JP6954525B2 - Continuous hydrogen generator and hydrogen generation method - Google Patents
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Description
本発明は、連続式水素生成装置および水素生成方法に関する。 The present invention relates to a continuous hydrogen generating apparatus and a hydrogen producing method.
水素を燃料にして発電する燃料電池が、広範な技術分野において使用されている。燃料電池に供給する水素を、水素化マグネシウム粒子の加水分解によって生成する水素生成装置が提案されている(特許文献1)。 Fuel cells that generate electricity using hydrogen as fuel are used in a wide range of technical fields. A hydrogen generator that generates hydrogen to be supplied to a fuel cell by hydrolyzing magnesium hydride particles has been proposed (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の水素生成装置は、長時間の連続運転には適さないという問題点がある。 However, the hydrogen generating apparatus described in Patent Document 1 has a problem that it is not suitable for continuous operation for a long time.
一つの側面では、長時間の連続運転が可能な水素生成装置等を提供することを目的とする。 On one aspect, it is an object of the present invention to provide a hydrogen generator or the like capable of continuous operation for a long time.
水素生成装置は、反応容器の内部に水を供給する第1管と、水素発生材の粉と水とを攪拌して懸濁液にする懸濁容器と、前記懸濁容器内の懸濁液を前記反応容器の内部に供給する第2管と、前記反応容器の上部に接続され、前記第1管により供給されて前記反応容器内に貯留した水と前記第2管により供給された前記懸濁液中の水素発生材との反応により生じた水素を流出させる第3管と、前記反応容器の下部に接続され、前記第3管から流出させる水素を生成する際の反応生成物を流出させる排水管とを備える。 The hydrogen generator includes a first pipe for supplying water to the inside of the reaction vessel , a suspension vessel for stirring the powder of the hydrogen generating material and water to make a suspension, and a suspension in the suspension vessel. The second pipe that supplies the inside of the reaction vessel, the water that is connected to the upper part of the reaction vessel and is supplied by the first pipe and stored in the reaction vessel, and the suspension supplied by the second pipe. a third pipe for discharging the hydrogen produced by the reaction between hydrogen generating material in Nigoeki, is connected to a lower portion of the reaction vessel, to flow out of the reaction product in producing the hydrogen to flow out from the third tube It is equipped with a drain pipe.
水素生成装置は、前記懸濁容器は、内部の懸濁液の温度を摂氏0度以上摂氏20度以下の範囲に維持する。 The hydrogen generator maintains the temperature of the suspension inside the suspension container in the range of 0 degrees Celsius or more and 20 degrees Celsius or less.
水素生成装置は、前記第2管は、前記反応容器の上部から前記懸濁液を供給する。なお、前記第2管は、前記反応容器の中部または下部等、任意の場所から前記懸濁液を供給しても良い。 In the hydrogen generator, the second tube supplies the suspension from the upper part of the reaction vessel. The second tube may supply the suspension from any place such as the middle or lower part of the reaction vessel.
水素生成装置は、前記第2管は、前記第1管を介して前記懸濁液を供給する。 In the hydrogen generator, the second tube supplies the suspension through the first tube.
水素生成装置は、前記第1管は、前記反応容器の内部に水を噴射する。 In the hydrogen generating apparatus, the first pipe injects water into the inside of the reaction vessel.
水素生成装置は、前記第1管は、前記反応容器の内壁に沿って水を噴射する。 In the hydrogen generator, the first tube injects water along the inner wall of the reaction vessel.
水素生成装置は、前記第1管は、前記反応容器の内部に設けられたシャワーヘッドを介して前記反応容器の内部に水を散布する。 In the hydrogen generating apparatus, the first pipe sprays water into the inside of the reaction vessel via a shower head provided inside the reaction vessel.
水素生成装置は、前記反応容器と前記第3管との接続部と、前記反応容器内に貯留した水の水面との間に配置された邪魔板を備える。 The hydrogen generating apparatus includes a baffle plate arranged between the connection portion between the reaction vessel and the third pipe and the water surface of the water stored in the reaction vessel.
水素生成装置は、前記邪魔板は網状、多数の貫通孔を備える板状、または、無孔の板状であり、前記反応容器の内面との間に気体が通過可能な隙間を有して配置される。 In the hydrogen generator, the baffle plate is in the form of a net, a plate with a large number of through holes, or a non-perforated plate, and is arranged with a gap through which gas can pass between the baffle plate and the inner surface of the reaction vessel. Will be done.
水素生成装置は、前記反応容器と前記第3管との接続部と前記シャワーヘッドとの間または、前記シャワーヘッドと前記反応容器内に貯留した水の水面との間に配置された邪魔板を備える。 The hydrogen generating apparatus has a baffle plate arranged between the connection portion between the reaction vessel and the third pipe and the shower head, or between the shower head and the water surface of the water stored in the reaction vessel. Be prepared.
水素生成装置は、前記反応容器の下部に設けられた排水口から排出した水と反応生成物とを分離する分離槽を備え、前記第1管は、前記分離槽で分離した水を供給する。 The hydrogen generating apparatus includes a separation tank for separating the water discharged from the drain port provided at the lower part of the reaction vessel and the reaction product, and the first pipe supplies the water separated in the separation tank.
水素生成装置は、前記懸濁液に前記分離槽で分離した水を供給する第4管を備える。 The hydrogen generating apparatus includes a fourth pipe that supplies the suspension with the water separated in the separation tank.
水素生成装置は、前記水素発生材は、水素化マグネシウムである。 In the hydrogen generator, the hydrogen generating material is magnesium hydride.
水素生成装置は、前記第3管から流出させた水素を消費した燃料電池により生成された水が流入する第5管を備え、前記第5管から流入した水が前記第2管に供給される。 The hydrogen generation device includes a fifth pipe into which water generated by a fuel cell consuming hydrogen flowing out from the third pipe flows in, and the water flowing in from the fifth pipe is supplied to the second pipe. ..
水素生成装置は、前記反応容器内に貯留した水を加熱するヒータと、前記反応容器内に貯留した水を冷却する第1冷却装置とを備える。 The hydrogen generating device includes a heater for heating the water stored in the reaction vessel and a first cooling device for cooling the water stored in the reaction vessel.
水素生成装置は、前記ヒータは、前記反応容器内に貯留した水の温度を摂氏95度以上摂氏250度以下の範囲に維持する。 The hydrogen generator maintains the temperature of the water stored in the reaction vessel in the range of 95 degrees Celsius or more and 250 degrees Celsius or less.
水素生成装置は、前記第3管は、水素とともに前記反応容器内の水蒸気を流出させ、
前記第3管から流出した水素および水蒸気を冷却する冷却槽を備える。
In the hydrogen generator, the third pipe causes the water vapor in the reaction vessel to flow out together with hydrogen.
