JP2003306787A - 水素を生成する電解セルのためのガス生成システムおよび換気システム - Google Patents
水素を生成する電解セルのためのガス生成システムおよび換気システムInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れたガス生成システムおよび換気システム
を提供する。 【解決手段】 電気化学セルのための換気システムは、
制御ユニットと、制御ユニットと情報通信するセンサ
と、制御ユニットと作動上連結するファンと、を有す
る。センサは、換気システム内の状態を検知するよう構
成され、ファンは、センサが得た情報に応じて作動可能
である。
を提供する。 【解決手段】 電気化学セルのための換気システムは、
制御ユニットと、制御ユニットと情報通信するセンサ
と、制御ユニットと作動上連結するファンと、を有す
る。センサは、換気システム内の状態を検知するよう構
成され、ファンは、センサが得た情報に応じて作動可能
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気化学セルに関
し、特に電解セルのためのガス生成システムおよび換気
システムに関する。
し、特に電解セルのためのガス生成システムおよび換気
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】電気化学セルは、エネルギ変換デバイス
であり、通常電解セルまたは燃料セルのどちらかに分類
される。プロトン交換膜電解セルは、水を電気分解する
ことで水素および酸素ガスを発生させ、水素生成器とし
て機能できる。図１に従来技術のアノードフィード電解
セル１０を示し、それを以下では「セル１０」と称す
る。反応水１２が、酸素電極（アノード）１４にてセル
１０内へ供給され、酸素ガス１６、電子、および水素イ
オン（プロトン）１５が生成される。電源１８のプラス
端子をアノード１４に接続し、電源１８のマイナス端子
を水素電極（カソード）２０に接続することで、この化
学反応が促進される。酸素ガス１６および第一部分の水
２２が、セル１０から放出され、プロトン１５および第
二部分の水２４が、プロトン交換膜２６を通過してカソ
ード２０に至る。カソード２０では、水素ガス２８が生
成され、一般的にガス送出ラインを通じて排出される。
水素ガスに連行された第二部分の水２４も、カソード２
０から排出される。
であり、通常電解セルまたは燃料セルのどちらかに分類
される。プロトン交換膜電解セルは、水を電気分解する
ことで水素および酸素ガスを発生させ、水素生成器とし
て機能できる。図１に従来技術のアノードフィード電解
セル１０を示し、それを以下では「セル１０」と称す
る。反応水１２が、酸素電極（アノード）１４にてセル
１０内へ供給され、酸素ガス１６、電子、および水素イ
オン（プロトン）１５が生成される。電源１８のプラス
端子をアノード１４に接続し、電源１８のマイナス端子
を水素電極（カソード）２０に接続することで、この化
学反応が促進される。酸素ガス１６および第一部分の水
２２が、セル１０から放出され、プロトン１５および第
二部分の水２４が、プロトン交換膜２６を通過してカソ
ード２０に至る。カソード２０では、水素ガス２８が生
成され、一般的にガス送出ラインを通じて排出される。
水素ガスに連行された第二部分の水２４も、カソード２
０から排出される。
【０００３】電解セルシステムは、スタック状に重ねて
配置されたいくつかの別個のセルを含むことができ、そ
のスタック構造内に形成された注入および排出用導管を
通じて、反応水がそれらのセルに供給される。スタック
内のセルは連続的に配置され、各セルは、プロトン交換
膜をカソードとアノードとで挟んで構成される膜電極ア
センブリを含む。カソードまたはアノード、あるいはそ
の両方が、プロトン交換膜へのガス拡散を容易にするガ
ス拡散電極であることが可能である。各膜電極アセンブ
リは、そのアセンブリに隣接するフローフィールド（fl
ow field）に、流体的に連通している（in fluid commu
nication）。フローフィールドは、各個別セル内の流体
移動および膜水和を促進するよう構成された構造体によ
って画成される。
配置されたいくつかの別個のセルを含むことができ、そ
のスタック構造内に形成された注入および排出用導管を
通じて、反応水がそれらのセルに供給される。スタック
内のセルは連続的に配置され、各セルは、プロトン交換
膜をカソードとアノードとで挟んで構成される膜電極ア
センブリを含む。カソードまたはアノード、あるいはそ
の両方が、プロトン交換膜へのガス拡散を容易にするガ
ス拡散電極であることが可能である。各膜電極アセンブ
リは、そのアセンブリに隣接するフローフィールド（fl
ow field）に、流体的に連通している（in fluid commu
nication）。フローフィールドは、各個別セル内の流体
移動および膜水和を促進するよう構成された構造体によ
って画成される。
【０００４】水素ガスに連行された第二部分の水は、セ
ルのカソード側から排出された後、相分離ユニットに供
給され、水から水素ガスが分離される。それにより水素
ガスの収量を増大し、セルの全体的効率を向上させる。
得られた水素ガスは、燃料として使用するためにユニッ
トに直接供給してもよいし、あるいはシリンダまたは同
様のタイプの格納容器などの保管設備に供給することも
できる。
ルのカソード側から排出された後、相分離ユニットに供
給され、水から水素ガスが分離される。それにより水素
ガスの収量を増大し、セルの全体的効率を向上させる。
得られた水素ガスは、燃料として使用するためにユニッ
トに直接供給してもよいし、あるいはシリンダまたは同
様のタイプの格納容器などの保管設備に供給することも
できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】水素ガスを保管設備に
供給する場合、保管設備と共に換気システム（図示せ
ず）を利用することにより、放出された漏ガスの除去、
ならびに水素ガスの生成に関連する熱発生部品からの熱
の除去を実施することが考えられる。一般的には、気流
のストリームを通じてそのような換気が実施される。換
気システムは典型的には開ループシステムであるため、
気流は連続的であり、放出漏ガス検出量または熱発生量
などに対応して変動しない。一般的に、換気用気流スト
リームが制御されないために、電気化学セルの運転効率
が制限されている。
供給する場合、保管設備と共に換気システム（図示せ
ず）を利用することにより、放出された漏ガスの除去、
ならびに水素ガスの生成に関連する熱発生部品からの熱
の除去を実施することが考えられる。一般的には、気流
のストリームを通じてそのような換気が実施される。換
気システムは典型的には開ループシステムであるため、
気流は連続的であり、放出漏ガス検出量または熱発生量
などに対応して変動しない。一般的に、換気用気流スト
リームが制御されないために、電気化学セルの運転効率
が制限されている。
【０００６】既存の換気システムは、意図される目的に
おいては適切であるが、特に放出漏ガスの除去および発
生熱の除去に関して、改良の必要が残っている。したが
って、換気システムが組み込まれる電気化学システムの
効率を向上させるために、ガスを生成および格納する構
造体において実質的に完全なパージを実施可能にする換
気システムが、必要とされている。
おいては適切であるが、特に放出漏ガスの除去および発
生熱の除去に関して、改良の必要が残っている。したが
って、換気システムが組み込まれる電気化学システムの
効率を向上させるために、ガスを生成および格納する構
造体において実質的に完全なパージを実施可能にする換
気システムが、必要とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガス生成シス
テムであって、電気化学セルと、電気化学セルに流体的
に連通している(流体が通じるように:fluid communicat
ion)ガス保管設備と、電気化学セルおよびガス保管設備
に流体的に連通している換気システムと、を有し、換気
システムが、第一気圧が維持される第一ゾーンと、第一
気圧より低い第二気圧が維持される第二ゾーンとを含
む、ガス生成システムである。
テムであって、電気化学セルと、電気化学セルに流体的
に連通している(流体が通じるように:fluid communicat
ion)ガス保管設備と、電気化学セルおよびガス保管設備
に流体的に連通している換気システムと、を有し、換気
システムが、第一気圧が維持される第一ゾーンと、第一
気圧より低い第二気圧が維持される第二ゾーンとを含
む、ガス生成システムである。
【０００８】本発明はさらに、電気化学セルのための換
気システムであって、制御ユニットと、制御ユニットと
情報通信し、換気システム内の状態を検知するよう構成
されるセンサと、制御ユニットと作動上連結し、センサ
が得た情報に応じて作動することで換気システム内およ
び外部環境へ至る正の気流を発生させるファンと、を有
