JPH032955B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は概して亜鉛−塩素電池体系及び塩素の
製造／消費装置に関する。更に詳しくは本発明は
亜鉛−塩素電池群（stack）と塩素の製造装置又
は消費装置の有利な組合せに関する。

電気に対する需要の増加と留出油及び天然ガス
の入手可能性の減少（及びコストの増加）の故
に、ピーク需要電気を供給する代替方法に対する
必要性が生じて来た。現在、ピーク需要のために
発電される電気は留出油及び天然ガスを燃焼する
ジーゼルエンジン及び燃焼タービンから供給され
ている。このような方法の一つが、エネルギー貯
蔵用二次電池（secondary energy storage
battery）を使用して、夜間及びオフピーク時間
中に事業用ベース負荷装置から発電される電気を
貯え、次いでこれらの電池をピーク需要時間に放
電することである。この用途に対して考慮するこ
とのできるエネルギー貯蔵用二次電池としては鉛
−酸、リチウム−硫化鉄、ナトリウム−硫黄、及
び亜鉛−塩素の各電池が包含される。

上記の用途にエネルギー貯蔵用二次電池を使用
するためには一般的に、電池の基本設計を拡大し
て１回の放電に数メガワツト時の単位の電気エネ
ルギーを供給することのできる電池装置を形成す
る必要がある。このような電池装置の設計の一つ
が1981年９月１日に発行された、Zinc−Chlorine
Battery Plant System And Method（亜鉛−塩
素電池装置方式及び方法）の名称のホイツトルシ
ー（Whittlesey）らの米国特許第4287267号明細
書に開示されている。この電池方式は該特許権者
の1980年５月の中間報告EM−1417の
Development of Zinc−Chloride Battery for
Utility Applications（事業用亜鉛−塩素電池の進
歩）、及び1979年４月の中間報告EM−1051の
Development of the Zinc−Chlorine Battery
for Utility Applications（事業用亜鉛−塩素電池
の進歩）のような公表された報文にも記載されて
いる。この両報文とも米国カリホルニア州、パロ
アルト市のエレクトリツク・パワ−・リサーチ・
インステイテユート（Electric Power Research
Institute）に対して作製されたものである。上記
引用文献の特定の教示は参考として本明細書に組
み入れる。

電気事業は、該事業の副送電網における供給に
対する「ピーク削減（peak−shaving）」又は
「負荷平等化」（load−leveling）」の電池装置の
主要な使用者を包含するであろうけれど、電池装
置を使用することは該電気事業の産業的顧客に対
しても経済的に有利となる場合もある。

少くとも部分的にはピーク需要発生エンジン類
に関連する運転コスト及び保守費の故に、電気事
業はピーク期間にわたつて波等の産業的顧客に供
給する電気に対し典型的に割増料金を課し、又は
追加料金を定めている。この追加料金は相当な額
であり、オフピークの電力消費に対し該事業によ
つて課される通常のキロワツト時の料率に対して
数倍の量に達する場合がある。したがつて大量の
電力を消費する産業はピーク時電力消費時間中に
要する電気を供給又は補給するための電池装置の
１個又はそれ以上を使用することにより有意の節
約を行うことができる。

大量の電力を要することが知られている産業の
一つは塩素アルカリ工業である。この工業は塩水
電解溶液の安定した供給から塩素ガス、水素ガス
及び苛性ソーダを発生する電解槽より塩素及び苛
性アルカリを製造することをいう。典型的な製造
装置においては、これらの電解槽の列を使用して
おり、また各電解槽は通常、１万アンペアから３
万アンペアまでの間の電流を消費するので塩素ア
ルカリ装置の運転に要する電力は相当なものであ
る。

従来においては、塩素アルカリ工業においてエ
ネルギー貯蔵用二次電池を使用することは該工業
が中断可能な電力消費産業として分類され得るこ
とになり、電気供給事業からの、より好ましい料
金体系を得るものと思われていた。しかしなが
ら、この目的のために鉛−酸電池を使用する努力
の結果、経済的に実行可能であることが実証され
なかつた。しかし亜鉛−塩化物電池体系もまた、
この目的のために考慮することができる。なぜな
ら、該電池のライフサイクルを念頭に置いたコス
トは鉛−酸電池に対するよりも、より以上好まし
いからである。更に該亜鉛−塩化物電池体系は、
同様な「ピーク削減」能力において塩素アルカリ
工業と共に使用することができる。

したがつて、塩素アルカリ工業又はその他の塩
素製造工業に対する低費エネルギー貯蔵方式を得
るための、塩素製造装置と亜鉛−塩化物電池体系
の一部との独特の組合せを提供することが本発明
の主要な目的である。

少くとも１個の電解槽と、電池群と、該電解槽
及び亜鉛−塩化物電池群により発生する気体生成
物を有利に輸送し得るための該亜鉛−塩化物電池
体系の電解液循環下部体系とを組み合せた塩素ア
ルカリ装置を提供することが本発明の更に特定の
目的である。

少くとも１個の電解槽と、電池群と、該電池群
がその放電中に該電解槽に対する供給電力を補充
し得るための、該亜鉛−塩化物電池体系の電解液
循環下部体系とを組み合わせた塩素アルカリ装置
を提供することが本発明の追加の目的である。

