特許 5859920 水電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5859920

(24)【登録日】2015年12月25日

(45)【発行日】2016年2月16日

(54)【発明の名称】水電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 6/34 20060101AFI20160202BHJP

   H01M 2/36 20060101ALI20160202BHJP

【ＦＩ】

   H01M6/34 A

   H01M2/36 101N

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-136386(P2012-136386)

(22)【出願日】2012年6月15日

(65)【公開番号】特開2014-2873(P2014-2873A)

(43)【公開日】2014年1月9日

【審査請求日】2015年5月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】508346505

【氏名又は名称】日本協能電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100066267

【弁理士】

【氏名又は名称】白浜 吉治

(74)【代理人】

【識別番号】100134072

【弁理士】

【氏名又は名称】白浜 秀二

(72)【発明者】

【氏名】石川 忠

(72)【発明者】

【氏名】長谷部 良明

【審査官】 山下 裕久

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３５８６８８（ＪＰ，Ｚ２）

【文献】 登録実用新案第３５８６９０（ＪＰ，Ｚ２）

【文献】 特開２００４−１５８２０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ６／０４−１２，３２−３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

縦断方向とそれに直交する横断方向とを有し、外枠体と、前記外枠体の内面に固定された正極体と、前記外枠体の内部に位置する負極体とを含み、外部から液体を注入することによって発電する水電池において、
前記外枠体は、内部に注入された液体からなる注液域と前記注液域の上方に位置するスペースとを有し、前記外枠体を前記正極体が固定された部分が下側となるように配置したときに前記正極体及び前記負極体が前記注液域に位置し、前記固定された部分が上側となるように配置されたときに前記正極体及び前記負極体のいずれか一方が前記スペースにのみ位置し、前記注液域内に位置していないことを特徴とする前記水電池。

【請求項2】

前記横断方向へ延びて前記外枠体の外周面の面積を２等分する中心線と、前記中心線によって２分される第１区域と第２区域とを有し、前記負極体は前記第１及び第２区域の少なくとも前記第１区域側に位置しており、前記正極体は前記第１区域側にのみ位置する請求項１に記載の水電池。

【請求項3】

前記縦断方向において互いに対向する第１及び第２端部と、前記第１端部を形成する正極端子と、前記第２端部を形成する負極端子とを有し、前記外枠体が略円筒形状であり、前記正極体が前記正極端子と当接する前記外枠体の内周面に沿う半円形の薄板状であり、前記負極体が前記負極端子の一部に支持された棒状であって、前記負極体は前記中心線と交差し、前記正極体は前記中心線と交差しない請求項２に記載の水電池。

【請求項4】

前記第１及び第２区域のうちの少なくとも一方が前記縦断方向へ延びる平坦部を有する請求項２又は３に記載の水電池。

【請求項5】

前記注液域の液面に浮かぶフロートと、前記外枠体内の発生ガスを排気するための通気管とを備える通気システムを有し、前記通気管の一方端は前記外枠体の外面に形成された開口に連結され、前記通気管の他方端は前記フロートを貫通するジョイントに連結されており、前記ジョイントの開口端が前記スペースに位置する請求項１〜４のいずれかに記載の水電池。

【請求項6】

前記外枠体が、前記縦断方向において対向する第１及び第２面と、前記横断方向において対向する第３及び第４面とを有する略直方体状であって、前記第１面の外面には、前記通気管の一方端に連結されたタンクが配置されており、前記第３及び第４面の内面には、それぞれ薄板状の正極体が配置されており、前記負極体は前記正極体間に位置する請求項５に記載の水電池。

【請求項7】

前記フロートは、前記通気管の他方端側の部位に配置されたウエイトを有する請求項５又は６に記載の水電池。

【請求項8】

前記タンクは、通気孔と、排水孔と、前記排水孔側に位置するウエイトとを有し、前記外枠体の前記第１面に位置する開口に回転可能に連結される請求項６に記載の水電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水を注入することによって発電する水電池に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水等の液体（電解液）を注入することによって発電する水電池は公知である。例えば、特許文献１には、液体が流れる流路と、流路内に所定間隔離間して配置された正極体と負極体とを有する水電池が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−２７８７６２号公報（ＪＰ２００７−２７８７６２Ａ）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された水電池では、流路内の液体が両電極に接触することによって電気化学反応が生じて両電極間に起電力が発生し、一定時間所要の電気エネルギーを取り出すことができる。

