JP2003105578A - Gas generator - Google Patents
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- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水の電気分解を用
いたガス発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas generator using electrolysis of water.
【０００２】[0002]
【従来の技術】クリーンなシステムとして注目されてい
る燃料電池や、水素エンジンには、水素ガスあるいは酸
素ガスが必要である。水の電気分解（以下、「水電解」
と記す）により水素ガス及び酸素ガスを製造するガス発
生装置（固体高分子電解質膜を用いた装置）は、比較的
容易に無公害で水素ガス及び酸素ガスを製造することが
可能である。特に、太陽光や風力などの自然エネルギー
を用いれば、環境に負荷を与えないガス発生装置とする
ことが出来る。2. Description of the Related Art Hydrogen gas or oxygen gas is required for fuel cells and hydrogen engines, which are attracting attention as clean systems. Electrolysis of water (hereinafter "water electrolysis")
The gas generator (device using a solid polymer electrolyte membrane) for producing hydrogen gas and oxygen gas according to the above) can relatively easily produce hydrogen gas and oxygen gas without pollution. In particular, by using natural energy such as sunlight or wind power, it is possible to obtain a gas generator that does not give a load to the environment.
【０００３】従来の技術でのガス発生装置について、添
付図面を用いて説明する。図５は、従来技術でのガス発
生装置の構成を示す図である。ガス発生装置は、水電解
セル１０１、酸素気液分離器１０２、水素気液分離器１
０３、気液冷却器１０７、純水精製器１０９、水素側排
水弁１１０、水素排気弁１１１、酸素排気弁１１２、純
水供給弁１１３、ヒータ１１５、循環水ポンプ１１７、
酸素生成ラインＡ１２０−１〜酸素生成ラインＦ１２０
−６、水素生成ライン１２１、酸素排気ラインＡ１２３
−１〜酸素排気ラインＢ１２３−２、純水供給ラインＡ
１２４−１〜純水供給ラインＢ１２４−２、水素排気ラ
インＡ１２５−１〜水素排気ラインＢ１２５−２、第１
排水ラインＡ１２６−１〜第１排水ラインＢ１２６−２
を具備する。A conventional gas generator will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 5: is a figure which shows the structure of the gas generator in a prior art. The gas generator includes a water electrolysis cell 101, an oxygen gas-liquid separator 102, a hydrogen gas-liquid separator 1
03, gas-liquid cooler 107, pure water purifier 109, hydrogen side drain valve 110, hydrogen exhaust valve 111, oxygen exhaust valve 112, pure water supply valve 113, heater 115, circulating water pump 117,
Oxygen generation line A120-1 to oxygen generation line F120
-6, hydrogen production line 121, oxygen exhaust line A123
-1 to oxygen exhaust line B123-2, pure water supply line A
124-1 to pure water supply line B124-2, hydrogen exhaust line A125-1 to hydrogen exhaust line B125-2, first
Drain line A126-1 to first drain line B126-2
It is equipped with.
【０００４】水電解セル１０１は、酸素生成ラインＡ１
２０−１〜酸素生成ラインＤ１２０−４経由で、純水を
正極側に供給され、電気分解により水素ガス（負極側）
及び酸素ガス（正極側）を生成する。固体高分子電解質
膜を用いている。負極側では、生成した水素ガスが、浸
透した純水と共に水素生成ライン１２１経由で水素気液
分離器１０３へ送出される。また、正極側では、生成し
た酸素ガスが、供給された純水の残りと共に酸素生成ラ
インＥ１２０−５〜酸素生成ラインＦ１２０−６経由で
酸素気液分離器１０２へ送出される。酸素気液分離器１
０２は、酸素生成ラインＦ１２０−６経由で、生成した
酸素ガス及び純水を受け取り、貯蔵する。また、純水供
給弁１１３を介し、純水供給ラインＡ１２４−１〜純水
供給ラインＢ１２４−２経由で純水の補給を受ける。貯
蔵された酸素ガスは、酸素排気弁１１２を介し、酸素排
気ラインＡ１２３−１〜酸素排気ラインＢ１２３−２経
由で外部の設備で利用される。水素気液分離器１０３
は、水素生成ライン１２１経由で、生成した水素ガス及
び純水を受け取り、貯蔵する。貯蔵された水素ガスは、
水素排気弁１１１を介し、水素排気ラインＡ１２５−１
〜水素排気ラインＢ１２５−２経由で外部の設備で利用
される。また、内部に溜まった純水は、水素側排水弁１
１０を介し、第１排水ラインＡ１２６−１〜第１排水ラ
インＢ１２６−２経由で外部に排出される。気液冷却器
１０７は、水電解セル１０１で生成された酸素ガス及び
残余の純水の温度を低下させる熱交換器である。酸素生
成ラインＥ１２０−５と酸素生成ラインＦ１２０−６と
の間に設置されている。純水精製器１０９は、酸素気液
分離器１０２から水電解セル１０１へ向かう純水に、純
水再精製処理を施すことにより、配管等から溶出した内
部のイオン等の不純物を除去し、純水としての純度を高
める。酸素気液分離器１０２から水電解セル１０１に向
かう酸素生成ラインＡ１２０−１〜酸素生成ラインＤ１
２０−４の途中に設置されている。ヒータ１１５は、純
水精製器１０９で精製された純水を、水電解セル１０１
の運転温度まで加熱高温化する。酸素気液分離器１０２
から水電解セル１０１に向かう酸素生成ラインＡ１２０
−１〜酸素生成ラインＤ１２０−４の途中に設置されて
いる。循環水ポンプ１１７は、酸素気液分離器１０２か
ら水電解セル１０１に向かい、再び酸素気液分離器１０
２へ戻る純水の還流を形成する。酸素生成ラインＡ１２
０−１〜酸素生成ラインＤ１２０−４の途中に設置され
ている。The water electrolysis cell 101 comprises an oxygen production line A1.
Pure water is supplied to the positive electrode side through 20-1 to oxygen generation line D120-4, and hydrogen gas is electrolyzed (negative electrode side).
And oxygen gas (on the positive electrode side). A solid polymer electrolyte membrane is used. On the negative electrode side, the generated hydrogen gas is sent to the hydrogen gas-liquid separator 103 via the hydrogen generation line 121 together with the infiltrated pure water. On the positive electrode side, the generated oxygen gas is sent to the oxygen gas-liquid separator 102 via the oxygen generation line E120-5 to the oxygen generation line F120-6 together with the rest of the supplied pure water. Oxygen gas-liquid separator 1
02 receives and stores the generated oxygen gas and pure water via the oxygen generation line F120-6. Further, it receives replenishment of pure water through the pure water supply valve 113, pure water supply line A124-1 to pure water supply line B124-2. The stored oxygen gas is used by an external facility via the oxygen exhaust valve 112, the oxygen exhaust line A123-1 to the oxygen exhaust line B123-2. Hydrogen gas liquid separator 103
Receives and stores the generated hydrogen gas and pure water via the hydrogen generation line 121. The stored hydrogen gas is
Hydrogen exhaust line A 125-1 via hydrogen exhaust valve 111
~ Used in external equipment via the hydrogen exhaust line B125-2. In addition, the pure water accumulated inside the drain valve 1 on the hydrogen side.
10 through the first drainage line A126-1 to the first drainage line B126-2. The gas-liquid cooler 107 is a heat exchanger that lowers the temperatures of the oxygen gas generated in the water electrolysis cell 101 and the remaining pure water. It is installed between the oxygen production line E120-5 and the oxygen production line F120-6. The pure water purifier 109 removes impurities such as internal ions eluted from the pipe by performing a pure water repurification process on the pure water flowing from the oxygen gas-liquid separator 102 to the water electrolysis cell 101. Increases the purity of water. Oxygen generation line A120-1 to oxygen generation line D1 from the oxygen gas-liquid separator 102 toward the water electrolysis cell 101.
It is installed in the middle of 20-4. The heater 115 uses the pure water purified by the pure water purifier 109 to generate the water electrolysis cell 101.
Heating up to the operating temperature of. Oxygen gas-liquid separator 102
Generation line A120 from the water electrolysis cell 101 to the water electrolysis cell 101
It is installed in the middle of -1 to oxygen production line D120-4. The circulating water pump 117 goes from the oxygen gas-liquid separator 102 to the water electrolysis cell 101, and the oxygen gas-liquid separator 10 again.
Return to 2. Form a reflux of pure water. Oxygen production line A12
It is installed in the middle of the 0-1 to oxygen generation line D120-4.
【０００５】従来の技術においては、上述のように、酸
素気液分離器１０２と水電解セル１０１とを結ぶ還流を
形成する酸素生成ラインＡ１２０−１〜酸素生成ライン
Ｆ１２０−６の途中に、純水精製器１０９、ヒータ１１
５、気液冷却器１０７が存在した。純水精製器１０９
は、低温の純水でないと処理が出来ないため、気液冷却
器１０７で冷却している。この場合、純水の温度を下げ
るのに、気液冷却器１０７により純水全量を冷却処理し
ている。更に、酸素ガスも同時に冷却するので、気液冷
却器１０７の容量を大きくする必要がある。また、水電
解セル１０１へ純水を供給する際、一度冷却した純水全
量を運転温度までヒータ１１５で加熱する必要がある。
そのため、ヒータ１１５が必要となり、その容量も大き
くする必要がある。In the prior art, as described above, a pure gas is formed in the middle of the oxygen production line A120-1 to the oxygen production line F120-6 forming the reflux connecting the oxygen gas-liquid separator 102 and the water electrolysis cell 101. Water purifier 109, heater 11
5, there was a gas-liquid cooler 107. Pure water purifier 109
Since it can be processed only with pure water of low temperature, it is cooled by the gas-liquid cooler 107. In this case, in order to lower the temperature of the pure water, the gas-liquid cooler 107 cools all the pure water. Further, since the oxygen gas is also cooled at the same time, it is necessary to increase the capacity of the gas-liquid cooler 107. Further, when supplying pure water to the water electrolysis cell 101, it is necessary to heat all the pure water once cooled to the operating temperature by the heater 115.
Therefore, the heater 115 is required and its capacity must be increased.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、水電解に利用する純水の還流において、必要に応じ
て、必要量の純水だけ簡便かつ適切に温度調整を行なう
ことが可能なガス発生装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to simply and appropriately adjust the temperature of pure water used for water electrolysis, if necessary, in the necessary amount of pure water. To provide a simple gas generator.
