JP6712571B2 - Hydrogen/oxygen generator - Google Patents
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Description
本発明は、水素・酸素発生装置に関し、より詳しくは、水を電気分解して該電気分解による生成ガスとして陰極側に水素ガスを発生させるとともに陽極側に酸素ガスを発生させる水電解装置を備えた水素・酸素発生装置に関する。 The present invention relates to a hydrogen/oxygen generator, more specifically, a water electrolysis device that electrolyzes water to generate hydrogen gas on a cathode side as a product gas of the electrolysis and oxygen gas on an anode side. Hydrogen and oxygen generator.
近年、クリーンなエネルギー源として水素ガスを利用する機会が広がっており、このような水素ガスを得るための方法として水を電気分解して水素ガスとともに酸素ガスを発生させる方法が従来広く知られている。
このような水素・酸素発生装置を用いた水素ガスの製造方法では、下記特許文献１にも示されているように効率良く水素ガスを得る方法が検討されている。
In recent years, the opportunity to use hydrogen gas as a clean energy source has spread, and a method of electrolyzing water to generate oxygen gas together with hydrogen gas has been widely known as a method for obtaining such hydrogen gas. There is.
As a method for producing hydrogen gas using such a hydrogen/oxygen generator, a method for efficiently obtaining hydrogen gas has been studied as shown in Patent Document 1 below.
前記のような水素・酸素発生装置では、アルカリ電解液や純水などといった原料を貯留する貯留タンクから水電解装置までの間の原料の搬送を行うポンプや、水電解装置から排出された気液混合状態の気体と液体とを分離する気液分離タンクと前記貯留タンクまでの間の分離水の搬送を行うポンプなどといった各種の送水装置が利用されている。
これらの送水装置は、通常、外部系統電力によって運転されているため、これらの省エネルギー化を図ることが水素・酸素発生装置を効率良く運転する上において有効である。
なかでも、陽極側から酸素と純水が排出され、気液分離された後の水を再び水電解装置に供給するタイプの水素・酸素発生装置の場合は、例えば水素と酸素を発生させること、電気分解に伴い発生する熱で高温となる水電解モジュールの冷却・保護を行うことを目的として、水電解モジュールの陽極側に常に水を循環供給する必要がある。
水の循環供給に利用されるポンプの消費電力の割合は、水電解装置全体の消費電力の中でも比較的大きいため、水電解装置の運転効率向上にはポンプをはじめとする送水装置の消費電力の低減、すなわち省エネルギー化が非常に重要である。
そのため、送水装置の省エネルギー化が図られればこのような水素・酸素発生装置を効率良く運転する上において特に有効であると考えられる。
しかしながら、これまで送水装置の省エネルギー化に関しては十分な検討がなされておらず、このような形で効率化が図られた水素・酸素発生装置は、これまで提供されていない。
In the hydrogen/oxygen generator as described above, a pump for transporting raw materials between a storage tank that stores raw materials such as alkaline electrolyte and pure water and the water electrolysis apparatus, and gas/liquid discharged from the water electrolysis apparatus. Various water supply devices such as a pump that conveys separated water between a gas-liquid separation tank that separates a gas and a liquid in a mixed state and the storage tank are used.
Since these water supply devices are usually operated by external system power, it is effective to save energy in operating these hydrogen/oxygen generators efficiently.
Among them, in the case of a hydrogen/oxygen generator of the type in which oxygen and pure water are discharged from the anode side and water after gas-liquid separation is supplied to the water electrolysis device again, for example, to generate hydrogen and oxygen, For the purpose of cooling and protecting the water electrolysis module that becomes high temperature due to heat generated by electrolysis, it is necessary to constantly circulate and supply water to the anode side of the water electrolysis module.
Since the ratio of power consumption of the pump used for circulating water supply is relatively large in the power consumption of the entire water electrolysis device, in order to improve the operating efficiency of the water electrolysis device, the power consumption of the water supply device including the pump Reduction, that is, energy saving is very important.
Therefore, if energy saving of the water supply device is achieved, it is considered to be particularly effective for operating such a hydrogen/oxygen generator efficiently.
However, the energy saving of the water supply device has not been sufficiently studied so far, and the hydrogen/oxygen generating device which has been improved in efficiency in such a form has not been provided so far.
そこで本発明は、送水装置の省エネルギー化を図るとともに効率良く運転することが可能な水素・酸素発生装置を提供することを課題としている。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a hydrogen/oxygen generator capable of saving energy in a water supply device and operating efficiently.
本発明は、前記課題を解決すべく、水を電気分解する水電解装置を備え、該水電解装置が、前記電気分解による生成ガスとして陰極側に水素ガスを発生させるとともに陽極側に酸素ガスを発生させる水素・酸素発生装置であって、前記生成ガスで駆動するガス駆動式送水装置を備え、該ガス駆動式送水装置によって前記水電解装置で電気分解される水が搬送される水素・酸素発生装置を提供する。 The present invention, in order to solve the above problems, comprises a water electrolysis device for electrolyzing water, the water electrolysis device generates hydrogen gas on the cathode side as a gas produced by the electrolysis and oxygen gas on the anode side. A hydrogen/oxygen generating device for generating hydrogen/oxygen, comprising a gas-driven water supply device driven by the generated gas, wherein water electrolyzed by the water electrolysis device is carried by the gas-driven water supply device Provide a device.
水素・酸素発生装置では、通常、生成ガスは、生成したガス自身の圧力を利用し、特別な動力を利用することなく例えば、気液分離装置へ搬送されている。
そして、ガス駆動式送水装置を備えた本発明では、このような生成ガスの自然な流れにおけるエネルギーを利用して水が搬送されるため、送水装置の省エネルギー化が行われうる。
しかも、本発明では、電気分解が高負荷で行われて生成ガスが大量に発生している際には、ガス駆動式送水装置の動力源も大きなものになるため、ガス駆動式送水装置で多くの水を搬送できる。
その一方で、生成ガスの需要が低下して電気分解の負荷が低減する場面では、ガス駆動式送水装置による水の搬送量も低減されることになる。
従って、本発明の水素・酸素発生装置では、生成ガスの需要に伴う水の搬送量の調整が自動的に図られるという効果も発揮され得る。
In the hydrogen/oxygen generator, the produced gas is usually transferred to, for example, a gas-liquid separation device by utilizing the pressure of the produced gas itself and without using special power.
Further, in the present invention including the gas-driven water supply device, since water is transported by utilizing the energy in the natural flow of the generated gas, energy saving of the water supply device can be performed.
Moreover, in the present invention, when electrolysis is carried out at a high load and a large amount of generated gas is generated, the power source of the gas-driven water supply device also becomes large, so that the gas-driven water supply device is often used. Can carry water.
On the other hand, when the demand for the generated gas is reduced and the load of electrolysis is reduced, the amount of water transported by the gas-driven water supply device is also reduced.
