배관(16)과의 접속 부위, 복로의 배관(17)과의 접속 부위의 배치 위치는 적절하게 선택할 수 있다. 도 1에서는, 어느 접속 부위나 직방체형 탱크(3)의 측벽에 마련되고, 탱크(3) 내의 전해액의 액면보다 아래쪽에 위치하는 경우를 예시한다. 그 밖에, 적어도 한쪽의 접속 부위는 탱크(3)의 상부면에 마련되고, 탱크(3) 내의 액면보다 위쪽에 위치할 수도 있다(도시하지 않음, 후술하는 실시형태 4 참조).
정극 전해액의 순환 경로, 부극 전해액의 순환 경로의 일례로서, 탱크(3)로부터의 전해액을 전지 셀(10C)의 아래쪽에서 위쪽으로 향하여 흘려, 탱크(3)로 되돌리는 상승 형태로 하는 것을 들 수 있다. 상승 형태는, 전해액이 전극의 전역에 걸쳐 확산되기 쉽고, 이 점에서 전지 특성을 높이기 쉬워 바람직하다. 도 6에 도시하는 셀 프레임(110)은, 급액 구멍(113)을 아래쪽, 배액 구멍(115)을 위쪽에 구비하기 때문에, 상승 형태에 적합하게 이용할 수 있다. 상승 형태에서는, 예컨대 탱크(3)에 있어서의 왕로의 배관(16)과의 접속 부위를 탱크(3) 측벽의 아래쪽(도 1에서는 콘테이너(2)의 바닥부(20) 부근)에 형성하고, 탱크(3)에 있어서의 복로의 배관(17)과의 접속 부위를 탱크(3) 측벽의 위쪽(동 상부판부(21) 부근)에 형성하는 것을 들 수 있다. 이 경우, 탱크(3) 내에 저류되는 전해액 중, 배관(16)과의 접속 부위보다 위쪽에 저류되는 용적(상부 용적(61), 도 1에서는 가상적으로 2점쇄선의 해칭을 붙여 도시한다)이 커지기 쉽다. 그 때문에, 만일 배관(16, 17) 등이 손상되거나 하여, 탱크(3)로부터 전해액이 콘테이너(2) 내에 누출되는 경우에 누출량이 많아지기 쉽다. 누출량의 저감, 나아가서는 콘테이너(2) 밖으로의 전해액의 누출 방지의 관점에서, 탱크(3) 측벽에 있어서의 배관(16, 17)과의 접속 부위는, 탱크(3) 내의 전해액의 액면보다 아래쪽이며, 콘테이너(2)의 내저면(바닥부(20)의 내면)으로부터 떨어져, 어느 정도 높은 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
정량적으로는, 도 1에 예시하는 것과 같이 탱크(3)의 높이와 콘테이너(2)의 높이 H가 실질적으로 같은 경우에 탱크(3)에 있어서의 배관(16, 17)과의 접속 부위(가장 낮은 위치에 배치되는 접속 부위)는, 예컨대 콘테이너(2)의 내저면에서부터 콘테이너(2)의 높이 H의 70%인 지점보다 위쪽에 위치하는 것을 들 수 있다. 여기서의 높이 H란, 콘테이너(2)의 내저면에서부터 콘테이너(2)의 내측 상부판면(상부판부(21)의 내면)까지의 거리로 한다. 상기 접속 부위에 있어서의 콘테이너(2)의 내저면으로부터의 높이 위치가 콘테이너(2)의 높이 H의 70% 이상인 지점이라면, 도 1에 예시하는 것과 같이 상기 접속 부위가 탱크(3) 내의 액면 이하라도 상부 용적(61)을 작게 하기 쉬워, 누출량을 저감하기 쉽다. 나아가서는, 콘테이너(2) 밖으로의 전해액의 누출을 방지하기 쉽다. 상기 접속 부위의 높이 위치가 높이 H의 75% 이상, 또한 78% 이상, 80% 이상의 지점이라면, 상부 용적(61)을 보다 작게 하여, 누출량을 보다 저감하기 쉽다.
후술하는 것과 같이 콘테이너(2) 내부를 셀실(2C)과 탱크실(2T)로 나누고, 탱크실(2T)의 용적을 셀실(2C)보다 크게 하는 경우에는, 상부 용적(61)이 커지기 쉽다. 이 경우에 누출량을 보다 저감한다는 관점에서는, 상술한 접속 부위의 높이 위치가 높이 H의 70% 이상인 지점인 것이 바람직하다.
(콘테이너)
상술한 전지 셀(10C) 및 순환 기구는 콘테이너(2) 내에 일괄적으로 수납된다. 콘테이너(2)는, 대표적으로는 일반 화물의 수송 등에 이용되는 드라이 콘테이너를 들 수 있다. 콘테이너(2)의 형상은, 대표적으로는 직방체형, 특히 도 1에 예시하는 것과 같이 설치 상태에 있어서 가로로 긴 직방체형을 들 수 있다(도 1에서는 지면 아래쪽이 설치면 측). 이러한 콘테이너(2)는, 설치 부위를 이루는 장방형의 바닥부(20)와, 바닥부(20)에 대향 배치되는 장방형의 상부판부(21)와, 바닥부(20)의 긴 변과 상부판부(21)의 긴 변을 잇는 한 쌍의 측면부(22, 22)(도 2 참조. 도 1에서는 지면 안쪽의 측면부(22)만 보인다)와, 바닥부(20)의 짧은 변과 상부판부(21)의 짧은 변을 잇는 한 쌍의 단부면부(23, 23d)를 구비하는 것을 들 수 있다. 이 예에서는, 후술하는 도어가 설치되는 단부면부(23d)를 제외하고, 단부면부(23) 및 2개의 측면부(22, 22)는 바닥부(20)에 대하여 액밀하게 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이하, 콘테이너(2)의 설치 상태에 있어서, 콘테이너(2)의 길이 방향을 따른 크기를 길이, 길이 방향에 직교하고, 바닥부(20)에서 상부판부(21)로 향하는 방향을 높이 방향, 높이 방향을 따른 크기를 높이, 길이 방향에 직교하고, 한쪽의 측면부(22)에서 다른 쪽의 측면부(22)로 향하는 방향을 폭 방향, 폭 방향을 따른 크기를 폭이라고 부른다.
이 예의 콘테이너(2)는, 한쪽(도 1에서는 우측)의 단부면부(23d)에 개폐가 자유로운 도어를 구비한다. 작업자는, RF 전지(1A)의 운전 조건을 조정하거나 상기 구성 요소를 점검하거나 하는 등, 필요에 따라서 도어를 개폐할 수 있다. 도어의 크기, 개폐 방식 등은 적절하게 선택할 수 있다. 이 예에서는, 단부면부(23d)의 실질적으로 전체를 도어로 하며, 더블 도어를 갖춘다. 그 때문에, 더블 도어를 연 상태에서의 개구부의 크기를 단부면부(23d)의 가상의 평면 면적 정도로 할 수 있어, 작업자가 상술한 조건 조정이나 점검 등을 행하기 쉽다.