A cooling tank for cooling hydrogen and water vapor flowing out of the third pipe is provided.
水素生成装置は、前記第3管から流出させた水素を貯留する水素タンクと、前記水素タンクの内圧よりも高い圧力で水素を貯留するリザーバタンクを備える。 The hydrogen generation device includes a hydrogen tank for storing hydrogen flowing out from the third pipe and a reservoir tank for storing hydrogen at a pressure higher than the internal pressure of the hydrogen tank.
水素生成方法は、反応容器の内部に水を供給し、水素発生材の粉と水とをそれぞれ懸濁容器に供給し、前記懸濁容器内を攪拌して懸濁液を作成し、前記懸濁容器内の懸濁液を前記反応容器の内部に供給し、前記反応容器内に貯留した水と前記懸濁液中の水素発生材との反応により生じた水素を流出させる。 In the hydrogen generation method, water is supplied to the inside of the reaction vessel, powder of the hydrogen generating material and water are supplied to the suspension vessel, and the inside of the suspension vessel is stirred to prepare a suspension, and the suspension is prepared. The suspension in the turbid container is supplied to the inside of the reaction vessel, and the hydrogen generated by the reaction between the water stored in the reaction vessel and the hydrogen generating material in the suspension is discharged.
水素生成方法は、前記反応容器内で化学反応により生成する反応生成物と水との混合液を前記反応容器の下部から排出し、排出した反応生成物と水とを分離し、分離した水を前記反応容器の内部に供給する。 In the hydrogen production method, a mixed solution of a reaction product and water produced by a chemical reaction in the reaction vessel is discharged from the lower part of the reaction vessel, the discharged reaction product and water are separated, and the separated water is discharged. It is supplied to the inside of the reaction vessel.
水素生成方法は、前記反応容器内の水の温度を摂氏95度以上摂氏250度以下の範囲に維持する。 In the hydrogen production method, the temperature of water in the reaction vessel is maintained in the range of 95 degrees Celsius or more and 250 degrees Celsius or less.
水素生成方法は、前記水素とともに前記反応容器内の水蒸気を流出させ、前記水蒸気を凝結し、凝結により生成した水を前記反応容器の内部に供給する。 In the hydrogen generation method, the water vapor in the reaction vessel is discharged together with the hydrogen, the water vapor is condensed, and the water generated by the condensation is supplied to the inside of the reaction vessel.
水素生成方法は、前記反応容器の内部に配置されたシャワーヘッドを介して前記反応容器の内部に水を供給する。 In the hydrogen generation method, water is supplied to the inside of the reaction vessel via a shower head arranged inside the reaction vessel.
水素生成方法は、前記反応容器の内壁に沿って水を噴射して供給する。 In the hydrogen generation method, water is injected and supplied along the inner wall of the reaction vessel.
一つの側面では、長時間の連続運転が可能な水素生成装置等を提供することができる。 On one aspect, it is possible to provide a hydrogen generator or the like capable of continuous operation for a long time.
[実施の形態1]
図1は、水素生成装置の模式図である。水素生成装置10は、反応容器21、懸濁容器81、水素発生材容器31、水タンク61、分離槽63、冷却槽65、水素タンク71およびリザーバタンク74を備える。図1を使用して、本実施の形態の水素生成装置10の概要を説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic view of a hydrogen generator. The
反応容器21は円形断面の中空容器である。なお、反応容器21の断面形状は、円形以外の形状であっても良い。反応容器21の外側には、ヒータ58および第1冷却装置541が取り付けられている。ヒータ58は、反応容器21を暖める装置である。第1冷却装置541は、反応容器21を水冷または空冷等により冷却する装置である。
The
なお、ヒータ58は、反応容器21の内部に取り付けても良い。たとえば、ヒータ58にコイルヒータを使用することにより、後述する様に反応容器21の内部に貯留した液体を直接暖めることができる。
The
反応容器21の天面の中央付近に設けられた接続部は、第3管663を介して冷却槽65と接続されている。冷却槽65は、送気管を介して水素タンク71と接続されている。さらに冷却槽65は、送水管を介して水タンク61と接続されている。水タンク61は、途中に第1バルブ561を有する第1管661を介して反応容器21に接続されている。
The connecting portion provided near the center of the top surface of the
反応容器21の底は、下に向けて径が小さくなるテーパ部を有する。テーパ部の最下部に、後述する化学反応により生成する反応生成物、たとえば水酸化マグネシウムおよび酸化マグネシウム等を含む水を排出する排水口25が設けられている。排水口25は、途中に排水バルブ566を備える排水管666を介して分離槽63に接続されている。分離槽63は上澄み液を流すオーバーフロー管67を介して複数が直列に接続されている。最後の分離槽63は、途中にポンプ57を備える戻り管を介して水タンク61に接続されている。
The bottom of the
水素タンク71に、水素放出管75が接続されている。リザーバタンク74は、途中にリザーババルブ568を有する補給管668を介して、水素放出管75に接続されている。
A
水タンク61は、途中に第4バルブ564を有する第4管664を介して、懸濁容器81に接続されている。水素発生材容器31も、途中に供給バルブ567を有する供給管667を介して懸濁容器81に接続されている。
The
懸濁容器81は、スターラ821の上に載せられている。懸濁容器81の底に、スターラ821が発生する磁場により回転する回転子822が入っている。なお、スターラ821と回転子822とは、懸濁容器81内の液体を攪拌する攪拌器82の一例である。
The
懸濁容器81は、途中に第2バルブ562を有する第2管662を介して、反応容器21の上面に接続されている。
The
水素発生材容器31には、水と反応して水素を発生する水素発生材の粉が収容されている。水素発生材は、たとえば水素化マグネシウムである。水素発生材に水素化マグネシウムを使用する場合には、以下の反応式により水素が発生する。
The hydrogen generating
MgH2+2H2O → Mg(OH)2+2H2 ‥‥‥(1)
MgH2+H2O → MgO+2H2 ‥‥‥(2)
MgH 2 + 2H 2 O → Mg (OH) 2 + 2H 2 ‥‥‥ (1)
MgH 2 + H 2 O → MgO + 2H 2 ‥‥‥ (2)
式(1)は水素化マグネシウムと温水とが反応する場合の反応式、式(2)は水素化マグネシウムと高温の水蒸気とが反応する場合の反応式である。いずれも、水素化マグネシウムの加水分解の反応である。 The formula (1) is a reaction formula when magnesium hydride reacts with warm water, and the formula (2) is a reaction formula when magnesium hydride reacts with high-temperature steam. Both are reactions of hydrolysis of magnesium hydride.