Therefore, the hydrogen/oxygen generator of the present invention can also exert the effect of automatically adjusting the amount of water to be transported according to the demand for the generated gas.
以下に、本発明の好ましい実施の形態の水素・酸素発生装置について説明する。
ここでは、水電解装置での電気分解による生成ガスの内、水素ガスのみを有効利用し、酸素ガスを大気放出させるように構成された水素・酸素発生装置を例に本発明の実施形態について説明する。
また、本実施形態においては、陽極側を純水が循環供給される水循環極として用いている水素・酸素発生装置を例にして説明する。
Hereinafter, a hydrogen/oxygen generator according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
Here, an embodiment of the present invention will be described by taking as an example a hydrogen/oxygen generator configured to effectively utilize only hydrogen gas among gases produced by electrolysis in a water electrolysis device and release oxygen gas to the atmosphere. To do.
Further, in the present embodiment, a hydrogen/oxygen generator in which the anode side is used as a water circulation electrode for circulating and supplying pure water will be described as an example.
図１に示すように、本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、純水を電気分解して該電気分解による生成ガスとして陰極側に水素ガスを発生させるとともに陽極側に酸素ガスを発生させる水電解装置１を備え、前記陰極側及び前記陽極側の内の陽極側を前記純水が循環供給される水循環極としつつ前記電気分解を実施し得るように構成されている。 As shown in FIG. 1, the hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment electrolyzes pure water to generate hydrogen gas on the cathode side and oxygen gas on the anode side as a gas produced by the electrolysis. The water electrolysis device 1 is provided, and the electrolysis can be performed while the anode side of the cathode side and the anode side is a water circulation electrode to which the pure water is circulated and supplied.
前記水電解装置１は、固体高分子電解質膜を介して隣接された陽極室と陰極室とを有し、それぞれに配された電極板と前記固体高分子電解質膜とが１ユニットとされた固体高分子電解質膜ユニットを複数備えた水電解モジュール１ａと、該水電解モジュール１ａの電極板間に直流電流を印加するための電源装置１ｂとによって構成されている。 The water electrolysis apparatus 1 has an anode chamber and a cathode chamber which are adjacent to each other with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween, and an electrode plate and a solid polymer electrolyte membrane arranged in each are made into one unit solid. The water electrolysis module 1a includes a plurality of polymer electrolyte membrane units, and a power supply device 1b for applying a direct current between the electrode plates of the water electrolysis module 1a.
より詳しくは、本実施形態における水電解装置１は、前記水電解モジュール１ａの陽極室に供給した純水を電源装置１ｂによって与えられた電気エネルギーによって電気分解し、該陽極室において酸素ガスを発生させるとともに、同時に生成した水素イオンは電場の働きで前記固体高分子電解質膜内を移動し陰極室において電子を得て水素ガスとなるように構成されている。 More specifically, the water electrolysis apparatus 1 according to the present embodiment electrolyzes the pure water supplied to the anode chamber of the water electrolysis module 1a by the electric energy provided by the power supply device 1b to generate oxygen gas in the anode chamber. At the same time, the hydrogen ions produced at the same time move in the solid polymer electrolyte membrane by the action of an electric field to obtain electrons in the cathode chamber and become hydrogen gas.
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、前記水電解モジュール１ａの陽極側（陽極室）に供給する前記純水を貯留する純水貯留タンク２と、該純水貯留タンク２から前記水電解装置１の前記陽極側に前記純水を供給するための給水経路３と前記水電解モジュール１ａの陽極側から酸素ガスとともに排出される水を前記純水貯留タンク２に返送する返送経路４とを備えている。
即ち、水素・酸素発生装置１００には、前記給水経路３と前記返送経路４とを通って前記水電解装置１と前記純水貯留タンク２との間を純水が循環する循環経路が形成されている。
The hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment includes a pure water storage tank 2 for storing the pure water supplied to the anode side (anode chamber) of the water electrolysis module 1a, and the water electrolysis from the pure water storage tank 2. A water supply path 3 for supplying the pure water to the anode side of the apparatus 1 and a return path 4 for returning water discharged together with oxygen gas from the anode side of the water electrolysis module 1a to the pure water storage tank 2. I have it.
That is, the hydrogen/oxygen generator 100 is provided with a circulation path for circulating pure water between the water electrolysis apparatus 1 and the pure water storage tank 2 through the water supply path 3 and the return path 4. ing.
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、水電解モジュール１ａの陰極側から発生した湿潤状態の水素ガスを乾燥状態にするための水素気液分離装置５と、前記純水貯留タンク２に純水を補給するための水補給装置６をさらに備えている。 The hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment has a pure hydrogen storage tank 2 and a hydrogen gas-liquid separator 5 for drying the wet hydrogen gas generated from the cathode side of the water electrolysis module 1a. A water supply device 6 for supplying water is further provided.
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、水素気液分離装置５で湿潤状態の水素ガスから取り除かれた水の少なくとも一部を前記純水貯留タンク２に返送するための返送経路７と、水補給装置６の補給水タンク６１から純水貯留タンク２に純水を補給するための補給経路８とをさらに備えている。
なお、前記水素気液分離装置５には、水素ガスの移動経路に沿って、気液分離タンク５１と、除湿装置５２とが順に備えられている。
前記気液分離タンク５１は、水電解モジュール１ａから排出された湿潤状態の水素ガスを気液分離して主として液体状態の水を取り除くためのものである。
一方で、前記除湿装置５２は気液分離タンク５１を通過した後の水素ガスにミストや水蒸気となって含まれている水分を取り除くためのものである。
The hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment has a return path 7 for returning at least a part of water removed from the hydrogen gas in a wet state by the hydrogen gas-liquid separator 5 to the pure water storage tank 2. A replenishment path 8 for replenishing pure water from the makeup water tank 61 of the water replenishing device 6 to the pure water storage tank 2 is further provided.
The hydrogen gas-liquid separation device 5 is provided with a gas-liquid separation tank 51 and a dehumidification device 52 in order along the moving path of hydrogen gas.
The gas-liquid separation tank 51 is used for gas-liquid separating the wet hydrogen gas discharged from the water electrolysis module 1a to remove mainly liquid water.
On the other hand, the dehumidifying device 52 is for removing water contained in hydrogen gas after passing through the gas-liquid separation tank 51 as mist or water vapor.