콘테이너(2)의 사이즈는 수납하는 구성 요소의 크기 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 콘테이너(2)로서, 예컨대 ISO 규격(예, ISO 1496-1:2013 등)에 준거한 국제 해상 화물용 콘테이너, 대표적으로는 20 피트 콘테이너나 40 피트 콘테이너, 45 피트 콘테이너, 이들보다 높이가 큰 20 피트 하이큐브 콘테이너나 40 피트 하이큐브 콘테이너, 45 피트 하이큐브 콘테이너 등을 이용할 수 있다. 콘테이너(2)의 구성 재료는 강철(예, 일반 구조용 압연 강재 SS400) 등의 금속을 들 수 있다. 콘테이너(2)의 각 구성 부재를 금속제로 하는 경우, 전해액이 접촉할 가능성이 있는 영역, 적어도 탱크실(2T)의 내면 등에는, 전해액과 반응하지 않고, 전해액에 대한 내성을 갖는 상술한 수지의 도장층이나 내산(耐酸) 도장, 도금(예, 귀금속이나 니켈, 크롬 등의 금속) 등으로 이루어지는 피복층을 갖추는 것이 바람직하다. 콘테이너(2)의 내면 전면(후술하는 칸막이부(24)를 포함한다)에 피복층을 갖추는 것이 보다 바람직하다.
이 예의 콘테이너(2)는, 그 가로로 긴 내부 공간을 콘테이너(2)의 길이 방향으로 둘로 나누는 칸막이부(24)를 갖추며, 한쪽의 단부면부(23d) 측을 주로 전지 셀(10C)을 수납하는 셀실(2C)로 하고, 다른 쪽(도 2에서는 좌측)의 단부면부(23) 측을 주로 탱크(3)를 수납하는 탱크실(2T)로 한다. 셀실(2C)에는 펌프(18)를 포함하여 배관(16, 17)도 수납한다. 이 수납 상태에서는, 콘테이너(2)의 길이 방향으로 전지 셀(10C)과 탱크(3)가 나란하게 배치된다(도 1). 콘테이너(2) 내부를 길이 방향으로 봤을 때, 그 일단 측에 전지 셀(10C) 및 배관(16, 17) 등을 수납하고, 타단 측에 탱크(3)를 수납하는 형태(이하, 사이드 형태라고 부른다)는, 예컨대 탱크(3)를 사이에 두고 일단 측에 전지 셀(10C) 및 배관(16, 17)의 일부, 타단 측에 펌프(18) 및 배관(16, 17)의 잔부 등이 배치되는 형태(이하, 탱크 개재 형태라고 부른다)와 비교하여, 전지 셀(10C)과 탱크(3) 사이의 배관(16, 17)의 배치 상태를 단순하게 하기 쉬워, 전지 셀(10C)과 배관(16, 17)의 접속 작업을 행하기 쉽다.
단, 상술한 사이드 형태에서는, RF 전지(1A)를 설치할 때에, 구성 요소를 수납한 콘테이너(2)를 크레인 등으로 매달아 올리면 기우는 경우가 있어, 소정의 설치 장소에 바닥부(20)를 배치하기 어려운 경우를 생각할 수 있다. 따라서, 매달아 올릴 때에 콘테이너(2)가 기울지 않도록, 바람직하게는 바닥부(20)가 수평으로 유지되도록 중량 밸런스를 고려하여, 셀실(2C)과 탱크실(2T)의 용적 분배 비율, 셀실(2C) 내의 수납물(후술하는 그 밖의 수납 부재도 포함한다)에 관해서 질량이나 셀실(2C) 내에서의 배치 위치, 탱크(3)의 질량 등을 조정하는 것이 바람직하다. 상술한 탱크 개재 형태에서는, 탱크(3)의 중심이 콘테이너(2)의 길이 방향의 중심에 중복되도록 탱크(3)를 콘테이너(2) 내에 수납하고, 이 탱크(3)를 사이에 두도록 콘테이너(2)의 일단 측에 전지 셀(10C), 타단 측에 펌프(18) 등을 수납함으로써, 중량 밸런스를 잡기 쉬운 경향이 있다.
이 예의 칸막이부(24)는 바닥부(20)로부터 세워져 설치되고, 그 상단부가 상부판부(21)에 이르는 높이와, 한쪽의 측면부(22)에서 다른 쪽의 측면부(22)에 이르는 폭을 갖는 장방형의 판재이며, 말하자면 단부면부(23)의 가상의 평면 면적에 가까운 크기 및 형상을 갖는다. 이러한 칸막이부(24)는, 고무 등의 가요성 재료로 이루어지는 탱크(3)라도 형태를 유지하기 쉽다. 이 칸막이부(24)에는 탱크(3)에 접속되는 배관(16, 17)이 삽입 관통하는 삽통 구멍을 마련하면, 탱크실(2T)과 셀실(2C) 사이에서 전해액을 유통시킬 수 있다. 칸막이부(24)의 형상, 크기 등은 적절하게 변경할 수 있다. 칸막이부(24)의 적어도 일부를 생략할 수도 있다. 칸막이부(24)에 있어서의 바닥부(20)의 내면으로부터 세워 설치하는 높이를, 예컨대 탱크(3)에 있어서의 배관(16, 17)과의 접속 부위의 위치보다 낮게 하면, 상술한 삽통 구멍을 필요로 하지 않을 수 있다.
칸막이부(24)와 바닥부(20) 사이는 실질적으로 액밀하게 유지된다. 그 때문에, 탱크(3) 등으로부터 전해액이 셀실(2C) 내에 누출된 경우에, 칸막이부(24)와 바닥부(20) 사이의 간극에서 탱크실(2T)로 전해액이 실질적으로 새지 않아, 전해액의 누출 범위를 셀실(2C) 내로 제한할 수 있다. 이 경우, 누출 후의 처리 등을 행하기 쉽다.
칸막이부(24)는 셀실(2C), 탱크실(2T)이 원하는 용적이 되도록 설치하면 된다. 이 예에서는, 탱크실(2T)의 용적이 셀실(2C) 용적의 대략 2배 정도가 되는 위치에 칸막이부(24)를 설치하고 있지만, 적절하게 변경할 수 있다. 예컨대, 탱크실(2T)의 용적과 셀실(2C)의 용적을 실질적으로 같게 하거나, 셀실(2C)을 보다 크게(탱크실(2T)을 보다 작게) 하거나 할 수도 있다.
