TW201644089A - 框體、氧化還原液流電池用單元框及氧化還原液流電池 - Google Patents

框體、氧化還原液流電池用單元框及氧化還原液流電池 Download PDF

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Abstract

本發明係一種框體，氧化還原液流電池用單元框及氧化還原液流電池，其中，提供可改善細縫內之電解液的散熱，而可抑制電解液之溫度上升之使用於氧化還原液流電池用之單元的框體。一種使用於氧化還原液流電池用之單元的框體，其中，具備：加以形成前述框體之內側的開口，和電解液流通之歧管，和連接前述歧管與前述開口，在前述歧管與前述開口之間形成前述電解液之流路的細縫，前述細縫係在正交於前述電解液之流通方向的剖面中，具有相互對向之一對的側壁，而於前述細縫之深度方向的至少一部分，具有前述側壁之間隔則朝向深度方向變窄之幅狹部之框體。

Description

框體、氧化還原液流電池用單元框及氧化還原液流電池
本發明係有關使用於氧化還原液流電池之單元的框體，氧化還原液流電池用單元框及氧化還原液流電池。特別是，有關可改善加以設置於框體之細縫內的電解液之散熱，而可抑制電解液的溫度上升之氧化還原液流電池用單元之框體。
作為大容量的蓄電池之一，知道有氧化還原液流電池(以下，稱作「RF電池」之情況)(參照專利文獻1，2)。作為氧化還原液流電池之用途，除了負載平準化用途之外，還可舉出瞬間降低補償或非常用電源等的用途，加以進行大量導入的太陽光發電或風力發電等之自然能量的輸出平順化用途等。
RF電池係對於正極電解液及負極電解液，使用含有經由氧化還原而價數產生變化之金屬離子(活性物質)之電解液，進行充放電的電池。於圖10，顯示對於正極電解液及負極電解液，使用含有成為活性物質之V離 子的釩電解液之釩系RF電池300的動作原理圖。圖10中的電池單元100內之實線箭頭係各顯示充電反應，而虛線箭頭係顯示放電反應。
RF電池300係具備以使氫離子透過之離子交換膜101而分離成正極單元102與負極單元103之單元100。對於正極單元102係加以內藏有正極電極104，且貯留正極電解液之正極電解液用容器槽106則藉由導管108，110而加以連接。另一方面，對於負極單元103係加以內藏有負極電極105，且貯留負極電解液之負極電解液用容器槽107則藉由導管109，111而加以連接。並且，經由幫浦112，113，而使貯留於各容器槽106，107之電解液循環流通於單元100(正極單元102及負極單元103)，進行充放電。
對於上述RF電池300係通常，加以利用具備層積有複數的單元100之單元堆之構成。圖11係單元堆的概略構成圖。圖11所例示之單元堆10S係各複數層積加以設置雙極板21於矩形框狀之框體22內側之單元框20，正極電極104，離子交換膜101，及負極電極105而成，再由2片的端板250夾持固定其層積體而加以形成。框體22係於其內側，加以形成有開口，而單元框20係由嵌入雙極板21於框體22之開口而加以構成。單元框20係經由框體22之內周面及雙極板21的表面而於框體22之內側加以形成有凹部(腔室)24，於雙極板21的一面側，加以配置正極電極104，而於另一面，加以配置負極 電極105。對於加以形成於框體22內側之腔室24，係加以收納有電極(正極電極104或負極電極105)，而由雙極板21與框體22與離子交換膜101所圍繞的腔室24內部空間則構成單元(正極單元或負極單元)。在上述單元堆10S中，如圖11所示，於鄰接之單元框20之間，經由夾持離子交換膜101而加以配置正負一對的電極104，105之時，成為加以形成1個的單元(單單元)100者。