する換気システムである。
気システムであって、制御ユニットと、制御ユニットと
情報通信し、換気システム内の状態を検知するよう構成
されるセンサと、制御ユニットと作動上連結し、センサ
が得た情報に応じて作動することで換気システム内およ
び外部環境へ至る正の気流を発生させるファンと、を有
する換気システムである。
【０００９】他の実施形態によれば、水素保管設備に流
体的に連通し水素を生成する電解セルのための換気シス
テムは、第一ゾーンおよび第二ゾーンが画成されている
キャビネットと、キャビネットに設けられるセンサと、
センサと情報通信する制御ユニットと、キャビネットに
気流を供給し、第一ゾーンと第二ゾーンとの間に正圧を
維持するよう構成され、制御ユニットと情報通信し、セ
ンサが得た情報に応じて制御可能であるファンと、を有
し、第一ゾーンの気圧が第二ゾーンの気圧より高いこと
を特徴とする。
体的に連通し水素を生成する電解セルのための換気シス
テムは、第一ゾーンおよび第二ゾーンが画成されている
キャビネットと、キャビネットに設けられるセンサと、
センサと情報通信する制御ユニットと、キャビネットに
気流を供給し、第一ゾーンと第二ゾーンとの間に正圧を
維持するよう構成され、制御ユニットと情報通信し、セ
ンサが得た情報に応じて制御可能であるファンと、を有
し、第一ゾーンの気圧が第二ゾーンの気圧より高いこと
を特徴とする。
【００１０】さらなる実施形態によれば、水素を生成す
る電解セルに流体的に連通している水素保管設備のため
の換気システムは、水素保管設備の状態を感知する手段
と、水素保管設備の状態を感知する手段と作動上連結
し、水素保管設備のパージを実施する手段と、を有す
る。
る電解セルに流体的に連通している水素保管設備のため
の換気システムは、水素保管設備の状態を感知する手段
と、水素保管設備の状態を感知する手段と作動上連結
し、水素保管設備のパージを実施する手段と、を有す
る。
【００１１】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、優れたガス生成システムおよび換気システムを提
供することを目的とする。
あり、優れたガス生成システムおよび換気システムを提
供することを目的とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】上述および他の特徴は、以下の図
面および詳細な説明によって例示される。
面および詳細な説明によって例示される。
【００１３】例示的な実施形態を示す図面において、共
通の要素には同じ符号を付す。
通の要素には同じ符号を付す。
【００１４】図２に、電解セルシステムの代表的実施形
態を３０に示し、それを以下では「システム３０」と称
する。システム３０は一般的に、ガスクロマトグラフィ
における使用、燃料としての使用、および他の様々な用
途のための水素の生成に適している。以下に記載する改
良事項は電解セルに関連して説明されるが、それらの改
良点は電解セルや燃料セル等、特に再生可能燃料セルに
適用可能である。また、以下の説明および図面は、水の
電解による水素および酸素の生成に関するが、装置は他
の反応物からの他のガスの生成にも適用できる。
態を３０に示し、それを以下では「システム３０」と称
する。システム３０は一般的に、ガスクロマトグラフィ
における使用、燃料としての使用、および他の様々な用
途のための水素の生成に適している。以下に記載する改
良事項は電解セルに関連して説明されるが、それらの改
良点は電解セルや燃料セル等、特に再生可能燃料セルに
適用可能である。また、以下の説明および図面は、水の
電解による水素および酸素の生成に関するが、装置は他
の反応物からの他のガスの生成にも適用できる。
【００１５】システム３０は、水が供給され、反応水か
ら水素を生成できる電解セルを含む。システム３０で利
用される反応水は、水源３２に保管され、重力によっ
て、あるいはポンプ３８を通じて電解セルスタック４０
に供給される。供給ラインは、好ましくは可塑剤を含ま
ない透明の配管であり、その内部に設けられる導電セン
サ３４を含む。その導電センサ３４によって水の電位を
監視することで、水の純度を検出し、水がシステム３０
における利用に適することを保証する。
ら水素を生成できる電解セルを含む。システム３０で利
用される反応水は、水源３２に保管され、重力によっ
て、あるいはポンプ３８を通じて電解セルスタック４０
に供給される。供給ラインは、好ましくは可塑剤を含ま
ない透明の配管であり、その内部に設けられる導電セン
サ３４を含む。その導電センサ３４によって水の電位を
監視することで、水の純度を検出し、水がシステム３０
における利用に適することを保証する。
【００１６】セルスタック４０は、密閉構造体（図示せ
ず）内に封入された複数のセルを含み、その各セルは、
図１に関連して上述したセル１０に類似する。反応水
は、それらのセル構成部品に流体的連通を提供する多岐
管または他のタイプの導管（図示せず）によって受けら
れる。電源４２は、セルスタック４０内の各セルに電気
的に接続されており、水の解離を促進させる。電源４２
は、システム３０の動作を制御するセル制御システム
（図示せず）と作動上連結している。
ず）内に封入された複数のセルを含み、その各セルは、
図１に関連して上述したセル１０に類似する。反応水
は、それらのセル構成部品に流体的連通を提供する多岐
管または他のタイプの導管（図示せず）によって受けら
れる。電源４２は、セルスタック４０内の各セルに電気
的に接続されており、水の解離を促進させる。電源４２
は、システム３０の動作を制御するセル制御システム
（図示せず）と作動上連結している。
【００１７】酸素および水は、共通のストリームを通じ
てセルスタック４０を離れる。そのストリームは、酸素
および水を水源３２へ再循環させる。水源３２では、酸
素は大気中へ排出される。水を連行する水素のストリー
ムは、セルスタック４０から離れた後、水素−水分離装
置４４である気体−液体分離器または相分離タンクに供
給され、そこで気相と液相とが分離される。その水素−
水分離装置４４を以下では、「分離器４４」と称する。
そこから送出された水素ガス（分離器４４への水素スト
リームに比べて含水量が低い）は、乾燥ユニット４６で
さらに乾燥される。乾燥ユニット４６はたとえば、ディ
フューザ、圧力スイングアブソーバ(pressure swing ab
sorber)、乾燥剤などである。湿気を含んだこの時点の
水素ストリームは、約１ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）
から約１０，０００ｐｓｉを超過する範囲の気圧を有す
ることが可能である。水素ストリームの気圧は好ましく
は、約１ｐｓｉから約６０００ｐｓｉであり、用途によ
っては約１５００ｐｓｉから約２５００ｐｓｉが好適で
あり、また他の用途では約１００ｐｓｉから約２７５ｐ
ｓｉが好適である。
てセルスタック４０を離れる。そのストリームは、酸素
および水を水源３２へ再循環させる。水源３２では、酸
素は大気中へ排出される。水を連行する水素のストリー
ムは、セルスタック４０から離れた後、水素−水分離装
置４４である気体−液体分離器または相分離タンクに供
給され、そこで気相と液相とが分離される。その水素−
水分離装置４４を以下では、「分離器４４」と称する。
そこから送出された水素ガス（分離器４４への水素スト
リームに比べて含水量が低い）は、乾燥ユニット４６で
さらに乾燥される。乾燥ユニット４６はたとえば、ディ
フューザ、圧力スイングアブソーバ(pressure swing ab
sorber)、乾燥剤などである。湿気を含んだこの時点の
水素ストリームは、約１ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）
から約１０，０００ｐｓｉを超過する範囲の気圧を有す
ることが可能である。水素ストリームの気圧は好ましく
は、約１ｐｓｉから約６０００ｐｓｉであり、用途によ
っては約１５００ｐｓｉから約２５００ｐｓｉが好適で
あり、また他の用途では約１００ｐｓｉから約２７５ｐ
ｓｉが好適である。
【００１８】ごく微量の連行水素を含む水が、分離器４
４から低圧水素分離器４８を通って水源３２に戻され
る。低圧水素分離器４８は、減圧によって水ストリーム
から水素を離脱させ、さらにその後の水を、分離器４４
から排出された時点に比べて低圧にて水源３２に再循環
する。分離器４４は、さらにレリーズ５０を含む。レリ
ーズ５０は逃がし弁であってもよく、気圧または気圧差
が所定限界値を超えた場合に、水素を水素通気孔５２に
迅速に排出させる。
４から低圧水素分離器４８を通って水源３２に戻され
る。低圧水素分離器４８は、減圧によって水ストリーム
から水素を離脱させ、さらにその後の水を、分離器４４
から排出された時点に比べて低圧にて水源３２に再循環
する。分離器４４は、さらにレリーズ５０を含む。レリ
ーズ５０は逃がし弁であってもよく、気圧または気圧差
が所定限界値を超えた場合に、水素を水素通気孔５２に