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、水素気液分離装置５で除湿した水素ガスを一時貯留する、装置本体とは別のバッファータンク９１を備えたガス貯留装置９と、水素気液分離装置５から前記バッファータンク９１まで水素ガスを搬送するガス搬送経路１０と、酸素ガスを系外に排出するためのガス排出経路１１とを更に備えている。
なお、以下においては陽極側での水の返送経路４と陰極側からの水の返送経路７とを区別すべく、それぞれ「陽極側返送経路４」、及び、「陰極側返送経路７」と呼び分けることがある。
The hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment includes a gas storage device 9 that temporarily stores the hydrogen gas dehumidified by the hydrogen gas-liquid separation device 5 and that includes a buffer tank 91 that is different from the device body, and a hydrogen gas-liquid separation device. A gas transfer path 10 for transferring hydrogen gas from the device 5 to the buffer tank 91 and a gas discharge path 11 for discharging oxygen gas out of the system are further provided.
In the following, in order to distinguish the water return path 4 on the anode side and the water return path 7 from the cathode side, they are referred to as "anode side return path 4" and "cathode side return path 7", respectively. There are things to divide.
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、上記のように水電解装置１において電気分解するための純水が、給水経路３、陽極側返送経路４、陰極側返送経路７、及び、補給経路８などを通じて搬送される。
そのため、本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、それぞれの純水の搬送経路に送水装置が設けられている。
In the hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment, pure water for electrolysis in the water electrolyzer 1 as described above is supplied with water, the anode side return path 4, the cathode side return path 7, and the replenishment path. 8 and the like.
Therefore, in the hydrogen/oxygen generator 100 of this embodiment, a water supply device is provided in each of the pure water transfer paths.
前記給水経路３には、前記水電解装置１の陽極側に純水を循環供給するための送水装置として複数の送水装置が設けられており、そのうち１台はガス駆動式送水装置３１である。
なお、残りの送水装置の内の１つは、電力などで駆動されるタイプの送水装置（電力駆動式送水装置）である。
本実施形態においては、前記ガス駆動式送水装置３１と、電力駆動式送水装置３２との２台の送水装置が給水経路３に備えられている。
該給水経路３には、前記純水貯留タンク２から前記ガス駆動式送水装置３１を経由して前記水電解装置１へと至るメイン経路と、前記ガス駆動式送水装置３１を迂回して前記ガス駆動式送水装置３１を経由せずに前記純水貯留タンク２から前記水電解装置１へと至る迂回経路とを有する。
即ち、給水経路３には、前記ガス駆動式送水装置３１の上流側と下流側とをガス駆動式送水装置３１を介さずに結ぶバイパス部３ａが設けられている。
そして、前記電力駆動式送水装置３２はこのバイパス部３ａに設けられている。
The water supply path 3 is provided with a plurality of water supply devices as water supply devices for circulating and supplying pure water to the anode side of the water electrolysis device 1, one of which is a gas-driven water supply device 31.
It should be noted that one of the remaining water supply devices is a type of water supply device driven by electric power or the like (power-driven water supply device).
In the present embodiment, two water supply devices, the gas-driven water supply device 31 and the power-driven water supply device 32, are provided in the water supply path 3.
The water supply path 3 includes a main path from the pure water storage tank 2 to the water electrolysis apparatus 1 via the gas-driven water supply apparatus 31, and a gas bypassing the gas-driven water supply apparatus 31. It has a bypass route from the pure water storage tank 2 to the water electrolysis device 1 without passing through the drive type water supply device 31.
That is, the water supply path 3 is provided with a bypass portion 3 a that connects the upstream side and the downstream side of the gas-driven water supply device 31 without the gas-driven water supply device 31.
The power-driven water supply device 32 is provided in the bypass section 3a.
本実施形態におけるガス排出経路１１は、前記ガス駆動式送水装置３１を介して酸素ガスを系外に放出するように設けられている。
言い換えれば、前記ガス駆動式送水装置３１は、電気分解による生成ガスたる酸素ガスによって駆動されるように備えられている。
The gas discharge path 11 in the present embodiment is provided so as to release oxygen gas to the outside of the system via the gas-driven water supply device 31.
In other words, the gas-driven water supply device 31 is provided so as to be driven by oxygen gas, which is a gas produced by electrolysis.
本実施形態における水素・酸素発生装置１００は、陰極側返送経路７も給水経路３と同様に構成されている。
即ち、陰極側返送経路７には、気液分離タンク５１で分離された水を陽極側の循環経路に返送するための送水装置としてガス駆動式送水装置７１が設けられている。
また、陰極側返送経路７には、ガス駆動式送水装置７１を迂回するバイパス部７ａが設けられており、該バイパス部７ａに電力駆動式送水装置７２が設けられている。
陰極側返送経路７に備えられたガス駆動式送水装置７１は、電気分解による生成ガスによって駆動される点においては給水経路３に設けられた第１のガス駆動式送水装置３１（以下、「第１ガス駆動式送水装置３１」ともいう）と共通するが、この陰極側返送経路７に備えられた第２のガス駆動式送水装置７１（以下、「第２ガス駆動式送水装置７１」ともいう）は、水素ガスを動力源としている点において酸素ガスを動力源としている第１ガス駆動式送水装置３１と異なっている。
In the hydrogen/oxygen generator 100 according to this embodiment, the cathode side return passage 7 is also configured in the same manner as the water supply passage 3.
That is, the cathode-side return passage 7 is provided with a gas-driven water supply device 71 as a water supply device for returning the water separated by the gas-liquid separation tank 51 to the circulation path on the anode side.
Further, the cathode-side return path 7 is provided with a bypass section 7a that bypasses the gas-driven water supply apparatus 71, and the power-driven water supply apparatus 72 is provided in the bypass section 7a.
The gas-driven water supply device 71 provided in the cathode-side return passage 7 is a first gas-driven water supply device 31 (hereinafter, referred to as “first The second gas-driven water supply device 71 (hereinafter, also referred to as the “second gas-driven water supply device 71 ”) is provided in the cathode side return path 7, although it is also common to the 1-gas-driven water supply device 31 ”. ) Is different from the first gas-driven water supply device 31 that uses oxygen gas as a power source in that hydrogen gas is used as a power source.
本実施形態における水素・酸素発生装置１００は、さらに、第３のガス駆動式送水装置（以下、「第３ガス駆動式送水装置」ともいう）を備えており、該第３ガス駆動式送水装置は、補給水タンク６１から純水貯留タンク２に純水を補給するための前記補給経路８に備えられている。
該補給経路８では、給水経路３や陰極側返送経路７と同様に第３ガス駆動式送水装置８１を迂回するバイパス部８ａが設けられ、該バイパス部８ａに電力駆動式送水装置８２が設けられている。
また、補給経路８に設けられた第３ガス駆動式送水装置８１は、給水経路３に設けられた第１ガス駆動式送水装置３１と同様に酸素ガスを動力源として利用するものとなっている。
The hydrogen/oxygen generator 100 according to the present embodiment further includes a third gas-driven water supply device (hereinafter, also referred to as “third gas-driven water supply device”), and the third gas-driven water supply device. Is provided in the replenishment path 8 for replenishing pure water from the makeup water tank 61 to the pure water storage tank 2.
