JPH0837019A - オゾン発生器と燃料電池を組合せた組合せシステム - Google Patents
オゾン発生器と燃料電池を組合せた組合せシステムInfo
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- JPH0837019A JPH0837019A JP3124883A JP12488391A JPH0837019A JP H0837019 A JPH0837019 A JP H0837019A JP 3124883 A JP3124883 A JP 3124883A JP 12488391 A JP12488391 A JP 12488391A JP H0837019 A JPH0837019 A JP H0837019A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電解式オゾン発生器と燃料電池を組合せて、大
幅な省エネルギーおよび省資源をはかることを目的とす
る。 【構成】電解式オゾン発生器と燃料電池とを組合せ、電
解式オゾン発生器において副次的に発生する水素ガスお
よび酸素ガスの一方または両方を燃料電池の反応ガスと
して使用し、燃料電池により発生した電力を電解式オゾ
ン発生器の電力供給源として利用する。
幅な省エネルギーおよび省資源をはかることを目的とす
る。 【構成】電解式オゾン発生器と燃料電池とを組合せ、電
解式オゾン発生器において副次的に発生する水素ガスお
よび酸素ガスの一方または両方を燃料電池の反応ガスと
して使用し、燃料電池により発生した電力を電解式オゾ
ン発生器の電力供給源として利用する。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、各種の消毒、滅菌或い
は水の浄化、野菜、肉等の生鮮食料品或いは各種の加工
食品の腐敗または変質の防止、脱臭、脱色等の種々の目
的に有効に使用できるオゾンを発生するためのオゾン発
生器と、燃料のもっている化学エネルギーを連続的に、
直接、電気エネルギーに変換する燃料電池との組合せシ
ステムに関するものである。
は水の浄化、野菜、肉等の生鮮食料品或いは各種の加工
食品の腐敗または変質の防止、脱臭、脱色等の種々の目
的に有効に使用できるオゾンを発生するためのオゾン発
生器と、燃料のもっている化学エネルギーを連続的に、
直接、電気エネルギーに変換する燃料電池との組合せシ
ステムに関するものである。
【従来の技術】オゾン発生器としては、１万ボルト程度
の高電圧を与えて生ずる無声放電の中に、乾燥した酸素
または空気を通過させることによって酸素の一部をオゾ
ンに変化させるオゾン発生器が一般に使用されている。
しかし、高濃度のオゾンの製造を主目的としたものとし
ては、電解式オゾン発生器を使用するのが好ましい。電
解式オゾン発生器は、純水の電気分解によって陰極から
水素ガスを発生し、陽極からオゾンと酸素の混合ガスを
発生する。従来、この水素ガスは燃焼させて水分にし、
酸素ガスは大気中に放散させる等の方法で処理されてい
る。また、燃料電池には種々の種類のものがあるが、か
せいカリを電解液として、純水素および純酸素を用いる
燃料電池が、高い効率を期待できるものと考えられてい
る。
の高電圧を与えて生ずる無声放電の中に、乾燥した酸素
または空気を通過させることによって酸素の一部をオゾ
ンに変化させるオゾン発生器が一般に使用されている。
しかし、高濃度のオゾンの製造を主目的としたものとし
ては、電解式オゾン発生器を使用するのが好ましい。電
解式オゾン発生器は、純水の電気分解によって陰極から
水素ガスを発生し、陽極からオゾンと酸素の混合ガスを
発生する。従来、この水素ガスは燃焼させて水分にし、
酸素ガスは大気中に放散させる等の方法で処理されてい
る。また、燃料電池には種々の種類のものがあるが、か
せいカリを電解液として、純水素および純酸素を用いる
燃料電池が、高い効率を期待できるものと考えられてい
る。
【発明が解決しようとする課題】上記の電解式オゾン発
生器は、電気分解という大なる電力消費を伴う装置で経
済的な問題があるにもかかわらず、その動作に伴って生
