KR100603747B1 - Hydrogen/oxygen supply system - Google Patents

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KR100603747B1
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우에무라마사히로
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Abstract

본 발명에 관한 수소·산소 공급 시스템은 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀에 순수(純水)를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성되어 있으며, 상기 전해셀의 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 수소의 압력을 검지 가능한 제1 압력 검지수단과, 상기 전해셀의 상기 양극측을 통해 공급되는 상기 산소의 압력을 검지 가능한 제2 압력 검지수단과, 상기 제1 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호와 상기 제2 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호를 비교하여 소정의 차압신호를 발생시킬 수 있는 차압 검지수단과, 상기 차압신호를 토대로 상기 수소의 압력을 조정 가능한 제1 릴리프(relief) 기구와, 상기 차압신호를 토대로 상기 산소의 압력을 조정 가능한 제2 릴리프 기구를 구비하고, 상기 제1 및 제2 릴리프 기구로 상기 전해셀 내의 상기 양극측 압력과 상기 음극측 압력이 조정된다.The hydrogen / oxygen supply system according to the present invention has an electrolytic cell separated from the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, and supplies pure water to the electrolytic cell to generate hydrogen at the cathode side. A first pressure detecting means configured to generate oxygen on the side and to supply at least one of the hydrogen and oxygen to a use place, and to detect the pressure of the hydrogen supplied through the cathode side of the electrolytic cell; The second pressure detecting means capable of detecting the pressure of the oxygen supplied through the anode side of the electrolytic cell, and the pressure detecting signal obtained by the first pressure detecting means and the pressure detecting signal obtained by the second pressure detecting means are compared. Differential pressure detecting means capable of generating a predetermined differential pressure signal and a first relief mechanism capable of adjusting the hydrogen pressure based on the differential pressure signal. , And a second relief mechanism can adjust the pressure of the oxygen on the basis of the differential pressure signal, wherein the positive electrode side and the negative pressure side pressure in the electrolytic cell in the first and second relief mechanism is adjusted.

Description

수소·산소 공급 시스템{HYDROGEN/OXYGEN SUPPLY SYSTEM}Hydrogen and Oxygen Supply System {HYDROGEN / OXYGEN SUPPLY SYSTEM}

본 발명은 순수(純水)를 전기 분해하여 수소가스 및 산소가스를 발생시키는 수전해 장치에 관한 것으로, 상세하게는 수전해 장치로 구성된 수소·산소 공급 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water electrolysis device for generating hydrogen gas and oxygen gas by electrolysis of pure water, and more particularly, to a hydrogen-oxygen supply system composed of a water electrolysis device.

수소·산소 공급 시스템을 구성하는 수전해 장치로는 전해질 역할을 하는 부재로서 고체 전해질막을 구비한 전해셀을 이용한 장치가 종래부터 알려져 있다. 종래 기술에 관한 전해셀은 고체 고분자 전해질막의 양면에 전극 촉매층(양극측 및 음극측 촉매층)이 설치된 고체 고분자 전해질막/전극 접합체막(이하, 「고체 전해질막」이라 한다.)과, 이 고체 전해질막을 사이에 끼우도록 설치된 전극판(양극측 및 음극측 전극판)과, 고체 전해질막과 전극판 사이에 설치된 급전체(양극측 및 음극측 급전체) 등으로 구성되어 있다.Background Art Conventionally, a device using an electrolytic cell having a solid electrolyte membrane as a member serving as an electrolyte is known as a water electrolytic device constituting a hydrogen / oxygen supply system. The electrolytic cell according to the prior art is a solid polymer electrolyte membrane / electrode assembly membrane (hereinafter referred to as a "solid electrolyte membrane") provided with electrode catalyst layers (anode side and cathode side catalyst layers) on both sides of a solid polymer electrolyte membrane, and this solid electrolyte. And an electrode plate (anode-side and cathode-side electrode plate) provided to sandwich the membrane, and a feeder (anode-side and cathode-side feeder) provided between the solid electrolyte membrane and the electrode plate.

상기 종래 기술에 관한 전해셀에서는, 양극측에 순수를 공급하여 전극판에 통전함으로써 주로 양극측 촉매층에서 순수가 분해되어 산소가스가 발생하게 된다. 그리고, 산소가스와 동시에 생성된 H+ 이온은 전기장의 움직임에 따라 고체 전해질막 내를 이동하기 때문에 음극측 촉매층에서는 전자를 얻어 수소가스가 발생하게 된다.In the electrolytic cell according to the prior art, pure water is supplied to the anode side and energized to the electrode plate, whereby pure water is mainly decomposed in the anode side catalyst layer to generate oxygen gas. In addition, since H + ions generated at the same time as oxygen gas move in the solid electrolyte membrane as the electric field moves, hydrogen gas is generated by obtaining electrons in the catalyst layer on the cathode side.

즉, 종래 기술은 상술한 전해셀, 전해셀로 통전하기 위한 제어수단, 전해셀(의 양극측)에 순수(純水)를 공급하기 위해 설치된 순수 탱크, 전해셀에서 생성된 수소가스를 저류(貯留)하는 수소 분리탱크, 전해셀에서 생성된 산소를 저장하는 산소 분리탱크 및 이들 각 요소를 접속하는 배관부 등으로 수소·산소 공급 시스템이 구성되어 있다.That is, in the prior art, the above-described electrolytic cell, control means for energizing the electrolytic cell, a pure water tank installed to supply pure water to the anode cell, and hydrogen gas generated in the electrolytic cell are stored ( The hydrogen / oxygen supply system is comprised of the hydrogen separation tank which carries out viii), the oxygen separation tank which stores the oxygen produced | generated in the electrolysis cell, and the piping part which connects these elements.

종래기술에 관한 수소·산소 공급 시스템은 전해셀을 구성하는 고체 전해질막이 매우 얇고(50∼200㎛) 부드러운 부재이므로 시스템의 운전 상태, 혹은 가스 공급량의 변동(즉, 가스 공급량의 변동에 따른 생성 가스량의 변동) 등으로 고체 전해질막에 스트레스가 생기면(고체 전해질막에 공급되는 전류값이 급변하면, 혹은 고체 전해질막의 양면에 필요 이상의 압력차가 생기면), 소정 성능을 발휘하지 못할 뿐 아니라 상술한 스트레스 등으로 고체 전해질막이 파손되는(핀 홀(pin hole) 등이 발생하는) 문제가 있었다.In the hydrogen / oxygen supply system according to the prior art, since the solid electrolyte membrane constituting the electrolytic cell is very thin (50-200 μm) and a soft member, the operating state of the system or the fluctuation of the gas supply amount (that is, the amount of generated gas according to the fluctuation of the gas supply amount) Stress in the solid electrolyte membrane (when the current value supplied to the solid electrolyte membrane changes suddenly, or an excessive pressure difference occurs on both sides of the solid electrolyte membrane), the predetermined performance may not be exhibited, and the above-described stress As a result, there was a problem in that the solid electrolyte membrane was damaged (pin holes, etc.).