迅速に排出させる。
【００１９】乾燥ユニット４６からの純水素は、水素保
管設備５４に供給される。水素保管設備５４は、セルス
タック４０に流体的に連通しており、換気システム（図
３から図７を参照しながら以下に説明する）内に設けら
れる。換気システムは、システム３０から離れて位置し
てもよいし、あるいはシステム３０に隣接して位置して
もよい。
管設備５４に供給される。水素保管設備５４は、セルス
タック４０に流体的に連通しており、換気システム（図
３から図７を参照しながら以下に説明する）内に設けら
れる。換気システムは、システム３０から離れて位置し
てもよいし、あるいはシステム３０に隣接して位置して
もよい。
【００２０】水素圧を監視するために、水素出力センサ
６４がシステム３０に組み込まれている。水素出力セン
サ６４は、適切なものであればいずれの出力センサでも
よく、流量センサ、質量流量計、もしくは、水素ライン
内のガス圧を電圧値または電流値に変換して計測する圧
力トランスジューサなどの他のいずれの量的検知デバイ
スも、制限なく含まれる。水素出力センサ６４は、電圧
値または電流値を圧力数値に変換できるトランスミッタ
６６にインタフェースされている。トランスミッタ６６
と作動上連結したディスプレイ（図示せず）を設け、た
とえば水素ライン上の水素出力センサ６４の位置にて、
圧力数値を目視できるようにしてもよい。トランスミッ
タ６６は、センサ信号を表示可能な数値に変換できるア
ナログ回路またはデジタルマイクロプロセッサなどの、
いずれかの適切な変換デバイスである。
６４がシステム３０に組み込まれている。水素出力セン
サ６４は、適切なものであればいずれの出力センサでも
よく、流量センサ、質量流量計、もしくは、水素ライン
内のガス圧を電圧値または電流値に変換して計測する圧
力トランスジューサなどの他のいずれの量的検知デバイ
スも、制限なく含まれる。水素出力センサ６４は、電圧
値または電流値を圧力数値に変換できるトランスミッタ
６６にインタフェースされている。トランスミッタ６６
と作動上連結したディスプレイ（図示せず）を設け、た
とえば水素ライン上の水素出力センサ６４の位置にて、
圧力数値を目視できるようにしてもよい。トランスミッ
タ６６は、センサ信号を表示可能な数値に変換できるア
ナログ回路またはデジタルマイクロプロセッサなどの、
いずれかの適切な変換デバイスである。
【００２１】電解セルシステム３０と共に換気システム
を用いることで、水素保管設備５４およびシステム３０
に関連の他の構成部分における、放出漏れ水素の蓄積を
散逸させることができる。図３に、その換気システムの
代表例の一つを７０に示す。換気システム７０は、ダク
ト構造体７６とファンとを含む。ファンは単数でも複数
でもよく、その一つを７２に示す。ファンは、関連のダ
クト構造体７６内に対流性の気流を発生させて熱を（た
とえば電気部品および圧縮機（単数または複数）など
の、システムに関連の熱発生機器から）除去し、システ
ム７０内に正圧のゾーンを維持させることにより、シス
テム運転時に蒸気が蓄積し得る領域をパージする。換気
システム７０はさらに、キャビネット７８を含む。キャ
ビネット７８は、水素保管設備５４を収容してもよく、
換気システム７０を内部に設置するためのシェルとな
る。
を用いることで、水素保管設備５４およびシステム３０
に関連の他の構成部分における、放出漏れ水素の蓄積を
散逸させることができる。図３に、その換気システムの
代表例の一つを７０に示す。換気システム７０は、ダク
ト構造体７６とファンとを含む。ファンは単数でも複数
でもよく、その一つを７２に示す。ファンは、関連のダ
クト構造体７６内に対流性の気流を発生させて熱を（た
とえば電気部品および圧縮機（単数または複数）など
の、システムに関連の熱発生機器から）除去し、システ
ム７０内に正圧のゾーンを維持させることにより、シス
テム運転時に蒸気が蓄積し得る領域をパージする。換気
システム７０はさらに、キャビネット７８を含む。キャ
ビネット７８は、水素保管設備５４を収容してもよく、
換気システム７０を内部に設置するためのシェルとな
る。
【００２２】キャビネット７８の壁内には、作業者がキ
ャビネット７８に出入りできるよう、第一アクセスハッ
チ７５を設けることが好ましい。
ャビネット７８に出入りできるよう、第一アクセスハッ
チ７５を設けることが好ましい。
【００２３】図４に示すように、ファンの運転のための
閉ループ制御システムをシステム７０に組み込むこと
で、キャビネット７８の換気を実施できる。制御システ
ムは、システム７０の運転に影響する種々の条件を検知
する様々なセンサ（その一つを７９に示す）と、それら
のセンサからの入力を受信する制御ユニット８１との間
の情報通信の維持を可能にする。制御システムが検出す
る変動値は、システム７０内の水素の有無、キャビネッ
ト７８内の気圧、システム７０内の温度、および気流量
などを含むが、それらに限定されない。センサからの入
力を分析することで、システム７０の適切な換気が実現
されるよう処置を講ずることができる。制御ユニット８
１は、センサからの信号に応じて、ファン（たとえばフ
ァン７２）からキャビネット内に導入される空気量を変
動させることでキャビネット７８内の気圧を調節するよ
う構成されている。キャビネット７８内の気流を変動さ
せることにより、キャビネット７８の内部が換気され、
キャビネット７８内のガスおよび／または熱が制御され
る。制御ユニット８１は、システム７０からのセンサ値
に応答するよう構成されている。
閉ループ制御システムをシステム７０に組み込むこと
で、キャビネット７８の換気を実施できる。制御システ
ムは、システム７０の運転に影響する種々の条件を検知
する様々なセンサ（その一つを７９に示す）と、それら
のセンサからの入力を受信する制御ユニット８１との間
の情報通信の維持を可能にする。制御システムが検出す
る変動値は、システム７０内の水素の有無、キャビネッ
ト７８内の気圧、システム７０内の温度、および気流量
などを含むが、それらに限定されない。センサからの入
力を分析することで、システム７０の適切な換気が実現
されるよう処置を講ずることができる。制御ユニット８
１は、センサからの信号に応じて、ファン（たとえばフ
ァン７２）からキャビネット内に導入される空気量を変
動させることでキャビネット７８内の気圧を調節するよ
う構成されている。キャビネット７８内の気流を変動さ
せることにより、キャビネット７８の内部が換気され、
キャビネット７８内のガスおよび／または熱が制御され
る。制御ユニット８１は、システム７０からのセンサ値
に応答するよう構成されている。
【００２４】図５に、キャビネット７８をさらに詳細に
示す。キャビネット７８は、平行六面体の構造体であ
り、床面８０と、床面８０から垂直に延伸する壁と、床
面８０の反対側に位置する天井とによって画成される。
この構造体はフレームを含み、その代表的実施形態の一
つを８２に示す。フレーム８２は、床面８０上に骨格支
持構造体を形成するよう配置された、直立部材８６と横
断部材８８とによって構成される。直立部材８６は、床
面８０の平面から垂直に延伸するよう位置される。横断
部材８８は、直立部材８６を所定位置に維持させるよう
補助する。横断部材８８および直立部材８６は、たとえ
ば図５に示すように、必要な構造的一体性を実現できる
構成であれば、トラス構造（図示せず）などのいずれの
構造に形成されていてもよい。フレーム８２に取り付け
られるパネル８４が、フレーム８２を囲う。それらのパ
ネル８４は、キャビネット７８への気流の流出または流
入を、許可あるいは禁止するよう、様々な様相に構成さ
れる。横断部材８８は、天井パネル９０を支持する。仕
切部材９２によって、キャビネット７８の各セクション
の境界が画成される。フレーム８２において二つの直立
部材８６の間に、第二アクセスハッチ９４が設けられ、
作業者がキャビネット７８に出入りできるよう構成され
ている。
示す。キャビネット７８は、平行六面体の構造体であ
り、床面８０と、床面８０から垂直に延伸する壁と、床
面８０の反対側に位置する天井とによって画成される。
この構造体はフレームを含み、その代表的実施形態の一
つを８２に示す。フレーム８２は、床面８０上に骨格支
持構造体を形成するよう配置された、直立部材８６と横
断部材８８とによって構成される。直立部材８６は、床
面８０の平面から垂直に延伸するよう位置される。横断
部材８８は、直立部材８６を所定位置に維持させるよう
補助する。横断部材８８および直立部材８６は、たとえ
ば図５に示すように、必要な構造的一体性を実現できる
構成であれば、トラス構造（図示せず）などのいずれの
構造に形成されていてもよい。フレーム８２に取り付け
られるパネル８４が、フレーム８２を囲う。それらのパ
ネル８４は、キャビネット７８への気流の流出または流
入を、許可あるいは禁止するよう、様々な様相に構成さ
れる。横断部材８８は、天井パネル９０を支持する。仕
切部材９２によって、キャビネット７８の各セクション