【０００７】また、本発明の別の目的は、水電解に利用
する純水の還流において、必要に応じて、必要量の純水
だけ簡便かつ適切に純水再精製処理を行なうことが可能
なガス発生装置を提供することである。Another object of the present invention is to simply and appropriately perform a pure water repurification process with a necessary amount of pure water when refluxing pure water used for water electrolysis. A gas generator is provided.
【０００８】また、本発明の別の目的は、水電解に利用
する純水の還流において、純水を加熱するする必要が無
く、使用する電力容量を低減し、エネルギー効率を改善
したガス発生装置を提供することである。Another object of the present invention is to reduce the power capacity to be used and the energy efficiency of the pure water used for water electrolysis without the need to heat the pure water in refluxing. Is to provide.
【０００９】また、本発明の別の目的は、機器の大きさ
を抑制し、省スペース化、低コスト化が可能であるガス
発生装置を提供することである。Another object of the present invention is to provide a gas generator which can reduce the size of equipment, save space and reduce cost.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】以下に、［発明の実施の
形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決す
るための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特
許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］との対応
関係を明らかにするために付加されたものである。ただ
し、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載
されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならな
い。[Means for Solving the Problems] Means for solving the problems will be described below by using the numbers and symbols used in the embodiments of the present invention. These numbers and signs are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the [Embodiment of the Invention]. However, those numbers and signs should not be used for the interpretation of the technical scope of the invention described in [Claims].
【００１１】従って、上記課題を解決するための本発明
のガス発生装置は、気液混合体を受け、気体を分離する
気液分離器（２）と、供給される純水から酸素と水素を
発生し、前記酸素と残余の前記純水とを前記気液混合体
として前記気液分離器（２）へ戻す水電解セル（１）
と、前記気液分離器（２）から前記水電解セル（１）へ
前記純水を供給し、前記純水の温度及び前記純水の導電
率の少なくとも一方に基づいて、前記純水の一部につい
て冷却処理を行ない前記気液分離器（２）へ戻す循環水
管理部（４０）とを具備する。Therefore, the gas generator of the present invention for solving the above problems receives a gas-liquid mixture and separates gas into a gas-liquid separator (2) and oxygen and hydrogen from pure water supplied. A water electrolysis cell (1) that is generated and returns the oxygen and the remaining pure water to the gas-liquid separator (2) as the gas-liquid mixture.
And supplying the pure water from the gas-liquid separator (2) to the water electrolysis cell (1), and based on at least one of the temperature of the pure water and the conductivity of the pure water, And a circulating water management section (40) for cooling the section and returning it to the gas-liquid separator (2).
【００１２】また、本発明のガス発生装置は、前記循環
水管理部（４０）が、更に、前記純水の前記導電率に基
づいて、前記純水の一部について純水再精製処理を行な
い前記気液分離器（２）へ戻す。Further, in the gas generator of the present invention, the circulating water management unit (40) further performs a pure water repurification process on a part of the pure water based on the conductivity of the pure water. Return to the gas-liquid separator (2).
【００１３】また、本発明のガス発生装置は、前記気液
分離器（２）が、内部に有する純水の温度を測定する温
度センサ（４）を具備する。そして、前記循環水管理部
（４０）は、前記気液分離器（２）から前記水電解セル
（１）へ前記純水を供給する冷却ポンプ（７）と、前記
純水の一部を冷却可能な冷却器（８）と、前記純水の一
部を前記冷却器（８）へ供給する流量を制御可能な冷却
バルブ（６−１、６−２、６−３）とを具備する。Further, in the gas generator of the present invention, the gas-liquid separator (2) comprises a temperature sensor (4) for measuring the temperature of pure water contained therein. The circulating water management unit (40) cools a part of the pure water and a cooling pump (7) that supplies the pure water from the gas-liquid separator (2) to the water electrolysis cell (1). It comprises a cooler (8) capable of cooling and a cooling valve (6-1, 6-2, 6-3) capable of controlling a flow rate of supplying a part of the pure water to the cooler (8).
【００１４】また、本発明のガス発生装置は、前記冷却
ポンプ（７）が、前記気液分離器（２）から前記水電解
セル（１）へ向かう第１配管（２０−１〜２０−２）の
途中に接続されている。また、前記冷却器（８）は、前
記第１配管（２０−１〜２０−２）の前記冷却ポンプ
（７）よりも前記水電解セル（１）に近い側から前記気
液分離器（２）へ向かう第２配管（２２−１〜２２−
４、２７−１〜２７−３、２２−１〜２２−４）の途中
に接続されている。更に、前記冷却バルブ（６−１、６
−２、６−３）は、前記第２配管（２２−１〜２２−
４、２７−１〜２７−３、２２−１〜２２−４）の前記
冷却器（８）と前記気液分離器（２）との間に接続され
ている。In the gas generator of the present invention, the cooling pump (7) is connected to the first pipe (20-1 to 20-2) from the gas-liquid separator (2) to the water electrolysis cell (1). ) Is connected in the middle of. Further, the cooler (8) is arranged such that the gas-liquid separator (2) is located from the side of the first pipe (20-1 to 20-2) closer to the water electrolysis cell (1) than the cooling pump (7). ) To the second pipe (22-1 to 22-)
4, 27-1 to 27-3, 22-1 to 22-4). Further, the cooling valves (6-1, 6)
-2, 6-3) is the second pipe (22-1 to 22-).
4, 27-1 to 27-3, 22-1 to 22-4) are connected between the cooler (8) and the gas-liquid separator (2).
【００１５】更に、本発明のガス発生装置は、前記循環
水管理部（４０）が、前記気液分離器（２）内の純水の
温度が所定温度（例：１００度以下）になるように、前
記冷却処理を行なう。Further, in the gas generator of the present invention, the circulating water control unit (40) controls the temperature of the pure water in the gas-liquid separator (2) to a predetermined temperature (eg, 100 degrees or less). Then, the cooling process is performed.
【００１６】更に、本発明のガス発生装置は、前記気液
分離器（２）が、内部に有する純水の導電率を測定する
純水センサ（５）を具備する。そして、前記循環水管理
部（４０）は、前記気液分離器（２）から前記水電解セ
ル（１）へ前記純水を供給する純水ポンプ（７）と、前
記純水の一部を純水再精製処理することが可能な純水精
製器（９）と、前記純水の一部を前記純水精製器（９）
へ供給する流量を制御可能な純水バルブ（６−１、６−
３、６−４）とを具備する。Further, in the gas generator of the present invention, the gas-liquid separator (2) comprises a pure water sensor (5) for measuring the conductivity of pure water contained therein. Then, the circulating water management unit (40) supplies a pure water pump (7) for supplying the pure water from the gas-liquid separator (2) to the water electrolysis cell (1) and a part of the pure water. A pure water purifier (9) capable of repurifying pure water, and a part of the pure water is the pure water purifier (9).
Pure water valve (6-1, 6-
3, 6-4).
【００１７】更に、本発明のガス発生装置は、前記純水
ポンプ（７）が、前記気液分離器（２）から前記水電解
セル（１）へ向かう第３配管（２０−１〜２０−２）の
途中に接続されている。また、前記純水製造器（９）
は、前記第３配管（２０−１〜２０−２）の前記純水ポ
ンプ（７）よりも前記水電解セル（１）に近い側から前
記気液分離器（２）へ向かう第４配管（２２−１〜２２
−４、２７−１〜２７−２−２８−１〜２８−３、２２
−１〜２２−４）の途中に接続されている。更に、前記
純水バルブ（６−１、６−３、６−４）は、前記第４配
管（２２−１〜２２−４、２７−１〜２７−２−２８−
１〜２８−３、２２−１〜２２−４）の前記純水精製器
（９）と前記気液分離器（２）との間に接続される。Further, in the gas generator of the present invention, the pure water pump (7) is connected to the third pipe (20-1 to 20-) from the gas-liquid separator (2) to the water electrolysis cell (1). It is connected in the middle of 2). Further, the pure water producing device (9)
Is a fourth pipe (from the side closer to the water electrolysis cell (1) than the pure water pump (7) of the third pipe (20-1 to 20-2) to the gas-liquid separator (2) ( 22-1 to 22
-4, 27-1 to 27-2-28-1 to 28-3, 22
-1 to 22-4). Further, the pure water valves (6-1, 6-3, 6-4) are connected to the fourth pipes (22-1 to 22-4, 27-1 to 27-2-28-).
1 to 28-3, 22-1 to 22-4) is connected between the pure water purifier (9) and the gas-liquid separator (2).
【００１８】更に、本発明のガス発生装置は、前記循環
水管理部（４０）が、前記気液分離器（２）内の純水の
導電率が基準値以上（例：１０−５Ｓ／ｃｍ以上）の場
合に、前記純水再精製処理を行なう。Further, in the gas generator of the present invention, the circulating water control section (40) allows the conductivity of pure water in the gas-liquid separator (2) to be equal to or higher than a reference value (eg, 10 −5 S / cm or more), the pure water repurification process is performed.
【００１９】更に、本発明のガス発生装置は、前記気液
分離器（２）の酸素を前記気液分離器（２）から取り出
す配管（２３−１〜２３−３）に接続され、前記酸素を
冷却する酸素放熱部（１４）を更に具備する。Further, the gas generator of the present invention is connected to the pipes (23-1 to 23-3) for taking out the oxygen of the gas-liquid separator (2) from the gas-liquid separator (2), The apparatus further comprises an oxygen heat dissipation part (14) for cooling.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明であるガス発生装置につい
て、添付の図面を用いて説明する。本実施例において、
ガス発生装置における水電解セルの温度調整を行なうシ
ステムを例に示して説明するが、他の液体を用いる温度
調整システムにおいても適用可能である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A gas generator according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this example,
The system for adjusting the temperature of the water electrolysis cell in the gas generator will be described as an example, but the present invention is also applicable to a temperature adjusting system using another liquid.