또한, 종래 기술에 관한 전해셀을 구성하는 고체 전해질막은 순수를 전기 분해하여 수소 및 산소를 생성하기 위한 중요한 요소이므로, 고체 전해질막에 상술한 결함이 발생하면 수소·산소 공급 시스템을 적절히 운전할 수 없는 문제가 있었다. 즉, 필요로 되는 가스 품질을 유지할 수 없으며, 수소·산소 공급 시스템의 장수명화를 실현할 수 없는 문제가 있었다.In addition, since the solid electrolyte membrane constituting the electrolytic cell according to the prior art is an important element for generating hydrogen and oxygen by electrolyzing pure water, if the above-mentioned defect occurs in the solid electrolyte membrane, the hydrogen / oxygen supply system cannot be operated properly. There was a problem. In other words, there is a problem that the required gas quality cannot be maintained and the life of the hydrogen-oxygen supply system cannot be realized.

그래서, 본 발명의 제1 예는 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 고체 전해질막에 불필요한 스트레스를 부하하지 않도록(즉, 고체 전해질막을 적절히 보호하도록) 구성된 수소·산소 공급 시스템을 제공하는 것을 과제 로 한다.Therefore, the first example of the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and it is to provide a hydrogen / oxygen supply system configured to not load unnecessary stress on the solid electrolyte membrane (that is, to properly protect the solid electrolyte membrane). It is a task.

또한, 종래 기술에 관한 수소·산소 공급 시스템은 전해셀을 구성하는 고체 전해질막이 매우 얇고(50∼200㎛) 부드러운 부재이므로 시스템의 운전 상태, 혹은 가스 공급량의 변동(즉, 가스 공급량의 변동에 따른 생성 가스량의 변동) 등으로 고체 전해질막에 스트레스가 생겨 고체 전해질막이 소정의 성능을 발휘하지 못해 생성되는 수소 및 산소의 품질을 적절히 유지하기 곤란한 문제가 있었다.In addition, the hydrogen / oxygen supply system according to the prior art has a very thin (50-200 μm) and soft member of the solid electrolyte membrane constituting the electrolytic cell, so that the operating state of the system or the fluctuation of the gas supply amount (that is, Stresses on the solid electrolyte membrane due to fluctuations in the amount of generated gas, etc., and thus, the solid electrolyte membrane does not exhibit a predetermined performance, which makes it difficult to properly maintain the quality of the generated hydrogen and oxygen.

그리고, 시스템을 연속 운전할 경우, 순수의 공급량, 혹은 가스의 수요량·공급량 등이 크게 변동되면 소정의 품질을 갖는 수소 및 산소를 생성시키기 곤란한 문제가 있었다.In the case of continuous operation of the system, there is a problem that it is difficult to generate hydrogen and oxygen having a predetermined quality when the supply amount of pure water or the demand amount and supply amount of gas are greatly changed.

그래서, 본 발명의 제2 예는 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 고체 전해질막에 불필요한 스트레스를 부하하지 않고(즉, 고체 전해질막을 적절히 보호하여) 생성 가스의 품질을 효과적으로 유지 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 유동하는 순수 및 생성 가스 등을 적절히 제어하여 생성 가스(공급 가스)의 품질을 효과적으로 유지 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템을 제공하는 것을 다른 과제로 한다.Thus, the second example of the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and is configured to effectively maintain the quality of the generated gas without loading unnecessary stress on the solid electrolyte membrane (that is, by appropriately protecting the solid electrolyte membrane). It is a problem to provide a hydrogen / oxygen supply system. Another object of the present invention is to provide a hydrogen / oxygen supply system configured to properly control the flowing pure water, the generated gas, and the like to effectively maintain the quality of the generated gas (supply gas).

또한, 종래 기술에 관한 수소·산소 공급 시스템은 전해셀을 구성하는 고체 전해질막이 매우 얇고 부드러운 부재이므로 시스템의 운전 상태, 혹은 가스 공급량의 변동(즉, 가스 공급량의 변동에 따른 생성 가스량의 변동) 등이 생기면, 고체 전해질막에 의해 적절한 가스생성이 곤란해진다(소정 성능을 발휘하지 못하게 된다). 또한, 상술했듯이 섬세한(delicate) 부재인 고체 전해질막에 스트레스가 생기 면(고체 전해질막에 공급되는 전류값이 급변하면, 혹은 고체 전해질막의 양면에 필요 이상의 압력차가 생기면), 소정 성능을 발휘하지 못할 뿐 아니라 이러한 스트레스 등으로 고체 전해질막이 파손되거나(핀 홀 등이 발생하거나), 시스템 전체에 결함이 생기는 일도 있다.In the hydrogen and oxygen supply system according to the prior art, since the solid electrolyte membrane constituting the electrolytic cell is a very thin and soft member, the operating state of the system or the fluctuation of the gas supply amount (that is, the fluctuation of the amount of generated gas due to the fluctuation of the gas supply amount), etc. If this occurs, proper gas generation becomes difficult by the solid electrolyte membrane (the predetermined performance cannot be exhibited). In addition, as described above, when a stress occurs on the solid electrolyte membrane, which is a delicate member (when the current value supplied to the solid electrolyte membrane changes suddenly, or when there is an excessive pressure difference on both sides of the solid electrolyte membrane), the predetermined performance may not be achieved. In addition, such a stress may cause a breakdown of the solid electrolyte membrane (such as pinholes) or a defect in the entire system.

즉, 종래 기술에 관한 수소·산소 공급 시스템은 여러 원인에 기인하여 생성 가스의 품질 저하나 고체 전해질막의 파손 등이 생김과 동시에, 경우에 따라서는 시스템 전체의 작동에 결함이 생기는 문제가 있었다.In other words, the hydrogen / oxygen supply system according to the prior art has a problem that the quality of the generated gas, the breakage of the solid electrolyte membrane, etc. occur due to various causes, and in some cases, the operation of the entire system is defective.

그래서, 본 발명의 제3 예는 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 고체 전해질막에서 생성되어 공급되는 가스의 품질 등이 저하되는 것을 방지하기 위해, 혹은 시스템 전체의 작동을 효과적으로 유지하기 위해 적절히 감시수단 등을 설치하여 필요에 따라 알람 등을 울리도록 구성된 수소·산소 공급 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.Thus, the third example of the present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and in order to prevent deterioration of the quality of the gas generated and supplied in the solid electrolyte membrane, or to effectively maintain the operation of the entire system. It is an object of the present invention to provide a hydrogen / oxygen supply system configured to properly provide a monitoring means or the like to sound an alarm if necessary.