じる水素ガスおよび酸素ガスを従らに放散させて、その
有効利用ははかられていない。また、燃料電池は無公害
型の高効率発電装置にして、省エネルギー発電或いはコ
ージエネレーシヨンに有効に使用されているが、これ
は、水素および酸素の供給を必要とする。本発明は、上
記の電解式オゾン発生器と燃料電池の特徴を有効に組合
せて、電解式オゾン発生器において副次的に生成される
酸素ガスおよび水素ガスの一方または両方を燃料電池の
反応ガスとして使用し、また、燃料電池により発生され
た電力を電解式オゾン発生器の電力供給源として使用す
ることにより、大幅な省エネルギーおよび省資源の効果
を達成しようとするものである。
生器は、電気分解という大なる電力消費を伴う装置で経
済的な問題があるにもかかわらず、その動作に伴って生
じる水素ガスおよび酸素ガスを従らに放散させて、その
有効利用ははかられていない。また、燃料電池は無公害
型の高効率発電装置にして、省エネルギー発電或いはコ
ージエネレーシヨンに有効に使用されているが、これ
は、水素および酸素の供給を必要とする。本発明は、上
記の電解式オゾン発生器と燃料電池の特徴を有効に組合
せて、電解式オゾン発生器において副次的に生成される
酸素ガスおよび水素ガスの一方または両方を燃料電池の
反応ガスとして使用し、また、燃料電池により発生され
た電力を電解式オゾン発生器の電力供給源として使用す
ることにより、大幅な省エネルギーおよび省資源の効果
を達成しようとするものである。
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するための手段として、電解式オゾン発生器と燃料
電池とを組合せ、電解式オゾン発生器から副次的に生成
される水素ガスおよび酸素ガスを各々単独に或いは同時
に燃料電池に供給して燃料電池の反応ガスとして使用す
るようにしたことを特徴とするオゾン発生器と燃料電池
との組合せシステムを提供する。この組合せシステムで
は、燃料電池により発生された電力を直接または電力母
線を介して電解式オゾン発生器に供給して、電解式オゾ
ン発生器の電力供給源として使用するのがよい。また、
燃料電池により生成された水を電解式オゾン発生器に供
給して、その原料水として使用するのがよい。また、燃
料電池から得られる熱は、熱交換器等を介して取出して
熱源として使用できる。
解決するための手段として、電解式オゾン発生器と燃料
電池とを組合せ、電解式オゾン発生器から副次的に生成
される水素ガスおよび酸素ガスを各々単独に或いは同時
に燃料電池に供給して燃料電池の反応ガスとして使用す
るようにしたことを特徴とするオゾン発生器と燃料電池
との組合せシステムを提供する。この組合せシステムで
は、燃料電池により発生された電力を直接または電力母
線を介して電解式オゾン発生器に供給して、電解式オゾ
ン発生器の電力供給源として使用するのがよい。また、
燃料電池により生成された水を電解式オゾン発生器に供
給して、その原料水として使用するのがよい。また、燃
料電池から得られる熱は、熱交換器等を介して取出して
熱源として使用できる。
【作用】本発明の組合せシステムでは、電解式オゾン発
生器によって副次的に発生される水素および酸素、並び
に燃料電池から発生される電力および熱および燃料電池
から生成される水は、すべて、無駄なく利用されて、省
エネルギーおよび省資源の効果が得られる。
生器によって副次的に発生される水素および酸素、並び
に燃料電池から発生される電力および熱および燃料電池
から生成される水は、すべて、無駄なく利用されて、省
エネルギーおよび省資源の効果が得られる。
【実施例】以下、図面に示す実施例について説明する。
図１は本発明の第１の実施例を示す。図中、１は電解式
オゾン発生器を示し、純水の電気分解を行い陰極２から
は水素ガス４を発生し、陽極３からはオゾンと酸素との
混合ガス５を発生する。この混合ガス５はオゾンを消費
する物質６を通過することで、使用済みのオゾンと酸素
との混合ガス７となる。この混合ガス７を配管８の中間
に設けた吸湿器９で除湿し、オゾン還元器１０でオゾン
を通常の酸素にすれば、混合ガス７は酸素ガスのみとな
