JP2019173925A - Compression gas supply system and device utilizing natural energy and electric-power supply system - Google Patents

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Abstract

To provide a compression gas supply system capable of supplying requisite compression gas while further restricting electric-power supply got from outside or without using utility power.SOLUTION: A compression gas supply system of this invention comprises a natural energy power generation part for generating electric power by at least one of sunlight, wind power and water power; a gas compression part capable of supplying gas to be supplied under its compressed state by electric power generated at the natural energy power generating part; a secondary battery capable of accumulating electric power generated at the natural energy power generating part and capable of supplying accumulated electric power to the gas compression part; and a control part determining at least one of supply sources capable of supplying electric power to the gas compression part on the basis of predetermined condition or pre-set condition and the supply sources including the natural energy power generating part and the secondary battery and supplying the electric power from the determined supply source to the gas compression part. In this case, it is also preferable that the gas compression part includes a compressor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、圧縮された空気等の圧縮ガスを生成して、装置やシステムに供給する技術に関する。   The present invention relates to a technique for generating a compressed gas such as compressed air and supplying the compressed gas to an apparatus or a system.

従来、各種工場や工事現場、病院、さらには遊園施設等において、圧縮空気といったような圧縮ガスが、各種システム・機器、道具等の駆動用や、洗浄用、パージ用等として盛んに利用されている。またここで、ガスを圧縮するため、多くの場合にコンプレッサが使用されている。   Conventionally, in various factories, construction sites, hospitals, and even amusement park facilities, compressed gas such as compressed air has been widely used for driving various systems / equipment, tools, etc., for cleaning, for purging, etc. Yes. Here, in order to compress the gas, a compressor is often used.

さらに、近年、燃料電池の実用化・普及に伴い、圧縮された高圧の水素を、予め例えば高圧水素ボンベや水素吸蔵合金ボンベ等に貯蔵し、適宜燃料として使用する技術の改良が精力的に進められている。   Furthermore, in recent years, with the practical application and spread of fuel cells, compressed high-pressure hydrogen is stored in advance in, for example, high-pressure hydrogen cylinders or hydrogen storage alloy cylinders, and improvements in the technique of appropriately using it as fuel are energetically advanced. It has been.

このような高圧の圧縮水素を製造する技術として、例えば特許文献1には、水素を生成し第1の所定の圧力で放出する水素生成装置としての固体高分子型水電解装置と、この水分解装置に導管で接続された固体高分子型水素圧縮装置と、この圧縮装置に導管で接続された水素を貯蔵する貯蔵容器と、水素の圧力が第1の所定の圧力より低圧のときには、固体高分子型水素圧縮装置から放出される水素を上流側に還流し、第1の所定の圧力以上のときには、水素の還流を停止する圧力調整手段とを備えた高圧水素製造装置が開示されている。   As a technique for producing such high-pressure compressed hydrogen, for example, Patent Document 1 discloses a polymer electrolyte water electrolysis device as a hydrogen generator that generates hydrogen and releases it at a first predetermined pressure, and this water splitting. A solid polymer hydrogen compressing device connected to the apparatus by a conduit; a storage container for storing hydrogen connected to the compressing device by a conduit; and when the hydrogen pressure is lower than the first predetermined pressure, A high-pressure hydrogen production apparatus is disclosed that includes a pressure adjusting unit that circulates hydrogen released from the molecular hydrogen compression apparatus upstream and stops the hydrogen recirculation when the pressure exceeds a first predetermined pressure.

また、高圧の圧縮水素を供給する水電解装置に関する技術は、例えば特許文献2にも開示されている。この特許文献2に係る水電解装置においては、電解質膜の両側に給電体が設けられ、給電体にセパレータが積層されるとともに、一方の給電体と一方のセパレータとの間には、第1の流体を供給する第1流路が形成され、他方の給電体と他方のセパレータとの間には、前記第1の流体が電気分解されて常圧よりも高圧な第2の流体を得る第2流路が形成される。   Moreover, the technique regarding the water electrolysis apparatus which supplies high pressure compressed hydrogen is also disclosed by patent document 2, for example. In the water electrolysis apparatus according to Patent Document 2, a power feeding body is provided on both sides of the electrolyte membrane, a separator is stacked on the power feeding body, and a first power feeding body and one separator are disposed between the first power feeding body and the first separator. A first flow path for supplying a fluid is formed, and a second fluid is obtained between the other power feeding body and the other separator to obtain a second fluid having a pressure higher than normal pressure by electrolyzing the first fluid. A flow path is formed.

このような構成を有する水電解装置は当該構成故に、高圧の第2流路が減圧される際、第2流路に連通するシール溝内を良好に減圧することができ、電解質膜の損傷を可及的に阻止することができるとされている。   The water electrolysis apparatus having such a configuration can reduce the pressure in the seal groove communicating with the second flow path when the high pressure second flow path is depressurized, thereby damaging the electrolyte membrane. It is said that it can be prevented as much as possible.

特開2005−180545号公報JP 2005-180545 A 特開2010−196133号公報JP 2010-196133 A

石川博之,針生栄次,川崎暢之,大門鋭刀,「70MPa差圧式高圧水電解スタックの開発」,Honda R&D Technical Review,Vol.28,No.1,2016年Hiroyuki Ishikawa, Eiji Haruo, Tomoyuki Kawasaki, Sharp Kamon, "Development of 70MPa differential pressure type high pressure water electrolysis stack", Honda R & D Technical Review, Vol.28, No.1, 2016

以上説明したように、圧縮されたガスの生成・供給は、非常に重要な技術事項となっているが、現在特に、圧縮ガスの生成において、消費される電力をできるだけ小さく抑えることが、多くの場面で求められている。   As described above, the generation and supply of compressed gas has become a very important technical matter. In particular, in the generation of compressed gas, it is often necessary to keep the consumed power as small as possible. It is required in the scene.

例えば、工場等で使用されるコンプレッサは、小型のものでも通常キロワット(kW)レベルの電力を消費する。また、特許文献1及び特許文献2と同じ出願人が開示した同様の電解装置において、圧縮された高圧水素ガスを生成するのに必要とされる電力量は、機械式コンプレッサで消費される電力量と比較して約30%低減されるとの報告も存在する(非特許文献1参照)。すなわち、高圧水素を生成する水電解装置を用いたとしても、コンプレッサとは桁違いに小さな消費電力を達成することは困難である、というのが実情となっている。   For example, a compressor used in a factory or the like usually consumes a power of kilowatt (kW) level even if it is small. Further, in the same electrolysis apparatus disclosed by the same applicant as Patent Document 1 and Patent Document 2, the amount of power required to generate compressed high-pressure hydrogen gas is the amount of power consumed by the mechanical compressor. There is also a report that it is reduced by about 30% compared with (see Non-Patent Document 1). That is, even if a water electrolysis apparatus that generates high-pressure hydrogen is used, it is difficult to achieve power consumption that is orders of magnitude smaller than that of a compressor.

このように従来、圧縮ガスを生成・供給するためには相当の電力を必要としてきたのであるが、現在、省電力化をより進展させる要請からこの必要とされる電力を大幅に抑制することが求められているのである。   Thus, in the past, a considerable amount of electric power has been required to generate and supply the compressed gas. However, at present, the required electric power can be significantly suppressed due to a request for further progress in power saving. It is demanded.

そこで、本発明は、外部からの電力供給をより小さく抑えながら、又は外部電力を用いずに、必要な圧縮ガスを供給することができる圧縮ガス供給システム、圧縮ガス供給装置、及び電力供給システムを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a compressed gas supply system, a compressed gas supply device, and a power supply system that can supply necessary compressed gas while keeping external power supply smaller or without using external power. The purpose is to provide.

本発明によれば、圧縮されたガスを供給可能な圧縮ガス供給システムであって、
太陽光、風力及び水力のうちの少なくとも1つによって電力を生成する自然エネルギー発電部と、
自然エネルギー発電部の生成した電力によって、供給対象のガスを圧縮した状態にして供給可能なガス圧縮部と、
自然エネルギー発電部の生成した電力を蓄積可能であって、蓄積した当該電力をガス圧縮部に供給可能な蓄電池部と、
所定の条件又は予めの設定に基づいて、ガス圧縮部に電力を供給可能な供給元であって自然エネルギー発電部及び蓄電池部を含む供給元のうちから少なくとも1つを決定し、決定した供給元から電力をガス圧縮部へ供給させる制御部と
を有する圧縮ガス供給システムが提供される。
According to the present invention, a compressed gas supply system capable of supplying compressed gas,
A natural energy power generation unit that generates electric power by at least one of sunlight, wind power and hydropower;
A gas compression unit capable of supplying the gas to be supplied in a compressed state with the power generated by the natural energy power generation unit; and
A storage battery unit capable of storing the power generated by the natural energy power generation unit and supplying the stored power to the gas compression unit; and
Based on a predetermined condition or a predetermined setting, at least one of the supply sources that can supply power to the gas compression unit and includes the natural energy power generation unit and the storage battery unit is determined, and the determined supply source A compressed gas supply system including a control unit that supplies electric power to the gas compression unit.

この本発明による圧縮ガス供給システムの一実施形態として、ガス圧縮部は、自然エネルギー発電手段の生成した電力によって当該供給対象のガスを圧縮し、圧縮した当該ガスを供給するコンプレッサを含むことも好ましい。   As one embodiment of the compressed gas supply system according to the present invention, the gas compression unit preferably includes a compressor that compresses the gas to be supplied with electric power generated by the natural energy power generation unit and supplies the compressed gas. .

また、本発明による圧縮ガス供給システムの他の実施形態として、本圧縮ガス供給システムは、自然エネルギー発電部の生成した電力によって、取得した水を電気分解して水素及び酸素を生成可能な電気分解部を更に有し、ガス圧縮部は、生成された当該水素及び/又は当該酸素を圧縮することも好ましい。   Further, as another embodiment of the compressed gas supply system according to the present invention, the compressed gas supply system is an electrolysis capable of generating hydrogen and oxygen by electrolyzing the acquired water with the electric power generated by the natural energy power generation unit. It is also preferable that the gas compression unit compresses the generated hydrogen and / or oxygen.

さらに、この電気分解部を利用する実施形態において、本圧縮ガス供給システムは、自然エネルギー発電部の生成した電力によって、取得した水に対し純水化処理を施し、当該純水化処理を施された当該水を電気分解部に供給可能な純水生成部を更に有することも好ましい。   Further, in the embodiment using the electrolysis unit, the compressed gas supply system performs a dewatering process on the obtained water with the electric power generated by the natural energy power generation unit, and the purified water supply process is performed. It is also preferable to further have a pure water generation unit capable of supplying the water to the electrolysis unit.

また、上記の電気分解部及び純水生成部を利用する実施形態において、制御部は、所定の条件又は予めの設定に基づいて、電気分解部及び純水生成部の各々へ電力を供給可能な供給元であって、自然エネルギー発電部及び蓄電池部を含む供給元のうちから少なくとも1つを決定し、決定した供給元から電力を電気分解部及び純水生成部の各々へ供給させることも好ましい。   In the embodiment using the electrolysis unit and the pure water generation unit, the control unit can supply power to each of the electrolysis unit and the pure water generation unit based on a predetermined condition or a preset setting. It is also preferable that at least one of the supply sources including the natural energy power generation unit and the storage battery unit is determined and power is supplied from the determined supply source to each of the electrolysis unit and the pure water generation unit. .

さらに、本発明による圧縮ガス供給システムの更なる他の実施形態として、ガス圧縮部は、自然エネルギー発電部の生成した電力によって水を電気分解して水素及び酸素を生成可能な電気分解ユニットであって、電極間に配置された膜を移動した水素イオンがそこで1気圧を超える高圧の水素ガスとなる高圧水素通路を有し、当該高圧水素通路を介して圧縮された水素を供給する電気分解ユニットを含むことも好ましい。   Furthermore, as still another embodiment of the compressed gas supply system according to the present invention, the gas compression unit is an electrolysis unit capable of generating hydrogen and oxygen by electrolyzing water with electric power generated by the natural energy power generation unit. An electrolysis unit that has a high-pressure hydrogen passage where hydrogen ions that have moved through the membrane disposed between the electrodes become high-pressure hydrogen gas exceeding 1 atm, and supplies compressed hydrogen through the high-pressure hydrogen passage It is also preferable to contain.

また、上記の電気分解部を利用する実施形態において、本圧縮ガス供給システムは、生成された当該水素及び当該酸素から電力を生成する燃料電池部を更に有し、
制御部は、所定の条件又は予めの設定に基づいて、ガス圧縮部に電力を供給可能な供給元であって自然エネルギー発電部、蓄電池部及び燃料電池部を含む供給元のうちから少なくとも1つを決定し、決定した供給元から電力をガス圧縮部へ供給させることも好ましい。
In the embodiment using the electrolysis unit, the compressed gas supply system further includes a fuel cell unit that generates electric power from the generated hydrogen and the oxygen,
The control unit is a supply source capable of supplying power to the gas compression unit based on a predetermined condition or a predetermined setting, and is at least one of supply sources including a natural energy power generation unit, a storage battery unit, and a fuel cell unit. It is also preferable to supply power to the gas compression unit from the determined supply source.

さらに、上記の電気分解部を利用する実施形態において、生成された当該水素及び当該酸素から電力を生成する燃料電池部を更に有し、
制御部は、所定の条件又は予めの設定に基づいて、ガス圧縮部に電力を供給可能な供給元であって自然エネルギー発電部、蓄電池部及び燃料電池部を含む供給元のうちから少なくとも1つを決定し、決定した供給元から電力を前記ガス圧縮部へ供給させ、
ガス圧縮部は、燃料電池部から排出されたガスを圧縮し、圧縮した当該ガスを供給することも好ましい。
Further, in the embodiment using the electrolysis unit, the fuel cell unit further generates power from the generated hydrogen and oxygen.
The control unit is a supply source capable of supplying power to the gas compression unit based on a predetermined condition or a predetermined setting, and is at least one of supply sources including a natural energy power generation unit, a storage battery unit, and a fuel cell unit. And supplying power from the determined supply source to the gas compression unit,
It is also preferable that the gas compression unit compresses the gas discharged from the fuel cell unit and supplies the compressed gas.

本発明によれば、また、以上に述べた圧縮ガス供給システムを含み、この圧縮ガス供給システムから供給された、圧縮された酸素を用いて電力を生成し供給する燃料電池部を有する電力供給システムが提供される。   According to the present invention, the power supply system including the compressed gas supply system described above, and having a fuel cell unit that generates and supplies power using the compressed oxygen supplied from the compressed gas supply system. Is provided.

この本発明による電力供給システムにおいて、燃料電池部は、圧縮ガス供給システムから供給された、圧縮された水素も用いて電力を生成することも好ましい。   In the power supply system according to the present invention, it is also preferable that the fuel cell unit generates power using the compressed hydrogen supplied from the compressed gas supply system.

本発明によれば、また、圧縮されたガスを供給可能な圧縮ガス供給装置であって、
太陽光、風力及び水力のうちの少なくとも1つによって電力を生成する自然エネルギー発電部と、
自然エネルギー発電部の生成した電力によって、供給対象のガスを圧縮した状態にして供給可能なガス圧縮部と、
自然エネルギー発電部の生成した電力を蓄積可能であって、蓄積した当該電力をガス圧縮部に供給可能な蓄電池部と、
所定の条件又は予めの設定に基づいて、ガス圧縮部に電力を供給可能な供給元であって自然エネルギー発電部及び蓄電池部を含む供給元のうちから少なくとも1つを決定し、決定した供給元から電力をガス圧縮部へ供給させる制御部と
を有する圧縮ガス供給装置が提供される。
According to the present invention, there is also provided a compressed gas supply device capable of supplying a compressed gas,
A natural energy power generation unit that generates electric power by at least one of sunlight, wind power and hydropower;
A gas compression unit capable of supplying the gas to be supplied in a compressed state with the power generated by the natural energy power generation unit; and
A storage battery unit capable of storing the power generated by the natural energy power generation unit and supplying the stored power to the gas compression unit; and
Based on a predetermined condition or a predetermined setting, at least one of the supply sources that can supply power to the gas compression unit and includes the natural energy power generation unit and the storage battery unit is determined, and the determined supply source A compressed gas supply device having a control unit that supplies electric power to the gas compression unit.

本発明によれば、外部からの電力供給をより小さく抑えながら、又は外部電力を用いずに、必要な圧縮ガスを供給することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to supply required compressed gas, suppressing the electric power supply from the outside smaller, or without using external electric power.

本発明による圧縮ガス供給システムの一実施形態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing one embodiment of a compressed gas supply system by the present invention. 本発明による圧縮ガス供給システムの他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows other embodiment of the compressed gas supply system by this invention. 本発明による圧縮ガス供給システムの更なる他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows further another embodiment of the compressed gas supply system by this invention. 本発明による圧縮ガス供給システムの更なる他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows further another embodiment of the compressed gas supply system by this invention. 本発明による圧縮ガス供給システムの更なる他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows further another embodiment of the compressed gas supply system by this invention. 本発明による電力供給システムの一実施形態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing one embodiment of an electric power supply system by the present invention.

以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の構成要素は、同一の参照番号を用いて示される。また、同様の構造及び機能を有することが可能な構成要素も、同一の参照番号を用いて示される場合がある。さらに、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring an accompanying drawing. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals. In addition, components that can have similar structures and functions may be denoted using the same reference numerals. Furthermore, the dimensional ratios within and between the components in the drawings are arbitrary for ease of viewing the drawings.

[圧縮ガス供給システム・装置]
図1は、本発明による圧縮ガス供給システムの一実施形態を示す模式図である。
[Compressed gas supply system / equipment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a compressed gas supply system according to the present invention.