또한, 종래 기술에 관한 수소·산소 공급 시스템은 전해셀을 구성하는 고체 전해질막이 매우 얇고(500∼200㎛) 부드러운 부재이므로 시스템의 운전 상태, 혹은 가스 공급량의 변동(즉, 가스 공급량의 변동에 따른 생성 가스량의 변동) 등으로 고체 전해질막에 스트레스가 생기면(고체 전해질막에 공급되는 전류값이 급변하면, 혹은 고체 전해질막의 양면에 필요 이상의 압력차가 생기면), 소정의 성능을 발휘하지 못할 뿐 아니라 상술한 스트레스 등으로 고체 전해질막이 파손되는(핀 홀 등이 발생하는) 문제가 있었다.In addition, since the solid electrolyte membrane constituting the electrolytic cell is very thin (500-200 µm) and a soft member, the hydrogen / oxygen supply system according to the prior art has a fluctuation in the operating state of the system or the gas supply amount (that is, the variation in the gas supply amount). When the solid electrolyte membrane is stressed due to fluctuations in the amount of generated gas (e.g., when the current value supplied to the solid electrolyte membrane changes suddenly, or when the pressure difference is more than necessary on both sides of the solid electrolyte membrane), the predetermined performance may not be exhibited. There was a problem that the solid electrolyte membrane was damaged (such as pinholes) due to stress.

또한, 종래 기술에 관한 전해셀을 구성하는 고체 전해질막은 순수를 전기 분 해하여 수소 및 산소를 생성하기 위한 중요한 요소이기 때문에, 고체 전해질막에 상술한 것과 같은 결함이 생기면 수소·산소 공급 시스템을 적절히 운전할 수 없는 문제가 있었다. 즉, 필요로 되는 가스 품질을 유지할 수 없고, 수소·산소 공급 시스템의 장수명화를 실현할 수 없는 문제가 있었다.In addition, since the solid electrolyte membrane constituting the electrolytic cell according to the prior art is an important element for generating hydrogen and oxygen by electrolysis of pure water, if a defect as described above occurs in the solid electrolyte membrane, a hydrogen-oxygen supply system is appropriately applied. There was a problem that I could not drive. In other words, there is a problem that the required gas quality cannot be maintained and the life of the hydrogen-oxygen supply system cannot be realized.

또한, 종래 기술은 통상적으로 전해셀로 통전되는 전류량이 일정하기 때문에, 전해셀에서는 이러한 일정한 전류량을 토대로 일정량의 수소 등이 생성되게 된다. 따라서, 유스 포인트(Use Point)에서 사용되는 수소 등의 양이 전해셀에서 생성되는 양 미만일 경우에는 잉여로 수소가 생성되게 된다. 이 잉여 수소는 통상적으로 단순히 방출되는 것에 불과한 것이기 때문에, 종래 기술에서는 그 분량만큼 이상의 전력이 소비되어 에너지 효율이 악화되는 문제가 있었다.In addition, in the prior art, since the amount of current that is normally supplied to the electrolytic cell is constant, a predetermined amount of hydrogen or the like is generated in the electrolytic cell based on this constant current amount. Therefore, when the amount of hydrogen or the like used at the use point is less than the amount generated in the electrolytic cell, hydrogen is excessively generated. Since the surplus hydrogen is usually merely released, there is a problem in the prior art that more than that amount of power is consumed and the energy efficiency is deteriorated.

즉, 종래 기술에 관한 수소·산소 공급 시스템은 전해셀의 운전 상태 등을 특별히 제어하지 않기 때문에 상술과 같은 결함이 발생하며, 이들 결함을 미리 검지할 수도 없었다. 따라서, 종래 기술로는 전해셀, 나아가서는 수소·산소 공급 시스템의 장수명화, 고효율화를 도모하기 곤란했다.That is, since the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a prior art does not specifically control the operation state of an electrolysis cell, etc., the above defects generate | occur | produced and these defects could not be detected beforehand. Therefore, in the prior art, it is difficult to achieve long life and high efficiency of the electrolytic cell, and furthermore, the hydrogen / oxygen supply system.

그래서, 본 발명의 제4 예는 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 생성 가스의 사용량 등을 토대로 전해셀 등을 적절히 제어하면서 구동시켜 장수명화, 고효율화를 도모하는 것이 가능한 수소·산소 공급 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.Therefore, the fourth example of the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and a hydrogen-oxygen supply system capable of driving a long life and high efficiency by driving an electrolytic cell or the like appropriately based on the amount of generated gas is used. The task is to provide.

본 발명의 제1 예는 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해 셀을 갖고, 상기 전해셀에 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서, 상기 전해셀의 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 수소의 압력을 검지 가능한 제1 압력 검지수단과, 상기 전해셀의 상기 양극측을 통해 공급되는 상기 산소의 압력을 검지 가능한 제2 압력 검지수단과, 상기 제1 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호와 상기 제2 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호를 비교하여 소정의 차압신호를 발생시킬 수 있는 차압 검지수단과, 상기 차압신호를 토대로 상기 수소의 압력을 조정 가능한 제1 릴리프 기구와, 상기 차압신호를 토대로 상기 산소의 압력을 조정 가능한 제2 릴리프 기구를 구비하고, 상기 제1 및 제2 릴리프 기구로 상기 전해셀 내의 상기 양극측 압력과 상기 음극측 압력이 조정되는 것을 특징으로 한다.The first example of the present invention has an electrolytic cell isolated on the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, and the pure water is supplied to the electrolytic cell to generate hydrogen on the cathode side, and oxygen on the anode side, A hydrogen / oxygen supply system configured to supply at least one of hydrogen and oxygen to a use place, comprising: first pressure detecting means capable of detecting a pressure of the hydrogen supplied through the cathode side of the electrolytic cell, and the electrolysis The second pressure detecting means capable of detecting the pressure of the oxygen supplied through the anode side of the cell is compared with the pressure detecting signal obtained by the first pressure detecting means and the pressure detecting signal obtained by the second pressure detecting means. Differential pressure detecting means capable of generating a differential pressure signal of the first pressure, a first relief mechanism capable of adjusting the pressure of the hydrogen based on the differential pressure signal, And a second relief mechanism capable of adjusting the pressure of the oxygen based on the differential pressure signal, wherein the first and second relief mechanisms adjust the anode pressure and the cathode pressure in the electrolytic cell.