塩素消費工業に対する低費エネルギー貯蔵方式
を得るために、塩素消費装置と亜鉛−塩化物電池
体系の一部との新規な組合せを提供することが本
発明のもう一つの主要目的である。

本発明のその他の利点及び特色については、下
記の好ましい実施態様の詳細の記載において図面
を参照して明らかにする。

発明の要約 本発明はその広義の観点から、ガス発生に適合
した少くとも１個の電解槽と、第一のサイクル部
分中にガスを発生し、第二のサイクル部分中にガ
スを消費することのできる少くとも１個のエネル
ギー貯蔵用二次電池とを共に有する、実証された
ガス製造装置に関する。エネルギー貯蔵用二次電
池が第一のサイクル部分中に電解槽により発生す
るガス量を補充することができるようにし、かつ
電解槽が第二のサイクル部分中にエネルギー貯蔵
用二次電池に対してガスを供給することができる
ようにするために適当な導管手段を設ける。更に
詳しくは本発明は、塩素アルカリ工業に関して亜
鉛−塩化物電池群と共に塩素を発生するに適した
少くとも１個の電解槽を有する改良された塩素製
造装置に関する。前記と同様に、該電池群の充電
中に該電池群から発生する塩素により、電解槽か
ら発生する塩素量を補充し、かつ電解槽が該電池
群の放電中に該電池群に対し塩素を供給すること
ができるようにするために導管手段を設ける。更
に、亜鉛−塩化物電池群が該電池群の放電中に電
解槽に対する供給電力を補充することができるよ
うに、電解槽と亜鉛−塩化物電池群との間に電力
調整手段を挿入することができる。運転に当つ
て、実質的にオフピーク電力消費時間中に亜鉛−
塩化物電池群を充電し、実質的にピーク時電力消
費時間中に放電する。本発明の主旨は、液体塩素
を収容するタンク車のような塩素源から塩素を輸
送するための手段を有する塩素消費装置に対して
も応用することができる。すなわち、塩素消費装
置への塩素量に対し電池群の充電中に該電池群に
より発生する塩素を補充し、かつ該電池群の放電
中に該輸送手段が該電池群に対して塩素を供給す
ることができるようにするために亜鉛−塩化物電
池群を導管手段と共に設けるのである。

好ましい実施態様 第１図において、本発明の塩素製造装置１０の
簡略化した概略図を示す。塩素製造装置１０は複
数の電解槽１２及び１４を包含し、これら電解槽
は塩水溶液の安定供給により塩素ガスを発生する
のに適合している。電解槽１２及び１４は隔膜
式、水銀式又はその他のこの種の形式の慣用の電
解槽より成ることができる。例えば典型的な隔膜
槽を運転するに当つては塩化ナトリウム又は塩化
カリウムの塩水を陽極室に供給し、槽の隔膜を通
してアルカリが生成される陰極室に流す。電解槽
の陽極において塩素ガスが生成し、陰極において
水素及びアルカリ（苛性ソーダ）が生成する。塩
素製造用電解槽の運転における機構の更に詳細な
検討を1972年、米国ニユーヨーク州、ハンチント
ン市のロバートＥ、クリーゲル パブリシング社
（Robert E.Krieger Publishing Company）発行
のChlorine，Its Manufacture，Properties And
Uses（塩素、その製造、性質及び用途）に見出す
ことができる。これは参考として本明細書に組み
入れる。

塩素製造用電解槽は直流電力により運転される
ので装置１０は、電気事業により供給される交流
電力を電解槽により要求される適合した直流電力
水準に変換するための、適当な電力調整装置１６
を包含する。塩素集合多岐管１８を、電解槽１２
及び１４の頂部において塩素ガス出口に接続させ
て、電解槽により発生した塩素ガスを集合する。
塩素製造用装置１０は慣用の塩素処理手段をも包
含し、該手段は塩素集合多岐管１８から塩素ガス
を受け入れ、それを貯蔵用又は積出し用に調製す
る。塩素集合多岐管１８からの塩素ガスは充てん
塔２０内において水との直接接触により冷却し、
次いで塔２２における硫酸により乾燥する。塩素
ガスを液化させるためにガス圧縮機２４を設けて
圧力を増大させ（典型的には25pei及び100peiま
で）、次いで塩素ガスの温度を冷却装置２６，２
８及び３０により降下させる。塩素ガスと共に存
在する、すべての異質ガスをテールガス分離装置
３２を通して実質的に排気し、かつ処理する。次
いで該塩素を貯蔵タンク３４に貯蔵し、次いで例
えばタンク車３６により積出しするために適度に
状態調節する。

本発明によれば、電解槽１２及び１４と亜鉛−
塩化物電池群とにより発生する塩素ガスを有利に
輸送することができるようにするため常時自蔵
（normally self contained）亜鉛−塩化物電池体
系の二つの下部体系３８を設ける。該設けられた
亜鉛−塩化物電池下部体系３８は電池群と電解液
循環下部体系とである。３個の各電池群４０，４
２及び４４が設けられ、それらのそれぞれが複数
の亜鉛−塩化物電池から成り、該電池は適当な直
列及び並列の組合せにおいて電気的に接続されて
電流が各電池群を通つて流れ得るようになつてい
る。該亜鉛−塩化物電池のそれぞれは、亜鉛−塩
化物の水性電解液と接触している正電極と負電極
とより成る。電池群４０〜４４を通して電解液を
循環させる手段は、各電池群に供給する電解液
を、それぞれ含有する水だめ又は貯槽４６〜５０
と、それぞれのこれら電池群に対する電解液ポン
プ５４〜５６とより成る。