In the replenishment path 8, a bypass section 8a that bypasses the third gas-driven water supply apparatus 81 is provided as in the water supply path 3 and the cathode side return path 7, and an electric power-driven water supply apparatus 82 is provided in the bypass section 8a. ing.
Further, the third gas-driven water supply device 81 provided in the supply path 8 uses oxygen gas as a power source, like the first gas-driven water supply device 31 provided in the water supply path 3. ..
前記第１ガス駆動式送水装置３１、前記第２ガス駆動式送水装置７１、及び、前記第３ガス駆動式送水装置８１としては、ダイヤフラムポンプやタービンポンプを採用することができる。
なお、本実施形態においてこれらの３つのガス駆動式送水装置３１，７１，８１を同じ送水装置とする必要はなく、例えば、第１ガス駆動式送水装置３１をガス駆動式ダイヤフラムポンプとし、第２ガス駆動式送水装置７１をガス駆動式タービンポンプなどとしてもよい。
本実施形態においてこれらのガス駆動式送水装置３１，７１，８１として用いる送水装置は、ダイヤフラムポンプ（ガス駆動式ダイヤフラムポンプ）であることが好ましい。
A diaphragm pump or a turbine pump can be adopted as the first gas-driven water supply device 31, the second gas-driven water supply device 71, and the third gas-driven water supply device 81.
In the present embodiment, these three gas-driven water supply devices 31, 71, 81 need not be the same water-supply device. For example, the first gas-driven water supply device 31 is a gas-driven diaphragm pump, and the second The gas-driven water supply device 71 may be a gas-driven turbine pump or the like.
The water supply device used as these gas-driven water supply devices 31, 71, 81 in the present embodiment is preferably a diaphragm pump (gas-driven diaphragm pump).
本実施形態において用いられることが好ましいガス駆動式ダイヤフラムポンプとしては、例えば、図２に示したようなものが挙げられる。
図２に例示のダイヤフラムポンプ２００は、搬送する液体を吸引する吸水口２１０と、吸引した水を排出する排水口２２０とを有し、吸水口２１０と、排水口２２０との間に液体を一時貯留するポンプ室２３０を有している。
該ダイヤフラムポンプ２００は、この吸水口２１０からポンプ室２３０までの間に第１の液体流路（以下「入水路２１１」ともいう）を備え、ポンプ室２３０から排水口２２０までの間に第２の液体流路（以下「排水路２２１」ともいう）を備えている。
Examples of the gas-driven diaphragm pump preferably used in this embodiment include those shown in FIG.
The diaphragm pump 200 illustrated in FIG. 2 has a water suction port 210 for sucking the liquid to be conveyed and a drain port 220 for discharging the sucked water, and the liquid is temporarily held between the water suction port 210 and the drain port 220. It has a pump chamber 230 for storing.
The diaphragm pump 200 includes a first liquid flow path (hereinafter, also referred to as “water inlet 211”) between the water suction port 210 and the pump chamber 230, and a second liquid flow path between the pump chamber 230 and the drain port 220. Liquid channel (hereinafter, also referred to as “drainage channel 221”).
前記入水路２１１とポンプ室２３０との間には開閉弁が備えられており、該開閉弁はポンプ室２３０への液体の入り口となる貫通孔を中央部に有する円環状の弁座２１２ａと、前記貫通孔を開閉する弁体として機能するチャッキボール２１２ｂとを備えている。
即ち、前記開閉弁は、弁座２１２ａの貫通孔よりも径大な球体であるチャッキボール２１２ｂが弁座２１２ａに当接されることによって貫通孔が塞がれて閉止状態となり、チャッキボール２１２ｂが弁座２１２ａから離れることで貫通孔の閉止が解除されて開放状態となるものである。
ポンプ室２３０と排水路２２１との間にも開閉弁（以下「排出弁２２２」ともいう）が備えられており、該排出弁２２２は、入水路２１１とポンプ室２３０との間に設けられた開閉弁（以下「流入弁２１２」ともいう）と同様の構成を有している。
即ち、排出弁２２２は、円環状の弁座２２２ａと、チャッキボール２２２ｂとを備えている。
An on-off valve is provided between the water inlet 211 and the pump chamber 230, and the on-off valve has an annular valve seat 212a having a through hole that serves as an inlet for liquid to the pump chamber 230 in the central portion. The check ball 212b functions as a valve body that opens and closes the through hole.
That is, in the on-off valve, the check ball 212b, which is a spherical body having a diameter larger than that of the through hole of the valve seat 212a, is brought into contact with the valve seat 212a to close the through hole, thereby closing the check ball 212b. When the through hole is released from the valve seat 212a, the closing of the through hole is released and the through hole is opened.
An on-off valve (hereinafter, also referred to as “exhaust valve 222”) is also provided between the pump chamber 230 and the drainage channel 221. The exhaust valve 222 is provided between the water inlet 211 and the pump chamber 230. It has the same configuration as the on-off valve (hereinafter also referred to as “inflow valve 212”).
That is, the discharge valve 222 includes an annular valve seat 222a and a check ball 222b.
前記流入弁２１２及び前記排出弁２２２は、何れも、チャッキボール２１２ｂ，２２２ｂが弁座２１２ａ，２２２ａの下流側に備えられている。
即ち、前記流入弁２１２では、弁座２１２ａの貫通孔がポンプ室側に設けられたチャッキボール２１２ｂによって閉塞されているのに対し、排出弁２２２では、排水路側に設けられたチャッキボール２２２ｂによって弁座２２２ａの貫通孔が閉塞されている。
In both the inflow valve 212 and the discharge valve 222, check balls 212b and 222b are provided on the downstream side of the valve seats 212a and 222a.
That is, in the inflow valve 212, the through hole of the valve seat 212a is closed by the check ball 212b provided on the pump chamber side, whereas the discharge valve 222 is closed by the check ball 222b provided on the drain passage side. The through hole of the seat 222a is closed.
ダイヤフラムポンプ２００は、ポンプ室２３０に隣接したガス室２４０を備え、該ガス室２４０とポンプ室２３０との間がダイヤフラム２５０によって仕切られている。
ダイヤフラムポンプ２００は、水電解装置で発生した生成ガス（酸素）を前記ガス室２４０に供給し得るように構成されており、前記ガス室２４０への酸素の供給を制御するガス制御部２６０を備えている。
The diaphragm pump 200 includes a gas chamber 240 adjacent to the pump chamber 230, and the gas chamber 240 and the pump chamber 230 are partitioned by a diaphragm 250.
The diaphragm pump 200 is configured to be able to supply the generated gas (oxygen) generated in the water electrolysis device to the gas chamber 240, and includes a gas control unit 260 that controls the supply of oxygen to the gas chamber 240. ing.