図1に示した本発明の一実施形態としての圧縮ガス供給システム1は、外部から取り入れた空気を圧縮し、圧縮空気を供給するシステムであり、その顕著な特徴として、
(A)太陽光、風力及び水力のうちの少なくとも1つによって電力を生成する自然エネルギー発電ユニット(発電U)10と、
(B)自然エネルギー発電ユニット10の生成した電力によって、供給対象である空気を圧縮した状態にして供給可能なガス圧縮部としてのコンプレッサ12と、
(C)自然エネルギー発電ユニット10の生成した電力を蓄積可能であって、蓄積した当該電力をコンプレッサ12に供給可能な蓄電池部11と、
(D)「所定の条件又は予めの設定」に基づいて、コンプレッサ12に電力を供給可能な「供給元」であって自然エネルギー発電ユニット10及び蓄電池部11を含む「供給元」のうちから少なくとも1つを決定し、決定した「供給元」から電力をコンプレッサ12へ供給させる制御部1aと
を有している。
A compressed gas supply system 1 as an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is a system that compresses air taken from outside and supplies compressed air.
(A) a natural energy power generation unit (power generation U) 10 that generates electric power by at least one of sunlight, wind power, and hydropower;
(B) the compressor 12 as a gas compression section that can be supplied in a compressed state of the air to be supplied with the electric power generated by the natural energy power generation unit 10;
(C) a storage battery unit 11 capable of storing the power generated by the natural energy power generation unit 10 and supplying the stored power to the compressor 12;
(D) Based on “predetermined conditions or presetting”, at least from among “suppliers” that can supply power to the compressor 12 and include the natural energy power generation unit 10 and the storage battery unit 11 And a control unit 1a for determining one and supplying electric power to the compressor 12 from the determined "supply source".

ここで、上記構成(D)の「供給元」には、自然エネルギー発電ユニット10及び蓄電池部11以外に、(商用電源からの)商用電力が含まれていることも好ましい。勿論、商用電力を含まない形態も可能である。また、同じく構成(D)の「所定の条件又は予めの設定」として、例えば、後述する第1ガスタンク13内のガス圧が所定閾値未満である場合において、
(a)自然エネルギー発電ユニット10の発電量が所定閾値以上であるならば、「供給元」を自然エネルギー発電ユニット10とし、
(b)自然エネルギー発電ユニット10の発電量が所定閾値未満である場合(例えば太陽電池発電であるケースで夜間や曇天等である場合)に、蓄電池部11での蓄電量が所定閾値以上であるならば、「供給元」を蓄電池部11とし、一方、蓄電池部11での蓄電量が所定閾値未満であるならば、「供給元」を商用電力としてもよい(ここで、蓄電池部11にも商用電力を供給し蓄電させることも好ましい)。
Here, in addition to the natural energy power generation unit 10 and the storage battery unit 11, the “supply source” of the configuration (D) preferably includes commercial power (from a commercial power source). Of course, a form not including commercial power is also possible. Similarly, as the “predetermined condition or pre-set” of the configuration (D), for example, when the gas pressure in the first gas tank 13 described later is less than a predetermined threshold,
(A) If the power generation amount of the natural energy power generation unit 10 is equal to or greater than a predetermined threshold, the “supplier” is the natural energy power generation unit 10,
(B) When the amount of power generated by the natural energy power generation unit 10 is less than a predetermined threshold (for example, in the case of solar cell power generation, such as at night or overcast), the amount of power stored in the storage battery unit 11 is greater than or equal to the predetermined threshold. Then, the “supplier” may be the storage battery unit 11. On the other hand, if the amount of electricity stored in the storage battery unit 11 is less than the predetermined threshold, the “supplier” may be the commercial power (here, the storage battery unit 11 also It is also preferable to supply commercial power and store it).

またさらに、第1ガスタンク13内のガス圧が所定閾値以上である場合においては、コンプレッサ12への「供給元」は設定しないことが好ましい。また、この際、
(c)自然エネルギー発電ユニット10の発電量が所定閾値以上であって蓄電池部11での蓄電量が所定閾値未満であるならば、自然エネルギー発電ユニット10の生成した電力を蓄電池部11に供給し蓄電させることも好ましい(ここで、自然エネルギー発電ユニット10の発電量が所定閾値未満であって蓄電池部11での蓄電量が所定閾値未満であるならば、商用電力を蓄電池部11に供給し蓄電させることも好ましい)。
ちなみに、以上に述べたような「供給元」の制御は、制御部1aに備えられたコンピュータに搭載された制御プログラム(アプリ)を実行することによって実施されることも好ましい。
Furthermore, when the gas pressure in the first gas tank 13 is equal to or higher than a predetermined threshold, it is preferable not to set the “supply source” to the compressor 12. At this time,
(C) If the amount of power generated by the natural energy power generation unit 10 is equal to or greater than a predetermined threshold and the amount of power stored in the storage battery unit 11 is less than the predetermined threshold, the power generated by the natural energy power generation unit 10 is supplied to the storage battery unit 11. It is also preferable to store electricity (if the amount of power generated by the natural energy power generation unit 10 is less than a predetermined threshold value and the amount of electricity stored in the storage battery unit 11 is less than the predetermined threshold value, commercial power is supplied to the storage battery unit 11 and stored. It is also preferable that
Incidentally, it is also preferable that the control of the “supplier” as described above is executed by executing a control program (application) installed in a computer provided in the control unit 1a.

また、「供給元」からの電力の振り分けは、導電路に設けられた分配器を動作させることによって実施してもよい。さらに、自然エネルギー発電ユニット10が直流電力を生成する場合(例えば太陽電池発電の場合)であって、コンプレッサ12が交流駆動型の場合、自然エネルギー発電ユニット10及び蓄電池部11から出力される直流電力は、例えばインバータによって交流電力に変換された上でコンプレッサ12に供給されることになる。また、変換した交流電力を、コンプレッサ12に適した電圧に調整するための(トランスを含む)電圧調整部が設けられていることも好ましい。   In addition, power distribution from the “supply source” may be performed by operating a distributor provided in the conductive path. Further, when the natural energy power generation unit 10 generates DC power (for example, in the case of solar cell power generation) and the compressor 12 is of an AC drive type, the DC power output from the natural energy power generation unit 10 and the storage battery unit 11 Is supplied to the compressor 12 after being converted into AC power by an inverter, for example. It is also preferable that a voltage adjustment unit (including a transformer) for adjusting the converted AC power to a voltage suitable for the compressor 12 is provided.

さらに、自然エネルギー発電ユニット10が交流電力を生成する場合(例えば交流発電器を備えている場合)、この交流電力や商用電力は、コンバータによって直流に変換された上で蓄電池部11に供給されることになる。また、コンプレッサ12が直流駆動型の場合においても同様である。いずれにしても、「供給元」及び電力消費部における直流/交流型別に合わせ、コンバータ、インバータや電圧調整器を適宜配置して対応することが可能となる。   Further, when the natural energy power generation unit 10 generates AC power (for example, when an AC power generator is provided), the AC power and the commercial power are supplied to the storage battery unit 11 after being converted into DC by a converter. It will be. The same applies when the compressor 12 is a DC drive type. In any case, a converter, an inverter, and a voltage regulator can be appropriately arranged and coped with according to the DC / AC type in the “supplier” and the power consumption unit.

以上説明したように、圧縮ガス供給システム1は、自然エネルギー発電ユニット10及び蓄電池部11を備えており、制御部1aによってそれらからの電力を適切にコンプレッサに供給している。その結果、商用電力等の外部からの電力供給をより小さく抑えながら、又は商用電力等の外部電力を用いずに、必要な圧縮空気を供給することが可能となるのである。なお、圧縮ガス供給システム1が圧縮して供給する対象は当然に、空気に限定されるものではなく、コンプレッサ12によって圧縮可能なガスならば種々のガスがその対象となる。   As described above, the compressed gas supply system 1 includes the natural energy power generation unit 10 and the storage battery unit 11, and the controller 1a appropriately supplies power from them to the compressor. As a result, it is possible to supply necessary compressed air while keeping the external power supply such as commercial power smaller or without using external power such as commercial power. Of course, the object to be compressed and supplied by the compressed gas supply system 1 is not limited to air, and various gases can be used as long as they can be compressed by the compressor 12.

同じく図1に示すように、本実施形態の圧縮ガス供給システム1は、上記構成(A)〜(D)に加えて、第1ガスタンク13と、圧力調整部14と、第2ガスタンク15とを有している。以下、このような本圧縮ガス供給システム1の構成要素を順次説明する。   Similarly, as shown in FIG. 1, the compressed gas supply system 1 of the present embodiment includes a first gas tank 13, a pressure adjusting unit 14, and a second gas tank 15 in addition to the above-described configurations (A) to (D). Have. Hereinafter, the components of the compressed gas supply system 1 will be described sequentially.

最初に、自然エネルギー発電ユニット10は、太陽電池を備えていて太陽光を電力に変換する太陽電池発電ユニットであってもよく、風力によってブレード(羽)を取り付けたロータを回転させて発電機を駆動させ電力を生成する風力発電ユニットとすることもでき、また、水流(水力)によってタービン(水車)を回転させて発電機を駆動させ電力を生成するマイクロ水力発電ユニットであってもよい。   First, the natural energy power generation unit 10 may be a solar cell power generation unit that includes a solar cell and converts sunlight into electric power, and rotates a rotor with blades (wings) attached thereto by wind power to generate a generator. It may be a wind power generation unit that generates electric power by driving, or may be a micro hydroelectric power generation unit that generates electric power by driving a generator by rotating a turbine (water turbine) by water flow (hydraulic power).

また、太陽光の光エネルギーや、風・水流の運動エネルギーを最終的に電気エネルギーに変換するものであれば、その他種々の発電ユニットを自然エネルギー発電ユニット10として採用することが可能である。さらに、自然エネルギー発電ユニット10は、以上に述べたような発電ユニットのうちの2つ以上を組み合わせたものであってもよい。いずれにしても、生成された電力の出力部に電力計を備えており、各時点での発電の有無や生成された電力量を測定可能となっていることも好ましい。   In addition, various other power generation units can be adopted as the natural energy power generation unit 10 as long as the light energy of sunlight and the kinetic energy of wind and water flow are finally converted into electric energy. Furthermore, the natural energy power generation unit 10 may be a combination of two or more of the power generation units as described above. In any case, it is also preferable that a power meter is provided in the output section of the generated power so that the presence or absence of power generation at each time point and the amount of generated power can be measured.

蓄電池部11は、例えばリチウム(Li)電池や、鉛(Pb)蓄電池等の二次電池を備えた蓄電部である。蓄電量計を備えており、各時点での蓄電量や、フル充電されているか否かを測定可能となっていることも好ましい。   The storage battery unit 11 is a power storage unit including a secondary battery such as a lithium (Li) battery or a lead (Pb) storage battery. It is also preferable that an electricity storage meter is provided so that the amount of electricity stored at each time point and whether or not the battery is fully charged can be measured.

コンプレッサ12は、供給対象のガス(本実施形態では空気)を圧縮し、圧縮した当該ガスを第1ガスタンク13に供給する圧縮機である。コンプレッサ12における圧縮方式としては例えば、レシプロ型、スクロール型、スクリュー型、ロータリ型、若しくはスイング型等、又はこれらのうちの2つ以上の組合せ等、種々のタイプのものが採用可能である。   The compressor 12 is a compressor that compresses a supply target gas (air in the present embodiment) and supplies the compressed gas to the first gas tank 13. As the compression method in the compressor 12, for example, various types such as a reciprocating type, a scroll type, a screw type, a rotary type, a swing type, etc., or a combination of two or more thereof can be adopted.

第1ガスタンク13は、コンプレッサ12によって圧縮された供給対象ガス(本実施形態では空気)を一時的に圧縮状態のまま保存するガス保存部である。例えば、コンプレッサ12から出力された0.5MPa以上であって1MPa(約10気圧)未満の高圧空気を保存し、制御部1aによる制御に従い、保存した高圧空気を、圧力調整部14を介して第2ガスタンク15へ出力することも好ましい。勿論、保存される高圧空気のガス圧は、高圧ガス保安法によって取り扱いの管理が必要となる圧力である1MPa(約10気圧)以上とすることも可能である。また、第1ガスタンク13は、ガス圧計を備えており、各時点でのタンク内ガス圧や、フル充填状態(例えば0.999MPaの高圧状態)となっているか否かを測定可能となっていることも好ましい。   The first gas tank 13 is a gas storage unit that temporarily stores the supply target gas (air in the present embodiment) compressed by the compressor 12 in a compressed state. For example, high pressure air of 0.5 MPa or more and less than 1 MPa (about 10 atmospheres) output from the compressor 12 is stored, and the stored high pressure air is secondly passed through the pressure adjustment unit 14 in accordance with control by the control unit 1a. Output to the gas tank 15 is also preferable. Of course, the gas pressure of the high-pressure air to be stored can be set to 1 MPa (about 10 atmospheres) or more, which is a pressure that requires handling management according to the high-pressure gas safety law. The first gas tank 13 is provided with a gas pressure gauge and can measure the gas pressure in the tank at each time point and whether or not it is in a full filling state (for example, a high pressure state of 0.999 MPa). Is also preferable.

圧力調整部14は、例えば制御部1aによる制御に従い、第1ガスタンク13から受け取った圧縮空気のガス圧を調整し、所定圧力(例えば0.5MPa)の圧縮空気を第2ガスタンク15へ出力する、例えば公知のガス圧レギュレータである。   The pressure adjustment unit 14 adjusts the gas pressure of the compressed air received from the first gas tank 13 according to the control by the control unit 1a, for example, and outputs the compressed air having a predetermined pressure (for example, 0.5 MPa) to the second gas tank 15, for example. This is a known gas pressure regulator.

また、第2ガスタンク15は、この所定圧力の圧縮空気を保存し、例えば制御部1aによる制御に従い、安定的に当該圧縮空気を外部に供給することを可能とする供給インタフェースとなっている。この第2ガスタンク15についても、ガス圧計を備えており、各時点でのタンク内ガス圧や、所定圧力状態(例えば5MPaの圧縮状態)となっているか否かを測定可能となっていることも好ましい。   Further, the second gas tank 15 serves as a supply interface that stores the compressed air at a predetermined pressure and can stably supply the compressed air to the outside in accordance with, for example, control by the control unit 1a. The second gas tank 15 is also provided with a gas pressure gauge, and it is possible to measure the gas pressure in the tank at each time point and whether or not it is in a predetermined pressure state (for example, a compressed state of 5 MPa). preferable.

なお、以上に説明した圧縮ガス供給システム1については、以上に示した構成部を備えた1つの装置とすることも可能である。また勿論、例えば自然エネルギー発電ユニット10だけが屋外や車外等に(例えば露出した形で)設置された1つの装置となっていて、他のコンプレッサ12を含む構成部群が、屋内や車内等に設置された1つの装置となっていてもよい。   In addition, about the compressed gas supply system 1 demonstrated above, it is also possible to set it as one apparatus provided with the structure part shown above. Of course, for example, only the natural energy power generation unit 10 is a single device installed outdoors or outside the vehicle (for example, in an exposed form), and other components including the compressor 12 are installed indoors or in the vehicle. It may be a single installed device.

[圧縮ガス供給システム・装置の他の実施形態]
図2は、本発明による圧縮ガス供給システムの他の実施形態を示す模式図である。
[Other Embodiments of Compressed Gas Supply System / Device]
FIG. 2 is a schematic view showing another embodiment of the compressed gas supply system according to the present invention.

図2に示した実施形態の圧縮ガス供給システム2は、それぞれ図1における同名の構成部(10,11,12,13,14,15及び1a)と同様の構成を有し同様の機能動作を実施する、自然エネルギー発電ユニット20、蓄電池部21、コンプレッサ(24r,24h,24o)、第1ガスタンク(25r,25h,25o)、圧力調整部(26r,26h,26o)、第2ガスタンク(27r,27h,27o)、及び制御部2aを有しており、さらに、電気分解ユニット23を有している。またさらに、純水化処理部22を有していることも好ましい。   The compressed gas supply system 2 of the embodiment shown in FIG. 2 has the same configuration as the components (10, 11, 12, 13, 14, 15 and 1a) of the same name in FIG. The natural energy power generation unit 20, the storage battery unit 21, the compressor (24r, 24h, 24o), the first gas tank (25r, 25h, 25o), the pressure adjusting unit (26r, 26h, 26o), the second gas tank (27r, 27h, 27o) and the control unit 2a, and further includes an electrolysis unit 23. It is also preferable to have a pure water treatment unit 22.

このうち、電気分解ユニット23は、自然エネルギー発電ユニット20の生成した電力によって、取得した水を電気分解して水素及び酸素を生成可能な電気分解部である。ここで、電気分解の方式として公知の種々のものが採用可能であるが、例えば、固体高分子電解質膜を両面側から触媒及び電極で挟み込んだ構造の電解セルを多数積層したものを採用してもよい。   Among them, the electrolysis unit 23 is an electrolysis unit that can generate hydrogen and oxygen by electrolyzing the acquired water with the electric power generated by the natural energy power generation unit 20. Here, various known electrolysis methods can be used. For example, a method in which a large number of electrolytic cells having a structure in which a solid polymer electrolyte membrane is sandwiched between both sides by a catalyst and an electrode is used. Also good.

また、電気分解ユニット23は、生成した酸素や水素から水分を除去する除湿部を備えていることも好ましい。ここで除去された水分を再び電気分解ユニット23や後述する純水化処理部22に戻すことも可能である。さらに、各時点での消費した電力や電力消費の有無を測定可能な電力計を備えていることも好ましく、生成された水素及び酸素の量や生成の有無を測定可能な流量計を備えていてもよい。   It is also preferable that the electrolysis unit 23 includes a dehumidifying unit that removes moisture from the generated oxygen and hydrogen. It is also possible to return the moisture removed here to the electrolysis unit 23 or the pure water treatment unit 22 described later. Furthermore, it is also preferable to have a wattmeter that can measure the consumed power and the presence or absence of power consumption at each time point, and has a flow meter that can measure the amount of hydrogen and oxygen produced and the presence or absence of production. Also good.

純水化処理部22は、自然エネルギー発電ユニット20の生成した電力によって、取得した水に対し純水化処理を施し、純水化処理を施された水を電気分解ユニット23に供給可能な純水生成部である。具体的な純水化処理として、フィルタや活性炭による処理、蒸留(電力によって気化させての純水化)、イオン交換樹脂による処理、電気再生式イオン交換処理、及び逆浸透膜による処理等のうちの1つ又は2つ以上の組合せを採用することができる。また、純水化処理部22は、各時点での生成した純水の量や生成純水の有無を測定可能な流量計を備えていてもよい。   The pure water treatment unit 22 performs a pure water treatment on the acquired water with the electric power generated by the natural energy power generation unit 20, and supplies the water subjected to the pure water treatment to the electrolysis unit 23. It is a water generation part. Specific treatment for water purification, such as treatment with filter or activated carbon, distillation (purification by vaporization with electric power), treatment with ion exchange resin, electric regeneration type ion exchange treatment, treatment with reverse osmosis membrane, etc. One or a combination of two or more of the above can be employed. Moreover, the pure water treatment part 22 may be provided with the flowmeter which can measure the quantity of the pure water produced | generated at each time, and the presence or absence of produced | generated pure water.