電池サイクルの充電部分の間に電力調整装置１
６から電池群４０〜４４に直流電力を、亜鉛−塩
化物電解液の電気分解を生じさせるのに必要な適
度な電圧水準において供給する。電解槽における
反応物の十分な供給を維持するために電解液ポン
プ５２〜５６を運転して貯槽４６〜５０に入つて
いる電解液を電池群を通して循環させる。電解槽
内の電気分解により塩素ガスが正電極において遊
離又は発生し、金属亜鉛が負電極上に析出する。

電池サイクルの放電部分中においては該電解反
応は、正電極において塩素が消費され、負電極に
おいて金属亜鉛が溶離するように逆行する。

上記の論議から、電池群４０〜４４の充電中に
若干の手段を設けて塩素ガスを収容又は貯蔵しな
ければならないことが明らかである。同様に、電
池群４０〜４４の放電中に若干の手段を設けて充
電の際に発生する塩素ガスを該電池群に戻さなけ
ればならない。現当業界の自蔵亜鉛−塩化物電池
体系において上記のことは、充電中に作動して塩
素ガスと冷液（chilled liquid）とを混合し、塩
素水和物と呼ばれる。氷に類似する固体物質を形
成する水和物貯蔵下部体系を設けることにより達
成する。次いで放電の際に塩素を回収するために
該塩素水和物を融解して、それを電池群にポンプ
で戻すのである。これら自蔵亜鉛−塩化物電池体
系についての更に詳細な検討が本発明と同一の特
許権者が所有する下記の引用文献「Process For
Electrical Energy Using Solid Halogen
Hydrates（固体ハロゲン水和物を使用する電気エ
ネルギープロセス）」の名称のシモンズ
（Symons）の米国特許第3713888号明細書；
「Process for Forming and Storing Halogen
Hydrate in ａ Battery（電池中におけるハロゲ
ン水和物の生成及び貯蔵方法）」の名称のシモン
ズの米国特許第3809578号明細書において見出す
ことができる。これらの明細書はさきの引用文献
と共に本明細書に参考として組み入れる。

自蔵亜鉛−塩化物電池体系は他のエネルギー貯
蔵体系と比較して多くの利点及び利益を有するけ
れど、本発明者らは本発明の塩素製造装置又は塩
素消費装置において電池群及び電解液循環下部体
系を電解槽と組み合せた場合に水和物貯蔵下部体
系が不要であることを発見した。この組合せは該
装置における塩素製造操作に有意の影響を与える
ことなく、該体系の複雑性とコストとの両方を有
意に減少させる。

この独特の組合せは、充電中に電池群４０〜４
４により発生する塩素ガスにより電解槽１２及び
１４から発生する塩素ガスの量を補充し、しかも
放電中に電解槽が電池群に対し塩素ガスを供給す
ることができるようにするための導管手段を設け
ることにより行われる。したがつて充電中におい
ては電池群４０〜４４がもう一方の電解槽のよう
に効果的に動作しており、かつ放電中においては
電解槽１２及び１４が電池群に対し塩素供給源の
役目をするので塩素の貯蔵の必要がなくなる。

電池群４０〜４４には塩素輸送用多岐管５８が
設けられており、この多岐管５８は充電中に該電
池群により発生する塩素ガスを集めるように適合
させてある。弁６０を設けて、多岐管５８を通り
塩素輸送導管６２に至る塩素ガスの流れを調節す
る。導管６２の一端は、塔２０及び２２の間に挿
入されている塩素輸送導管６４に接続されている
充電中においては弁６０は開放されて電池群４０
〜４４により発生する塩素ガスを塩素処理手段に
流し（多岐管５８ならびに導管６２及び６４を経
由）、電解槽１２及び１４により発生する塩素ガ
スと合流させる。

塩素輸送導管６６を設けて、電解槽１２及び１
４において発生する塩素ガスの一部により、電池
群４０〜４４の放電中に、該電池群に対する塩素
の供給を行うことができるようにする。電解槽１
２及び１４において発生する塩素ガスは輸送導管
６２及び６６を通つて各電池群の循環手段に至
り、そこにおいて、電解液ポンプ５２〜５６を経
由し電池群を通つて循環している電解液と合流す
る。適当な弁６８を設けて、輸送導管６６を通つ
て電池群４０〜４４に至る塩素ガスの流れを調節
する。したがつて電池群の充電中は弁６６が閉じ
られ、弁６０が開放され、そして放電中は弁６０
が閉じられ、弁６６が開放されることがわかる。

電池群４０〜４４と電解槽１２及び１４を接続
する導管手段は、本発明の要旨及び範囲を逸脱す
ることなく、適当に変えることができるというこ
とに注目すべきである。例えば、輸送導管６２は
電解槽の塩素集合用多岐管１８に直接に接続する
ことができ、あるいは輸送導管６２は塩素処理手
段における他の段階において、例えば液体塩素貯
蔵タンク３４に接続することができる。

