JP2002348694A - Energy supply system - Google Patents

Energy supply system

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JP2002348694A
JP2002348694A JP2001153487A JP2001153487A JP2002348694A JP 2002348694 A JP2002348694 A JP 2002348694A JP 2001153487 A JP2001153487 A JP 2001153487A JP 2001153487 A JP2001153487 A JP 2001153487A JP 2002348694 A JP2002348694 A JP 2002348694A
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Japan
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gas
supply system
energy supply
hydrogen
energy
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Yukio Wakahata
由紀夫 若畑
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KUMAGAI KIYOUKO
Original Assignee
KUMAGAI KIYOUKO
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energy supply system for reducing the environmental load to various fields. SOLUTION: The energy supply system comprises an electrolytic hydrogen generator, a gas storage shed for storing hydrogen and oxygen generated from water by the electrolytic hydrogen generator, and a fuel cell for receiving the fuel supplied from the gas storage shed. Hydrogen and oxygen generated by the electrolytic hydrogen generator are Brown's gas having a ratio of 2:1, and can be stored in a low pressure without using a hydrogen storage alloy for storing hydrogen. The system further has a circulation facility connected to the fuel cell, for recycling drainage, waste heat, or surplus Brown gas, which is exhausted from the fuel cell in a process of generating electricity, to effectively use the resources.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電解水素発生器
と、電解水素発生器により水から水素と酸素を取り出
し、これを貯蔵するガス貯蔵庫と、ガス貯蔵庫から燃料
の供給を受ける燃料電池及びその他の発電設備とにより
構成され、環境に負荷のかからないエネルギー供給シス
テムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic hydrogen generator, a hydrogen storage device for extracting hydrogen and oxygen from water by the electrolytic hydrogen generator and storing the hydrogen and oxygen, a fuel cell receiving fuel supplied from the gas storage device, and others. The present invention relates to an energy supply system which is constituted by power generation equipment and does not burden the environment.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、地球規模の環境問題や、エネルギ
ー資源の貯蔵量の問題などから、環境になるべく負荷の
かからない次世代エネルギーと、資源を消費することな
く持続して繰り返し使用できる再生可能エネルギーの技
術開発が進められている。こうした中で、次世代の環境
・エネルギー対策の本命とみなされているものの一つが
水素ガスを資源とする燃料電池であり、これを用いた燃
料電池自動車などの技術開発が進められている。
2. Description of the Related Art Nowadays, due to global environmental problems and the problem of storage of energy resources, next-generation energy that does not burden the environment as much as possible, and renewable energy that can be used repeatedly without consuming resources. Technology is being developed. Under these circumstances, one of the things considered to be the next-generation environmental and energy countermeasures is a fuel cell using hydrogen gas as a resource, and technological development of fuel cell vehicles and the like using this fuel cell is being advanced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料電池の
最大の問題は、危険な水素ガスをどうやって燃料電池に
供給するかの点であり、水素は極めて揮発性が高く、爆
発し易いガスであるために、そのまま取り扱うにはシス
テム全体を100%安全な構造にしなければならない。そ
のため、水素吸蔵合金の研究が進められている。しかし
水素吸蔵合金は、水素吸収の効率が悪く解決すべき課題
を多く持っている。 容量も体積比3%を超えていない
レベルのままであり、現在のガソリンのように簡単に燃
料を供給することができない。また液体水素は摂氏マイ
ナス252.8度以下の極低温でなければ貯蔵できない
ため、冷却装置だけでも膨大な設備となり、家庭や自動
車等に用いるには現実的でない。 加えて炭化水素を原
料とする燃料電池は、有限な資源である天然ガスが枯渇
した時点(2060年頃)で、副生水素またはメタノール、
消化ガスなどに切り替える必要がある暫定的な装置なの
である。
By the way, the biggest problem of the fuel cell is how to supply dangerous hydrogen gas to the fuel cell. Hydrogen is extremely volatile and easily explodes. Therefore, in order to handle the system as it is, the entire system must be 100% secure. Therefore, research on hydrogen storage alloys has been advanced. However, hydrogen storage alloys have many problems to be solved due to poor hydrogen absorption efficiency. The capacity remains at a level not exceeding 3% by volume, and it cannot be fueled as easily as the current gasoline. Further, since liquid hydrogen can be stored only at extremely low temperatures of less than minus 252.8 degrees Celsius, it becomes enormous even with a cooling device alone, and is not practical for use in homes and automobiles. In addition, fuel cells that use hydrocarbons as raw materials can be used as a by-product of hydrogen or methanol, when natural gas, a finite resource, is exhausted (around 2060).
This is a temporary device that needs to be switched to digestive gas.

【0004】こうした問題を解決するために、資源とし
て循環できる水を繰り返し利用する方法が検討され、そ
こから水素ガスを取り出す方法が求められている。燃料
電池に水素を供給するための燃料としては、ガソリン、
メタノール、石油系燃料、天然ガス、バイオマス、消化
ガスなどの研究がかねてよりなされている。しかしなが
ら、これらはそれぞれに特性はあるものの、ガソリンは
製造販売のインフラは現在のものが使用できても、可採
埋蔵量の問題や、温暖化ガス削減や環境汚染の問題は依
然として解決されていない。メタノールは化学合成が可
能で、化石燃料が抱える枯渇の心配がないものの、生産
設備も含めた膨大な設備投資を要するなどの点で、経済
的な負担が嵩むという問題がある。
In order to solve these problems, a method of repeatedly using water that can be circulated as a resource has been studied, and a method of extracting hydrogen gas therefrom has been demanded. Fuel for supplying hydrogen to the fuel cell includes gasoline,
Research on methanol, petroleum-based fuels, natural gas, biomass, digestive gas and the like has been performed for some time. However, although each has its own characteristics, gasoline production and sales infrastructure can be used at present, but the problems of recoverable reserves, greenhouse gas reduction and environmental pollution have not been solved. . Methanol can be chemically synthesized, and there is no fear of depletion of fossil fuels. However, there is a problem in that it requires an enormous amount of capital investment including production facilities, and thus has an economic burden.

【0005】一方、特開平10−220237号「ブラ
ウンガスを用いた内燃機関及びブラウンガスの利用方
法」においては、プラズマアークを触媒を配置した状態
で水に照射した際に発生する、水がH2 とOに分解した
ブラウンガスを利用して、内燃機関を駆動し、他の蒸気
発電又は食品加工等のエネルギーとするための、内燃機
関に関する技術が開示されている。この発明は、プラズ
マアークを水中で照射することにより、プラズマアーク
を照射された水が、H2 とOに分解したブラウンガスを
発生することを応用して、該水がH2 とOに分解したブ
ラウンガスを、自動車、船舶、飛行機その他の内燃機関
の燃料として供給する内燃機関である。しかしながら、
こうした発明においても、燃料電池を用いて電気エネル
ギーを利用するに際し、電気を貯めることが困難であっ
たこと、蓄電能力に優れた超伝導物質の開発が停滞して
いること、コストが嵩むこと、安全性が確認されていな
いこと、などの様々な課題が解決されてはいない。
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No.
Internal Gas Engine Using Brown Gas and How to Use Brown Gas
Method), a plasma arc with a catalyst placed
Is generated when water is irradiated atTwoAnd disassembled into O
Uses brown gas to drive the internal combustion engine
Internal combustion engine to generate energy for power generation or food processing
A technique relating to a function is disclosed. The present invention
By irradiating the maark in water, the plasma arc
Is irradiated with HTwoAnd brown gas decomposed into O
Applying what is generated, the water becomes HTwo And broken down into O
Run gas for automobiles, ships, airplanes and other internal combustion engines
This is an internal combustion engine that supplies fuel as fuel. However,
Even in such an invention, the electric energy is
Energy, it is difficult to store electricity.
The development of superconducting materials with excellent storage capacity has stagnated
Have increased costs and safety has not been confirmed.
Various issues such as the fact that it has not been solved.