이러한 구성에 의하면, 상기 제 1 및 제2 압력 검지수단으로 상기 양극측 및 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 산소 및 상기 수소의 압력을 항상 감시하고, 이들 검지수단 및 상기 차압 검지수단으로 얻어지는 차압신호로 각 압력을 조정 가능한 상기 제1 및 제2 릴리프 기구를 제어 가능하기 때문에, 상기 고체 전해질막 주위(양극측 및 음극측)의 압력을 정해진 범위내로 유지할 수 있다. 따라서, 상기 고체 전해질막에 불필요한 스트레스(압력 등)를 부하하지 않게 되기 때문에 효과적으로 상기 고체 전해질막을 보호하는 것이 가능한 수소·산소 공급 시스템을 얻을 수 있다.According to this structure, the pressure difference of the oxygen and the hydrogen supplied through the anode side and the cathode side are always monitored by the first and second pressure detection means, and the differential pressure signal obtained by these detection means and the differential pressure detection means. Since the first and second relief mechanisms capable of adjusting respective pressures can be controlled, the pressure around the solid electrolyte membrane (the anode side and the cathode side) can be maintained within a predetermined range. Therefore, since unnecessary stress (pressure or the like) is not loaded on the solid electrolyte membrane, a hydrogen-oxygen supply system capable of effectively protecting the solid electrolyte membrane can be obtained.

또한, 본 발명의 제1 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 제1 릴리프 기구가 상기 수소를 저류하고 있는 수소 분리탱크에 설치된 제1 릴리프 배관부와, 상기 제1 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제1 릴리프 밸브로 구성되며, 상기 제2 릴리프 기구가 상기 전해셀에서 생성된 상기 산소를 저류하고 있는 산소 분리탱크에 설치된 제2 릴리프 배관부와, 상기 제2 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제2 릴리프 밸브로 구성되는 것이 바람직하다.Moreover, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on the 1st example of this invention is a 1st relief piping part provided in the hydrogen separation tank in which the said 1st relief mechanism stores the said hydrogen, and the said differential pressure provided in the said 1st relief piping part. A second relief pipe part configured to be controllable based on a signal, wherein the second relief mechanism is installed in an oxygen separation tank storing oxygen generated in the electrolytic cell, and the second relief pipe part Preferably, the second relief valve is controllable based on the differential pressure signal provided.

이 바람직한 구성에서는 상기 각 릴리프 기구가 상기 릴리프 배관부와 상기 릴리프 밸브로 형성되어 있으며, 상기 각 릴리프 밸브가 상기 차압신호를 토대로 개폐 가능(상기 각 릴리프 배관부의 유로 지름을 조정 가능)하게 구성되어 있다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면 특별히 복잡한 구성을 갖지 않고, 상기 고체 전해질막 주위의 압력을 조정하여 상기 고체 전해질막을 보호하는 것이 가능한 수소·산소 공급 시스템을 얻을 수 있다.In this preferred configuration, each of the relief mechanisms is formed of the relief pipe portion and the relief valve, and each relief valve is configured to be opened and closed based on the differential pressure signal (adjustable flow path diameter of each relief pipe portion). . Therefore, according to this preferred configuration, a hydrogen-oxygen supply system capable of protecting the solid electrolyte membrane by adjusting the pressure around the solid electrolyte membrane without having a particularly complicated configuration can be obtained.

또한, 본 발명의 제1 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 산소 분리탱크 내의 순수를 외기에 접촉시키지 않고 순환시킬 수 있는 순수 순환 배관부가 상기 산소 분리탱크에 설치되어 있으며, 상기 순수 순환 배관부를 통해 상기 전해셀의 상기 양극측에 상기 순수가 공급되는 구성이 바람직하다.In the hydrogen / oxygen supply system according to the first embodiment of the present invention, a pure water circulation pipe portion capable of circulating pure water in the oxygen separation tank without contacting the outside air is provided in the oxygen separation tank, and the pure water circulation pipe portion is provided. Preferably, the pure water is supplied to the anode side of the electrolytic cell.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 전해셀로는 상기 순수 순환 배관부를 통해 상기 순수가 정상적으로 공급되게 되기 때문에, 시스템을 연속 운전하는 경우라도 상기 고체 전해질막에 불필요한 스트레스를 부하하지 않고 효과적으로 상기 고체 전해질막을 보호하는 것이 가능한 수소·산소 공급 시스템을 얻을 수 있다.According to this preferred configuration, since the pure water is normally supplied through the pure water circulation pipe to the electrolytic cell, even when the system is continuously operated, the solid electrolyte membrane is effectively protected without unnecessary stress being applied to the solid electrolyte membrane. A hydrogen-oxygen supply system which can be made can be obtained.

또한, 본 발명의 제1 예에 관한 수소·산소 공급 시스템에서는 상기 순수 순환 배관부에 수질 경보수단, 수온 경보수단 및 순환수량 경보수단 중 적어도 하나가 설치되어 있는 구성이 바람직하다.Moreover, in the hydrogen-oxygen supply system which concerns on the 1st example of this invention, the structure in which at least one of a water quality warning means, a water temperature warning means, and a circulating water warning means is provided in the said pure water circulation piping part is preferable.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 전해셀에 공급되고 있는 상기 순수의 전기 전도도, 수온 및 수량 중 적어도 하나를 감시하고 있기 때문에 순도가 낮은 상기 순수나 온도가 비정상적인 상기 순수, 혹은 양이 비정상적인 상기 순수가 공급되기 전에 경보 등을 울리는 것이 가능해진다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면 불순물 등에 의한 상기 고체 전해질막의 오염, 온도 상승에 따른 막 열화 및 물이 공급되지 않아 소손(燒損)될 우려 등을 사전에 인식할 수 있게 되기 때문에, 상기 고체 전해질막에 불필요한 스트레스를 부하하지 않고 효과적으로 상기 고체 전해질막을 보호하는 것이 가능한 수소·산소 공급 시스템을 얻을 수 있다.According to this preferred configuration, since at least one of the electrical conductivity, water temperature, and quantity of the pure water supplied to the electrolytic cell is monitored, the pure water having low purity, the pure water having abnormal temperature, or the pure water having abnormal quantity is supplied. It will be possible to sound an alarm before it becomes. Therefore, according to this preferred configuration, since the contamination of the solid electrolyte membrane due to impurities or the like, the membrane deterioration due to the temperature rise, and the possibility of burnout due to the inability to supply water, can be recognized in advance, the solid electrolyte membrane A hydrogen-oxygen supply system capable of effectively protecting the solid electrolyte membrane without loading unnecessary stress can be obtained.

또한, 본 발명의 제1 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 전해셀에 소정값의 전류를 공급함으로써 상기 수소 및 상기 산소가 생성되도록 구성되어 있으며, 상기 전해셀에 상기 전류를 공급하지 않는 상태로부터 상기 소정값의 전류를 공급하는 상태에 달할 때까지 소정 시간을 갖도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.Further, the hydrogen / oxygen supply system according to the first example of the present invention is configured to generate the hydrogen and the oxygen by supplying a current having a predetermined value to the electrolytic cell, and do not supply the current to the electrolytic cell. It is preferable to be comprised so that it may have predetermined time until it reaches the state which supplies the electric current of the said predetermined value.