の境界が画成される。フレーム８２において二つの直立
部材８６の間に、第二アクセスハッチ９４が設けられ、
作業者がキャビネット７８に出入りできるよう構成され
ている。
【００２５】図６に、キャビネット７８の様々なセクシ
ョンの代表的なレイアウトの一つを示す。それらのセク
ションの一つは、水素保管設備５４である。他のセクシ
ョンとしては、電気部９８と、電気化学セルシステムか
らの水素ガスの配送（distribution）を実施するカスケ
ード部１００と、水素保管設備５４に流体的に連通して
いる水素分配ユニット１０２と、水素分配ユニット１０
２に流体的に連通している水素分配操作インタフェース
(hydrogen dispensing operator interface)１０４と、
圧縮機取付部１０６とが挙げられる。
ョンの代表的なレイアウトの一つを示す。それらのセク
ションの一つは、水素保管設備５４である。他のセクシ
ョンとしては、電気部９８と、電気化学セルシステムか
らの水素ガスの配送（distribution）を実施するカスケ
ード部１００と、水素保管設備５４に流体的に連通して
いる水素分配ユニット１０２と、水素分配ユニット１０
２に流体的に連通している水素分配操作インタフェース
(hydrogen dispensing operator interface)１０４と、
圧縮機取付部１０６とが挙げられる。
【００２６】図５および図６において、水素保管設備５
４は、複数の水素充填容器（図示せず）が保管可能に構
成されている。シリンダの場合もあるそれらの容器は、
電気化学セルシステムに流体的に連通しており、そこか
ら水素ガスの供給を受けている。図示のとおり水素保管
設備５４は、キャビネット７８の角部に設けられ、二つ
の仕切部材９２によって換気システム７０から隔離され
ている。水素保管設備５４の他の代表的実施形態では、
その二つの仕切部材９２が、一つの曲線状部材（図示せ
ず）によって置換される。また水素保管設備５４は、キ
ャビネット７８の二つの隣接する角部の間に設けられた
上、一つの曲線状部材または数個の仕切部材によってキ
ャビネット７８の他の構成部分から隔離されることも可
能である。
４は、複数の水素充填容器（図示せず）が保管可能に構
成されている。シリンダの場合もあるそれらの容器は、
電気化学セルシステムに流体的に連通しており、そこか
ら水素ガスの供給を受けている。図示のとおり水素保管
設備５４は、キャビネット７８の角部に設けられ、二つ
の仕切部材９２によって換気システム７０から隔離され
ている。水素保管設備５４の他の代表的実施形態では、
その二つの仕切部材９２が、一つの曲線状部材（図示せ
ず）によって置換される。また水素保管設備５４は、キ
ャビネット７８の二つの隣接する角部の間に設けられた
上、一つの曲線状部材または数個の仕切部材によってキ
ャビネット７８の他の構成部分から隔離されることも可
能である。
【００２７】水素保管設備５４は、図５に示すとおり、
その上端部が天井プレート１１０によって区切られてい
る。天井プレート１１０の内側表面が、キャビネット７
８の床面８０の水平面に対してだんだん低く傾斜するよ
う、天井プレート１１０が仕切部材９２に取り付けられ
ている。天井プレート１１０のその傾斜によって、キャ
ビネット７８の外側周縁部に隣接する天井プレート１１
０縁部では、キャビネット７８の内側部分に近接する天
井プレート１１０縁部に比べて、床面８０からの位置が
より高くなっている。天井プレート１１０の傾斜の程度
は、水素保管設備５４に保管されたの水素保管容器から
の漏れ放出が、傾斜天井プレート１１０を伝ってキャビ
ネット７８の外側周縁部に至り、水素保管設備５４の区
域外へ排出されることを可能にするものである。
その上端部が天井プレート１１０によって区切られてい
る。天井プレート１１０の内側表面が、キャビネット７
８の床面８０の水平面に対してだんだん低く傾斜するよ
う、天井プレート１１０が仕切部材９２に取り付けられ
ている。天井プレート１１０のその傾斜によって、キャ
ビネット７８の外側周縁部に隣接する天井プレート１１
０縁部では、キャビネット７８の内側部分に近接する天
井プレート１１０縁部に比べて、床面８０からの位置が
より高くなっている。天井プレート１１０の傾斜の程度
は、水素保管設備５４に保管されたの水素保管容器から
の漏れ放出が、傾斜天井プレート１１０を伝ってキャビ
ネット７８の外側周縁部に至り、水素保管設備５４の区
域外へ排出されることを可能にするものである。
【００２８】特に図６に示すように、電気部９８は、シ
ステム７０の運転に関連した電機部品（図示せず）が内
部に配置されるエンクロージャを含む。電気部９８は、
キャビネット７８の内部領域から流体的に封鎖されてい
る(fluidly sealed)。電気部ファン１１２が、ルーバ状
の開口部（図３の１１４に示す）の下に取り付けられ
る。エンクロージャはさらに、排気口１１６を含む。排
気口１１６は、電気部９８のエンクロージャの内部領域
と、キャビネット７８の内部環境との間の気流的連通を
実施し、かつ電気部９８内の正圧を維持するよう構成さ
れている。電気部９８のエンクロージャ内に設置された
電気部品は、換気システム７０内に設けられた様々なセ
ンサと、図４に示す制御ユニット８１との間の通信を実
現させることが考えられる。
ステム７０の運転に関連した電機部品（図示せず）が内
部に配置されるエンクロージャを含む。電気部９８は、
キャビネット７８の内部領域から流体的に封鎖されてい
る(fluidly sealed)。電気部ファン１１２が、ルーバ状
の開口部（図３の１１４に示す）の下に取り付けられ
る。エンクロージャはさらに、排気口１１６を含む。排
気口１１６は、電気部９８のエンクロージャの内部領域
と、キャビネット７８の内部環境との間の気流的連通を
実施し、かつ電気部９８内の正圧を維持するよう構成さ
れている。電気部９８のエンクロージャ内に設置された
電気部品は、換気システム７０内に設けられた様々なセ
ンサと、図４に示す制御ユニット８１との間の通信を実
現させることが考えられる。
【００２９】図３に示すとおり電気部９８は、ダクト構
造体７６を通じて、カスケード部１００に気流的に（気
体が通じるようにように：airflow communication)連通
されている。図６および図７に示すカスケード部１００
のエンクロージャは、下部ハウジング１２０と、その上
に位置する上部ハウジング１１８とによって構成され
る。仕切り１２６が、上部ハウジング１１８と下部ハウ
ジング１２０とを互いから隔離し、それらの間の流体的
連通は禁止されている。上部ハウジング１１８は、ダク
ト構造体７６を通じて電気部９８に気流的に連通されて
いる。上部カスケード部ファン７４によって空気が上部
ハウジング１１８へ導入され、ダクト構造体７６を通じ
て電気部９８へ循環される。そこで空気は、ルーバ状の
排気口１１６を通じて排出される。上部ハウジング１１
８はさらに、上部ハウジング１１８および下部ハウジン
グ１２０の外部表面に沿って延伸する縦型ダクト構造体
１２２を介して、キャビネット７８の内部に直接に気流
的に連通している。縦型ダクト構造体１２２を介した気
流によって、上部ハウジング１１８内を、フィルタ７３
を通じてキャビネット７８内にパージできる。上部カス
ケード部ファン７４は、約５００立方フィート／分（ｃ
ｆｍ）から約１５００ｃｆｍの空気をキャビネット７８
内に送れるような寸法になっている。
造体７６を通じて、カスケード部１００に気流的に（気
体が通じるようにように：airflow communication)連通
されている。図６および図７に示すカスケード部１００
のエンクロージャは、下部ハウジング１２０と、その上
に位置する上部ハウジング１１８とによって構成され
る。仕切り１２６が、上部ハウジング１１８と下部ハウ
ジング１２０とを互いから隔離し、それらの間の流体的
連通は禁止されている。上部ハウジング１１８は、ダク
ト構造体７６を通じて電気部９８に気流的に連通されて
いる。上部カスケード部ファン７４によって空気が上部
ハウジング１１８へ導入され、ダクト構造体７６を通じ
て電気部９８へ循環される。そこで空気は、ルーバ状の
排気口１１６を通じて排出される。上部ハウジング１１
８はさらに、上部ハウジング１１８および下部ハウジン
グ１２０の外部表面に沿って延伸する縦型ダクト構造体
１２２を介して、キャビネット７８の内部に直接に気流
的に連通している。縦型ダクト構造体１２２を介した気
流によって、上部ハウジング１１８内を、フィルタ７３
を通じてキャビネット７８内にパージできる。上部カス
ケード部ファン７４は、約５００立方フィート／分（ｃ
ｆｍ）から約１５００ｃｆｍの空気をキャビネット７８
内に送れるような寸法になっている。
【００３０】下部ハウジング１２０は、キャビネット７
８の水素分配ユニット１０２に、気流的に連通してい
る。図３、図６、および図７に示す下部カスケード部フ
ァン７２は、上部カスケード部ファン７４と類似のもの
であり、空気を下部ハウジング１２０内へ導入し、その
