【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水電解装置で発生する水素の圧力を制御する発生水素の圧力制御方法及び水素発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、水電解装置で発生した水素を貯蔵する水素発生装置は、例えば図２に示すようになっている。
図中の符番１は、水電解装置（ＳＰＷＥ）を示す。この水電解装置１の下流側には、バッファタンク２、圧縮機３、水素貯蔵容器４が順次配置されている。ここで、圧縮機３は、水電解装置１で発生する水素を昇圧する機能を有している。
【０００３】
ところで、圧縮機３の起動時には圧縮機３の入口側の圧力が乱れたり、低下することがある。従って、圧縮機３の起動時、圧縮機入口の圧力低下を防止するため及び圧力安定化のため、大容量のバッファタンク２が必要である。
【０００４】
図３は、従来の水素発生装置の一例を示す（特開２０００−２８１３０８号公報）。
この水素発生装置は、触媒層を有する改質管１ａとバーナ１ｂとを備えた改質器１と、改質ガスを加圧するための圧縮機２と、加圧された改質ガスから水素を分離精製する圧力スイング吸着装置（ＰＳＡ）３と、前記圧縮機２の吐出側の圧力を測定する圧力計４と、この圧力を制御する手段として圧縮機２の吐出側から吸い込み側に接続されたバイパス配管経路に設けた制御弁５と、触媒層温度を測定する温度計６と備えている。また、前記水素発生装置は、前記改質器１の温度が改質器１の耐熱性の観点から定めた所定の設定値を越えた場合に、前記圧縮機２の吐出圧力を上昇させ、前記改質器１の温度を設定値以下に低下させるような制御装置７を備えている。なお、前記ＰＳＡ３は、図示しないが、圧縮機２の吐出圧力上昇に合わせてＰＳＡ３の吸着圧力を上昇させるような調整弁を備えている。しかし、図３の水素発生装置は、改質器１の温度が変化すると圧縮機２の吐出側の圧力がかわるので、これを回避する為に水素精製後の残ガスを無駄に放出することなく、適正な改質器１の温度制御をしようとしたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２８１３０８号（第４−５頁、図１〜３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインで連結し、圧縮機の入口側の圧力を制御することにより、バッファタンクの容量を大きくすることなく、圧縮機の起動時、圧縮機入口の圧力低下の防止、圧力安定化をなし得る発生水素の圧力制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインでつなぎ、圧縮機の入口側の圧力を制御する構成とすることにより、バッファタンクの容量を大きくすることなく、圧縮機の起動時、圧縮機入口の圧力低下の防止、圧力安定化をなし得る水素発生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明は、水電解装置の下流側にバッファタンク、圧縮機、水素貯蔵容器を順次配置した水素発生装置で、水電解装置で発生した水素の圧力を制御する方法において、前記圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインで連結し、圧縮機の入口側の圧力を制御することを特徴とする発生水素の圧力制御方法である。
【０００９】
本願第２の発明は、水電解装置と、この水電解装置の下流側に順次配置された，バッファタンク、圧縮機及び水素貯蔵容器と、前記圧縮機の入口及び出口間をつなぐ，圧力調整弁を介装したバイパスラインとを具備することを特徴とする水素発生装置である。
【００１０】
本発明において、前記圧縮機をインバータ制御することにより、前記水電解装置の水素発生量叉は圧力の少なくともいずれか一方と同期をとりながら運転することが好ましい。前記圧力調整弁のみでも圧力を粗調整することはできるが、インバータ制御を加えることにより圧力調整弁で充分制御できない圧力の変動を微調整することができる。従って、前記圧力調整弁とインバータ制御を併用することにより、バッファタンクの容量を著しく小さくできる。なお、前記圧力調整弁としては、例えば楊程型の自立式調整弁が挙げられる。また、「インバータ制御」とは、圧縮機入口側の圧力が高い時叉は水素発生量が多い時は圧縮機の回転数を減らし、逆に圧縮機入口側の圧力が低い時叉は水素発生量が少ない時は圧縮機の回転数を増やすことを意味する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係る発生水素の圧力制御方法について図面を参照して説明する。
（実施例１）