本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、ガス室２４０へ酸素が供給されることでガス室内が加圧状態となりダイヤフラム２５０がポンプ室側へと移動するように構成されている。
そして本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、ポンプ室２３０の水がダイヤフラム２５０を介してガス室側から加圧されることで流入弁２１２が閉止状態となり排出弁２２２が開放状態となってポンプ室２３０の水が排水路２２１を通じて排出されるように構成されている。
なお、本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、前記ガス制御部２６０によってガス室２４０へ酸素が間欠的に供給されることでダイヤフラム２５０のポンプ室側への移動とガス室側への移動とが交互に生じるように構成されている。
即ち、本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、ダイヤフラム２５０のガス室側への移動に際し、ポンプ室２３０を負圧化し、排出弁２２２を閉止状態にするとともに流入弁２１２を開放状態として新たな水をポンプ室２３０に流入させうるように構成されており、このポンプ室２３０への水の流入とポンプ室２３０からの水の排出とを繰り返すことで水を搬送し得るように構成されている。
また、本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、ガス室２４０への酸素の供給周期によって水の搬送量を制御し得るように構成されている。
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、ガス室２４０への酸素の供給周期を制御するガス制御部２６０を備えることによって単位時間当たりにダイヤフラムポンプ２００を通過する酸素ガスの量が同じ場合でも水の搬送量をある程度の範囲内で変更することができ、水電解モジュール１ａの運転状況などに応じてキメ細かな運転ができるように構成されている。
The diaphragm pump 200 of the present embodiment is configured such that when gas is supplied to the gas chamber 240, the gas chamber is in a pressurized state and the diaphragm 250 moves to the pump chamber side.
In the diaphragm pump 200 of the present embodiment, the water in the pump chamber 230 is pressurized from the gas chamber side via the diaphragm 250, so that the inflow valve 212 is closed and the discharge valve 222 is opened. The water is discharged through the drainage channel 221.
In the diaphragm pump 200 of the present embodiment, the gas control unit 260 intermittently supplies oxygen to the gas chamber 240 so that the diaphragm 250 moves to the pump chamber side and moves to the gas chamber side alternately. It is configured to occur in.
That is, the diaphragm pump 200 of the present embodiment, when moving the diaphragm 250 to the gas chamber side, creates a negative pressure in the pump chamber 230, closes the discharge valve 222 and opens the inflow valve 212 to generate new water. The pump chamber 230 is configured to be allowed to flow in, and the water can be transported by repeating the flow of water into the pump chamber 230 and the discharge of water from the pump chamber 230.
Further, the diaphragm pump 200 of the present embodiment is configured so as to control the amount of water conveyed by the cycle of supplying oxygen to the gas chamber 240.
The hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment includes the gas control unit 260 that controls the supply cycle of oxygen to the gas chamber 240, so that even if the amount of oxygen gas passing through the diaphragm pump 200 per unit time is the same. The amount of water transported can be changed within a certain range, and fine operation can be performed according to the operating conditions of the water electrolysis module 1a.
本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、ポンプ室２３０、ガス室２４０、ダイヤフラム２５０、流入弁２１２、排出弁２２２などといった水を搬送するための機構をもう一組備えている。
ダイヤフラムポンプ２００は、一方の機構においてダイヤフラム２５０をポンプ室側に移動させて水を排出している際に他方の機構においてダイヤフラム２５０をガス室側に移動させて水を吸引させ得るようにポンプ室２３０とガス室２４０との並びが一方の機構と他方の機構とで逆（対称）になっており、且つ、これらのダイヤフラム２５０，２５０どうしがピストンロッド２７０によって連結されている。
The diaphragm pump 200 of this embodiment includes another set of mechanisms for transporting water, such as a pump chamber 230, a gas chamber 240, a diaphragm 250, an inflow valve 212, and an exhaust valve 222.
The diaphragm pump 200 is configured so that one mechanism moves the diaphragm 250 to the pump chamber side to discharge water, and the other mechanism moves the diaphragm 250 to the gas chamber side to suck water. The arrangement of 230 and the gas chamber 240 is opposite (symmetrical) between the one mechanism and the other mechanism, and these diaphragms 250, 250 are connected by the piston rod 270.
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、水電解モジュール１ａにて高負荷で電気分解が実施されて大量の酸素ガスが発生する際にはこのダイヤフラムポンプ２００も大きな動力源が確保されるため、循環経路を通じて多くの水を循環させることができる。
また、本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、ガス貯留装置９における水素ガスの貯留量や水素貯留圧力が十分なものとなって水電解モジュール１ａでの電気分解の必要性が低下した際には、酸素ガスの発生量を低下させてダイヤフラムポンプ２００による水の搬送量を低減させることができる。
このように本実施形態の水素・酸素発生装置１００においては、水電解モジュール１ａでの水消費量に応じて水の搬送量が自動的に変化され得る。
In the hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment, when the electrolysis is carried out at a high load in the water electrolysis module 1a and a large amount of oxygen gas is generated, the diaphragm pump 200 also secures a large power source. A lot of water can be circulated through the circulation route.
Further, in the hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment, when the storage amount of hydrogen gas and the hydrogen storage pressure in the gas storage device 9 become sufficient and the necessity of electrolysis in the water electrolysis module 1a decreases. First, the amount of oxygen gas generated can be reduced to reduce the amount of water conveyed by the diaphragm pump 200.
As described above, in the hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment, the amount of water transported can be automatically changed according to the amount of water consumed in the water electrolysis module 1a.
上記のように水電解モジュール１ａでの水消費量に応じて水の搬送量が自動的に変化される点については、陰極側の気液分離タンク５１で分離された水を陽極側の循環経路に返送するために設けられた前記第２ガス駆動式送水装置７１や補給水タンク６１から純水貯留タンク２に純水を補給するために設けられた前記第３ガス駆動式送水装置８１においても同じである。 Regarding the point that the amount of transported water is automatically changed according to the amount of water consumed in the water electrolysis module 1a as described above, the water separated in the gas-liquid separation tank 51 on the cathode side is used as the circulation path on the anode side. Also in the second gas driven water supply device 71 provided for returning to the above and the third gas driven water supply device 81 provided for supplying pure water from the makeup water tank 61 to the pure water storage tank 2. Is the same.