【００２１】本発明であるガス発生装置の実施の形態に
ついて説明する。本発明であるガス発生装置の実施の形
態における構成について、図１を参照して説明する。図
１は、ガス発生装置の実施の形態における構成を示す図
である。ガス発生装置は、水電解セル１、温度センサ４
及び純水センサ５を有する酸素気液分離器２、水素気液
分離器３、流量制御弁Ａ６−１と循環水ポンプ７と純水
冷却器８と純水精製器９とを有する循環水管理部４０、
水素側排水弁１０、水素排気弁１１、酸素排気弁１２、
純水供給弁１３、酸素冷却器１４、酸素生成ラインＡ２
０−１〜酸素生成ラインＣ２０−３、水素生成ライン２
１、循環水ラインＡ２２−１〜循環水ラインＤ２２−
４、酸素排気ラインＡ２３−１〜酸素排気ラインＣ２３
−３、純水供給ラインＡ２４−１〜純水供給ラインＢ２
４−２、水素排気ラインＡ２５−１〜水素排気ラインＢ
２５−２、第１排水ラインＡ２６−１〜第１排水ライン
Ｂ２６−２を具備する。An embodiment of the gas generator according to the present invention will be described. The configuration of the embodiment of the gas generator of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a configuration in an embodiment of a gas generator. The gas generator includes a water electrolysis cell 1 and a temperature sensor 4
And circulating water management having an oxygen gas-liquid separator 2 having a pure water sensor 5, a hydrogen gas liquid separator 3, a flow rate control valve A6-1, a circulating water pump 7, a pure water cooler 8 and a pure water purifier 9. Part 40,
Hydrogen side drain valve 10, hydrogen exhaust valve 11, oxygen exhaust valve 12,
Pure water supply valve 13, oxygen cooler 14, oxygen production line A2
0-1 to oxygen production line C20-3, hydrogen production line 2
1, circulating water line A22-1 to circulating water line D22-
4, oxygen exhaust line A23-1 to oxygen exhaust line C23
-3, pure water supply line A24-1 to pure water supply line B2
4-2, hydrogen exhaust line A25-1 to hydrogen exhaust line B
25-2, 1st drainage line A26-1 ~ 1st drainage line B26-2 are provided.
【００２２】本発明のガス発生装置では、酸素気液分離
器２に貯蔵された、水電解の原料となる純水の温度を計
測し、その結果に基づいて、その純水の一部を純水冷却
器８へ送り冷却して、酸素気液分離器２へ戻す。その操
作により、水電解セル１で製造した酸素ガスと残余の純
水を冷却する図５における気液冷却器１０７も必要がな
くなる。また、酸素気液分離器２の純水の温度は、水電
解セル１の運転温度に保たれるので、図５におけるヒー
タ１１５が不要になる。更に、酸素気液分離器２に貯蔵
された純水の導電率（又は抵抗率）を計測し、その結果
に基づいて、その純水の一部を純水精製器９へ送り再精
製して、酸素気液分離器２へ戻す。その操作により、酸
素気液分離器２の純水の純度は、高く保たれる。この場
合、必要な量だけ純水処理しているので、純水精製器９
は、図５における純水精製器１０９のような大容量のも
のは必要無くなる。In the gas generator of the present invention, the temperature of pure water, which is a raw material for water electrolysis, stored in the oxygen gas-liquid separator 2 is measured, and based on the result, a part of the pure water is purified. It is sent to the water cooler 8 to be cooled and returned to the oxygen gas-liquid separator 2. By the operation, the gas-liquid cooler 107 in FIG. 5 for cooling the oxygen gas produced in the water electrolysis cell 1 and the remaining pure water is also unnecessary. Further, since the temperature of the pure water in the oxygen gas liquid separator 2 is maintained at the operating temperature of the water electrolysis cell 1, the heater 115 shown in FIG. 5 becomes unnecessary. Further, the conductivity (or resistivity) of the pure water stored in the oxygen gas-liquid separator 2 is measured, and based on the result, a part of the pure water is sent to the pure water purifier 9 to be purified again. , And return to the oxygen gas liquid separator 2. By this operation, the purity of pure water in the oxygen gas liquid separator 2 is kept high. In this case, since the pure water is processed by the necessary amount, the pure water purifier 9
5 does not require a large-capacity one such as the pure water purifier 109 in FIG.
【００２３】図１の各構成について、以下に説明する。
水電解セル１は、外部電源からの電力と純水の供給を受
けて、水電解（電気化学反応）により水素ガスと酸素ガ
スを２：１の割合で製造する。固体高分子電解質を用
い、負極側で水素ガス、正極側で酸素ガスを発生する。
水素ガス及び酸素ガス発生時は、固体高分子電解質及び
触媒層での抵抗損等により、発熱する。Each structure of FIG. 1 will be described below.
The water electrolysis cell 1 is supplied with electric power and pure water from an external power source and produces hydrogen gas and oxygen gas at a ratio of 2: 1 by water electrolysis (electrochemical reaction). Using a solid polymer electrolyte, hydrogen gas is generated on the negative electrode side and oxygen gas is generated on the positive electrode side.
When hydrogen gas and oxygen gas are generated, heat is generated due to resistance loss in the solid polymer electrolyte and the catalyst layer.
【００２４】酸素気液分離器２は、水電解セル１におい
て水電解に使用する純水と、水電解セル１により製造さ
れた酸素ガスとを貯蔵する。水電解部１へ供給された純
水の一部は、製造された酸素ガスと共に酸素気液分離器
２へ還流される。純水の温度を測定する温度センサ４
と、純水の導電率又は抵抗率を測定する純水センサ５と
を有する。また、図示しない圧力計を有する。The oxygen gas-liquid separator 2 stores pure water used for water electrolysis in the water electrolysis cell 1 and oxygen gas produced by the water electrolysis cell 1. Part of the pure water supplied to the water electrolysis unit 1 is returned to the oxygen gas-liquid separator 2 together with the produced oxygen gas. Temperature sensor 4 for measuring the temperature of pure water
And a pure water sensor 5 for measuring the conductivity or resistivity of pure water. It also has a pressure gauge (not shown).
【００２５】ここで、水電解セル１と酸素気液分離器２
との純水の還流に関わる配管について説明する。酸素生
成ラインＡ２０−１は、一端部を酸素気液分離器２に、
他端部を循環水ポンプ７に接続している。酸素生成ライ
ンＢ２０−２は、一端部を循環水ポンプ７に、他端部を
水電解セル１（の正極側）に接続している。酸素生成ラ
インＣ２０−３は、一端部を水電解セル１（の正極側）
に、他端部を酸素気液分離器２に接続している。酸素気
液分離器２の純水は、酸素生成ラインＡ２０−１−循環
水ポンプ７−酸素生成ラインＢ２０−２−水電解セル１
（の正極側）−酸素生成ラインＣ２０−３経由で（一部
は水電解により消費）循環している。なお、水電解セル
１（の正極側）−酸素生成ラインＣ２０−３において
は、水電解セル１で生成された酸素ガスも含まれる。Here, the water electrolysis cell 1 and the oxygen gas-liquid separator 2
The piping related to the reflux of pure water will be described. One end of the oxygen production line A20-1 is connected to the oxygen gas-liquid separator 2,
The other end is connected to the circulating water pump 7. The oxygen generation line B20-2 has one end connected to the circulating water pump 7 and the other end connected to (the positive electrode side of) the water electrolysis cell 1. One end of the oxygen generation line C20-3 is (the positive electrode side of) the water electrolysis cell 1
The other end is connected to the oxygen gas liquid separator 2. The pure water in the oxygen gas-liquid separator 2 is the oxygen production line A20-1, the circulating water pump 7, the oxygen production line B20-2-the water electrolysis cell 1.
(Positive side) -Oxygen generation line C20-3 (partly consumed by water electrolysis) circulates. In addition, in the water electrolysis cell 1 (the positive electrode side) -oxygen production line C20-3, the oxygen gas produced in the water electrolysis cell 1 is also included.
【００２６】温度センサ４は、気液分離器２内の純水の
温度を測定する。熱電対や抵抗温度計などである。本実
施例では、熱電対を用いる。そして、温度に対応した電
圧を出力する。測定結果は、流量調整弁Ａ６−１へ出力
される。純水センサ５は、酸素気液分離器２内の純水の
導電率又は抵抗率を測定する。液体の導電率又は抵抗率
を測定可能な装置である。本実施例では、導電率測定器
を用いる。そして、導電率に対応した電圧を出力する。
測定結果は、流量調整弁Ａ６−１へ出力される。The temperature sensor 4 measures the temperature of pure water in the gas-liquid separator 2. Examples are thermocouples and resistance thermometers. In this embodiment, a thermocouple is used. Then, the voltage corresponding to the temperature is output. The measurement result is output to the flow rate adjusting valve A6-1. The pure water sensor 5 measures the conductivity or resistivity of pure water in the oxygen gas liquid separator 2. It is a device that can measure the conductivity or resistivity of a liquid. In this embodiment, a conductivity measuring device is used. Then, the voltage corresponding to the conductivity is output.
The measurement result is output to the flow rate adjusting valve A6-1.
【００２７】冷却バルブあるいは純水バルブとしての流
量調整弁Ａ６−１は、温度センサ４の出力、又は、純水
センサ５の出力に基づいて、循環水ラインＡ２２−１〜
循環水ラインＤ２２−４を通過する純水の量を調整す
る。弁の開度が大きくなるほど、循環水ラインＡ２２−
１〜循環水ラインＤ２２−４を通過する純水の量が多く
なる。循環水ラインＡ２２−１〜循環水ラインＤ２２−
４には、純水冷却器８及び純水精製器９が設置され、そ
こを流れる純水の温度を低下させ、また純水の純度を向
上する。循環水ラインＡ２２−１〜循環水ラインＤ２２
−４に流れ込む純水の量は、酸素生成ラインＡ２０−１
〜酸素生成ラインＢ２０−２を流れる純水の量の１／１
００〜１／１０とし、水電解セル１へ供給する純水量に
影響を及ぼさないようにする。The flow rate adjusting valve A6-1 as a cooling valve or a pure water valve is based on the output of the temperature sensor 4 or the pure water sensor 5 and the circulating water lines A22-1 to A22-1.
The amount of pure water passing through the circulating water line D22-4 is adjusted. The larger the valve opening, the circulating water line A22-
The amount of pure water passing through 1 to the circulating water line D22-4 increases. Circulating water line A22-1 to circulating water line D22-
4, a pure water cooler 8 and a pure water purifier 9 are installed to lower the temperature of pure water flowing therethrough and improve the purity of pure water. Circulating water line A22-1 to circulating water line D22
-4 is the amount of pure water flowing into the oxygen production line A20-1
~ 1/1 of the amount of pure water flowing through the oxygen production line B20-2
It is set to be 0 to 1/10 so as not to affect the amount of pure water supplied to the water electrolysis cell 1.