り、これを配管１３に接続する。図中、１４は燃料電池
を示し、通常、その反応ガスの１つである酸素ガスは、
空気１１をフィルター１２に通してから配管１３によっ
て燃料電池１４に供給されるが、本発明では、前記のよ
うにオゾン還元器１０を通して供給される酸素含有ガス
が、フィルター１２を通して供給される空気に送り込ま
れるので、空気の酸素濃度が高められる。一方、燃料電
池１４に使用されるもう一つの反応ガスとしては、通常
水素ガスの代わりに、石油類等の改質により製造された
水素ガスを多量に含む改質ガスを使用するが、本発明で
は前記の電解式オゾナイザー１の陰極２から生成した高
純度の水素ガス４を燃料電池１４のもう一つの反応ガス
として使用するので著しく省資源となる。更に、燃料電
池１４から反応成生物として高温水または熱水１５が排
出されるので、これを熱交換器１６により冷却して常温
水１７とし、これは原理的に純水であるから、水道水２
２から純水装置２３を通して出来るオゾンの原料となる
純水２４と合流させて再利用する。一方、熱交換器１６
で加熱された冷媒は配管１８を通り、空調設備１９等を
経て空調負荷２１のエネルギー源として使用する。尚、
冷媒は循環ポンプ２０により循環させる。次に、電力に
付いて説明すると、電解式オゾン発生器に供給される直
流電流２９は、１００ボルトないし２００ボルトの交流
電源２６から交流直流変換器２７を介して供給される
が、この時燃料電池１４で発電した直流電流２５をスイ
ツチ２８等を介して連系させることにより、電解式オゾ
ン発生器１に必要な電力の相当量を供給できるので、シ
ステムの外部からの供給電力は大幅に節減できる。図２
は、本発明の第２の実施例を示すもので図１に示す水素
ガス４の配管の中間に、バイパス配管３０と水素吸蔵合
金３１を取り付けた構成を示す。この様にすると、保守
点検等のために燃料電池１４を停止した場合、３１に水
素ガスを貯蓄でき、電解式オゾン発生器１を停止した時
でも、前記の貯蔵しておいた水素ガスを使用すれば燃料
電池１４が稼動出来るので、システムの柔軟な運転を行
うことができる。図３は、本発明の他の実施例を示す。
これは、水素４の配管の中間にバイパス配管３０と圧縮
機３２および圧力容器３３を取り付けたものである。こ
の様にすると、前記の図２と同様の機能を持たせること
が出来る。図４は、本発明のさらに他の実施例を示す。
これは、図１に示すオゾン還元器１０の出口側の配管に
バイパス配管３４と圧縮機３５並びに圧力容器３６を取
り付けたものを示す。この様にすると、酸素ガスだけを
別の用途に振り分けることもできるし、図２の説明と同
様の機能で使用することもできるので、やはり柔軟なシ
ステム運転を行うのに役立つ。
図１は本発明の第１の実施例を示す。図中、１は電解式
オゾン発生器を示し、純水の電気分解を行い陰極２から
は水素ガス４を発生し、陽極３からはオゾンと酸素との
混合ガス５を発生する。この混合ガス５はオゾンを消費
する物質６を通過することで、使用済みのオゾンと酸素
との混合ガス７となる。この混合ガス７を配管８の中間
に設けた吸湿器９で除湿し、オゾン還元器１０でオゾン
を通常の酸素にすれば、混合ガス７は酸素ガスのみとな
り、これを配管１３に接続する。図中、１４は燃料電池
を示し、通常、その反応ガスの１つである酸素ガスは、
空気１１をフィルター１２に通してから配管１３によっ
て燃料電池１４に供給されるが、本発明では、前記のよ
うにオゾン還元器１０を通して供給される酸素含有ガス
が、フィルター１２を通して供給される空気に送り込ま
れるので、空気の酸素濃度が高められる。一方、燃料電
池１４に使用されるもう一つの反応ガスとしては、通常
水素ガスの代わりに、石油類等の改質により製造された
水素ガスを多量に含む改質ガスを使用するが、本発明で
は前記の電解式オゾナイザー１の陰極２から生成した高
純度の水素ガス４を燃料電池１４のもう一つの反応ガス
として使用するので著しく省資源となる。更に、燃料電
池１４から反応成生物として高温水または熱水１５が排
出されるので、これを熱交換器１６により冷却して常温
水１７とし、これは原理的に純水であるから、水道水２
２から純水装置２３を通して出来るオゾンの原料となる