空気を水素分配部１０２に排出する。水素分配部１０２
への空気の排出によってそこに正圧が生成されること
で、水素分配部１０２内に漏れ水素ガス蒸気があれば、
キャビネット７８の外へ排出される。
８の水素分配ユニット１０２に、気流的に連通してい
る。図３、図６、および図７に示す下部カスケード部フ
ァン７２は、上部カスケード部ファン７４と類似のもの
であり、空気を下部ハウジング１２０内へ導入し、その
空気を水素分配部１０２に排出する。水素分配部１０２
への空気の排出によってそこに正圧が生成されること
で、水素分配部１０２内に漏れ水素ガス蒸気があれば、
キャビネット７８の外へ排出される。
【００３１】図３から図７において、フレーム８２上に
設置されるパネル８４は、キャビネット７８の内部環境
と、隣接環境（すなわち、キャビネット７８の外）との
間に維持すべき流体の移動の度合いに応じた様々な構造
のものにできる。詳細には、キャビネット７８内および
キャビネット７８の各セクション内の気圧の上昇に応じ
て気流を維持すべき領域に設置されるパネル８４は、ル
ーバ状の排気口１２４を含むことが考えられる。たとえ
ば、圧縮機取付部１０６に隣接するパネル８４は、ルー
バ状排気口１２４を含む。ルーバ状排気口１２４は調節
可能であってもよく、たとえばその各羽根が、パネル８
４内に設けられた開口部を横切って設置され、その開口
部の両側において旋回軸上に支持される。それにより、
キャビネット７８の内部領域に気圧がかけられた時点
で、羽根が外側に旋回して開き、気圧を軽減する。その
気圧とは、キャビネット７８内の気圧の直接的上昇であ
る場合もあり、または、キャビネット７８の内部環境か
らキャビネット７８の外の隣接環境への、羽根間を通過
する対流性気流であってもよい。羽根は通常、大気圧よ
り約１ｐｓｉから約２ｐｓｉだけ高い気圧にて開放位置
へ旋回するよう構成される。各ルーバ状排気口の羽根
は、一つの羽根が開いた時点で全ての羽根が旋回して開
くよう連接されていてもよい。さらに、所定位置に固定
される場合も連接される場合も、羽根は下向きに傾斜
し、キャビネット７８に破片等が入る可能性を排除また
は少なくとも最小限にしている。ルーバ状排気口１２４
が設けられる他のパネルには、水素を分配するキャビネ
ット７８領域に隣接するパネルが含まれるが、それに限
定されない。
設置されるパネル８４は、キャビネット７８の内部環境
と、隣接環境（すなわち、キャビネット７８の外）との
間に維持すべき流体の移動の度合いに応じた様々な構造
のものにできる。詳細には、キャビネット７８内および
キャビネット７８の各セクション内の気圧の上昇に応じ
て気流を維持すべき領域に設置されるパネル８４は、ル
ーバ状の排気口１２４を含むことが考えられる。たとえ
ば、圧縮機取付部１０６に隣接するパネル８４は、ルー
バ状排気口１２４を含む。ルーバ状排気口１２４は調節
可能であってもよく、たとえばその各羽根が、パネル８
４内に設けられた開口部を横切って設置され、その開口
部の両側において旋回軸上に支持される。それにより、
キャビネット７８の内部領域に気圧がかけられた時点
で、羽根が外側に旋回して開き、気圧を軽減する。その
気圧とは、キャビネット７８内の気圧の直接的上昇であ
る場合もあり、または、キャビネット７８の内部環境か
らキャビネット７８の外の隣接環境への、羽根間を通過
する対流性気流であってもよい。羽根は通常、大気圧よ
り約１ｐｓｉから約２ｐｓｉだけ高い気圧にて開放位置
へ旋回するよう構成される。各ルーバ状排気口の羽根
は、一つの羽根が開いた時点で全ての羽根が旋回して開
くよう連接されていてもよい。さらに、所定位置に固定
される場合も連接される場合も、羽根は下向きに傾斜
し、キャビネット７８に破片等が入る可能性を排除また
は少なくとも最小限にしている。ルーバ状排気口１２４
が設けられる他のパネルには、水素を分配するキャビネ
ット７８領域に隣接するパネルが含まれるが、それに限
定されない。
【００３２】ルーバ状開口部を通常含まないパネル８４
は、水素保管設備５４の領域に隣接するパネルである。
それらのパネルは、自然の気流を維持可能なスロットあ
るいは類似の構成の他の開口部を含む。スロットは通
常、パネル表面内に横向きに設けられる。各スロットの
上縁部は、各スロットの下縁部の上方に張り出すような
寸法および構成になっており、それによってスロットが
破片等から少なくともある程度は保護される。
は、水素保管設備５４の領域に隣接するパネルである。
それらのパネルは、自然の気流を維持可能なスロットあ
るいは類似の構成の他の開口部を含む。スロットは通
常、パネル表面内に横向きに設けられる。各スロットの
上縁部は、各スロットの下縁部の上方に張り出すような
寸法および構成になっており、それによってスロットが
破片等から少なくともある程度は保護される。
【００３３】図２から図７を参照しながら、床面８０に
対する換気システム７０のレイアウトを説明する。説明
するレイアウトにおいてキャビネット７８は、第一アク
セスハッチ７５を含む面が正面であり、第二アクセスハ
ッチ９４を含む面が後面であり、水素分配ユニット１０
２が隣接配置される面が右面であり、右面の反対側の面
が左面である。電気部９８は、キャビネット７８の前左
角部に位置する。第一アクセスハッチ７５は、電気部９
８に隣接して前面に位置する。カスケード部１００は、
キャビネット７８の前面において、第一アクセスハッチ
７５に隣接し電気部９８の反対側に位置する。水素分配
操作インタフェース１０４は、キャビネット７８の前右
角部に位置する。電気部ファン１１２は、電気部９８の
前面に、その下縁に近接して設けられる。ファン７２
は、カスケード部１００の前面に、その下縁に近接して
配置され、ファン７４は、カスケード部１００の前面
に、その上縁に近接して配置される。各ファン７２，７
４，１１２は、ルーバによって覆われる。水素保管設備
５４は、後右角部に位置する。水素分配ユニット１０２
は、右面において、前および後の両右角部の間に位置す
る。圧縮機取付部１０６は、後左角部に位置する。第二
アクセスハッチ９４は、後面において、両後角部の間に
位置する。電解セルシステムとの接続は、キャビネット
７８の左面を通じて維持される。
対する換気システム７０のレイアウトを説明する。説明
するレイアウトにおいてキャビネット７８は、第一アク
セスハッチ７５を含む面が正面であり、第二アクセスハ
ッチ９４を含む面が後面であり、水素分配ユニット１０
２が隣接配置される面が右面であり、右面の反対側の面
が左面である。電気部９８は、キャビネット７８の前左
角部に位置する。第一アクセスハッチ７５は、電気部９
８に隣接して前面に位置する。カスケード部１００は、
キャビネット７８の前面において、第一アクセスハッチ
７５に隣接し電気部９８の反対側に位置する。水素分配
操作インタフェース１０４は、キャビネット７８の前右
角部に位置する。電気部ファン１１２は、電気部９８の
前面に、その下縁に近接して設けられる。ファン７２
は、カスケード部１００の前面に、その下縁に近接して
配置され、ファン７４は、カスケード部１００の前面
に、その上縁に近接して配置される。各ファン７２，７
４，１１２は、ルーバによって覆われる。水素保管設備
５４は、後右角部に位置する。水素分配ユニット１０２
は、右面において、前および後の両右角部の間に位置す
る。圧縮機取付部１０６は、後左角部に位置する。第二
アクセスハッチ９４は、後面において、両後角部の間に
位置する。電解セルシステムとの接続は、キャビネット
７８の左面を通じて維持される。
【００３４】電解セルシステムで生成された水素ガス
は、水素保管設備５４に収容される。換気システム７０
の運転時に、ファン７２、７４、および１１２はそれぞ
れ、カスケード部１００の下部１２０、カスケード部１
００の上部１１８、および電気部９８を通じて、空気を
キャビネット７８内に導入する。カスケード部１００の
下部１２０から導入された空気は、カスケード部１００
の下部１２０と水素分配ユニット１０２との間に正圧差
を発生させ、下部１２０内に高圧ゾーンを生成する。そ
の正圧により、下部１２０内に比べて低い気圧のゾーン
（水素分配ユニット１０２によって構成される）へ、空
気がフィルタ７３を通じて排出される。水素分配ユニッ
ト１０２と、キャビネット７８の外部環境との間の正圧
差によって、水素分配ユニット１０２から外部環境へ、
ルーバ状排気口１２４を通じて空気が排出される。それ
により、水素分配ユニット１０２内に存在し得る水素ガ
スは、キャビネット７８の外へ排出される。
は、水素保管設備５４に収容される。換気システム７０
の運転時に、ファン７２、７４、および１１２はそれぞ
れ、カスケード部１００の下部１２０、カスケード部１
００の上部１１８、および電気部９８を通じて、空気を
キャビネット７８内に導入する。カスケード部１００の
下部１２０から導入された空気は、カスケード部１００
の下部１２０と水素分配ユニット１０２との間に正圧差
を発生させ、下部１２０内に高圧ゾーンを生成する。そ
の正圧により、下部１２０内に比べて低い気圧のゾーン