水素発生材は、マグネシウム粉、アルミニウム粉、鉄粉、またはカルシウム粉等でも良い。これらの水素発生材を使用する場合には、それぞれ以下の反応式により水素が発生する。 The hydrogen generating material may be magnesium powder, aluminum powder, iron powder, calcium powder or the like. When these hydrogen generating materials are used, hydrogen is generated by the following reaction formulas.
Mg+2H2O → Mg(OH)2+H2 ‥‥‥(3)
2Al+6H2O → 2Al(OH)3+3H2 ‥‥‥(4)
Fe+6H2O → 2Al(OH)3+3H2 ‥‥‥(5)
Ca+2H2O → Ca(OH)2+H2 ‥‥‥(6)
Mg + 2H 2 O → Mg (OH) 2 + H 2 ‥‥‥ (3)
2Al + 6H 2 O → 2Al (OH) 3 + 3H 2 ‥‥‥ (4)
Fe + 6H 2 O → 2Al (OH) 3 + 3H 2 ‥‥‥ (5)
Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2 ‥‥‥ (6)
以下の説明では、水素発生材に水素化マグネシウムを使用し、主に式(1)の反応により水素を発生させる場合を例にして説明する。なお、温度および圧力等の反応条件によっては、式(1)の反応と平行して式(2)の反応も生じる可能性がある。 In the following description, a case where magnesium hydride is used as the hydrogen generating material and hydrogen is mainly generated by the reaction of the formula (1) will be described as an example. Depending on the reaction conditions such as temperature and pressure, the reaction of the formula (2) may occur in parallel with the reaction of the formula (1).
図2は、温度と反応率との関係を示すグラフである。横軸は、反応容器21内の温度であり、単位は摂氏である。縦軸は、水素化マグネシウムの反応率であり、単位はパーセントである。反応率は、反応容器21に投入した水素化マグネシウムのうち、式(1)または式(2)の化学反応を起こす水素化マグネシウムの割合を質量比で示す値である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between temperature and reaction rate. The horizontal axis is the temperature inside the
図2に示す様に、反応容器21内の温度が上昇した場合、反応率は摂氏65度付近で急激に上昇し、摂氏95度付近で上昇がゆるやかになり、摂氏130度付近で85パーセント程度に達する。その後、反応容器内の温度の上昇に伴って反応率は漸増して、100パーセントに近付く。
As shown in FIG. 2, when the temperature inside the
以上より、本実施の形態においては、反応容器21内の温度を摂氏95度以上にすることが望ましい。反応容器21内の温度をおよそ130度以上にすることが、さらに望ましい。反応容器21内の温度を150度程度にすることにより、95パーセント程度の反応率を達成することができる。
From the above, in the present embodiment, it is desirable that the temperature inside the
図2に示す様に、反応容器21内の温度を摂氏130度よりも高温にした場合の、反応率の上昇量は比較的少ない。したがって、ヒータ58を用いて反応容器21を暖める場合には、反応容器21内の温度は摂氏130度程度であることが、エネルギー効率の観点から望ましい。
As shown in FIG. 2, when the temperature inside the
同様に図2に示す様に、反応容器21内の温度を摂氏150度以上にした場合には、温度の変動量に対する反応率の変化量が少なくなる。したがって、反応容器21内の温度は摂氏150度以上であることが、反応率を高い値で安定させる観点で望ましい。
Similarly, as shown in FIG. 2, when the temperature inside the
一方、反応容器21内の温度が高いことにより、反応容器21および配管等の劣化が進みやすく、水素生成装置10の寿命が短くなるおそれがある。したがって、反応容器21内の温度は350度以下に維持することが望ましい。反応容器21内の温度は摂氏250度以下がさらに望ましく、200度以下であることがさらに望ましい。
On the other hand, when the temperature inside the
水素化マグネシウムは、平均粒径が1ミリメートル以下、望ましくは平均粒径が100マイクロメートル以下の粉体である。水素化マグネシウムの平均粒径は、たとえば60マイクロメートル、15マイクロメートル、5マイクロメートルまたは1マイクロメートル以下でも良い。水素化マグネシウムの平均粒径および粒度分布は、必要な反応速度、コストおよび水素発生材容器31の構成等に応じて、適宜選択される。
Magnesium hydride is a powder having an average particle size of 1 mm or less, preferably 100 micrometers or less. The average particle size of magnesium hydride may be, for example, 60 micrometers, 15 micrometers, 5 micrometers, or 1 micrometer or less. The average particle size and particle size distribution of magnesium hydride are appropriately selected according to the required reaction rate, cost, configuration of the hydrogen generating
図1に戻り、水素生成装置10の動作の概要を説明する。反応容器21の約半分から三分の2程度の高さまで水が貯留される。反応容器21の内部は、温度が摂氏95度以上摂氏350度以下、圧力が0.01メガパスカル以上、1メガパスカル未満に調整され、維持される。
Returning to FIG. 1, an outline of the operation of the
反応容器21の内部は、温度が摂氏95度以上摂氏250度以下、圧力が0.2メガパスカル以上、1メガパスカル未満に調整され、維持されることが望ましい。反応容器21の内部は、温度が摂氏95度以上から摂氏200度以下、圧力が0.2メガパスカル以上、1メガパスカル未満に調整され、維持されることが、さらに望ましい。
It is desirable that the temperature inside the
懸濁容器81内に、第2管662の開口部よりも高い水位まで水と水素発生材とが供給される。本実施の形態においては、水素発生材の粒径は60マイクロメートル、水素発生材の量は、質量比で水の5パーセントから20パーセント程度である。水素発生材の量は、質量比で水の10パーセントから15パーセント程度であることが、さらに望ましい。
Water and the hydrogen generating material are supplied into the
懸濁容器81内で回転子822を回転させることにより、水素発生材の粒子が水中に分散して懸濁液になる。懸濁容器81の温度を摂氏15度以下に維持することにより、懸濁容器81内での水素の発生が防止される。
By rotating the
第2管662を介して、反応容器21内の水に懸濁液が投入される。式(1)の反応式により、水素および水酸化マグネシウムが発生する。式(2)の反応式により、水素および酸化マグネシウムが発生する。
The suspension is charged into the water in the
発生した水素は、水が熱せられて生じた水蒸気と混ざる。水素と水蒸気とは、第3管663を通って冷却槽65に入る。冷却槽65内で水蒸気は凝結して水になる。その結果、水素と水蒸気とは、水素と水とに分離される。分離された水は、送水管を通って水タンク61に入る。
The generated hydrogen mixes with the steam generated by heating the water. Hydrogen and steam enter the