純水２４と合流させて再利用する。一方、熱交換器１６
で加熱された冷媒は配管１８を通り、空調設備１９等を
経て空調負荷２１のエネルギー源として使用する。尚、
冷媒は循環ポンプ２０により循環させる。次に、電力に
付いて説明すると、電解式オゾン発生器に供給される直
流電流２９は、１００ボルトないし２００ボルトの交流
電源２６から交流直流変換器２７を介して供給される
が、この時燃料電池１４で発電した直流電流２５をスイ
ツチ２８等を介して連系させることにより、電解式オゾ
ン発生器１に必要な電力の相当量を供給できるので、シ
ステムの外部からの供給電力は大幅に節減できる。図２
は、本発明の第２の実施例を示すもので図１に示す水素
ガス４の配管の中間に、バイパス配管３０と水素吸蔵合
金３１を取り付けた構成を示す。この様にすると、保守
点検等のために燃料電池１４を停止した場合、３１に水
素ガスを貯蓄でき、電解式オゾン発生器１を停止した時
でも、前記の貯蔵しておいた水素ガスを使用すれば燃料
電池１４が稼動出来るので、システムの柔軟な運転を行
うことができる。図３は、本発明の他の実施例を示す。
これは、水素４の配管の中間にバイパス配管３０と圧縮
機３２および圧力容器３３を取り付けたものである。こ
の様にすると、前記の図２と同様の機能を持たせること
が出来る。図４は、本発明のさらに他の実施例を示す。
これは、図１に示すオゾン還元器１０の出口側の配管に
バイパス配管３４と圧縮機３５並びに圧力容器３６を取
り付けたものを示す。この様にすると、酸素ガスだけを
別の用途に振り分けることもできるし、図２の説明と同
様の機能で使用することもできるので、やはり柔軟なシ
ステム運転を行うのに役立つ。
【発明の効果】電解式オゾン発生器は、特殊電極を用い
ていわゆる水の電気分解を行い、オゾンガスを製造する
装置であるが、この際水素ガスと酸素ガスが副次的に生
成される。又、電気分解であるから電力を大量に消費す
る。一方、燃料電池は水素ガスと空気中の酸素ガスを反
応させて、その際生じる電気エネルギーを電力として取
り出すものであり、又反応の結果生成される物質は高温
水あるいは熱水である。本発明によれば、前記の水素ガ
スおよび酸素ガスは、各々単独に或いは同時に燃料電池
に利用され、従って、改質ガス等を別途に供給する必要
もなく、空気量も減らすことができる。逆に、電力多消
費装置の電解式オゾン発生器に燃料電池の発電した電力
とその時の反応生成物である純水とが供給され、従っ
て、オゾン製造の原単位を大きく改善する事ができる。
更に、燃料電池からの反応生成物はもともと熱水或は高
温水であるから、この熱の利用を加えることにより、省
エネルギー効果並びに経済的効果は更に大きなものとな
る。
ていわゆる水の電気分解を行い、オゾンガスを製造する
装置であるが、この際水素ガスと酸素ガスが副次的に生
成される。又、電気分解であるから電力を大量に消費す
る。一方、燃料電池は水素ガスと空気中の酸素ガスを反
応させて、その際生じる電気エネルギーを電力として取
り出すものであり、又反応の結果生成される物質は高温
水あるいは熱水である。本発明によれば、前記の水素ガ
スおよび酸素ガスは、各々単独に或いは同時に燃料電池
に利用され、従って、改質ガス等を別途に供給する必要
もなく、空気量も減らすことができる。逆に、電力多消
費装置の電解式オゾン発生器に燃料電池の発電した電力
とその時の反応生成物である純水とが供給され、従っ
て、オゾン製造の原単位を大きく改善する事ができる。
更に、燃料電池からの反応生成物はもともと熱水或は高
温水であるから、この熱の利用を加えることにより、省
エネルギー効果並びに経済的効果は更に大きなものとな
る。
【図１】図１は本発明の一実施例を示す。
【図２】図２は本発明の他の実施例を示す。
【図３】図３は本発明のさらに他の実施例を示す。
【図４】図４は本発明のさらに他の実施例を示す。
１……電解式オゾン発生器 ２……陰極 ３
……陽極 ４……水素ガス ５……オゾンと酸素
の混合ガス ６……オゾンを消費する物質 ７……使用済みオゾンと酸素の混合物 ８……配管 ９……吸湿器 １０……オゾン還元器 １１……空気 １２……フィルター １３