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、電力駆動式送水装置３２，７２，８２がガス駆動式送水装置３１，７１，８１と併設されているのでガス駆動式送水装置３１，７１，８１で搬送可能な量を超えた水の搬送が必要になった場合においても電力駆動式送水装置３２，７２，８２で対応可能となっている。
例えば、水電解モジュール１ａは、電気分解を行っている運転モードから、電気分解を行っていない停止モードへと移行した際には、水電解モジュール１ａが電気分解に伴い発生する熱によって高温になっている可能性がある。
そのため、水素・酸素発生装置１００は、水電解モジュール１ａが運転モードから停止モードへと移行した後も、水電解モジュール保護の観点から、しばらくは循環経路を使って水の循環を継続することが好ましい。
このとき、通常の場合では、ガス駆動式送水装置３１による水の搬送に十分な生成ガスが水電解モジュール１ａから発生することがないので、代わりに電力駆動式送水装置３２を運転させて水電解モジュール１ａからのガスの排出や水電解モジュール１ａの冷却を行えばよい。
また、水電解モジュール１ａが停止モードから運転モードとなった直後は、通常、ガス駆動式送水装置３１による水の搬送に十分な生成ガスが確保し難いため、代わりに電力駆動式送水装置３２を運転させて水電解モジュール１ａからのガスの生成や水電解モジュール１ａの冷却を行えばよい。
In the hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment, the power-driven water supply devices 32, 72, 82 are installed side by side with the gas-driven water supply devices 31, 71, 81. Even when it becomes necessary to transfer water in excess of the transferable amount, the power-driven water supply devices 32, 72, 82 can handle the problem.
For example, when the water electrolysis module 1a shifts from the operation mode in which electrolysis is performed to the stop mode in which electrolysis is not performed, the water electrolysis module 1a is heated to a high temperature due to heat generated by electrolysis. There is a possibility that
Therefore, the hydrogen/oxygen generator 100 may continue the circulation of water using the circulation path for a while even after the water electrolysis module 1a is changed from the operation mode to the stop mode, from the viewpoint of protecting the water electrolysis module. preferable.
At this time, in a normal case, since the generated gas sufficient for carrying water by the gas-driven water supply device 31 is not generated from the water electrolysis module 1a, the power-driven water supply device 32 is operated instead to drive the water electrolysis. Gas may be discharged from the module 1a and the water electrolysis module 1a may be cooled.
Immediately after the water electrolysis module 1a is switched from the stop mode to the operation mode, it is usually difficult to secure a sufficient amount of generated gas for the water transportation by the gas-driven water supply device 31, and therefore the power-driven water supply device 32 is used instead. It may be operated to generate gas from the water electrolysis module 1a and cool the water electrolysis module 1a.
電力駆動式送水装置３２の運転をできるだけ制限する上においては、水電解装置の陽極側に水を循環供給するための送水装置として１又は２以上のガス駆動式送水装置を設け、 酸素ガスと水素ガスとの両方で水の循環供給を可能にすることが好ましい。
即ち、本実施形態での水素ガスの製造に際しては、水電解モジュール１ａが停止モードとなる前に酸素ガスを系外に排出するのを抑制し、水素ガスでガス駆動式送水装置を駆動させて水電解モジュール１ａへの水の循環供給を実施しつつ一定量の加圧酸素ガスを系内に貯留し、水電解モジュール１ａが停止モードとなった後にこの加圧状態の酸素ガスでガス駆動式送水装置を駆動させて水電解モジュール１ａへの水の循環供給を継続させてもよい。
この場合、安全性を考慮して、水素ガスと酸素ガスとの混合を防止する意味において純水を水電解装置に循環供給するためのガス駆動式送水装置は、複数設けて水素ガス駆動用の送水装置と酸素ガス駆動用の送水装置とを個別に用意することが好ましい。
In limiting the operation of the power-driven water supply device 32 as much as possible, one or more gas-driven water supply devices are provided as water supply devices for circulating water to the anode side of the water electrolysis device, and oxygen gas and hydrogen are used. It is preferable to allow a circulating supply of water both with the gas.
That is, during the production of hydrogen gas in the present embodiment, it is possible to suppress the discharge of oxygen gas out of the system before the water electrolysis module 1a enters the stop mode and drive the gas-driven water supply device with hydrogen gas. While circulating and supplying water to the water electrolysis module 1a, a fixed amount of pressurized oxygen gas is stored in the system, and after the water electrolysis module 1a is in the stop mode, the oxygen gas in the pressurized state is gas driven. The water supply device may be driven to continue the circulating supply of water to the water electrolysis module 1a.
In this case, in consideration of safety, in order to prevent mixing of hydrogen gas and oxygen gas, a plurality of gas-driven water supply devices for circulating and supplying pure water to the water electrolysis device are provided to drive hydrogen gas. It is preferable to separately prepare a water supply device and a water supply device for driving oxygen gas.
水素・酸素発生装置１００は、陽極側の生成ガス（酸素ガス）に含まれる水素を検出して該生成ガスの水素濃度を測定するための水素濃度測定装置を備えていることが好ましい。
このような水素濃度測定装置を利用するのに際しては、例えば、酸素ガス中の水素濃度を常時監視し、安全上問題となる濃度、即ち爆発下限濃度に達した場合、水電解モジュール１ａへの水の循環供給を継続し、水電解モジュール１ａが十分冷却された後、装置を停止させるようにしてもよい。
It is preferable that the hydrogen/oxygen generator 100 includes a hydrogen concentration measuring device for detecting hydrogen contained in the generated gas (oxygen gas) on the anode side and measuring the hydrogen concentration of the generated gas.
When using such a hydrogen concentration measuring device, for example, the hydrogen concentration in the oxygen gas is constantly monitored, and when the concentration causing a safety problem, that is, the explosion lower limit concentration is reached, water for the water electrolysis module 1a is discharged. It is also possible to continue the circulation supply of the above and stop the apparatus after the water electrolysis module 1a is sufficiently cooled.
上記のような態様に代えて、例えば、図３に示すように、ガス駆動式送水装置３１の上流側（ａ）や下流側（ｂ）に水電解モジュール１ａが停止した後もガス駆動式送水装置３１を駆動させるための酸素を加圧状態で貯留するためのガスタンク３００を設けるようにしてもよい。
即ち、ガスタンク３００に貯留した加圧状態の酸素は、水電解モジュール１ａが停止した後の水の循環や水電解モジュール１ａが運転を開始する際の水の循環に利用することができる。
Instead of the above-described aspect, for example, as shown in FIG. 3, even after the water electrolysis module 1a is stopped on the upstream side (a) or the downstream side (b) of the gas-driven water supply device 31, the gas-driven water supply is performed. A gas tank 300 may be provided to store oxygen under pressure to drive the device 31.
That is, the pressurized oxygen stored in the gas tank 300 can be used for water circulation after the water electrolysis module 1a is stopped or water circulation when the water electrolysis module 1a starts operation.