分離された水素は、送気管を通って水素タンク71に入る。水素タンク71から水素放出管75を介して燃料電池等の供給先に、水素が供給される。なお、水素放出管75を介して放出される水素の量は、図示しない圧力調整弁および流量調整弁により調整される。
The separated hydrogen enters the
反応容器21の下部に設けた排水口25から反応生成物である水酸化マグネシウムおよび酸化マグネシウムを含む水が流出し、排水管666を介して分離槽63に流れ込む。分離槽63内で、水酸化マグネシウムおよび酸化マグネシウムは沈殿する。分離槽63からオーバーフロー管67を介して、上澄みの水が隣の分離槽63に流れ込む。
Water containing magnesium hydroxide and magnesium oxide, which are reaction products, flows out from the
複数の分離槽63を経由することにより精製された水が、ポンプ57により加圧され、戻り管を介して水タンク61に戻る。水タンク61から第1管661を介して反応容器21の内部に水が供給される。水タンク61から第4管664を介して懸濁容器81の内部に水が供給される。分離槽63の底に溜まった沈殿物は、適宜取り出され、水素化マグネシウムの製造に利用される。
The water purified by passing through the plurality of
水素を発生させる際の化学反応により消費された水および、分離槽63における生成処理のタイムラグ等により第1管661および第4管664に供給する水が不足する場合には、外部から適宜補給される。
If the water consumed by the chemical reaction when generating hydrogen and the water supplied to the
水素発生材容器31内の水素発生材が少なくなった場合には、水素発生材容器31の上部に設けられた投入口等から、水素発生材を投入する。水素発生材容器31が空になった後に、供給バルブ567を閉じて、水素発生材を充填済の水素発生容器31に交換しても良い。
When the amount of hydrogen generating material in the hydrogen generating
水素発生材容器31の容量について、1kWの燃料電池に水素を供給する場合を例にして説明する。1kWの燃料電池は、1分間に標準状態で10リットルの水素を消費する。式(1)に示す化学反応により水素を生成する場合、標準状態で10リットルの水素を生成するには、5.88グラムの水素化マグネシウムを使用する。
The capacity of the hydrogen generating
したがって、水素発生材容器31に1kgの水素化マグネシウムが充填されている場合には、水素生成装置10を2.8時間連続して使用することができる。同様に、水素発生材容器31に8.6kgの水素化マグネシウムが充填されている場合には、24時間連続して水素生成装置10を使用することができる。
Therefore, when the hydrogen generating
水素発生材を補給する際に、水素発生材容器31または供給管667に空気が入った場合であっても、供給管667と第2管662との間は懸濁液により隔てられているため、第2管662に空気が入ることを防止できる。
Even if air enters the hydrogen generating
リザーバタンク74について説明する。リザーバタンク74の内部には、水素タンク71の内部よりも高い圧力で水素が充填されている。リザーバタンク74に充填されている水素の圧力は、たとえば1メガパスカル弱である。燃料電池が水素を必要としているが、反応容器21内における水素生成量が不足する場合には、リザーババルブ568を開き、リザーバタンク74から燃料電池に水素を供給する。リザーババルブ568は、リザーバタンク74内の水素が減少して圧力が低くなった場合には、自動的に閉じることが望ましい。
The
なお、リザーババルブ568とリザーバタンク74との間に圧縮機を設けても良い。反応容器21で十分な量の水素を生成している場合に、補給管668を介して水素タンク71から供給される水素を加圧して、リザーバタンク74に水素を補給することができる。
A compressor may be provided between the
リザーバタンク74は、内部を高圧にすることにより、できるだけ多くの水素を収容可能にする。これにより、燃料電池等に安定的に水素を供給することが可能である。
The
反応容器21、水素発生材容器31、懸濁容器81、冷却槽65、水素タンク71、リザーバタンク74、第3管663、補給管668および各部の配管等の水素に曝露される部分は、ステンレス鋼製またはアルミニウム製であることが望ましい。
The parts exposed to hydrogen, such as the
図3は、水素生成装置10の制御系のブロック図である。制御装置40は、CPU(Central Processing Unit)41、主記憶装置42、補助記憶装置43、入力部44、出力部45、通信部46、入力I/F(Interface)47、出力I/F48およびバスを備える。本実施の形態の制御装置40には、水素生成装置10専用の装置を利用しても良いし、汎用のパーソナルコンピュータ等を利用しても良い。
FIG. 3 is a block diagram of the control system of the
CPU41は、本実施の形態に係るプログラムを実行する演算制御装置である。CPU41には、一または複数のCPUまたはマルチコアCPU等が使用される。CPU41は、バスを介して制御装置40を構成するハードウェア各部と接続されている。
The
主記憶装置42は、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置42には、CPU41が行う処理の途中で必要な情報およびCPU41で実行中のプログラムが一時的に保存される。
The
補助記憶装置43は、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスクまたは磁気テープ等の記憶装置である。補助記憶装置43には、CPU41に実行させるプログラムおよびプログラムの実行に必要な各種情報が保存される。
The
入力部44は、たとえば、キーボード、タッチパネル、マウス等である。出力部45は、たとえば液晶表示装置または有機EL表示装置等である。出力部45は、警告灯またはスピーカー等をさらに備えても良い。通信部46は、ネットワークとの通信を行うインターフェイスである。
The
入力I/F47は、水素生成装置10の各所に取り付けられた圧力計51、温度計52、流量計53、および、水位計等の各種センサから、CPU41がデータを取得するインターフェイスである。
The input I /
出力I/F48は、水素生成装置10の各所に取り付けられたバルブ56、ポンプ57、ヒータ58、および、冷却装置54等に対する制御信号をCPU41が送出するインターフェイスである。なお、出力I/F48と、バルブ56、ポンプ57、ヒータ58、および、冷却装置54との間には、図示しない駆動回路が設けられている。
The output I /
ここで、バルブ56には、第1バルブ561、第2バルブ562、第4バルブ564、排水バルブ566、供給バルブ567、リザーババルブ568が含まれる。冷却装置54には、第1冷却装置541が含まれる。
Here, the
以上に説明した、水素生成装置10内の物質の流れについて、簡単にまとめる。水は、水タンク61から、第1管661、反応容器21、排水管666、分離槽63および戻り管を経て水タンク61に戻る経路と、水タンク61から、第4管664、懸濁容器81、反応容器21、第3管663、冷却槽65および送水管を経て水タンク61に戻る経路とを循環する。
The flow of substances in the
水素を発生させる際の化学反応により消費された水および、分離槽63における生成処理のタイムラグ等によりシャワーヘッド23に供給する水が不足する場合には、外部から適宜補給され、反応容器21内の水位が所定の範囲に維持される。
When the water consumed by the chemical reaction when generating hydrogen and the water supplied to the
水素生成装置10を長時間連続運転する際には、分離槽63の底に沈殿した反応生成物を適宜取り出すとともに、水を補充する。取り出された反応生成物である、水酸化マグネシウムおよび酸化マグネシウムは、水素化マグネシウムの製造に利用される。
When the
反応容器21内で発生した水素ガスは、第3管663、冷却槽65、水素タンク71を経て、水素放出管75に接続された燃料電池等に供給される。
The hydrogen gas generated in the