図中の符番３１は、水電解装置（ＳＰＷＥ）を示す。この水電解装置３１の下流側には、バッファタンク３２、圧縮機３３、水素貯蔵容器３４が順次配置されている。ここで、圧縮機３３は、水電解装置３１で発生する水素を昇圧する機能を有している。前記圧縮機３３の入口及び出口は、圧力調整弁３５を介装したバイパスライン３６により連結されている。ここで、圧縮機３３の入口側の圧力が高い場合は、圧力調整弁３５の開度が自動的に減少することで圧縮機３３の出口側から入口側への還流量を減らす。また、圧縮機３３の入口側の圧力が低い場合は、圧力調整弁３５の開度が自動的に増加することで圧縮機３３の出口側から入口側への還流量を増やすような自律制御が成立し、圧縮機３３の入口側の圧力をほぼ一定に制御することができる。
【００１２】
このように、図１の水素発生装置は、水電解装置３１と、この水電解装置３１の下流側に順次配置された，バッファタンク３２、圧縮機３３及び水素貯蔵容器３４と、前記圧縮機３３の入口及び出口間をつなぐ，圧力調整弁３５を介装したバイパスライン３６を具備し、圧縮機３３の入口側の圧力を該圧力の高低に応じて制御する構成となっている。
【００１３】
実施例１によれば、前記圧縮機３３の入口及び出口を、圧力調整弁３５を介装したバイパスライン３６により連結し、圧縮機３３の入口側の圧力が低い場合は、圧力調整弁３５の開度が自動的に増加することで圧縮機３３の出口側から入口側への還流量を増やし、圧縮機３３の入口側の圧力をほぼ一定に制御することができる。従って、従来のように、バッファタンク３２の容量を大きくすることなく、圧縮機３５の起動時に、圧縮機３５の入口側の圧力が乱れたり、低下することを回避することができ、圧縮機３５の入口側の圧力を安定して維持することができる。
【００１４】
（実施例２）
図示しないが、本実施例２では、圧縮機をインバータ制御して、水電解装置の水素発生量と同期を取りながら運転することを特徴とする。なお、水素発生量の代わりに圧力もしくは両方と同期をとってもよい。
【００１５】
実施例２によれば、圧縮機をインバータ制御して、水電解装置の水素発生量と同期を取りながら運転することにより、上記実施例１のように圧力調整弁のみを用いた場合と比べて、バッファタンクの容量を更に小さくできる。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインで連結し、圧縮機の入口側の圧力を制御することにより、バッファタンクの容量を大きくすることなく、圧縮機の起動時、圧縮機入口の圧力低下の防止、圧力安定化をなし得る発生水素の圧力制御方法を提供できる。
【００１７】
また、前記圧縮機をインバータ制御して、水電解装置の水素発生量、圧力のいずれか一方と同期を取りながら運転すれば、更にバッファタンクの容量を小さくできる発生水素の圧力制御方法を提供できる。
【００１８】
また、本発明によれば、圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインでつなぎ、圧縮機の入口側の圧力を制御する構成とすることにより、バッファタンクの容量を大きくすることなく、圧縮機の起動時、圧縮機入口の圧力低下の防止、圧力安定化をなし得る水素発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る発生水素の圧力制御方法の説明図。
【図２】従来の発生水素の圧力制御方法の説明図。
【図３】従来の水素発生装置の説明図。
【符号の説明】
３１…水電解装置（ＳＰＷＥ）、
３２…バッファタンク、
３３…圧縮機、
３４…水素貯蔵容器、
３５…圧力調整弁、
３６…バイパスライン。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a generated hydrogen pressure control method for controlling the pressure of hydrogen generated in a water electrolysis device and a hydrogen generator.
[0002]
[Prior art]
As is well known, a hydrogen generator for storing hydrogen generated in a water electrolyzer is, for example, as shown in FIG.
Reference numeral 1 in the figure indicates a water electrolysis device (SPWE). On the downstream side of the water electrolysis device 1, a buffer tank 2, a compressor 3, and a hydrogen storage container 4 are sequentially arranged. Here, the compressor 3 has a function of increasing the pressure of hydrogen generated in the water electrolysis device 1.