本実施形態の水素・酸素発生装置１００を用いた水素ガスの製造方法においては、上記のように水電解装置で純水を電気分解して生成ガスとして陰極側に水素ガスを発生させるとともに陽極側に酸素ガスを発生させる電解工程と、水電解装置で電気分解される純水を搬送する水搬送工程とを実施し、電解工程と水搬送工程とを並行して行い、該水搬送工程での前記純水の搬送にガス駆動式送水装置を用い、且つ、該ガス駆動式送水装置の駆動に前記生成ガスを用いる。
このため、本実施形態の水素ガスの製造方法においては、純水の搬送に消費するエネルギーを節約することができ、効率良く水素ガスを製造することができる。
本実施形態の水素ガスの製造方法においては、エネルギー消費の大きな送水装置をガス駆動式送水装置とすることが好ましい。
このような点において本実施形態の水素ガスの製造方法では、前記水電解装置の陽極側に水を循環供給するための送水装置として前記ガス駆動式送水装置を用いることが好ましい。
In the method for producing hydrogen gas using the hydrogen/oxygen generator 100 of the present embodiment, as described above, the pure water is electrolyzed by the water electrolyzer to generate hydrogen gas as the generated gas on the cathode side and the anode side. In the electrolysis step of generating oxygen gas and a water transfer step of transferring pure water to be electrolyzed in the water electrolysis device, the electrolysis step and the water transfer step are performed in parallel, and the water transfer step is performed. A gas-driven water supply device is used to convey the pure water, and the generated gas is used to drive the gas-driven water supply device.
Therefore, in the method for producing hydrogen gas of the present embodiment, the energy consumed to convey pure water can be saved, and hydrogen gas can be produced efficiently.
In the method for producing hydrogen gas according to the present embodiment, it is preferable that the water supply device that consumes a large amount of energy is a gas-driven water supply device.
From this point of view, in the hydrogen gas production method of the present embodiment, it is preferable to use the gas-driven water supply device as a water supply device for circulating and supplying water to the anode side of the water electrolysis device.
本実施形態の水素ガスの製造方法においては、一般的なポンプなどの電力駆動式送水装置が前記ガス駆動式送水装置とともに純水の搬送に用いられることが好ましい。
さらに、本実施形態の水素ガスの製造方法においては、水電解装置の運転を停止した後も水電解装置に純水を流通させることが好ましく、水電解装置の運転停止前に酸素を加圧状態で貯留し、水電解装置の運転後にガス駆動式送水装置を用いて水の前記流通を実施させ、該ガス駆動式送水装置の駆動に前記貯留した酸素ガスを用いることが好ましい。
In the method for producing hydrogen gas according to the present embodiment, it is preferable that a power-driven water supply device such as a general pump is used together with the gas-driven water supply device for conveying pure water.
Further, in the method for producing hydrogen gas of the present embodiment, it is preferable to allow pure water to flow through the water electrolysis apparatus even after the operation of the water electrolysis apparatus is stopped, and oxygen is pressurized before the operation of the water electrolysis apparatus is stopped. It is preferable that the stored oxygen gas is used for driving the gas-driven water supply device by storing the water in the above-described manner and carrying out the flow of water using the gas-driven water supply device after the operation of the water electrolysis device.
なお、上記においてはガス駆動式送水装置としてダイヤフラムポンプを例示しているが、前記のように第１ガス駆動式送水装置３１、第２ガス駆動式送水装置７１、及び、第３ガス駆動式送水装置８１としては、図４に示したようなガス駆動式タービンポンプであってもよい。
図４に示す、タービンポンプ４００は、搬送する液体を吸引する吸水口４１０と、吸引した水を排出する排水口４２０とを有し、吸水口４１０と、排水口４２０との間に液体を
貯えるポンプ室４３０を有している。
該タービンポンプ４００は、このポンプ室４３０と排水口４２０との間に水を搬送するための羽根車を備えている。
また、タービンポンプ４００は、前記羽根車の動力源となるガスを取り入れる吸気口４４０と、吸気したガスを排出する排気口４５０とを有し、吸気口４４０と、排気口４５０との間にガス室４６０を備えている。
該タービンポンプ４００は、吸気口４４０からガス室４６０を通って排気口４５０へと流れるガスによって回転される羽根車を前記ガス室４６０に備えている。
前記ポンプ室４３０に設けられた第１の羽根車（以下「液体用羽根車４２１」ともいう）と、前記ガス室４６０に設けられた第２の羽根車（以下「ガス用羽根車４６１」ともいう）は、互いに連動するように備えられている。
本実施形態においては液体用羽根車４２１及びガス用羽根車４６１のそれぞれは、軸周りに回転可能で、共通する回転軸４７０で連結されることによって互いに連動するようになっている。
即ち、本実施形態のタービンポンプ４００は、ガス室４６０に生成ガスを流通させることでガス用羽根車４６１が回転し、該ガス用羽根車４６１と同じ回転軸に固定された液体用羽根車４２１がポンプ室内で回転することによって水が排水口４２０から排出されるように構成されている。
In addition, although the diaphragm pump is illustrated as the gas-driven water supply device in the above, as described above, the first gas-driven water supply device 31, the second gas-driven water supply device 71, and the third gas-driven water supply device. The device 81 may be a gas-driven turbine pump as shown in FIG.
The turbine pump 400 shown in FIG. 4 has a water suction port 410 for sucking the liquid to be conveyed and a drain port 420 for discharging the sucked water, and the liquid is stored between the water suction port 410 and the drain port 420. It has a pump chamber 430.
The turbine pump 400 includes an impeller for conveying water between the pump chamber 430 and the drainage port 420.
Further, the turbine pump 400 has an intake port 440 that takes in gas that serves as a power source of the impeller, and an exhaust port 450 that discharges the taken gas, and the gas is provided between the intake port 440 and the exhaust port 450. A chamber 460 is provided.
The turbine pump 400 includes, in the gas chamber 460, an impeller rotated by gas flowing from an intake port 440, a gas chamber 460, and an exhaust port 450.
A first impeller (hereinafter also referred to as "liquid impeller 421") provided in the pump chamber 430 and a second impeller (hereinafter also referred to as "gas impeller 461") provided in the gas chamber 460. Are provided so as to interlock with each other.
In the present embodiment, the impeller 421 for liquid and the impeller 461 for gas are each rotatable about an axis, and are linked by a common rotating shaft 470 so as to interlock with each other.
That is, in the turbine pump 400 of the present embodiment, the gas impeller 461 rotates by causing the generated gas to flow in the gas chamber 460, and the liquid impeller 421 fixed to the same rotation shaft as the gas impeller 461. Is rotated in the pump chamber so that water is discharged from the drain port 420.
前記のダイヤフラムポンプ２００では、ガス室へのガスの供給周期を制御することで水の搬送量を調整することができるが、該タービンポンプ４００では、ガス室４６０を通るガスの流速によって水の搬送量が調整される。 In the diaphragm pump 200 described above, the amount of water to be conveyed can be adjusted by controlling the gas supply cycle to the gas chamber. However, in the turbine pump 400, water is conveyed by the flow velocity of the gas passing through the gas chamber 460. The amount is adjusted.