水素発生材容器31内の水素発生材は、式(1)または式(2)の化学反応により消費される。水素生成装置10を長時間連続運転する場合には、水素発生材を適宜補充する。
The hydrogen generating material in the hydrogen generating
以上に説明したとおり、本実施の形態の水素生成装置10は、水素発生材容器31への水素発生材の供給、分離槽63内に沈殿した反応生成物の除去および水の補充を行うことにより、長時間連続して水素を生成することが可能である。
As described above, the
図4は、プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。図4を使用して、水素生成装置10の動作を説明する。なお、図4に示すプログラムの開始時点では、各バルブ56は閉じている。また、水素生成装置10の内部の空間には、水素が充満しているか、または、真空状態になっている。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing flow of the program. The operation of the
CPU41は、第1バルブ561の駆動回路に対して開信号を送信する。第1バルブ561の駆動回路は、受信した開信号に従って第1バルブ561を開く。第1バルブ561が開くことにより、反応容器21の内部に水が注入される(ステップS501)。
The
なお、以下の説明においては、第1バルブ561の駆動回路の動作の記載を省略して、「CPU41は第1バルブ561を開いて反応容器21の内部に水を入れる。」の様に記載する。第1バルブ561以外の各バルブの駆動回路についても、同様である。
In the following description, the description of the operation of the drive circuit of the
CPU41は、反応容器21に取り付けられた水位計などのセンサ、または、第2管662に取り付けられた流量計53等のセンサの出力に基づいて、所定の水位まで水が貯留したことを判定する。
The
CPU41は、ヒータ58の駆動回路に対して起動信号を発する。ヒータ58の駆動回路は、受信した起動信号に従って、ヒータ58を起動する。ヒータ58が発生する熱により、反応容器21内の水が加熱される(ステップS502)。
The
なお、以下の説明においては、ヒータ58の駆動回路の動作の記載を省略して、「CPU41はヒータ58を起動して、反応容器21内の水を加熱する。」の様に記載する。
In the following description, the description of the operation of the drive circuit of the
CPU41は、第4バルブ564を開いて懸濁容器81に水を入れ、供給バルブ567を開いて懸濁容器81に水素発生材を入れる(ステップS503)。CPU41は、所定の量の水が懸濁容器81に入った後に、第4バルブ564を閉じる。CPU41は、所定の量の水素発生材が懸濁容器81に入った後に、供給バルブ567を閉じる。
The
CPU41は、攪拌器82を起動して懸濁容器81内を攪拌する(ステップS504)。具体的には、CPU41はスターラ821を起動して、懸濁容器81内の回転子822を回転させることにより、懸濁容器81内を攪拌する。懸濁容器81内の水に水素発生材が分散して、懸濁液になる。
The
CPU41は、反応容器21に取り付けられた温度計52などのセンサの出力に基づいて、反応容器21内に貯留した水の温度が所定の温度に達したことを判定する。CPU41は、第2バルブ562を開き、懸濁液を反応容器21に注入する(ステップS505)。
The
CPU41は、反応容器21内部の圧力センサ等から取得したデータに基づいて、所定の量の水素が生成されていることを確認する(ステップS506)。CPU41は、各センサから取得したデータに基づいて、水素生成装置10を通常運転する(ステップS507)。通常運転時にCPU41が実行する処理の例を説明する。
The
CPU41はヒータ58の出力および第1バルブ561を制御して、反応容器21を所定の温度に保つ。なお、水素発生材と水との化学反応は発熱反応である。発熱量が十分である場合には、CPU41はヒータ58を停止する。さらに発熱量が多い場合には、CPU41は第1バルブ561を開いて、反応容器21内の水の量を増やす。
The
化学反応が激しく、発熱量が非常に多い場合には、CPU41は冷却装置54を動作させて、反応容器21を所定の温度まで冷却する。水の供給および冷却装置54の動作により、反応容器21の温度が十分に低下した場合には、式(1)等を使用して説明した化学反応の速度が低下して、発熱量が少なくなる。
When the chemical reaction is intense and the calorific value is very large, the
CPU41は、排水バルブ566を制御して、反応容器21内部の水の量を所定の量に維持しながら、反応生成物を含む水を分離槽63に取り出す。CPU41は、第4バルブ564および供給バルブ567を制御して、懸濁容器81中の懸濁液を所定の量と濃度に保つ。
The
燃料電池等から水素供給量の増加を要求された場合には、CPU41は第2バルブ562を制御して反応容器21に注入する懸濁液の量を増やす。CPU41は、供給バルブ567を制御して懸濁容器81に水素発生材を投入し、懸濁液の濃度を高くしても良い。
When the fuel cell or the like requests an increase in the amount of hydrogen supplied, the
燃料電池等から水素供給量の減少を要求された場合には、CPU41は第2バルブ562を制御して、反応容器21に注入する懸濁液の量を減らす。CPU41は、第4バルブ564を制御して懸濁容器81に水を投入し、懸濁液の濃度を薄くしても良い。
When the fuel cell or the like requests a reduction in the hydrogen supply amount, the
CPU41は各センサから取得したデータに基づいて水素生成装置10に異常が生じているか否かを判定する(ステップS511)。なお、ステップS511の判定基準はあらかじめ主記憶装置42または補助記憶装置43に記憶されている。
The
異常が生じていると判定した場合(ステップS511でYES)、CPU41は出力部45にメンテナンス要求を出力する(ステップS512)。出力部45が液晶表示装置または有機EL表示装置である場合には、水素生成装置10に異常が生じていることを示す画面が表示される。出力部45が、警告灯を備える場合には、水素生成装置10の異常発生に対応する警告灯が点灯する。
When it is determined that an abnormality has occurred (YES in step S511), the
CPU41は、通信部46および図示しないネットワークを介して管理用のコンピュータ等に通知を送信しても良い。通知を受信した管理用のコンピュータ等は、水素生成装置10のユーザが認識できる態様により、受信した通知の内容を出力する。
The
CPU41は、各センサから取得したデータに基づいて安全に運転を継続することが可能であるか否かを判定する(ステップS513)。継続可能であると判定した場合(ステップS513でYES)、および、異常が生じていないと判定した場合(ステップS511でNO)、CPU41はステップS507に戻る。
The
継続不可能であると判定した場合(ステップS513でNO)、CPU41は水素生成装置10の動作を停止する(ステップS514)。具体的には、CPU41は、たとえばヒータ58の停止および第2バルブ562の閉鎖等により、反応容器21内部の化学反応を停止することができる。
If it is determined that the continuation is not possible (NO in step S513), the
化学反応が停止した後、CPU41は第1バルブ561および排水バルブ566を閉じて、水の循環を停止する。冷却装置54が動作している場合には、CPU41は冷却装置54も停止する。以上の処理により、水素生成装置10は動作を停止する。その後、CPU41は処理を終了する。
After the chemical reaction is stopped, the
なお、フローチャートでは説明を省略したが、ポンプ57、冷却槽65等、能動的に動作する水素生成装置10の各構成要素も、それぞれの駆動回路を介して、CPU41により制御される。
Although the description is omitted in the flowchart, each component of the actively operating
本実施の形態によると、長時間の連続運転が可能な水素生成装置10を提供することが可能である。本実施の形態によると、水素発生材を反応容器21に投入する際に空気が混入しないので、純度の高い水素を生成する水素生成装置10を提供することが可能である。また、水素と空気とが混ざることによる水素爆発の発生を防止する、水素生成装置10を提供するこことも可能である。
