JPS6241971Y2

JPS6241971Y2 -

Info

Publication number: JPS6241971Y2
Application number: JP1983047929U
Authority: JP
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1987-10-27
Also published as: JPS59153375U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、商用電源等の人工エネルギーを一
切使用することなく酸素を発生させることができ
る酸素発生装置に関する。

燃料や化学原料に使用される酸素ガスを製造す
るため、既に水を原料とした酸素発生装置が用い
られている。

しかし従来この種の装置は、第１図に示すよう
に、水電解槽ａに純水タンクｂから純水ｃを供給
自在となし、一方同槽ａの電極には直流電源ｄを
接続し、同槽ａによる水の電気分解により得られ
た水素ガスは所要の需要先ｅへ、酸素ガスも他の
需要先ｆへと送致するよう構成され、従つてこの
際上記の純水ｃは水電解層ａの稼動に伴い消費さ
れるから、純水タンクｂには、別途装備された純
水製造装置ｇにより作られた純水を補給してやる
必要がある。

ところが、上起純水製造装置ｇは可成り高価な
ものとなるため、この種プラントのイニシヤルコ
ストが高額となつてしまうだけでなく、大きな設
備面積を要することになり、しかも直流電源ｄの
使用により多くの人工エネルギーを消費すること
になつて、ランニングコストも嵩むなどの欠陥が
あり、このような難点が当該プラントを多角的に
活用していこうとする上で、大きな隘路となつて
いた。

この考案は、かかる現状に鑑み創案されたもの
であつて、その目的とするところは、この種プラ
ントがもつ純水補給源に関する問題点を、前記直
流電源に太陽電池と燃料電池とを利用することに
より解決すると共に、人工エネルギーの消費を皆
無となし、以つてこの種プラントのイニシヤルコ
スト及びランニングコストの大幅な低減、省エネ
ルギーを図ることができる酸素発生装置を提供し
ようとするものである。

以下、第２図に示す実施例にもとづき、この考
案を詳細に説明する。

水電解槽１には、純水供給源２として図示され
ている純水タンクから、純水３が供給配管４を介
して供与されると共に、回収配管５によつて同槽
１内の残溜純水が純水タンクに戻されるように構
成され、同槽１の電極には、コントローラー６を
介して太陽電池パネル７の出力W₂が印加される
ように接続されている。

上記コントローラー６には上記の如く太陽電池
パネル７のみでなく、燃料電池８の電気出力W₁
も導入され、コントローラー６の制御によつて、
上記両出力W₁，W₂の和が、前記電極に印加され
得るようになつている。

燃料電池８は、水電解槽１で生成され、水素用
配管９を介して送致される水素ガスを電池の陽極
活物質とし、外気導入管１０よりフイルタ１１を
経て導入される外気中の酸素を陰極活物質として
両者を燃焼させることにより純水を生成すると共
に直流の電気出力W₁が得られるものであり、当
該出力W₁は前記のようにコントローラー６に供
給され、また上記純水は純水供給路１２より純水
供給源２に送られ、純水の補給が行なわれる。

ここで今、水電解槽１として、効率95％の固体
高分子電解質SPE型電解セル槽を用いた場合、こ
れに必要とされる出力Ｗは、燃料電池８の効率が
90％とすると、W₁＝0.95×0.9＝0.885（Watt）と
なる。

従つて、太陽電池７は、全体必要電力Ｗの約
14.5％程度を負担し得る光起電力を発生する規模
のものでもよい。

尚、コントローラー６には、バツテリーを内蔵
しておき、これを太陽電池パネル７により充電し
ておき、酸素発生装置の始動時や太陽光の照射が
ない夜間には、この充電されたバツテリーにより
水電解槽１の電解が開始又は継続されるようにす
るのがよい。