【0005】

本発明の課題は、従来の技術における水電池の改良であって、配置の向きを変えることによって、起電力のオンとオフとを容易に切り替えることのできる水電池の提供に関する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するために、本発明は、縦断方向とそれに直交する横断方向とを有し、外枠体と、前記外枠体の内面に固定された正極体と、前記外枠体の内部に位置する負極体とを含み、外部から液体を注入することによって発電する水電池を対象とする。

【0007】

本発明に係る水電池は、前記外枠体は、内部に注入された液体からなる注液域と前記注液域の上方に位置するスペースとを有し、前記外枠体を前記正極体が固定された部分が下側となるように配置したときに前記正極体及び前記負極体が前記注液域に位置し、前記固定された部分が上側となるように配置されたときに前記正極体及び前記負極体のいずれか一方が前記スペースにのみ位置し、前記注液域内に位置していないことを特徴とする。

【0008】

本発明の実施態様の一つは、前記横断方向へ延びて前記外枠体の外周面の面積を２等分する中心線と、前記中心線によって２分される第１区域と第２区域とを有し、前記負極体は前記第１及び第２区域の少なくとも前記第１区域側に位置しており、前記正極体は前記第１区域側にのみ位置する。

【0009】

本発明の他の実施態様の一つは、前記縦断方向において互いに対向する第１及び第２端部と、前記第１端部を形成する正極端子と、前記第２端部を形成する負極端子とを有し、前記外枠体が略円筒形状であり、前記正極体が前記正極端子と当接する前記外枠体の内周面に沿う半円形の薄板状であり、前記負極体が前記負極端子の一部に支持された棒状であって、前記負極体は前記中心線と交差し、前記正極体は前記中心線と交差しない。

【0010】

本発明のさらに他の実施態様の一つは、前記第１及び第２区域のうちの少なくとも一方が前記縦断方向へ延びる平坦面を有する。

【0011】

本発明のさらに他の実施態様の一つは、前記注液域の液面に浮かぶフロートと、前記外枠体内の発生ガスを排気するための通気管とを備える通気システムを有し、前記通気管の一方端は前記外枠体の外面に形成された開口に連結され、前記通気管の他方端は前記フロートを貫通するジョイントに連結されており、前記ジョイントの開口端が前記スペースに位置する。

【0012】

本発明のさらに他の実施態様の一つは、前記外枠体が、前記縦断方向において対向する第１及び第２面と、前記横断方向において対向する第３及び第４面とを有する略直方体状であって、前記第１面の外面には、前記通気管の一方端に連結されたタンクが配置されており、前記第３及び第４面の内面には、それぞれ薄板状の正極体が配置されており、前記負極体は前記正極体間に位置する。

【0013】

本発明のさらに他の実施態様の一つは、前記フロートは、前記通気管の他方端側の部位に配置されたウエイトを有する。

【0014】

本発明のさらに他の実施態様の一つは、前記タンクは、通気孔と、排水孔と、前記排水孔側に位置するウエイトとを有し、前記外枠体の前記第１面に位置する開口に回転可能に連結される。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る水電池によれば、外枠体に所要量の液体を注入し、外枠体をその正極体が固定された部分が下側になるように配置することによって正極体及び負極体が注液域に位置し、正極体と負極体とがイオン化反応して起電力が発生する。一方、かかる起電状態（オン状態）から上下の向きを逆にしたとき、すなわち、正極体の固定された部分が上側となるように水電池を配置したときには、正極体又は負極体のいずれか一方が注液域に位置せず、起電力が発生しない。したがって、水電池の配置態様（向き）を変えることによって起電力のオン、オフを切り替えることができるので、それを使用する電気機器の電源スイッチは不要であり、簡易な構造及び外観デザインとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態における水電池の斜視図。