According to this embodiment, it is possible to provide a
本実施の形態によると、水およびキャリアガスを循環させて使用するので、外部の水道管等に接続せずに、スタンドアロンで運転可能な水素生成装置10を提供することが可能である。本実施の形態によると、自動運転が可能な水素生成装置10を提供することが可能である。
According to the present embodiment, since water and a carrier gas are circulated and used, it is possible to provide a
本実施の形態によると、水素発生材容器31に適宜水素発生材を補給することにより、長時間運転可能な水素生成装置10を提供することが可能である。本実施の形態によると、反応生成物の再処理および水素発生材容器31の再使用が可能であるので、環境負荷の少ない水素生成装置10を提供することが可能である。
According to the present embodiment, it is possible to provide the
本実施の形態によると、水素発生材は懸濁液の状態で反応容器21に投入されるため、反応容器21内に速やかに拡散して、水素を発生する。したがって、各バルブ等への制御信号の入力から水素発生量の変化までの時間が短く、要求された量の水素を安定して発生する水素生成装置10を提供することが可能である。
According to the present embodiment, since the hydrogen generating material is put into the
[実施の形態2]
本実施の形態は、水素供給先で生成した水を再利用する水素生成装置10に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
[Embodiment 2]
The present embodiment relates to a
図5は、実施の形態2の水素生成装置10の模式図である。水素タンク71は、水素放出管75を介して燃料電池80に接続されている。燃料電池80は、第5管665および図示しないポンプを介して水タンク61に接続されている。
FIG. 5 is a schematic view of the
燃料電池80の内部では、下式の化学反応により水素を燃料として発電が行なわれ、正極で水が生成される。
Inside the
負極側: 2H2 → 4H++4e- ‥‥‥(8)
正極側: O2+4H++4e- → 2H2O ‥‥‥(9)
e-は、電子を示す。
The negative side: 2H 2 → 4H + + 4e - ‥‥‥ (8)
Positive side: O 2 + 4H + + 4e - → 2H 2 O ‥‥‥ (9)
e - indicates an electron.
正極で生成された水は、第5管665を介して水タンク61に流入する。
The water generated at the positive electrode flows into the
本実施の形態によると、燃料電池80で生成した水を回収して、式(1)等を使用して説明した水素発生材の加水分解に使用する水素生成装置10を提供することが可能である。したがって、外部から補給する水の量を節約することができ、環境負荷の低い水素生成装置10を提供することができる。
According to the present embodiment, it is possible to provide the
[実施の形態3]
本実施の形態は、反応容器21の内壁に沿って懸濁液を噴射する水素生成装置10に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
[Embodiment 3]
The present embodiment relates to a
図6は、実施の形態3の水素生成装置10の模式図である。懸濁容器81は、途中に供給バルブ567を有する供給管667を介して水素発生材容器31に接続されている。懸濁容器81は、途中に第4バルブ564を有する第4管664を介して、水タンク61に接続されている。
FIG. 6 is a schematic view of the
懸濁容器81は、スターラ821の上に載せられている。懸濁容器81の底に、スターラ821が発生する磁場により回転する回転子822が入っている。なお、スターラ821と回転子822とは、懸濁容器81内の液体を攪拌する攪拌器82の一例である。
The
懸濁容器81の上部に、モータ823が固定されている。モータ823に固定された回転軸824は、懸濁容器81の内部に突出し、先端にインペラ825が固定されている。モータ823が回転することにより、インペラ825が回転し、懸濁容器81の内部を攪拌する。モータ823、回転軸824およびインペラ825は、懸濁容器81内の液体を攪拌する攪拌器82の一例である。
A
水タンク61は、途中にジェットポンプ36を備える第1管661を介して反応容器21に接続されている。懸濁容器81は、途中に第2バルブ562を有する第2管662を介して、ジェットポンプ36と反応容器21との間の第1管661に接続されている。
The
ジェットポンプ36は、第1管661を介して高圧の水を間歇的に反応容器21に送り出す。第2バルブ562が開いている場合には、ジェットポンプ36から出た高圧の水と共に懸濁液が反応容器21に送り込まれる。
The
図7は、図6におけるVII−VII線による反応容器21の模式断面図である。反応容器21の内壁の接線方向に沿って設けられた噴射口24に、第1管661が接続されている。図6および図7に矢印で示す様に、噴射口24から反応容器21の内壁に沿って斜め下向きに、高圧の水と共に懸濁液が噴射される。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the
懸濁液は、反応容器21の内壁に沿って斜め下向きに流れながら、水と反応する。高圧の水および懸濁液の流れが反応容器21内の水を攪拌することにより、水素発生材が水中にむら無く拡散する。なお、反応容器21は、噴射口24を複数備えても良い。
The suspension reacts with water while flowing diagonally downward along the inner wall of the
本実施の形態によると、反応容器21内の反応むらを防止する水素生成装置10を提供できる。第1管661を流れる水流により、第2管662が陰圧になるので、第2管662内での懸濁液の詰まりを防止する水素生成装置10を提供できる。
According to this embodiment, it is possible to provide a
なお、図1を使用して説明した実施の形態1と同様に、第2管662を直接反応容器21に接続し、噴射口24からは懸濁液を含まない水を噴射しても良い。懸濁液による第1管661の内壁の磨耗を防止する水素生成装置10を提供できる。
As in the first embodiment described with reference to FIG. 1, the
[実施の形態4]
本実施の形態は、反応容器21の内部に懸濁液を噴射する水素生成装置10に関する。実施の形態3と共通する部分については、説明を省略する。
[Embodiment 4]
The present embodiment relates to a
図8は、実施の形態4の反応容器21の模式断面図である。反応容器21の側壁に設けられた噴射口24に、第1管661が接続されている。図8に矢印で示す様に、噴射口24から反応容器21の内部に向けて、高圧の水と共に懸濁液が噴射される。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the
懸濁液は、反応容器21の中央部に向けて流れながら、水と反応する。高圧の水および懸濁液の流れが反応容器21内の水を攪拌することにより、水素発生材が水中にむら無く拡散する。懸濁液の噴射方向は、反応容器21の中心軸を向いていても、中心軸と側壁との間を向いていても良い。懸濁液の噴射方向は、斜め下方または斜め上方でも良い。反応容器21は、噴射口24を複数備えても良い。
The suspension reacts with water as it flows toward the center of the
本実施の形態によると、反応容器21内の反応むらを防止する水素生成装置10を提供できる。また、本実施の形態によると、懸濁液による反応容器21の内壁の磨耗を防止する水素生成装置10を提供できる。
According to this embodiment, it is possible to provide a
[実施の形態5]
本実施の形態は、シャワーにより懸濁液を反応容器21内に散布する水素生成装置10に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
[Embodiment 5]