このように、放電中に電池群４０〜４４に供給
される塩素は気体又は液体のいずれの状態でもよ
いということを理解すべきである。更に、電池群
４０〜４４と電解槽１２及び１４との間の塩素ガ
ス輸送方向を導管手段の各末端におけるガス圧力
の差のみに関係させることができる適切な構成に
おいては弁６０及び６６が不要である場合もあ
る。電解槽１２及び１４と電池群４０〜４４との
間の塩素の輸送を更に十分に調節するために該導
管手段に１個又はそれ以上のガスポンプ又はオリ
フイスを設けることが望ましいこともあることを
認識すべきである。

電池群４０〜４４に貯えられた電気エネルギー
は本発明の少くとも三つの方法において、放電中
に利用することができる。電池群４０〜４４の放
電中は、電力調整装置１６が作動して該電池群を
わたつて抵抗負荷を配置し、該電池群が該負荷に
対して電力を供給又は補給することができるよう
にする。電池群に貯えられた電気エネルギーを使
用することのできる一つの方法は事業用配電網自
体を該電池群をわたる負荷として提供することで
ある。この場合においては、電力調整装置１６が
作動して、電池群４０〜４４から電力線７０に沿
つて送られて来る直流電力を事業用電力線７２に
適合する交流電力水準に変換する。このことによ
り電池群４０〜４４が「ピーク削減」又は「負荷
平等化」の能力の機能を果すことが可能となる。
利用すべき貯蔵電気エネルギーに対する、もう一
つの方法は、電池群４０〜４４に対する負荷とし
て電解槽１２及び１４を提供することである。こ
の場合においては該電力調整装置は電池群４０〜
４４と電解槽１２及び１４との間の電気的接合点
（electrical interface）として動作し、電池群が
電解槽に対し、電気事業により供給される電力と
合わせて直流電力を補充できるようにする。貯蔵
電気エネルギーを利用することのできる第三の方
法は、電気事業が装置１０に対し供給される電力
を中断する必要があると思われた場合に行われ
る。この場合においては電力調整装置１６が作動
して、電解槽１２及び１４ならびに該設備におけ
るすべての必須の補助装置を運転するに必要なす
べての電力を電池群４０〜４４が供給できるよう
にする。電力調整装置１６は一般的に、必要に応
じて交流電力を直流電力に、及び直流電力を交流
電力に変換するための１個又はそれ以上のサイリ
スタ変換機ブリツジ、力率補正コンデンサ、調波
フイルタ、及び電力を電池群から電解槽に輸送す
るのに適切な開閉装置より成る。

第２図及び第３図を参照して、本発明の塩素製
造装置１０の好ましい運転方法を説明する。

第２図は、塩素製造装置１０と、エネルギー貯
蔵を利用しない塩素製造装置とにより、24時間に
わたつて必要とされる電力を比較するグラフ図で
ある。エネルギー貯蔵を利用しない場合は、塩素
製造装置のエネルギー消費は電解槽の特性に基づ
き典型的には一定である。概して、この形式の電
解槽は通常には一定の電力消費速度、すなわち該
電解槽に対する最も効果的な運転条件に対応する
速度において運転される。しかしながら塩素製造
装置において本発明の第二のエネルギー貯蔵電池
体系が採用される場合には、該電池体系が実質的
にオフピーク電力消費時間中に充電され、かつ実
質的にピーク時電力消費時間中に放電されること
が好ましい。通常の電気施設に対するピーク需要
の代表的な時間は一般的には第２図に示されるよ
うに午前11：00時から午後７：00時までに拡がつ
ている。例として塩素製造装置１０を取れば、第
２図の曲線部分７６及び７８は電池群４０〜４４
がオフピーク時間中に充電された場合に、破線８
０によつて示される通常の電力消費速度に比較し
て該装置１０によつて消費される電力が増加する
ことを示す。しかしながら電池群４０〜４４を使
用して、放電中に電解槽１２及び１４に対する電
力の供給を補充する場合には、曲線部分８２は電
力消費速度が該装置に対する通常の電力消費速度
以下に減少することを示す。

第３図は上述の方法にしたがい塩素製造装置１
０を運転することにより達成される有利な結果を
グラフ的に示す。第３図は、塩素製造装置１０
と、本発明のエネルギー貯蔵方式を利用しない塩
素製造装置とに対する24時間にわたる電力消費コ
ストを比較するグラフ図である。破線８４はオフ
ピーク時間中の電力消費に関係する通常のコスト
を表わし、一方において破線８６はピーク時間中
の電力消費に関係するコストを表わす。電池群４
０〜４４がオフピーク時間中に充電される場合、
曲線部分８８は該装置に対する電力消費量の増加
によりコストが増加することを示す。しかしなが
ら電池群４０〜４４がピーク時間中に放電する場
合には曲線部分９０は、この時間に関係する通常
のコストと比較して電力購入費が実質的に減少す
ることを示す。効率100％のエネルギー貯蔵用二
次電池は存在しないことに注目すべきである。し
たがつて電池群４０〜４４の充電中に装置１０に
より消費されたエネルギーの一部は放電中におい
て回収されないであろう。しかしながら本発明の
二次エネルギー貯蔵方式を採用することにより達
成される節約の量は、該エネルギー貯蔵装置自体
を購入し、維持する費用と該電池サイクルにわた
つてのエネルギーロスから生ずるコストとよりも
かなり大きいと思われる。更に、上記に論じたエ
ネルギーの貯蔵を利用することにより、塩素製造
装置に対し信頼性のある代用電源が提供されるこ
とにもなる。