もちろん水電解槽１で生成される酸素ガスは、
酸素用配管１３より需要先１４に供給されるが、
図示例では、一部の酸素ガスが同槽１内の残溜純
水を回収配管５より純水タンク供給源２に圧送す
べく作用し、かくして純水供給源２内へと送致さ
れた酸素ガスは、同タンクに連通接続された配管
１５より需要先１４′に供給される。

そこで今、上記実施例による装置を稼動させれ
ば、純水供給源２から純水３を供与され、水電解
槽１の電極には、太陽電池パネル７と燃料電池８
とから、コントローラー６による制御された直流
電圧が印加されることにより、純水が電解されて
水素ガスと酸素ガスとが発生し、酸素ガスは酸素
用配管１３より直接需要先１４へ送致されると共
に、残余の酸素ガスは水電解槽１に残溜する純水
を回収配管５より純水タンクへと圧送した後、配
管１５を経て需要先１４′へと送致させる。

一方、前記水素ガスは水素用配管９より燃料電
池８に導入され、フイルター１１でゴミや塵等が
除去された大気中の酸素とともに燃焼されて水蒸
気と電圧とを得、水蒸気は純水供給路１２内での
冷却により純水化されて純水タンクへと補給さ
れ、電圧はコントローラー６を介して水電解槽１
に印加され、従つて水電解槽１の電極には、太陽
電池パネル７と燃料電池８とが電源となり、人工
エネルギーを使用することなく装置を稼動でき
る。

この考案は、上記実施例によつて具現されるよ
うに、純水供給源２と水電解槽１とを、純水３の
供給配管４と回収配管５とにより連結し、太陽電
池パネル７の出力側と燃料電池８の電気出力側と
を、コントローラー６の入力側に接続し、このコ
ントローラー６の夫々上記出力W₂と電気出力W₁
との和である直流電圧が得られる出力側を、水電
解槽１の電極に接続し、この水電解槽１はその発
生水素が導入される水素用配管９により、空気が
導入される外気導入管１０を備えた前記燃料電池
８に連結すると共に、この燃料電池８は、上記水
素と空気によつて得られた純水が導入される純水
供給路１２によつて、前記純水供給源２と連結さ
れ、前記水電解槽１より発生する酸素ガスが導入
される酸素配管１３が、需要先１４に配管されて
なる酸素発生装置を構成したから、人工エネルギ
ーを一切使用することなく同装置を稼動できてラ
ンニングコストを大幅に削減できる。

またこの考案によれば、燃料電池８で発生した
加熱水蒸気を冷却して純水とし、これが純水供給
源２に戻されるので、純水の補給を必要としない
から、従来の酸素ガス製造用プラントに不可欠と
されていた高価な純水製造装置が不要となつて、
その設備投資も大幅に低減され、設備面積も小さ
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は水電解槽を用いた従来の酸素ガス製造
用プラントを示した配管構成説明図、第２図はこ
の考案に係る酸素発生装置の配管構成説明図であ
る。１……水電解槽、２……純水供給源、３……純
水、４……供給配管、５……回収配管、６……コ
ントローラー、７……太陽電池パネル、８……燃
料電池、９……水素用配管、１０……外気導入
管、１２……純水供給路、１３……酸素用配管、
１４……酸素ガス需要先、W₁……燃料電池の電
気電圧、W₂……太陽電池パネルの出力。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

純水供給源と水電解槽とを、純水の供給配管と
回収配管とにより連結し、太陽電池パネルの出力
側と燃料電池の電気出力側とを、コントローラー
の入力側に接続し、このコントローラーの夫々上
記出力と電気出力との和である直流電圧が得られ
る出力側を、水電解槽の電極に接続し、この水電
解槽はその発生水素が導入される水素用配管によ
り、空気が導入される外気導入管を備えた前記燃
料電池に連結すると共に、この燃料電池は、上記
水素と空気によつて得られた純水が導入される純
水供給路によつて、前記純水供給源と連結され、
前記水電解槽より発生する酸素ガスが導入される
酸素配管が、需要先に配管されてなる酸素発生装
置。