The present embodiment relates to a
図9は、実施の形態5の水素生成装置10の模式図である。反応容器21の内側には、上部に邪魔板22が固定されている。すなわち、邪魔板22は反応容器21と第3管663との接続部と、反応容器21内の水面との間に配置されている。
FIG. 9 is a schematic view of the
邪魔板22は、反応容器21の内径よりも若干小さい直径を有する無孔の円板である。邪魔板22の縁と、反応容器21の内面との間には、気体が通過可能な隙間26が設けられている。なお、邪魔板22は、網状または多数の孔を備えるパンチングボード状等でも良い。邪魔板22は、1個または複数個の孔を備える板でも良い。
The
邪魔板22の下にシャワーヘッド23が設けてある。シャワーヘッド23は、2段以上でも良い。シャワーヘッド23は、途中に第1バルブ561および図示しない加圧ポンプを備える第1管661を介して水タンク61に接続されている。懸濁容器81は、途中に第2バルブ562を有する第2管662を介して、ジェットポンプ36と反応容器21との間の第1管661に接続されている。
A
水により希釈された懸濁液が、第1管661を介してシャワーヘッド23に供給される。シャワーヘッド23から、反応容器21内の水面にむけて、ほぼ一様に希釈された懸濁液または水が散布される。
The suspension diluted with water is supplied to the
式(1)または式(2)の反応式により、泡が発生する場合であっても、シャワーヘッド23から散布される懸濁液または水により、泡の盛り上がりは抑制される。泡の発生量が多く、反応容器21の上部まで泡が盛り上がった場合であっても、邪魔板22の作用により泡は第3管663の内部に進入しない。
Even when bubbles are generated by the reaction formula of the formula (1) or the formula (2), the swelling of the bubbles is suppressed by the suspension or water sprayed from the
なお、邪魔板22およびシャワーヘッド23の形状および配置は、泡の盛り上がりを効果的に抑制する様に、適宜選択される。たとえば、邪魔板22は、上側のシャワーヘッド23と下側のシャワーヘッド23との間に配置されていても良い。邪魔板22は、下側のシャワーヘッド23の下側、すなわちシャワーヘッド23と反応容器21内の水面との間に配置されていても良い。これらの場合、邪魔板22はシャワーヘッド23の放水を妨げない形状および位置に配置される。
The shapes and arrangements of the
なお、第1バルブ561および第2バルブ562を開閉することにより、シャワー23から水と懸濁液とを交互に散布しても良い。
By opening and closing the
懸濁容器81の外側には、第2冷却装置542が取り付けられている。第2冷却装置542は、懸濁容器81を水冷または空冷等により冷却する装置である。懸濁容器81の温度が所定の温度よりも高い場合には、第2冷却装置542が動作して懸濁容器81を冷却する。
A
所定の温度は、たとえば懸濁容器81内の懸濁液の温度が、摂氏0度以上摂氏20度以下になる範囲の温度である。懸濁液の温度が、摂氏0度以上摂氏15度以下の範囲になることが、さらに望ましい。
The predetermined temperature is, for example, a temperature in a range in which the temperature of the suspension in the
なお、水素生成装置10を低温の場所に設置する場合には、懸濁容器81を反応容器21の近くに配置すること等により、懸濁容器81内の懸濁液の温度が0度以下になり、凍結することを防止できる。
When the
懸濁容器81の温度を所定の範囲に維持することにより、懸濁液中の水が凍結することを防止しながら、懸濁容器81の内部での(1)式または(2)式の化学反応を抑制することができる。
By maintaining the temperature of the
本実施の形態によると、反応容器21内の化学反応で泡が発生する場合であっても、泡による第3管663の詰まりを防止できる水素生成装置10を提供できる。
According to this embodiment, it is possible to provide a
本実施の形態によると、懸濁容器81内での水素の発生を防止できる水素生成装置10を提供できる。
According to this embodiment, it is possible to provide a
各実施例で記載されている技術的特徴(構成要件)はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
The technical features (constituent requirements) described in each embodiment can be combined with each other, and by combining them, a new technical feature can be formed.
The embodiments disclosed this time should be considered as exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, not the above-mentioned meaning, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
10 水素生成装置
21 反応容器
22 邪魔板
23 シャワーヘッド
24 噴射口
25 排水口
26 隙間
31 水素発生材容器
36 ジェットポンプ
40 制御装置
41 CPU
42 主記憶装置
43 補助記憶装置
44 入力部
45 出力部
46 通信部
47 入力I/F
48 出力I/F
51 圧力計
52 温度計
53 流量計
54 冷却装置
56 バルブ
561 第1バルブ
562 第2バルブ
564 第4バルブ
566 排水バルブ
567 供給バルブ
568 リザーババルブ
57 ポンプ
58 ヒータ
61 水タンク
63 分離槽
65 冷却槽
661 第1管
662 第2管
663 第3管
664 第4管
665 第5管
666 排水管
667 供給管
668 補給管
67 オーバーフロー管
71 水素タンク
74 リザーバタンク
75 水素放出管
80 燃料電池
81 懸濁容器
82 攪拌器
821 スターラ
822 回転子
823 モータ
824 回転軸
825 インペラ
10
42
48 Output I / F
51
Claims (24)
水素発生材の粉と水とを攪拌して懸濁液にする懸濁容器と、
前記懸濁容器内の懸濁液を前記反応容器の内部に供給する第2管と、
前記反応容器の上部に接続され、前記第1管により供給されて前記反応容器内に貯留した水と前記第2管により供給された前記懸濁液中の水素発生材との反応により生じた水素を流出させる第3管と、
前記反応容器の下部に接続され、前記第3管から流出させる水素を生成する際の反応生成物を流出させる排水管と
を備える水素生成装置。 The first tube that supplies water to the inside of the reaction vessel,
A suspension container that stirs hydrogen generating material powder and water to make a suspension,
A second tube for supplying the suspension in the suspension vessel to the inside of the reaction vessel,
Hydrogen generated by the reaction between the water connected to the upper part of the reaction vessel, supplied by the first pipe and stored in the reaction vessel, and the hydrogen generating material in the suspension supplied by the second pipe. a third pipe to efflux,
A hydrogen generating device connected to the lower part of the reaction vessel and provided with a drainage pipe for discharging a reaction product when generating hydrogen to be discharged from the third pipe.