[0003]
By the way, when the compressor 3 is started, the pressure on the inlet side of the compressor 3 may be disturbed or reduced. Therefore, when starting the compressor 3, a large-capacity buffer tank 2 is required to prevent a pressure drop at the compressor inlet and to stabilize the pressure.
[0004]
FIG. 3 shows an example of a conventional hydrogen generator (JP-A-2000-281308).
This hydrogen generator includes a reformer 1 having a reforming tube 1a having a catalyst layer and a burner 1b, a compressor 2 for pressurizing the reformed gas, and hydrogen from the pressurized reformed gas. A pressure swing adsorption device (PSA) 3 for separating and refining, a pressure gauge 4 for measuring the pressure on the discharge side of the compressor 2, and a means for controlling the pressure are connected from the discharge side to the suction side of the compressor 2. A control valve 5 provided in a bypass pipe route and a thermometer 6 for measuring a catalyst layer temperature are provided. Further, the hydrogen generator increases the discharge pressure of the compressor 2 when the temperature of the reformer 1 exceeds a predetermined set value determined from the viewpoint of heat resistance of the reformer 1, A control device 7 for lowering the temperature of the reformer 1 to a set value or lower is provided. Although not shown, the PSA 3 includes an adjustment valve that increases the adsorption pressure of the PSA 3 in accordance with the increase in the discharge pressure of the compressor 2. However, in the hydrogen generator shown in FIG. 3, when the temperature of the reformer 1 changes, the pressure on the discharge side of the compressor 2 changes, so that in order to avoid this, the residual gas after hydrogen purification is not wasted. This is intended to appropriately control the temperature of the reformer 1.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-281308 (pages 4-5, FIGS. 1-3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a buffer tank is connected by connecting an inlet and an outlet of a compressor by a bypass line provided with a pressure regulating valve and controlling the pressure on the inlet side of the compressor. It is an object of the present invention to provide a method for controlling the pressure of generated hydrogen which can prevent a pressure drop at the compressor inlet and stabilize the pressure when the compressor is started without increasing the capacity of the hydrogen.
[0007]
Further, the present invention increases the capacity of the buffer tank by connecting the inlet and outlet of the compressor with a bypass line interposed with a pressure regulating valve to control the pressure on the inlet side of the compressor. It is another object of the present invention to provide a hydrogen generator capable of preventing a pressure drop at the compressor inlet and stabilizing the pressure when the compressor is started.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The first invention of the present application is directed to a method for controlling the pressure of hydrogen generated in a water electrolysis apparatus, wherein the hydrogen generation apparatus includes a buffer tank, a compressor, and a hydrogen storage container sequentially arranged downstream of the water electrolysis apparatus. And an outlet of the compressor are connected by a bypass line interposed with a pressure regulating valve, and the pressure on the inlet side of the compressor is controlled.
[0009]
The second invention of the present application relates to a water electrolysis device, a buffer tank, a compressor, and a hydrogen storage container which are sequentially arranged downstream of the water electrolysis device, and a pressure regulating valve for connecting between an inlet and an outlet of the compressor. And a bypass line interposed therebetween.