【0006】そこで本発明においては、特に電気エネル
ギーを取り出して利用する際に、電気の状態でエネルギ
ーを備蓄するのではなく、ガスの状態で備蓄することに
より、上記の様々な問題を解決した。これにより、本発
明においては、電解水素発生器と、電解水素発生器によ
り水からブラウンガスを始めとして水素と酸素を取り出
し、これを貯蔵するガス貯蔵庫と、ガス貯蔵庫から燃料
の供給を受ける燃料電池とにより構成され、環境に負荷
のかからないエネルギー供給システムを様々な分野にお
いて提供することを目的とする。また余剰電力や、余剰
ガス等を有効利用し、さらに排水、廃熱利用をすること
による資源の有効利用、コストの低減などを図ることが
できるシステムを提供する。こうしたシステムを提供す
ることにより、温暖化ガス排出の抑制ならびに炭素資源
消費量の削減、安定供給によるエネルギー安全保障政策
への負荷低減、及び電力、ガスの負荷平準化を実現し、
平和で明るい未来社会の見本となる姿を世界へ向けて発
信し、有害な各種の二次生成物を生む旧来のエネルギー
から、この水を使って水を生む新しい電力供給の循環す
るシステムと、水素と酸素の混合ガスを燃やして熱を採
取する、きれいで安全な燃料の自給自足体系を構築す
る。
Therefore, in the present invention, especially when extracting and utilizing electric energy, the above-mentioned various problems are solved by storing energy in a gas state instead of storing it in an electric state. Thus, in the present invention, an electrolytic hydrogen generator, a gas storage for storing hydrogen and oxygen, including brown gas, from water by the electrolytic hydrogen generator and storing the same, and a fuel cell receiving fuel supply from the gas storage The purpose of the present invention is to provide an energy supply system that does not burden the environment in various fields. Also, there is provided a system capable of effectively utilizing surplus electric power, surplus gas, and the like, and further achieving effective utilization of resources and cost reduction by utilizing drainage and waste heat. By providing such a system, we have reduced greenhouse gas emissions, reduced carbon resource consumption, reduced the burden on energy security policies through stable supply, and achieved equalization of power and gas loads.
A system that circulates a model of a peaceful and bright future society to the world and uses a new power supply that circulates water using this water from traditional energy that produces various harmful secondary products. Build a clean and safe fuel self-sufficiency system that collects heat by burning a mixed gas of hydrogen and oxygen.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に記載の発明においては、電解水素発生器
と、電解水素発生器により水から水素と酸素を取り出
し、これを貯蔵するガス貯蔵庫と、ガス貯蔵庫から燃料
の供給を受ける燃料電池とにより構成される、エネルギ
ー供給システムであることを特徴としている。
In order to solve the above problems, according to the first aspect of the present invention, hydrogen and oxygen are taken out of water by an electrolytic hydrogen generator and a gas for storing the hydrogen and oxygen. The energy supply system is characterized by comprising a storage and a fuel cell that receives supply of fuel from a gas storage.

【0008】また、上記課題を解決するため、請求項2
に記載の発明においては、請求項1に記載の発明におい
て、電解水素発生器により取り出した水素と酸素は2:
1の比率を持つブラウンガスを含む気体であり、水素を
保存するための水素貯蔵合金を用いることなく貯蔵可能
なことを特徴とする、請求項1に記載のエネルギー供給
システムであることを特徴としている。水素貯蔵合金を
システムに組み込むことは可能であるので、条件により
採用が効率的であるならばこれを併用する方法を排除し
ない。
[0008] In order to solve the above-mentioned problems, a second aspect of the present invention is provided.
In the invention described in the above, in the invention described in the claim 1, hydrogen and oxygen taken out by the electrolytic hydrogen generator are 2:
The energy supply system according to claim 1, wherein the gas is a gas containing brown gas having a ratio of 1 and can be stored without using a hydrogen storage alloy for storing hydrogen. I have. Since it is possible to incorporate a hydrogen storage alloy into a system, a method using the hydrogen storage alloy together is not excluded if the adoption is efficient depending on the conditions.

【0009】また、上記課題を解決するため、請求項3
に記載の発明においては、請求項1又は2に記載の発明
において、前記の燃料電池が電気を生み出す過程におい
て排出する排水を再利用するための、排水循環設備が前
記の燃料電池に接続されて備えられ、前記の排水循環設
備が前記の電解水素発生器に水を再供給することを特徴
とする、請求項1又は2のいずれかに記載のエネルギー
供給システムであることを特徴としている。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, a third aspect of the present invention is provided.
In the invention described in claim 1, in the invention according to claim 1 or 2, a wastewater circulation facility for reusing wastewater discharged in a process of generating electricity by the fuel cell is connected to the fuel cell. The energy supply system according to any one of claims 1 to 2, wherein the energy supply system is provided, and the drainage circulation equipment resupplies water to the electrolytic hydrogen generator.

【0010】また、上記課題を解決するため、請求項4
に記載の発明においては、家庭や事業所などに設置され
た請求項1〜3のいずれかに記載のエネルギー供給シス
テムにおいて、前記の燃料電池が電気を生み出す過程に
おいて排出する排水、又は排熱、又は余剰ブラウン・ガ
スを再利用するための循環設備が前記の燃料電池に接続
されて備えられることを特徴とする、家庭・事業所等に
おける熱・電併給型総合エネルギー供給システムである
ことを特徴としている。
[0010] In order to solve the above-mentioned problems, a fourth aspect of the present invention is provided.
In the invention described in the above, in the energy supply system according to any one of claims 1 to 3 installed in a home or a business, the fuel cell discharges wastewater in the process of generating electricity, or waste heat, Alternatively, a circulating device for reusing surplus brown gas is provided connected to the fuel cell, and is a combined heat and power supply type total energy supply system in homes and offices. And

【0011】また、上記課題を解決するため、請求項5
に記載の発明においては、自動車などの移動用機器に設
置された請求項1〜3のいずれかに記載のエネルギー供
給システムにおいて、前記の燃料電池に接続されて電力
の供給を受ける蓄電池(器)と、蓄電池(器)からモー
ターなどの動力機械に電源を供給する電源供給手段とを
備えることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記
載の自動車などの移動機器におけるエネルギー供給シス
テムであることを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
In the energy supply system according to any one of claims 1 to 3, the storage battery is connected to the fuel cell and receives power supply from the energy supply system. The energy supply system for a mobile device such as an automobile according to any one of claims 1 to 3, further comprising: power supply means for supplying power from a storage battery (unit) to a power machine such as a motor. It is characterized by having.

【0012】また、上記課題を解決するため、請求項6
に記載の発明においては、請求項1〜3のいずれかに記
載のエネルギー供給システムにおいて、前記のガス貯蔵
庫は自動車等に水素燃料を供給するためのエネルギー供
給設備に備えられるガスタンクであって、ガスタンクに
接続されて水素ステーションが備えられ、自動車等に水
素ステーションからの水素燃料が供給されることを特徴
とする、請求項1〜3のいずれかに記載のエネルギー供
給システムであることを特徴としている。
[0012] In order to solve the above-mentioned problems, a sixth aspect of the present invention is provided.
In the energy supply system according to any one of claims 1 to 3, in the energy supply system according to any one of claims 1 to 3, the gas storage is a gas tank provided in an energy supply facility for supplying hydrogen fuel to an automobile or the like. A hydrogen station is provided, and the hydrogen fuel is supplied from the hydrogen station to an automobile or the like. The energy supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein .

【0013】また、上記課題を解決するため、請求項7
に記載の発明においては、船舶又は航空機などの移動用
機器に設置された請求項1〜3のいずれかに記載のエネ
ルギー供給システムにおいて、前記の電解水素発生器と
ガス貯蔵庫に接続される、内燃機関、ガスタービンそし
て蒸気タービンなどの装置に発生したガスを供給するガ
ス供給手段とを備えることを特徴とする、請求項1〜3
のいずれかに記載の船舶又は航空機などの移動機器にお
けるエネルギー供給システムであることを特徴としてい
る。また、燃焼による熱エネルギーと電気エネルギーを
包摂する総合エネルギー供給システムであり、燃料電
池、ガスタービンと蒸気タービンとの組み合わせである
コンバインドサイクルなどから、電力の供給を行うこと
ができるシステムを含む。
[0013] In order to solve the above-mentioned problems, a seventh aspect of the present invention is provided.
In the invention described in the above, in the energy supply system according to any one of claims 1 to 3 installed in a moving device such as a ship or an aircraft, the internal combustion engine is connected to the electrolytic hydrogen generator and a gas storage, 4. A gas supply unit for supplying gas generated to an apparatus such as an engine, a gas turbine, and a steam turbine.
The energy supply system for a mobile device such as a ship or an aircraft described in any one of the above. Further, it is a comprehensive energy supply system that includes heat energy and electric energy by combustion, and includes a system capable of supplying electric power from a fuel cell, a combined cycle which is a combination of a gas turbine and a steam turbine, and the like.

【0014】また、上記課題を解決するため、請求項8
に記載の発明においては、請求項7に記載のエネルギー
供給システムにおいて、前記の燃料電池が電気を生み出
す過程において排出する排水、又は排熱、又は余剰ブラ
ウン・ガスを再利用するための循環設備が前記の燃料電
池に接続されて備えられることを特徴とする、請求項7
に記載の船舶又は航空機などの移動機器におけるエネル
ギー供給システムであることを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus comprising:
In the invention described in the above, in the energy supply system according to claim 7, the circulating equipment for recycling wastewater or exhaust heat discharged in the process of generating electricity by the fuel cell, or excess brown gas is provided. 8. The battery according to claim 7, wherein the fuel cell is connected to the fuel cell.
And an energy supply system for mobile equipment such as a ship or an aircraft.