請求項1に記載の水素生成装置。 The suspension container maintains the temperature of the suspension inside in the range of 0 degrees Celsius or more and 20 degrees Celsius or less.
The hydrogen generating apparatus according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の水素生成装置。 The hydrogen generating apparatus according to claim 1 or 2, wherein the second tube supplies the suspension from the upper part of the reaction vessel.
請求項1または請求項2に記載の水素生成装置。 The hydrogen generating apparatus according to claim 1 or 2, wherein the second tube supplies the suspension through the first tube.
請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の水素生成装置。 The hydrogen generating apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the first pipe is a water jet into the inside of the reaction vessel.
請求項5に記載の水素生成装置。 The first tube injects water along the inner wall of the reaction vessel.
The hydrogen generating apparatus according to claim 5.
請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の水素生成装置。 The hydrogen generating apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the first pipe sprays water into the inside of the reaction vessel via a shower head provided inside the reaction vessel.
請求項1から請求項7のいずれか一つに記載の水素生成装置。 The invention according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a baffle plate arranged between the connection portion between the reaction vessel and the third pipe and the water surface of the water stored in the reaction vessel. Hydrogen generator.
請求項8に記載の水素生成装置。 The baffle plate is a net-like plate, a plate-like plate having a large number of through holes, or a non-perforated plate-like plate, and is arranged with a gap through which gas can pass between the baffle plate and the inner surface of the reaction vessel.
The hydrogen generating apparatus according to claim 8.
請求項7に記載の水素生成装置。 A baffle plate arranged between the connection portion between the reaction vessel and the third pipe and the shower head or between the shower head and the water surface of the water stored in the reaction vessel is provided.
The hydrogen generating apparatus according to claim 7.
前記第1管は、前記分離槽で分離した水を供給する
請求項1から請求項10のいずれか一つに記載の水素生成装置。 A separation tank for separating the water discharged from the drain port provided at the bottom of the reaction vessel and the reaction product is provided.
The hydrogen generating apparatus according to any one of claims 1 to 10 , wherein the first pipe supplies water separated in the separation tank.
請求項11に記載の水素生成装置。 The suspension is provided with a fourth pipe for supplying the water separated in the separation tank.
The hydrogen generating apparatus according to claim 11.
請求項1から請求項12のいずれか一つに記載の水素生成装置。 The hydrogen generating apparatus according to any one of claims 1 to 12 , wherein the hydrogen generating material is magnesium hydride.
前記第5管から流入した水が前記第2管に供給される
請求項1から請求項13のいずれか一つに記載の水素生成装置。 A fifth pipe into which water generated by a fuel cell consuming hydrogen discharged from the third pipe flows in is provided.
The hydrogen generating apparatus according to any one of claims 1 to 13 , wherein the water flowing in from the fifth pipe is supplied to the second pipe.
前記反応容器内に貯留した水を冷却する第1冷却装置と
を備える請求項1から請求項14のいずれか一つに記載の水素生成装置。 A heater that heats the water stored in the reaction vessel and
The hydrogen generating device according to any one of claims 1 to 14, further comprising a first cooling device for cooling the water stored in the reaction vessel.
請求項15に記載の水素生成装置。 The heater maintains the temperature of the water stored in the reaction vessel in the range of 95 degrees Celsius or more and 250 degrees Celsius or less.
The hydrogen generating apparatus according to claim 15.
前記第3管から流出した水素および水蒸気を冷却する冷却槽を備える
請求項1から請求項16のいずれか一つに記載の水素生成装置。 The third tube causes the water vapor in the reaction vessel to flow out together with hydrogen.
The hydrogen generating apparatus according to any one of claims 1 to 16 , further comprising a cooling tank for cooling hydrogen and steam flowing out of the third pipe.
前記水素タンクの内圧よりも高い圧力で水素を貯留するリザーバタンクを備える
請求項1から請求項17のいずれか一つに記載の水素生成装置。 A hydrogen tank that stores the hydrogen that has flowed out of the third pipe, and
The hydrogen generating apparatus according to any one of claims 1 to 17 , further comprising a reservoir tank that stores hydrogen at a pressure higher than the internal pressure of the hydrogen tank.
水素発生材の粉と水とをそれぞれ懸濁容器に供給し、
前記懸濁容器内を攪拌して懸濁液を作成し、
前記懸濁容器内の懸濁液を前記反応容器の内部に供給し、
前記反応容器内に貯留した水と前記懸濁液中の水素発生材との反応により生じた水素を流出させる
水素生成方法。 Supply water to the inside of the reaction vessel,
Supply the hydrogen generating material powder and water to the suspension container, respectively,
Stir the inside of the suspension container to prepare a suspension.
The suspension in the suspension vessel is supplied to the inside of the reaction vessel, and the suspension is supplied to the inside of the reaction vessel.
A hydrogen generation method for discharging hydrogen generated by a reaction between water stored in the reaction vessel and a hydrogen generating material in the suspension.
排出した反応生成物と水とを分離し、
分離した水を前記反応容器の内部に供給する
請求項19に記載の水素生成方法。 A mixed solution of a reaction product and water produced by a chemical reaction in the reaction vessel is discharged from the lower part of the reaction vessel.
Separate the discharged reaction product from water
Supply the separated water to the inside of the reaction vessel
The hydrogen production method according to claim 19.
請求項19または請求項20に記載の水素生成方法。 Maintain the temperature of the water in the reaction vessel in the range of 95 degrees Celsius or more and 250 degrees Celsius or less.
The hydrogen production method according to claim 19 or 20.
前記水蒸気を凝結し、
凝結により生成した水を前記反応容器の内部に供給する
請求項19から請求項21のいずれか一つに記載の水素生成方法。 The water vapor in the reaction vessel is allowed to flow out together with the hydrogen,
Condensate the water vapor
Water generated by condensation is supplied to the inside of the reaction vessel.
The hydrogen generation method according to any one of claims 19 to 21.
請求項19から請求項22のいずれか一つに記載の水素生成方法。 Water is supplied to the inside of the reaction vessel via a shower head arranged inside the reaction vessel.
The hydrogen generation method according to any one of claims 19 to 22.
請求項19から請求項22のいずれか一つに記載の水素生成方法。 Water is sprayed and supplied along the inner wall of the reaction vessel.
The hydrogen generation method according to any one of claims 19 to 22.
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