【図2】水電池の分解斜視図。

【図3】図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う模式的断面図。

【図4】図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿う模式的断面図。

【図5】水電池内部に水が注入された状態における図３と同様の模式的断面図。

【図6】水電池内部に水が注入され、起電状態にある図４と同様の模式的断面図。

【図7】水電池内部に水が注入され、非起電状態にある図４と同様の模式的断面図。

【図8】水電池を使用した電球ライトの展開斜視図。

【図9】第２実施形態における水電池の斜視図。

【図10】図９に示すＸ−Ｘ線に沿う模式的断面図。

【図11】図９の配置態様における水電池の内部の様子を示す図。

【図12】外枠体の第３面を配置面に当接させた配置態様における水電池の内部の様子を示す図。

【図13】外枠体の第５面を配置面に当接させた配置態様における水電池の内部の様子を示す図。

【図14】（ａ）図１２の配置態様におけるタンクの内部の様子を示す図。（ｂ）外枠体の第２面を配置面に当接させた配置態様におけるタンクの内部の様子を示す図。（ｃ）外枠体の第１面が下方に位置する配置態様におけるタンクの内部の様子を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜第１実施形態＞
図１及び２を参照すると、水電池１０は、略円筒状であって、縦断方向Ｙ及び横断方向Ｘを有し、第１及び第２端部１１，１２と、第１及び第２端部１１，１２間において縦断方向Ｙに延びる筒状の外周面部１４とを有する外枠体１０ａを含む。外枠体１０ａの第１端部１１の表面には、水を内部に注入するための複数の注水口１６が設けられている。外周面部１４の一部には、その周方向において互いに対向する第１平坦部１７と第２平坦部１８が位置する。第１平坦部１７には、発電時において水電池１０の内部に発生する発生ガスを放出するための複数の排気口１９が位置する。外枠体１０ａは、横断方向Ｘに延び、外周面部１４を２等分する横中心線Ｑ−Ｑを有し、説明の便宜上、横中心線Ｑ―Ｑから第１平坦部１７側の第１区域２１と、横中心線Ｑ−Ｑから第２平坦部１８側の第２区域２２とに区分される。第１及び第２平坦部１７，１８はいずれか一方のみが形成されていてもよく、起電状態と非起電状態とが視認できるように、第１区域２１と第２区域２２とに異なる色彩を付したり、模様、文字、商標等からなる装飾要素を付してもよい。

【0018】

水電池１０は、円筒状の外形を形成する、例えば、金属製又はプラスチック製の中空の円筒体２３と、その内周面に当接する薄膜状の正極体（カソード）２４と、円筒体２３の内部に配置される細棒状の負極体（アノード）２５とをさらに含む。正極体２４の外面全体には、活性炭とフッ素樹脂化合物等とを混合した正極活物質がスプレー塗布した接着剤を介して固定されている。また、正極体２４は、通気孔１９から内部に発生したガスを排出し易いようにするためにメッシュ状に形成することもできる。第１端部１１は、中央に開孔を有する円形の第１封止カバー２６と、縦断方向Ｙの外側へ凸となる正極端子２７とから形成され、正極端子２７の突起２７ａが第１封止カバー２６の開孔に挿入された状態で正極端子２７と第１封止カバー２６とが嵌合される。第２端部１２は、有頭ピン状の負極端子２８と、ボルト状の第２封止カバー２９とから形成される。負極端子２８は、円形の頭部２８ａと、頭部２８ａの内面の中央部から縦断方向Ｙの内側に延び、外周面にねじ山（螺旋部）が設けられた支持部２８ｂとを有する。第２封止カバー２９は、断面円形の台座部位２９ａと、台座部位２９ａから縦断方向Ｙの内方に延びる、外周面にねじ山（螺旋部）が形成された円筒部位２９ｂとを有する。第２封止カバー２９は、台座部位２９ａと円筒部位２９ｂとの中央においてそれらを貫通する透孔３０と、台座部２９ａの外面に位置する細孔３０ａとを有する。