さらに、コンプレッサ24r、24h及び24oはそれぞれ、外部より取り入れた空気、電気分解ユニット23で生成された水素、及び電気分解ユニット23で生成された酸素を圧縮して第1ガスタンクに供給する圧縮器となっている。当然にコンプレッサ24rを備えていない実施形態も可能であり、また、コンプレッサ24h及び24oのいずれか一方のみ設けられていてもよい。勿論、コンプレッサ24r、24h及び24oを全て設置した場合には、圧縮空気、圧縮水素及び圧縮酸素を個別に外部へ供給することが可能となる。   Furthermore, the compressors 24r, 24h, and 24o are compressors that compress the air taken from the outside, the hydrogen generated by the electrolysis unit 23, and the oxygen generated by the electrolysis unit 23 and supply them to the first gas tank, respectively. It has become. Naturally, an embodiment without the compressor 24r is also possible, and only one of the compressors 24h and 24o may be provided. Of course, when all the compressors 24r, 24h, and 24o are installed, compressed air, compressed hydrogen, and compressed oxygen can be individually supplied to the outside.

また、第1ガスタンク25r、25h及び25o、圧力調整部26r、26h及び26o、並びに第2ガスタンク27r、27h及び27oはそれぞれ、図1における同名の構成部13、14及び15と同様の構成を有し同様の機能動作を実施して、所定圧力の圧縮空気、圧縮水素及び圧縮酸素を外部に供給可能にする。ちなみに、第1ガスタンク25hは、後に詳細に説明する水素吸蔵合金ボンベを備えたタンクであってもよい。   Further, the first gas tanks 25r, 25h and 25o, the pressure adjusting units 26r, 26h and 26o, and the second gas tanks 27r, 27h and 27o have the same configurations as the constituent units 13, 14 and 15 of the same name in FIG. Then, the same functional operation is performed so that compressed air, compressed hydrogen and compressed oxygen at a predetermined pressure can be supplied to the outside. Incidentally, the first gas tank 25h may be a tank provided with a hydrogen storage alloy cylinder, which will be described in detail later.

ここで、圧縮空気を供給しない場合は当然に、第1ガスタンク25r、圧力調整部26r及び第2ガスタンク27rは設けられず、また、圧縮水素及び圧縮酸素の一方のみを供給する場合には当然それに対応して、「第1ガスタンク25h、圧力調整部26h及び第2ガスタンク27h」と、「第1ガスタンク25o、圧力調整部26o及び第2ガスタンク27o」とのいずれか一方のみを設置することになる。   Here, of course, when the compressed air is not supplied, the first gas tank 25r, the pressure adjusting unit 26r and the second gas tank 27r are not provided, and when only one of compressed hydrogen and compressed oxygen is supplied, naturally Correspondingly, only one of “first gas tank 25h, pressure adjusting unit 26h and second gas tank 27h” and “first gas tank 25o, pressure adjusting unit 26o and second gas tank 27o” is installed. .

制御部2aは、図1の制御部1aでの制御内容に加え、「所定の条件又は予めの設定」に基づき、電気分解ユニット23及び純水化処理部22の各々へ電力を供給可能な「供給元」であって、自然エネルギー発電ユニット20及び蓄電池部21を含む「供給元」のうちから少なくとも1つを決定し、決定した「供給元」から電力を電気分解ユニット23及び純水化処理部22の各々へ供給させる。   The control unit 2a can supply power to each of the electrolysis unit 23 and the pure water treatment unit 22 based on “predetermined conditions or preset settings” in addition to the control contents of the control unit 1a of FIG. At least one of the “suppliers” including the natural energy power generation unit 20 and the storage battery unit 21 is determined, and electric power is converted from the determined “suppliers” to the electrolysis unit 23 and the pure water treatment unit. Each of the parts 22 is supplied.

ここで、「供給元」には、自然エネルギー発電ユニット20及び蓄電池部21以外に、(商用電源からの)商用電力が含まれていることも好ましい。勿論、商用電力を含まない形態も可能である。また、制御部2aにおける「所定の条件又は予めの設定」として、例えば、第1ガスタンク(25r,25h,25o)内のガス圧が所定閾値未満である場合において、
(a)自然エネルギー発電ユニット20の発電量が所定閾値以上であるならば、「供給元」を自然エネルギー発電ユニット20とし、
(b)自然エネルギー発電ユニット20の発電量が所定閾値未満(例えば太陽電池発電であるケースで夜間や曇天等である場合)である場合に、蓄電池部21での蓄電量が所定閾値以上であるならば、「供給元」を蓄電池部21とし、一方、蓄電池部21での蓄電量が所定閾値未満であるならば、「供給元」を商用電力としてもよい(ここで、蓄電池部21にも商用電力を供給し蓄電させることも好ましい)。
Here, it is also preferable that the “supplier” includes commercial power (from a commercial power source) in addition to the natural energy power generation unit 20 and the storage battery unit 21. Of course, a form not including commercial power is also possible. Further, as the “predetermined condition or pre-set” in the control unit 2a, for example, when the gas pressure in the first gas tank (25r, 25h, 25o) is less than a predetermined threshold value,
(A) If the power generation amount of the natural energy power generation unit 20 is equal to or greater than a predetermined threshold, the “supplier” is the natural energy power generation unit 20,
(B) When the amount of power generated by the natural energy power generation unit 20 is less than a predetermined threshold (for example, in the case of solar cell power generation, such as at night or overcast), the amount of power stored in the storage battery unit 21 is greater than or equal to the predetermined threshold. If this is the case, the “supplier” may be the storage battery unit 21, while the “supplier” may be the commercial power if the amount of electricity stored in the storage battery unit 21 is less than the predetermined threshold value (here, the storage battery unit 21 also It is also preferable to supply commercial power and store it).

またさらに、第1ガスタンク23内のガス圧が所定閾値以上である場合においては、電気分解ユニット23及び純水化処理部22の各々への「供給元」は設定せず、
(c)自然エネルギー発電ユニット20の発電量が所定閾値以上であって蓄電池部21での蓄電量が所定閾値未満であるならば、自然エネルギー発電ユニット20の生成した電力を蓄電池部21に供給し蓄電させることも好ましい(ここで、自然エネルギー発電ユニット20の発電量が所定閾値未満であって蓄電池部21での蓄電量が所定閾値未満であるならば、商用電力を蓄電池部21に供給し蓄電させることも好ましい)。
ちなみに、以上に述べたような「供給元」の制御は、制御部2aに備えられたコンピュータに搭載された制御プログラム(アプリ)を実行することによって実施されることも好ましい。
Furthermore, when the gas pressure in the first gas tank 23 is equal to or higher than a predetermined threshold, the “supply source” to each of the electrolysis unit 23 and the pure water treatment unit 22 is not set,
(C) If the amount of power generated by the natural energy power generation unit 20 is equal to or greater than a predetermined threshold and the amount of power stored in the storage battery unit 21 is less than the predetermined threshold, the power generated by the natural energy power generation unit 20 is supplied to the storage battery unit 21. It is also preferable to store the electric power (here, if the power generation amount of the natural energy power generation unit 20 is less than a predetermined threshold value and the power storage amount in the storage battery unit 21 is less than the predetermined threshold value, commercial power is supplied to the storage battery unit 21 and stored. It is also preferable that
Incidentally, it is also preferable that the control of the “supplier” as described above is executed by executing a control program (application) installed in a computer provided in the control unit 2a.

また、「供給元」からの電力の振り分けは、導電路に設けられた分配器を動作させることによって実施してもよい。さらに、自然エネルギー発電ユニット20が交流電力を生成する場合(例えば交流発電器を備えている場合)、この交流電力や商用電力は、コンバータによって直流に変換された上で蓄電池部21や電気分解ユニット23に供給されることになる。また、コンプレッサ22が直流駆動型の場合においても同様である。いずれにしても、「供給元」及び電力消費部における直流/交流型別に合わせ、コンバータ、インバータや電圧調整器を適宜配置して対応することが可能となる。   In addition, power distribution from the “supply source” may be performed by operating a distributor provided in the conductive path. Furthermore, when the natural energy power generation unit 20 generates AC power (for example, when an AC power generator is provided), the AC power or commercial power is converted into DC by a converter and then the storage battery unit 21 or the electrolysis unit. 23. The same applies to the case where the compressor 22 is a DC drive type. In any case, a converter, an inverter, and a voltage regulator can be appropriately arranged and coped with according to the DC / AC type in the “supplier” and the power consumption unit.

以上説明したように、圧縮ガス供給システム2は、自然エネルギー発電ユニット20及び蓄電池部21を備えており、制御部2aによってそれらからの電力を適切に電気分解関連部やコンプレッサに供給している。その結果、商用電力等の外部からの電力供給をより小さく抑えながら、又は商用電力等の外部電力を用いずに、圧縮水素や圧縮酸素を供給することが可能となるのである。   As described above, the compressed gas supply system 2 includes the natural energy power generation unit 20 and the storage battery unit 21, and appropriately supplies the electric power from them to the electrolysis-related unit and the compressor by the control unit 2 a. As a result, it is possible to supply compressed hydrogen or compressed oxygen while keeping the external power supply such as commercial power smaller or without using external power such as commercial power.

なお、以上に説明した圧縮ガス供給システム2についても、以上に示した構成部を備えた1つの装置とすることが可能である。また勿論、例えば自然エネルギー発電ユニット20だけが屋外や車外等に(例えば露出した形で)設置された1つの装置となっていて、他の構成部群が、屋内や車内等に設置された1つの装置となっていてもよい。   It should be noted that the compressed gas supply system 2 described above can also be a single device provided with the components described above. Of course, for example, only the natural energy power generation unit 20 is one device installed outdoors or outside the vehicle (for example, in an exposed form), and other components are installed indoors or inside the vehicle 1 It may be one device.

[圧縮ガス供給システム・装置の更なる他の実施形態]
図3は、本発明による圧縮ガス供給システムの更なる他の実施形態を示す模式図である。
[Still another embodiment of compressed gas supply system and apparatus]
FIG. 3 is a schematic view showing still another embodiment of the compressed gas supply system according to the present invention.

図3に示した実施形態の圧縮ガス供給システム3は、それぞれ図1における同名の構成部(10,11,13,14,15及び1a)と同様の構成を有し同様の機能動作を実施する、自然エネルギー発電ユニット30、蓄電池部31、第1ガスタンク(34h,34o)、圧力調整部(35h,35o)、第2ガスタンク(36h,36o)、及び制御部3aを有しており、さらに、図1のコンプレッサ12に代わるガス圧縮部である高圧電気分解ユニット33を有している。またさらに、図2の純水化処理部22と同様の構成を有し同様の機能動作を実施する純水化処理部32を有していることも好ましい。また、第1ガスタンク34hは、後に詳細に説明する水素吸蔵合金ボンベを備えたタンクであってもよい。   The compressed gas supply system 3 of the embodiment shown in FIG. 3 has the same configuration as the components (10, 11, 13, 14, 15 and 1a) of the same name in FIG. , A natural energy power generation unit 30, a storage battery unit 31, a first gas tank (34h, 34o), a pressure adjustment unit (35h, 35o), a second gas tank (36h, 36o), and a control unit 3a. 1 has a high-pressure electrolysis unit 33 which is a gas compression unit instead of the compressor 12 of FIG. Furthermore, it is also preferable to have a pure water treatment unit 32 that has the same configuration as the pure water treatment unit 22 in FIG. 2 and performs the same functional operation. The first gas tank 34h may be a tank provided with a hydrogen storage alloy cylinder, which will be described in detail later.

ここで、高圧電気分解ユニット33は、自然エネルギー発電ユニット30の生成した電力によって水を電気分解して水素及び酸素を生成可能な電気分解ユニットであって、電極間に配置された膜(例えば固体高分子膜)を移動した水素イオンがそこで1気圧を超える高圧の水素ガスとなる高圧水素通路を有し、当該高圧水素通路を介して圧縮された水素を供給する電気分解ユニットである。   Here, the high-pressure electrolysis unit 33 is an electrolysis unit capable of electrolyzing water with the electric power generated by the natural energy power generation unit 30 to generate hydrogen and oxygen, and is a membrane (for example, a solid state) disposed between electrodes. This is an electrolysis unit that has a high-pressure hydrogen passage in which hydrogen ions that have moved through the polymer membrane) become high-pressure hydrogen gas exceeding 1 atm, and supplies compressed hydrogen through the high-pressure hydrogen passage.

一般に、電気分解処理を密閉容器内で実施しつづければ、この密閉容器内のガス圧(水素圧,酸素圧)は通電時間ととともに増大するので、高圧状態の水素及び酸素が生成される。基本的に、高圧電気分解ユニット33はこの原理を利用して圧縮水素及び圧縮酸素を生成するものであるが、特に、上述した構成によって高圧の圧縮水素を生成することが可能となる。例えば具体的には、上述した特許文献1及び2に記載されたような密閉構造が採用可能となっている。   In general, if the electrolysis process is continuously performed in a sealed container, the gas pressure (hydrogen pressure, oxygen pressure) in the sealed container increases with the energization time, so that high-pressure hydrogen and oxygen are generated. Basically, the high-pressure electrolysis unit 33 uses this principle to generate compressed hydrogen and compressed oxygen. In particular, the above-described configuration makes it possible to generate high-pressure compressed hydrogen. For example, specifically, a sealed structure as described in Patent Documents 1 and 2 described above can be employed.

また、高圧電気分解ユニット33は、生成した水素や酸素から水分を除去する除湿部を備えていることも好ましい。ここで除去された水分を再び電気分解ユニット33や純水化処理部32に戻すことも可能である。さらに、各時点での消費した電力や電力消費の有無を測定可能な電力計を備えていることも好ましく、生成された水素及び酸素の量や生成の有無を測定可能な流量計を備えていてもよい。   Moreover, it is also preferable that the high voltage | pressure electrolysis unit 33 is provided with the dehumidification part which removes a water | moisture content from the produced | generated hydrogen and oxygen. It is also possible to return the moisture removed here to the electrolysis unit 33 and the pure water treatment unit 32 again. Furthermore, it is also preferable to have a wattmeter that can measure the consumed power and the presence or absence of power consumption at each time point, and has a flow meter that can measure the amount of hydrogen and oxygen produced and the presence or absence of production. Also good.

第1ガスタンク34h及び34o、圧力調整部35h及び36o、並びに第2ガスタンク36h及び36oはそれぞれ、図1における同名の構成部13、14及び15と同様の構成を有し同様の機能動作を実施して、所定圧力の圧縮水素及び圧縮酸素を外部に供給可能にする。ここで、圧縮水素及び圧縮酸素の一方のみを供給する場合には当然それに対応して、「第1ガスタンク34h、圧力調整部35h及び第2ガスタンク36h」と、「第1ガスタンク34o、圧力調整部35o及び第2ガスタンク36o」とのいずれか一方のみを設置することになる。   The first gas tanks 34h and 34o, the pressure adjusting units 35h and 36o, and the second gas tanks 36h and 36o have the same configuration as the components 13, 14 and 15 of the same name in FIG. Thus, compressed hydrogen and compressed oxygen at a predetermined pressure can be supplied to the outside. Here, when only one of compressed hydrogen and compressed oxygen is supplied, naturally, “first gas tank 34h, pressure adjusting unit 35h and second gas tank 36h”, “first gas tank 34o, pressure adjusting unit” Only one of “35o and second gas tank 36o” is installed.

また、高圧電気分解ユニット33から、水素及び酸素のいずれか一方が圧縮されていない状態で出力される場合、第2ガスタンクはそれを圧縮状態ではないガスとして外部に供給してもよい。   Moreover, when one of hydrogen and oxygen is output from the high-pressure electrolysis unit 33 in an uncompressed state, the second gas tank may supply it to the outside as a gas that is not compressed.

制御部3aは、図1の制御部1aがコンプレッサ12への電力の「供給元」を決定・制御する方法と同様の方法をもって、高圧電気分解ユニット33及び純水化処理部32の各々への電力の「供給元」を決定・制御する。ここで、「供給元」には、自然エネルギー発電ユニット30及び蓄電池部31以外に、(商用電源からの)商用電力が含まれていることも好ましい。勿論、商用電力を含まない形態も可能である。ちなみに、このような「供給元」の制御は、制御部3aに備えられたコンピュータに搭載された制御プログラム(アプリ)を実行することによって実施されることも好ましい。   The control unit 3a supplies each of the high-pressure electrolysis unit 33 and the pure water treatment unit 32 to the high-pressure electrolysis unit 33 and the pure water treatment unit 32 in the same manner as the control unit 1a in FIG. Determine and control the “source” of power. Here, in addition to the natural energy power generation unit 30 and the storage battery unit 31, the “supply source” preferably includes commercial power (from a commercial power source). Of course, a form not including commercial power is also possible. Incidentally, it is also preferable that such “supplier” control is executed by executing a control program (application) installed in a computer provided in the control unit 3a.

また、「供給元」からの電力の振り分けは、導電路に設けられた分配器を動作させることによって実施することができる。さらに、自然エネルギー発電ユニット30が交流電力を生成する場合(例えば交流発電器を備えている場合)、この交流電力や商用電力は、コンバータによって直流に変換された上で蓄電池部31や高圧電気分解ユニット33に供給されることになる。いずれにしても、「供給元」及び電力消費部における直流/交流型別に合わせ、コンバータ、インバータや電圧調整器を適宜配置して対応することが可能となる。   In addition, power distribution from the “supply source” can be performed by operating a distributor provided in the conductive path. Further, when the natural energy power generation unit 30 generates AC power (for example, when an AC power generator is provided), the AC power and commercial power are converted into DC by a converter, and then the storage battery unit 31 and the high-voltage electrolysis are converted. It will be supplied to the unit 33. In any case, a converter, an inverter, and a voltage regulator can be appropriately arranged and coped with according to the DC / AC type in the “supplier” and the power consumption unit.