【0015】また、上記課題を解決するため、請求項9
に記載の発明においては、請求項1〜12に記載の発明
において、前記の燃料電池から、インバーターを介して
本発明のエネルギー供給システムの外部に電力を供給す
るための外部電力供給手段と、外部に供給した電力を計
測するための電力計測手段とを備え、電力販売事業を行
うことが可能なことを特徴とする、請求項1〜8のいず
れかに記載のエネルギー供給システムであることを特徴
としている。
[0015] In order to solve the above-mentioned problems, a ninth aspect is provided.
In the invention described in (1), in the invention described in any one of (1) to (12), an external power supply means for supplying electric power from the fuel cell to the outside of the energy supply system of the present invention via an inverter; The power supply system according to any one of claims 1 to 8, further comprising: a power measurement unit configured to measure power supplied to the power supply system, and capable of performing a power sales business. And

【0016】また、上記課題を解決するため、請求項1
0に記載の発明においては、請求項1〜9に記載の、ブ
ラウンガスを熱エネルギーとして使用するエネルギー供
給システムにおいて、水素特有の燃焼速度を利用するこ
とに加えて、酸素をガス中に含むその特性を活かし、バ
ーナーなどで直接燃焼させることにより、輻射熱の出る
方向を制御し、熱効率を上げて従来の方式より省エネル
ギー効果を導くことが可能なことを特徴とする、請求項
1〜9のいずれかに記載の熱エネルギー供給システムで
あることを特徴としている。水素が酸素を伴って燃焼で
消滅するとき真空を形成し、爆発に対する爆縮または凝
爆と(inplosion)形容される陰性の物理現象がおき
る。これが熱エネルギーを真空のある方向へ誘導して、
輻射熱が真空の発生する方へ向い、周囲に余分な熱を伝
えなくなるという特徴をもつ。したがって、熱の移動が
一定の方向に高効率で行なわれ、短時間で高い温度に到
達する現象を利用する熱エネルギー供給システムができ
る。マイクロタービン発電機、給湯器、ボイラー、焼却
炉、暖房器具、冷温水発生器、溶融炉、溶接器、溶断
器、ローづけ、など宝飾品、歯科材料にいたる、燃焼に
よるあらゆる金属の加工と発電などに応用することがで
きる資源を、電力を介して水から供給しようとするシス
テムである。燃焼で二酸化炭素を生まないので、狭い締
め切った空間でもガスを燃焼させることができ、炭化水
素系のガスより燃焼効率が良いので、省エネ効果と温暖
化ガス抑制の実現が可能となり、消費する資源は再生可
能な水だけでよい。このシステムに電力を供給するのは
太陽光、風力、温度差対流などの再生可能エネルギーで
あり、従来の石油や天然ガスなどの再生不能エネルギー
を使用しないので、環境に優れた特徴をもつ総合エネル
ギー供給システムである。再生可能エネルギーには持続
して繰り返し再生できるものと、核分裂生成物質を二次
加工するMOX燃料による再生エネルギーがあるが、本シ
ステムの場合は持続して再生できる毒性のないエネルギ
ーを再生可能エネルギーと呼ぶ。 環境への負荷を著し
く減らす効果があって、かつ、安全性が衆知となってい
るものを前提とするシステムであり、ブラウンガス発生
器を伴う燃料電池や、後述する温度差を利用して対流を
生む発電機などの設備をこれに包み、再生不能エネルギ
ーである地下資源から得られる電力などは、これを除外
するエネルギー供給システムであることに特徴がある。
[0016] In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect is provided.
In the invention described in Item 0, in the energy supply system using brown gas as heat energy according to any one of Claims 1 to 9, in addition to utilizing a combustion rate specific to hydrogen, the energy supply system includes oxygen in the gas. By utilizing the characteristics and directly burning with a burner or the like, it is possible to control the direction in which radiant heat is emitted, increase the thermal efficiency, and lead to an energy saving effect compared to the conventional method. A heat energy supply system according to any one of the above. When hydrogen is extinguished in combustion with oxygen, it forms a vacuum and a negative physical phenomenon occurs, described as implosion or coagulation for an explosion. This induces heat energy in a vacuum direction,
It has the characteristic that radiant heat is directed to the direction in which a vacuum is generated and does not transmit extra heat to the surroundings. Therefore, a heat energy supply system utilizing the phenomenon that heat is transferred in a certain direction with high efficiency and reaches a high temperature in a short time can be provided. Micro-turbine generators, water heaters, boilers, incinerators, heating appliances, cold and hot water generators, melting furnaces, welders, fusing devices, brazing, etc. This is a system that tries to supply resources that can be applied to water and the like from water via electric power. Since no carbon dioxide is produced by combustion, gas can be burned even in a narrow closed space, and combustion efficiency is higher than hydrocarbon-based gas, so energy saving effect and reduction of greenhouse gas can be realized, and resources consumed Need only renewable water. This system is powered by renewable energies such as sunlight, wind power, and temperature convection, and does not use conventional non-renewable energies such as oil and natural gas. Supply system. There are two types of renewable energy: renewable energy that can be continuously renewed, and renewable energy that uses MOX fuel for secondary processing of fission products.In this system, non-toxic energy that can be continuously regenerated is called renewable energy Call. It is a system that has the effect of remarkably reducing the burden on the environment and that is known to be safe.Convection using a fuel cell with a brown gas generator and a temperature difference described later It is characterized in that it is an energy supply system that wraps facilities such as generators that generate electricity, and excludes electricity and the like obtained from underground resources that are non-renewable energy.

【0017】また、上記課題を解決するため、請求項1
1に記載の発明においては、請求項1〜10に記載の、
ブラウンガスを熱エネルギーとして使用するエネルギー
供給システムにおいて、電解水素発生器が生み出すブラ
ウンガスを使用して水を蒸発させることにより、水蒸気
を集めて上層で冷気あるいは低温を発生する面のあるベ
ルチエ素子などに当て、相転移した水滴を回収して水力
発電を行う、集合住宅または高層建築用の蒸発揚水式水
力発電エネルギー・サイクルを組み合わせたことを特徴
とする、請求項1〜10のいずれかに記載の熱エネルギ
ー供給システムであることを特徴としている。自然界の
サイクルを模して、蒸発蒸散作用だけをブラウンガスの
燃焼を用いて行い、液相〜気相〜液相を循環する人工的
なサイクルに誘導し、位置エネルギーの解放を電力とし
て取り出すシステムである。さらに、再生可能エネルギ
ーに含む新しい発電方式として、特開2000−303
947および特開2000−356181に記載の、温
度差で生じる対流が作る渦のエネルギーを利用する発電
装置を組み込んだ総合エネルギー供給システムが知られ
ており、これらと組み合わせたシステムとすれば、より
効果的で環境に負荷の少ない画期的なエネルギー供給シ
ステムを実現することができる。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is provided.
In the invention described in 1, the method according to claims 1 to 10,
In an energy supply system that uses brown gas as thermal energy, a Bertier device with a surface that generates cold air or low temperature in the upper layer by collecting water vapor by evaporating water using the brown gas generated by the electrolytic hydrogen generator 11. A combined evaporative pumping type hydroelectric energy cycle for multi-family dwellings or high-rise buildings that collects water droplets that have undergone phase transition and performs hydroelectric power generation. It is characterized in that it is a thermal energy supply system. A system that imitates the natural cycle and performs only the evaporation and transpiration using the combustion of brown gas, guides it to an artificial cycle that circulates from liquid phase to gas phase to liquid phase, and extracts the release of potential energy as electric power It is. Further, as a new power generation method included in renewable energy, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-303
947 and JP-A-2000-356181, a general energy supply system incorporating a power generation device utilizing the energy of a vortex generated by convection generated by a temperature difference is known. An epoch-making energy supply system with a low environmental impact can be realized.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明のエ
ネルギー供給システム実施の形態について説明する。図
1は、本発明のシステムの基本的な構成を示すシステム
構成図であり、図1において、符号1は電解水素発生器
を、2はガス貯蔵庫を、3は燃料電池を、4はインバー
ターを示している。5はジャンクションボックス、6は
エネルギーが供給される各種装置、7はコントローラ、
8は蓄電池、9は再生可能エネルギーによる太陽電池、
風力発電、蒸発揚水式水力発電、温度差対流発電などの
諸設備を示す。これによりきわめてクリーンな総合エネ
ルギー供給の系統を、需要地で構築することができる。
遠距離の送電設備と高圧送電の意義は希釈され、より効
率的な防災設備を兼ねる独立分散方式の総合エネルギー
供給システムが、地域および家庭の単位で完成すること
になる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an energy supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing a basic configuration of a system of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electrolytic hydrogen generator, 2 denotes a gas storage, 3 denotes a fuel cell, and 4 denotes an inverter. Is shown. 5 is a junction box, 6 is various devices to which energy is supplied, 7 is a controller,
8 is a storage battery, 9 is a solar cell using renewable energy,
Shows various facilities such as wind power generation, evaporative pumping type hydroelectric power generation, and temperature difference convection power generation. As a result, an extremely clean integrated energy supply system can be constructed at the demand area.
The significance of long-distance power transmission and high-voltage power transmission will be diluted, and an independent and distributed integrated energy supply system that will also serve as more efficient disaster prevention equipment will be completed on a regional and household basis.