在單元堆10S之電解液的流通係經由貫通於框體22而加以形成之歧管200，及加以形成於框體22表面，而連結歧管200與腔室24之間的細縫210而加以進行。在圖11所例示之單元堆10S中，正極電解液係自供液歧管201，藉由加以形成於框體22之一面側(紙面表側)之供液細縫211而加以供給至收納有正極電極104之腔室24，再流通在此腔室24內，藉由排液細縫213而加以排出至排液歧管203。同樣地，負極電解液係自供液歧管202，藉由加以形成於框體22之另一面側(紙面背側)之供液細縫212而加以供給至收納有負極電極105之腔室，再藉由排液細縫214而自腔室加以排出至排液歧管204。對於單元框20之間，係為了抑制電解液之洩漏，而沿著框體22的外緣部，加以配置O環或平密封墊等之環狀的密封構件50。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-80613號公報
[專利文獻2]日本特開2002-246061號公報
在RF電池中，當加滿充電狀態的電解液於細縫內時，通過細縫內的電解液而流動有分路電流，而產生有經由分路電流之損失(分路電流損失)。有因此分路電流引起而電解液產生發熱，電解液的溫度上升之情況。例如，RF電池之待機時係於細縫內滯留有電解液之故，比較於使電解液流通之運轉時，在細縫內，電解液的溫度則容易上升。當電解液的溫度上升時，有著於電解液產生析出物，而有招致電解液產生劣化等電池性能下降之虞。另外，經由電解液的溫度上升之時，有著經由其熱而框體產生軟化而變形等，對於框體(單元框)帶來損傷之虞。隨之，抑制細縫內的電解液之溫度上升之故，而改善電解液的散熱者則為佳。
在使用於以往之RF電池的單元之框體中，一般，細縫的剖面形狀則為略正方形狀。以往，對於細縫之剖面形狀，從改善細縫內的電解液之散熱的觀點，未必進行充分之檢討。
本發明係有鑑於上述情事所作為之構成，而本發明之目的之1係提供：可在氧化還原液流電池用單元 之框體中改善細縫內之電解液的散熱，而可抑制電解液之溫度上升的框體者。
有關本發明之一形態的框體，係加以使用於氧化還原液流電池的單元之框體，具備加以形成於前述框體內側的開口，和電解液流通的歧管，和連接前述歧管與前述開口，在前述歧管與前述開口之間形成前述電解液的流路之細縫。前述細縫在正交於前述電解液之流通方向的剖面中，具有相互對向之一對的側壁，而於前述細縫之深度方向的至少一部分，具有前述側壁之間隔則朝深度方向變窄之幅狹部。
有關本發明之一形態的氧化還原液流電池用單元框係具備：有關上述本發明之一形態的框體，和嵌入於前述框體之開口的雙極板，而經由前述框體及前述雙極板而加以形成腔室於前述框體的內側。
有關本發明之一形態的氧化還原液流電池係具備：有關上述本發明之一形態的氧化還原液流電池用單元框。
上述框體係可改善細縫內之電解液之散熱，而可抑制電解液之溫度上升。上述氧化還原液流電池用單元框及氧化還原液流電池係可改善加以設置於構成單元之 框體的細縫內之電解液的散熱，而可抑制電解液之溫度上升。
100‧‧‧單元
101‧‧‧離子交換膜
102‧‧‧正極單元
104‧‧‧正極電極
103‧‧‧負極單元
105‧‧‧負極電極
106‧‧‧正極電解液用容器槽
108、110‧‧‧導管
112‧‧‧幫浦
107‧‧‧負極電解液用容器槽
109，111‧‧‧導管
113‧‧‧幫浦
20‧‧‧單元框
21‧‧‧雙極板
22‧‧‧框體
22L‧‧‧長片
22S‧‧‧短片
22o‧‧‧開口
24‧‧‧腔室
200‧‧‧歧管
201、202‧‧‧供液歧管
203、204‧‧‧排液歧管
210‧‧‧細縫
211、212‧‧‧供液細縫
213、214‧‧‧排液細縫
31‧‧‧側壁
310‧‧‧幅狹部
32‧‧‧底壁
33‧‧‧開口部
34‧‧‧角部
40‧‧‧保護板
50‧‧‧密封構件
10S‧‧‧單元堆
250‧‧‧端板
300‧‧‧氧化還原液流電池(RF電池)
圖1係顯示有關實施形態1之框體之概略正面圖。
圖2係顯示有關實施形態1之框體之單元框的概略正面圖。
圖3係顯示在有關實施形態1之框體的細縫之剖面形狀的概略剖面圖。