以上説明したように、圧縮ガス供給システム3は、自然エネルギー発電ユニット30及び蓄電池部31を備えており、制御部3aによってそれらからの電力を適切に高圧電気分解関連部に供給している。その結果、商用電力等の外部からの電力供給をより小さく抑えながら、又は商用電力等の外部電力を用いずに、圧縮水素や圧縮酸素を供給することが可能となるのである。   As described above, the compressed gas supply system 3 includes the natural energy power generation unit 30 and the storage battery unit 31, and the control unit 3a appropriately supplies power from them to the high voltage electrolysis-related unit. As a result, it is possible to supply compressed hydrogen or compressed oxygen while keeping the external power supply such as commercial power smaller or without using external power such as commercial power.

なお、以上に説明した圧縮ガス供給システム3についても、以上に示した構成部を備えた1つの装置とすることが可能である。また勿論、例えば自然エネルギー発電ユニット30だけが屋外や車外等に(例えば露出した形で)設置された1つの装置となっていて、他の構成部群が、屋内や車内等に設置された1つの装置となっていてもよい。   Note that the compressed gas supply system 3 described above can also be a single device including the components described above. Of course, for example, only the natural energy power generation unit 30 is a single device installed outdoors or outside the vehicle (for example, in an exposed form), and the other components are installed indoors or inside the vehicle. It may be one device.

[圧縮ガス供給システム・装置の更なる他の実施形態]
図4は、本発明による圧縮ガス供給システムの更なる他の実施形態を示す模式図である。
[Still another embodiment of compressed gas supply system and apparatus]
FIG. 4 is a schematic view showing still another embodiment of the compressed gas supply system according to the present invention.

図4に示した実施形態の圧縮ガス供給システム4は、それぞれ図2における同名の構成部(20,21,23,(24r,24h,24o),(25r,25h,25o),(26r,26h,26o),(27r,27h,27o)及び2a)と同様の構成を有し同様の機能動作を実施する、自然エネルギー発電ユニット40、蓄電池部41、電気分解ユニット43、コンプレッサ(46r,46h,46o)、第1ガスタンク(47r,47h,47o)、圧力調整部(48r,48h,48o)、第2ガスタンク(49r,49h,49o)、及び制御部4aを有している。また、図2の純水化処理部22と同様の構成を有し同様の機能動作を実施する純水化処理部42を有していることも好ましい。さらに、第1ガスタンク47hは、後に詳細に説明する水素吸蔵合金ボンベを備えたタンクであってもよい。   The compressed gas supply system 4 according to the embodiment shown in FIG. 4 has the same components (20, 21, 23, (24r, 24h, 24o), (25r, 25h, 25o), (26r, 26h) in FIG. , 26o), (27r, 27h, 27o) and 2a), and the same functional operation is performed, the natural energy power generation unit 40, the storage battery unit 41, the electrolysis unit 43, the compressor (46r, 46h, 46o), a first gas tank (47r, 47h, 47o), a pressure adjusting unit (48r, 48h, 48o), a second gas tank (49r, 49h, 49o), and a control unit 4a. Moreover, it is also preferable to have the pure water treatment part 42 which has the structure similar to the pure water treatment part 22 of FIG. 2, and performs the same function operation | movement. Further, the first gas tank 47h may be a tank provided with a hydrogen storage alloy cylinder, which will be described in detail later.

ここで、「コンプレッサ46r、第1ガスタンク47r、圧力調整部48r及び第2ガスタンク49r」は、後に説明する燃料電池ユニット45から排出される排ガスである窒素を圧縮し、所定圧力の圧縮窒素を外部に供給可能とする構成部群となっている。   Here, the “compressor 46r, first gas tank 47r, pressure adjusting unit 48r, and second gas tank 49r” compresses nitrogen, which is exhaust gas discharged from a fuel cell unit 45, which will be described later, and compresses compressed nitrogen having a predetermined pressure to the outside. This is a group of components that can be supplied.

また、「コンプレッサ46h、第1ガスタンク47h、圧力調整部48h及び第2ガスタンク49h」、並びに「コンプレッサ46o、第1ガスタンク47o、圧力調整部48o及び第2ガスタンク49o」はそれぞれ、電気分解ユニット43で生成された水素及び酸素を圧縮し、所定圧力の圧縮水素及び圧縮酸素を外部に供給可能とする構成部群となっている。また、外部に圧縮水素及び/又は酸素を供給しない場合は当然に、上記の圧縮水素及び/又は圧縮酸素供給に係る構成部群を省略することも可能である。   The “compressor 46h, first gas tank 47h, pressure adjusting unit 48h and second gas tank 49h” and “compressor 46o, first gas tank 47o, pressure adjusting unit 48o and second gas tank 49o” are respectively electrolysis units 43. The generated hydrogen and oxygen are compressed to form a group of components that can supply compressed hydrogen and compressed oxygen at a predetermined pressure to the outside. In addition, when compressed hydrogen and / or oxygen are not supplied to the outside, it is possible to omit the above-described component group related to compressed hydrogen and / or compressed oxygen supply.

さらに本実施形態において、圧縮ガス供給システム4は、コンプレッサ44h及び44roと、燃料電池ユニット45とを有している。このうち、コンプレッサ44h及び44roはそれぞれ、電気分解ユニット43で生成された水素及び酸素を圧縮して燃料電池ユニット45に供給する圧縮器である。これらにおける圧縮方式としても例えば、レシプロ型、スクロール型、スクリュー型、ロータリ型、若しくはスイング型等、又はこれらのうちの2つ以上の組合せ等、種々のタイプのものが採用可能である。   Further, in the present embodiment, the compressed gas supply system 4 includes compressors 44 h and 44 ro and a fuel cell unit 45. Among these, the compressors 44 h and 44 ro are compressors that compress the hydrogen and oxygen generated by the electrolysis unit 43 and supply them to the fuel cell unit 45. As these compression methods, for example, various types such as a reciprocating type, a scroll type, a screw type, a rotary type, a swing type, etc., or a combination of two or more thereof can be adopted.

ここで、コンプレッサ44roは、外部から取り込んだ空気に、電気分解ユニット43で生成された酸素を混合させて酸素混合空気を生成する混合気生成部(ガス混合器)を備え、この酸素混合空気を圧縮するものであってもよい。   Here, the compressor 44ro includes an air-fuel mixture generation unit (gas mixer) that mixes oxygen generated by the electrolysis unit 43 with air taken from the outside to generate oxygen-mixed air. You may compress.

いずれにしても、コンプレッサ44h及び44roにより圧縮水素及び圧縮酸素(圧縮酸素混合空気)を燃料電池ユニット45へ送ることによって、燃料電池ユニット45における反応電極近傍での水素分子や酸素分子の密度を上げ、生成される電力量を増大させることができるのである。なお、コンプレッサ44h及び44roを用いずに、電気分解ユニット43で生成された水素及び酸素を燃料電池ユニット45に供給することも可能である。   In any case, by sending compressed hydrogen and compressed oxygen (compressed oxygen mixed air) to the fuel cell unit 45 by the compressors 44h and 44ro, the density of hydrogen molecules and oxygen molecules in the vicinity of the reaction electrode in the fuel cell unit 45 is increased. The amount of power generated can be increased. It is also possible to supply hydrogen and oxygen generated by the electrolysis unit 43 to the fuel cell unit 45 without using the compressors 44h and 44ro.

また、燃料電池ユニット45は、電気分解ユニット43で生成された水素及び酸素から電力を生成する燃料電池部であり、例えば、空気極(酸素極,陰極,カソード)と燃料極(水素極,陽極,アノード)とで電解質を挟み込んだ構造を有するセルが、間にセパレータを介して複数スタックしたような公知の構成の燃料電池を備えたものとすることができる。ここで、燃料電池ユニット45は、流入した水素・酸素の量や排出ガス・排出水分の量を測定可能な流量計を備えていることも好ましい。   The fuel cell unit 45 is a fuel cell unit that generates electric power from hydrogen and oxygen generated by the electrolysis unit 43. For example, an air electrode (oxygen electrode, cathode, cathode) and a fuel electrode (hydrogen electrode, anode) , Anode), and a fuel cell having a known configuration in which a plurality of cells having a structure in which an electrolyte is sandwiched therebetween are stacked with a separator interposed therebetween. Here, it is also preferable that the fuel cell unit 45 includes a flow meter capable of measuring the amount of flowing hydrogen / oxygen and the amount of exhaust gas / exhaust moisture.

また、燃料電池ユニット45における電池方式としては、固体高分子型燃料電池(PEFC)方式、固体酸化物型燃料電池(SOFC)方式、リン酸型燃料電池(PAFC)方式、又は溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC)方式等が採用可能である。このうち、PEFC方式は、比較的低温で稼働し、電池サイズもコンパクト化可能であることから燃料電池自動車に多く採用されている。また、SOFC方式は、発電効率が高く、通常約700〜約1000℃で稼働し、非常に高温の排ガスを供給することもできる。   In addition, as a battery system in the fuel cell unit 45, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) system, a solid oxide fuel cell (SOFC) system, a phosphoric acid fuel cell (PAFC) system, or a molten carbonate fuel is used. A battery (MCFC) system or the like can be adopted. Of these, the PEFC method is widely used in fuel cell vehicles because it operates at a relatively low temperature and the battery size can be reduced. The SOFC system has high power generation efficiency, normally operates at about 700 to about 1000 ° C., and can supply very high temperature exhaust gas.

ここで、燃料電池ユニット45は、排ガス処理部45aを備えていることも好ましい。この排ガス処理部45aは、排ガス中に残留している酸素分や水素分、さらには水蒸気分・水分を除去し、当該排ガスを純度の高い窒素に調整する。このうち酸素分の除去処理には、脱酸素剤、酸素吸収剤や、酸化し易い金属の粉末若しくは微小片・糸片、さらには、空気中の窒素よりも酸素をより通過させるポリイミド等の高分子素材を用いた市販の中空糸膜(いわゆる窒素富化膜)が用いられてもよい。   Here, it is also preferable that the fuel cell unit 45 includes an exhaust gas treatment unit 45a. The exhaust gas treatment unit 45a removes oxygen and hydrogen remaining in the exhaust gas, as well as water vapor and moisture, and adjusts the exhaust gas to high purity nitrogen. Of these, oxygen removal treatment includes oxygen scavengers, oxygen absorbers, metal powders or fine pieces / threads that are easily oxidized, and polyimide that allows oxygen to pass more than nitrogen in the air. Commercially available hollow fiber membranes using molecular materials (so-called nitrogen-enriched membranes) may be used.

また、ジルコニア固体電解質や、BaO−SrO−CoO−Fe系の複合酸化物等を用いた酸素分離フィルタによって、酸素を分離し除去してもよい。さらに、ゼオライトを含む公知の酸素ガスPSA(Pressure Swing Adsorption,圧力変動吸着)器を用いて、酸素を分離・除去することもできる。 Further, oxygen may be separated and removed by an oxygen separation filter using a zirconia solid electrolyte, a BaO—SrO—CoO—Fe 2 O 3 based composite oxide, or the like. Furthermore, oxygen can also be separated and removed using a known oxygen gas PSA (Pressure Swing Adsorption) apparatus containing zeolite.

さらに、水素分の除去処理としては、公知のゼオライト水素分離膜や、水素ガス圧力変動吸着器等が用いられてもよい。さらにまた、排ガス中の水素と、同じく排ガス中の酸素とを例えば電熱加熱で燃焼させ、水素分を水蒸気分・水分に変換してしまう技術も利用可能である(例えば、特開2001−52730号公報参照)。   Further, as the hydrogen removal treatment, a known zeolite hydrogen separation membrane, a hydrogen gas pressure fluctuation adsorber, or the like may be used. Furthermore, it is also possible to use a technique in which hydrogen in the exhaust gas and oxygen in the exhaust gas are combusted by, for example, electric heating to convert the hydrogen content into water vapor and moisture (for example, JP-A-2001-52730). See the official gazette).

また、排ガス処理部45aにおける水蒸気分・水分の除去処理としては、例えば、以下の方法が利用可能である。
(a)排ガス中の水蒸気の蒸気圧を、飽和蒸気圧以下に制御する。
(b)排ガスを冷却して排ガス中の水分を除去する。
(c)公知の気水分離器を用い、排ガスに含まれる水蒸気の凝縮水を生成し分離する。
(d)電極反応で生じた液水を外部へ排出するパージ手段を設ける。
(e)電池セルにおけるガス流路の形状を、流入・流出抵抗の小さい形状にする。
For example, the following method can be used as the water vapor / water removal process in the exhaust gas processing unit 45a.
(A) The vapor pressure of water vapor in the exhaust gas is controlled to be equal to or lower than the saturated vapor pressure.
(B) The exhaust gas is cooled to remove moisture in the exhaust gas.
(C) Using a known steam separator, the water vapor condensate contained in the exhaust gas is generated and separated.
(D) A purge means for discharging liquid water generated by the electrode reaction to the outside is provided.
(E) The shape of the gas flow path in the battery cell is made to have a small inflow / outflow resistance.

(f)水分子との間で水素結合を形成するポリマをセパレータや電極位置に配し、水の排出を促進させる(特開2010−86694号公報を参照)。
(g)多層構造の多孔質体と、この多孔質体における電解質・電極(触媒層)とは反対側の位置に設けられた2種の流体を分離するガス不透過層とを用いて、水分を分離する(特開2008−84703号公報を参照)。
(h)金属多孔質体の孔をガス流路とする燃料電池用セパレータを使用し、この金属多孔質体に直線状の貫通孔を設けて水分の排出を促す(特開2011−14242号公報を参照)。
(F) A polymer that forms a hydrogen bond with water molecules is disposed at the separator or electrode position to promote water discharge (see JP 2010-86694 A).
(G) Using a porous body having a multilayer structure and a gas-impermeable layer for separating two kinds of fluids provided at positions opposite to the electrolyte / electrode (catalyst layer) in the porous body, Are separated (see JP 2008-84703 A).
(H) A fuel cell separator using a hole in the metal porous body as a gas flow path is used, and a linear through hole is provided in the metal porous body to promote moisture discharge (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-14242). See).

ここで、上記(b)で挙げられた対策ではあるが、ベルチェ素子を用いて排ガス中の水分を凝結させて除去することも好ましい。さらに、排ガスを断熱膨張させ、急冷して含まれる水分を水滴化し除去することもできる。   Here, although it is a countermeasure mentioned by said (b), it is also preferable to condense and remove the water | moisture content in waste gas using a Bertier element. Further, the exhaust gas can be adiabatically expanded and rapidly cooled to form water droplets to remove water contained therein.

また、熱交換器を用いて排ガス中の水分を凝結させて除去することも好ましい。この場合、この除湿用の熱交換器として、ループヒートパイプを用いることができる。特に、薄板タイプのループヒートパイプを燃料電池の排出側に実装して使用することも好ましい。薄板タイプのループヒートパイプは、薄板状の蒸発器と熱拡散板(凝縮器)とが、同じく薄板状のヒートパイプ(蒸気管及び液管)で接続された構造を有しており、このうち蒸発器を排ガス中に暴露させて使用される。   It is also preferable to condense and remove moisture in the exhaust gas using a heat exchanger. In this case, a loop heat pipe can be used as the heat exchanger for dehumidification. In particular, it is also preferable to use a thin plate type loop heat pipe mounted on the discharge side of the fuel cell. A thin plate type loop heat pipe has a structure in which a thin plate evaporator and a heat diffusion plate (condenser) are connected by a thin plate heat pipe (steam pipe and liquid pipe). Used by exposing the evaporator to exhaust gas.

さらに、上記(d)で挙げられた対策ではあるが、少なくとも水の生成される電極側(PEFC方式の場合、空気極側)の流路に空気等の気体を供給して、生成された水分をパージすることも好ましい。 Furthermore, although it is the countermeasure mentioned in the above (d), at least water is generated by supplying a gas such as air to the flow path on the electrode side where the water is generated (in the case of PEFC method, the air electrode side). Purge is also preferred.

また、発泡装置を使用し、排ガスを冷水中においてマイクロ(ナノ)バブルにして通過させることにより、排ガス中の水分を除去することも有効である。さらに、シリカゲル及び/又はゼオライトを含む除湿器を用いて、排ガス中の水分を除去することもできる。この場合、除湿速度はそれほど高くないので、例えば排ガスを一先ずタンクに蓄え、当該タンク中に設けた、シリカゲル及び/又はゼオライトを含む除湿器によって排ガスの除湿を行うことも好ましい。なお、例えばシリカ及びアルミナを含有し両者の含有比を調整したゼオライト等、所定のゼオライトを含む除湿器を用いることによって、排ガス中の酸素分も吸収可能となる。   It is also effective to remove moisture in the exhaust gas by using a foaming device and passing the exhaust gas as micro (nano) bubbles in cold water. Further, moisture in the exhaust gas can be removed using a dehumidifier containing silica gel and / or zeolite. In this case, since the dehumidifying speed is not so high, it is also preferable that the exhaust gas is first stored in a tank and the exhaust gas is dehumidified by a dehumidifier including silica gel and / or zeolite provided in the tank. For example, by using a dehumidifier containing a predetermined zeolite such as zeolite containing silica and alumina and adjusting the content ratio of both, oxygen content in the exhaust gas can be absorbed.

さらに、このような除湿器を、例えば燃料電池ユニット45の熱交換部45bを介して供給される熱をもって加熱し、吸収した水分や酸素分を取り出して、種々の用途に利用してもよい。また、気液分離機を用いて、排ガス流から液体(本実施形態では概ね純水)を分離・除去することも好ましい。この気液分離の方式として、重力分離型、遠心分離型、ミスト除去器パッド型、翼型分離型や、気圧分離コアレッサ型等が採用可能である   Furthermore, such a dehumidifier may be heated with heat supplied via the heat exchange part 45b of the fuel cell unit 45, for example, and the absorbed moisture and oxygen content may be taken out and used for various purposes. It is also preferable to separate and remove liquid (generally pure water in this embodiment) from the exhaust gas stream using a gas-liquid separator. Gravity separation type, centrifugal separation type, mist remover pad type, wing type separation type, atmospheric pressure separation coalescer type, etc. can be adopted as this gas-liquid separation method

ちなみに、以上のように排ガスから分離された水蒸気分・水分を含む、燃料電池ユニット45から排出される水蒸気分・水分を、例えば純水化処理部42に供給して電気分解ユニット43での電解材料として再利用することも可能である。   Incidentally, the water vapor and moisture discharged from the fuel cell unit 45, including the water vapor and water separated from the exhaust gas as described above, are supplied to, for example, the pure water treatment unit 42 and electrolyzed in the electrolysis unit 43. It can be reused as a material.