（水素分配ユニット１０２によって構成される）へ、空
気がフィルタ７３を通じて排出される。水素分配ユニッ
ト１０２と、キャビネット７８の外部環境との間の正圧
差によって、水素分配ユニット１０２から外部環境へ、
ルーバ状排気口１２４を通じて空気が排出される。それ
により、水素分配ユニット１０２内に存在し得る水素ガ
スは、キャビネット７８の外へ排出される。
【００３５】ファン７４によってカスケード部１００の
上部１１８から導入された空気は、二つのチャネルへ進
められる。第一チャネルは、ダクト構造体７６を通じて
電気部９８に至る。第二チャネルは、縦型ダクト構造体
１２２を通り、同様にキャビネット７８内部へ排出す
る。キャビネット７８内の空気がルーバ状排気口１２４
を通じて排出されることにより、漏れ放出が圧縮機から
パージされる。電気部９８がキャビネット７８内部から
流体的に封鎖されているため、両チャネルによって、電
気部９８とキャビネット７８内部との間に正圧が維持さ
れる。そのようにして高圧ゾーンを生成することで、水
素ガスが電気部９８に入り込めなくなる。電気部９８の
高圧ゾーンによって、電気部９８内の空気は、キャビネ
ット７８内部からルーバ状排気口１１６を通じて排出さ
れる。
上部１１８から導入された空気は、二つのチャネルへ進
められる。第一チャネルは、ダクト構造体７６を通じて
電気部９８に至る。第二チャネルは、縦型ダクト構造体
１２２を通り、同様にキャビネット７８内部へ排出す
る。キャビネット７８内の空気がルーバ状排気口１２４
を通じて排出されることにより、漏れ放出が圧縮機から
パージされる。電気部９８がキャビネット７８内部から
流体的に封鎖されているため、両チャネルによって、電
気部９８とキャビネット７８内部との間に正圧が維持さ
れる。そのようにして高圧ゾーンを生成することで、水
素ガスが電気部９８に入り込めなくなる。電気部９８の
高圧ゾーンによって、電気部９８内の空気は、キャビネ
ット７８内部からルーバ状排気口１１６を通じて排出さ
れる。
【００３６】上述のとおり、水素保管設備５４内の水素
充填容器からの漏れ放出は、傾斜天井プレート１１０を
伝い、水素保管設備５４の外側境界を構成するパネル８
４内のスロットを通じて、キャビネット７８外部に排出
される。
充填容器からの漏れ放出は、傾斜天井プレート１１０を
伝い、水素保管設備５４の外側境界を構成するパネル８
４内のスロットを通じて、キャビネット７８外部に排出
される。
【００３７】本明細書では、電気化学セルシステム（た
とえば水素ガスを生成するもの）を開示する。電気化学
セルシステムは、電気化学セルに流体的に連通している
ガス保管設備（たとえばシリンダやタンクなど）と、電
気化学セルおよびガス保管設備に任意で、流体的に連通
および／または物理的に連結されている換気システム
と、を有する。換気システムは、第一気圧が維持される
第一ゾーンと、第二のより低い気圧が維持される第二ゾ
ーンとを含む。換気システムはまた、第一および第二ゾ
ーン内に気圧を維持するための、ファンまたはブロワー
などを有する。
とえば水素ガスを生成するもの）を開示する。電気化学
セルシステムは、電気化学セルに流体的に連通している
ガス保管設備（たとえばシリンダやタンクなど）と、電
気化学セルおよびガス保管設備に任意で、流体的に連通
および／または物理的に連結されている換気システム
と、を有する。換気システムは、第一気圧が維持される
第一ゾーンと、第二のより低い気圧が維持される第二ゾ
ーンとを含む。換気システムはまた、第一および第二ゾ
ーン内に気圧を維持するための、ファンまたはブロワー
などを有する。
【００３８】換気システムの代表的実施形態は、制御ユ
ニットと、制御ユニットと情報通信するセンサ（たとえ
ば圧力センサ、温度センサ、気流量センサ、またはガス
センサなど）と、制御ユニットと作動上連結する与圧機
（たとえばファンまたはブロワーなど）と、を有する。
センサは、換気システム内の状態を検知するよう構成さ
れる。与圧機は、以下の様々な要因に基づいて作動可能
であり得る（１）センサが得た情報に応じて（２）一定
の時間間隔にて（３）手動操作時に（４）電気化学セル
の状態に基づいて（たとえば運転中、停止中、運転の度
合いなど）ならびに、上記要因の少なくとも一つ以上の
組み合わせによって作動可能であり得る。与圧機は、換
気システム内に流体フロー（たとえば気流）を生成して
もよく、換気システム内に画成されたゾーン間に正圧を
維持することで、システム内およびその様々な構成部分
の周囲におけるガスフローの方向を確立するよう構成さ
れる。
ニットと、制御ユニットと情報通信するセンサ（たとえ
ば圧力センサ、温度センサ、気流量センサ、またはガス
センサなど）と、制御ユニットと作動上連結する与圧機
（たとえばファンまたはブロワーなど）と、を有する。
センサは、換気システム内の状態を検知するよう構成さ
れる。与圧機は、以下の様々な要因に基づいて作動可能
であり得る（１）センサが得た情報に応じて（２）一定
の時間間隔にて（３）手動操作時に（４）電気化学セル
の状態に基づいて（たとえば運転中、停止中、運転の度
合いなど）ならびに、上記要因の少なくとも一つ以上の
組み合わせによって作動可能であり得る。与圧機は、換
気システム内に流体フロー（たとえば気流）を生成して
もよく、換気システム内に画成されたゾーン間に正圧を
維持することで、システム内およびその様々な構成部分
の周囲におけるガスフローの方向を確立するよう構成さ
れる。
【００３９】水素を生成する電解セルのための換気シス
テムの代表的実施形態は、水素保管設備に流体的に連通
して設置され得る。その換気システムは、第一ゾーンお
よび第二ゾーンが画成されているキャビネットと、キャ
ビネットに設けられるセンサと、センサと情報通信する
制御ユニットと、キャビネットに気流を供給し、第一ゾ
ーンと第二ゾーンとの間に正圧を維持するよう構成され
るファンと、ファンに流体的に連通しているダクト構造
体と、を有する。ファンは、制御ユニットと情報通信
し、センサが得た情報に応じて制御可能であることも考
えられる。水素分配ユニット（水素分配操作インタフェ
ースを含んでもよい）がキャビネットに設置され、水素
保管設備に流体的に連通している。キャビネットは、骨
格支持構造体と、それに取り付けられるパネルとによっ
て構成される。
テムの代表的実施形態は、水素保管設備に流体的に連通
して設置され得る。その換気システムは、第一ゾーンお
よび第二ゾーンが画成されているキャビネットと、キャ
ビネットに設けられるセンサと、センサと情報通信する
制御ユニットと、キャビネットに気流を供給し、第一ゾ
ーンと第二ゾーンとの間に正圧を維持するよう構成され
るファンと、ファンに流体的に連通しているダクト構造
体と、を有する。ファンは、制御ユニットと情報通信
し、センサが得た情報に応じて制御可能であることも考
えられる。水素分配ユニット（水素分配操作インタフェ
ースを含んでもよい）がキャビネットに設置され、水素
保管設備に流体的に連通している。キャビネットは、骨
格支持構造体と、それに取り付けられるパネルとによっ
て構成される。
【００４０】キャビネットは、それに設けられたルーバ
を含む。ルーバは、キャビネットの壁を隔てて気圧が均
衡状態である場合には閉鎖し、キャビネット内の気圧が
キャビネットに隣接する環境における気圧より高い場合
には旋回して開くよう、構成されている。たとえばルー
バは、キャビネット内の気圧がキャビネットに隣接する
環境における気圧を、約１ポンド／平方インチ（ｐｓ
ｉ）だけ超過した場合に、旋回して開くよう構成され
る。
を含む。ルーバは、キャビネットの壁を隔てて気圧が均
衡状態である場合には閉鎖し、キャビネット内の気圧が
キャビネットに隣接する環境における気圧より高い場合
には旋回して開くよう、構成されている。たとえばルー
バは、キャビネット内の気圧がキャビネットに隣接する
環境における気圧を、約１ポンド／平方インチ（ｐｓ
ｉ）だけ超過した場合に、旋回して開くよう構成され
る。
【００４１】水素保管設備は、水素保管設備によって構
成される領域と、キャビネットによって構成される領域
との間の流体的連通を禁止するよう配置された仕切部材
を含む。仕切部材は、その端部の一つが、キャビネット
の周縁境界部に近接する位置にて第一の高さに設置さ
れ、その端部の反対側の端部が、キャビネットの周縁境
界部に近接する位置にて第二の高さに設置される。第一
の高さは、第二の高さより高い。水素保管設備は好まし
くは、キャビネットから流体的に封鎖されているが、キ
ャビネットに隣接する環境には流体的に連通している。
その流体的連通は、水素保管設備を囲むパネルに設けら
れたスロットを通じて実施される。
成される領域と、キャビネットによって構成される領域
との間の流体的連通を禁止するよう配置された仕切部材
を含む。仕切部材は、その端部の一つが、キャビネット
の周縁境界部に近接する位置にて第一の高さに設置さ
れ、その端部の反対側の端部が、キャビネットの周縁境
界部に近接する位置にて第二の高さに設置される。第一