【0019】本発明のエネルギー供給システムは、電解
水素発生器と、電解水素発生器により水から水素と酸素
を取り出し、これを貯蔵するガス貯蔵庫と、ガス貯蔵庫
から燃料の供給を受ける燃料電池とにより構成されるシ
ステムの一次エネルギーとして、再生可能エネルギーを
充てることでクリーン・エネルギーだけで成り立つ熱・
電併給システムを提供するものである。燃料電池と電解
水素発生器を組み合わせて、水から水素と酸素を取り出
し、これを燃料電池の原料として電気を生み出すサイク
ルであり、余剰に生成したガスを熱エネルギーとして併
用することが可能なモデルを併設し、新製品として広く
世界へ提案しようとするものである。 燃料電池は電気
を生み出す過程で純水を排出するので、これに含まれる
排熱と排水も再利用して、繰り返し循環する無駄のない
経済的なクリーン・エネルギーを創出し、これを広く世
に提供しようとするものである。
The energy supply system of the present invention comprises an electrolytic hydrogen generator, a gas storage for taking out hydrogen and oxygen from water by the electrolytic hydrogen generator and storing the hydrogen and oxygen, and a fuel cell receiving fuel supply from the gas storage. By using renewable energy as the primary energy of the configured system, heat and
It is intended to provide a combined power supply system. This is a cycle in which hydrogen and oxygen are extracted from water by combining a fuel cell and an electrolytic hydrogen generator, and this is used as a raw material for the fuel cell to generate electricity.A model that can use surplus generated gas as heat energy is also available. It is to be added to the world and to propose to the world as a new product. Fuel cells discharge pure water in the process of generating electricity, so the waste heat and wastewater contained in the fuel cells are also reused to create economical clean energy that is repeatedly circulated and economical, and widely available to the world What you want to do.

【0020】電解水素発生器1としては、様々な形態の
装置が知られている。例えば図2に示すスチュアート水
電解水素発生装置は、ニーズに合わせたモジュール構成
で設計することができ、装置の内容は、ユーザーの要求
に応じてガス発生装置、圧縮装置、精製装置、貯蔵装置
が含まれる。電解装置は半自動または全自動方式によ
り、運転人員は最少人数で運転可能であり、また水素発
生装置は、あらかじめセットされた流量を自動的に発生
することができる。本発明のシステムにおいては、電解
水素発生器により取り出した水素と酸素は2:1の混合
比率を持つブラウンガスであり、水素を保存するための
水素貯蔵合金や高圧ボンベなどを用いることなく、水素
燃料を貯蔵可能なことを特徴とする。ブラウンガスは水
を資源として前記の電解水素発生器を用い、これを電気
分解して発生させるため、立地条件の制約も少なく、ボ
イラーのように直接燃焼方式に限れば、電気代を含めて
既存の重油やLNGと比べても、半分以下で運転する優
れた経済特性をもつ。
Various types of devices are known as the electrolytic hydrogen generator 1. For example, the Stuart water electrolysis hydrogen generator shown in FIG. 2 can be designed with a modular configuration according to needs, and the contents of the device include a gas generator, a compression device, a purification device, and a storage device according to the user's request included. The electrolyzer can be operated by a semi-automatic or fully automatic system with a minimum number of operating personnel, and the hydrogen generator can automatically generate a preset flow rate. In the system of the present invention, hydrogen and oxygen taken out by the electrolytic hydrogen generator are brown gas having a mixing ratio of 2: 1 and can be used without using a hydrogen storage alloy or a high-pressure cylinder for storing hydrogen. The fuel can be stored. Brown gas uses the above-mentioned electrolytic hydrogen generator using water as a resource, and it is generated by electrolysis.Therefore, there are few restrictions on the location conditions, and if it is limited to a direct combustion system such as a boiler, existing gas including electricity bills Compared to heavy oil and LNG, it has excellent economic characteristics of operating at less than half.

【0021】また、ブラウンガスは、電気的に取り出し
た水素と酸素は2:1の比率を持つ原子群からなるた
め、通常の電解水素にみられるHという分子構造をも
たない故に爆発の危険がなく、常温常圧の環境下で安全
に管理できるものとして市販されている。中でも韓国の
エナペテック社では、永年に渡り発生効率と安全性・安
定供給を研究し、他社をも遥かに凌駕する大量発生機の
開発に成功している。したがって水素を保存するための
貯蔵合金あるいは高圧タンクと呼ばれる部分を省くこと
ができ、シンプルな仕組みを採用することで、製品価格
の抑制を図り普及の促進にも効果的であることが利点と
なるシステムである。
In addition, since brown gas is composed of atomic groups having a 2: 1 ratio between electrically extracted hydrogen and oxygen, it does not have the molecular structure of H 2 found in ordinary electrolytic hydrogen, so that explosion occurs. It is commercially available without any danger and can be safely managed under normal temperature and normal pressure environment. In particular, Enaptech of South Korea has been studying generation efficiency, safety and stable supply for many years, and has succeeded in developing a large-scale generator that far surpasses other companies. Therefore, it is possible to omit the part called storage alloy or high-pressure tank for storing hydrogen, and by adopting a simple mechanism, it is advantageous to suppress the product price and promote the spread. System.

【0022】ガスの発生状況は、水をエナペックガス・
ジェネレーターに入れ、直流電源で電気分解をおこな
い、2H+Oの単原子を発生するが、このガスは、1
8,350kcalの発熱量と最大6,000℃以上の燃焼
温度の力を持つガスとなる。またCO、COを発生せ
ず、水1リットルで約3.2m3のガスを発生することが
できる。またガス自身に酸素を持つため外気を必要とせ
ず、誘爆も起こさないので、安全性の面からも利点があ
る。ブラウンガスの状態で備蓄保存し、水素エンジンで
ある内燃機関へは、その燃焼の直前に水素を分離してこ
れを供給することで、従来の技術への応用が可能であ
る。
[0022] The gas generation condition is as follows.
It is placed in a generator and electrolyzed by a DC power supply to generate 2H + O single atom.
The gas has a calorific value of 8,350 kcal and a combustion temperature of 6,000 ° C. or higher. Moreover, about 3.2 m 3 of gas can be generated with 1 liter of water without generating CO and CO 2 . In addition, since the gas itself has oxygen, it does not require external air and does not induce explosion, which is advantageous in terms of safety. By storing and storing the gas in the state of brown gas and separating and supplying hydrogen immediately before combustion to an internal combustion engine, which is a hydrogen engine, it is possible to apply the conventional technology.

【0023】次に、電解水素発生器1で発生させたブラ
ウンガスを、ガス貯蔵庫2に供給し、本発明のシステム
においては、電気エネルギーを取り出して利用する際
に、電気の状態でエネルギーを備蓄するのではなく、ガ
スの状態で備蓄する。ガス貯蔵庫2には、さらに燃料電
池3が接続されており、燃料電池3からインバーター4
においてDC電力をAC電力に変換し、各種機器・装置
6に電力を供給する。ブラウンガスは5kg/cm
での圧縮に耐え、加圧が多くなると水に戻ってしまう性
質があるので、8kg/cm以下の低圧での保存が安
全性を高めている。 水素吸蔵合金を併用すれば貯蔵効
率を向上させることも可能だが、ブラウンガスの特性を
失う結果となる。ブラウンガス自体は水素原子2と酸素
原子1のグループからなっており、メタルハイドライト
(MH水素吸蔵合金)は、水素だけを保存し、酸素原子
は使われずに大気中に放出されることになるが、この分
は発電に寄与しないロスの成分となるからである。アル
カリ型と呼ばれる燃料電池では宇宙空間で使用された実
績があり、このブラウンガスは水素と酸素が発電に必要
な量をそれぞれ含んでいるので、潜水艦や海底都市など
の電力需要にも応用することができる。大深度地下開発
などにも応用可能で、一次エネルギーは別途に設ける必
要はあるが、宇宙では太陽電池が、海洋では海水の温度
差、潮汐力、波力などを利用する発電形式を採用する方
法などがあり、地熱を採取したり、状況によって請求項
11記載の蒸気で還元する方法や同12記載の温度差対流に
よる渦のエネルギーなども援用し、総合効率を上げる手
段を組み合わせることができる。
Next, the brown gas generated by the electrolytic hydrogen generator 1 is supplied to the gas storage 2, and in the system of the present invention, when the electric energy is taken out and used, the energy is stored in the state of electricity. Instead of storing, store in gaseous form. A fuel cell 3 is further connected to the gas storage 2.
Converts DC power into AC power and supplies power to various devices / devices 6. Brown gas withstands compression up to 5 kg / cm 2 and has the property of returning to water when pressurization is increased. Therefore, storage at a low pressure of 8 kg / cm 2 or less enhances safety. The combined use of a hydrogen storage alloy can improve storage efficiency, but results in the loss of brown gas properties. Brown gas itself consists of a group of hydrogen atom 2 and oxygen atom 1, and metal hydrite (MH hydrogen storage alloy) stores only hydrogen and releases oxygen to the atmosphere without using it. However, this is because it is a loss component that does not contribute to power generation. Alkaline fuel cells have been used in outer space, and this brown gas contains hydrogen and oxygen, each of which is necessary for power generation, so it can be applied to the power demand of submarines and submarine cities. Can be. It can be applied to deep underground development, etc., and it is necessary to provide primary energy separately. There is such as collecting geothermal and claiming it depending on the situation
The method of reducing the overall efficiency can be combined by using the method of reducing with steam described in 11 and the energy of the vortex due to the temperature difference convection described in 12 above.