以上説明したように、排ガス処理部45aで処理された排ガスは、(酸素分を酸素混合空気や空気として供給した場合には)純度の高い乾燥した窒素にすることができる。本実施形態では、この窒素を、「コンプレッサ46r、第1ガスタンク47r、圧力調整部48r及び第2ガスタンク49r」によって圧縮窒素として外部に供給することが可能となっているのである。   As described above, the exhaust gas processed by the exhaust gas processing unit 45a can be made into dry nitrogen with high purity (when oxygen content is supplied as oxygen mixed air or air). In the present embodiment, this nitrogen can be supplied to the outside as compressed nitrogen by the “compressor 46r, first gas tank 47r, pressure adjusting unit 48r, and second gas tank 49r”.

なお、燃料電池ユニット45において、燃料電池を2つ又はそれ以上直列に接続し、順次1つ前の燃料電池の排ガスを取り込んで電池反応に用いることによって、最終的に極低酸素濃度の窒素(不活性ガス)を出力することも可能である。ちなみにこのような構成は、本願発明者等が発明したものである(例えば特願2018−11343号参照)。   In the fuel cell unit 45, two or more fuel cells are connected in series, and the exhaust gas from the previous fuel cell is sequentially taken in and used for the cell reaction. It is also possible to output an inert gas. Incidentally, such a configuration has been invented by the inventors of the present application (see, for example, Japanese Patent Application No. 2018-11343).

同じく図4に示すように、燃料電池ユニット45は、熱交換部45bを備えていることも好ましい。熱交換部45bは、燃料電池ユニット45において電力生成の際に発生する熱エネルギーを外部に供給する。ちなみにこの場合、本圧縮ガス供給システム4は、圧縮ガス及び熱エネルギー供給システムとしても機能することになる。   Similarly, as shown in FIG. 4, the fuel cell unit 45 preferably includes a heat exchanging portion 45b. The heat exchanging unit 45b supplies heat energy generated when power is generated in the fuel cell unit 45 to the outside. Incidentally, in this case, the present compressed gas supply system 4 also functions as a compressed gas and thermal energy supply system.

また、熱交換部45bは、燃料電池ユニット45で生成された熱エネルギーを、電気分解ユニット43に移送してもよい。これにより、電気分解ユニット43は、電気分解対象の水を水蒸気にしたり、当該水の温度を上昇させたりして、電気分解における水素発生効率を向上させることも可能となる。   Further, the heat exchange unit 45 b may transfer the heat energy generated by the fuel cell unit 45 to the electrolysis unit 43. Thereby, the electrolysis unit 43 can also improve the hydrogen generation efficiency in electrolysis by changing the water to be electrolyzed into water vapor or increasing the temperature of the water.

またこの際、例えば電解質等の加熱による爆発等の発生を回避すべく、電気分解セルの温度を設置された温度センサでモニタし、制御部4aによって電気分解動作の制御を行うことも好ましい。さらに、電極間の印加電圧を高くして、電解質を使用せず電解質のモニタやメンテナンス等を不要とした電気分解処理を行うことも可能である。   At this time, for example, it is also preferable to monitor the temperature of the electrolysis cell with an installed temperature sensor and control the electrolysis operation by the control unit 4a in order to avoid the occurrence of explosion due to heating of the electrolyte or the like. Furthermore, it is possible to increase the applied voltage between the electrodes so as to perform an electrolysis process without using an electrolyte and requiring no monitoring or maintenance of the electrolyte.

なお、電気分解ユニット43だけでなく、燃料電池ユニット45や純水化処理部42にも温度センサが設けられていて、制御部4aは、これらの温度センサから取得した温度計測値を制御指標の一種として、燃料電池ユニット45及び電気分解ユニット43を含むシステム4全体の反応動作を制御することも好ましい。   Note that not only the electrolysis unit 43 but also the fuel cell unit 45 and the pure water treatment unit 42 are provided with temperature sensors, and the control unit 4a uses the temperature measurement values acquired from these temperature sensors as control indices. As one type, it is also preferable to control the reaction operation of the entire system 4 including the fuel cell unit 45 and the electrolysis unit 43.

さらに、制御部4aは、図2の制御部2aでの制御内容に加え、「所定の条件又は予めの設定」に基づいて、コンプレッサ44h及び44roにも電力を供給可能な「供給元」であって、自然エネルギー発電ユニット20、蓄電池部21及び燃料電池ユニット45を含む「供給元」のうちから少なくとも1つを決定し、決定した「供給元」から電力をコンプレッサ(44h,44ro)、純水化処理部42、電気分解ユニット43、及びコンプレッサ(46r,46h,46o)に供給させる。   Furthermore, the control unit 4a is a “supplier” capable of supplying power to the compressors 44h and 44ro based on “predetermined conditions or preset settings” in addition to the control contents of the control unit 2a of FIG. Then, at least one of “suppliers” including the natural energy power generation unit 20, the storage battery unit 21, and the fuel cell unit 45 is determined, and electric power is supplied from the determined “suppliers” to the compressor (44h, 44ro), pure water. It is made to supply to the chemical conversion part 42, the electrolysis unit 43, and the compressor (46r, 46h, 46o).

ここで、「供給元」には、自然エネルギー発電ユニット20、蓄電池部21及び燃料電池ユニット45以外に、(商用電源からの)商用電力が含まれていることも好ましい。勿論、商用電力を含まない形態も可能である。また、制御部4aにおける「所定の条件又は予めの設定」として、例えば、第1ガスタンク(47r,47h,47o)内のガス圧が所定閾値未満である場合において、
(a)自然エネルギー発電ユニット40の発電量が所定閾値以上であるならば、「供給元」を自然エネルギー発電ユニット40とし、
(b)自然エネルギー発電ユニット40の発電量が所定閾値未満である場合(例えば太陽電池発電であるケースで夜間や曇天等である場合)に、蓄電池部41での蓄電量が所定閾値以上であるならば、「供給元」を蓄電池部41とし、一方、蓄電池部41での蓄電量が所定閾値未満であるならば、「供給元」を商用電力としてもよい(ここで、蓄電池部21にも商用電力を供給し蓄電させることも好ましい)。
(c)さらに、電気分解ユニット43が動作しており燃料電池ユニット45も水素・酸素を受け取って動作しているならば、「供給元」に燃料電池ユニット45を含めることも好ましい(ここで、蓄電池部21にも燃料電池ユニット45からの電力を供給し蓄電させることも好ましい)。
Here, it is also preferable that the “supplier” includes commercial power (from a commercial power source) in addition to the natural energy power generation unit 20, the storage battery unit 21, and the fuel cell unit 45. Of course, a form not including commercial power is also possible. Further, as the “predetermined condition or pre-set” in the control unit 4a, for example, when the gas pressure in the first gas tank (47r, 47h, 47o) is less than a predetermined threshold,
(A) If the power generation amount of the natural energy power generation unit 40 is equal to or greater than a predetermined threshold, the “supplier” is the natural energy power generation unit 40,
(B) When the amount of power generated by the natural energy power generation unit 40 is less than a predetermined threshold (for example, in the case of solar cell power generation, such as at night or overcast), the amount of power stored in the storage battery unit 41 is greater than or equal to the predetermined threshold. Then, the “supplier” may be the storage battery unit 41, while the “supplier” may be the commercial power if the amount of electricity stored in the storage battery unit 41 is less than the predetermined threshold (here, the storage battery unit 21 also It is also preferable to supply commercial power and store it).
(C) Furthermore, if the electrolysis unit 43 is operating and the fuel cell unit 45 is also operating by receiving hydrogen / oxygen, it is preferable to include the fuel cell unit 45 in the “supplier” (where, It is also preferable that the storage battery unit 21 is supplied with electric power from the fuel cell unit 45 to be stored.

またさらに、第1ガスタンク(47r,47h,47o)内のガス圧が所定閾値以上である場合においては、電力の「供給元」は設定しないことが好ましい。また、この際、
(d)自然エネルギー発電ユニット40の発電量が所定閾値以上であって蓄電池部41での蓄電量が所定閾値未満であるならば、自然エネルギー発電ユニット40の生成した電力を蓄電池部41に供給し蓄電させることも好ましい(ここで、自然エネルギー発電ユニット40の発電量が所定閾値未満であって蓄電池部41での蓄電量が所定閾値未満であるならば、商用電力を蓄電池部41に供給し蓄電させることも好ましい)。
ちなみに、以上に述べたような「供給元」の制御は、制御部4aに備えられたコンピュータに搭載された制御プログラム(アプリ)を実行することによって実施されることも好ましい。
Furthermore, when the gas pressure in the first gas tank (47r, 47h, 47o) is equal to or higher than a predetermined threshold, it is preferable not to set the “supply source” of electric power. At this time,
(D) If the amount of power generated by the natural energy power generation unit 40 is equal to or greater than a predetermined threshold and the amount of power stored in the storage battery unit 41 is less than the predetermined threshold, the power generated by the natural energy power generation unit 40 is supplied to the storage battery unit 41. It is also preferable to store the electric power (here, if the amount of power generated by the natural energy power generation unit 40 is less than a predetermined threshold and the amount of power stored in the storage battery unit 41 is less than the predetermined threshold, commercial power is supplied to the storage battery unit 41 to store the electric power. It is also preferable that
Incidentally, it is also preferable that the control of the “supplier” as described above is performed by executing a control program (application) installed in a computer provided in the control unit 4a.

また、「供給元」からの電力の振り分けは、導電路に設けられた分配器を動作させることによって実施することができる。さらに、自然エネルギー発電ユニット40が交流電力を生成する場合(例えば交流発電器を備えている場合)、この交流電力や商用電力は、コンバータによって直流に変換された上で蓄電池部41や電気分解ユニット43に供給されることになる。また、コンプレッサ(44h、44ro、46r、46h、46o)が直流駆動型の場合においても同様である。いずれにしても、燃料電池ユニット45を含む「供給元」及び電力消費部における直流/交流型別に合わせ、コンバータ、インバータや電圧調整器を適宜配置して対応することが可能となる。   In addition, power distribution from the “supply source” can be performed by operating a distributor provided in the conductive path. Furthermore, when the natural energy power generation unit 40 generates AC power (for example, when an AC power generator is provided), the AC power or commercial power is converted into DC by a converter and then the storage battery unit 41 or the electrolysis unit. 43 will be supplied. The same applies to the case where the compressors (44h, 44ro, 46r, 46h, 46o) are of the DC drive type. In any case, a converter, an inverter, and a voltage regulator can be appropriately arranged and coped with according to the “supplier” including the fuel cell unit 45 and the DC / AC type in the power consumption unit.

以上説明したように、圧縮ガス供給システム4は、自然エネルギー発電ユニット40、蓄電池部41及び燃料電池ユニット45を備えており、制御部4aによってそれらからの電力を適切に電気分解関連部やコンプレッサに供給している。その結果、商用電力等の外部からの電力供給をより小さく抑えながら、又は商用電力等の外部電力を用いずに、圧縮水素や圧縮酸素、さらには圧縮窒素等を供給することが可能となるのである。   As described above, the compressed gas supply system 4 includes the natural energy power generation unit 40, the storage battery unit 41, and the fuel cell unit 45, and the control unit 4a appropriately supplies the electric power to the electrolysis-related unit and the compressor. Supply. As a result, it is possible to supply compressed hydrogen, compressed oxygen, further compressed nitrogen, etc. while keeping the external power supply such as commercial power smaller or without using external power such as commercial power. is there.

なお、以上に説明した圧縮ガス供給システム4についても、以上に示した構成部を備えた1つの装置とすることが可能である。また勿論、例えば自然エネルギー発電ユニット40だけが屋外や車外等に(例えば露出した形で)設置された1つの装置となっていて、他の構成部群が、屋内や車内に設置された1つの装置となっていてもよい。   Note that the compressed gas supply system 4 described above can also be a single device including the components described above. Of course, for example, only the natural energy power generation unit 40 is one device installed outdoors or outside the vehicle (for example, in an exposed form), and the other component parts are one device installed indoors or inside the vehicle. It may be a device.

さらに、本圧縮ガス供給システム4は、燃料電池ユニット45で生成された電力を外部に供給することによって、電力及び圧縮ガス供給システム(装置)としても機能するのである。   Further, the compressed gas supply system 4 also functions as an electric power and compressed gas supply system (apparatus) by supplying the electric power generated by the fuel cell unit 45 to the outside.

[圧縮ガス供給システム・装置の更なる他の実施形態]
図5は、本発明による圧縮ガス供給システムの更なる他の実施形態を示す模式図である。
[Still another embodiment of compressed gas supply system and apparatus]
FIG. 5 is a schematic view showing still another embodiment of the compressed gas supply system according to the present invention.

図5に示した実施形態の圧縮ガス供給システム5は、それぞれ図4における同名の構成部(40,41,43,44ro、45,45a,45b,(46r,46h,46o),(47r,47h,47o),(48r,48h,48o),(49r,49h,49o)及び4a)と同様の構成を有し同様の機能動作を実施する、自然エネルギー発電ユニット50、蓄電池部51、電気分解ユニット53、コンプレッサ54ro、排ガス処理部55a及び熱交換部55bを含む燃料電池ユニット55、コンプレッサ(56r,56h,56o)、第1ガスタンク(57r,57h,57o)、圧力調整部(58r,58h,58o)、第2ガスタンク(59r,59h,59o)、及び制御部5aを有している。また、図4の純水化処理部42と同様の構成を有し同様の機能動作を実施する純水化処理部52を有していることも好ましい。ここで、第1ガスタンク57hは、後に詳細に説明する水素吸蔵合金ボンベを備えたタンクであってもよい。   The compressed gas supply system 5 according to the embodiment shown in FIG. 5 has the same components (40, 41, 43, 44ro, 45, 45a, 45b, (46r, 46h, 46o), (47r, 47h) in FIG. , 47o), (48r, 48h, 48o), (49r, 49h, 49o) and 4a) and having the same configuration and operation as those of the natural energy power generation unit 50, the storage battery unit 51, and the electrolysis unit 53, a fuel cell unit 55 including a compressor 54ro, an exhaust gas treatment unit 55a and a heat exchange unit 55b, a compressor (56r, 56h, 56o), a first gas tank (57r, 57h, 57o), a pressure adjustment unit (58r, 58h, 58o). ), The second gas tank (59r, 59h, 59o), and the controller 5a. Moreover, it is also preferable to have the pure water treatment part 52 which has the same structure as the pure water treatment part 42 of FIG. 4, and performs the same functional operation | movement. Here, the first gas tank 57h may be a tank including a hydrogen storage alloy cylinder, which will be described in detail later.

また、「コンプレッサ56r、第1ガスタンク57r、圧力調整部58r及び第2ガスタンク59r」は、後に詳述する燃料電池ユニット55から排出される排ガスである窒素を圧縮し、所定圧力の圧縮窒素を外部に供給可能とする構成部群となっている。   The “compressor 56r, first gas tank 57r, pressure adjusting unit 58r, and second gas tank 59r” compresses nitrogen that is exhaust gas discharged from the fuel cell unit 55, which will be described in detail later, and compresses compressed nitrogen at a predetermined pressure to the outside. This is a group of components that can be supplied.

さらに、「コンプレッサ56h、第1ガスタンク57h、圧力調整部58h及び第2ガスタンク59h」、並びに「コンプレッサ56o、第1ガスタンク57o、圧力調整部58o及び第2ガスタンク59o」はそれぞれ、電気分解ユニット53で生成された水素及び酸素を圧縮し、所定圧力の圧縮水素及び圧縮酸素を外部に供給可能とする構成部群となっている。なお、外部に圧縮水素及び/又は酸素を供給しない場合は当然に、上記の圧縮水素及び/又は圧縮酸素供給に係る構成部群を省略することも可能である。   Furthermore, the “compressor 56h, first gas tank 57h, pressure adjusting unit 58h and second gas tank 59h” and “compressor 56o, first gas tank 57o, pressure adjusting unit 58o and second gas tank 59o” are respectively electrolysis units 53. The generated hydrogen and oxygen are compressed to form a group of components that can supply compressed hydrogen and compressed oxygen at a predetermined pressure to the outside. In addition, when not supplying compressed hydrogen and / or oxygen outside, it is also possible to omit the above-mentioned component group relating to compressed hydrogen and / or compressed oxygen supply.

さらに本実施形態において、圧縮ガス供給システム5は、図4の圧縮ガス供給システム4における電気分解ユニット43及びコンプレッサ44hに代えて、高圧電気分解ユニット53を有している。この高圧電気分解ユニット53は、図3に示した高圧電解ユニット33と同様の構成を有し同様の機能動作を実施する構成部である。なお、高圧電気分解ユニット53で所定圧力以上の高圧状態にある圧縮酸素が生成され且つ圧縮窒素を外部に供給する必要がないならば、混合気生成部を含むコンプレッサ54roは不要となる。   Furthermore, in this embodiment, the compressed gas supply system 5 has a high pressure electrolysis unit 53 instead of the electrolysis unit 43 and the compressor 44h in the compressed gas supply system 4 of FIG. The high-pressure electrolysis unit 53 is a component that has the same configuration as the high-pressure electrolysis unit 33 shown in FIG. 3 and performs the same functional operation. If compressed oxygen in a high pressure state higher than a predetermined pressure is generated in the high pressure electrolysis unit 53 and it is not necessary to supply compressed nitrogen to the outside, the compressor 54ro including the air-fuel mixture generating unit is not necessary.

ちなみに、燃料電池ユニット55が熱交換部55bを備えている場合、本圧縮ガス供給システム5は、外部に熱エネルギーも供給可能な圧縮ガス及び熱供給システムとして機能することになる。   Incidentally, when the fuel cell unit 55 includes the heat exchanging unit 55b, the compressed gas supply system 5 functions as a compressed gas and heat supply system that can also supply heat energy to the outside.