그 밖에, 콘테이너(2)에 있어서 탱크(3)를 둘러싸는 영역에는 단열재를 배치하면, 콘테이너(2) 밖의 환경에 기인하는 탱크(3) 내의 전해액(6)의 온도 변화를 억제하기 쉬워 바람직하다. 이 예에서는, 칸막이부(24), 좌측의 단부면부(23), 바닥부(20) 및 상부판부(21), 그리고 2개의 측면부(22, 22)에 있어서의 탱크실(2T)의 형성 영역에 단열재를 갖추는 것을 들 수 있다.
(격벽부)
상술한 콘테이너(2) 내에는 추가로 격벽부(4A)를 구비한다. 격벽부(4A)는, 배관(16, 17) 등이 손상되어 소정량의 전해액이 콘테이너(2) 내에 누출된 경우에, 상술한 도어(단부면부(23d))와 바닥부(20)의 간극 등으로부터 콘테이너(2) 밖으로 더욱 누출되는 것을 방지하여, 콘테이너(2) 내에 전해액을 머물게 하기 위한 부재이다. 이러한 목적에서, 이 예의 격벽부(4A)는, 단부면부(23d) 측의 개구부 근방에, 이 개구부의 아래쪽 영역을 덮도록 마련된다.
이 예의 격벽부(4A)는 상술한 아래쪽 영역을 덮을 수 있는 크기를 갖는다. 자세하게는, 격벽부(4A)의 폭은 상술한 단부면부(23d) 측의 개구부의 폭에 대응하는 크기이다(도 2도 참조). 격벽부(4A)의 높이 H4A는, 소정량의 전해액이 콘테이너(2) 내에 누출되었을 때의 액면 높이 이상이다. 이 예의 상기 소정량은, 전지 셀(10C)의 용적 상당량과, 배관(16, 17)의 용적 상당량과, 탱크(3) 내에 저류되는 전해액(6) 중 탱크(3)에 있어서의 배관과의 접속 부위보다 위쪽에 저류되는 상부 용적(61)의 상당량의 합계량으로 한다. 여기서의 배관과의 접속 부위란, 탱크(3)에 있어서의 배관(16, 17)과의 접속 부위 중 가장 낮은 위치에 배치되는 접속 부위(도 1의 예시에서는 배관(16)과의 접속 부위)로 한다. 여기서의 액면 높이란, 바닥부(20)의 내면에서부터 액면까지의 거리로 한다. 높이 H4A란, 바닥부(20)의 내면에서부터 격벽부(4A)의 상단부까지의 최소 거리로 한다.
이 예에서는, 격벽부(4A)의 높이 H4A의 최소치는, 상술한 소정량의 전해액이 전부 셀실(2C) 내에 누출되었다고 가정하여 산출한다. 셀실(2C)은, 격벽부(4A)와, 칸막이부(24)와, 2개의 측면부(22, 22)에 있어서의 셀실(2C)의 형성 영역으로 둘러싸이는 영역(도 1에서는 가상적으로 2점쇄선의 크로스 해칭을 붙여 나타낸다)이다. 그 때문에, 높이 H4A의 최소치는, 상부 용적(61)(탱크(3)의 길이와, 탱크(3)의 폭과, 배관(16, 17)의 접속 부위에서부터 탱크(3)의 내측 상부면까지의 높이 H3의 곱)과, 전지 셀(10C)의 용적과, 배관(16, 17)의 용적과, 셀실(2C)의 길이 및 폭으로부터 산출할 수 있다.
격벽부(4A)의 높이 H4A는, 상술한 소정량의 전해액이 콘테이너(2) 내(이 예에서는 셀실(2C) 내)에 누출되었을 때의 액면 높이 이상이면 된다. 높이 H4A가 보다 크면, 콘테이너(2) 밖으로의 전해액의 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있다(후술하는 실시형태 2, 도 2의 높이 H4B도 참조). 높이 H4A가 지나치게 크면, 격벽부(4A)의 대형화, 대중량화에 따라서 작업자가 취급하기 어렵게 되어, 조립 시 등에 격벽부(4A)를 착탈하거나 점검할 때 등에 격벽부(4A) 내측으로 출입하기 어렵거나 하는 등, 작업자의 부담 증대를 초래하기 쉽다. 작업자의 부담 경감 등의 관점에서, 높이 H4A는, 상기 액면 높이 이상을 만족하는 범위에서, 예컨대 상기 액면 높이의 1.2배 이하, 또한 1.15배 이하, 1.1배 이하 정도, 또는 콘테이너(2)의 높이 H의 0.5배 이하, 또한 0.48배 이하, 0.45배 이하 정도를 들 수 있다. 이 예와 같이 격벽부(4A)의 형성 위치가 단부면부(23d)(도어) 근방이라면, 칸막이부(24)(탱크(3)) 부근인 경우와 비교하여, 셀실(2C) 내에 있어서의 누출된 전해액의 액면 높이를 낮추기 쉽기 때문에, 격벽부(4A)의 높이 H4A를 낮게 하기 쉽다.
격벽부(4A)는 상술한 특정 폭 및 특정 높이 H4A를 갖는 판재 등을 이용할 수 있다. 격벽부(4A)는 전해액에 접촉하므로, 전해액과 반응하지 않으며 전해액에 대한 내성을 갖는 재료, 예컨대 상술한 수지나 고무, 상술한 강철 등으로 이루어지는 금속판의 표면에 상기 수지로 이루어지는 피복층을 갖추는 것 등을 들 수 있다. 격벽부(4A)는, 예컨대 콘테이너(2) 내(여기서는 셀실(2C) 내)에 부착 프레임(도시하지 않음) 등을 마련해 두고서, 부착 프레임에 볼트 등의 체결 부재 등으로 부착하면 착탈하기 쉽다. 격벽부(4A)와 부착 프레임 사이에 시일재(도시하지 않음)를 개재시킬 수 있다. 이 경우, 격벽부(4A)의 구성 재료에 상관없이 액밀성을 높일 수 있다.
격벽부(4A)의 부착 부위는, 콘테이너(2)의 구성 부재 중 도어, 특히 도어의 하단부가 바닥부(20)에 이르는 크기를 갖는 도어의 형성 부위의 근방을 들 수 있다. 이러한 도어에 의해서 개폐되는 개구부의 적어도 일부를 막도록 이 개구부의 가상 평면에 대면하여 격벽부(4A)를 마련한다. 이 예에서는, 단부면부(23d)에 대면하여 격벽부(4A)를 설치하고 있지만, 도어가 측면부(22)나 단부면부(23)에 설치되어 있는 경우도 마찬가지이다. 또한, 바닥부(20)에 대하여, 단부면부(23, 23d) 및 2개의 측면부(22, 22)는 액밀하게 접속되어 있는 것이 바람직하다.