【0024】また、燃料電池3には、現在、固体高分子
型(プロトン交換膜型-PEM)、固体電解質型、リン酸
型、溶融炭酸塩型、アルカリ型の5タイプのあることが
知られている。自動車に用いるための燃料電池として
は、主として小型軽量な固体高分子型の研究開発が進ん
でおり、フッ素樹脂系のイオン交換膜を電解質に使い、
膜の両側に触媒を塗布して、水素極(燃料極)側でイオ
ン化した水素を空気極(電気極)側で酸素と結合させて
発電するものである。こうした場合に、現在のガソリン
車と同じようにタンクに貯蔵した燃料を改質装置に送
り、そこで分離した水素を燃料電池に供給して発電し、
モーターを回す形態が従来は研究開発されているが、本
発明の装置においては、ガス貯蔵庫に前記のブラウンガ
スの状態で貯蔵を行うため、燃料電池の側においても、
従来のガスから水素を取り出すための触媒方式の改質器
を省くことができ、ガスを直接投入するか、または酸素
だけを吸着させればよいので簡素化が実現でき、装置の
安定性を高める効果を発揮する。ただし、溶融炭酸塩型
(MCFC)の燃料電池には適合させるには研究が必要とな
る。他の燃料電池への応用では、製品化に困難な技術的
要素は見当たらないので、電解質の改良程度の変更で対
応できる。
It is known that there are currently five types of fuel cells 3: solid polymer type (proton exchange membrane type-PEM), solid electrolyte type, phosphoric acid type, molten carbonate type and alkaline type. ing. As fuel cells for use in automobiles, research and development of mainly small and light polymer electrolytes are in progress, and ion-exchange membranes made of fluororesin are used as electrolytes.
A catalyst is applied to both sides of the membrane, and hydrogen ionized on the hydrogen electrode (fuel electrode) side is combined with oxygen on the air electrode (electric electrode) side to generate power. In such a case, the fuel stored in the tank is sent to the reformer like a current gasoline-powered vehicle, and the separated hydrogen is supplied to the fuel cell to generate electricity.
Conventionally, the form of rotating the motor has been researched and developed.However, in the apparatus of the present invention, since the brown gas is stored in the gas storage in the state of the brown gas, also on the fuel cell side,
A catalytic reformer for extracting hydrogen from conventional gas can be omitted, and gas can be directly introduced or only oxygen can be adsorbed, so that simplification can be realized and the stability of the device is improved. It is effective. However, research is needed to make it compatible with molten carbonate fuel cells (MCFC). In the application to other fuel cells, there are no technical elements that are difficult to commercialize, so it can be dealt with by changing the degree of improvement of the electrolyte.

【0025】次に、請求項3に記載の発明のように、前
記の燃料電池が電気を生み出す過程において排出する排
水を再利用するための、排水循環設備が前記の燃料電池
に接続されて備えられる形態が望ましく、図1にあるよ
うに、燃料電池3から、排水循環設備が電解水素発生器
1にまで接続されて、電解水素発生器1に水を再供給す
る。燃料電池の変換効率は概ね40%程度であり、これ
は60%が水となって捨てられていることを意味する。
本発明の新しい方式で連環を維持すると、水はまるまる
回収されガスの資源として再利用することができる。
Next, as in the third aspect of the present invention, a drainage circulation system for reusing wastewater discharged in the process of generating electricity by the fuel cell is provided connected to the fuel cell. In this case, as shown in FIG. 1, from the fuel cell 3, a drainage circulation system is connected to the electrolytic hydrogen generator 1, and water is resupplied to the electrolytic hydrogen generator 1. The conversion efficiency of the fuel cell is about 40%, which means that 60% is discarded as water.
Maintaining the link in the new manner of the present invention allows the entire water to be recovered and reused as a gas resource.

【0026】電解水素発生器1を起動するには外部電源
からの電力が必要であり、燃料電池3も同様に起動する
時点では、外部電力の補助が必要である。電解水素発生
器1と燃料電池3とは、両方の装置が起動してしまえ
ば、ガスと水双方の流れが生まれ、電力を発生し、起動
後は継続して発電できる状態が維持される。 発生した
電力の内、電解水素発生器1には図1にあるように、イ
ンバーター4、コントローラ7を通じて電力が供給され
るので、この段階は電力を自給する状態で運転する。ま
た蓄電池8、太陽電池9などをさらに組み合わせたエネ
ルギー供給システムでは、不足する分を再生エネルギー
から取り出し自給自足を実現する。 負荷がある時だけ
電力として取り出し、負荷がない時はガスで備蓄する
か、出力の調整を行って無駄なサイクルを省くことがで
きる。さらに蒸発揚水型水力発電方式を増設すれば、電
力需要のない時間帯に熱エネルギーから位置エネルギー
へと、エネルギー変換をさせることができる。
In order to start the electrolytic hydrogen generator 1, electric power from an external power supply is required, and when the fuel cell 3 is started in the same manner, external electric power needs to be supplemented. When both devices are activated, the electrolytic hydrogen generator 1 and the fuel cell 3 generate both gas and water flows, generate electric power, and maintain a state in which power can be continuously generated after the activation. As shown in FIG. 1, of the generated electric power, the electric power is supplied to the electrolytic hydrogen generator 1 through the inverter 4 and the controller 7, so that the operation is performed in a state where the electric power is supplied at this stage. In the energy supply system further combining the storage battery 8, the solar cell 9, and the like, the shortage is extracted from the renewable energy to realize self-sufficiency. When there is no load, it is taken out as electric power, and when there is no load, it can be stored in gas or the output can be adjusted to eliminate unnecessary cycles. Further, if the evaporative pumping type hydroelectric power generation system is added, it is possible to convert energy from heat energy to potential energy during a time when there is no demand for electric power.

【0027】[0027]