圖4係顯示在有關實施形態2之框體的細縫之剖面形狀的概略剖面圖。
圖5係顯示在有關實施形態3之框體的細縫之剖面形狀的概略剖面圖。
圖6係顯示在有關實施形態4之框體的細縫之剖面形狀的概略剖面圖。
圖7係顯示在有關實施形態5之框體的細縫之剖面形狀的概略剖面圖。
圖8(a)係顯示細縫的剖面形狀之變形例的概略剖面圖。
圖8(b)係顯示細縫的剖面形狀之其他變形例的概略剖面圖。
圖8(c)係顯示細縫的剖面形狀之又其他變形例的概略剖面圖。
圖9係顯示細縫的剖面形狀之其他變形例的概略剖面圖。
圖10係氧化還原液流電池之動作原理圖。
圖11係單元堆的概略構成圖。
[本發明之實施形態的說明]
本發明者們係為了抑制在加以設置於框體的細縫之電解液成分的析出，而對於改善細縫內之電解液的散熱而可抑制電解液的溫度上升之細縫的剖面形狀，嘗試進行檢討。「細縫之剖面形狀」係指意味正交於電解液之流通方向的剖面之形狀，在該剖面中，以由構成細縫之壁面與開口部所圍繞之封閉範圍所表示。在以下的說明中，只要未特別說明，「細縫之剖面」係指意味正交於電解液的流通方向之剖面。
經由分路電流之發熱而細縫內之電解液的溫度上升的情況，電解液的熱係自電解液所接觸之細縫的壁面加以散熱，而冷卻。因此，在細縫內中，在接觸於細縫之壁面的部分中，經由熱傳導而電解液之溫度則變低，而經由溫度差，引起電解液的對流。如可使此對流促進者，認為加以促進自電解液至細縫壁面的熱之移動，而電解液之散熱效率則提升。因此，本發明者們係對於可促進電解液的對流之細縫的剖面形狀加以作各種檢討。
以往的細縫之剖面形狀係如上述為略正方形狀，具有平行於框體表面之底壁，和自框體表面對於底壁而言而延伸於垂直方向，相互平行地對向之一對的側壁的形狀。也就是，以往的細縫係遍佈於細縫之深度方向全體而側壁之間隔則實質上為一定，側壁與底壁之所成角度則為直角(90°)。「細縫之深度方向」係意味在正交於電解液之流通方向的剖面中，從細縫的開口部朝向於底部，對於框體之表面而言垂直之方向(即，框體之厚度方向)。
本發明者們係為了促進電解液的對流，而考量將細縫之剖面形狀，作為具有側壁的間隔朝深度方向變窄之幅狹部的形狀者。此細縫係考量在幅狹部中，側壁之至少一方則對於深度方向而作為傾斜，在對於細縫內之電解液產生有對流時，加以促進沿著側壁而移動之電解液的對流。隨之，如此之剖面形狀的細縫係比較於側壁則相互對向，且平行於深度方向之以往的細縫，認為加以促進電解液的對流之故，可改善電解液之散熱，而可抑制電解液之溫度上升。
本發明者們係依據上述的考量，以至完成本發明。最初，列記本發明之實施形態而加以說明。
(1)有關本發明之一形態的框體，係加以使用於氧化還原液流電池的單元之框體，具備加以形成於前述框體內側的開口，和電解液流通的歧管，和連接前述歧管與前述開口，在前述歧管與前述開口之間形成前述電解 液的流路之細縫。前述細縫在正交於前述電解液之流通方向的剖面中，具有相互對向之一對的側壁，而於前述細縫之深度方向的至少一部分，具有前述側壁之間隔則朝深度方向變窄之幅狹部。
如根據上述框體，細縫則在其剖面中，於細縫的深度方向之至少一部分具有側壁之間隔則朝深度方向變窄之幅狹部之故，加以促進電解液之對流。具體而言，在幅狹部中，側壁的至少一方則對於深度方向而傾斜，可促進沿著此側壁的傾斜面而移動之電解液的對流。其結果，經由對流之電解液的散熱效果則提升。隨之，比較於以往，因可改善細縫內之電解液的散熱，而可抑制電解液之溫度上升之故，可抑制電解液成分之析出。另外，可抑制經由電解液的熱之影響之框體的軟化，變形。