【００２８】例えば、温度センサ４の出力電圧の上昇
（＝温度の上昇）に対応して、流量制御弁Ａ６−１の弁
の開度を大きくし、通過する純水量が多くなるように調
整する。それにより、純水冷却器８を通過する純水量が
増え、酸素気液分離器２内の純水の温度が低下する。同
様に、純水センサ５の出力電圧の上昇（＝導電率の上
昇）に対応して、流量制御弁Ａ６−１の弁の開度を大き
くし、通過する純水量が多くなるように調整する。それ
により、純水精製器９を通過する純水量が増え、酸素気
液分離器２内の純水の純度が向上する。For example, in response to an increase in the output voltage of the temperature sensor 4 (= an increase in temperature), the opening degree of the flow rate control valve A6-1 is increased and the amount of pure water passing through is adjusted. . As a result, the amount of pure water passing through the pure water cooler 8 increases, and the temperature of the pure water in the oxygen gas liquid separator 2 decreases. Similarly, in response to an increase in the output voltage of the pure water sensor 5 (= an increase in conductivity), the valve opening of the flow rate control valve A6-1 is increased to adjust the amount of pure water to pass. . As a result, the amount of pure water passing through the pure water purifier 9 is increased, and the purity of pure water in the oxygen gas liquid separator 2 is improved.
【００２９】冷却ポンプあるいは純水ポンプとしての循
環水ポンプ７は、酸素気液分離器２中の純水を水電解セ
ル１へ供給し、製造された酸素と残余の純水を再び酸素
気液分離器２へ還流させる送液ポンプである。また、水
電解セル１へ供給される純水の一部を、純水冷却器８や
純水精製器９へも送り出す。A circulating water pump 7 as a cooling pump or a pure water pump supplies the pure water in the oxygen gas / liquid separator 2 to the water electrolysis cell 1, and the produced oxygen and the remaining pure water are again oxygen gas / liquid. It is a liquid feed pump for refluxing to the separator 2. Further, a part of the pure water supplied to the water electrolysis cell 1 is sent to the pure water cooler 8 and the pure water purifier 9.
【００３０】純水冷却器８は、内部を流れる純水の温度
を低下させる熱交換器である。低温の媒体により、純水
中の熱を奪い、純水の温度を低下させる。奪った熱は外
部の他の設備で利用可能である。純水精製器９は、内部
を流れる純水の純度を向上させる。フィルターやイオン
交換樹脂等により、純水中の不純物を取り除き、純水を
高純度の純水に精製する。なお、純水精製器９は、低い
温度（５０℃以下）の純水を処理することが望ましいた
め、純水冷却器８の後に設置されることが望ましい。The pure water cooler 8 is a heat exchanger that lowers the temperature of pure water flowing inside. The low temperature medium removes heat from the pure water and lowers the temperature of the pure water. The heat taken away is available to other equipment outside. The pure water purifier 9 improves the purity of pure water flowing inside. Impurities in pure water are removed by a filter, an ion exchange resin, or the like, and the pure water is purified into high-purity pure water. Since the pure water purifier 9 preferably treats pure water at a low temperature (50 ° C. or lower), it is preferably installed after the pure water cooler 8.
【００３１】ここで、純水の温度調整及び導電率調整を
行なう配管について説明する。酸素生成ラインＢ２０−
２の途中までは、純水の還流と同様である。循環水ライ
ンＡ２２−１は、一端部を酸素生成ラインＢ２０−２の
途中に、他端部を純水冷却器８に接続している。循環水
ラインＢ２２−２は、一端部を純水冷却器８に、他端部
を純水精製器９に接続している。循環水ラインＣ２２−
３は、一端部を純水精製器９に、他端部を流量制御弁Ａ
６−１に接続している。循環水ラインＤ２２−４は、一
端部を流量制御弁Ａ６−１に、他端部を酸素気液分離器
２に接続している。温度調整及び導電率調整を行なう純
水（酸素気液分離器２内）は、酸素生成ラインＢ２０−
２の途中−循環水ラインＡ２２−１−純水冷却器８−循
環水ラインＢ２２−２−純水精製器９−循環水ラインＣ
２２−３−流量制御弁Ａ６−１−循環水ラインＤ２２−
４経由で循環している。Here, the piping for adjusting the temperature of pure water and adjusting the conductivity will be described. Oxygen production line B20-
The process up to the middle of 2 is the same as the reflux of pure water. The circulating water line A22-1 has one end connected to the middle of the oxygen generation line B20-2 and the other end connected to the pure water cooler 8. The circulating water line B22-2 has one end connected to the pure water cooler 8 and the other end connected to the pure water purifier 9. Circulating water line C22-
3, one end is the pure water purifier 9 and the other end is the flow control valve A
It is connected to 6-1. The circulating water line D22-4 has one end connected to the flow control valve A6-1 and the other end connected to the oxygen gas-liquid separator 2. Pure water (in the oxygen gas liquid separator 2) for temperature adjustment and conductivity adjustment is the oxygen production line B20-
On the way of 2-circulating water line A22-1, pure water cooler 8-circulating water line B22-2-pure water purifier 9-circulating water line C
22-3-Flow control valve A6-1-Circulating water line D22-
It circulates via 4.
【００３２】水素気液分離器３は、水電解セル１により
製造された水素ガスを貯蔵する。その際、一部の原料の
純水が固体高分子電解質を負極側へ浸透し、水素ガスと
共に貯蔵される。図示しない圧力計を有する。水電解で
発生するガスの体積比が、水素ガス：酸素ガス＝２：１
であることから、水素貯蔵タンク２の容積：酸素貯蔵タ
ンク３の容積は、概ね２：１にする。より正確を期すた
めには、水素貯蔵タンク２の容積：酸素貯蔵タンク３の
容積＝（２＋β）：（１＋α）とする。＋αは、原料の
純水の分である。＋βは、負極側に浸透した純水の分で
ある。実験的やシミュレーションなどで決定する。The hydrogen gas-liquid separator 3 stores the hydrogen gas produced by the water electrolysis cell 1. At that time, a part of raw material pure water permeates the solid polymer electrolyte to the negative electrode side and is stored together with hydrogen gas. It has a pressure gauge (not shown). The volume ratio of gas generated by water electrolysis is hydrogen gas: oxygen gas = 2: 1.
Therefore, the volume of the hydrogen storage tank 2: the volume of the oxygen storage tank 3 is approximately 2: 1. For more accuracy, the hydrogen storage tank 2 volume: the oxygen storage tank 3 volume = (2 + β) :( 1 + α). + Α is the amount of pure water as a raw material. + Β is the amount of pure water that has permeated to the negative electrode side. Determined experimentally or by simulation.
【００３３】ここで、水電解セル１で生成した水素ガス
を貯蔵する配管について説明する。水素生成ライン２１
は、一端部を水電解セル１（の負極側）に、他端部を水
素気液分離器３に接続している。製造された水素ガス及
び負極側に浸透した純水は、水素生成ライン２１経由
で、水素気液分離器３へ供給される。Here, the piping for storing the hydrogen gas produced in the water electrolysis cell 1 will be described. Hydrogen production line 21
Has one end connected to (the negative electrode side of) the water electrolysis cell 1 and the other end connected to the hydrogen gas liquid separator 3. The produced hydrogen gas and the pure water that has permeated the negative electrode side are supplied to the hydrogen gas-liquid separator 3 via the hydrogen generation line 21.
【００３４】水素側排水弁１０は、水素気液分離器３内
の純水を外部に排水する配管（第１排水ラインＡ２６−
１〜第１排水ラインＢ２６−２）に接続され、純水の排
水を制御する。水素排気弁１１は、水素気液分離器３内
の水素ガスを外部に供給する配管（水素排気ラインＡ２
５−１〜水素排気ラインＢ２５−２）に接続され、水素
ガスの供給を制御する。The hydrogen side drain valve 10 is a pipe (first drain line A26-) for draining the pure water in the hydrogen gas liquid separator 3 to the outside.
1 to the first drainage line B26-2) and controls the drainage of pure water. The hydrogen exhaust valve 11 is a pipe (hydrogen exhaust line A2) for supplying the hydrogen gas in the hydrogen gas-liquid separator 3 to the outside.
5-1 to hydrogen exhaust line B25-2) and controls the supply of hydrogen gas.
【００３５】ここで、水素気液分離器３内の純水を排出
する配管について説明する。第１排水ラインＡ２６−１
は、一端部を水素気液分離器３に、他端部を水素側排水
弁１０に接続している。第１排水ラインＢ２６−２は、
一端部を水素側排水弁１０に、他端部を外部の純水利用
設備（図示せず）などへ接続している。水素気液分離器
３内の過剰の水は、第１排水ラインＡ２６−１−水素側
排水弁１０−第１排水ラインＢ２６−２−経由で、外部
の純水利用設備（図示せず）などに排出される。Now, the pipe for discharging the pure water in the hydrogen gas liquid separator 3 will be described. First drainage line A26-1
Has one end connected to the hydrogen gas-liquid separator 3 and the other end connected to the hydrogen side drain valve 10. The first drain line B26-2 is
One end is connected to the hydrogen side drain valve 10, and the other end is connected to an external pure water utilization facility (not shown) or the like. Excess water in the hydrogen gas-liquid separator 3 passes through the first drainage line A26-1, the hydrogen side drainage valve 10 and the first drainage line B26-2-, and an external pure water utilization facility (not shown) or the like. Is discharged to.
【００３６】水素ガスを水素気液分離器３から外部へ供
給する配管について説明する。水素排気ラインＡ２５−
１は、一端部を水素気液分離器３に、他端部を水素排気
弁１１に接続している。水素排気ラインＢ２５−２は、
一端部を水素排気弁１１に、他端部を外部の水素使用設
備など（図示せず）に接続している。水素気液分離器３
内の水素ガスは、水素排気ラインＡ２５−１−水素排気
弁１１−水素排気ラインＢ２５−２経由で、外部の水素
使用設備など（図示せず）に供給される。The piping for supplying hydrogen gas from the hydrogen gas / liquid separator 3 to the outside will be described. Hydrogen exhaust line A25-
One has one end connected to a hydrogen gas-liquid separator 3 and the other end connected to a hydrogen exhaust valve 11. The hydrogen exhaust line B25-2 is
One end is connected to the hydrogen exhaust valve 11, and the other end is connected to an external facility using hydrogen (not shown). Hydrogen gas liquid separator 3
The internal hydrogen gas is supplied to an external facility using hydrogen (not shown) via the hydrogen exhaust line A25-1, the hydrogen exhaust valve 11 and the hydrogen exhaust line B25-2.