塩素製造装置１０において弁６０及び６８が使
用される場合には上述の運転方法は、該弁を調節
して電池群４０〜４４の充電中に発生する塩素に
より電解槽１２及び１４において発生する塩素量
を補充し、かつ該弁を調節して電池群の放電中に
該電解槽が該電池群に塩素を供給することができ
るようにさせる工程をも包含する。すなわち、充
電中は弁６０は能力化（enabled）又は開放さ
れ、一方弁６８は無能力化（disabled）又は閉鎖
される。同様に放電中は弁６８は能力化又は開放
され、一方弁６０は無能力化又は閉鎖される。更
に電池群４０〜４４が、一般的には充電又は放電
の時以外のすべての時間である待機状態にある
時、電解液ポンプ５２〜５６は電解液を循環させ
ることのできない状態に、又は停止されているこ
とができるということに注目すべきである。電解
液ポンプ５２〜５６が止められるので電池中の電
解液反応物が急速に空になり、そのため電池群に
おいて起り得る自己放電の程度を制限する。この
ような状態においては電池群４０〜４４は長時間
にわたり、充電中に貯えたエネルギーの最小のロ
スのみを以つて、無負荷状態にあることができ
る。

電池群４０〜４４が装置１０の全体的生産に対
して有する効果に関しては、電解槽１２及び１４
からの水素ガス及び苛性ソーダの生産は無影響で
あることに注目すべきである。水素ガス及び苛性
ソーダは電池群４０〜４４の充電中及び放電中の
両方において、電解槽１２及び１４に対する通常
の一定の速度において発生する。しかしながら塩
素ガスの生産は、電池群４０〜４４が充電及び放
電されるので24時間にわたつて変動する。それに
も拘らず24時間にわたる装置１０の全塩素生産量
は、電池群４０〜４４が充電及び放電されるか否
かに関係なく同一に保たれる。もし第２図の
「ｙ」アクセス（“ｙ”access）が装置１０に対す
る塩素生成量を表わすと仮定すれば、破線８０に
より表わされるようなエネルギー貯蔵を行わずに
生成される塩素量と比較して、電池群４０〜４４
が充電及び放電される場合に生成される塩素量は
一般的に曲線部分７６，７８及び８２にしたが
う。自蔵亜鉛−塩化物電池方式におけるように、
電池群の充電中に発生する塩素ガスの量は該電池
群の放電中に要する塩素の量と同一であるので、
装置１０は一般的に電池サイクルにわたつて生成
する塩素のいかなる正味の損失及び利得をも経験
しない。また電池サイクルにわたつて、該電池群
から無視し得る量の水素ガス及び二酸化炭素ガス
が典型的に遊離することに注目される場合もあ
る。しかしながら電池群からの、これらの及びそ
の他の異質ガスは、それらが該装置１０のテール
ガス分離装置３２を経由して除去されるので設備
１０に影響を及ぼさない。

第４図は本発明の塩素消費装置９２の単純化し
た概略線図を示す。簡単にするため塩素製造装置
１０の同様な構成成分に類似する、塩素消費装置
９２のそれら構成成分を、プライム（ダツシユ）
符号を付した同一の参照数字により示す。塩素消
費装置９２は塩素の利用を必要とする任意の工業
的又は化学的の処理装置から成ることができる。
例えば塩素消費装置１０は、その後における公共
による内部消費用の水の精製のために実質量の塩
素を使用する水処理装置より成ることができる。
また水処理装置は、水を貯水槽、河川又はその他
の貯水池から遠隔の消費者までポンプ輸送するた
めに有意量の電気エネルギーを要する場合がある
ということにも注目すべきである。

塩素消費装置９２に対する塩素源は塩素液を収
容するタンク車３６′である。適当な蒸発器９４
を設けて液体塩素を気体に戻し、輸送導管９６を
設けて塩素ガスを蒸発器９４から工業的又は化学
的処理装置への輸送を容易にする。塩素製造装置
１０の場合のように塩素消費装置９２には亜鉛−
塩化物電池下部体系３８′と、充電中に電池群４
０′〜４４′により発生する塩素を塩素消費装置９
２への塩素量に対して補充し、かつ輸送導管９６
が放電中の電池群に塩素を供給することができる
ようにするための適当な導管手段とを設ける。該
導管手段に対する好適な改良の一つの例示とし
て、輸送導管６６′を輸送導管６２′に接続せず
に、むしろ直接に輸送導管９６に接続する。輸送
導管６２′と６６′との間の輸送導管９６に適当な
弁９７を設けることもできる。