「幅狹部」係指側壁的間隔則呈朝向細縫之深度方向(自開口部側至底部側)而徐緩變窄地連續性產生變化之部分。在幅狹部中，側壁之至少一方則如對於深度方向而傾斜即可，而一方之側壁則對於深度方向而傾斜，另一方的側壁則沿著深度方向亦可，而雙方的側壁則對於深度方向而傾斜亦可。「沿著深度方向」係指意味對於深度方向而實質上平行(也就是，自開口部側朝向於底部側，對於框體表面而言為垂直)者。另外，幅狹部係如位於細縫之深度方向之至少一部分即可，而於深度方向之一部分，加以形成有幅狹部，其他的部分係側壁之間隔則實質上為一定。例如，自開口部至深度方向之途中位置為 止，側壁之間隔則實質上為一定，存在有與開口部的寬度相同部分亦可。幅狹部的數係亦可為1個，而為複數亦可。遍佈於深度方向的全體而加以形成幅狹部者為佳。
(2)作為上述框體之一形態，可舉出上述細縫係具有底壁，而前述底壁係具有平行於上述框體表面之平坦面者。
如根據上述形態，由底壁具有平行於框體表面之平坦面者，比較於以往之剖面正方形狀之細縫，將細縫的剖面積作為相同之情況，可加長細縫的周長。如細縫之周長變長時，從其部分，與電解液的接觸面積則變大，自電解液至細縫壁面的熱之移動則變多之情況，經由熱傳導之電解液的散熱效果則提升。因而，更可改善細縫內之電解液之散熱，而更可抑制電解液之溫度上升。「細縫的周長」係指意味在正交於電解液之流通方向的剖面之周長，在該剖面中，以合計構成細縫之壁面的周長(側壁及底壁之全長)，和開口部的寬度之長度所表示。
(3)作為記載於上述(2)之框體之一形態，可舉出至少一方之上述側壁與上述底壁之所成角度為91°以上120°以下者。
如以往之剖面正方形的細縫，側壁與底壁之所成角度為直角(90°)時，不易產生有沿著側壁與底壁之角部的對流，而在角部附近，不易促進經由對流之電解液的散熱。由側壁與底壁之所成角度為91°以上者，在側壁與底壁之角部中，沿著側壁之傾斜面而電解液則容易產 生對流，加以促進在角部附近之電解液的散熱。由側壁與底壁之所成角度為120°以下者，將細縫的剖面積作為一定之情況，細縫的周長則未過度變長，而可抑制電解液在流通時之壓力損失則過度變大者。細縫的剖面積越大，或者細縫的周長越短，壓力損失係變小之故，而將剖面積作為相同之情況，周長為短者則可縮小壓力損失。其他，由側壁與底壁之所成角度為120°以下者，細縫的深度則未過度變淺，而容易形成細縫。細縫係例如，可舉出在經由射出成形而形成框體時同時形成，以及經由切削加工而形成者。另外，側壁與底壁之所成角度為120°以下時，細縫的開口部之寬度未過度變寬，而可縮小框體的寬度，可謀求框體之小型化者。側壁與底壁之所成角度係例如為95°以上110°以下者為佳。
(4)作為記載於上述(2)或(3)之框體之一形態，可舉出至少一方之上述側壁與上述底壁之角度則形成為曲面狀者。
由側壁與底壁之角度則形成為曲面狀者，沿著角部而電解液則容易產生對流，而加以促進在角部附近的電解液之散熱。例如，可舉出角部之曲率半徑係0.1mm以上10mm以下、更且為0.2mm以上5.0mm以下者。
(5)作為上述框體之一形態，可舉出在上述幅狹部中，上述側壁之至少一方係具有對於深度方向而言作為傾斜之傾斜面，而上述傾斜面為平面者。
由在幅狹部之側壁的傾斜面為平面者，經由 切削加工而形成細縫之情況等，容易精確度佳而加以形成。
(6)作為上述框體之一形態，可舉出在上述幅狹部中，上述側壁之至少一方係具有對於深度方向而言作為傾斜之傾斜面，而上述傾斜面為曲面者。
由在幅狹部之側壁的傾斜面為曲面者，更容易加以促進沿著傾斜面而移動之電解液之對流，而經由對流之電解液之散熱效率則更提升。
(7)作為上述框體之一形態，可舉出上述細縫係具有底壁，而前述底壁係具有突出於前述細縫的深度方向之曲面者。
如根據上述形態，由具有底壁突出於細縫之深度方向的曲面者，沿著底壁之曲面而電解液則容易產生對流，而加以促進在底壁附近之電解液之散熱。
(8)作為記載於上述(7)之框體的一形態，可舉出上述側壁與上述底壁之全面則加以形成為曲面狀者。
由側壁與底壁全面則為曲面狀，即細縫的壁面全體則加以形成為曲面者，沿著細縫之壁面(側壁及底壁)而電解液則容易產生對流，而經由對流之電解液之散熱效率則更提升。
(9)作為上述框體的一形態，可舉出在上述細縫之深度方向的任意位置中的上述側壁之間隔則自其位置，對於在開口部側之上述側壁之間隔而言為同等以下 者。