【００３７】酸素排気弁１２は、酸素気液分離器２内の
酸素ガスを外部に供給する配管（酸素排気ラインＡ２３
−１〜酸素排気ラインＣ２３−３）に接続され、酸素ガ
スの供給を制御する。酸素冷却器１４は、酸素気液分離
器２内の酸素ガスを外部に供給する配管（酸素排気ライ
ンＡ２３−１〜酸素排気ラインＣ２３−３）に接続さ
れ、酸素ガスを冷却する熱交換器である。低温の媒体に
より、酸素ガス中の熱を奪い、酸素ガスの温度を低下さ
せる。奪った熱は外部の他の設備で利用可能である。送
出される酸素ガスのみの冷却なので、冷却器の容量を小
さく出来る。純水供給弁１３は、酸素気液分離器２へ外
部の純水供給部（図示せず）から純水を補給する配管
（純水供給ラインＡ２４−１〜純水供給ラインＢ２４−
２）に接続され、純水の供給を制御する。The oxygen exhaust valve 12 is a pipe (oxygen exhaust line A23) for supplying the oxygen gas in the oxygen gas-liquid separator 2 to the outside.
-1 to oxygen exhaust line C23-3), and controls the supply of oxygen gas. The oxygen cooler 14 is a heat exchanger that is connected to pipes (oxygen exhaust line A23-1 to oxygen exhaust line C23-3) that supply the oxygen gas in the oxygen gas-liquid separator 2 to the outside, and cools the oxygen gas. is there. The heat of the oxygen gas is taken away by the low temperature medium, and the temperature of the oxygen gas is lowered. The heat taken away is available to other equipment outside. Since only the oxygen gas sent out is cooled, the capacity of the cooler can be reduced. The pure water supply valve 13 is a pipe (pure water supply line A24-1 to pure water supply line B24-) for supplying pure water to the oxygen gas-liquid separator 2 from an external pure water supply unit (not shown).
2) to control the supply of pure water.
【００３８】ここで、酸素気液分離器２へ純水を供給す
る配管について説明する。純水供給ラインＡ２４−１
は、一端部を純水の供給部（図示せず）に、他端部を純
水供給弁１３に接続している。給水ラインＢ２４−２
は、一端部を純水供給弁１３に、他端部を酸素気液分離
器２に接続している。純水は、純水供給ラインＡ２４−
１−純水供給弁１３−純水供給ラインＢ２４−２経由
で、酸素気液分離器２に貯蔵される。Here, a pipe for supplying pure water to the oxygen gas liquid separator 2 will be described. Pure water supply line A24-1
Has one end connected to a pure water supply unit (not shown) and the other end connected to a pure water supply valve 13. Water supply line B24-2
Has one end connected to the pure water supply valve 13 and the other end connected to the oxygen gas liquid separator 2. Pure water is pure water supply line A24-
1-Pure water supply valve 13-Pure water supply line B 24-2, and stored in the oxygen gas liquid separator 2.
【００３９】酸素ガスを酸素気液分離器２から外部へ供
給する配管について説明する。酸素排気ラインＡ２３−
１は、一端部を酸素気液分離器２に、他端部を酸素排気
弁１２に接続している。酸素排気ラインＢ２３−２は、
一端部を酸素排気弁１２に、他端部を酸素冷却器１４に
接続している。酸素排気ラインＣ２３−３は、一端部を
酸素冷却器１４に、他端部を外部の酸素使用設備など
（図示せず）に接続している。酸素気液分離器２の酸素
ガスは、酸素排気ラインＡ２３−１−酸素排気弁１２−
酸素排気ラインＢ２３−２−酸素冷却器１４−酸素排気
ラインＣ２３−３経由で、外部の酸素使用設備などに供
給される。A pipe for supplying oxygen gas from the oxygen gas-liquid separator 2 to the outside will be described. Oxygen exhaust line A23-
One is connected to the oxygen gas-liquid separator 2 at one end and to the oxygen exhaust valve 12 at the other end. The oxygen exhaust line B23-2 is
One end is connected to the oxygen exhaust valve 12 and the other end is connected to the oxygen cooler 14. The oxygen exhaust line C23-3 has one end connected to the oxygen cooler 14 and the other end connected to an external facility using oxygen (not shown). The oxygen gas of the oxygen gas-liquid separator 2 is the oxygen exhaust line A23-1-the oxygen exhaust valve 12-.
Oxygen exhaust line B23-2-oxygen cooler 14-oxygen exhaust line C23-3 is used to supply oxygen to an external facility or the like.
【００４０】次に、本発明のガス発生装置の実施の形態
における動作について、図面を参照して説明する。Next, the operation of the embodiment of the gas generator of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００４１】酸素気液分離器２は、水電解セル１へ供給
する原料となる純水を貯蔵する貯蔵タンクでもある。純
水は、外部の純水の供給部（図示せず）から、純水供給
ラインＡ２４−１−純水供給弁１３−純水供給ラインＢ
２４−２経由で、酸素気液分離器２に供給され、貯蔵さ
れる。その際、酸素気液分離器２の純水用の液面計（図
示せず）により測定された純水の水位が、予め設定され
た下限値以下の場合に、液面計からの出力信号により純
水供給弁１３が開く。そして、純水は、純水供給ライン
Ａ２４−１−純水供給弁１３−純水供給ラインＢ２４−
２経由で、酸素気液分離器２へ供給される。純水の水位
が予め設定された上限値に達したら、液面からの出力信
号により純水供給弁１３が閉じ、給水が完了する。水電
解中も、純水の水位に応じて上記制御を行なう。The oxygen gas-liquid separator 2 is also a storage tank for storing pure water which is a raw material to be supplied to the water electrolysis cell 1. Pure water is supplied from an external pure water supply unit (not shown) from a pure water supply line A24-1, a pure water supply valve 13, and a pure water supply line B.
It is supplied to and stored in the oxygen gas-liquid separator 2 via 24-2. At that time, when the water level of pure water measured by a pure water level gauge (not shown) of the oxygen gas-liquid separator 2 is equal to or lower than a preset lower limit value, an output signal from the level gauge This opens the pure water supply valve 13. The pure water is pure water supply line A24-1, pure water supply valve 13, pure water supply line B24,
It is supplied to the oxygen gas-liquid separator 2 via 2. When the water level of the pure water reaches the preset upper limit value, the pure water supply valve 13 is closed by the output signal from the liquid surface, and the water supply is completed. Even during water electrolysis, the above control is performed according to the water level of pure water.
【００４２】酸素気液分離器２の純水は、循環水ポンプ
７により、酸素生成ラインＡ２０−１〜酸素生成ライン
Ｂ２０−２経由で水電解セル１（の正極側）へ供給され
る。水電解セル１は、電源（図示せず）から電力を投入
され、供給された純水を用いて水電解を行なう。水電解
により、正極側では酸素ガスが生成される。生成された
酸素ガスは、水電解されなかった純水と共に酸素生成ラ
インＣ２０−３経由で酸素気液分離器２へ送出され、そ
こで貯蔵される。一方、負極側では、水素ガスが生成さ
れる。生成された水素ガスは、水電解中に電解質膜を浸
透してきた純水と共に水素生成ライン２１経由で水素気
液分離器３へ送出され、そこで貯蔵される。Pure water in the oxygen gas-liquid separator 2 is supplied to the water electrolysis cell 1 (on the positive electrode side) by the circulating water pump 7 via the oxygen generation line A20-1 to the oxygen generation line B20-2. The water electrolysis cell 1 is powered by a power source (not shown) and performs electrolysis of water using the supplied pure water. Oxygen gas is generated on the positive electrode side by the water electrolysis. The generated oxygen gas is sent to the oxygen gas-liquid separator 2 via the oxygen generation line C20-3 together with the pure water that has not been subjected to water electrolysis, and is stored therein. On the other hand, hydrogen gas is generated on the negative electrode side. The produced hydrogen gas is sent to the hydrogen gas-liquid separator 3 via the hydrogen production line 21 together with the pure water which has permeated the electrolyte membrane during water electrolysis, and is stored therein.
【００４３】水電解が進むと、水電解セル１は、抵抗損
などにより発熱する。そのため、水電解後に酸素生成ラ
インＣ２０−３を経由して酸素気液分離器２へ戻る純水
及び酸素ガスは、温度が高くなっている。そのまま、純
水の冷却を行なわず、水電解セル１へ純水を循環させる
と、酸素気液分離器２内の純水の温度は、継続的に上昇
する。そして、その上昇した純水を使用する水電解セル
１は、熱のため劣化や損傷が起きることになる。As the water electrolysis proceeds, the water electrolysis cell 1 generates heat due to resistance loss and the like. Therefore, the temperature of pure water and oxygen gas returning to the oxygen gas-liquid separator 2 via the oxygen production line C20-3 after water electrolysis is high. If pure water is circulated in the water electrolysis cell 1 without cooling the pure water as it is, the temperature of the pure water in the oxygen gas liquid separator 2 continuously rises. Then, the water electrolysis cell 1 using the raised pure water is deteriorated or damaged due to heat.
【００４４】それに対処するために、本発明のガス発生
装置では、以下のような冷却処理を行なう。酸素気液分
離器２に設置された温度センサ４は、酸素気液分離器２
内の純水の温度を常時測定している。そして、その測定
結果を示す出力信号（例えば、温度と共に上昇する電圧
信号）を流量制御弁Ａ６−１へ出力している。流量制御
弁Ａ６−１は、温度センサ４の出力信号に基づいて、弁
の開度を変化させる。例えば、温度が高い場合（例え
ば、出力信号が電圧のとき、電圧が大きい場合）、その
温度に合わせて弁の開度を大きくする。In order to deal with this, the following cooling process is performed in the gas generator of the present invention. The temperature sensor 4 installed in the oxygen gas-liquid separator 2 is
The temperature of pure water inside is constantly measured. Then, an output signal indicating the measurement result (for example, a voltage signal that rises with temperature) is output to the flow rate control valve A6-1. The flow rate control valve A6-1 changes the opening degree of the valve based on the output signal of the temperature sensor 4. For example, when the temperature is high (for example, when the output signal is a voltage and the voltage is high), the opening degree of the valve is increased according to the temperature.