塩素消費装置９２には電力調整装置９８を設け
ることもできる。この電力調整装置９８は、塩素
消費装置９２が直流電力ではなく交流電力を必要
とする点において塩素製造設備１０の電力調製装
置１６と異なる場合がある。しかしながら電力発
生装置９８は塩素製造装置１０に対して上記に論
じた態様と同様な態様において電池群４０′〜４
４′に貯えられた電気エネルギーを使用するよう
に動作する。したがつて塩素消費装置９２のエネ
ルギー貯蔵操作の特徴は上述の塩素製造装置１０
に対するそれらの特徴に類似する。また塩素製造
装置１０の場合のように塩素消費装置９２は一般
的に、電池サイクル中に正味損失又は利得を経験
しないことにも注目すべきである。すなわち塩素
消費装置９２は電池群４０′〜４４′が充電及び放
電されるか否かに拘らず同量の塩素を取得する。

本発明の主旨は特定の電池群の形態又は使用す
る電解液循環方式により限定されるものではない
ことに注目すべきである。例えば好適な電池群の
形態が本発明者により所有される下記の引用文
献：Comb Type Bipolar Electrode Elements
and Battery Stacks Thereof（くし型２極電極
要素及びその電池群）の名称のカール（Carr）
の米国特許第4100332号、Process of Charging
and Discharging ａ Metal Halogen Cell（金
属ハロゲン電池の充電及び放電方法）の名称のカ
ール（Carr）の米国特許第3813301号、及びハー
ト（Hart）の米国特許第4071660号の各明細書に
見出すことができる。これらの引用文献は参考と
して本明細書に組み入れる。更に、好適な電解液
循環下部体系についての詳細な検討が、さきに引
用した一つ又はそれ以上の文献において見出すこ
とができる。

広い観点からして本発明の主旨は、電解液濃度
を変化させて動作し、かつ第一のサイクル部分中
にガスを発生させ、第二のサイクル部分中にガス
を消費することができるエネルギー貯蔵用二次電
池に応用することができる。このようなエネルギ
ー貯蔵用二次電池は、本発明のガス製造装置にお
いて該ガスを発生するに適した電解槽と組み合わ
せることができる。この場合において該ガス製造
装置は、該エネルギー貯蔵用二次電池が第一のサ
イクル部分（充電）中に電解槽により発生される
ガスの量を補充し、該電解槽が第二のサイクル部
分（放電）中に該エネルギー貯蔵用二次電池に対
しガスを供給することができるようにするため、
電解槽及びエネルギー貯蔵用二次電池に結合する
導管手段を包含する。上記のようなエネルギー貯
蔵用二次電池又はその体系の例としては、 Hydrogen／Chlorine Electrical Energy
Storage System（水素／塩素電気化学エネルギー
貯蔵体系）の名称のハート（Hart）の米国特許
第4124741号明細書に記載のような水素／塩素電
気化学エネルギー貯蔵体系がある。該明細書の記
載は参考として本明細書に組み入れる。