(센서)
추가로 누설 검지 센서(40)를 구비하면, 콘테이너(2) 내에 발생한 전해액의 누출을 조기에 검지할 수 있어 바람직하다. 조기 검지의 관점에서 봤을 때, 누설 검지 센서(40)는, 콘테이너(2) 내이며 격벽부(4A)의 상단부보다 아래쪽에 배치되는 것이 바람직하다. 도 1에서는, 누설 검지 센서(40)가 바닥부(20) 근처에 배치되는 경우를 예시한다. 누설 검지 센서(40)의 부착 높이(바닥부(20)의 내면으로부터의 높이)가 낮고, 바닥부(20)에 가까울수록 누출 초기, 즉 누출량이 적은 시기에 전해액의 누출을 검지할 수 있다. 그 결과, 펌프(18)를 정지하는 등의 대응을 신속히 행하여, 한층 더 누출을 방지하기 쉽다. 또한, 누출 후의 처리 등도 경감할 수 있다. 상기 부착 높이는, 예컨대 격벽부(4A) 높이 H4A의 50% 이하, 또한 40% 이하, 30% 이하 정도, 또는 콘테이너(2) 높이 H의 25% 이하, 또한 20% 이하, 15% 이하 정도를 들 수 있다.
누설 검지 센서(40) 및 후술하는 누설 검지 센서(42)는 전해액의 누출을 검지할 수 있는 공지된 누액 센서를 적절하게 이용할 수 있다. 예컨대, 부자식(浮子式) 누설 센서로 하면(특허문헌 1 참조), 전력이 불필요하고, 정전 시 등에도 검지할 수 있다.
(그 밖의 수납 부재)
그 밖에, 콘테이너(2) 내에는, 순환 기구에 있어서 펌프(18) 등의 전해액의 순환에 관여하는 기기 등을 제어하는 제어부, 이하의 탱크(3)의 환기 기구(모두 도시하지 않음) 등을 수납할 수 있다. 전지 셀(10C), 펌프(18)나 제어부 등의 기기는, 상술한 중량 밸런스를 고려하면서, 바닥부(20)로부터의 배치 높이를 어느 정도 높게 하면, 가령 탱크(3) 내에서 전해액이 콘테이너(2) 내로 누출된 경우라도 누출된 전해액에 침지하기 어렵다.
탱크(3)의 환기 기구는, 예컨대 가스 발생 장치, 가스 유량 조정 기구, 역류 방지 기구, 탱크(3)에 접속되는 배관 등을 구비한다.
가스 발생 장치는 탱크(3)의 기상을 환기하기 위한 플로우 가스를 발생시키는 것이다. 여기서, RF 전지에서는, 예컨대 전지 반응의 부반응 등에 기인하여 부극에서 수소 원소를 함유하는 가스가 발생하여 부극 탱크의 기상에 모이는 경우가 있다. 플로우 가스에 의해서 예컨대 부극 탱크(35)의 기상을 환기하면, 부극 탱크(35)의 기상 중의 수소 농도를 저하시켜 대기 중에 방출할 수 있다. 플로우 가스는 불활성 가스를 포함하거나 또는 실질적으로 불활성 가스인 것이 바람직하다. 불활성 가스는 예컨대 질소나 희가스(아르곤, 네온, 헬륨) 등을 들 수 있다. 질소를 발생할 수 있는 가스 발생 장치라면, 대기 중에서 질소를 뽑아낼 수 있기 때문에, 반영구적으로 플로우 가스를 공급할 수 있다.
가스 유량 조정 기구는, 상술한 가스 발생 장치 등의 가스 공급원으로부터 탱크(3)의 기상에 공급되는 플로우 가스의 공급량을 조정하는 것이다. 가스 유량 조정 기구는, 예컨대 유량계와 밸브를 구비하고, 유량계에서 계측한 플로우 가스의 유량에 기초하여 밸브의 개방도를 조정한다. 유량에 기초한 개방도의 결정이나 밸브의 동작 등은 상술한 제어부에 의해서 행하는 것을 예로 들 수 있다.
역류 방지 기구는, 탱크(3)에 접속된 배기용 배관에 설치되어, 배기 가스가 탱크(3)의 기상으로 역류하는 것을 방지한다. 역류 방지 기구는 예컨대 공지된 워터 시일 밸브(Water Sealed Valve) 등을 이용할 수 있다.
상술한 플로우 가스에 의해서 탱크(3)의 기상을 환기하는 구체적인 형태로서, 양 탱크(34, 35)를 연속해서 환기하는 형태 (1), (2), 각 탱크(34, 35)를 독립적으로 환기하는 형태(3)를 들 수 있다. (1) 정극 탱크(34)⇒부극 탱크(35)⇒배기라는 형태에서는, 양 탱크(34, 35)의 기상을 연통관으로 접속함과 더불어 정극 탱크(34)의 기상에 상술한 가스 발생 장치를 접속하고, 부극 탱크(35)의 기상에 배기용 배관을 접속한다. 그리고, 정극 탱크(34)의 기상에 플로우 가스를 도입하여, 정극 탱크(34) 및 연통관을 통해 부극 탱크(35)의 기상에도 플로우 가스를 공급함과 더불어 배기용 배관으로부터 배출한다. 배기용 배관의 일단은 탱크(3)에 접속하고, 타단은 콘테이너(2) 밖으로 개구시켜 콘테이너(2) 밖의 대기 중으로 배기하거나, 콘테이너(2) 내에 개구시켜 콘테이너(2)의 측면부(22) 등에 마련한 환기구로부터 배기하거나 하는 것을 들 수 있다. (2) 부극 탱크(35)⇒정극 탱크(34)⇒배기라는 형태에서는, 상기 (1)과 마찬가지로 연통관을 접속함과 더불어, 상기 (1)과는 반대로, 정극 탱크(34)의 기상에 배기용 배관을 접속하고, 부극 탱크(35)의 기상에 상술한 가스 발생 장치를 접속한다. 부극 탱크(35)의 기상에 플로우 가스를 도입하고, 연통관 및 부극 탱크(35)의 기상을 통해 정극 탱크(34)의 기상에 플로우 가스를 공급함과 더불어 배기한다. (3)의 형태에서는, 각 탱크(34, 35)의 기상에 상술한 가스 발생 장치와 배기용 배관을 접속하여, 각 탱크(34, 35)의 기상에 플로우 가스를 도입함과 더불어 배기한다.
(용도)
실시형태 1의 RF 전지(1A)는, 태양광 발전, 풍력 발전 등의 자연 에너지의 발전에 대하여, 발전 출력 변동의 안정화, 발전 전력 잉여 시의 축전, 부하 평준화 등을 목적으로 한 축전지에 이용할 수 있다. 또한, 실시형태 1의 RF 전지(1A)는, 일반적인 발전소에 병설되어, 순간 전압 강하·정전 대책이나 부하 평준화를 목적으로 한 축전지로서 이용할 수 있다.