【００４５】流量制御弁Ａ６−１の弁が開くと、酸素生
成ラインＡ２０−１〜酸素生成ラインＢ２０−２を流れ
る純水の一部が、循環水ラインＡ２２−１〜循環水ライ
ンＤ２２−４へ流れ込むことが出来るようになる。循環
水ラインＡ２２−１〜循環水ラインＤ２２−４へ流れ込
んだ純水は、純水冷却器８により温度を低減される。そ
して、低温化した純水が、酸素気液分離器２へ還流する
ので、酸素気液分離器２内の純水の温度を低減すること
が可能となる。また、あまり低くならないようにも制御
する。水電解セル１での水電解の効率が低下するからで
ある。When the flow control valve A6-1 is opened, a part of the pure water flowing through the oxygen production line A20-1 to the oxygen production line B20-2 is circulated water line A22-1 to circulation water line D22-4. To be able to flow into. The temperature of the pure water flowing into the circulating water line A22-1 to the circulating water line D22-4 is reduced by the pure water cooler 8. Then, since the pure water whose temperature has been lowered flows back to the oxygen gas-liquid separator 2, it becomes possible to reduce the temperature of the pure water in the oxygen gas liquid separator 2. It is also controlled so that it does not become too low. This is because the efficiency of water electrolysis in the water electrolysis cell 1 is reduced.
【００４６】すなわち、酸素気液分離器２内の純水の温
度に応じて、流量制御弁Ａ６−１の開度が制御される。
温度が非常に高い場合には、弁の開度が大きくなり、冷
却され酸素気液分離器２へ還流する純水量が多くなる。
温度が少しだけ高い場合には、弁の開度が小さくなり、
冷却され酸素気液分離器２へ還流する純水量が少なくな
る。温度が十分低い場合には、弁は閉じ、冷却され還流
する純水は無くなる。それにより、酸素気液分離器２内
の純水を一定温度以下に保つことが出来る。一定の温度
としては、１００℃以下である。より好ましくは、９０
℃以下である。下限は、６０℃である。より好ましくは
７０℃である。水電解セル１の温度が高いほうが、効率
が上がるが、高すぎると電解質膜に損傷を与えることに
なるためである。That is, the opening degree of the flow rate control valve A6-1 is controlled according to the temperature of the pure water in the oxygen gas liquid separator 2.
When the temperature is extremely high, the opening of the valve becomes large, and the amount of pure water that is cooled and flows back to the oxygen gas-liquid separator 2 increases.
If the temperature is slightly higher, the valve opening will be smaller,
The amount of pure water cooled and returned to the oxygen gas-liquid separator 2 is reduced. If the temperature is low enough, the valve closes and there is no pure water to cool and reflux. Thereby, the pure water in the oxygen gas-liquid separator 2 can be kept at a certain temperature or lower. The constant temperature is 100 ° C. or lower. More preferably 90
It is below ℃. The lower limit is 60 ° C. More preferably, it is 70 ° C. This is because the higher the temperature of the water electrolysis cell 1, the higher the efficiency, but if the temperature is too high, the electrolyte membrane will be damaged.
【００４７】一方、水電解が進むと、純水の温度が上昇
することや、上記のように一部の純水は酸素生成ライン
Ａ２０−１〜酸素生成ラインＣ２０−３内を循環するこ
となどにより、配管や水電解セル１から純水へのイオン
の溶出や不純物の混入が起こる。酸素気液分離器２内の
純水の不純物濃度は、高くなってくる。そのまま、純水
の再精製を行なわず、水電解セル１へ純水を供給する
と、不純物の影響により水電解効率の低下や、水電解セ
ル１の劣化や損傷が起きることになる。On the other hand, as water electrolysis proceeds, the temperature of pure water rises, and as described above, some of the pure water circulates in the oxygen production line A20-1 to oxygen production line C20-3. As a result, ions are eluted from the pipe or the water electrolysis cell 1 into the pure water and impurities are mixed. The impurity concentration of pure water in the oxygen gas liquid separator 2 becomes higher. If pure water is supplied to the water electrolysis cell 1 without refining the pure water as it is, the water electrolysis efficiency is lowered and the water electrolysis cell 1 is deteriorated or damaged due to the influence of impurities.
【００４８】それに対処するために、本発明のガス発生
装置では、以下のような純水処理を行なう。不純物濃度
の上昇は、導電率の上昇で把握できる。酸素気液分離器
２に設置された純水センサ４は、酸素気液分離器２内の
純水の導電率を常時測定している。そして、その測定結
果を示す出力信号（例えば、導電率と共に上昇する電圧
信号）を流量制御弁Ａ６−１へ出力している。流量制御
弁Ａ６−１は、純水センサ４の出力信号に基づいて、弁
の開度を変化させる。例えば、導電率が高い場合（例え
ば、出力信号が電圧のとき、電圧が大きい場合）、その
導電率に合わせて弁の開度を大きくする。In order to deal with this, in the gas generator of the present invention, the following pure water treatment is performed. The increase in impurity concentration can be grasped by the increase in conductivity. The pure water sensor 4 installed in the oxygen gas liquid separator 2 constantly measures the conductivity of pure water in the oxygen gas liquid separator 2. Then, an output signal indicating the measurement result (for example, a voltage signal increasing with conductivity) is output to the flow rate control valve A6-1. The flow rate control valve A6-1 changes the opening degree of the valve based on the output signal of the pure water sensor 4. For example, when the conductivity is high (for example, when the output signal is a voltage and the voltage is large), the opening degree of the valve is increased according to the conductivity.
【００４９】流量制御弁Ａ６−１の弁が開くと、酸素生
成ラインＡ２０−１〜酸素生成ラインＢ２０−２を流れ
る純水の一部が、循環水ラインＡ２２−１〜循環水ライ
ンＤ２２−４へ流れ込むことが出来るようになる。循環
水ラインＡ２２−１〜循環水ラインＤ２２−４へ流れ込
んだ純水は、純水精製器９により不純物を取り除かれ導
電率を低減される。そして、再精製された純水が、酸素
気液分離器２へ還流するので、酸素気液分離器２内の純
水の不純物濃度（導電率）を低減することが可能とな
る。When the flow control valve A6-1 is opened, part of the pure water flowing through the oxygen production line A20-1 to the oxygen production line B20-2 is circulated, and the circulating water line A22-1 to the circulating water line D22-4. To be able to flow into. The pure water that has flowed into the circulating water line A22-1 to the circulating water line D22-4 has the impurities removed by the pure water purifier 9 to reduce the conductivity. Then, the re-purified pure water is returned to the oxygen gas-liquid separator 2, so that the impurity concentration (conductivity) of the pure water in the oxygen gas liquid separator 2 can be reduced.
【００５０】すなわち、酸素気液分離器２内の純水の導
電率に応じて、流量制御弁Ａ６−１の開度が制御され
る。導電率が非常に高い場合には、弁の開度が大きくな
り、再精製され酸素気液分離器２へ還流する純水量が多
くなる。導電率が少しだけ高い場合には、弁の開度が小
さくなり、再精製され酸素気液分離器２へ還流する純水
量が少なくなる。温度が十分低い場合には、弁は閉じ、
再精製され還流する純水は無くなる。それにより、酸素
気液分離器２内の純水を一定の不純物濃度（導電率）以
下に保つことが出来る。一定の導電率としては、基準値
である。基準値としては１０−１２Ｓ／ｃｍである。よ
り好ましくは、１０−１５Ｓ／ｃｍである。高いと水電
解セル壱の効率低下や電解質膜の損傷を招くことにな
る。That is, the opening degree of the flow rate control valve A6-1 is controlled according to the conductivity of pure water in the oxygen gas liquid separator 2. When the conductivity is very high, the valve opening becomes large, and the amount of pure water that is re-refined and flows back to the oxygen gas-liquid separator 2 increases. When the conductivity is slightly higher, the valve opening becomes smaller, and the amount of pure water that is re-refined and flows back to the oxygen gas-liquid separator 2 decreases. If the temperature is low enough, the valve will close,
The pure water that is re-refined and refluxed disappears. As a result, the pure water in the oxygen gas-liquid separator 2 can be kept at a certain impurity concentration (conductivity) or less. The constant conductivity is a reference value. The standard value is 10 −12 S / cm. More preferably, it is 10 −15 S / cm. If it is high, the efficiency of the water electrolysis cell is lowered and the electrolyte membrane is damaged.
【００５１】なお、純水センサ５は、抵抗率を測定する
場合には、抵抗率＝１／導電率であるから、抵抗率の低
下に伴い、流量制御弁Ａ６−１の弁の開度を大きくする
ことになる。そして、抵抗率を一定の値以上に保つ（＝
不純物濃度を一定の値以下に保つ）ように制御する。一
定の抵抗率としては、１０１２Ωｃｍである。より好ま
しくは、１０１５Ωｃｍである。低いと水電解セル１の
効率低下や電解質膜の損傷を招くことになる。When measuring the resistivity, the pure water sensor 5 has a resistivity = 1 / conductivity, and therefore the opening degree of the flow control valve A6-1 is changed as the resistivity decreases. It will be bigger. And keep the resistivity above a certain value (=
The impurity concentration is kept below a certain value). The constant resistivity is 10 12 Ωcm. More preferably, it is 10 15 Ωcm. If it is low, the efficiency of the water electrolysis cell 1 will be reduced and the electrolyte membrane will be damaged.
【００５２】循環水ラインＡ２２−１〜循環水ラインＤ
２２−４では、純水冷却器８と純水精製器９とが直列に
並んでいるので、一方を通せば、他方も通るようになっ
ている。流量制御弁Ａ６−１は、温度センサ４の出力に
より決まる弁の開度と、純水センサ５の出力により決ま
る弁の開度とを比較し、弁の開度の大きい方を優先し、
弁の開度を決定する。それにより、酸素気液分離器２内
の純水の温度及び導電率（不純物濃度）を一定の値以下
に抑えることが可能となる。Circulating water line A22-1 to circulating water line D
In 22-4, the pure water cooler 8 and the pure water purifier 9 are arranged in series, so that if one is passed, the other is also passed. The flow rate control valve A6-1 compares the opening degree of the valve determined by the output of the temperature sensor 4 with the opening degree of the valve determined by the output of the pure water sensor 5, giving priority to the larger opening degree of the valve,
Determine the valve opening. As a result, the temperature and conductivity (impurity concentration) of pure water in the oxygen gas liquid separator 2 can be suppressed below a certain value.