이 바람직한 구성에서는 상기 전해셀에 순간적으로 상기 소정값의 전류를 공급하는 것이 아니라 상기 소정값의 전류를 공급할 때까지 소정 시간(예를 들면, 0∼600A까지의 전류를 공급할 때 30초 정도의 시간)을 갖도록 구성되어 있다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면, 상기 고체 전해질막에 갑자기 전류가 부하되는 일은 없기 때문에 상기 고체 전해질막에 대한 전기적인 스트레스를 부하하지 않게 되 어, 효과적으로 상기 고체 전해질막을 보호하는 것이 가능한 수소·산소 공급 시스템을 얻을 수 있다.In this preferred configuration, a predetermined time (for example, a time of about 30 seconds when supplying a current of 0 to 600 A) until the current of the predetermined value is supplied instead of the current of the predetermined value is instantaneously supplied to the electrolytic cell. It is configured to have). Therefore, according to this preferred configuration, since the current is not suddenly loaded on the solid electrolyte membrane, hydrogen / oxygen supply capable of effectively protecting the solid electrolyte membrane without loading the electrical stress on the solid electrolyte membrane. Get the system.

또한, 본 발명의 제1 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 전해셀이 상기 순수로 채워진 후에 상기 전해셀에 대한 전류의 공급이 개시되는 구성이 바람직하다.In addition, the hydrogen / oxygen supply system according to the first example of the present invention preferably has a configuration in which supply of current to the electrolytic cell is started after the electrolytic cell is filled with the pure water.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 전해셀이 상기 순수로 채워지고 나서 상기 전류가 공급되기 때문에, 상기 고체 전해질막에 대한 전기적인 스트레스를 부하하 않는 것이 가능해져 효과적으로 상기 고체 전해질막을 보호할 수 있다. 즉, 상기 전해셀 내에 순수가 채워지지 않은 상태에서 통전되면, 국부적으로 온도가 상승하여 소손될 우려 등이 있는데, 이 바람직한 구성에 의하면, 순수의 공급 상태와 통전 개시시를 적절히 제어함으로써 전기 분해에 따른 발열을 순수로 냉각 가능하기 때문에, 이러한 문제점을 효과적으로 해소할 수 있다.According to this preferred configuration, since the current is supplied after the electrolytic cell is filled with the pure water, it is possible not to load the electrical stress on the solid electrolyte membrane, thereby effectively protecting the solid electrolyte membrane. In other words, if the electrolytic cell is energized in a state in which pure water is not filled, there is a possibility that the temperature rises locally and burns out. According to this preferred configuration, the electrolysis is performed by appropriately controlling the supply state of the pure water and the start of energization. Since the generated heat can be cooled with pure water, this problem can be effectively solved.

본 발명의 제2 예는 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀에 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서, 상기 음극측이 상기 양극측보다도 높은 압력, 혹은 상기 양극측이 상기 음극측보다도 높은 압력 중 어느 한 압력으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.The second example of the present invention has an electrolytic cell isolated on the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, and the pure water is supplied to the electrolytic cell to generate hydrogen on the cathode side, and oxygen on the anode side, In a hydrogen / oxygen supply system configured to supply at least one of hydrogen and oxygen to a use point, the cathode side may be at a pressure higher than the anode side, or the anode side may be at a pressure higher than the cathode side. It is characterized by being set.

이러한 구성에 의하면, 상기 전해셀 내의 상기 음극측(혹은 상기 양극측)의 압력이 높게 설정되어 있기 때문에, 상기 양극측에서 상기 음극측으로(혹은 상기 음극측에서 상기 양극측으로) 생성 가스 등이 투과되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 음극측(혹은 상기 양극측)의 압력을 높게 설정함으로써 상기 음극측에서 생성되는 상기 수소로(혹은 상기 양극측에서 생성되는 상기 산소로) 상기 양극측에서 생성되는 상기 산소(혹은 상기 음극측에서 생성되는 상기 수소)의 혼입을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 이러한 구성에 의하면 고품질 생성 가스(고순도의 수소가스 혹은 고순도의 산소가스)를 얻는 것이 가능해진다.According to this configuration, since the pressure on the cathode side (or the anode side) in the electrolytic cell is set high, the generated gas or the like is transmitted from the anode side to the cathode side (or from the cathode side to the anode side). Can be prevented. That is, the oxygen (or the cathode) generated at the anode side is the hydrogen (or the oxygen generated at the anode side) generated at the cathode side by setting the pressure on the cathode side (or the anode side) high. Incorporation of the hydrogen) generated at the side can be effectively prevented. Therefore, according to this structure, it becomes possible to obtain a high quality generated gas (high purity hydrogen gas or high purity oxygen gas).

또한, 본 발명의 제2 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 전해셀의 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 수소의 압력을 검지 가능한 제1 압력 검지수단과, 상기 전해셀의 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 산소의 압력을 검지 가능한 제2 압력 검지수단과, 상기 제1 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호와 상기 제2 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호를 비교하여 소정의 차압신호를 발생시킬 수 있는 차압 검지수단과, 상기 차압신호를 토대로 상기 수소의 압력을 조정 가능한 제1 릴리프 기구와, 상기 차압신호를 토대로 상기 산소의 압력을 조정 가능한 제2 릴리프 기구를 구비하고, 상기 제1 및 제2 릴리프 기구로 상기 전해셀 내의 상기 양극측 압력과 상기 음극측 압력이 조정되는 구성이 바람직하다.Further, the hydrogen / oxygen supply system according to the second example of the present invention includes first pressure detecting means capable of detecting the pressure of the hydrogen supplied through the cathode side of the electrolytic cell, and through the cathode side of the electrolytic cell. A predetermined differential pressure signal can be generated by comparing the second pressure detecting means capable of detecting the pressure of the supplied oxygen with the pressure detecting signal obtained by the first pressure detecting means and the pressure detecting signal obtained by the second pressure detecting means. And a first relief mechanism capable of adjusting the pressure of the hydrogen based on the differential pressure signal, and a second relief mechanism capable of adjusting the pressure of the oxygen based on the differential pressure signal. It is preferable that the relief mechanism adjusts the anode pressure and the cathode pressure in the electrolytic cell.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 제1 및 제2 압력 검지수단으로 상기 양극측 및 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 산소 및 상기 수소의 압력을 항상 감시하고, 이들 검지수단 및 상기 차압 검지수단으로 얻어지는 차압신호에 의해 각 압력을 조정 가능한 상기 제1 및 제2 릴리프 기구를 제어할 수 있다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면 쉽게, 특히 스트레스를 주지 않고 상기 고체 전해질막의 상기 음극측 압력을 높게 설정할 수 있기 때문에 효과적으로 상기 고제 전해질막을 보호하여 고품질 생성 가스(고순도 수소가스 혹은 고순도 산소가스)를 얻는 것이 가능해 진다.According to this preferred configuration, the pressures of the oxygen and the hydrogen supplied through the anode side and the cathode side are always monitored by the first and second pressure detection means, and the differential pressure obtained by the detection means and the differential pressure detection means. The first and second relief mechanisms capable of adjusting respective pressures can be controlled by signals. Therefore, according to this preferred configuration, it is possible to easily set the pressure on the negative electrode side of the solid electrolyte membrane easily and without stress, so as to effectively protect the solid electrolyte membrane to obtain a high quality product gas (high purity hydrogen gas or high purity oxygen gas). It becomes possible.