水電解装置で電気分解される水を搬送するガス駆動式送水装置として前記タービンポンプ４００を用いる場合、図５に例示したように、前記回転軸４７０をモーター４８０などでも回転できるようにすれば、給水経路３、陰極側返送経路７、及び、補給経路８のそれぞれにおけるバイパス部３ａ，７ａ，８ａの設置や電力駆動式送水装置３２，７２，８２の設置を省略することもできる。
また、この場合、水の搬送動力のメインをモーター側とし、ガス用羽根車４６１の回転動力をサブとしてもよい。
即ち、循環水量をモーター４８０の回転数で制御し、当該モーター４８０の負荷をガス用羽根車４６１の回転によって軽減させるようにしてもよい。
このようにして電力でも駆動可能なガス駆動式送水装置を設置することで水素・酸素発生装置１００は、装置構成が簡略化できるとともに運転の制御も簡略化させることができる。
When the turbine pump 400 is used as the gas-driven water supply device that conveys water electrolyzed by the water electrolysis device, as shown in FIG. 5, if the rotating shaft 470 can be rotated by a motor 480 or the like, It is also possible to omit the installation of the bypass portions 3a, 7a, 8a and the power-driven water supply devices 32, 72, 82 in each of the water supply path 3, the cathode side return path 7, and the supply path 8.
Further, in this case, the main power of water transportation may be on the motor side, and the rotary power of the gas impeller 461 may be on the sub side.
That is, the circulating water amount may be controlled by the rotation speed of the motor 480, and the load of the motor 480 may be reduced by the rotation of the gas impeller 461.
In this way, by installing the gas-driven water supply device that can be driven by electric power, the hydrogen/oxygen generator 100 can have a simplified device configuration and simplified operation control.
前記ダイヤフラムポンプ２００についてもモーターを組み込んでもよい。
即ち、モーターの回転軸と、前記ピストンロッド２７０とのリンク機構としてクランクを採用し、モーターの回転運動をクランクによってレシプロ運動に変換するようにすれば前記ダイヤフラムポンプ２００も電力で駆動可能となる。
このような場合も、水素・酸素発生装置１００は、装置構成が簡略化できるとともに運転の制御も簡略化させることができる。
A motor may be incorporated in the diaphragm pump 200 as well.
That is, if a crank is adopted as a link mechanism between the rotary shaft of the motor and the piston rod 270 and the rotary motion of the motor is converted into the reciprocating motion by the crank, the diaphragm pump 200 can also be driven by electric power.
Even in such a case, the hydrogen/oxygen generator 100 can have a simplified device configuration and a simplified operation control.
尚、上記においてはガス駆動式送水装置で搬送する水として純水を例示しているが、本発明は、電気分解する水を純水に限定するものではなく、アルカリ性溶液を電気分解するような場合も本発明の意図する範囲である。
即ち、送水装置の省エネルギー化が図られるという本発明の効果は、搬送する水が純水以外の場合でも上記例示と同様に発揮され得るものである。
また、本発明は上記例示に何等限定されるものではなく、本実施形態の水素・酸素発生装置に上記例示の事項以外にも構成要素を付加するなどして各種の変更を加えることができる。
In the above description, pure water is illustrated as the water to be conveyed by the gas-driven water supply device, but the present invention does not limit the water to be electrolyzed to pure water, and electrolyzes an alkaline solution. The case is also within the scope of the present invention.
That is, the effect of the present invention that the energy saving of the water supply device is achieved can be exhibited in the same manner as the above example even when the water to be conveyed is other than pure water.
Further, the present invention is not limited to the above examples, and various modifications can be added to the hydrogen/oxygen generator of the present embodiment by adding components other than the above examples.
この点について１つの変更例について説明すると、例えば、上記例示においては、気液分離タンク５１で分離された水が第２ガス駆動式送水装置７１で純水貯留タンク２に送水されているが、気液分離タンク５１で分離された水の供給先は純水貯留タンク以外に変更してもよい。
気液分離タンク５１で分離された水は、例えば、補給水タンク６１に送水してもよい。
補給水タンク内は大気圧であるため、気液分離タンク５１で分離された水を補給水タンク６１に送水する場合、気液分離タンク内の水素ガスの圧力を利用して水を送水することができる。
従って、このような場合においては第２ガス駆動式送水装置７１の設置が不要となる。
Regarding this point, one modification will be described. For example, in the above example, the water separated by the gas-liquid separation tank 51 is sent to the pure water storage tank 2 by the second gas-driven water supply device 71. The supply destination of the water separated by the gas-liquid separation tank 51 may be changed to other than the pure water storage tank.
The water separated in the gas-liquid separation tank 51 may be sent to the makeup water tank 61, for example.
Since the inside of the makeup water tank is at atmospheric pressure, when the water separated in the gas-liquid separation tank 51 is sent to the makeup water tank 61, the water must be sent using the pressure of hydrogen gas in the gas-liquid separation tank. You can
Therefore, in such a case, the installation of the second gas-driven water supply device 71 becomes unnecessary.
ここではこれ以上の詳述を行わないが、水素・酸素発生装置、及び、ガス製造方法に係る技術事項で、従来公知の事項については、本発明の効果が著しく損なわれない範囲において本発明に採用が可能である。 Although no further detailed description will be given here, regarding the hydrogen/oxygen generating device and the technical matters relating to the gas production method, the conventionally known matters are included in the present invention within a range in which the effects of the present invention are not significantly impaired. Can be adopted.
１ 水電解装置
１ａ 水電解モジュール
２ 純水貯留タンク
３ 給水経路
４ 陽極側返送経路
５ 水素気液分離装置
６ 水補給装置
７ 陰極側返送経路
８ 補給経路
９ ガス貯留装置
１０ ガス搬送経路
１１ ガス排出経路
３１ 第１ガス駆動式送水装置
７１ 第２ガス駆動式送水装置
８１ 第３ガス駆動式送水装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water electrolysis apparatus 1a Water electrolysis module 2 Pure water storage tank 3 Water supply path 4 Anode side return path 5 Hydrogen gas liquid separation device 6 Water replenishing device 7 Cathode side return path 8 Replenishment path 9 Gas storage device 10 Gas transfer path 11 Gas discharge Route 31 First gas-driven water supply device 71 Second gas-driven water supply device 81 Third gas-driven water supply device
Claims (2)
該水電解装置が、前記電気分解による生成ガスとして陰極側に水素ガスを発生させるとともに陽極側に酸素ガスを発生させる水素・酸素発生装置であって、
前記生成ガスで駆動するガス駆動式送水装置を備え、該ガス駆動式送水装置によって前記水電解装置で電気分解される水が搬送される水素・酸素発生装置。 Equipped with a water electrolysis device that electrolyzes water,
The water electrolysis device is a hydrogen/oxygen generator that generates hydrogen gas on the cathode side and oxygen gas on the anode side as the gas produced by the electrolysis,
A hydrogen/oxygen generator comprising a gas-driven water supply device driven by the generated gas, wherein water electrolyzed by the water electrolysis device is carried by the gas-driven water supply device.
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