さらに、制御部5aは、図4の制御部4aでの制御と比較してみると、「供給元」による電力供給先として電気分解ユニット43及びコンプレッサ44hではなく高圧電気分解ユニット53を設定した以外は(制御部4aでの制御と)同様の制御を行う制御部となっている。ここで、制御部5aによる「供給元」の制御は、制御部5aに備えられたコンピュータに搭載された制御プログラム(アプリ)を実行することによって実施されることも好ましい。また、「供給元」からの電力の振り分けは、導電路に設けられた分配器を動作させることによって実施することができる。さらに、燃料電池ユニット55を含む「供給元」及び電力消費部における直流/交流型別に合わせ、コンバータ、インバータや電圧調整器を適宜配置して電力供給・消費を好適且つ円滑に実施させることも可能となる。   Further, when compared with the control by the control unit 4a of FIG. 4, the control unit 5a is configured such that the high-pressure electrolysis unit 53 is set instead of the electrolysis unit 43 and the compressor 44h as the power supply destination by the “supply source”. Is a control unit that performs the same control (as the control in the control unit 4a). Here, it is also preferable that the control of the “supplier” by the control unit 5a is performed by executing a control program (application) installed in a computer provided in the control unit 5a. In addition, power distribution from the “supply source” can be performed by operating a distributor provided in the conductive path. Furthermore, it is possible to appropriately and smoothly implement power supply and consumption by appropriately arranging converters, inverters, and voltage regulators according to the “supply source” including the fuel cell unit 55 and the DC / AC type in the power consumption unit. It becomes.

以上説明したように、圧縮ガス供給システム5は、自然エネルギー発電ユニット50、蓄電池部51及び燃料電池ユニット55を備えており、制御部5aによってそれらからの電力を適切に電気分解関連部やコンプレッサに供給している。その結果、商用電力等の外部からの電力供給をより小さく抑えながら、又は商用電力等の外部電力を用いずに、圧縮水素や圧縮酸素、さらには圧縮窒素等を供給することが可能となるのである。   As described above, the compressed gas supply system 5 includes the natural energy power generation unit 50, the storage battery unit 51, and the fuel cell unit 55, and the control unit 5a appropriately supplies electric power from these to the electrolysis-related unit and the compressor. Supply. As a result, it becomes possible to supply compressed hydrogen, compressed oxygen, further compressed nitrogen, etc. while keeping the external power supply such as commercial power smaller or without using external power such as commercial power. is there.

なお、このような圧縮ガス供給システム5についても、以上に示した構成部を備えた1つの装置とすることが可能である。また勿論、例えば自然エネルギー発電ユニット50だけが屋外や車外等に(例えば露出した形で)設置された1つの装置となっていて、他の構成部群が、屋内や車内等に設置された1つの装置となっていてもよい。   Note that such a compressed gas supply system 5 can also be a single device provided with the components described above. Of course, for example, only the natural energy power generation unit 50 is a single device installed outdoors or outside the vehicle (for example, in an exposed form), and other components are installed indoors or inside the vehicle. It may be one device.

さらに、本圧縮ガス供給システム5も、燃料電池ユニット55で生成された電力を外部に供給することによって、電力及び圧縮ガス供給システム(装置)としても機能するのである。   Further, the compressed gas supply system 5 also functions as an electric power and compressed gas supply system (apparatus) by supplying the electric power generated by the fuel cell unit 55 to the outside.

[制御部によるガス圧や水素貯蔵・放出の制御]
以上、図1〜5を用いて本発明による圧縮ガス供給システムにおける種々の実施形態を説明してきたが、以下、当該システム(1,2,3,4,5)の制御部(1a,2a,3a,4a,5a)による供給対象ガスのガス圧制御や、供給対象ガスである水素の貯蔵制御について、より具体的な説明を行う。
[Control of gas pressure and hydrogen storage / release by control unit]
The various embodiments of the compressed gas supply system according to the present invention have been described above with reference to FIGS. 1 to 5. Hereinafter, the control units (1 a, 2 a, The gas pressure control of the supply target gas by 3a, 4a, and 5a) and the storage control of the hydrogen that is the supply target gas will be described more specifically.

ちなみに、制御部(1a,2a,3a,4a,5a)は、制御用プログラムを搭載した小型のコンピュータを含む制御回路を備えたユニットであってもよく、制御用プログラムを搭載したPC(パーソナル・コンピュータ)や、制御用アプリを搭載したスマートフォン等の端末とすることも可能である。   Incidentally, the control unit (1a, 2a, 3a, 4a, 5a) may be a unit including a control circuit including a small computer equipped with a control program, and may be a PC (personal computer) equipped with a control program. Computer) or a terminal such as a smartphone equipped with a control application.

また、図1〜5においては、制御部(1a,2a,3a,4a,5a)と各構成部とが、例えばWi-Fi(登録商標)等の無線LANや、ZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等の近距離無線通信(さらには携帯電話通信網等の各種事業者通信網(アクセスネットワーク))といった無線通信を行うように記載されているが、当然、その一部又は全部が有線通信となっていてもよい。特に、本圧縮ガス供給システム(1,2,3,4,5)が1つの装置として構成されている場合、その全てが有線で接続されていることも好ましい。   1 to 5, the control unit (1a, 2a, 3a, 4a, 5a) and each component unit include, for example, a wireless LAN such as Wi-Fi (registered trademark), ZigBee (registered trademark), Bluetooth (Registered Trademark) is described so as to perform wireless communication such as short-range wireless communication (and various carrier communication networks (access networks) such as a mobile phone communication network). It may be wired communication. In particular, when the compressed gas supply system (1, 2, 3, 4, 5) is configured as one device, it is also preferable that all of them are connected by wire.

制御部(1a,2a,3a,4a,5a)は、1つの制御方法として、コンプレッサや高圧電気分解ユニットで生成され第1ガスタンクに収容された圧縮ガスのガス圧をモニタし、第1ガスタンク内の当該ガス圧を、常温下において、
(a)供給先で必要とされる所定ガス圧以上であって、
(b)高圧ガス保安法によって取り扱いに規制の生じる圧力である1MPa(約10気圧)未満
に制御することも好ましい(勿論、高圧ガス保安法による管理の下、1MPa(約10気圧)以上とすることも可能である)。
As one control method, the control unit (1a, 2a, 3a, 4a, 5a) monitors the gas pressure of the compressed gas generated by the compressor or the high-pressure electrolysis unit and stored in the first gas tank, and the inside of the first gas tank The gas pressure of
(A) It is not less than a predetermined gas pressure required at the supply destination,
(B) It is also preferable to control the pressure below 1MPa (about 10 atmospheres), which is a pressure that restricts handling by the High Pressure Gas Safety Law (of course, 1 MPa (about 10 atmospheres) or more under the control of the High Pressure Gas Safety Law) It is also possible).

ここで、第1ガスタンクのガス導入口、又はコンプレッサや高圧電気分解ユニットのガス排出口に電動バルブが設けられており、制御部(1a,2a,3a,4a,5a)は、コンプレッサや高圧電気分解ユニットの動作や、当該電動バルブの開閉を制御しながら、第1ガスタンク内のガス圧を上記のように制御することができる。   Here, an electric valve is provided at the gas inlet of the first gas tank or the gas outlet of the compressor or high-pressure electrolysis unit, and the control unit (1a, 2a, 3a, 4a, 5a) The gas pressure in the first gas tank can be controlled as described above while controlling the operation of the decomposition unit and the opening / closing of the electric valve.

次いで、制御部(1a,2a,3a,4a,5a)は、第1ガスタンク内の圧縮ガスを圧力調整部に送り、当該圧縮ガスのガス圧を、供給先で必要とされる所定ガス圧に調整した上でさらに第2ガスタンクへ送って保存させる。   Next, the control unit (1a, 2a, 3a, 4a, 5a) sends the compressed gas in the first gas tank to the pressure adjusting unit, and changes the gas pressure of the compressed gas to a predetermined gas pressure required at the supply destination. After adjustment, it is further sent to the second gas tank for storage.

ここで、第1ガスタンクのガス排出口又は圧力調整部のガス導入口に電動バルブが設けられており、さらに、圧力調整部のガス排出口又は第2ガスタンクのガス導入口に電動バルブが設けられていて、制御部(1a,2a,3a,4a,5a)は、圧力調整部でのガス圧調整と当該電動バルブの開閉とを制御しながら、供給対象である所定ガス圧の圧縮ガスを、第2ガスタンク内に準備することも好ましい。   Here, an electric valve is provided at the gas discharge port of the first gas tank or the gas introduction port of the pressure adjustment unit, and further, an electric valve is provided at the gas discharge port of the pressure adjustment unit or the gas introduction port of the second gas tank. The control unit (1a, 2a, 3a, 4a, 5a) controls the gas pressure adjustment in the pressure adjustment unit and the opening and closing of the electric valve, while supplying the compressed gas having a predetermined gas pressure to be supplied, It is also preferable to prepare in the second gas tank.

次に、供給対象ガスが水素である場合における、制御部(2a,3a,4a,5a)による水素貯蔵・放出の制御について説明を行う。ここで以下、第1ガスタンク(25h,34h,47h,57h)が、水素吸蔵合金容器を備えた水素吸蔵ボンベを含むタンクである場合を説明する。   Next, control of hydrogen storage / release by the control units (2a, 3a, 4a, 5a) when the supply target gas is hydrogen will be described. Hereinafter, the case where the first gas tank (25h, 34h, 47h, 57h) is a tank including a hydrogen storage cylinder provided with a hydrogen storage alloy container will be described.

制御部(2a,3a,4a,5a)は、1つの実施形態として、外部に圧縮水素を供給する必要はない場合であって、且つ自然エネルギー発電ユニットが所定閾値以上の電力を生成している場合に、
(a)当該電力を蓄電池部に保存させる、及び/又は
(b)当該電力をもって電気分解ユニット(及びコンプレッサ)や高圧電気分解ユニットを動作させて(圧縮)水素を生成させ、この水素を第1ガスタンクに貯蔵する
ことも好ましい。ここで、蓄電池部がフル充電状態である場合に上記(b)の水素貯蔵を行う、といった実施形態をとることも好ましい。
As one embodiment, the control unit (2a, 3a, 4a, 5a) is a case where it is not necessary to supply compressed hydrogen to the outside, and the natural energy power generation unit generates electric power of a predetermined threshold value or more. In case,
(A) storing the electric power in the storage battery unit, and / or (b) operating the electrolysis unit (and the compressor) and the high-pressure electrolysis unit with the electric power to generate (compressed) hydrogen, It is also preferred to store in a gas tank. Here, it is also preferable to take an embodiment in which the hydrogen storage of (b) is performed when the storage battery unit is in a fully charged state.

ちなみに一般に、水素吸蔵合金容器における貯蔵エネルギー密度(単位体積当たりのエネルギー量)は、リチウム電池等の2次電池における蓄電エネルギー密度(単位体積当たりのエネルギー量)を一桁程度上回っている。また、リチウム電池等の2次電池の大容量化は、コストや設置環境による制限を受けて実際には困難である場合が少なくない。   Incidentally, in general, the storage energy density (energy amount per unit volume) in the hydrogen storage alloy container exceeds the stored energy density (energy amount per unit volume) in a secondary battery such as a lithium battery by about one digit. In addition, increasing the capacity of a secondary battery such as a lithium battery is often difficult in practice due to limitations due to cost and installation environment.

したがって、自然エネルギー発電ユニットで生成された(通常、安定供給の困難な)自然エネルギー由来の電力を、水素の形で貯蔵しておくことは、システムのエネルギー貯蔵・活用効率の観点から非常に好ましいものとなっている。また特に、自然エネルギー発電ユニットが工場等においてスタンドアローンで設けられている場合には、このような高効率のエネルギー貯蔵は、大いに望まれるものとなる。   Therefore, it is very preferable from the viewpoint of the energy storage and utilization efficiency of the system to store the electric power derived from natural energy generated by the natural energy power generation unit (usually difficult to stably supply) in the form of hydrogen. It has become a thing. In particular, when a natural energy power generation unit is provided in a stand-alone manner in a factory or the like, such highly efficient energy storage is greatly desired.

なお、制御部(2a,3a,4a,5a)による水素吸蔵ボンベ(第1ガスタンク)の制御には、
(a)水素吸蔵ボンベを活性化させるための真空引き、
(b)水素充填前の水素導入による水素漏れ有無のチェック、
(c)水素充填/放出の開始/終了のためのボンベバルブの開閉、
(d)水素充填/放出の開始/終了のためのボンベ温度の調節、
(e)内包水素量チェックのための水素吸蔵合金ボンベの重量測定
等が(例えば制御シーケンス項目として)含まれることも好ましい。
In addition, in control of the hydrogen storage cylinder (1st gas tank) by the control part (2a, 3a, 4a, 5a),
(A) evacuation for activating the hydrogen storage cylinder;
(B) Check for hydrogen leakage due to hydrogen introduction before hydrogen filling,
(C) opening and closing of a cylinder valve for the start / end of hydrogen filling / release;
(D) adjustment of cylinder temperature for the start / end of hydrogen filling / release;
(E) It is also preferable that the weight measurement etc. of the hydrogen storage alloy cylinder for checking the amount of hydrogen included (for example, as a control sequence item) is included.

さらに、水素吸蔵ボンベが備えている水素吸蔵合金については、合金1グラム当たりの吸蔵水素量(cc/g)と水素ガス圧の対数(log10[MPa])との関係を示すPCT曲線において、より幅の広い且つよりフラットな(傾斜のより小さい)「プラトー域」を有するものが好ましい。これにより、より多量の水素を吸蔵したり放出したりすることができ、さらに、吸蔵と放出との圧力差を小さくすることが可能となる。この場合1つの好適例ではあるが、吸蔵・放出のガス圧に関して上限1MPaのリミッタを設けた上で、吸蔵・放出を、0.3〜0.5MPaの範囲内の概ね一定圧で実施することができる。さらに、図3及び図5に示した高圧電気分解ユニット(33,53)として、例えば最大0.7MPaのガス圧を有する水素を出力可能なユニットを採用し、水素を、例えば0.3〜0.5MPaの範囲内の一定圧をもって上記の水素吸蔵合金を備えた水素吸蔵ボンベ(第1ガスタンク)に直接供給すれば、水素貯蔵が簡便に可能となるのである。 Furthermore, for the hydrogen storage alloy provided in the hydrogen storage cylinder, in the PCT curve showing the relationship between the amount of stored hydrogen per gram of alloy (cc / g) and the logarithm of hydrogen gas pressure (log 10 [MPa]), Those having a “plateau region” that is wider and flatter (less inclined) are preferred. As a result, a larger amount of hydrogen can be occluded and released, and the pressure difference between the occlusion and release can be reduced. In this case, although it is one preferred example, occlusion / release can be performed at a substantially constant pressure within a range of 0.3 to 0.5 MPa after providing a limiter having an upper limit of 1 MPa with respect to the gas pressure of occlusion / release. Further, as the high-pressure electrolysis unit (33, 53) shown in FIGS. 3 and 5, for example, a unit capable of outputting hydrogen having a gas pressure of a maximum of 0.7 MPa is adopted, and the hydrogen is, for example, in the range of 0.3 to 0.5 MPa. If it is directly supplied to the hydrogen storage cylinder (first gas tank) provided with the above hydrogen storage alloy at a constant pressure, hydrogen storage can be easily performed.

[電力供給システム・装置]
図6は、本発明による電力供給システムの一実施形態を示す模式図である。
[Power supply system / equipment]
FIG. 6 is a schematic diagram showing an embodiment of a power supply system according to the present invention.

図6に示した、本発明の一実施形態としての電力供給システム6は、電動モータ駆動の構内搬送車に搭載されており、その特徴として、
(a)図2〜5に示した圧縮ガス供給システム(装置)2、3、4及び5のうちの1つと、
(b)上記(a)の圧縮ガス供給システムから供給された、少なくとも圧縮酸素を、さらに好ましくは圧縮水素をも用いて電力を生成し供給する燃料電池61と
を有している。
The electric power supply system 6 as one embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is mounted on an electric motor driven premises conveyance vehicle, and as a feature thereof,
(A) one of the compressed gas supply systems (apparatuses) 2, 3, 4 and 5 shown in FIGS.
(B) A fuel cell 61 that generates and supplies electric power using at least compressed oxygen, more preferably compressed hydrogen, supplied from the compressed gas supply system of (a).

このように、本実施形態の電力供給システム6は、燃料電池61で生成された電力を、構内搬送車の電動モータへ供給してこの構内搬送車を走行させる発電システムとなっている。ちなみに、この構内搬送車は、搭載した燃料電池61によって発電を行うので結局、燃料電池自動車ということになる。   As described above, the power supply system 6 according to the present embodiment is a power generation system that supplies the electric power generated by the fuel cell 61 to the electric motor of the private transportation vehicle to run the private transportation vehicle. By the way, this on-site transportation vehicle generates power with the mounted fuel cell 61, so that it is eventually a fuel cell vehicle.

ここで、本実施形態の電力供給システム6は、圧縮ガス供給システム(2,3,4,5)から燃料電池61に向けて圧縮空気又は圧縮酸素を供給することができるので、例えば、空気の圧力が1気圧未満となる高地等にある構内においても、燃料電池61へ十分な酸素を供給し、良好な電力供給を行うことができる。また、構内のスロープの登坂時等、より大きな電力を必要とする状況に対応し、例えば1気圧を超える気体圧の空気を、(高出力化に対応して予め大きな定格電力を有する)燃料電池61へ供給し、より大きな電力を出力することも可能となる。   Here, the power supply system 6 of the present embodiment can supply compressed air or compressed oxygen from the compressed gas supply system (2, 3, 4, 5) to the fuel cell 61. Even in a precinct such as a high altitude where the pressure is less than 1 atm, sufficient oxygen can be supplied to the fuel cell 61 and good power can be supplied. Also, in response to situations where higher power is required, such as when climbing a slope on the premises, for example, a fuel cell that has a gas pressure exceeding 1 atm (has a large rated power in advance for higher output) It is also possible to supply to 61 and output larger power.