또한, 본 발명의 제2 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 제 1 릴리프 기구가 상기 수소를 저류하고 있는 수소 분리탱크에 설치된 제1 릴리프 배관부와, 상기 제1 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제1 릴리프 밸브로 구성되고, 상기 제2 릴리프 기구가 상기 전해셀에서 생성된 상기 산소를 저류하고 있는 산소 분리탱크에 설치된 제2 릴리프 배관부와, 상기 제2 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제2 릴리프 밸브로 구성되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, the hydrogen / oxygen supply system which concerns on the 2nd example of this invention is the 1st relief piping part provided in the hydrogen separation tank in which the said 1st relief mechanism stores the said hydrogen, and the said differential pressure provided in the said 1st relief piping part. A second relief pipe part comprising a first relief valve controllable on the basis of a signal, wherein the second relief mechanism is provided in an oxygen separation tank storing oxygen generated in the electrolytic cell, and the second relief pipe part It is preferable that it is comprised by the 2nd relief valve which can be controlled based on the said differential pressure signal provided.

이 바람직한 구성에서는 상기 각 릴리프 기구가 상기 릴리프 배관부와 상기 릴리프 밸브로 형성되어 있으며, 상기 각 릴리프 밸브가 상기 차압신호를 토대로 개폐 가능(상기 각 릴리프 배관부의 유로 지름을 조정 가능)하도록 구성되어 있다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면, 특별히 복잡한 구성을 갖지 않고, 상기 고체 전해질막 주위의 압력을 조정하여 상기 고체 전해질막을 보호하여 고품질의 생성 가스를 얻는 것이 가능한 수소·산소 공급 시스템을 얻을 수 있다.In this preferred configuration, each relief mechanism is formed of the relief pipe portion and the relief valve, and each relief valve is configured to be opened and closed based on the differential pressure signal (adjustable flow path diameter of each relief pipe portion). . Therefore, according to this preferred configuration, it is possible to obtain a hydrogen-oxygen supply system capable of obtaining a high quality generated gas by protecting the solid electrolyte membrane by adjusting the pressure around the solid electrolyte membrane without having a particularly complicated configuration.

또한, 본 발명의 제2 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 산소 분리탱크 내에 전해셀을 수납함과 동시에 상기 산소 분리탱크 내의 순수를 외기에 접촉시키지 않고 순환시킬 수 있는 순수 순환 배관부가 상기 산소 분리탱크에 설치되어 있으며, 상기 순수 순환 배관부를 통해 상기 전해셀의 상기 양극측으로 상기 순수 가 공급되는 구성이 바람직하다.In the hydrogen / oxygen supply system according to the second embodiment of the present invention, a pure water circulation pipe portion capable of circulating pure water in the oxygen separation tank and circulating the pure water in the oxygen separation tank without contacting the outside air is separated from the oxygen. Is installed in the tank, it is preferable that the pure water is supplied to the anode side of the electrolytic cell through the pure water circulation pipe.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 전해셀로는 상기 순수 순환 배관부를 통해 상기 순수가 정상적으로 공급되게 되기 때문에, 안정된 품질의 생성 가스를 얻는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 구성에 의하면, 시스템을 연속 운전할 경우라도 상기 고체 전해질막에 불필요한 스트레스를 부하하지 않고 상기 순수가 안정되게 공급되기 때문에 상기 고체 전해질막을 효과적으로 보호하여 안정된 품질의 생성 가스를 얻을 수 있다.According to this preferred configuration, since the pure water is normally supplied to the electrolytic cell through the pure water circulation pipe, it is possible to obtain a product gas of stable quality. According to this configuration, even when the system is operated continuously, since the pure water is stably supplied without unnecessary stress on the solid electrolyte membrane, the solid electrolyte membrane can be effectively protected to obtain a stable gas product gas.

또한, 본 발명의 제2 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 수소를 공급하기 위한 수소가스 공급 배관부와 상기 수소가스 공급 배관부에 설치된 수소가스 유량 제어수단을 갖고, 상기 수소가스 유량 제어수단이 유량 검지수단과 정격유량 제어 밸브로 구성되어 있으며, 상기 수소의 공급유량을 상기 유량 검지수단으로 검지하고, 상기 유량 검지수단에서의 검지신호를 토대로 상기 정격유량 제어 밸브를 조정함으로써 상기 수소가스 공급 배관부 속을 유통하는 상기 수소가 정격유량이 되도록 제어되는 구성인 것이 바람직하다.Moreover, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on the 2nd example of this invention has the hydrogen gas supply piping part for supplying the said hydrogen, and the hydrogen gas flow volume control means provided in the said hydrogen gas supply piping part, The said hydrogen gas flow volume control means The flow rate detecting means and the rated flow rate control valve are provided, and the hydrogen gas supply is performed by detecting the supply flow rate of the hydrogen by the flow rate detecting means, and adjusting the rated flow rate control valve based on the detection signal from the flow rate detecting means. It is preferable that it is the structure controlled so that the said hydrogen which distribute | circulates in a piping part may be rated flow rate.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 수소가스 공급 배관부의 후류측에서 상기 수소·산소 공급 시스템에서 생성 가능한 상기 수소가 허용량을 넘게 수요되어 그 수요에 대응하도록 상기 전해셀에 어떠한 신호가 송신된 경우더라도, 상기 수소가스 공급 배관부에서 상기 수소의 공급량을 정격유량으로 제한하고 있기 때문에 과잉(상기 전해셀의 적절한 생성량을 넘는) 수소가 상기 수소가스 공급 배관부 내를 유통하는 일은 없다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면, 상기 수소가스 공급 배 관부 후류측에서의 상기 수소의 사용량이 어떻게 변동되었다 해도 상기 수소가스 공급 배관부에서 정격유량 이상의 상기 수소가 흐르는 일은 없기 때문에, 상기 전해셀의 과잉 운전을 효과적으로 방지하여 상기 수소의 품질을 일정하게 유지하는 것이 가능해진다.According to this preferred configuration, even when a signal is transmitted to the electrolytic cell so that the hydrogen generated in the hydrogen / oxygen supply system is exceeded in an allowable amount on the downstream side of the hydrogen gas supply pipe, and is transmitted according to the demand, the Since the supply amount of the hydrogen is limited to the rated flow rate in the hydrogen gas supply pipe part, excess hydrogen (more than the appropriate amount of generation of the electrolytic cell) does not flow in the hydrogen gas supply pipe part. Therefore, according to this preferred configuration, even if the amount of use of the hydrogen on the downstream side of the hydrogen gas supply pipe portion varies, the hydrogen gas more than the rated flow rate does not flow in the hydrogen gas supply pipe portion. It is possible to effectively prevent and keep the quality of the hydrogen constant.