[0010]
In the present invention, it is preferable that the compressor be operated while being synchronized with at least one of the hydrogen generation amount and the pressure by controlling the compressor with an inverter. Although the pressure can be roughly adjusted only by the pressure adjusting valve, the fluctuation of the pressure that cannot be sufficiently controlled by the pressure adjusting valve can be finely adjusted by adding the inverter control. Therefore, the capacity of the buffer tank can be significantly reduced by using both the pressure regulating valve and the inverter control. As the pressure regulating valve, for example, a free-standing type regulating valve of the Yangtze type is mentioned. Inverter control means that when the pressure at the compressor inlet is high or when the amount of hydrogen generated is large, the number of revolutions of the compressor is reduced, and when the pressure at the compressor inlet is low or hydrogen is generated. When the amount is small, it means that the number of revolutions of the compressor is increased.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a pressure control method for generated hydrogen according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Example 1)
Reference numeral 31 in the figure indicates a water electrolysis device (SPWE). Downstream of the water electrolysis device 31, a buffer tank 32, a compressor 33, and a hydrogen storage container 34 are sequentially arranged. Here, the compressor 33 has a function of increasing the pressure of hydrogen generated in the water electrolysis device 31. The inlet and outlet of the compressor 33 are connected by a bypass line 36 with a pressure regulating valve 35 interposed. Here, when the pressure on the inlet side of the compressor 33 is high, the amount of recirculation from the outlet side to the inlet side of the compressor 33 is reduced by automatically reducing the opening of the pressure regulating valve 35. In addition, when the pressure on the inlet side of the compressor 33 is low, autonomous control such as increasing the amount of recirculation from the outlet side to the inlet side of the compressor 33 by automatically increasing the opening of the pressure regulating valve 35 is performed. This holds true, and the pressure on the inlet side of the compressor 33 can be controlled to be substantially constant.
[0012]
As described above, the hydrogen generator of FIG. 1 includes a water electrolysis device 31, a buffer tank 32, a compressor 33, and a hydrogen storage container 34 which are sequentially arranged downstream of the water electrolysis device 31, And a bypass line 36 having a pressure regulating valve 35 interposed between the inlet and the outlet of the compressor 33 to control the pressure on the inlet side of the compressor 33 in accordance with the level of the pressure.
[0013]
According to the first embodiment, the inlet and the outlet of the compressor 33 are connected by a bypass line 36 having a pressure regulating valve 35 interposed therebetween. When the pressure on the inlet side of the compressor 33 is low, the pressure regulating valve 35 is By automatically increasing the opening, the amount of recirculation from the outlet side to the inlet side of the compressor 33 is increased, and the pressure on the inlet side of the compressor 33 can be controlled to be substantially constant. Therefore, it is possible to prevent the pressure on the inlet side of the compressor 35 from being disturbed or reduced when the compressor 35 is started, without increasing the capacity of the buffer tank 32 as in the related art. The pressure on the inlet side of can be maintained stably.
[0014]
(Example 2)
Although not shown, the second embodiment is characterized in that the compressor is operated by inverter control so as to operate in synchronization with the amount of hydrogen generated in the water electrolysis device. Note that, instead of the amount of generated hydrogen, the pressure may be synchronized with the pressure or both.
[0015]
According to the second embodiment, the compressor is controlled by the inverter and operated while synchronizing with the hydrogen generation amount of the water electrolysis device, so that the compressor is compared with the case where only the pressure regulating valve is used as in the first embodiment. The capacity of the buffer tank can be further reduced.
[0016]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the inlet and the outlet of the compressor are connected by a bypass line having a pressure regulating valve interposed therebetween, and the pressure on the inlet side of the compressor is controlled to thereby increase the capacity of the buffer tank. Without increasing the pressure, it is possible to provide a pressure control method for generated hydrogen that can prevent pressure drop at the compressor inlet and stabilize the pressure when the compressor is started.
[0017]
Further, if the compressor is operated by inverter control to operate in synchronization with either the hydrogen generation amount or the pressure of the water electrolysis device, a pressure control method of generated hydrogen that can further reduce the capacity of the buffer tank can be provided. .
[0018]
Further, according to the present invention, the capacity of the buffer tank is increased by connecting the inlet and the outlet of the compressor by a bypass line having a pressure regulating valve interposed therebetween and controlling the pressure on the inlet side of the compressor. Thus, it is possible to provide a hydrogen generator capable of preventing a pressure drop at the compressor inlet and stabilizing the pressure when the compressor is started.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a generated hydrogen pressure control method according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional pressure control method for generated hydrogen.
FIG. 3 is an explanatory view of a conventional hydrogen generator.
[Explanation of symbols]
31 ... water electrolysis device (SPWE),
32 ... buffer tank,
33 ... Compressor,
34 ... hydrogen storage container,
35 ... pressure regulating valve,
36 ... Bypass line.