(주요한 효과)
실시형태 1에 따른 RF 전지(1A)는, 콘테이너(2) 내에 특정 높이 H4A를 갖는 격벽부(4A)를 구비하기 때문에, 가령 배관(16, 17) 등이 손상되어 소정량의 전해액이 콘테이너(2) 내에 누출되더라도, 격벽부(4A)에 의해서 콘테이너(2) 밖으로 더욱 누출되는 것을 방지할 수 있다. 가령 상기 소정량의 전해액 전량이 누출되더라도, 격벽부(4A)의 상단부가 누출된 전해액의 액면보다 위에 위치하기 때문이다. 이 예의 상기 소정량은, 셀 등의 누출량과 탱크(3) 내의 상부 용적(61)의 상당량과의 합계량이다. 그 때문에, 예컨대 배관(16, 17)의 용적 상당량의 적어도 일부의 양의 전해액이 콘테이너(2) 내에 누출되는 경우는 물론 소정량의 전해약이 전부 콘테이너(2) 내에 누출되더라도, 콘테이너(2) 밖으로 더욱 누출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 예의 RF 전지(1A)에서는, 셀실(2C)을 형성하는 칸막이부(24)와 칸막이부(24)에 대향 배치되는 격벽부(4A) 사이, 즉 단부면부(23d) 측의 개구부의 아래쪽에 전해액이 모이기 때문에, 누출 후의 처리 등을 행함에 있어서, 도어를 열더라도 전해액이 격벽부(4A) 밖으로 유출되지 않는다. 누설 검지 센서(40)를 구비한 경우에는, 누출량이 비교적 적은 시기에 상술한 전해액의 누출을 검지할 수 있어, 콘테이너(2) 밖으로의 전해액의 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 이러한 RF 전지(1A)에서는, 상술한 콘테이너(2)의 외주를 둘러싸는 둑을 생략하거나 둑을 간소한 구성으로 하거나 할 수 있어, 설치 공사 기간이나 배치 변경 공사 기간 등을 단축할 수 있다고 기대된다.
더욱이, 이 예의 RF 전지(1A)는 이하의 효과를 발휘한다.
(1) 하나의 콘테이너(2)에, 전지 셀(10C), 탱크(3), 배관(16, 17) 등의 구성 요소가 일괄적으로 수납되어 있기 때문에, 반송하기 쉽다, 설치하기 쉽다, 상기 구성 요소를 콘테이너(2)에 의해서 보호할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
(2) 콘테이너(2) 내부를 셀실(2C)과 탱크실(2T)로 나누고, 셀실(2C) 내에 배관(16, 17)을 통합함으로써, 배관(16, 17)의 합계 길이를 짧게 하기 쉽다. 이 점에서, 배관(16, 17)의 손상에 기인한 전해액의 누출을 저감하기 쉽다고 기대된다. 또한, 상기 합계 길이가 짧음으로써, 조립 시간을 단축할 수 있고, 조립 작업성도 우수하다.
(3) 콘테이너(2) 내부를 셀실(2C)과 탱크실(2T)로 나눔으로써, 전지 셀(10C)이나 펌프(18), 상술한 제어부 등의 점검 등을 행하기 쉽다.
[실시형태 2]
이하 주로 도 3을 참조하여 실시형태 2의 RF 전지(1B)를 설명한다.
실시형태 2의 RF 전지(1B)의 기본적 구성은 실시형태 1의 RF 전지(1A)와 마찬가지이며, 전지 셀(10C)과 탱크(3)와 배관(16, 17)과 격벽부(4B)와 이들을 수납하는 콘테이너(2)를 구비한다. 실시형태 2의 RF 전지(1B)는, 추가로 콘테이너(2)의 바닥부(20)에 부착되는 하부 피트부(25)를 갖추고 있고, 탱크(3) 등으로부터 전해액이 콘테이너(2) 내에 누출된 경우에 누출액의 일부를 하부 피트부(25)에 저류할 수 있다. 이 하부 피트부(25)를 갖추는 점이 실시형태 1와의 주된 상이점이다. 이하, 실시형태 2에 관해서 실시형태 1과의 상이점을 상세히 설명하고, 실시형태 1과 공통된 구성 및 그 효과는 상세한 설명을 생략한다.
(하부 피트부)
하부 피트부(25)는 컵받침 형상의 부재이며, 바닥부(250)와 바닥부(250)의 주연부로부터 세워 설치하는 주벽부(251)를 구비한다. RF 전지(1B)에 구비되는 콘테이너(2)에서는, 이 하부 피트부(25)가 바닥부(20)에 부착되어, 말하자면 이중 바닥으로 되어 있고, 콘테이너(2)의 바닥부(20)가 내측 바닥을 이루고, 하부 피트부(25)의 바닥부(250)가 외측 바닥을 이룬다. 내측 바닥인 바닥부(20)는, 그 내외(표리)에 관통하는 개구부(20h)를 갖춘다. 하부 피트부(25)는, 콘테이너(2) 내에 누출되어 개구부(20h)를 거친 전해액을 저류하는 저류조를 포함한다. 저류조는, 그 내면의 일부가 개구부(20h)의 아래쪽에 위치하여, 개구부(20h)를 덮도록 마련된다. 이 예의 하부 피트부(25)는 그 전체를 저류조로 한다.
하부 피트부(25)의 형상, 크기는 적절하게 선택할 수 있다. 이 예의 하부 피트부(25)의 바닥부(250)는, 콘테이너(2)의 바닥부(20)와 실질적으로 동일한 크기의 장방형이다. 주벽부(251)는 바닥부(250)의 외형을 따른 장방형의 프레임 형상이다. 하부 피트부(25)의 평면 형상, 평면 면적이 콘테이너(2)의 바닥부(20)와 대략 같음으로써, 하부 피트부(25)는 그 위에 장착되는 콘테이너(2)를 안정적으로 지지하기 쉽다. 말하자면, 하부 피트부(25)는 콘테이너(2)의 설치 가대(架臺)로서 기능할 수 있다. 하부 피트부(25) 내에 적절한 보강재(도시하지 않음)를 구비하면, 하부 피트부(25)는 보다 강고한 설치 가대로서 기능할 수 있다.
하부 피트부(25)에 있어서의 저류조의 용적은 적절하게 선택할 수 있다. 저류조가 클수록 콘테이너(2) 내(이 예에서는 셀실(2C) 내)에 누출된 전해액의 액면 높이를 낮게 하기 쉽고, 콘테이너(2) 밖으로의 전해액의 누출을 방지하기 쉽다. 또한, 상술한 콘테이너(2) 내의 액면 높이를 낮출 수 있다는 점에서, 격벽부(4B)의 높이 H4B(특히 하한치)를 작게 하기 쉽다. 격벽부(4B)의 높이 H4B의 하한치가 작으면, 높이 H4B를, 상기 액면 높이를 어느 정도 넘는 크기로 하기 쉽다. 높이 H4B가 도 3에 예시하는 것과 같이 상기 액면 높이보다 충분히 높으면, 콘테이너(2) 내에 누출된 전해액이 콘테이너(2) 밖으로 누출되는 것을 보다 확실하게 방지하기 쉽다. 저류조의 용적은, 예컨대 상술한 소정량(이 예에서는 셀 등의 누출량과 상부 용적(61)의 상당량의 합계량)의 50% 이상 90% 이하, 또한 55% 이상 85% 이하, 60% 이상 80% 이하 정도를 들 수 있다.