【0019】

第１封止カバー２６は、接着又は溶接によって円筒体２３の開口端に取り付けられており、第２封止カバー２９は、円筒部位２９ｂが円筒体２３の開口端側の内面に設けられた螺旋部２３ａに螺合し、Ｏリング３１を介して連結される。第２封止カバー２９の透孔３０の内周面には、市販の食塩（塩化ナトリウム）等を円筒中空状に固化した塩化物３２が当接して配置されており、塩化物３２の中空部には負極体２５が挿通される。水電池１０の組立状態において、塩化物３２と負極体２５とは第２封止カバー２９内に配置された、疎水性繊維不織布又はプラスチックから形成された円形の止水用パッキン３３と当接している。負極端子２８の支持部２８ｂは、第２封止カバー２９の台座部位２９ａの細孔３０ａに挿通されて止水用パッキン３３の中央に位置する貫通孔３３ａに挿入され、負極体２５の一端２５ａ側に設けられた螺旋孔３５に螺合される。負極体２５は、負極端子２８の支持部２８ｂによって円筒体２３内において安定的に固定される。

【0020】

正極体２４には、電気伝導性の良好な金属、例えば、塩化銀、ステンレス、銅合金や活性炭等を用いることができる。負極体２５には、イオン化傾向の比較的に大きな電極活物質、例えば、金属マグネシウム、アルミニウム、亜鉛等を用いることができる。

【0021】

図３及び図４を参照すると、正極体２４は、断面略半円形の薄板状であって、縦断方向Ｙにおいて離間対向する第１及び第２端部２４ａ，２４ｂと、周面部１４の周方向において離間対向する両側縁２４ｃとを有し、通気孔１９と対向して配置される。正極体２４の第１端部２４ａは内方へ向かって僅かに屈曲した形状を有して正極端子２７の内面に当接しており、第２端部２４ｂは、第２封止カバー２９の円筒部位２９ｂに当接している。図４を参照すると、正極体２４は、円筒体２３の内周寸法よりも小さい外形状を有するものであって、その両側縁２４ｃは横中心線Ｑ−Ｑと交差していない。

【0022】

図５を参照すると、水電池１０の内部には、注水口１６から円筒体２３の中空部全体の容積の約７０〜８０％の量の液体が注入されて注液領域３８が形成されており、中空部の第１端部１１側には液体が存在しないスペースＳが形成される。図６に示すとおり、第１平坦部１７が机や床面等の配置面４０に接するように配置した状態において、水電池１０の内部においてスペースＳは第２区域２２側に位置し、注液領域３８の液面ＷＬは仮想横中心線Ｑ−Ｑとほぼ並行した状態となる。かかる状態において、正極体２４は注液域３８内に位置しているので、注入された液体が酸化反応触媒として作用して正極体２４と負極体２５との間にイオン化反応及びそれによる電位差が生じ、所要の起電力が発生する。「液体」としては、例えば、水、食塩水、電解液等を用いることができ、市販のミネラル水や水道水等であっても一定の電気伝導率を有しているので酸化反応触媒として利用することができる。それらの一般的に使用される水が水電池１０の内部にオプションとして収納された塩化物３２と接触しながら注入されることによってより電気伝導率の高い電解液として利用することができ、より高い起電力を発生させることができる。また、塩化物３２が食塩を固化したものであれば第２封止カバー２９とともに絶縁体としての機能を果たす。

【0023】

本実施形態の水電池１０は、通常の単三形の乾電池と同様に、約１．０〜２．０Ｖの起電力を発生させることができる。したがって、単三形の乾電池によって電力供給される各種の家庭用電気機器の電力源として使用することができる。また、水電池１０の各寸法、注入される液体の量、正極体及び負極体の大きさ等を調整することによって、単一、単二形等の単三形以外の形式の乾電池として利用したり、船舶の大型動力装置等の電力源として利用したりすることができる。本発明の水電池１０の場合には、液体が注入されていない状態において放電しないので通常の乾電池に比べて長期保存が可能であって、数年〜数十年保存することができる。また、一度使用した後であっても内部の液体を取り出すことによって、長期間保存することが可能であって、アノードが残存している限りにおいて何度でも繰り返し再使用でき、かつ、カソードを含む外枠体１０ａ自体は半永久的に使用できる。

【0024】

図７を参照すると、図６に示した水電池１０の状態、すなわち、第１平坦部１７が配置面４０に当接した状態から１８０度回転されて、第２平坦部１８が配置面４０に当接した状態で配置されている。かかる状態において、注入された液体は重力方向へ移動して注液域３８は第２区域２２側、スペースＳは第１区域２１にそれぞれ位置し、正極体２４は注液域３８の液面ＷＬよりも上方に位置する。図示したように、かかる態様においては、正極体２４に水が触れない状態となるので、電気化学反応は生じず、起電力が発生しない状態となる。このように、水電池１０を図６に示した第１平坦部１７を配置面４０に当接した起電状態（オン状態）から１８０度回転させて図７に示した第２平坦部１８が配置面４０に当接した非起電状態（オフ状態）にすることによって、起電力のオン・オフを簡易に切り替えることができる。