【００５３】また、循環水ラインＡ２２−１〜循環水ラ
インＤ２２−４へ流れ込む純水の量は、１／１００〜１
／１０の間で制御する。それにより、水電解セル１へ供
給する純水の量が著しく減少するというような水電解へ
の影響を抑えることが出来る。また、流量が小さいた
め、純水冷却器８及び純水精製器９の容量を小さく抑え
ることが可能となる。The amount of pure water flowing into the circulating water line A22-1 to the circulating water line D22-4 is 1/100 to 1
Control between / 10. Thereby, it is possible to suppress the influence on the water electrolysis such that the amount of pure water supplied to the water electrolysis cell 1 is significantly reduced. Moreover, since the flow rate is small, the capacities of the pure water cooler 8 and the pure water purifier 9 can be kept small.
【００５４】酸素気液分離器２内の酸素ガスは、酸素排
気ラインＡ２３−１〜酸素排気ラインＣ２３−３経由
で、酸素利用設備（図示せず）などへ送出される。その
際、酸素冷却器１４により、酸素ガスの温度が低減され
る。この場合、純水が無く酸素ガスだけの冷却なので、
容量が小さくて済む。The oxygen gas in the oxygen gas-liquid separator 2 is sent to oxygen utilization equipment (not shown) or the like via the oxygen exhaust line A23-1 to the oxygen exhaust line C23-3. At that time, the oxygen cooler 14 reduces the temperature of the oxygen gas. In this case, because there is no pure water and only oxygen gas is used for cooling,
The capacity is small.
【００５５】水素気液分離器３内の水素ガスは、水素排
気ラインＡ２５−１〜水素排気ラインＢ２５−２経由
で、水素利用設備（図示せず）などへ送出される。必要
に応じて、冷却器を通して温度を低減しても良い。ま
た、水素気液分離器３内の純水は、第１排水ラインＡ２
６−１〜第１排水ラインＢ２６−２経由で純水利用設備
（図示せず）などへ送出される。The hydrogen gas in the hydrogen gas-liquid separator 3 is sent to hydrogen utilization equipment (not shown) or the like via the hydrogen exhaust line A25-1 to the hydrogen exhaust line B25-2. The temperature may be reduced through a cooler if necessary. In addition, the pure water in the hydrogen gas liquid separator 3 is the first drain line A2.
6-1 to 1st drainage line B26-2 is sent to pure water utilization equipment (not shown) etc.
【００５６】本実施例では、循環水ラインＡ２２−１〜
循環水ラインＤ２２−４に純水冷却器８と純水精製器９
が接続され、同時に処理を行なっている。そのため、純
水温度維持と純水純度維維持とを同時に行なうことが出
来、かつ配管が一ラインのため省スペースである。しか
し、配管や水電解セル１からのイオンや不純物の溶出が
ほとんどない場合には、純水精製器９を省略することも
可能である。その場合の構成を示したのが図２である。
図２では、各部の構成及び動作は、既述の通りである。
ただし、純水センサ５及び純水精製器９が省略されてお
り、温度センサ４の出力信号のみで、流量制御弁Ｂ６−
２を制御している。この場合、導電率の増加は非常にゆ
っくりなので、純水供給ラインＡ２４−１−純水供給弁
１３−純水供給ラインＢ２４−２経由で補給される純水
により、既存の純水が薄められるだけで、十分に導電率
を低く維持可能である。In this embodiment, the circulating water lines A22-1 to A22-1
The pure water cooler 8 and the pure water purifier 9 are provided in the circulating water line D22-4.
Are connected and are processing at the same time. Therefore, the temperature of pure water and the purity of pure water can be maintained at the same time, and space is saved because the piping is one line. However, the pure water purifier 9 can be omitted when there is almost no elution of ions or impurities from the pipe or the water electrolysis cell 1. FIG. 2 shows the configuration in that case.
In FIG. 2, the configuration and operation of each unit are as described above.
However, the pure water sensor 5 and the pure water purifier 9 are omitted, and only the output signal of the temperature sensor 4 is used and the flow control valve B6-
Controlling 2. In this case, since the increase in conductivity is very slow, the existing pure water is diluted by the pure water supplied via the pure water supply line A24-1, the pure water supply valve 13, the pure water supply line B24-2. Only by itself, the conductivity can be kept sufficiently low.
【００５７】また、図１に示す構成において、純水冷却
器８の後にバイパス弁３０及びバイパスライン２９を設
け、導電率を下げる必要の無い場合に、純水精製器９を
バイパスさせることも可能である。それを示したのが図
３である。例えば、図３では、各部の構成及び動作は、
既述の通りである。ただし、循環水ラインＡ２２−２の
途中で、三方弁であるバイパス弁３０を接続している。
バイパス弁３０の二方は、どちらも循環水ラインＡ２２
−２である。残りの一方は、新設のバイパスライン２９
の一端部に接続する。バイパスライン２９の他端部は、
循環水ラインＣ２２−３の途中に接続している。そし
て、制御部１６でその制御を行なう。Further, in the configuration shown in FIG. 1, it is possible to provide a bypass valve 30 and a bypass line 29 after the pure water cooler 8 to bypass the pure water purifier 9 when it is not necessary to lower the conductivity. Is. This is shown in FIG. For example, in FIG. 3, the configuration and operation of each unit are as follows.
As described above. However, the bypass valve 30, which is a three-way valve, is connected in the middle of the circulating water line A22-2.
Both sides of bypass valve 30 are circulating water line A22.
-2. The other one is a new bypass line 29
Connect to one end of. The other end of the bypass line 29 is
It is connected in the middle of the circulating water line C22-3. Then, the control unit 16 performs the control.
【００５８】すなわち、制御部１６は、通常バイパス弁
３０を、純水冷却器８−バイパス弁３０−純水精製器９
とつなげ、バイパスライン２９へ純水が行かないよう
に、３つの弁を制御している。そして、温度センサ４の
出力により決まる流量制御弁Ｃ６−１の弁の開度と、純
水センサ５の出力により決まる流量制御弁Ｃ６−１の弁
の開度とを比較し、弁の開度の大きい方を優先し、弁の
開度を決定する。しかし、純水の導電率が十分に低く、
純水精製器９を通す必要が無い場合、バイパス弁３０を
操作して、純水冷却器８−バイパス弁３０−（バイパス
ライン２９）−流量制御弁Ｃ６−３ とつなげ、純水が
純水精製器９をバイパスするように、３つの弁を制御す
る。そして、その場合には、制御部１６は、純水精製器
９の電源を切る。これにより、純水冷却と純水精製とを
別々に独立に制御することが可能となる。そして、純水
精製器９を通す純水量を減らし、純水精製器９のフィル
タやイオン交換樹脂などの消耗品の寿命を延ばし、ま
た、消費電力も抑えることが可能となる。That is, the control unit 16 normally connects the bypass valve 30 to the pure water cooler 8-the bypass valve 30-the pure water purifier 9.
In order to prevent pure water from flowing to the bypass line 29, the three valves are controlled. Then, the valve opening degree of the flow rate control valve C6-1 determined by the output of the temperature sensor 4 is compared with the valve opening degree of the flow rate control valve C6-1 determined by the output of the pure water sensor 5, and the valve opening degree is compared. Priority is given to the larger one, and the valve opening is determined. However, the conductivity of pure water is low enough,
When it is not necessary to pass the pure water purifier 9, the bypass valve 30 is operated to connect the pure water cooler 8-the bypass valve 30- (bypass line 29) -the flow control valve C6-3 to the pure water. The three valves are controlled to bypass the purifier 9. Then, in that case, the control unit 16 turns off the power of the pure water purifier 9. This makes it possible to separately control pure water cooling and pure water purification. Then, the amount of pure water passing through the pure water purifier 9 can be reduced, the life of consumables such as the filter and the ion exchange resin of the pure water purifier 9 can be extended, and the power consumption can be suppressed.
【００５９】また、純水冷却及び純水精製を行なうライ
ンと、純水冷却を行なうラインとを分けることも可能で
ある。図４を参照して、説明する。図１の場合と比較す
ると、図１の循環水ラインＡ２２−１〜循環水ラインＤ
２２−４が無くなり、その代わりとして、循環水ライン
Ａ２７−１〜循環水ラインＣ２７−３、及び循環水ライ
ンＡ２８−１〜循環水ラインＣ２８−３が加わってい
る。It is also possible to separate a line for cooling pure water and refining pure water from a line for cooling pure water. This will be described with reference to FIG. As compared with the case of FIG. 1, the circulating water line A22-1 to the circulating water line D of FIG.
22-4 disappears, and in its place, a circulating water line A27-1 to a circulating water line C27-3 and a circulating water line A28-1 to a circulating water line C28-3 are added.
【００６０】純水冷却器８による、純水冷却を行なうラ
インは、酸素生成ラインＢ２０−２の途中−循環水ライ
ンＡ２７−１−純水冷却器８−循環水ラインＢ２７−２
−流量制御弁Ｂ６−２−循環水ラインＣ２７−３−酸素
気液分離器２ となる。温度センサ４の出力信号に基づ
いて、流量制御弁Ｂ６−２の弁の開度を制御する。The line for cooling pure water by the pure water cooler 8 is in the middle of the oxygen generation line B20-2-circulating water line A27-1-pure water cooler 8-circulating water line B27-2.
-Flow control valve B6-2-Circulating water line C27-3-Oxygen gas-liquid separator 2. The opening degree of the valve of the flow rate control valve B6-2 is controlled based on the output signal of the temperature sensor 4.
【００６１】一方、純水精製器９による、純水精製を行
なうラインは、酸素生成ラインＢ２０−２の途中−循環
水ラインＡ２７−１−純水冷却器８−循環水ラインＢ２
７−２の途中−循環水ラインＡ２８−１−純水精製器９
−循環水ラインＢ２８−２−流量制御弁Ｄ６−４−循環
水ラインＣ２８−３−酸素気液分離器２ となる。純水
センサ５の出力信号に基づいて、流量制御弁Ｄ６−４の
弁の開度を制御する。その時、流量制御弁Ｄ６−４が少
しでも開いている場合には、純水精製器９は電源ＯＮの
状態であり、流量制御弁Ｄ６−４が閉じている場合に
は、純水精製器９は電源ＯＦＦ（又は待ち受け）の状態
である。On the other hand, the line for purifying pure water by the pure water purifier 9 is in the middle of the oxygen production line B20-2-circulating water line A27-1-pure water cooler 8-circulating water line B2.