저류조를 크게 하기 위해서는 길이, 폭 및 높이의 적어도 하나를 조정하면 된다. 저류조의 높이가 지나치게 크면, 하부 피트부(25)가 지나치게 높아 콘테이너(2)의 설치 상태가 불안정하게 될 가능성이 있기 때문에, 저류조의 길이 및 폭을 크게 하는 것이 바람직하다고 생각된다. 이 예에서는, 하부 피트부(25) 전체를 저류조로 하여, 저류조의 길이를 콘테이너(2)의 바닥부(20)의 전체 길이 상당(≒하부 피트부(25)의 바닥부(250)의 전체 길이 상당), 저류조의 폭을 콘테이너(2)의 바닥부(20)의 전체 폭 상당(≒하부 피트부(25)의 바닥부(250)의 전체 폭 상당)으로 한다. 또한, 저류조의 용적을 본 예보다 작게 할 수도 있다.
하부 피트부(25)는, 콘테이너(2)에 부착한 상태에서 RF 전지(1B)의 설치 현장으로 반송할 수 있다. 또는, 설치 현장에 하부 피트부(25)만을 미리 설치해 두고, 하부 피트부(25) 위에 콘테이너(2)를 배치하여도 좋다.
또한, 하부 피트부(25)를 포함한 콘테이너(2)의 크기가 상술한 콘테이너의 규격치를 만족하도록 하부 피트부(25)의 크기, 콘테이너(2)의 크기를 조정할 수 있다.
콘테이너(2)의 바닥부(20)에 형성되는 개구부(20h)의 크기(개구 면적, 폭이나 길이 등), 형상, 형성 위치, 개수 등은 적절하게 선택할 수 있다. 여기서는, 바닥부(20)에 있어서의 칸막이부(24) 부근의 위치에 바닥부(20)의 폭 방향으로 연장되는 복수의 긴 구멍을 갖추고, 이들 긴 구멍을 개구부(20h)로 한다. 바닥부(20)의 내외로 관통하는 복수의 관통 구멍을 개구부(20h)로 하면, 합계 개구 면적을 어느 정도 크게 확보하기 쉽고, 전해액을 저류조에 흘리기 쉽다. 또한, 각 관통 구멍의 개구 면적을 작게 하기 쉽고, 각 관통 구멍으로부터 저류조 내에 이물 등이 낙하하는 것을 방지하기 쉽다. 각 관통 구멍이 어느 정도 큰 경우에는, 개구부에 메쉬재 등을 배치하면, 전해액을 저류조에 흘릴 수 있으면서 상술한 이물의 낙하 등을 방지할 수 있다.
(센서)
더욱이, 하부 피트부(25)의 저류조 내에 누설 검지 센서(42)를 구비하면, 콘테이너(2) 내에 발생한 전해액의 누출을 조기에 검지할 수 있어 바람직하다. 전해액의 누출 초기에는 저류조 내에 전해액이 모이기 때문이다. 누출량이 적은 시기에 전해액의 누출을 검지하면, 펌프(18)를 정지하는 등의 대응을 조속히 행하여, 더 누출되는 것을 방지하고 쉽고, 누출 후의 처리도 경감할 수 있다. 저류조 내에 누설 검지 센서(42)를 구비하는 데에 더하여, 콘테이너(2) 내(이 예에서는 셀실(2C) 내)에도 누설 검지 센서(40)를 구비하면(실시형태 1 참조), 상술한 전해액의 누출을 보다 확실하게 검지할 수 있다. 또한, 양 센서(40, 42) 중, 한쪽의 센서를 백업으로서 이용할 수도 있다. 콘테이너(2) 내에 누설 검지 센서(40)를 갖추고, 저류조 내에는 누설 검지 센서(42)를 갖추지 않는 것도 가능하다.
(주된 효과)
실시형태 2의 RF 전지(1B)는, 격벽부(4B)에 더하여 하부 피트부(25)를 구비함으로써, 상술된 것과 같이 콘테이너(2) 내(이 예에서는 셀실(2C) 내)에 있어서의 누출액의 액면 높이를 낮출 수 있다. 그 때문에, 가령 상술한 소정량의 전해액이 전부 콘테이너(2) 내에 누출된 경우라도 콘테이너(2) 밖으로의 전해액의 누출을 보다 방지하기 쉽다. 특히, 콘테이너(2) 내의 격벽부(4B)의 높이 H4B를 보다 낮게 하더라도(H4B<H4A), 콘테이너(2) 밖으로의 전해액의 누출을 방지할 수 있는 데다, 격벽부(4B)를 경량·소형으로 할 수도 있다. 이러한 실시형태 2의 RF 전지(1B)는, 상술한 콘테이너(2)의 외주를 둘러싸는 둑의 생략, 둑의 생략에 따른 설치 공사 기간이나 배치 변경 공사 기간의 단축, 격벽부(4B)의 소형화·경량화에 의한 조립 작업성의 향상 등을 기대할 수 있다. 더욱이, 콘테이너(2) 내에 있어서의 누출액의 액면 높이를 낮출 수 있다는 점에서, 콘테이너(2) 내의 수납물, 특히 전지 셀(10C), 펌프(18)나 제어부 등의 전기기기류 등이 전해액에 침지되는 것을 저감하거나 또는 피하기 쉽다. 콘테이너(2)의 내면 자체에 대해서도, 누설된 전해액에 의해서 오염되는 영역을 저감할 수 있다. 따라서, 전해액 누출 후의 처리 등도 경감할 수 있다.
[실시형태 3]
이하 주로 도 4를 참조하여 실시형태 3의 RF 전지를 설명한다.
실시형태 3의 RF 전지의 기본적 구성은 실시형태 2의 RF 전지(1B)와 마찬가지고, 실시형태 2와의 주된 상이점은, 콘테이너(2)의 바닥부(20)에 있어서 개구부(20h)의 형성 위치와 격벽부(4B)(도 4에서는 우측에 위치한다)의 형성 위치의 사이에 세워져 설치되는 소벽부(26)를 갖추고, 소벽부(26)의 높이 H26는 격벽부(4B)의 높이 H4B보다 작은 점에 있다. 이하, 실시형태 3에 관해서 실시형태 2와의 상이점을 상세히 설명하고, 실시형태 2와 공통된 구성 및 그 효과는 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 실시형태 3의 RF 전지에 관해서 콘테이너(2)를 그 폭 방향에 직교하는 평면으로 절단한 종단면도이며, 콘테이너(2)의 바닥부(20)에 형성된 개구부(20h) 근방을 확대하여 도시한다.