上記に記載の種々の実施態様は説明のためであ
つて本発明を限定するものではない。特許請求の
範囲に定めた本発明の要旨及び範囲を逸脱するこ
となく、本明細書に記載のこれらの実施態様に対
し種々の変更及び改良を行うことができるという
ことは当業者に明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電解槽と亜鉛−塩化物電池群
との組合せを使用する塩素製造装置の単純化した
概略線図である。第２図はエネルギー貯蔵を採用
する塩素製造装置と、エネルギー貯蔵を採用しな
い塩素製造装置とにより24時間にわたつて必要と
される電力を比較するグラフ図である。第３図は
エネルギー貯蔵を採用する塩素製造装置と、エネ
ルギー貯蔵を採用しない塩素製造装置とに対する
24時間にわたり消費される電力費を比較するグラ
フ図である。第４図は本発明の亜鉛−塩化物電池
群を使用する塩素使用装置の単純化した概略線図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 当該ガスを発生するのに適合した少くとも１
   個の電解槽を有するガス製造装置において： 電解液と接触し、第一のサイクル部分中におい
   て前記ガスを発生することができ、かつ第二のサ
   イクル部分中において前記ガスを消費することの
   できる少くとも１個のエネルギー貯蔵用二次電
   池；及び前記エネルギー貯蔵用二次電池が前記第
   一のサイクル部分中に前記電解槽により発生され
   る前記ガスの量を補充し、しかも前記電解槽が前
   記第二のサイクル部分中に前記エネルギー貯蔵用
   二次電池に対し前記ガスを供給することができる
   ようにするための、前記電解槽及び前記エネルギ
   ー貯蔵用二次電池に結合する導管手段； を包含することを特徴とするガス製造装置。 ２ エネルギー貯蔵用二次電池が第二のサイクル
   部分中に電解槽に電力の供給の補充をすることが
   できるようにするための、前記電解槽と前記エネ
   ルギー貯蔵用二次電池との間に挿入された電力調
   整手段を更に包含する特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ３ 第一のサイクル部分がエネルギー貯蔵用二次
   電池の充電より成り、第二のサイクル部分が前記
   エネルギー貯蔵用二次電池の放電より成る特許請
   求の範囲第２項記載の装置。 ４ エネルギー貯蔵用二次電池を実質的にオフピ
   ーク電力消費時間中に充電し、かつ実質的にピー
   ク時電力消費時間中に放電させる特許請求の範囲
   第３項記載の装置。 ５ 複数のエネルギー貯蔵用二次電池を設けてエ
   ネルギー貯蔵用二次電池群を形成させる特許請求
   の範囲第４項記載の装置。 ６ 電解液が当該ガスの溶解イオンを含有する水
   性電解液である特許請求の範囲第５項記載の発
   明。 ７ ガスがハロゲンガスを包含する特許請求の範
   囲第６項記載の装置。 ８ 導管手段が前記導管手段を通るハロゲンガス
   の流れを調節するための弁手段を包含する特許請
   求の範囲第７項記載の装置。 ９ 塩素を発生するのに適合した少くとも１個の
   電解槽を有する塩素製造装置において： 水性亜鉛−塩化物電解液に接触する正電極及び
   負電極を有する少くとも１個の亜鉛−塩化物電
   池； 前記電解液を前記電池を通して循環させるため
   の手段； 前記亜鉛−塩化物電池の充電中に前記電池によ
   り発生される塩素ガスを前記電解槽により発生さ
   れる塩素量に補充し、かつ前記電解槽が前記亜鉛
   −塩化物電池の放電中に前記亜鉛−塩化物電池に
   塩素を供給することができるようにするための、
   前記亜鉛−塩化物電池及び前記電解槽に結合する
   導管手段； を包含することを特徴とする塩素製造装置。 １０ 亜鉛−塩化物電池の放電中に、前記亜鉛−
   塩化物電池が電解槽に対して供給電力を補充する
   ことができるようにするため、前記電解槽と前記
   亜鉛−塩化物電池との間に挿入された電力調整手
   段を更に包含する特許請求の範囲第９項記載の装
   置。 １１ 亜鉛−塩化物電池の放電中に、電解槽が前
   記亜鉛−塩化物電池に対し塩素を気体状態におい
   て供給する特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２ 導管手段が、該導管手段を通る塩素ガスの
   流れを調節するための弁手段を包含する特許請求
   の範囲第１１項記載の装置。 １３ 亜鉛−塩化物電池を実質的にオフピーク電
   力消費時間中に充電し、かつ実質的にピーク時電
   力消費時間中に放電させる特許請求の範囲第１２
   項記載の装置。 １４ 塩素を発生するのに適合した少くとも１個
   の電解槽を有する塩素製造装置において： 電池群を形成し、それぞれの電池が水性亜鉛−
   塩化物電解液に接触する正電極及び負電極を有す
   る複数の亜鉛−塩化物電池； 前記電池群を通して前記電解液を循環させるた
   めの手段； 前記電池群の充電中に前記電池群により発生さ
   れる塩素を前記電解槽により発生される塩素量に
   補充することができ、かつ前記電解槽が、前記電
   池群の放電中に前記電池群に対し塩素を供給する
   ことができるようにするための、前記亜鉛−塩化
   物電池群及び前記電解槽に結合する導管手段； を包含することを特徴とする塩素製造装置。 １５ 亜鉛−塩化物電池群が、該亜鉛−塩化物電
   池群の放電中に電解槽に対し電力の供給の補充を
   することができるようにするため、前記電解槽と
   前記亜鉛−塩化物電池群との間に挿入された電力
   調整手段を更に包含する特許請求の範囲第１４項
   記載の装置。 １６ 電解槽が亜鉛−塩化物電池群に対し、該電
   池群の放電中に気体塩素を供給する特許請求の範
   囲第１５項記載の装置。 １７ 循環手段が、亜鉛−塩化物電解液の供給物
   を収容する貯槽と、電池群の充電及び放電中に前
   記貯槽から前記電池群における前記電池に対し前
   記亜鉛−塩化物電解液をポンプ輸送するためのポ
   ンプ手段とを包含する特許請求の範囲第１６項記
   載の装置。 １８ ポンプ手段を、電池群の放電中に電解槽に
   より供給される塩素ガスを亜鉛−塩化物電池にポ
   ンプ輸送するためにも運転する特許請求の範囲第