또한, 여기서는 생성 가스로서 고순도의 수소를 얻기 위한 시스템을 나타내고 있는데, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것이 아니라 고순도의 산소가스를 얻기 위한 시스템으로 해도 좋다. 이러한 시스템은 상기 산소를 공급하기 위한 산소가스 공급 배관부와 상기 산소가스 공급 배관부에 설치된 산소가스 유량 제어수단을 갖고, 상기 산소가스 유량 제어수단이 유량 검지수단과 정격유량 제어 밸브로 구성되어 있으며, 상기 산소의 공급유량을 상기 유량 검지수단으로 검지하고, 상기 유량 검지수단에서의 검지신호를 토대로 상기 정격유량 제어 밸브를 조정함으로써 상기 산소가스 공급 배관부 속을 유통하는 상기 산소가 정격유량이 되게 제어되도록 구성되면 좋다.In addition, although the system for obtaining high purity hydrogen as a production gas is shown here, this invention is not limited to this structure, It is good also as a system for obtaining high purity oxygen gas. Such a system has an oxygen gas supply pipe portion for supplying the oxygen and an oxygen gas flow rate control means installed in the oxygen gas supply pipe portion, and the oxygen gas flow rate control means is composed of a flow rate detection means and a rated flow rate control valve. The oxygen supply flow rate is detected by the flow rate detecting means, and the rated flow rate control valve is adjusted based on the detection signal from the flow rate detecting means so that the oxygen flowing in the oxygen gas supply pipe part becomes the rated flow rate. It may be configured to be controlled.

또한, 본 발명의 제2 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 전해셀에 상기 순수를 공급하기 위한 순수 탱크가 설치되어 있으며, 상기 순수 탱크 속의 상기 순수가 상기 전해셀에서 생성되는 상기 산소로 버블링(bubbling)되는 구성인 것이 바람직하다.Further, in the hydrogen / oxygen supply system according to the second example of the present invention, a pure water tank for supplying the pure water to the electrolytic cell is provided, and the pure water in the pure water tank bubbles with the oxygen generated in the electrolytic cell. It is preferred that the configuration is bubbling.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 순수를 상기 산소로 버블링함으로써 상기 순수중의 불순물인 공기(중의 특히 질소)를 효과적으로 배제 가능하기 때문에, 더 높은 순도의 수소 혹은 산소를 얻는 것이 가능해 진다.According to this preferred configuration, by bubbling the pure water with the oxygen, air (particularly nitrogen in the impurities) of the pure water can be effectively removed, so that higher purity hydrogen or oxygen can be obtained.

본 발명의 제3 예는 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀에 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 한쪽이 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서, 상기 수소를 공급하기 위한 수소가스 공급 배관부와 상기 산소를 공급하기 위한 산소가스 공급 배관부가 설치되어 있으며, 상기 산소가스 공급 배관부에 수소가스 검출수단이 설치된 것을 특징으로 한다.The third example of the present invention has an electrolytic cell isolated to the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, and the pure water is supplied to the electrolytic cell to generate hydrogen at the cathode side, oxygen is generated at the anode side, In the hydrogen-oxygen supply system comprised so that at least one of the said hydrogen and oxygen can be supplied to a use place, the hydrogen gas supply piping part for supplying the said hydrogen and the oxygen gas supply piping part for supplying the said oxygen are provided, Hydrogen gas detection means is provided in the oxygen gas supply pipe portion.

이러한 구성에 의하면, 상기 산소가스 공급 배관부에 상기 수소가스 검출수단을 설치함으로써, 상기 산소중의 상기 수소의 혼입량 또는 농도 등을 검지하는 것이 가능해진다. 따라서, 이 구성에 의하며, 상기 수소가스 검출수단에서 상기 수소 혼입량(농도)의 변동 등을 감시함으로써 상기 고체 전해질막에서의 핀 홀 등의 발생을 검지하는 것이 가능해지며, 생성 가스의 품질이 저하되는 것 등을 방지할 수 있다. 또한, 여기서는 상기 수소가스 검출수단으로 상기 산소중의 수소를 검지한 후의 제어 등은 특별히 나타나지 않았지만, 필요에 따라 적절히 알람을 발생하기 위한 경보수단 등을 설치해도 좋다. 또한, 여기서는 수소를 주로 사용할 경우의 구성(즉, 고순도의 수소를 얻기 위해 산소중의 수소 농도를 감시하는 구성)에 대해 설명했지만, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것이 아니라 산소를 주로 사용할 경우에는 상술한 구성과 같은 사상을 토대로 고순도의 산소를 얻기 위해 수소중의 산소 농도를 감시하는 구성으로 해도 좋다.According to such a structure, by providing the said hydrogen gas detection means in the said oxygen gas supply piping part, it becomes possible to detect the mixing amount, the density | concentration, etc. of the said hydrogen in oxygen. Therefore, according to this configuration, it is possible to detect the occurrence of pinholes or the like in the solid electrolyte membrane by monitoring the fluctuation of the hydrogen content (concentration) or the like in the hydrogen gas detecting means, whereby the quality of the generated gas is deteriorated. Things can be prevented. In addition, although the control etc. after detecting hydrogen in the said oxygen by the said hydrogen gas detection means did not show in particular here, you may provide the alarm means etc. which generate an alarm suitably as needed. In addition, although the structure (that is, the structure which monitors the hydrogen concentration in oxygen in order to obtain high purity hydrogen) was demonstrated here mainly when hydrogen is used, this invention is not limited to this structure, When oxygen is mainly used, It is good also as a structure which monitors the oxygen concentration in hydrogen, in order to obtain high purity oxygen based on the same idea as the structure mentioned above.

또한, 본 발명의 제3 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 음극측이 상 기 양극측보다도 높은 압력으로 설정되어 있는 구성이 바람직하다.In the hydrogen / oxygen supply system according to the third example of the present invention, a configuration in which the cathode side is set to a higher pressure than the anode side is preferable.