具体的に本実施形態において、電力供給システム6は、
(a)圧縮ガス供給システム(2,3,4,5)と、
(b)燃料電池61、混合気調整部62、空気収容部64、水素調整部63、及び燃料収容部65と、
(c)電気分解部68、水分離部67a、水収容部67b、酸素収容部66a、及び酸素量調整部66bと、
(d)熱交換部69と
を備えている。また、以下に説明するこれらの構成部の個別動作・連携動作を制御する制御部6aを備えている。ちなみに、圧縮ガス供給システム(2,3,4,5)の制御部(2a,3a,4a,5a)は、この制御部6aの支配下にあって制御部6aの制御に従い、圧縮ガス供給システム(2,3,4,5)を制御するものとすることができる。
Specifically, in the present embodiment, the power supply system 6 is
(A) a compressed gas supply system (2, 3, 4, 5);
(B) a fuel cell 61, an air-fuel mixture adjustment unit 62, an air storage unit 64, a hydrogen adjustment unit 63, and a fuel storage unit 65;
(C) an electrolysis unit 68, a water separation unit 67a, a water storage unit 67b, an oxygen storage unit 66a, and an oxygen amount adjustment unit 66b;
(D) The heat exchange part 69 is provided. Moreover, the control part 6a which controls the separate operation | movement and cooperation operation | movement of these structure parts demonstrated below is provided. Incidentally, the control unit (2a, 3a, 4a, 5a) of the compressed gas supply system (2, 3, 4, 5) is under the control of the control unit 6a and is controlled by the control unit 6a. (2, 3, 4, 5) can be controlled.

このうち、燃料電池61は、燃料電池自動車に多く採用されているPEFC方式のものとすることができる。また当然に、SOFC方式等、他の電池方式の燃料電池とすることも可能である。いずれにしても、燃料電池61は、空気(酸素を含む気体)と供給された水素(燃料)とを用いて電力を生成する。また、電極反応の結果として生成される水蒸気・水も排出する。   Among these, the fuel cell 61 can be of the PEFC type that is widely used in fuel cell vehicles. Of course, a fuel cell of another battery type such as an SOFC type may be used. In any case, the fuel cell 61 generates electric power using air (gas containing oxygen) and supplied hydrogen (fuel). In addition, water vapor and water produced as a result of the electrode reaction are also discharged.

混合気調整部62は、例えば公知のレギュレータ(やガス混合器、場合によってはコンプレッサ)を含む構造を有し、圧縮ガス供給システム(2,3,4,5)から供給される圧縮酸素混合空気を所定圧力とした上で、空気収容部64を介し燃料電池61に供給する。また、圧縮ガス供給システム(2,3,4,5)から圧縮酸素が供給される場合は、外部から取り込んだ空気を用いてこの圧縮酸素から所定圧力且つ所定酸素濃度の酸素混合空気を生成し、空気収容部64を介し燃料電池61に供給する混合気生成・圧力調整部であってもよい。   The air-fuel mixture adjusting unit 62 has a structure including, for example, a known regulator (or a gas mixer, and in some cases a compressor), and is a compressed oxygen mixed air supplied from a compressed gas supply system (2, 3, 4, 5). Is supplied to the fuel cell 61 through the air accommodating portion 64. When compressed oxygen is supplied from the compressed gas supply system (2, 3, 4, 5), oxygen mixed air having a predetermined pressure and a predetermined oxygen concentration is generated from the compressed oxygen using air taken from outside. Alternatively, an air-fuel mixture generating / pressure adjusting unit that supplies the fuel cell 61 via the air accommodating unit 64 may be used.

なお、空気収容部64内にガス圧計が設置されていて酸素混合空気(酸素)の圧力を計測し、制御部6aがこの計測値に基づいて混合気調整部62における圧力調整を制御してもよい。本実施形態では、このようなガス圧調整によって、構内搬送車における必要時の馬力を向上させたり、酸素の消費効率を上げて燃費の大幅な低下を抑制したりすることができるのである。   Note that even if a gas pressure gauge is installed in the air accommodating unit 64 to measure the pressure of the oxygen-mixed air (oxygen), and the control unit 6a controls the pressure adjustment in the mixture adjustment unit 62 based on this measured value. Good. In the present embodiment, such a gas pressure adjustment can improve the horsepower when necessary in the local transport vehicle, or can improve the consumption efficiency of oxygen and suppress a significant decrease in fuel consumption.

また、混合気調整部62におけるガス圧調整の変更態様として、構内搬送車ではなくトラックやバス等の自動車の場合とはなるが、これらの自動車に搭載されている空気ブレーキ(フルエアブレーキ又は空気油圧複合式ブレーキ)システムを利用することも好ましい。   In addition, as a change mode of the gas pressure adjustment in the air-fuel mixture adjusting unit 62, it is the case of an automobile such as a truck or a bus instead of a local transport vehicle. It is also preferable to use a hydraulic combined brake) system.

空気ブレーキシステムは、エアコンプレッサによって圧縮した空気を常時エアタンクに貯めておき、ブレーキペダルが踏まれるとリレーバルブを介し、ブレーキチャンバに空気を送ってチャンバロッドを伸ばし、ブレーキを作動させるシステムである。この空気ブレーキシステムを用いれば、1気圧を超える空気を直接、又はレギュレータ機能を備えたガス圧調整部62を介して燃料電池61へ供給することも可能となる。   The air brake system is a system in which air compressed by an air compressor is always stored in an air tank, and when a brake pedal is depressed, air is sent to a brake chamber via a relay valve to extend a chamber rod and actuate the brake. If this air brake system is used, it is possible to supply air exceeding 1 atm to the fuel cell 61 directly or via the gas pressure adjusting unit 62 having a regulator function.

さらに、この空気ブレーキの圧縮空気供給源(エアタンクへの圧縮空気送付元)の1つとして、圧縮ガス供給システム(2,3,4,5)が使用されてもよい。   Further, the compressed gas supply system (2, 3, 4, 5) may be used as one of the compressed air supply sources (compressed air sending source to the air tank) of the air brake.

水素調整部63は、例えば公知のレギュレータ(やガス混合器、場合によってはコンプレッサ)を含む構造を有し、混合気調整部62において調整された酸素混合空気圧に合わせて、圧縮ガス供給システム(2,3,4,5)から供給される圧縮水素の圧力を調整した上で、当該圧縮水素(燃料)を燃料電池61に供給する。また、水素調整部63は、外部(例えば構内搬送車の燃料タンク)から受け取った水素(燃料)も合流させて同様に圧力を調整して燃料電池61に供給することも好ましい。このような燃料圧の調整により、燃料電池61における電解質や空気極膜及び燃料極膜が圧力差によって損傷することを防止できる。   The hydrogen adjusting unit 63 has a structure including, for example, a known regulator (or a gas mixer, or a compressor depending on the case), and a compressed gas supply system (2) in accordance with the oxygen mixed air pressure adjusted in the mixture adjusting unit 62. , 3, 4, 5), the compressed hydrogen (fuel) is supplied to the fuel cell 61 after adjusting the pressure of the compressed hydrogen supplied from the fuel cell 61. In addition, it is preferable that the hydrogen adjusting unit 63 also joins hydrogen (fuel) received from the outside (for example, a fuel tank of a premises transportation vehicle) and similarly adjusts the pressure to supply the fuel cell 61. Such adjustment of the fuel pressure can prevent the electrolyte, the air electrode membrane, and the fuel electrode membrane in the fuel cell 61 from being damaged by the pressure difference.

なお、混合気調整部62や水素調整部63に備えらえたコンプレッサやガス混合器を稼働させる電力、さらには圧縮ガス供給システム(2,3,4,5)においてコンプレッサや電気分解手段等に必要とされる電力や蓄電池部に蓄電する電力として、後に詳細に説明する回生電力を利用することも好ましい。また、構内搬送車内に設置された車載バッテリからの電力を利用することも可能となる。   Electric power for operating the compressor and gas mixer provided in the air-fuel mixture adjusting unit 62 and the hydrogen adjusting unit 63, and further required for the compressor and electrolysis means in the compressed gas supply system (2, 3, 4, 5) It is also preferable to use regenerative power that will be described in detail later as the power to be stored and the power stored in the storage battery unit. In addition, it is possible to use electric power from a vehicle-mounted battery installed in the local transport vehicle.

熱交換部69は、燃料電池61において電力生成の際に発生する熱を、例えば車内の暖房用として自動車に供給する熱伝達部である。このような熱交換部69を備えた実施形態によれば、電力供給システム6は、電力のみならず熱エネルギーも外部へ供給する電力及び熱エネルギー供給システムと捉えることができる。   The heat exchanging unit 69 is a heat transfer unit that supplies heat generated during power generation in the fuel cell 61 to, for example, an automobile for heating in the vehicle. According to the embodiment including such a heat exchanging unit 69, the power supply system 6 can be regarded as a power and heat energy supply system that supplies not only power but also heat energy to the outside.

さらに、本実施形態において電力供給システム6は、水分離部67a、水収容部67b及び電気分解部68を備えている。このうち、水分離部67aは、例えば公知の気水分離器を含む構造を有し、電極反応の結果として燃料電池61から排出される水(純水)や水蒸気を、排ガスを含む排出物から分離し、水収容部67bを介して電気分解部68へ供給する。ちなみに、この水分離部67aとして、排ガス処理部45a(図4)の説明で述べたような水分除去・除湿手段を採用することも可能である。   Further, in the present embodiment, the power supply system 6 includes a water separation part 67a, a water storage part 67b, and an electrolysis part 68. Among these, the water separation part 67a has a structure including, for example, a known air-water separator, and water (pure water) or water vapor discharged from the fuel cell 61 as a result of the electrode reaction is extracted from the exhaust gas containing exhaust gas. It isolate | separates and supplies to the electrolyzing part 68 through the water accommodating part 67b. Incidentally, it is also possible to employ a water removal / dehumidification means as described in the explanation of the exhaust gas treatment part 45a (FIG. 4) as the water separation part 67a.

また、水分離部67aにおいて水分を分離された排ガスは、構内搬送車の空気ブレーキ用の気体として構内搬送車本体へ供給されてもよい。その際、供給される排ガスの温度やガス圧を調整することも好ましい。なおこの場合、電力供給システム6は、電力及びガス供給システムとして機能することとなる。   Further, the exhaust gas from which water has been separated in the water separation unit 67a may be supplied to the local transport vehicle main body as a gas for air brake of the local transport vehicle. At that time, it is also preferable to adjust the temperature and gas pressure of the supplied exhaust gas. In this case, the power supply system 6 functions as a power and gas supply system.

また、電気分解部68は、水収容部67bを介して供給された水又は水蒸気(HO)を、供給された電力による電気分解処理によって水素(H)及び酸素(O)に分解し、生成した水素及び酸素をそれぞれ、燃料収容部65及び酸素収容部66aへ供給する。ちなみに、この電気分解処理のための電力は、少なくともその一部が回生電力で賄われることも好ましい。 In addition, the electrolysis unit 68 decomposes water or water vapor (H 2 O) supplied via the water storage unit 67b into hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) by electrolysis using the supplied power. Then, the generated hydrogen and oxygen are supplied to the fuel storage unit 65 and the oxygen storage unit 66a, respectively. Incidentally, it is preferable that at least a part of the electric power for the electrolysis treatment is covered by regenerative electric power.

ここで、回生電力とは、電動モータ駆動の構内搬送車において、例えば構内下りスロープの走行時や、ブレーキを使用しない減速時に、電動モータが走行の抵抗として機能する一方で発電機となって出力する電力のことである。一般に、電動モータ駆動の自動車では通常、回生電力は、自動車に搭載されたリチウム電池に蓄えられるが、このリチウム電池がフル充電されると熱として放出されてしまう。なお、回生電力は、船舶においても、例えば減速時のスクリュー回転から生成される。したがって、電力供給システム6を船舶に適用した場合においても、このような回生電力を利用できるのである。   Here, the regenerative electric power is output on the premises transportation vehicle driven by the electric motor as a generator while the electric motor functions as a running resistance during, for example, traveling on the premises down slope or during deceleration without using a brake. It is the electric power to do. In general, in an electric motor-driven automobile, regenerative electric power is usually stored in a lithium battery mounted on the automobile. However, when the lithium battery is fully charged, it is released as heat. Note that regenerative power is also generated in a ship from screw rotation during deceleration, for example. Therefore, even when the power supply system 6 is applied to a ship, such regenerative power can be used.

いずれにしても本実施形態では、このように通常十分に活用されていない回生電力を利用して電気分解処理を行い、燃料電池61における電極反応の原料を再生して再利用させている。言い換えると、無駄に廃棄されてきた回生電力をも燃料等の化学エネルギーに変換して蓄え、再活用しているのである。これにより、燃料電池車における燃費向上や必要時の馬力向上に貢献することも可能となる。   In any case, in the present embodiment, the electrolysis process is performed using the regenerative power that is not normally sufficiently utilized in this way, and the electrode reaction raw material in the fuel cell 61 is regenerated and reused. In other words, regenerative power that has been wasted is converted to chemical energy such as fuel, stored, and reused. As a result, it is possible to contribute to improving fuel efficiency in a fuel cell vehicle and improving horsepower when necessary.

また、燃料電池車では通常、走行中に相当量の水が道路上に排出されるが、例えば冬季にはこの水によって路面が凍結する等、問題が生じ得る。これに対し、本実施形態の電力供給システム6によれば、燃料電池61から排出される水を、水収容部67bに回収した上で電気分解用材料として使用するので、この水問題が大幅に改善されるのである。   In addition, in a fuel cell vehicle, a considerable amount of water is usually discharged on the road while traveling, but there may be a problem that the road surface is frozen by this water in winter, for example. On the other hand, according to the power supply system 6 of the present embodiment, the water discharged from the fuel cell 61 is collected in the water storage portion 67b and used as an electrolysis material. It will be improved.

ちなみに、電気分解部68は、燃料電池61から熱交換部69を介し熱を受けて電気分解対象の水蒸気を生成したり、電気分解対象の水の温度を上昇させたりして、電気分解における水素発生効率を向上させることも好ましい。また、この際、例えば電解質等の加熱による爆発等の発生を回避すべく、電気分解セルの温度をモニタし制御することも好ましい。さらに、電極間の印加電圧を高くして、電解質を使用せず電解質のモニタやメンテナンス等を不要とした電気分解処理を行うことも可能である。   Incidentally, the electrolysis unit 68 receives heat from the fuel cell 61 via the heat exchange unit 69 to generate water vapor to be electrolyzed, or raises the temperature of water to be electrolyzed, thereby generating hydrogen in electrolysis. It is also preferable to improve the generation efficiency. At this time, it is also preferable to monitor and control the temperature of the electrolysis cell in order to avoid the occurrence of explosion or the like due to heating of the electrolyte or the like. Furthermore, it is also possible to increase the applied voltage between the electrodes and perform an electrolysis process without using an electrolyte and eliminating the need for monitoring and maintenance of the electrolyte.

ここで、燃料電池61、水収容部67b及び電気分解部68の各々に温度センサが設けられていて、制御部6aは、これらの温度センサから取得した温度計測値を制御指標の一種として、燃料電池61及び電気分解部68を含むシステム6全体の動作を制御することも好ましい。   Here, a temperature sensor is provided in each of the fuel cell 61, the water storage unit 67b, and the electrolysis unit 68, and the control unit 6a uses the temperature measurement value acquired from these temperature sensors as a kind of control index to generate fuel. It is also preferable to control the operation of the entire system 6 including the battery 61 and the electrolysis unit 68.

燃料収容部65及び酸素収容部66aは、例えばボンベを含む構造を有し、それぞれ電気分解部68から水素及び酸素を受け取って一先ず保存することができる。例えば電気分解部68が回生電力によってこれらの水素及び酸素を生成する場合、その生成は断続的となる。これに対し、燃料収容部65及び酸素収容部66aはそれぞれ、水素及び酸素のバッファ又は準備手段となり、水素及び酸素が安定して燃料電池61に供給されることを可能とする。   The fuel storage unit 65 and the oxygen storage unit 66a have a structure including, for example, a cylinder, and can receive and store hydrogen and oxygen from the electrolysis unit 68 for the first time. For example, when the electrolysis part 68 produces | generates these hydrogen and oxygen by regenerative electric power, the production | generation will become intermittent. On the other hand, the fuel storage unit 65 and the oxygen storage unit 66a serve as hydrogen and oxygen buffers or preparation means, respectively, and allow hydrogen and oxygen to be stably supplied to the fuel cell 61.

酸素量調整部66bは、例えば公知のレギュレータを含む構造を有し、酸素収容部66aからの酸素をその量を調整しつつ空気収容部64へ送る。具体的に、酸素量調整部66bは、燃料電池61の定格電力に応じて、十分に多量の酸素が燃料電池61へ供給されるように酸素量を調整することも好ましい。ここで、酸素収容部66aからの酸素は、空気収容部64で空気に混入する形で燃料電池61へ供給されるが、例えば、この酸素を相当に混入させ、空気よりも十分に高い酸素濃度を有する気体を燃料電池61に導入して、より大きな電力を出力させることも可能となっている。   The oxygen amount adjustment unit 66b has a structure including, for example, a known regulator, and sends oxygen from the oxygen storage unit 66a to the air storage unit 64 while adjusting the amount thereof. Specifically, it is preferable that the oxygen amount adjusting unit 66 b adjusts the oxygen amount so that a sufficiently large amount of oxygen is supplied to the fuel cell 61 according to the rated power of the fuel cell 61. Here, the oxygen from the oxygen storage unit 66a is supplied to the fuel cell 61 in a form of being mixed into the air by the air storage unit 64. For example, this oxygen is considerably mixed and the oxygen concentration is sufficiently higher than that of air. It is also possible to introduce a gas having gas to the fuel cell 61 to output larger electric power.

なお、以上詳細に説明を行った電力供給システム6の適用先は当然に、構内搬送車に限定されるものではない。例えば、電動モータ駆動の自動車、電車、船舶(電動船を含む)、電動モータ駆動のドローンや、ヘリコプタ、さらには飛行機等にも適用可能であり、特に、空気の薄い高い高度の環境を飛行する電動飛行体における電力供給源としても適したものとなっている。また、気圧の低い高地における様々な装置・設備のための電源としても好適である。   It should be noted that the application destination of the power supply system 6 described in detail above is not limited to the local transportation vehicle. For example, it can be applied to automobiles, trains, ships (including electric ships) driven by electric motors, drones driven by electric motors, helicopters, and even airplanes. It is also suitable as a power supply source for electric vehicles. Further, it is also suitable as a power source for various devices and facilities in high altitude areas where the atmospheric pressure is low.