如根據上述形態，側壁的間隔則遍佈於細縫之深度方向的全體為開口部之寬度以下，且在開口部成為最寬，而在底部成為最窄。側壁的間隔則自開口部朝向於底部而變窄，而未有在深度方向的途中變寬的部分之故，容易形成細縫。例如，自底部，在細縫之深度一半的位置之側壁之間隔則成為較開口部為窄，以及自底部，較細縫的深度之1/4之位置，在底部側部分，側壁之間隔則徐緩變窄者。
(10)有關本發明之一形態的氧化還原液流電池用單元框係具備：如上述(1)~(9)任一項記載的框體，和嵌入於前述框體之開口的雙極板，而經由前述框體及前述雙極板而加以形成腔室於前述框體的內側。
如根據上述單元框，從具備有關本發明之一形態之上述框體之情況，在構成氧化還原液流電池之單元的框體中，可改善細縫內之電解液之散熱，而抑制電解液之溫度上升。隨之，可抑制電解液成分之析出，以及可抑制經由電解液的熱之影響之框體的軟化，變形。
(11)有關本發明之一形態的氧化還原液流電池係具備：上述(10)所記載之氧化還原液流電池用單元框。
如根據上述氧化還原液流電池，從具備有關本發明之一形態之上述單元框體之情況，在構成單元的框體中，可改善細縫內之電解液之散熱，而抑制電解液之溫 度上升。隨之，可抑制電解液成分之析出，以及可抑制經由電解液的熱之影響之框體的軟化，變形。
[本發明之實施形態的詳細]
有關本發明之實施形態的框體，以及氧化還原液流電池用單元框之具體例，於以下，參照圖面同時加以說明。圖中的同一符號係顯示同一或相當部分。然而，本發明係並非此等之例示者，而經由申請專利範圍所示，特意包含有與申請專利範圍均等意味及在範圍內之所有的變更者。
[實施形態1] <框體>
參照圖1~圖3，對於有關實施形態1之框體及單元框加以說明。圖1所例示之框體22係具有相互對向之一對的長片22L，和連結長片22L之端部彼此之一對的短片22S之矩形框體，於其內側加以形成有開口22o。此開口22o係加以嵌入有後述之雙極板21。框體22係可舉出以聚氯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、氟樹脂、環氧樹脂等之塑料或橡膠而形成者。
框體22係具備：貫通其表背，電解液流通之歧管200(歧管201~204)，和加以形成於其表面，在歧管200與開口22o之間形成電解液的流路之細縫210(細縫211~214)。歧管200及細縫210係例如，可在經由射出成形而形成框體22時同時形成者。
(歧管‧細縫)
歧管201，202係加以形成於框體22之一方的長片22L(在圖1中係下側的長片)，而歧管203，204係加以形成於框體22之另一方的長片22L(在圖1中係上側的長片)。細縫211，213係加以形成於框體22之一面側，而細縫212，214係加以形成於框體22之另一面側。各細縫211~214之一端係連結於各歧管201~204，而另一端係連結於開口22o，各細縫211~214係各連接各歧管201~204與加以形成於框體22之內側的開口22o。
<單元框>
參照圖2，對於具備有關圖1所示之實施形態1的框體之單元框而加以說明。圖2所例示之單元框20係具備：框體22，和加以嵌入於框體22之開口22o(參照圖1)之雙極板21。單元框20係呈自表背夾持雙極板21之周緣部地加以形成框體22，再經由射出成形等而將框體22加以一體化於雙極板21的外周。由加以嵌入雙極板21於框體22之開口22o者，經由框體22及雙極板21而加以形成凹部(腔室24)。具體而言，單元框20係經由框體22之內周面及雙極板21之表面，而於框體22之內側，加以形成收納有電極(未圖示)之腔室24。在圖2中，僅圖示單元框20之一面側(紙面表側)的腔室24，而於另一面側(紙面背側)亦加以形成有腔室。對於單元 框20之一面側的腔室，加以形成有正極電極，而對於另一面側的腔室，加以收納有負極電極，於雙極板21一面側，加以形成有正極電極，而於另一面側，加以形成有負極電極(參照圖11)。對於雙極板21係可利用塑料碳製者。