【実施例】次に、本発明のエネルギー供給システムを用
いた実施形態について説明する。請求項4に記載の発明
においては、家庭や事業所などに設置された請求項1〜
3、および10、11、12のいずれかに記載のエネルギー供
給システムにおいて、前記の燃料電池が電気を生み出す
過程において排出する排水、又は排熱、又は余剰ブラウ
ン・ガスを再利用するための循環設備が前記の燃料電池
に接続されて備えられることを特徴とする。図3は、本
実施形態の基本的なシステム構成を示し、住宅や事業
所、施設などの水素ガスまたはブラウンガスを主原料と
するトータルエネルギー供給を行うための実施形態であ
る。前記のガス貯蔵庫2から、ヒートポンプ・冷温水発
生器・ガスレンジ・給湯器・燃焼炉等への電力や、又は
廃熱、又は余剰ブラウンガスを供給するための供給設備
が備えられる。図4は、本実施形態の基本的なシステム
構成を示し、都市開発地域、事業所や工場などの産業用
設備、施設などの水素を主原料とするトータルエネルギ
ー供給を行うための実施形態である。また燃料電池に接
続されて、電気を生み出す過程において排出する排水、
又は排熱、又は余剰ブラウンガスを再利用するための循
環設備が備えられ、例えば図3において温排水が各居室
などに供給され、また燃料電池から生み出された電力は
コントローラ、インバーターを介して家庭等の分電盤に
供給される。温排水は暖房その他に利用することがで
き、利用後は電解水素発生器1に再循環されることによ
り再利用を行う。また太陽電池9、蓄電池8がコントロ
ーラに接続されることにより、蓄電される電力の調整
や、さらには家庭や事業所等の外部への電力の供給、売
電を行うことができる。また通常の商用電源との組み合
わせ、切り替えを行うようにすることもできる。太陽電
池やその他の再生可能エネルギーを併用する場合には、
ガスジェネレーターである電解水素発生器を経て電気エ
ネルギーは燃料電池から取り出せばよく、日差しがある
限り太陽光発電を無駄なく援用することができる。その
他の再生可能エネルギーも単独あるいは複合してこのシ
ステムを構成する要素となる。また、請求項9に記載の
発明のように、前記の燃料電池から、インバーターを介
して本発明のエネルギー供給システムの外部に電力を供
給するための外部電力供給手段と、外部に供給した電力
を計測するための電力計測手段とを備え、電力販売事業
を行うことが可能なシステムとすることもできる。余剰
の電力とガスは、第三者へ売却することで財の転換がお
き、装置の償却を早める効果が出現する。普及の障害で
あった主な理由は、消費財としてのシステムであったこ
とであり、自由化が実現した段階でシステムは生産財と
見なされるものとなる。
Next, an embodiment using the energy supply system of the present invention will be described. According to the invention described in claim 4, claims 1 to 1 installed in a home, a business place, or the like.
13. The energy supply system according to any one of 3, 10 to 11, wherein the fuel cell recycles waste water or waste heat discharged in the process of generating electricity, or recycled brown gas. Is connected to the fuel cell and provided. FIG. 3 shows a basic system configuration of the present embodiment, which is an embodiment for supplying total energy using hydrogen gas or brown gas as a main material of a house, a business place, a facility, or the like. A supply facility for supplying electric power from the gas storage 2 to a heat pump, a cold / hot water generator, a gas range, a water heater, a combustion furnace, or the like, or waste heat or surplus brown gas is provided. FIG. 4 shows a basic system configuration of the present embodiment, which is an embodiment for supplying total energy using hydrogen as a main raw material, such as an urban development area, industrial facilities such as offices and factories, and facilities. . Also, wastewater that is connected to the fuel cell and discharged in the process of producing electricity,
Or, a circulating system for reusing waste heat or surplus brown gas is provided. For example, in FIG. 3, hot waste water is supplied to each living room and the like, and electric power generated from a fuel cell is supplied to a home via a controller and an inverter. And so on. The hot waste water can be used for heating or other purposes, and after use, is recycled by being recycled to the electrolytic hydrogen generator 1. Further, by connecting the solar battery 9 and the storage battery 8 to the controller, it is possible to adjust the stored power, and to supply and sell power to the outside of a home or a business. In addition, a combination with a normal commercial power supply and switching can be performed. When using solar cells or other renewable energy,
Electric energy can be extracted from the fuel cell through the electrolytic hydrogen generator, which is a gas generator, and solar power can be used without waste as long as there is sunlight. Other renewable energies, alone or in combination, constitute the system. Further, as in the invention according to claim 9, an external power supply means for supplying power from the fuel cell to the outside of the energy supply system of the present invention via an inverter, and the power supplied to the outside is provided. A system capable of performing an electric power sales business with an electric power measuring means for measuring the electric power can be provided. Selling excess power and gas to a third party will convert the goods, which has the effect of accelerating the amortization of equipment. The main reason for the dissemination was that the system was a consumer good, and when liberalization was realized, the system would be considered a production good.

【0028】次に、請求項5に記載の発明においては、
自動車などの移動用機器に設置された請求項1〜3のい
ずれかに記載のエネルギー供給システムにおいて、前記
の燃料電池に接続されて電力の供給を受ける蓄電池と、
蓄電池からモーターなどの動力機械に電源を供給する電
源供給手段とを備えることを特徴とする。図5は、本実
施形態の基本的なシステム構成を示す。車を動かす電力
と電解水素発生器1を動かす電力とをまかなう容量をも
った燃料電池3を搭載した車両を実現する構成である。
燃料電池3は通常の場合定格運転をするが、停車時は出
力を落として調整する。走行に要する電気エネルギーは
蓄電池から供給される。また駐車している間は蓄電池か
らの電力は供給されないため、余剰電力が発生する。こ
の余剰電力も前記と同様に、自宅や有料の駐車場などに
設けた変電設備に集約され、近隣へ配電することができ
る(系統連係、逆潮流可)。駐車場はこの燃料電池自動
車が発電した余剰電力を集めて売却すれば、駐車料金は
利用者へ支払うべきものとなり、駐車場サービスの新形
式となる可能性がある。また、この燃料電池自動車はガ
スと蓄電池でエネルギーを保存し、負荷がなければ燃料
電池の運転を抑制してガスの備蓄を図ることができ、余
剰のガスは放出して大気に同化させても、環境ならびに
人畜に対しては完全に無害である。
Next, in the invention according to claim 5,
The energy supply system according to any one of claims 1 to 3, which is installed in a mobile device such as an automobile, and a storage battery connected to the fuel cell to receive power.
Power supply means for supplying power from a storage battery to a power machine such as a motor. FIG. 5 shows a basic system configuration of the present embodiment. This is a configuration for realizing a vehicle equipped with a fuel cell 3 having a capacity to cover the power for moving the vehicle and the power for moving the electrolytic hydrogen generator 1.
Normally, the fuel cell 3 performs rated operation, but when the vehicle is stopped, the output is reduced to adjust. Electric energy required for traveling is supplied from a storage battery. In addition, since no electric power is supplied from the storage battery while the vehicle is parked, surplus electric power is generated. Similarly to the above, the surplus electric power is collected in substation facilities provided in a home or a toll parking lot, and can be distributed to a neighborhood (grid link, reverse power flow is possible). If the parking lot collects and sells the surplus power generated by the fuel cell vehicle, the parking fee will be paid to the user, which may become a new type of parking lot service. In addition, this fuel cell vehicle saves energy with gas and a storage battery, and if there is no load, operation of the fuel cell can be suppressed and gas can be stored, and surplus gas can be released and assimilated to the atmosphere. Completely harmless to the environment and humans.

【0029】また、請求項6に記載の発明は、請求項1
〜3のいずれかに記載のエネルギー供給システムにおい
て、前記のガス貯蔵庫は自動者等に水素燃料を供給する
ためのエネルギー供給設備に備えられるガスタンクであ
って、ガスタンクに接続されて水素ステーションが備え
られ、自動車等に水素ステーションからの水素燃料が供
給される形態である。本実施形態の基本的なシステム構
成を図6に示す。このような構成で既存のガソリンスタ
ンドに増設することができ、余剰の電力は販売にまわす
ことができる。電解水素発生器1を使うと、懸案だった
水素燃料供給の拠点が短時間で設置可能なものとなる。
またバックアップとして商用電源又は都市ガスなどの資
源を併用できるようにすることもできるが、これは非常
時に備えた措置で必要条件ではない。商用電源とは電力
のやりとりが可能な状態を維持し、その他の売電事業者
がある場合は、このうちのどちらかを選択する方法がと
れる。水素ステーションの事業者が売電事業主として、
生産した電力並びにガス等を販売することもできる。
ガスも燃料電池自動車以外に、一般へ販売するその対象
となるからである。燃料電池自動車では水素原料の供給
が急務となっていて、この電解水素発生器(ガスジェネ
レーター)を使うことで、既設のガソリンスタンドを転
用する途が開け、自動車メーカーではこの拠点つくりに
腐心しているが、この方式が課題を解決するので、燃料
電池自動車の登場を早める効果がある。
[0029] The invention described in claim 6 is the first invention.
In the energy supply system according to any one of the above items (1) to (3), the gas storage is a gas tank provided in an energy supply facility for supplying hydrogen fuel to an automatic operator or the like, and is provided with a hydrogen station connected to the gas tank. In this mode, hydrogen fuel is supplied from a hydrogen station to an automobile or the like. FIG. 6 shows a basic system configuration of the present embodiment. With such a configuration, it can be added to an existing gas station, and surplus electric power can be sold. When the electrolytic hydrogen generator 1 is used, the hydrogen fuel supply base which has been a concern can be set up in a short time.
It is also possible to use a resource such as commercial power or city gas as a backup, but this is an emergency measure and not a necessary condition. A state in which power can be exchanged with the commercial power source is maintained, and when there is another power selling company, a method of selecting one of them can be adopted. The hydrogen station operator is a power sales business,
Produced electricity and gas can also be sold.
Gas is also a target for sale to the general public, in addition to fuel cell vehicles. The supply of hydrogen material is urgently required for fuel cell vehicles, and the use of this electrolytic hydrogen generator (gas generator) opens up the possibility of converting existing gas stations, and automakers are keen on building this base. However, since this method solves the problem, it has the effect of hastening the appearance of fuel cell vehicles.