の高さは、第二の高さより高い。水素保管設備は好まし
くは、キャビネットから流体的に封鎖されているが、キ
ャビネットに隣接する環境には流体的に連通している。
その流体的連通は、水素保管設備を囲むパネルに設けら
れたスロットを通じて実施される。
【００４２】水素を生成する電解セルに流体的に連通し
ている水素保管設備のための換気システムは、水素保管
設備の状態を感知する手段と、水素保管設備の状態を感
知する手段と作動上連結し、水素保管設備のパージを実
施する手段と、を有する。
ている水素保管設備のための換気システムは、水素保管
設備の状態を感知する手段と、水素保管設備の状態を感
知する手段と作動上連結し、水素保管設備のパージを実
施する手段と、を有する。
【００４３】上述したような換気システム７０は、水素
ガスの生成および保管に関連する装置からの放出漏れ水
素ガスの分散を促進させる。空気の導入および排出を様
々なポイントで実施することにより、換気システムは気
流を維持する。そのような気流は、キャビネットならび
に電気部の角部および天井における水素ガスの蓄積を効
果的に防止する。そのような水素ガスの完全かつ効果的
な除去は、電解セルシステムの継続的な効率的運転を実
現し、高コストのキャビネットおよび装置の必要性を排
除する。
ガスの生成および保管に関連する装置からの放出漏れ水
素ガスの分散を促進させる。空気の導入および排出を様
々なポイントで実施することにより、換気システムは気
流を維持する。そのような気流は、キャビネットならび
に電気部の角部および天井における水素ガスの蓄積を効
果的に防止する。そのような水素ガスの完全かつ効果的
な除去は、電解セルシステムの継続的な効率的運転を実
現し、高コストのキャビネットおよび装置の必要性を排
除する。
【００４４】好適な実施形態を参照しながら本発明を説
明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、数々の
変更が実施でき、本発明の要素を同等物で置換可能であ
ると、当業者には理解される。さらに、本発明の実質的
範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本
発明の教示に適用するための多くの修正を加えられる。
したがって本発明は、本発明の実施に関して考えられる
範囲で最適なモードとして開示された特定の実施形態に
限定されず、添付の請求項の範囲に含まれる全ての実施
形態を含むことを意図する。
明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、数々の
変更が実施でき、本発明の要素を同等物で置換可能であ
ると、当業者には理解される。さらに、本発明の実質的
範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本
発明の教示に適用するための多くの修正を加えられる。
したがって本発明は、本発明の実施に関して考えられる
範囲で最適なモードとして開示された特定の実施形態に
限定されず、添付の請求項の範囲に含まれる全ての実施
形態を含むことを意図する。
【００４５】
【発明の効果】本発明により優れたガス生成システムお
よび換気システムを提供することができる。
よび換気システムを提供することができる。
【図１】 従来技術のアノードフィード電解セルを示す
略図である。
略図である。
【図２】 電解セルシステムを組み込み可能なガス生成
装置を示す略図である。
装置を示す略図である。
【図３】 電解セルシステムと共に使用できる換気シス
テムを示す部分破断斜視図である。
テムを示す部分破断斜視図である。
【図４】 電解セルシステムと共に使用できる換気シス
テムを示す略図である。
テムを示す略図である。
【図５】 図３の換気システムを示す分解斜視図であ
る。
る。
【図６】 図３の換気システムの下部を示す斜視図であ
る。
る。
【図７】 図３の換気システムのカスケード部を示す斜
視図である。
視図である。
１ システム、３２ 水源、３４ 導電センサ、３８
ポンプ、４０ 電解セルスタック、４２ 電源、４４
水素−水分離装置、４６ 乾燥ユニット、４８低圧水素
分離器、５０ レリーズ、５２ 水素通気孔、５４ 水
素保管設備、６４ 水素出力センサ、６６ トランスミ
ッタ、７０ 換気システム、７２，１１２ ファン、７
５，９４ アクセスハッチ、７６，１２２ ダクト構造
体、７８ キャビネット、７９ センサ、８０ 床面、
８１ 制御ユニット、８２ フレーム、８６ 直立部
材、８８ 横断部材、９０ 天井パネル、９２ 仕切部
材、９８ 電気部、１００ カスケード部、１０２ 水
素分配ユニット、１０４水素分配操作インタフェース、
１０６ 圧縮機取付部、１１０ 天井プレート、１１４
開口部、１１６，１２４ 排気口、１１８，１２０
ハウジング、１２６ 仕切り。
ポンプ、４０ 電解セルスタック、４２ 電源、４４
水素−水分離装置、４６ 乾燥ユニット、４８低圧水素
分離器、５０ レリーズ、５２ 水素通気孔、５４ 水
素保管設備、６４ 水素出力センサ、６６ トランスミ
ッタ、７０ 換気システム、７２，１１２ ファン、７
５，９４ アクセスハッチ、７６，１２２ ダクト構造
体、７８ キャビネット、７９ センサ、８０ 床面、
８１ 制御ユニット、８２ フレーム、８６ 直立部
材、８８ 横断部材、９０ 天井パネル、９２ 仕切部
材、９８ 電気部、１００ カスケード部、１０２ 水
素分配ユニット、１０４水素分配操作インタフェース、
１０６ 圧縮機取付部、１１０ 天井プレート、１１４
開口部、１１６，１２４ 排気口、１１８，１２０
ハウジング、１２６ 仕切り。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１５年４月１６日（２００３．４．１
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 フレッド ミトリトスキー
アメリカ合衆国 カルフォルニア リバー
モア キャントン アベニュー 1125
(72)発明者 ジョン エフ ボイル
アメリカ合衆国 ペンシルバニア エマウ
ス キャンターバリー ドライブ 4848
(72)発明者 ルーク ティー ダルトン
アメリカ合衆国 コネチカット ポートラ
ンド ミッチェル ドライブ 36
(72)発明者 ブレイク マイヤーズ
アメリカ合衆国 カルフォルニア リバー
モア アーモンド サークル 4650
(72)発明者 ハッサン オバーヒ
アメリカ合衆国 マサチューセッツ ウエ
ストフィールド ベイツ ロード 119
(72)発明者 ジェイソン ケイ シープ
アメリカ合衆国 コネチカット ミドルタ
ウン リッジフィールド ドライブ 90
Ｆターム(参考） 4G068 DA01 DB23 DD12
4G075 AA05 BA05 BB02 BB04 CA20
DA01 EC21 FA12 FC01
4K021 AA01 BA02 BC07 CA15 DC03
Claims (20)
- 【請求項１】 ガス生成システムであって、 電気化学セルと、 前記電気化学セルに連通しているガス保管設備と、 前記電気化学セルおよび前記ガス保管設備に流体が通じ
るように連通している換気システムにおいて、第一気圧
が維持される第一ゾーンと、前記第一気圧より低い第二
気圧が維持される第二ゾーンとを含む換気システムと、 を有することを特徴とするガス生成システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載されるガス生成システム
であって、前記電気化学セルが水素ガスを生成すること
を特徴とするガス生成システム。 - 【請求項３】 請求項１に記載されるガス生成システム
であって、前記ガス保管設備がガスシリンダであること
を特徴とするガス生成システム。 - 【請求項４】 請求項１に記載されるガス生成システム
であって、前記換気システムが、前記第一ゾーン内の前
記第一気圧および前記第二ゾーン内の前記第二気圧を維
持するためのファンを含むことを特徴とするガス生成シ
ステム。 - 【請求項５】 請求項１に記載されるガス生成システム
であって、前記換気システムがさらに、 外部環境へ流体が通じるようにように連通している閉鎖
可能な開口部を含み、前記閉鎖可能開口部は、前記第二
ゾーン内の前記第二気圧が、大気圧に比べて約１ポンド
／平方インチだけ高い場合に開くよう構成されているこ
とを特徴とするガス生成システム。 - 【請求項６】 電気化学セルのための換気システムであ
って、 制御ユニットと、 前記制御ユニットと情報通信し、前記換気システム内の
状態を検知するよう構成されるセンサと、 前記制御ユニットと作動上連結し、前記センサが得た情
報に応じて作動することで前記換気システム内および外
部環境へ至る正の気流を発生させるファンと、を有する
換気システム。 - 【請求項７】 請求項６に記載される換気システムであ
って、前記ファンが、前記換気システム内に画成された
複数ゾーン間に正圧を維持するよう構成されることを特