圖2所例示之單元框20(框體22)之情況，歧管201及203則為正極電解液用的供液歧管及排液歧管，而細縫211及213則為正極電解液用的供液細縫及排液細縫。歧管202及204則為負極電解液用的供液歧管及排液歧管，而細縫212及214則為負極電解液用的供液細縫及排液細縫。自各供液歧管201，202延伸之各供液細縫211，212則連結於腔室24(開口22o(參照圖1))之下緣部，而自各供液歧管203，204延伸之各排液細縫213，214則連結於腔室24(開口22o)之上緣部。也就是，自腔室24之下側加以導入電解液至腔室24內，再自腔室24之上側加以排出電解液。對於腔室24之下緣部及上緣部，係沿著緣部而加以形成有整流部(未圖示)。整流部係具有使自供液細縫211，212所導入之電解液，沿著腔室24之下緣部而加以擴散，而將自腔室24之上緣部所排出之電解液，匯集於排液細縫213，214之機能。經由此整流部，成為呈自腔室24之下緣部朝向上緣部，電解液則流通在腔室24內。
對於正負之電解液，係可利用公知的電解液。例如，作為正負之電解液係可舉出作為正極及負極的 活性物質而含有V離子之V系電解液，作為正極活性物質而含有Fe離子，而作為負極活性物質而含有Cr離子之Fe/Cr系電解液之組合，作為正極活性物質而含有Mn離子，而作為負極活性物質而含有Ti離子之Ti/Mn系電解液等。
(保護板)
對於單元框20，係加以配置有於加以形成有框體22之細縫211~214之部分，保護離子交換膜(參照圖11)之塑料製的保護板40亦可。保護板40係呈被覆各細縫211~214地，於框體22之長片22L表面，各加以配置，而對於各保護板40係於對應於各歧管201~204之位置，加以形成有貫通孔或缺口。圖2所例示之保護板40的情況，對於加以配置於加以形成有正極電解液用的細縫211，213之框體22的一面側的保護板40，係對於正極電解液用的歧管201，203而言加以形成有圓形狀的貫通孔，而對於負極電解液用的歧管202，204而言加以形成有矩形狀的缺口。相反地，在加以配置於形成有負極電解液用的細縫212，214之框體22的另一面側之保護板40中，對於正極電解液用的歧管201，203而言加以形成有矩形狀的缺口，而對於負極電解液用的歧管202，204而言加以形成有圓形狀的貫通孔。經由此保護板40，使用單元框20而構成氧化還原液流電池之單元(參照圖11)時，各細縫211~214則成為未接觸於離子交換膜，而可防 止經由細縫的凹凸而離子交換膜產生損傷者。在圖2中，僅圖示被覆加以形成框體22之一面側的細縫211，213之保護板40，但對於框體22之另一面側，亦加以配置有保護板，以保護板加以被覆細縫212，214。
(細縫之剖面形狀)
圖3係顯示在有關實施形態1之框體(單元框)的細縫210之剖面形狀。細縫210在正交於電解液之流通方向的剖面中，具有相互對向之一對的側壁31，而於細縫210之深度方向的至少一部分，具有側壁31之間隔則朝深度方向變窄之幅狹部310。以下，對於實施形態1之細縫210之剖面形狀，加以更詳細說明。
實施形態1之細縫210係具有連結一對之側壁31之下端(底部側)彼此之底壁32。此底壁32係具有平行於框體22表面之平坦面。一對之側壁31係對於深度方向而言為傾斜，側壁31之間隔則朝向深度方向(自開口部33至底壁32)而徐緩地變窄。各側壁31係自開口部33至底壁32而全面成為傾斜面，傾斜面則為平面。對於各側壁31(傾斜面)之深度方向而言之傾斜角度β係略相等。隨之，在實施形態1之細縫210中，遍佈於深度方向的全體而加以形成有幅狹部310，而細縫的剖面形狀則為將開口部33作為長邊，將底壁32作為短邊之台形狀(具體而言係等腳台形狀)
此細縫210係在深度方向之任意位置的側壁 31之間隔則較其位置，對於在開口部33側之側壁31之間隔而言為同等以下。也就是，側壁31的間隔則遍佈於深度方向的全體為開口部33之寬度以下，且在開口部33成為最寬，而在底壁32側成為最窄。