【0030】また、請求項7に記載の発明は、船舶又は
航空機などの移動用機器に設置された請求項1〜3のい
ずれかに記載のエネルギー供給システムにおいて、前記
の電解水素発生器とガス貯蔵庫に接続される、内燃機
関、ガスタービン、蒸気タービン、各種燃焼装置などの
他動力機械にも発生したガスを供給するガス供給手段と
を備えることを特徴とする。船舶・航空機などの発電供
給系統と推力発生のための水素を主原料とする内燃機関
の動力源とする形態である。図7は、本実施形態を採用
する船舶におけるエネルギー供給システムの構成を示
し、前記のガス貯蔵庫2から、焼却炉、ボイラーやバー
ナー等の燃焼のためのガス供給、蒸気タービンやガスタ
ービンへのガス供給などを行うための供給設備や、燃料
電池3からインバーターを介して、分電盤へ電力を供給
し、船室等へ電力を供給するための供給設備など、電力
や、又は廃熱、又は余剰ブラウン・ガスを供給するため
の供給設備が備えられる。また図8は、本実施形態を採
用する航空機におけるエネルギー供給システムの構成を
示し、前記のガス貯蔵庫2から、内燃機関等へのガス供
給を行うための供給設備や、燃料電池3からインバータ
ーを介して、分電盤へ電力を供給し、操縦室や客室等へ
電力を供給するための供給設備など、電力や、又は排
熱、又は余剰ブラウン・ガスを供給するための供給設備
が備えられる。またインバーターからコントローラを介
して蓄電池に蓄電し、蓄電池からの電力供給を行うこと
もできる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the energy supply system according to any one of the first to third aspects, the electrolytic hydrogen generator and the gas are installed in a moving device such as a ship or an aircraft. A gas supply unit connected to the storage for supplying gas generated to other power machines such as an internal combustion engine, a gas turbine, a steam turbine, and various combustion devices is provided. This is a mode in which a power supply system for ships and aircraft and a power source for an internal combustion engine mainly using hydrogen for generating thrust are used. FIG. 7 shows a configuration of an energy supply system in a ship adopting the present embodiment, and supplies gas for combustion of an incinerator, a boiler, a burner, or the like from the gas storage 2 and gas to a steam turbine or a gas turbine. Power or waste heat or surplus, such as a supply facility for supplying power, or a supply facility for supplying power to a distribution board from a fuel cell 3 via an inverter and supplying power to a cabin or the like. A supply facility for supplying brown gas is provided. FIG. 8 shows a configuration of an energy supply system in an aircraft employing the present embodiment. The energy supply system supplies gas to the internal combustion engine or the like from the gas storage 2 or the fuel cell 3 via an inverter. In addition, a supply facility for supplying electric power or waste heat or surplus brown gas, such as a supply facility for supplying power to a distribution board and supplying power to a cockpit, a cabin, and the like, is provided. In addition, power can be stored in the storage battery from the inverter via the controller, and power can be supplied from the storage battery.

【0031】また、請求項8に記載の発明においては、
請求項7に記載のエネルギー供給システムにおいて、前
記の燃料電池が電気を生み出す過程において排出する排
水、又は排熱、又は余剰ブラウン・ガスを再利用するた
めの循環設備が前記の燃料電池に接続されて備えられる
ことを特徴とする。
In the invention according to claim 8,
8. The energy supply system according to claim 7, wherein a wastewater discharged from the fuel cell in the process of producing electricity, or a circulating facility for reusing waste heat or surplus brown gas is connected to the fuel cell. It is characterized by being provided.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、電解水素発生器と、電解水素発生器により水から
水素と酸素を取り出し、これを貯蔵するガス貯蔵庫と、
ガス貯蔵庫から燃料の供給を受ける燃料電池とにより構
成され、環境に負荷のかからないエネルギー供給システ
ムに、再生可能エネルギーを加えた総合エネルギーシス
テムとして全世界に提供することができる。特に電気エ
ネルギーを取り出して利用する際に、電気の状態でエネ
ルギーを備蓄するのではなく、ガスの状態で備蓄するこ
とにより、上記の様々な問題を解決した。これにより、
本発明においては、電解水素発生器と、電解水素発生器
により水から水素と酸素を取り出し、これを貯蔵するガ
ス貯蔵庫と、ガス貯蔵庫から燃料の供給を受ける燃料電
池とにより構成され、環境に負荷のかからないエネルギ
ー供給システムを様々な分野において提供することを目
的とする。独立分散方式の総合エネルギー供給システム
が普及すると、電力の負荷平準化に有効であり、新規の
電源開発に割く投資を節約する効果なども派生する。シ
ステム内部に電力及びガス、そして水資源が備蓄されて
いるので、災害対策としても極めて有効である。また余
剰電力や、余剰ガス等を有効利用し、さらに排水、廃熱
利用をすることによる資源の有効利用、コストの低減な
どを図ることができるシステムを提供する。水を循環さ
せるシステムであって、中間生成物として電気を取り出
す能力があり、環境に負荷を与えない利点がある他、有
限な資源を消費せず、ほぼ無限に存在する水を始めとす
る再生可能エネルギーを主原料とする経済的なエネルギ
ー・システムであるといえる。
As described above in detail, according to the present invention, an electrolytic hydrogen generator, a gas storage for extracting hydrogen and oxygen from water by the electrolytic hydrogen generator, and storing the hydrogen and oxygen,
It is composed of a fuel cell that receives supply of fuel from a gas storage, and can be provided worldwide as an integrated energy system that adds renewable energy to an energy supply system that does not burden the environment. In particular, when extracting and using electric energy, the above various problems have been solved by storing energy in a gas state instead of storing it in an electric state. This allows
In the present invention, an electrolytic hydrogen generator, a gas storage for extracting hydrogen and oxygen from water by the electrolytic hydrogen generator, and storing the hydrogen and oxygen, and a fuel cell receiving a supply of fuel from the gas storage are configured. It is an object of the present invention to provide an energy supply system that can be used in various fields. The spread of the independent energy distribution system will be effective in leveling the load on electricity, and will also have the effect of saving investment in developing new power sources. Since power, gas, and water resources are stored in the system, it is extremely effective as a disaster countermeasure. Also, there is provided a system capable of effectively utilizing surplus electric power, surplus gas, and the like, and further achieving effective utilization of resources and cost reduction by utilizing drainage and waste heat. A system that circulates water, has the ability to extract electricity as an intermediate product, has the advantage of not imposing a burden on the environment, and does not consume finite resources and regenerates water, including water that exists almost infinitely. It can be said that this is an economical energy system that uses renewable energy as the main raw material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の基本的な構成を示すシステム構成図で
ある。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】電解水素発生器1の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of an electrolytic hydrogen generator 1.

【図3】住宅や事業所、施設などの水素を主原料とする
トータルエネルギー供給を行うための実施形態の基本的
なシステム構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a basic system configuration of an embodiment for supplying total energy using hydrogen as a main raw material, such as a house, a business place, and a facility.

【図4】都市開発地域、事業所や工場などの産業用設
備、施設などの水素を主原料とするトータルエネルギー
供給を行うための実施形態の基本的なシステム構成を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a basic system configuration of an embodiment for supplying total energy using hydrogen as a main raw material in an industrial development area, an industrial facility such as an office or a factory, a facility, or the like.

【図5】自動車などの移動用機器に設置されたエネルギ
ー供給システムの基本的なシステム構成を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a basic system configuration of an energy supply system installed in a mobile device such as an automobile.

【図6】自動車等に水素燃料を供給するためのエネルギ
ー供給設備に水素ステーションからの水素燃料が供給さ
れる形態の基本的なシステム構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a basic system configuration in which hydrogen fuel is supplied from a hydrogen station to an energy supply facility for supplying hydrogen fuel to an automobile or the like.

【図7】船舶におけるエネルギー供給システムの基本的
な構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a basic configuration of an energy supply system in a ship.

【図8】航空機におけるエネルギー供給システムの基本
的な構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a basic configuration of an energy supply system in an aircraft.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電解水素発生器(ガスジェネレーター) 2 ガス貯蔵庫 3 燃料電池 4 インバーター 5 ジャンクションボックス 6 エネルギーが供給される各種装置 7 コントローラ 8 蓄電池 9 太陽電池などの再生可能エネルギー Reference Signs List 1 electrolytic hydrogen generator (gas generator) 2 gas storage 3 fuel cell 4 inverter 5 junction box 6 various devices to which energy is supplied 7 controller 8 storage battery 9 renewable energy such as solar cell

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02C 3/22 F02M 21/02 G F02M 21/02 H01M 8/00 Z H01M 8/00 8/06 W 8/06 C25B 9/00 H A (72)発明者 若畑 由紀夫 神奈川県横浜市保土ヶ谷区星川2丁目5番 11号 Fターム(参考) 3G081 BA11 DA22 4G040 AB01 4K021 AA01 BA02 BC01 BC07 CA05 CA08 CA09 CA10 DC01 DC03 DC05 DC11 5H027 AA02 BA11 BA13 DD01 DD05 DD06 DD09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02C 3/22 F02M 21/02 G F02M 21/02 H01M 8/00 Z H01M 8/00 8/06 W 8 / 06 C25B 9/00 HA (72) Inventor Yukio Wakahata 2-5-11 Hoshikawa, Hodogaya-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term (reference) 3G081 BA11 DA22 4G040 AB01 4K021 AA01 BA02 BC01 BC07 CA05 CA08 CA09 CA10 DC01 DC03 DC05 DC11 5H027 AA02 BA11 BA13 DD01 DD05 DD06 DD09