In the middle of 7-2-circulating water line A28-1-pure water purifier 9
-Circulating water line B28-2-Flow control valve D6-4-Circulating water line C28-3-Oxygen gas-liquid separator 2. Based on the output signal of the pure water sensor 5, the opening degree of the flow control valve D6-4 is controlled. At that time, if the flow rate control valve D6-4 is open even slightly, the pure water purifier 9 is in the power-on state, and if the flow rate control valve D6-4 is closed, the pure water purifier 9 is present. Indicates a power-off (or standby) state.
【００６２】これにより、純水冷却と純水精製とを別々
に独立に制御することが可能となる。そして、純水精製
器９を通す純水量を減らし、純水精製器９のフィルタや
イオン交換樹脂などの消耗品の寿命を延ばし、また、消
費電力も抑えることが可能となる。As a result, it becomes possible to control the pure water cooling and the pure water purification separately and independently. Then, the amount of pure water passing through the pure water purifier 9 can be reduced, the life of consumables such as the filter and the ion exchange resin of the pure water purifier 9 can be extended, and the power consumption can be suppressed.
【００６３】本発明において、上記水電解セル１での排
熱を、酸素冷却器１４及び純水冷却器８において、熱交
換により取り出すことにより、排熱を利用する設備とコ
ンバインしたコジェネレーションシステムを組むことが
可能となる。排熱を利用する設備として、ヒートポン
プ、吸収式冷凍機、ボイラ、暖房用熱交換器などがあ
る。In the present invention, the exhaust heat from the water electrolysis cell 1 is taken out by heat exchange in the oxygen cooler 14 and the pure water cooler 8 to form a cogeneration system combined with equipment utilizing the exhaust heat. It becomes possible to assemble. Facilities that utilize the exhaust heat include heat pumps, absorption refrigerators, boilers, and heat exchangers for heating.
【００６４】[0064]
【発明の効果】本発明により、ガス発生装置で使用する
純水の温度及び純度（導電率）を省スペース、高効率で
維持管理することが可能となる。According to the present invention, it becomes possible to maintain the temperature and purity (conductivity) of pure water used in a gas generator in a space-saving and highly efficient manner.
【図１】本発明のガス発生装置の実施の形態における構
成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration in an embodiment of a gas generator of the present invention.
【図２】本発明のガス発生装置の実施の形態における他
の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing another configuration in the embodiment of the gas generator of the present invention.
【図３】本発明のガス発生装置の実施の形態における更
に他の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing still another configuration in the embodiment of the gas generator of the present invention.
【図４】本発明のガス発生装置の実施の形態における別
の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another configuration in the embodiment of the gas generator of the present invention.
【図５】従来技術におけるガス発生装置の構成を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a gas generator according to a conventional technique.
１ 水電解セル ２ 酸素気液分離器 ３ 水素気液分離器 ４ 温度センサ ５ 純水センサ ６−１ 流量制御弁Ａ ６−２ 流量制御弁Ｂ ６−３ 流量制御弁Ｃ ６−４ 流量制御弁Ｄ ７ 循環水ポンプ ８ 純水冷却器 ９ 純水精製器 １０ 水素側排水弁 １１ 水素排気弁 １２ 酸素排気弁 １３ 純水供給弁 １４ 酸素冷却器 １６ 制御部 ２０−１ 酸素生成ラインＡ ２０−２ 酸素生成ラインＢ ２０−３ 酸素生成ラインＣ ２１ 水素生成ライン ２２−１ 循環水ラインＡ ２２−２ 循環水ラインＢ ２２−３ 循環水ラインＣ ２２−４ 循環水ラインＤ ２３−１ 酸素排気ラインＡ ２３−２ 酸素排気ラインＢ ２３−３ 酸素排気ラインＣ ２４−１ 純水供給ラインＡ ２４−２ 純水供給ラインＢ ２５−１ 水素排気ラインＡ ２５−２ 水素排気ラインＢ ２６−１ 第１排水ラインＡ ２６−２ 第１排水ラインＢ ２７−１ 循環水ラインＡ ２７−２ 循環水ラインＢ ２７−３ 循環水ラインＣ ２８−１ 循環水ラインＡ ２８−２ 循環水ラインＢ ２２−３ 循環水ラインＣ ２９ バイパス弁 ３０ バイパスライン ４０ 循環管理部 1 Water electrolysis cell 2 Oxygen gas-liquid separator 3 Hydrogen gas-liquid separator 4 Temperature sensor 5 Pure water sensor 6-1 Flow control valve A 6-2 Flow control valve B 6-3 Flow control valve C 6-4 Flow control valve D 7 circulating water pump 8 Pure water cooler 9 Pure water purifier 10 Hydrogen side drain valve 11 Hydrogen exhaust valve 12 Oxygen exhaust valve 13 Pure water supply valve 14 Oxygen cooler 16 Control unit 20-1 Oxygen production line A 20-2 Oxygen generation line B 20-3 Oxygen production line C 21 Hydrogen production line 22-1 Circulating water line A 22-2 Circulating water line B 22-3 Circulating water line C 22-4 Circulating water line D 23-1 Oxygen exhaust line A 23-2 Oxygen exhaust line B 23-3 Oxygen exhaust line C 24-1 Pure water supply line A 24-2 Pure water supply line B 25-1 Hydrogen exhaust line A 25-2 Hydrogen exhaust line B 26-1 First drainage line A 26-2 First drain line B 27-1 Circulating water line A 27-2 Circulating water line B 27-3 Circulating water line C 28-1 Circulating water line A 28-2 Circulating water line B 22-3 Circulating water line C 29 Bypass valve 30 bypass line 40 Circulation Management Department
Claims (9)
離器と、 供給される純水から酸素と水素を発生し、前記酸素と残
余の前記純水とを前記気液混合体として前記気液分離器
へ戻す水電解セルと、 前記気液分離器から前記水電解セルへ前記純水を供給
し、前記純水の温度及び前記純水の導電率の少なくとも
一方に基づいて、前記純水の一部について冷却処理を行
ない前記気液分離器へ戻す循環水管理部と、 を具備する、ガス発生装置。1. A gas-liquid separator that receives a gas-liquid mixture and separates a gas; and oxygen and hydrogen that are generated from pure water supplied to the gas-liquid mixture. As a water electrolysis cell returned to the gas-liquid separator, as the pure water is supplied from the gas-liquid separator to the water electrolysis cell, based on at least one of the temperature of the pure water and the conductivity of the pure water, A circulating water management unit that cools part of the pure water and returns it to the gas-liquid separator.
記導電率に基づいて、前記純水の一部について純水再精
製処理を行ない前記気液分離器へ戻す、 請求項１に記載のガス発生装置。2. The circulating water management unit further performs a pure water repurification process on a portion of the pure water based on the conductivity of the pure water and returns the purified water to the gas-liquid separator. The gas generator according to.
る冷却ポンプと、 前記純水の一部を冷却可能な冷却器と、 前記純水の一部を前記冷却器へ供給する流量を制御可能
な冷却バルブと、 を具備する、 請求項１又は２に記載のガス発生装置。3. The gas-liquid separator comprises a temperature sensor for measuring the temperature of the pure water contained therein, and the circulating water management unit transfers the pure water from the gas-liquid separator to the water electrolysis cell. A cooling pump configured to supply the cooling water, a cooling device capable of cooling a portion of the pure water, and a cooling valve capable of controlling a flow rate of supplying a portion of the pure water to the cooling device. Or the gas generator according to 2.
記水電解セルへ向かう第１配管の途中に接続され、 前記冷却器は、前記第１配管の前記冷却ポンプよりも前
記水電解セルに近い側から前記気液分離器へ向かう第２
配管の途中に接続され、 前記冷却バルブは、前記第２配管の前記冷却器と前記気
液分離器との間に接続される、 請求項３に記載のガス発生装置。4. The cooling pump is connected in the middle of a first pipe extending from the gas-liquid separator to the water electrolysis cell, and the cooler is provided in the water electrolysis cell rather than the cooling pump in the first pipe. From the side close to the second to the gas-liquid separator
The gas generator according to claim 3, which is connected in the middle of a pipe, and the cooling valve is connected between the cooler of the second pipe and the gas-liquid separator.
うに、前記冷却処理を行なう、 請求項３又は４に記載のガス発生装置。5. The gas generator according to claim 3, wherein the circulating water management unit performs the cooling process so that the temperature of the pure water in the gas-liquid separator becomes equal to or lower than a predetermined temperature.
る純水ポンプと、 前記純水の一部を純水再精製処理することが可能な純水
精製器と、 前記純水の一部を前記純水精製器へ供給する流量を制御
可能な純水バルブと、 を具備する、 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス発生装置。6. The gas-liquid separator comprises a pure water sensor for measuring the conductivity of pure water contained therein, and the circulating water management unit transfers the pure water from the gas-liquid separator to the water electrolysis cell. A pure water pump for supplying pure water, a pure water purifier capable of repurifying a portion of the pure water, and a flow rate for supplying a portion of the pure water to the pure water purifier. The controllable pure water valve, The gas generator of any one of Claim 1 thru | or 5 provided.
記水電解セルへ向かう第３配管の途中に接続され、 前記純水製造器は、前記第３配管の前記純水ポンプより
も前記水電解セルに近い側から前記気液分離器へ向かう
第４配管の途中に接続され、 前記純水バルブは、前記第４配管の前記純水精製器と前
記気液分離器との間に接続される、 請求項６に記載のガス発生装置。7. The pure water pump is connected in the middle of a third pipe extending from the gas-liquid separator to the water electrolysis cell, and the pure water generator is more than the pure water pump in the third pipe. The pure water valve is connected in the middle of a fourth pipe from the side closer to the water electrolysis cell to the gas-liquid separator, and the pure water valve is provided between the pure water purifier and the gas-liquid separator of the fourth pipe. The gas generator according to claim 6, which is connected.
に、前記純水再精製処理を行なう、 請求項６又は７に記載のガス発生装置。8. The gas according to claim 6, wherein the circulating water management unit performs the pure water repurification process when the conductivity of pure water in the gas-liquid separator is equal to or higher than a reference value. Generator.
ら取り出す配管に接続され、前記酸素を冷却する酸素放
熱部を更に具備する、 請求項１乃至８のいずれか一項に記載のガス発生装置。9. The oxygen heat dissipating unit, which is connected to a pipe for taking out oxygen of the gas-liquid separator from the gas-liquid separator, and cools the oxygen, further comprising: Gas generator.
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