【0025】

また、水電池１０を電力源として使用する電気機器において、その内部に収納された水電池１０の配置がオン・オフ状態になるように電気機器自体の上下の向きを変えることによって、電気機器自体の電源の切り替えを容易に行うことができる。したがって、電気機器自体の手動の電源スイッチ等は不要であって、その外部構造及びデザインをより簡易なものとすることができる。

【0026】

図８を参照すると、例えば、１つの水電池１０を電力源として内部に収納する、ソケット４２を有する本体４３と、蓋体４４とを含む小型ライト４５において、水電池１０の内部に水を注入し、第１平坦部１７が下方に位置する態様で小型ライト４２のソケット４３内に配置することによって、水電池１０から起電力が供給されて小型ライト４５の電球４６が点灯する。次に、小型ライトを１８０度回転させて蓋体４５の平坦な上面４４ａが当接面４０に当接するように配置することによって、水電池１０内部において注水域３８が重力方向へ移動し、すなわち、第２区域２２側に位置し、スペースＳが第１区域２１側に形成されて正極体２４が水に触れない状態となり起電力が発生せず、電源がオフになって小型ライト４５の電球４６の灯りが消える。このように、小型ライト４５等の家庭用電気機器自体の配置向きを変えることによって、その電源の切り替えを容易に行うことができるので、ボタン操作による電源スイッチ等は不要であって、より簡易な構成かつすっきりとした外観を有する。

【0027】

＜第２実施形態＞
図９を参照すると、本実施形態の水電池１０は、縦断方向Ｙにおいて互いに対向する第１及び第２面５１，５２、横断方向Ｘにおいて互いに対向する第３及び第４面５３，５４、上下方向Ｚにおいて互いに対向する第５及び第６面５５，５６を有する角状の外枠体５７と、外枠体５７内の空気（ガス）を排出するための通気システムとを含む。水電池１０は、縦断方向Ｙの寸法Ｌが約５．０〜１０．０ｃｍ、横断方向Ｘの寸法Ｗが約１．０〜５．０ｃｍ、上下方向Ｚの寸法Ｈが約１．０〜５．０ｃｍであって、約１．０〜２．０Ｖの起電力を発生することのできる比較的に大型のバッテリーである。また、外枠体５７は、横断方向Ｘに延び、その外周面を２等分する中心線Ｑを有し、第６面５６側の第１区域４８と、第５面５５側の第２区域４９とに区分される。水電池１０は、それを複合的に組み合わせることによって船舶や大型タンカーに備え付けられた電気機械装置の動力源にも使用可能であって、かかる場合には、各寸法Ｌ，Ｗ，Ｈは数メートル以上の大きさを有する。

【0028】

外枠体５７は、合成樹脂製であって、第３及び第４面５３，５４の内面には矩形薄板状の正極体（カソード）６０Ａ，６０Ｂがそれぞれ配置されており、外枠体５７内には、棒状の負極体（アノード）６６が挿抜可能に挿入される。正極体６０Ａ，６０Ｂと負極体６６とは第１区域４８に位置し、正極体６０Ａ，６０Ｂは負極体６６よりも幅寸法が大きく、正極体６０Ａ，６０Ｂ間に負極体６６が位置する。また、外枠体５７内には所要量の液体、例えば、外枠体５７内全体の許容容量の約７０〜８０％の容量の液体が注入されて注液領域６１が形成されており、注液領域６１の上方にはスペースＳが形成される。外枠体５７の第２面５２には、第６面５６側の突出部５２ａに中央に開口８０ａを有する蓋体８０が螺着されており、開口８０ａには、負極体６６の端部６６ａが挿通される。蓋体８０を取り外すことによって、外枠体５７の内部に液体を注入、排出することができる。