이 예의 콘테이너(2)에서는, 칸막이부(24)와 바닥부(20)의 접속 부위를 콘테이너(2)의 폭 방향에서 보면, 소정의 간격으로 간극(240)이 형성된다. 도 4에 도시한 것과 같이, 어떤 종단면에서는, 칸막이부(24)와 바닥부(20) 사이에 높이 방향으로 연장되는 간극(240)이 보인다. 이 예의 칸막이부(24)에 있어서의 바닥부(20)와의 접속 부위(하단 측의 부위)는 요철 형상이며, 바닥부(20)의 내면에 접속된 상태에서는 간극(240)을 형성한다. 이 예의 바닥부(20)에는, 간극(240)보다 탱크(3) 측(도 4에서는 좌측)의 영역에 개구부(20h)가 형성됨과 더불어, 개구부(20h)의 내주연 근방이며 탱크(3)와는 반대쪽(격벽부(4B) 측, 도 4에서는 우측)의 영역에 소벽부(26)가 세워져 설치된다. 이 예의 소벽부(26)는, 바닥부(20)의 전체 폭에 상당하는 폭을 가지고, 간극(240)의 높이보다 낮은 높이 H26를 갖는 장방형의 판재이다. 소벽부(26)는 격벽부(4B)에 대향하도록 바닥부(20)에 마련된다.
소벽부(26)의 높이 H26(바닥부(20) 내면에서부터 소벽부(26)의 상단부까지의 거리)는, 격벽부(4B)의 높이 H4B보다 낮아도 좋고, 상술한 간극(240)의 크기나 개구부(20h)의 크기 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 높이 H26는 예컨대 격벽부(4B)의 높이 H4B의 80% 이하 정도를 들 수 있다. 높이 H26는, 격벽부(4B)의 높이 H4B의 50% 이하, 또한 40% 이하, 30% 이하 정도로 할 수도 있다. 소벽부(26)의 형성 위치는, 개구부(20h)의 형성 위치와 격벽부(4B)의 형성 위치의 사이에서 적절하게선택할 수 있다. 이 예와 같이 소벽부(26)의 형성 위치를 개구부(20h)의 근처로 하면, 소벽부(26)와 격벽부(4B)에 의해 끼워지는 작은 영역의 용적을 크게 하기 쉽다.
탱크(3) 등으로부터 전해액이 콘테이너(2) 내에 누출되면, 전해액은 우선 소벽부(26)와 격벽부(4B)와 양 측면부(22, 22)(도 2)의 일부에 둘러싸이는 작은 영역에 저류된다. 이 작은 영역의 용적을 넘는 누출량, 즉 높이 H26를 넘는 누출량에 달하면, 누출된 전해액은, 2점쇄선의 화살표로 가상적으로 나타내는 것과 같이 소벽부(26)의 상단부를 타고 넘어, 간극(240), 개구부(20h)를 순차 지나 하부 피트부(25)의 저류조에 흘러 떨어진다.
소벽부(26)를 구비함으로써, 탱크(3) 등으로부터 전해액이 콘테이너(2) 내에 누출되고 나서 하부 피트부(25)에 모이기까지의 시간을 길게 할 수 있다. 이러한 소벽부(26)를 갖추는 실시형태 3의 RF 전지에서는, 하부 피트부(25)의 저류조에 전해액이 모이기 전에, 콘테이너(2) 내에 있어서의 전해액(6)의 누출을 발견하기 쉽게 된다. 특히 소벽부(26)의 상단부보다 아래쪽에 누설 검지 센서(도시하지 않음)를 구비하고 있으면, 누출량이 보다 적은 시기에 전해액의 누출을 검지할 수 있고, 전해액의 유통을 정지하는 등의 대응을 보다 조기에 행할 수 있다. 그 결과, 콘테이너(2) 내에 있어서, 누출된 전해액에 의한 오염 영역을 보다 작게 하기 쉽고, 누출 후의 처리를 보다 경감할 수 있다. 또한, 하부 피트부(25)의 저류조 내에 누설 검지 센서(42)를 구비하는 것 및 소벽부(26)의 상단부보다 위쪽이며 격벽부(4B)의 상단부보다 아래쪽에 누설 검지 센서(40)(도 3)를 구비하는 것의 적어도 한쪽을 만족하면, 전해액(6)의 누출을 보다 확실하게 조기에 검지할 수 있다.
[실시형태 4]
실시형태 4의 RF 전지로서, 격벽부의 높이를 설정하는 소정량을 셀 등의 누출량으로 할 수 있다.
이 형태에서는, 예컨대 탱크(3)에 있어서의 배관(16, 17)과의 접속 부위를 탱크(3)의 상부면으로 하는 것을 들 수 있다. 즉, 상기 접속 부위의 높이 위치가 탱크(3) 높이의 100%의 지점이다. 이 경우, 상부 용적(61)을 실질적으로 제로로 할 수 있다. 그 때문에, 가령 배관(16, 17) 등이 손상되더라도 탱크(3) 내의 전해액(6)이 콘테이너(2) 내에 실질적으로 누출되지 않고, 가장 누출된 경우라도 그 누액량은 전지 셀(10C)의 용적 상당량과 배관(16, 17)의 합계 용적 상당량의 합계량(셀 등의 누출량)에 상당한다. 따라서, 실시형태 4의 RF 전지에 구비되는 격벽부의 높이는, 셀 등의 누출량에 상당하는 전해액이 콘테이너(2) 내에 누출되었을 때의 액면 높이 이상이 되도록 조정하면 된다.
이와 같이 탱크(3)에 있어서의 배관(16, 17)과의 접속 부위의 배치 위치, 탱크(3) 내의 액면의 배치 위치에 따라서는 격벽부의 높이를 보다 낮게 할 수 있다. 따라서, 실시형태 4의 RF 전지는, 격벽부를 보다 소형, 경량으로 할 수 있으면서 콘테이너(2) 내에 누출된 전해액이 콘테이너(2) 밖으로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 이 실시형태 4의 RF 전지에 있어서, 실시형태 2에서 설명한 하부 피트부(25)나 실시형태 3에서 설명한 소벽부(26)를 구비하면 격벽부의 높이를 더욱 낮출 수 있다.
본 발명은 이들 예시에 한정되는 것이 아니라, 청구범위에 의해서 나타내어지며, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다. 예컨대 이하의 변경이 가능하다.
(1) 도 1, 도 2에 있어서, 스택수, 순환 경로 등을 변경하거나 콘테이너(2) 내의 수납물의 배치를 변경하거나 칸막이부(24)를 생략하거나 한다.
(2) 격벽부(4A, 4B)를 도어의 형성 부위에 더하여 그 밖의 부위에 설치한다.