在細縫210中，側壁31與底壁32所成角部34之角度α係超過90°而不足180°，例如，可舉出91°以上120°以下、而理想為95°以上110°以下者。對於側壁31(傾斜面)之深度方向而言的傾斜角度β係例如，可舉出1°以上45°以下、更且30°以下、理想為5°以上20°以下者。開口部33之寬度w係例如，可舉出為0.1mm以上、特別是0.5mm以上20mm以下、更且，1.0mm以上8.0mm以下者。深度h(自開口部33至底壁32為止之深度方向的長度)係例如，可舉出為0.1mm以上、特別是0.5mm以上10mm以下、更且，1.0mm以上5.0mm以下者。
[作用效果]
有關實施形態1之框體22(單元框20)係於細縫210之深度方向的至少一部分具有幅狹部310，可促進沿著側壁31之傾斜面而移動之電解液的對流。經由對流之電解液的散熱效率則提升之故，可改善細縫內之電解液的散熱，而可抑制電解液之溫度上升。其結果，可抑制電解液成分的析出。特別是側壁31則對於深度方向而言作為傾斜，側壁31全面則成為傾斜面，從遍佈於深度方向全體而加以形成幅狹部310之情況，沿著側壁31而電解液 則容易產生對流，經由對流之電解液的散熱效果為高。更且，由側壁31與底壁32之所成角度α為91°以上120°以下者，在角部34中，沿著側壁31之傾斜面而電解液則容易產生對流，可促進自在角部34附近的電解液之散熱。
實施形態1之細縫210係剖面形狀為台形狀(具體而言係等腳台形狀)，比較於剖面形狀為正方形狀之以往的細縫，將剖面積作為相同之情況，細縫的周長則變長。因此，與電解液之接觸面積變大，經由熱傳導之電解液的散熱效率則提升。
另外，從側壁31的間隔則自開口部33朝向於底壁32而變窄之情況，而未有在深度方向的途中變寬的部分之故，容易形成細縫210。
[變形例]
在實施形態1中，細縫210之剖面形狀為等腳台形狀，加以說明過構成幅狹部310之一對的側壁31則對於深度方向而言為相互傾斜，側壁31之間隔則朝向深度方向而變窄之形態。作為實施形態1之變形例，一對之側壁31之中，一方的側壁31則對於深度方向而傾斜，而另一方的側壁31則沿著深度方向亦可。另外，各側壁31之傾斜角度β則亦可為不同。
接著，依據圖4~圖7，說明細縫210之剖面形狀的其他的形態例。在以下中，對於細縫210，對於與上述實施形態1同樣的構成係附上同一符號而省略其說 明，將與實施形態1之相異點為中心加以說明。
[實施形態2]
在圖4所示之實施形態2中，側壁31與底壁32之角部34則加以形成為曲面狀。
實施形態2之細縫210係由角部34則加以形成為曲面狀者，沿著角部34而電解液則容易產生對流，加以促進在角部34附近的電解液之散熱。例如，可舉出角部34之曲率半徑r係例如0.1mm以上10mm以下、更且為0.2mm以上5.0mm以下者。
[實施形態3]
在圖5所示之實施形態3中，構成幅狹部310之側壁31的傾斜面為曲面。
實施形態3之細縫210係由側壁31之傾斜面為曲面者，更可促進沿著傾斜面而移動之電解液的對流，經由對流之電解液的散熱效率則更提升。做為曲面的形狀係例如，可舉出圓弧形狀，橢圓弧形狀等。
[實施形態4]
在圖6所示之實施形態4中，底壁32則具有突出於深度方向之曲面。
實施形態4之細縫210係由底壁32具有曲面者，沿著底壁32之曲面而電解液則容易產生對流，加以 促進在底壁32附近的電解液之散熱。
[實施形態5]
在圖7所示之實施形態5中，側壁31與底壁32之全面則加以形成為曲面狀。
由側壁31與底壁32全面則為曲面狀，即細縫210的壁面全體則加以形成為曲面者，沿著壁面(側壁31及底壁32)而電解液則容易產生對流，而經由對流之電解液之散熱效率則更提升。作為細縫210之剖面形狀，係可舉出半圓形狀，半橢圓形狀等，而圖7所示之細縫210之情況，為半橢圓形狀。
