| 【発明の名称】 |
エネルギ循環システム |
| 【発明者】 |
【氏名】中内 啓雅
【氏名】川西 直規
【氏名】荒井 郁男
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| 【要約】 |
【課題】燃焼の保有するエネルギを有効に利用し、かつ燃焼によって発生する二酸化炭素を利用する室内植物栽培などのエネルギ循環システムを提供する。
【解決手段】燃料電池２で発生する二酸化炭素を植物栽培室５に導入し、二酸化炭素を豊富に含む環境下で植物を栽培する。さらに燃料電池２で発生した電力の一部を栽培植物に照射して光合成を促進する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料電池で発生する二酸化炭素を室内に導入することを特徴とするエネルギ循環システム。
【請求項２】 燃料電池で発生する電力によって室内を照明することを特徴とする請求項１記載のエネルギ循環システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギ循環システムに関し、特に燃料電池で発生する二酸化炭素および電力による光を利用する室内植物栽培などのエネルギ循環システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レタスなどの植物を室内で栽培するとき、栽培植物が充分な炭素同化作用を行って、収穫を促進するために、二酸化炭素を空気中の６倍に、また特別な電灯を点灯している。そして二酸化炭素は、都市ガスなどの燃料を燃焼して得ており、また電力を消費して電灯を点灯している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】燃料を燃焼した場合、発生する燃焼エネルギが有効に利用されないことがあり、また照明に必要な電力を購入するために、大きな受電設備が必要になり、電力料も大きくなる。
【０００４】本発明の目的は、都市ガスなどの燃料の保有するエネルギを有効に利用し、二酸化炭素を豊富に含む空気を用いるエネルギ循環システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料電池で発生する二酸化炭素を室内に導入することを特徴とするエネルギ循環システムである。
【０００６】本発明に従えば、都市ガスなどの燃料の保有するエネルギは、燃料電池によって電力に変換され、有効に利用される。燃料電池は改質装置を含み、改質装置では燃料中の炭素水素、たとえば都市ガス中のメタンは水蒸気によって二酸化炭素と水素とに変換される。水素は、空気中の酸素と反応して水となり、このとき電力が発生する。一方、二酸化炭素は、燃料電池から取出され、レタスなどの植物栽培室に導入される。これによって都市ガスなど燃料の保有するエネルギが電力に有効に変換されるとともに、二酸化炭素を植物栽培室に供給できる。さらに二酸化炭素を栽培植物によって減少できるので、地球温暖化の防止にも寄与できる。こうしてエネルギが循環される。
【０００７】また本発明は、燃料電池で発生する電力によって室内を照明することを特徴とする。
【０００８】また本発明に従えば、燃料電池で発生された電力によって栽培植物に照明が与えられ、光合成が促進される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態によって、より具体的に説明する。図１は、本発明の実施の一形態のエネルギ循環システム１のブロック図である。燃料電池２は、電池本体３と改質装置４とを含む。改質装置４には、外部から都市ガスと水蒸気とが供給される。改質装置４は、前処理部、改質部、変成部などから成り、前処理部では都市ガス中に含まれる不純物、たとえば硫黄を硫化水素に変えて除去する。改質部では、ニッケル、ルテニウム等の改質触媒を用いて、約７００℃で都市ガス中のメタンを水蒸気と反応させる。
【００１０】ＣＨ4＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2（主反応）
ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋４Ｈ2（副反応）
変成部では、酸化鉄や銅系の触媒を用いて２００〜４００℃で一酸化炭素を水蒸気と反応させ、残った一酸化炭素を二酸化炭素に変成する。
ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋Ｈ2電池本体３には、改質装置４から供給されるほとんど一酸化炭素を含まない（ＣＯ2＋Ｈ2）ガスと除塵された空気とを導入し、前記ガス中の水素と空気中の酸素とが反応する。
２Ｈ2＋Ｏ2→２Ｈ2Ｏ＋Ｅこのとき発生するエネルギ（Ｅ）が電力に変換され外部に取出される。
【００１１】燃料電池２の排ガスは、二酸化炭素を含む。この排ガスは温度調整され、植物栽培室５に送られる。また燃料電池２で発生した電力の一部が植物栽培室５の照明器具６に送られ、植物栽培室５内を照明する。植物栽培室５内の照度は照度計７で測定され、前記照度が予め定められた値となるように、パーソナルコンピュータなどから構成される制御手段８によって、植物栽培室５に送られる電力が制御される。植物栽培室５内の空気の一部はブロア９によって循環され、燃料電池本体３に供給される空気に混ぜられる。これによって植物栽培室５内の二酸化炭素の濃度は大気中より５〜６倍にされる。
【００１２】図２は、制御手段８の制御内容を示すフローチャートである。ステップａ１で照度計７の出力Ｌが予め定める照度の下限ＬＬ以上か否かが判断される。Ｌ≧ＬＬの場合、たとえば昼間はステップａ２に進み、照明用電力は植物栽培室５に供給されない。Ｌ＜ＬＬの場合は、ステップａ３に進み、照明用電力が植物栽培室に送られる。ステップａ４で、照度計７の出力Ｌが予め定める照度の上限ＬＵ以上か否かが判断される。Ｌ＞ＬＵの場合は、照明が多過ぎるので、ステップａ５で植物栽培室５に送られる電力が減らされる。Ｌ≦ＬＵの場合は、ステップａ６に進み、照度計７の出力が前記ＬＬ以下か否かが判断されるＬ＜ＬＬの場合は、照明が不足しているので、ステップａ７で植物栽培室５に送られる電力が増やされる。Ｌ≦ＬＬの場合は、ＬＵ≦Ｌ≦ＬＬとなり、照明が予め定めた範囲内にあるので、その状態が維持される。これによって夜間は予め定めた範囲内の照度に植物栽培室５内が保持される。
【００１３】さらに植物栽培室５内の温度を、栽培植物に適した範囲内に保持するために、植物栽培室５内に温度計を設け、燃料電池２から供給される二酸化炭素を含むガスの温度を制御する第２の制御手段を設けてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載の本発明によれば、燃料の保有するエネルギが電力として有効に利用でき、かつ燃料の燃焼によって生じる二酸化炭素が植物の栽培に利用できる。
【００１５】また請求項２に記載の本発明によれば、前記によって発生した電力の一部が栽培植物の光合成を促す照明に用いられる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００２８４
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年４月９日（１９９９．４．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５５５７
【弁理士】
【氏名又は名称】西教 圭一郎
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８７５４６（Ｐ２０００−２８７５４６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１７日（２０００．１０．１７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１０３２４４ |
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