徴とする換気システム。 - 【請求項８】 請求項６に記載の換気システムであっ
て、前記センサが、圧力センサ、ガスセンサ、気流量セ
ンサ、温度センサ、または前述のセンサのうちの少なく
とも一つを含む組み合わせからなることを特徴とする換
気システム。 - 【請求項９】 請求項６に記載される換気システムであ
って、前記電気化学セルが水素ガスを生成する電解セル
であることを特徴とする換気システム。 - 【請求項１０】 水素保管設備に連通し水素を生成する
電解セルのための換気システムであって、 第一ゾーンおよび第二ゾーンが画成されているキャビネ
ットと、 前記キャビネットに設けられるセンサと、 前記センサと情報通信する制御ユニットと、 前記キャビネットに気流を供給し、前記第一ゾーンと前
記第二ゾーンとの間に正圧を維持するよう構成され、前
記制御ユニットと情報通信し、前記センサが得た情報に
応じて制御可能であるファンと、を有し、 前記第一ゾーンの気圧が前記第二ゾーンの気圧より高い
ことを特徴とする換気システム。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の換気システムであ
ってさらに、前記第二ゾーンに設けられ、前記水素保管
設備に流体が通じるようにように連通している水素分配
ユニットを有することを特徴とする換気システム。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の換気システムであ
って、さらに前記水素分配ユニットに流体が通じるよう
にように連通している水素分配操作インタフェースを有
することを特徴とする換気システム。 - 【請求項１３】 請求項１０に記載される換気システム
であって、前記キャビネットが、骨格支持構造体と、そ
れに取り付けられるパネルとによって構成されることを
特徴とする換気システム。 - 【請求項１４】 請求項１０に記載される換気システム
であってさらに、 流体が通じないように封鎖された電気部、ファン、およ
び排気口を収容する第三ゾーンを有し、 前記ファンは、前記流体的に封鎖された電気部内に正圧
を維持するよう構成されることを特徴とする換気システ
ム。 - 【請求項１５】 請求項１０に記載される換気システム
であって、前記水素保管設備が、傾斜天井プレートと、
前記キャビネットおよび前記傾斜天井プレートの外部周
縁部に沿って設けられる通気孔と、を含むことを特徴と
する換気システム。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載の換気システムであ
って、 前記水素保管設備が、前記キャビネットに隣接する外部
環境に気流が通じるようにように連通しており、 前記連通が、前記水素保管設備を囲むパネルに設けられ
た固定開口部と、前記キャビネットおよび前記傾斜天井
プレートの外部周縁部に沿って設けられる通気孔とを通
じて実施されることを特徴とする換気システム。 - 【請求項１７】 請求項１０に記載される換気システム
であって、前記キャビネットはさらに、前記第二ゾーン
に流体が通じるようにように連通している閉鎖可能な開
口部を有し、前記第二ゾーン内と前記キャビネットに隣
接する環境との間に気圧の均衡状態が保たれている場合
に閉鎖し、前記第二ゾーン内の気圧が前記キャビネット
に隣接する環境における気圧より高い場合に開くよう構
成されていることを特徴とする換気システム。 - 【請求項１８】 請求項１７に記載の換気システムであ
って、前記閉鎖可能な開口部は、前記第二ゾーン内の気
圧が前記キャビネットに隣接する環境における気圧を約
１ポンド／平方インチだけ超過した場合に開くよう構成
されることを特徴とする換気システム。 - 【請求項１９】 水素を生成する電解セルに流体が通じ
るようにように連通している水素保管設備のための換気
システムであって、 前記水素保管設備の状態を感知する手段と、 前記水素保管設備の状態を感知する手段と作動上連結
し、前記水素保管設備のパージを実施する手段と、を有
することを特徴とする換気システム。 - 【請求項２０】 請求項１９に記載の換気システムであ
って、さらに、前記システムから流体が通じないように
封鎖された電気部内に正圧を維持する手段を有する、換
気システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US31908902P | 2002-01-22 | 2002-01-22 | |
| US60/319,089 | 2002-01-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003306787A true JP2003306787A (ja) | 2003-10-31 |
Family
ID=23240804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003013810A Pending JP2003306787A (ja) | 2002-01-22 | 2003-01-22 | 水素を生成する電解セルのためのガス生成システムおよび換気システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030148171A1 (ja) |
| EP (1) | EP1329537A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003306787A (ja) |
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| JP2008518183A (ja) * | 2004-10-26 | 2008-05-29 | レスピロニックス イン−エックス， インコーポレイテッド | 液化ガスおよびガスの貯蔵 |
| JP2013525604A (ja) * | 2010-04-19 | 2013-06-20 | エイチ−テック システムズ ゲー．エム．ベー．ハー． | 水素を電気的に製造する装置 |
| JP2019157266A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 水素システム |
| JP2021023902A (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-22 | 株式会社テックコーポレーション | 電解水生成装置 |
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| US7744733B2 (en) * | 2007-03-05 | 2010-06-29 | Proton Energy Systems, Inc. | Gas venting system |
| EP2130262B1 (en) | 2007-03-22 | 2011-06-29 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell system |
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| KR101415496B1 (ko) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | 포스코에너지 주식회사 | Mcfc 시스템용 환기 팬 제어장치 및 제어방법 |
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| JP6947698B2 (ja) * | 2018-07-05 | 2021-10-13 | 本田技研工業株式会社 | 水素製造装置 |
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| CN110656342A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-01-07 | 南通安思卓新能源有限公司 | 胶囊式可移动水电解制氢装置 |
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- 2003-01-21 EP EP03001164A patent/EP1329537A3/en not_active Withdrawn
- 2003-01-22 US US10/248,473 patent/US20030148171A1/en not_active Abandoned
- 2003-01-22 JP JP2003013810A patent/JP2003306787A/ja active Pending
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|---|---|
| EP1329537A2 (en) | 2003-07-23 |
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