예컨대, 실시형태 1에서 설명한 격벽부(4A)를, 단부면부(23d) 근방에 더하여, 칸막이부(24)에 대면하도록 별도 설치하는 것을 들 수 있다. 또는, 격벽부(4A)를 L자형으로 하여, 단부면부(23d)에서 한쪽의 측면부(22)에 걸치도록 설치하거나, 장방형의 프레임형으로 하거나, 바닥을 지닌 용기형으로 하는 것을 들 수 있다.
그 밖의 RF 전지로서, 동일한 콘테이너(2) 내에 전지 셀(10C)과 탱크(3)를 수납하지 않고, 전지 셀(10C) 및 배관(16, 17)의 한 부분을 수납하는 전지 콘테이너와, 탱크(3) 및 배관(16, 17)의 다른 부분을 수납하는 탱크 콘테이너를 구비하는 것을 들 수 있다. 탱크 콘테이너로서, 정극 전해액을 저류하는 정극 콘테이너와 부극 전해액을 저류하는 부극 콘테이너를 각각 독립적으로 구비할 수도 있다. 이러한 RF 전지에 있어서, 전지 콘테이너의 도어(단부면부(23d)) 근처에 격벽부를 마련하거나, 또한 전지 콘테이너의 아래쪽에 하부 피트부(25)를 마련하거나 할 수 있다. 격벽부의 높이는, 전지 콘테이너에 수납되는 전지 셀의 용적 상당량 및 배관의 용적 상당량의 합계량에 기초하여 조정하면 된다.
[부기]
상술한 실시형태 1∼4 등 외에, 탱크 안의 전해액이 콘테이너 안으로 누출된 경우에 콘테이너 밖으로의 전해액의 누출을 방지할 수 있는 RF 전지로서, 예컨대 이하의 구성으로 할 수 있다.
[부기 1]
전지 셀과,
상기 전지 셀에 공급하는 전해액을 저류하는 탱크와,
상기 전지 셀과 상기 탱크에 접속되어 상기 전해액을 유통시키는 배관과,
상기 전지 셀과 상기 탱크와 상기 배관을 일괄적으로 수납하는 콘테이너와,
상기 콘테이너의 바닥부에 부착되는 하부 피트부를 구비하고,
상기 바닥부는 그 내외로 관통하는 개구부를 구비하고,
상기 하부 피트부는, 상기 콘테이너 내에 누출되어 상기 개구부를 거친 전해액을 저류하는 저류조를 포함하는 레독스 플로우 전지.
[부기 2]
상기 저류조의 용적은, 상기 탱크 내에 저류되는 전해액 중, 상기 탱크에 있어서의 상기 배관과의 접속 부위보다 위쪽에 저류되는 용적과 동등 이상인 [부기 1]에 기재한 레독스 플로우 전지.
[부기 3]
상기 저류조 내에 누설 검지 센서를 구비하는 [부기 1] 또는 [부기 2]에 기재한 레독스 플로우 전지.
상술한 [부기]에 있어서의 하부 피트부의 상세한 점에 관해서는 실시형태 2를 참조하면 된다. 실시형태 2에서 설명한 것과 같이, 하부 피트부의 저류조에 전해액을 저류함으로써, 상술한 격벽부(4B) 등을 갖추지 않더라도, 콘테이너 밖으로의 전해액의 누출을 방지하기 쉽다. 특히, 누설 검지 센서를 갖추면([부기 3]), 누출을 조기에 검지할 수 있어, 상술된 것과 같이 누출량이 적은 시기에 펌프의 정지 등의 대응을 취할 수 있기 때문에, 하부 피트부의 저류조가 어느 정도 작더라도 콘테이너 밖으로의 전해액의 누출을 방지할 수 있다. 저류조의 용적을 상술한 특정 크기로 하면([부기 2]), 콘테이너 내에 누출된 전해액 전량을 하부 피트부 내에 저류할 수 있고, 바람직하게는 콘테이너 내에 전해액이 실질적으로 모이지 않게 할 수 있다. 그 결과, 콘테이너 밖으로의 전해액의 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
1A, 1B: 레독스 플로우 전지(RF 전지)
10C: 전지 셀 11: 격막
14: 정극 전극 15: 부극 전극
16, 17, 164, 165, 174, 175: 배관 18, 184, 185: 펌프
100: 셀 스택 110: 셀 프레임
111: 쌍극판 112: 프레임 바디
113: 급액 구멍 114, 116: 슬릿
115: 배액 구멍 118: 시일재
120: 서브 셀 스택 122: 급배판
130: 엔드 플레이트 132: 체결 부재
2: 콘테이너 2C: 셀실
2T: 탱크실 20: 바닥부
20h: 개구부 21: 상부판부
22: 측면부 23, 23d: 단부면부
24: 칸막이부 240: 간극
25: 하부 피트부(저류조) 250: 바닥부
251: 주벽부 26: 소벽부
3: 탱크 34: 정극 탱크
35: 부극 탱크 4A, 4B: 격벽부
40, 42: 누설 검지 센서 6: 전해액
61: 상부 용적

Claims (6)

  1. 전지 셀과,
    상기 전지 셀에 공급하는 전해액을 저류하는 탱크와,
    상기 전지 셀과 상기 탱크에 접속되어 상기 전해액을 유통시키는 배관과,
    상기 전지 셀과 상기 탱크와 상기 배관을 일괄적으로 수납하는 콘테이너와,
    상기 콘테이너 내에 설치되어, 상기 전해액이 상기 콘테이너 밖으로 누출되는 것을 방지하는 격벽부를 구비하고,
    상기 격벽부의 높이는, 소정량의 전해액이 상기 배관의 손상으로 인해 상기 콘테이너 내에 누출되었을 때의 액면 높이 이상이고,
    상기 소정량은 상기 전지 셀의 용적 상당량과 상기 배관의 용적 상당량의 합계량을 포함하는 것인 레독스 플로우 전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정량은 또한, 상기 탱크 내에 저류되는 전해액 중, 상기 탱크에 있어서의 상기 배관과의 접속 부위보다 위쪽에 저류되는 용적 상당량을 포함하는 것인 레독스 플로우 전지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탱크에 있어서의 배관과의 접속 부위는, 상기 콘테이너의 내저면에서부터, 상기 콘테이너 높이의 70%의 지점보다 위쪽에 위치하는 것인 레독스 플로우 전지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘테이너의 바닥부에 부착되는 하부 피트부를 더 구비하고,
    상기 콘테이너의 바닥부는 그 내외로 관통하는 개구부를 구비하고,
    상기 하부 피트부는, 상기 콘테이너 내에 누출되어 상기 개구부를 거친 전해액을 저류하는 저류조를 포함하는 것인 레독스 플로우 전지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 저류조 내에 누설 검지 센서를 구비하는 레독스 플로우 전지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘테이너 내이며, 상기 격벽부의 상단부보다 아래쪽에 누설 검지 센서를 구비하는 레독스 플로우 전지.
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