【0029】

通気システムは、外枠体５７の第１面５１の外面に位置する通気用及び貯水用のタンク６２と、タンク６２に連結されるシリコーンゴム等の軟質部材から形成された通気管６３とを有する。タンク６２は第１面５１に設けられた開口（取付孔）にゴム製の止水シール６４を介して挿入される延出部６５を有する。タンク６２は延出部６５を軸として外枠体５７に対して３６０度回転可能に取り付けられており、使用を重ねることによって延出部６５と止水シール６４との摺動が繰り返されて後者が摩耗したときには、それを交換することができる。タンク６２は、通気管６３からタンク６２に流れ込んできた発生ガスを排気するための通気孔６７と、タンク６２内に流れ込んできた液体を排出するための排水孔６８とを有し、排水孔６８は栓６９で封止される。タンク６２内には、通気孔６７と排水孔６８との間に分離壁７０が設けられており、分離壁７０の排水孔６８側に通気管６３に浸入してタンク６２に移動した液体７１が貯められる。また、タンク６２の内壁と分離壁７０の先端部との間にはクリアランス７２が形成されており、タンク６２の排水孔６８側には、金属製のウエイト７３が配置される。上記のとおり、タンク６２は外枠体５７に回転可能に連結されているところ、ウエイト７３が排水孔６８側に位置することから、図示するように外枠体５７の第５面５５が上方に位置する態様から上下を逆にして第６面５６が上方に位置するように配置したとしても、ウエイト７３の自重によってタンク６２が回転して排水孔６８側が下方に位置する。

【0030】

通気管６３の他端６３ｂには、ゴム製又はプラスチック製のフロート７５がその中央部を貫通するジョイント７６を介して連結される。フロート７５内は中空であって、通気管６３の他端６３ｂ側には金属製のウエイト７７が配置されている。ウエイト７７は、その質量がフロート７５の約半分が液面ＷＬから露出するように調整されている。ジョイント７６のフロート７５を貫通する側の端部は先細状であって、開口端７６ａを有する。本実施形態において、互いに連結されるタンク６２、通気管６３及びジョイント７６は別体から構成されているが、それらの一部又は全部が一体に成形されていてもよい。

【0031】

図１１に示すとおり、かかる構成を有する水電池１０において、所要量の液体が外枠体５７内に注入されることによって、フロート７５が注液域６１の液面上に浮き上がる。また、注入された液体が酸化反応触媒として作用して正極体６０Ａ，６０Ｂと負極体６６との間にイオン化反応及びそれによる電位差が生じ、所要の起電力が発生する。外枠体５７は所要の大きさを有するものであるから、通常の単三形の水電池に比べて多量の起電力を発生させることができる。ただし、水電池１０やその構成部材の大きさ、形状等を調整することによって、単三形等の市販の水電池として使用することもできる。

【0032】

発電してから一定時間経過した場合には、発電時の電気反応によって、外枠体５７内にはガスが発生し、それによって外枠体５７内の内圧が上昇し、その内部の空気は比較的に高圧となる。外枠体５７は、強度を考慮して金属や合金等の硬質材料で形成することもできるが、コスト面や水電池１０を使用する電気磁気機器の種類等を考慮してアルミやプラスチック等から形成することが好ましい。したがって、外枠体５７をプラスチック等で形成した場合には、内部に充満した発生ガスの圧力によって外枠体５７の一部にひび割れが生じて内部の水が漏れ出たりするおそれがある。かかる問題を解消するために、従来の水電池では、発生ガスを外部に放出するための排気口が水電池本体に設けられていた。しかし、排気口から発生ガスとともに内部の電解液が漏れ出て起電力の低下や漏電を生じるおそれがあった。

【0033】

本実施形態の場合には、フロート７５が液面上に浮き上がってジョイント７６の開口端７６ａがスペースＳ内に位置していることから、開口端７６ａからスペースＳ内の発生ガスの一部が通気管６３内に流入してタンク６２内に移動し、クリアランス７２を通過して外部に放出される。それにより、外枠体５７内の圧力を下げることができるので、発電時間の経過とともに多量に発生ガスが発生しても、それによる内圧によって外枠体５７がひび割れ等するのを防止することができる。また、水電池１０は、負極体６６が蓋体８０を介して外枠体５７に挿抜可能に挿入されているので、一定時間発電して起電力が低下したときに、負極体６６と外枠体５７内の水とを新たなものに交換することによって、再び所要量の起電力を発生させることができる。図示していないが、正極体６０Ａ，６０Ｂについても、第３及び第４面５３，５４の取付孔に正極体６０Ａ，６０Ｂを取り外し可能に取り付けることによって、負極体６６と同様に、起電力が低下したときに新たなものに交換してもよい。