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 再生可能エネルギーを主とする一次エネ
ルギーで機能する電解水素発生器と、電解水素発生器に
より水から水素と酸素を取り出し、これを貯蔵する水素
ガス貯蔵庫と、該貯蔵庫から燃料の供給を受ける燃料電
池及び各種の燃焼機器等の装置とにより構成される、ク
リーンエネルギー体系の総合エネルギー供給システム。
1. An electrolytic hydrogen generator that functions with primary energy mainly composed of renewable energy, a hydrogen gas storage for extracting hydrogen and oxygen from water by the electrolytic hydrogen generator and storing the hydrogen and oxygen, and a fuel for storage from the storage. A comprehensive energy supply system of a clean energy system, which is composed of devices such as a fuel cell and various combustion devices that receive the supply.
【請求項2】 請求項1に記載の発明において、電解水
素発生器により取り出した水素と酸素及びこれらの混合
ガスは、2:1の比率を持つブラウンガスであり、該ブ
ラウンガスについては水素を保存するための水素貯蔵合
金を用いることなく、低圧でガスを貯蔵可能なこととす
る特徴をもつ、請求項1に記載の総合エネルギー供給シ
ステム。
2. The invention according to claim 1, wherein the hydrogen, oxygen and a mixed gas thereof taken out by the electrolytic hydrogen generator are brown gas having a ratio of 2: 1. The total energy supply system according to claim 1, wherein the gas can be stored at a low pressure without using a hydrogen storage alloy for storage.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の発明において、
前記の燃料電池が電気を生み出す過程において排出する
排水を再利用するための、排水循環設備が前記の燃料電
池に接続されて備えられ、前記の排水循環設備が前記の
電解水素発生器に水を再供給することを特徴とする、請
求項1又は2のいずれかに記載のエネルギー供給システ
ム。
3. The method according to claim 1, wherein
A drainage circulator is connected to the fuel cell for recycling wastewater discharged in the process of generating electricity by the fuel cell, and the drainage circulator is provided with water for the electrolytic hydrogen generator. The energy supply system according to claim 1, wherein the energy supply system is supplied again.
【請求項4】 家庭や事業所などに設置された請求項1
〜3のいずれかに記載のエネルギー供給システムにおい
て、前記の燃料電池が電気を生み出す過程において排出
する排水、又は排熱、又は余剰ブラウンガスを再利用す
るための循環設備が前記の燃料電池に接続されて備えら
れることを特徴とする、家庭・事業所等における総合エ
ネルギー供給システム。
4. The method according to claim 1, which is installed in a home or a business place.
In the energy supply system according to any one of (1) to (3), a circulating facility for reusing waste water or exhaust heat discharged in the process of generating electricity by the fuel cell or surplus brown gas is connected to the fuel cell. A comprehensive energy supply system for homes and business establishments, characterized in that it is provided and installed.
【請求項5】 自動車などの移動用機器に設置された請
求項1〜3のいずれかに記載のエネルギー供給システム
において、前記の燃料電池に接続されて電力の供給を受
ける蓄電池(または蓄電器:キャパシタ)と、蓄電池
(器)からモーターなどの動力機械に電源を供給する電
源供給手段とを備えることを特徴とし、ダイナモまたは
オルタネーターなどの生み出す電力及びその他の再生可
能エネルギーなどを電源とする電解水素発生器を備え
た、請求項1〜3のいずれかに記載の自動車などの移動
機器におけるエネルギー供給システム。
5. The energy supply system according to claim 1, which is installed in a mobile device such as an automobile, wherein the storage battery is connected to the fuel cell and receives power supply. ) And power supply means for supplying power to a power machine such as a motor from a storage battery (container), and is provided with power generated by a dynamo or an alternator or the like and other renewable energy as a power source. An energy supply system for a mobile device such as an automobile according to any one of claims 1 to 3, further comprising a device.
【請求項6】 請求項1〜3のいずれかに記載のエネル
ギー供給システムにおいて、前記のガス貯蔵庫は自動車
等に水素燃料を供給するためのエネルギー供給設備に備
えられるガスタンクであって、ガスタンクに接続されて
水素ステーションが備えられ、自動車等に水素ステーシ
ョンからのブラウンガスを含む水素燃料が供給されるこ
とを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のエネ
ルギー供給システム。
6. The energy supply system according to claim 1, wherein the gas storage is a gas tank provided in an energy supply facility for supplying hydrogen fuel to an automobile or the like, and is connected to the gas tank. The energy supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein a hydrogen station is provided, and the vehicle or the like is supplied with hydrogen fuel containing brown gas from the hydrogen station.
【請求項7】 船舶又は航空機などの移動用機器に設置
された請求項1〜3のいずれかに記載のエネルギー供給
システムにおいて、前記の電解水素発生器とガス貯蔵庫
に接続される、内燃機関、各種タービンなどの動力機械
に発生したガスを供給するガス供給手段とを備えること
を特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の船舶又
は航空機などの移動機器におけるエネルギー供給システ
ム。
7. The energy supply system according to claim 1, which is installed in a mobile device such as a ship or an aircraft, wherein the internal combustion engine is connected to the electrolytic hydrogen generator and a gas storage. The energy supply system for mobile equipment such as a ship or an aircraft according to any one of claims 1 to 3, further comprising gas supply means for supplying gas generated to power machines such as various turbines.
【請求項8】 請求項7に記載のエネルギー供給システ
ムにおいて、前記の燃料電池が電気を生み出す過程にお
いて排出する排水、又は排熱、電解水素発生器において
は、ブラウンガスまたは電解水素ガスを再生産するため
の水資源の循環設備が、前記の燃料電池に接続されて備
えられることを特徴とする、請求項7に記載の船舶又は
航空機などの移動機器におけるエネルギー供給システ
ム。
8. The energy supply system according to claim 7, wherein said fuel cell discharges waste water or exhaust heat in a process of generating electricity, and in an electrolytic hydrogen generator, reproduces brown gas or electrolytic hydrogen gas. The energy supply system for a mobile device such as a ship or an aircraft according to claim 7, wherein a circulating facility for water resources for performing the operation is provided connected to the fuel cell.
【請求項9】 請求項1〜8に記載の発明において、前
記の燃料電池から、インバーター及び変圧器を介して本
発明のエネルギー供給システムの外部に電力を供給する
ための外部電力供給手段と、外部に供給した電力を計測
するための電力計測手段とを備え、電力・ガス販売事業
を行うことが可能なことを特徴とする、請求項1〜8の
いずれかに記載のエネルギー供給システム。
9. The invention according to claim 1, wherein an external power supply means for supplying power from the fuel cell to the outside of the energy supply system of the present invention via an inverter and a transformer, The energy supply system according to any one of claims 1 to 8, further comprising a power measurement unit configured to measure power supplied to the outside, and capable of performing a power / gas sales business.
【請求項10】 請求項1〜9に記載の、ブラウンガス
を熱エネルギーとして使用するエネルギー供給システム
において、水素特有の燃焼速度を利用することに加え
て、酸素をガス中に含むその特性を活かし、バーナーな
どで直接燃焼させることにより、輻射熱の出る方向を制
御し、熱効率を上げて従来の方式より省エネルギー効果
を導くことが可能なことを特徴とする、請求項1〜9の
いずれかに記載の熱エネルギー供給システム。
10. The energy supply system according to claim 1, wherein brown gas is used as thermal energy, and in addition to utilizing a combustion rate peculiar to hydrogen, the characteristic of containing oxygen in the gas is utilized. 10. Direct combustion with a burner or the like to control the direction in which radiant heat is emitted, thereby increasing thermal efficiency and leading to an energy-saving effect over the conventional method. Thermal energy supply system.
【請求項11】 請求項1〜10に記載の、ブラウンガ
スを熱エネルギーとして使用するエネルギー供給システ
ムにおいて、電解水素発生器が生み出すブラウンガスを
使用して水を蒸発させることにより、水蒸気を集めて上
層で冷気あるいは低温を発生する面のあるベルチエ素子
などに当て、相転移した水滴を回収して水力発電を行
う、集合住宅または高層建築用の蒸発揚水式水力発電エ
ネルギー・サイクルを組み合わせたことを特徴とする、
請求項1〜10のいずれかに記載の熱エネルギー供給シ
ステム。 自然界のサイクルを模して、蒸発蒸散作用だ
けをブラウンガスの燃焼を用いて行い、液相〜気相〜液
相を循環する人工的なサイクルに誘導し、位置エネルギ
ーの解放を電力として取り出すシステム。
11. The energy supply system according to claim 1, wherein the water vapor is collected by evaporating water using the brown gas generated by the electrolytic hydrogen generator. Combined with an evaporative pumping hydroelectric energy cycle for multi-family dwellings or high-rise buildings that collects water droplets that have undergone phase transition and generates hydropower by hitting a Bertier element with a surface that generates cold or low temperature in the upper layer. Features,
The thermal energy supply system according to claim 1. A system that imitates the natural cycle and performs only the evaporation and transpiration using the combustion of brown gas, guides it to an artificial cycle that circulates from liquid phase to gas phase to liquid phase, and extracts the release of potential energy as electric power .
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