   １７項記載の装置。 １９ 導管手段が、該導管手段を通る塩素ガスの
   流れを調節するための弁手段を包含する特許請求
   の範囲第１８項記載の装置。 ２０ 塩素製造装置が塩素ガスをポンプ輸送し、
   かつ液化するため電解槽の塩素集合用多岐管に接
   続する塩素処理手段を包含し、導管手段の一端が
   前記塩素処理手段に接続する特許請求の範囲第１
   ９項記載の装置。 ２１ 亜鉛−塩化物電池群を、実質的にオフピー
   ク電力消費時間中に充電し、実質的にピーク時電
   力消費時間中に放電する特許請求の範囲第２０項
   記載の装置。 ２２ 塩素源から塩素を輸送する手段を有する塩
   素消費装置において： 電池群を形成する複数の亜鉛−塩化物電池であ
   つて、前記電池のそれぞれが水性亜鉛−塩化物電
   解液に接触する正電極と負電極とを有する前記複
   数の亜鉛−塩化物電池： 該電池群を通して前記電解液を循環させるため
   の手段； 前記電池群の充電中に該電池群により発生され
   る塩素を、前記塩素消費装置への塩素量に補充す
   ることができ、かつ前記輸送手段が前記電池群の
   放電中に該電池群に塩素を供給することができる
   ようにするための、前記亜鉛−塩化物電池群と前
   記輸送手段とに結合する導管手段； を包含することを特徴とする前記塩素消費装置。 ２３ 亜鉛−塩化物電池群が前記亜鉛−塩化物電
   池群の充電中に塩素消費装置に対し電力の供給を
   補充することができるようにするための、電解槽
   と前記亜鉛−塩化物電池群との間に挿入した電力
   調整手段を更に包含する特許請求の範囲第２２項
   記載の装置。 ２４ 輸送手段が亜鉛−塩化物電池群に対し、該
   電池群の放電中に気体塩素を供給する特許請求の
   範囲第２３項記載の装置。 ２５ 循環手段が、亜鉛−塩化物電解液の供給物
   を収容する貯槽と、電池群の充電及び放電中に前
   記貯槽から前記電池群における前記電池に対し前
   記亜鉛−塩化物電解液をポンプ輸送するためのポ
   ンプ手段とを包含する特許請求の範囲第２４項記
   載の装置。 ２６ 輸送手段により供給される塩素ガスを亜鉛
   −塩化物電池に該電池群の放電中にポンプ輸送す
   るためにもポンプ手段を運転する特許請求の範囲
   第２５項記載の装置。 ２７ 導管手段が該導管手段を通る塩素ガスの流
   れを調節するための弁手段を包含する特許請求の
   範囲第２６項記載の装置。 ２８ 亜鉛−塩化物電池群を実質的にオフピーク
   電力消費時間中に充電し、実質的にピーク時電力
   消費時間中に放電する特許請求の範囲第２７項記
   載の装置。 ２９ 塩素ガスを発生するのに適合させた少くと
   も１個の電解槽、亜鉛−塩化物電池群、前記電池
   群を通して亜鉛−塩化物電解液を循環させるため
   の手段、及び前記電解槽と前記電池群との間に塩
   素を輸送できるようにするための制御された導管
   手段を有する塩素ガス製造装置を運転する方法に
   おいて： ａ 前記電解槽が塩素ガスを発生するのに十分な
   直流電力及び塩水供給物を前記電解槽に供給す
   る工程； ｂ 実質的にオフピーク電力消費時間中に前記電
   池群を充電する工程； ｃ 前記制御された導管手段を能力化して、前記
   電池群の充電中に発生する塩素ガスを前記電解
   槽により発生する塩素ガス量に補充することが
   できるようにする工程； ｄ 実質的にピーク時電力消費時間中に前記電池
   群を放電させる工程；及び ｅ 前記制御された導管手段を能力化して、前記
   電解槽が前記電池群の放電中に該電池群に塩素
   を供給することができるようにする工程； を包含することを特徴とする前記方法。 ３０ 電池群が待機状態にある時、循環手段を無
   能力化する工程を包含する特許請求の範囲第２９
   項記載の方法。 ３１ 塩素ガスを発生するのに適合させた少くと
   も１個の電解槽、亜鉛−塩化物電池群、前記電池
   群を通して亜鉛−塩化物電解液を循環させるため
   の手段、前記電池群及び前記電解槽に直流電力を
   提供するための電力調整手段、及び前記電解槽と
   前記電池群との間に塩素を輸送できるようにする
   ための制御された導管手段を有する塩素ガス製造
   装置を運転する方法において： ａ 前記電解槽に対し、該電解槽が塩素ガスを発
   生するのに十分な直流電力と塩水供給物とを与
   える工程； ｂ 実質的にオフピーク電力消費時間中に前記電
   池群を充電する工程； ｃ 前記導管手段を能力化して、前記電池群の充
   電中に発生する塩素ガスを前記電解槽により発
   生する塩素ガス量に補充することができるよう
   にする工程； ｄ 実質的にピーク時電力消費時間中に前記電池
   群を放電させる工程； ｅ 前記制御された導管手段を能力化して、前記
   電解槽が前記電池群の充電中に該電池群に対し
   塩素を供給することができるようにする工程； ｆ 前記電力調整手段を能力化して、前記電池群
   が前記電解槽に対し、前記電池群の放電中に直
   流電力の補充をすることができるようにする工
   程； を包含することを特徴とする前記方法。 ３２ 電池群が待機状態にある時に、循環手段を
   無能力化する工程を包含する特許請求の範囲第３
   １項記載の方法。 ３３ 塩素を塩素源から輸送する手段、亜鉛−塩
   化物電池群、亜鉛−塩化物電解液を前記電池群を
   通して循環させるための手段、及び前記輸送手段
   と前記電池群との間に塩素を輸送できるようにす
   るための制御された導管手段を有する塩素消費装
   置の運転方法において： ａ 実質的にオフピーク電力消費時間中に前記電
   池群を充電する工程； ｂ 前記制御された導管手段を能力化して、前記
   電池群の充電中に発生する塩素ガスを、前記塩
   素消費装置に輸送される塩素量に補充すること
   ができるようにする工程； ｃ 実質的にピーク時電力消費時間中に前記電池
   群を放電させる工程；及び ｄ 前記制御された導管手段を能力化して、前記
   輸送手段が前記電池群の放電中に該電池群に対
   して塩素を供給することができるようにする工
   程； を包含することを特徴とする前記方法。 ３４ 電池群が待機状態にある時に、循環手段を
   無能力化する工程を包含する特許請求の範囲第３
   ３項記載の方法。