……配管 １４……燃料電池 １５……高温水また
は熱水 １６……熱交換器 １７……常温水 １８
……配管 １９……空調設備 ２０……循環ポンプ ２１……空調負荷 ２２……水道水 ２３……純水装置 ２４……オゾンの原
料となる純水 ２５……直流電流 ２６……交流電源 ２７……交流直流変換器 ２８……スイツチ ２９……電解オゾナイザーに供給される直流電流 ３０……バイパス配管 ３１……水素吸蔵合
金 ３２……圧縮機 ３３……圧力容器 ３４……バイパス配管 ３５……圧縮機 ３６……圧力容器
……陽極 ４……水素ガス ５……オゾンと酸素
の混合ガス ６……オゾンを消費する物質 ７……使用済みオゾンと酸素の混合物 ８……配管 ９……吸湿器 １０……オゾン還元器 １１……空気 １２……フィルター １３
……配管 １４……燃料電池 １５……高温水また
は熱水 １６……熱交換器 １７……常温水 １８
……配管 １９……空調設備 ２０……循環ポンプ ２１……空調負荷 ２２……水道水 ２３……純水装置 ２４……オゾンの原
料となる純水 ２５……直流電流 ２６……交流電源 ２７……交流直流変換器 ２８……スイツチ ２９……電解オゾナイザーに供給される直流電流 ３０……バイパス配管 ３１……水素吸蔵合
金 ３２……圧縮機 ３３……圧力容器 ３４……バイパス配管 ３５……圧縮機 ３６……圧力容器
Claims (4)
- 【請求項１】電解式オゾン発生器と燃料電池とを組合
せ、電解式オゾン発生器から副次的に生成する水素ガス
および酸素ガスを各々単独に或いは同時に燃料電池に送
って、燃料電池の反応ガスとして使用することを特徴と
するオゾン発生器と燃料電池との組合せシステム。 - 【請求項２】請求項１において、燃料電池により発生し
た電力を直接または電力母線を介して電解式オゾン発生
器に送って、電解式オゾン発生器の電力供給源として使
用することを特徴とするオゾン発生器と燃料電池との組
合せシステム。 - 【請求項３】請求項１において、上記の燃料電池によっ
て生成された水を電解式オゾン発生器に送って、その原
料水とすることを特徴とするオゾン発生器と燃料電池と
の組合せシステム。 - 【請求項４】請求項１において、上記の燃料電池から得
られる熱を熱交換器等を介して取出して熱源として使用
することを特徴とするオゾン発生器と燃料電池との組合
せシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124883A JPH0837019A (ja) | 1991-04-27 | 1991-04-27 | オゾン発生器と燃料電池を組合せた組合せシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124883A JPH0837019A (ja) | 1991-04-27 | 1991-04-27 | オゾン発生器と燃料電池を組合せた組合せシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0837019A true JPH0837019A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=14896458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3124883A Pending JPH0837019A (ja) | 1991-04-27 | 1991-04-27 | オゾン発生器と燃料電池を組合せた組合せシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0837019A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004525488A (ja) * | 2001-02-21 | 2004-08-19 | アイダテック， エル．エル．シー． | 貯蔵した水素を使用した燃料電池システム |
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