(其他)
在上述之實施形態中，說明過具有底壁32之形態，但亦可為未具有底壁之形態，例如，細縫之剖面形狀為將底部作為頂點，而將開口部33作為底邊之三角形狀(具體例，二等邊三角形狀)。
在上述之實施形態中，側壁31全面則為傾斜面，加以說明過遍佈於深度方向的全體而具有幅狹部310，但側壁31之一部分則為傾斜面，而於深度方向之一部分，加以形成有幅狹部310，而其他的部分係側壁31之間隔則實質上為一定亦可。例如，如圖8(a)所示地，可舉出側壁31之上端(開口部33側)則作為傾斜，而於開口部33側具有幅狹部310之形態，或如圖8(b) 所示，側壁31之下端(底壁32側)則作為傾斜，而於底壁32側具有幅狹部310之形態。圖8(a)之情況，自幅狹部310，在底壁32側之部分，側壁31之間隔為一定，而圖8(b)之情況，在開口部33至幅狹部310為止之部分中，側壁31之間隔則與開口部33之寬度為同等。另外，如圖8(c)所示，側壁31之中央則作為傾斜，於深度方向之途中加以形成幅狹部310亦可。
更且，幅狹部310的數係不限定為1個，而亦可為複數。例如，如圖9所示，可舉出於開口部33側與底壁32側各具有幅狹部310之形態。此情況，在各幅狹部310之側壁31(傾斜面)的傾斜角度係為相同亦可，而亦可為不同。
對於具備有關以上說明之實施形態的單元框之氧化還原液流電池加以說明。將單元框適用於氧化還原液流電池之情況係由各複數層積單元框，和正極電極，和離子交換膜，和負極電極而成之單元堆(參照圖11)之形態而加以利用。並且，氧化還原液流電池係可舉例作為具備此單元堆之構成者。
[產業上之利用可能性]
本發明之框體及單元框係可最佳地利用於氧化還原液流電池之構成構件。
22‧‧‧框體
31‧‧‧側壁
32‧‧‧底壁
33‧‧‧開口部
34‧‧‧角部
210‧‧‧細縫
310‧‧‧幅狹部

Claims (11)

  1. 一種框體，係加以使用於氧化還原液流電池的單元之框體，其特徵為具備：加以形成於前述框體內側的開口，和電解液流通的歧管，和連接前述歧管與前述開口，在前述歧管與前述開口之間，形成前述電解液之流路的細縫；前述細縫係在正交於前述電解液之流通方向之剖面，具有相互對向之一對之側壁，於前述細縫之深度方向之至少一部分，具有前述側壁之間隔向深度方向變窄之幅狹部。
  2. 如申請專利範圍第1項之框體，其中，前述細縫係具有底壁，前述底壁係具有平行於前述框體之表面之平坦面。
  3. 如申請專利範圍第2項之框體，其中，至少一方之前述側壁與前述底壁所成角度為91°以上120°以下。
  4. 如申請專利範圍第2項之框體，其中，至少一方之前述側壁與前述底壁之角部為形成成為曲面狀。
  5. 如申請專利範圍第1~第4項記載之任一項之框體，其中，於前述幅狹部中，前述側壁之至少一方，係具有對於深度方向為傾斜之傾斜面，前述傾斜面為平面者。
  6. 如申請專利範圍第1~第4項記載之任一項之框體，其中，於前述幅狹部中，前述側壁之至少一方，係具有對於深度方向為傾斜之傾斜面，前述傾斜面為曲面者。
  7. 如申請專利範圍第1項之框體，其中，前述細縫係具有底壁，前述底壁係具有突出前述細縫之深度方向之曲面。
  8. 如申請專利範圍第7項之框體，其中，前述側壁與前述底壁之全面係形成成為曲面狀。
  9. 如申請專利範圍第1項之框體，其中，前述細縫之深度方向之任意的位置之前述側壁之間隔，係相較該位置，對於開口部側之前述側壁之間隔而言，為同等以下者。
  10. 一種氧化還原液流電池用單元框，其特徵係，具備：如申請專利範圍第1項記載之前述框體、嵌入前述框體之前述開口的雙極板；藉由前述框體及前述雙極板，在前述框體之內側形成腔室者。
  11. 一種氧化還原液流電池，其特徵係具備如申請專利範圍第10項記載之氧化還原液流電池用單元框。
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