また、電力供給システム6を自動車、電車や、飛行体等に適用した場合、システム6内の自然エネルギー発電ユニット(20,30,40,50)として、太陽電池を備えたものや、走行・飛行時に発生する風力による風力発電手段を備えたものを採用することができる。勿論、太陽電池発電と風力発電とを共に実施するユニットにしてもよい。   Further, when the power supply system 6 is applied to an automobile, a train, a flying object, etc., a natural energy power generation unit (20, 30, 40, 50) in the system 6 is provided with a solar cell, or travel / flight. It is possible to employ one provided with wind power generation means by wind power generated sometimes. Of course, a unit that performs both solar cell power generation and wind power generation may be used.

さらに、電力供給システム6を船舶等に適用した場合には、自然エネルギー発電ユニット(20,30,40,50)として、航行時に発生する水力による水力発電手段を備えたものを採用してもよい。ここでも勿論、この水力発電に加え、太陽電池発電や、さらには風力発電をも実施するユニットにすることも可能である。   Furthermore, when the power supply system 6 is applied to a ship or the like, the natural energy power generation unit (20, 30, 40, 50) may be provided with hydroelectric power generation means using hydraulic power generated during navigation. . Here, of course, in addition to this hydroelectric power generation, it is also possible to make a unit that implements solar cell power generation or even wind power generation.

いずれにしても、このような取得可能な自然エネルギーを適宜利用することによって、システム6外部からの電力供給をより小さく抑えながら、又はシステム外部電力を用いずに、燃料電池61に対し、必要となる圧縮酸素(混合空気)や圧縮酸素を供給することができるのである。   In any case, by appropriately using such obtainable natural energy, it is necessary for the fuel cell 61 while keeping the power supply from the outside of the system 6 smaller or without using the power outside the system. Thus, compressed oxygen (mixed air) or compressed oxygen can be supplied.

さらに、以上に説明した電力供給システム6についても、以上に示した構成部を備えた1つの装置とすることが可能である。また勿論、例えば自然エネルギー発電ユニット(20,30,40,50)だけが車外や機外等に(例えば露出した形で)設置された1つの装置となっていて、他の構成部が車内や機内等に設置された1つの装置となっていてもよい。   Furthermore, the power supply system 6 described above can also be a single device provided with the components described above. Of course, for example, only the natural energy power generation unit (20, 30, 40, 50) is one device installed outside the vehicle or outside the machine (for example, in an exposed form), and the other components are installed in the vehicle or It may be a single device installed in the cabin.

以上詳細に説明したように、本発明の圧縮ガス供給システム・装置は、自然エネルギー発電ユニットや蓄電池部を備えており、制御部によってそれらからの電力を適切にガス圧縮部に供給している。その結果、商用電力等の外部からの電力供給をより小さく抑えながら、又は商用電力等の外部電力を用いずに、必要な圧縮ガスを供給することが可能となるのである。   As described above in detail, the compressed gas supply system / device of the present invention includes a natural energy power generation unit and a storage battery unit, and appropriately supplies power from them to the gas compression unit by the control unit. As a result, it is possible to supply the necessary compressed gas while keeping the external power supply such as commercial power smaller or without using external power such as commercial power.

また、本発明のあくまで一実施形態ではあるが、本発明の圧縮ガス供給システム・装置は、電気分解部や燃料電池部を備えていてもよく、圧縮水素を供給可能となっている。現在、燃料電池や電気分解装置の研究開発は世界的な規模で精力的に進められており、今後、水素エネルギー活用の一環として、電気分解による水素製造や、水素吸蔵の形での各種エネルギーの保存、さらには燃料電池車や、水素発電が盛んに実施されることが予想される。このような現状に対し、電気分解や燃料電池を活用した実施形態も可能となっている本発明は、そのような水素エネルギーの利用拡大にも大いに貢献するものと考えられる。   Moreover, although it is only one embodiment of the present invention, the compressed gas supply system / device of the present invention may include an electrolysis unit and a fuel cell unit, and can supply compressed hydrogen. Currently, research and development of fuel cells and electrolyzers are underway on a global scale, and in the future, as part of the utilization of hydrogen energy, hydrogen production by electrolysis and various energy in the form of hydrogen storage Storage, fuel cell vehicles and hydrogen power generation are expected to be actively implemented. It is considered that the present invention, in which an embodiment utilizing electrolysis or a fuel cell is possible in response to such a current situation, greatly contributes to the expanded use of such hydrogen energy.

なお、以上に述べた実施形態は全て、本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は、他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。   It should be noted that all of the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

1、2、3、4、5 圧縮ガス供給システム・装置
1a、2a、3a、4a、5a、6a 制御部
10、20、30、40、50 自然エネルギー発電ユニット
11、21、31、41、51 蓄電池部
12、24r、24h、24o、44h、44o、46r、46h、46o、54ro、56r、56h、56o コンプレッサ
13、25r、25h、25o、34h、34o、47r、47h、47o、57r、57h、57o 第1ガスタンク
14、26r、26h、26o、35h、35o、48r、48h、48o、58r、58h、58o 圧力調整部
15、27r、27h、27o、36h、36o、49r、49h、49o、59r、59h、59o 第2ガスタンク
22、32、42、52 純水化処理部
23、43 電気分解ユニット
33、53 高圧電気分解ユニット
45、55 燃料電池ユニット
45a、55a 排ガス処理部
45b、55b、69 熱交換部
6 電力供給システム・装置
61 燃料電池
62 混合気調整部
63 水素調整部
64 空気収容部
65 燃料収容部
66a 酸素収容部
66b 酸素量調整部
67a 水分離部
67b 水収容部
68 電気分解部

1, 2, 3, 4, 5 Compressed gas supply system / device 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a Control unit 10, 20, 30, 40, 50 Renewable energy generation unit 11, 21, 31, 41, 51 Battery unit 12, 24r, 24h, 24o, 44h, 44o, 46r, 46h, 46o, 54ro, 56r, 56h, 56o Compressor 13, 25r, 25h, 25o, 34h, 34o, 47r, 47h, 47o, 57r, 57h, 57o First gas tank 14, 26r, 26h, 26o, 35h, 35o, 48r, 48h, 48o, 58r, 58h, 58o Pressure adjustment unit 15, 27r, 27h, 27o, 36h, 36o, 49r, 49h, 49o, 59r, 59h, 59o Second gas tank 22, 32, 42, 52 Pure water treatment unit 23, 43 Electrolysis Unit 33, 53 High-pressure electrolysis unit 45, 55 Fuel cell unit 45a, 55a Exhaust gas treatment unit 45b, 55b, 69 Heat exchange unit 6 Power supply system / device 61 Fuel cell 62 Mixture adjustment unit 63 Hydrogen adjustment unit 64 Air storage unit 65 Fuel storage unit 66a Oxygen storage unit 66b Oxygen amount adjustment unit 67a Water separation unit 67b Water storage unit 68 Electrolysis unit

Claims (11)

圧縮されたガスを供給可能な圧縮ガス供給システムであって、
太陽光、風力及び水力のうちの少なくとも1つによって電力を生成する自然エネルギー発電部と、
前記自然エネルギー発電部の生成した電力によって、供給対象のガスを圧縮した状態にして供給可能なガス圧縮部と、
前記自然エネルギー発電部の生成した電力を蓄積可能であって、蓄積した当該電力を前記ガス圧縮部に供給可能な蓄電池部と、
所定の条件又は予めの設定に基づいて、前記ガス圧縮部に電力を供給可能な供給元であって前記自然エネルギー発電部及び前記蓄電池部を含む供給元のうちから少なくとも1つを決定し、決定した供給元から電力を前記ガス圧縮部へ供給させる制御部と
を有することを特徴とする圧縮ガス供給システム。
A compressed gas supply system capable of supplying compressed gas,
A natural energy power generation unit that generates electric power by at least one of sunlight, wind power and hydropower;
A gas compression unit capable of supplying the gas to be supplied in a compressed state with the electric power generated by the natural energy power generation unit; and
A storage battery unit capable of storing the electric power generated by the natural energy power generation unit and capable of supplying the stored electric power to the gas compression unit;
Based on a predetermined condition or pre-set, determine at least one of the supply sources that can supply power to the gas compression unit and include the natural energy power generation unit and the storage battery unit, and determine A compressed gas supply system comprising: a control unit configured to supply electric power from the supply source to the gas compression unit.
前記ガス圧縮部は、前記自然エネルギー発電手段の生成した電力によって当該供給対象のガスを圧縮し、圧縮した当該ガスを供給するコンプレッサを含むことを特徴とする請求項1に記載の圧縮ガス供給システム。   2. The compressed gas supply system according to claim 1, wherein the gas compression unit includes a compressor that compresses the gas to be supplied with the electric power generated by the natural energy power generation unit and supplies the compressed gas. . 前記自然エネルギー発電部の生成した電力によって、取得した水を電気分解して水素及び酸素を生成可能な電気分解部を更に有し、
前記ガス圧縮部は、生成された当該水素及び/又は当該酸素を圧縮する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の圧縮ガス供給システム。
The electric energy generated by the natural energy power generation unit further includes an electrolysis unit capable of electrolyzing the acquired water to generate hydrogen and oxygen,
The compressed gas supply system according to claim 1, wherein the gas compression unit compresses the generated hydrogen and / or oxygen.
前記自然エネルギー発電部の生成した電力によって、取得した水に対し純水化処理を施し、当該純水化処理を施された当該水を前記電気分解部に供給可能な純水生成部を更に有することを特徴とする請求項3に記載の圧縮ガス供給システム。   The apparatus further includes a pure water generation unit capable of performing a pure water treatment on the acquired water with the electric power generated by the natural energy power generation unit and supplying the water subjected to the pure water treatment to the electrolysis unit. The compressed gas supply system according to claim 3. 前記制御部は、所定の条件又は予めの設定に基づいて、前記電気分解部及び前記純水生成部の各々へ電力を供給可能な供給元であって、前記自然エネルギー発電部及び前記蓄電池部を含む供給元のうちから少なくとも1つを決定し、決定した供給元から電力を前記電気分解部及び前記純水生成部の各々へ供給させることを特徴とする請求項4に記載の圧縮ガス供給システム。   The control unit is a supply source capable of supplying power to each of the electrolysis unit and the pure water generation unit based on a predetermined condition or a preset setting, and the natural energy power generation unit and the storage battery unit 5. The compressed gas supply system according to claim 4, wherein at least one of supply sources is determined, and electric power is supplied from the determined supply source to each of the electrolysis unit and the pure water generation unit. . 前記ガス圧縮部は、前記自然エネルギー発電部の生成した電力によって水を電気分解して水素及び酸素を生成可能な電気分解ユニットであって、電極間に配置された膜を移動した水素イオンがそこで1気圧を超える高圧の水素ガスとなる高圧水素通路を有し、当該高圧水素通路を介して圧縮された水素を供給する電気分解ユニットを含むことを特徴とする請求項1に記載の圧縮ガス供給システム。   The gas compression unit is an electrolysis unit capable of generating hydrogen and oxygen by electrolyzing water with the electric power generated by the natural energy power generation unit, wherein hydrogen ions moved through a film disposed between the electrodes 2. The compressed gas supply according to claim 1, further comprising an electrolysis unit that has a high-pressure hydrogen passage serving as a high-pressure hydrogen gas exceeding 1 atm, and supplies compressed hydrogen through the high-pressure hydrogen passage. system. 生成された当該水素及び当該酸素から電力を生成する燃料電池部を更に有し、
前記制御部は、所定の条件又は予めの設定に基づいて、前記ガス圧縮部に電力を供給可能な供給元であって前記自然エネルギー発電部、前記蓄電池部及び前記燃料電池部を含む供給元のうちから少なくとも1つを決定し、決定した供給元から電力を前記ガス圧縮部へ供給させる
ことを特徴とする請求項3から6のいずれかに記載の圧縮ガス供給システム。
A fuel cell unit that generates electric power from the generated hydrogen and oxygen;
The control unit is a supply source capable of supplying power to the gas compression unit based on a predetermined condition or a predetermined setting, and includes a supply source including the natural energy power generation unit, the storage battery unit, and the fuel cell unit. The compressed gas supply system according to any one of claims 3 to 6, wherein at least one of them is determined, and electric power is supplied from the determined supply source to the gas compression unit.
生成された当該水素及び当該酸素から電力を生成する燃料電池部を更に有し、
前記制御部は、所定の条件又は予めの設定に基づいて、前記ガス圧縮部に電力を供給可能な供給元であって前記自然エネルギー発電部、前記蓄電池部及び前記燃料電池部を含む供給元のうちから少なくとも1つを決定し、決定した供給元から電力を前記ガス圧縮部へ供給させ、
前記ガス圧縮部は、前記燃料電池部から排出されたガスを圧縮し、圧縮した当該ガスを供給することを特徴とする請求項3から5のいずれかに記載の圧縮ガス供給システム。
A fuel cell unit that generates electric power from the generated hydrogen and oxygen;
The control unit is a supply source capable of supplying power to the gas compression unit based on a predetermined condition or a predetermined setting, and includes a supply source including the natural energy power generation unit, the storage battery unit, and the fuel cell unit. Determine at least one of them, supply power from the determined supply source to the gas compression unit,
The compressed gas supply system according to any one of claims 3 to 5, wherein the gas compression unit compresses the gas discharged from the fuel cell unit and supplies the compressed gas.
請求項1から8のいずれか1項に記載された圧縮ガス供給システムを含み、該圧縮ガス供給システムから供給された、圧縮された酸素を用いて電力を生成し供給する燃料電池部を有することを特徴とする電力供給システム。   A fuel cell unit comprising the compressed gas supply system according to any one of claims 1 to 8, wherein the fuel cell unit generates and supplies electric power using compressed oxygen supplied from the compressed gas supply system. Power supply system characterized by 前記燃料電池部は、前記圧縮ガス供給システムから供給された、圧縮された水素も用いて電力を生成することを特徴とする請求項9に記載の電力供給システム。   The power supply system according to claim 9, wherein the fuel cell unit generates power using compressed hydrogen supplied from the compressed gas supply system. 圧縮されたガスを供給可能な圧縮ガス供給装置であって、
太陽光、風力及び水力のうちの少なくとも1つによって電力を生成する自然エネルギー発電部と、
前記自然エネルギー発電部の生成した電力によって、供給対象のガスを圧縮した状態にして供給可能なガス圧縮部と、
前記自然エネルギー発電部の生成した電力を蓄積可能であって、蓄積した当該電力を前記ガス圧縮部に供給可能な蓄電池部と、
所定の条件又は予めの設定に基づいて、前記ガス圧縮部に電力を供給可能な供給元であって前記自然エネルギー発電部及び前記蓄電池部を含む供給元のうちから少なくとも1つを決定し、決定した供給元から電力を前記ガス圧縮部へ供給させる制御部と
を有することを特徴とする圧縮ガス供給装置。

A compressed gas supply device capable of supplying compressed gas,
A natural energy power generation unit that generates electric power by at least one of sunlight, wind power and hydropower;
A gas compression unit capable of supplying the gas to be supplied in a compressed state with the electric power generated by the natural energy power generation unit; and
A storage battery unit capable of storing the electric power generated by the natural energy power generation unit and capable of supplying the stored electric power to the gas compression unit;
Based on a predetermined condition or pre-set, determine at least one of the supply sources that can supply power to the gas compression unit and include the natural energy power generation unit and the storage battery unit, and determine And a control unit that supplies electric power from the supply source to the gas compression unit.

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114000161A (en) * 2020-07-28 2022-02-01 气体产品与化学公司 Method and apparatus for generating, storing and using hydrogen
EP4112542A1 (en) * 2020-02-25 2023-01-04 Micro Control Systems Ltd. Method and device for generating nitrogen gas for dehumidifying and filtering fuel cell exhaust gas
JP7455677B2 (en) 2020-06-08 2024-03-26 株式会社東芝 hydrogen storage system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09139217A (en) * 1995-11-15 1997-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Closed type fuel cell system
JP2007100204A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Mitsubishi Corp Method and apparatus for producing high pressure hydrogen
JP2009514631A (en) * 2005-11-10 2009-04-09 エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー Fuel cell system for extinguishing fire
US20150175011A1 (en) * 2013-12-25 2015-06-25 National Taiwan Normal University Heterogeneous energy supply system
CN105576803A (en) * 2016-02-17 2016-05-11 陆玉正 Distributed new energy charging pile and hydrogen refueling station
JP2016096151A (en) * 2015-12-25 2016-05-26 株式会社東芝 Electric power supply system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002233077A (en) * 2001-01-31 2002-08-16 Sumitomo Electric Ind Ltd Photovoltaic power generating and power supplying system
JP3956848B2 (en) * 2002-12-26 2007-08-08 株式会社デンソー Steering air conditioner
JP2007009856A (en) * 2005-07-01 2007-01-18 Honmagumi:Kk Compressed air producing device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09139217A (en) * 1995-11-15 1997-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Closed type fuel cell system
JP2007100204A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Mitsubishi Corp Method and apparatus for producing high pressure hydrogen
JP2009514631A (en) * 2005-11-10 2009-04-09 エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー Fuel cell system for extinguishing fire
US20150175011A1 (en) * 2013-12-25 2015-06-25 National Taiwan Normal University Heterogeneous energy supply system
JP2016096151A (en) * 2015-12-25 2016-05-26 株式会社東芝 Electric power supply system
CN105576803A (en) * 2016-02-17 2016-05-11 陆玉正 Distributed new energy charging pile and hydrogen refueling station

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4112542A1 (en) * 2020-02-25 2023-01-04 Micro Control Systems Ltd. Method and device for generating nitrogen gas for dehumidifying and filtering fuel cell exhaust gas
EP4112542A4 (en) * 2020-02-25 2024-05-15 Micro Control Systems Ltd Method and device for generating nitrogen gas for dehumidifying and filtering fuel cell exhaust gas
JP7455677B2 (en) 2020-06-08 2024-03-26 株式会社東芝 hydrogen storage system
CN114000161A (en) * 2020-07-28 2022-02-01 气体产品与化学公司 Method and apparatus for generating, storing and using hydrogen

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