【0034】

図１２を参照すると、第３面５３が配置面４０に配置される態様の場合には、２枚の正極体６０Ａ，６０Ｂ（アノード板）のうちの１枚の正極体６０Ａのみが注液域６１内に位置して負極体６６との間に起電力を発生させ、一方、正極体６０ＢはスペースＳに位置するので、図９に示すような２枚の正極体が注液域６１内に位置する場合に比して電気化学的面積が半減し、比較的に小さな起電力を生じることになる。また、図１３に示すとおり、第５面５５側が配置面４０に当接する配置態様のときには、負極体６６がスペースＳに位置して水と接触しない状態となるので、電気化学反応が生じず、起電力が発生しない。したがって、このように、配置面４０に対する水電池１０の位置（向き）を変えることによって、起電力を生じさせたり（オン状態）、起電力を半減させたり、起電力を発生しない状態（オフ状態）とすることができ、外枠体５７の該面に電源を切り替えるための操作ボタン等は不要である。また、図９〜１３を参照すると、外枠体５７内のフロート７５は、水電池１０が配置面４０に対してどのような向きで配置されていても、ウエイト７７の位置する側が液面ＷＬ下に位置するように回転して浮上がりかかる状態が維持されるので、常にスペースＳ内の発生ガスを外部に放出させることができる。

【0035】

図１４（ａ）を参照すると、第５面５５を配置面４０に当接した配置態様において、タンク６２は外枠体５７とともに１８０度回転して、ウエイト７３が下側に位置する態様となる。また、図１４（ｂ）を参照すると、外枠体５７の第２面５２を配置面に当接させた配置態様において、タンク６２内の液体７１は下方、すなわち、第１面５１側に位置して通気孔６７から不用意に外部に漏れ出るおそれはない。また、図１４（ｃ）を参照すると、外枠体４７の第１面５１が下方に位置する配置態様において、タンク６２内の液体７１はウエイト７３の収納された部位と分離壁７０との間に位置し、分離壁７０によって通気孔６７側への移動が規制されるので、通気孔６７から外部に漏れ出るおそれはない。

【0036】

図示していないが、例えば、正極体６０Ａ，６０Ｂと負極体６６とから延びるリード線８１，８２を電球に電気的に接続することによって、水電池１０自体を持ち運び可能な電気ライトとして利用することもできる。かかる場合には、電気ライト本体としての水電池１０の向きを変えることによって、電源のオン、オフ及び電力の強弱を調整することができるので、電源の切り替えスイッチが不要であって、簡易な構造及びシンプルな外観デザインを有することができる。また、例えば、通常の電気ライト等に使用される、消費電力が約０．５〜１．０ＷのＬＥＤ電球に使用される場合には、連続して１５〜３０時間程度連続して点灯させることができる。

【0037】

水電池１０を構成する各部材としては、前記の材料以外に、この種の物品に用いられる材料を制限なく用いることができる。また、水電池１０の形状は、本実施形態１及び２の形状に限定されるものではなく、所要の起電力を生じる限りにおいて、扁平状、楕円形状などの各種公知の形状を有していてもよい。また、各実施形態における各構成部材の各種寸法は、必要な起電力の大きさに合せて適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0038】

１０ 水電池
１０ａ 外枠体
１１ 第１端部
１２ 第２端部
２１ 第１区域
２２ 第２区域
２４ 正極体
２５ 負極体
２７ 正極端子
２８ 負極端子
３８ 注液域
５７ 外枠体
５１ 第１面
５２ 第２面
５３ 第３面
５４ 第４面
６１ 注液域
６２ タンク
６３ 通気管
６７ 通気孔
６８ 排水孔
７３ ウエイト
７５ フロート
７６ ジョイント
７６ａ ジョイントの開口端
７７ ウエイト
Ｑ 中心線
Ｓ スペース
Ｘ 横断方向
Ｙ 縦断方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】