이 바람직한 구성에서는 상기 전해셀 내의 상기 음극측(수소가스 발생측)은 상기 양극측(산소가스 생성측)보다도 높은 압력이 되도록 구성되어 있기 때문에, 상기 고체 전해질막에 핀 홀 등이 발생하면 바로 상기 음극측에서 상기 양극측으로 상기 수소가 혼입되고, 상기 수소가 혼입된 상기 산소가 상기 산소가스 공급 배관부를 통해 공급되게 된다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면, 상기 고체 전해질막에 핀 홀 등이 발생한 경우에는 이러한 파손(핀 홀 등)을 조기에 발견하는 것이 가능해지기 때문에, 시스템을 효과적으로 보수 관리할 수 있다.In this preferred configuration, since the cathode side (hydrogen gas generation side) in the electrolytic cell is configured to have a higher pressure than the anode side (oxygen gas generation side), the pin hole or the like is immediately generated in the solid electrolyte membrane. The hydrogen is mixed from the cathode side to the anode side, and the oxygen mixed with the hydrogen is supplied through the oxygen gas supply pipe. Therefore, according to this preferred configuration, when a pinhole or the like occurs in the solid electrolyte membrane, such breakage (pinhole or the like) can be detected at an early stage, so that the system can be effectively maintained and managed.

또한, 상술한 구성은 수소를 주로 사용하는 경우로, 산소를 주로 사용하는 경우에는 상기 양극측이 상기 음극측보다도 높은 압력으로 설정되어 있는 구성이 바람직하다. 이러한 구성으로 하면, 효과적으로 수소중의 산소 농도를 감시하는 것이 가능해진다.Moreover, the structure mentioned above is a case where hydrogen is mainly used, and when oxygen is mainly used, the structure in which the said anode side is set to higher pressure than the said cathode side is preferable. With such a configuration, it becomes possible to effectively monitor the oxygen concentration in hydrogen.

또한, 본 발명의 제3 예는 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀에 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서, 상기 수소를 반송할 수 있는 수소가스 반송 배관부를 이용해 상기 전해셀과 상기 수소를 저류 가능하게 구성된 수소 분리탱크가 접속되며, 상기 수소가스 반송 배관부 및 상기 수소 분리탱크를 통해 상기 전해셀에서 생성된 상기 수소가 공급되도록 구성되어 있으며, 상기 수소가스 반송 배관부에는 수소가스 반송 밸브와 상기 수소가스 반송 밸 브를 우회하도록 형성된 바이패스(bypath) 배관부가 설치되며, 상기 바이패스 배관부에는 역지 밸브가 설치되어 있으며, 상기 바이패스 배관부에 소정의 압력이 작용한 경우에 상기 전해셀로부터 상기 수소 분리탱크에 상기 수소를 유통시키도록 상기 역지 밸브가 개방되는 것을 특징으로 한다.In addition, a third example of the present invention has an electrolytic cell isolated from the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, and the pure water is supplied to the electrolytic cell to generate hydrogen at the cathode side and oxygen at the anode side. And a hydrogen / oxygen supply system configured to supply at least one of the hydrogen and oxygen to a use point, wherein the hydrogen cell is configured to be capable of storing the electrolytic cell and the hydrogen using a hydrogen gas conveying pipe section capable of conveying the hydrogen. A separation tank is connected, and configured to supply the hydrogen generated in the electrolytic cell through the hydrogen gas conveying pipe part and the hydrogen separation tank, and to the hydrogen gas conveying pipe part, a hydrogen gas conveying valve and the hydrogen gas conveying part. Bypass piping is formed to bypass the valve, the check valve is installed in the bypass pipe The check valve is characterized in that the check valve is opened to distribute the hydrogen from the electrolytic cell to the hydrogen separation tank when a predetermined pressure is applied to the bypass pipe.

이러한 구성에서는 상기 역지 밸브는 소정값 이상의 압력이 작용한 경우에만 개방되기 때문에 통상적으로는 상기 역지 밸브가 설치된 상기 바이패스 배관부에서는 상기 전해셀로부터 상기 수소 분리탱크로 상기 수소는 유통되지 않는다. 즉, 소정값 이상의 압력이 작용했을 때, 비로소 상기 역지 밸브가 개방되어 상기 바이패스 배관부를 통해 상기 전해셀로부터 상기 수소 분리탱크로 상기 수소가 유통하게 된다. 따라서, 이러한 구성에 의하면, 상기 수소가스 반송 밸브에 어떠한 결함이 생겨 상기 수소가 상기 수소가스 반송 배관부 속을 유통할 수 없는 상태가 되었다 해도, 상술했듯이 상기 바이패스 배관부에 소정값 이상의 압력이 작용한 경우에는 상기 역지 밸브를 통해 상기 수소가 반송되게 된다. 따라서, 상기 수소가스 반송 밸브에 결함이 생겼다 해도, 그 때의 압력이 상기 전해셀로 역류하기 전에 상기 역지 밸브가 열려 상기 수소가스 반송 배관부, 상기 바이패스 배관부 및 상기 역지 밸브를 통해 상기 수소를 적절히 유통시키는 것이 가능해지기 때문에 상기 전해셀을 구성하는 상기 고체 전해질막의 파손 등을 효과적으로 방지하고, 나아가서는 시스템 전체의 적절한 운전 상태를 효과적으로 유지할 수 있다.In this configuration, since the check valve is opened only when a pressure equal to or greater than a predetermined value is applied, the hydrogen is not circulated from the electrolytic cell to the hydrogen separation tank in the bypass pipe section in which the check valve is installed. That is, when a pressure of a predetermined value or more is applied, the check valve is opened so that the hydrogen flows from the electrolytic cell to the hydrogen separation tank through the bypass pipe. Therefore, according to such a structure, even if a defect arises in the said hydrogen gas conveyance valve and the hydrogen will not be able to distribute | circulate in the said hydrogen gas conveyance piping part, as mentioned above, a pressure more than a predetermined value may be applied to the said bypass piping part. When acting, the hydrogen is returned through the check valve. Therefore, even if a defect occurs in the hydrogen gas return valve, the check valve is opened before the pressure at that time flows back into the electrolytic cell, so that the hydrogen flows through the hydrogen gas return piping section, the bypass piping section, and the check valve. Since it is possible to properly distribute C, the damage of the solid electrolyte membrane constituting the electrolytic cell can be effectively prevented, and further, the proper operating state of the entire system can be effectively maintained.

또한, 본 발명의 제3 예는 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀에 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되 고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서, 상기 수소를 반송할 수 있는 수소가스 반송 배관부를 이용해 상기 전해셀과 상기 수소를 저류 가능하게 구성된 수소 분리탱크가 접속되고, 상기 수소 분리탱크 속의 순수를 상기 전해셀 측으로 순환시킬 수 있도록 상기 수소 분리탱크에는 순수 귀환 배관부가 접속되어 있으며, 상기 순수 귀환 배관부에는 수소 방출 배관부를 갖는 가스 스크러버(scrubber)가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, a third example of the present invention has an electrolytic cell isolated from the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, and the pure water is supplied to the electrolytic cell to generate hydrogen at the cathode side, and oxygen is generated at the anode side. In the hydrogen-oxygen supply system which generate | occur | produces and is comprised so that at least one of the said hydrogen and oxygen can be supplied to a use place, Comprising: It is comprised so that the said electrolysis cell and the said hydrogen can be stored using the hydrogen gas conveyance piping part which can convey the said hydrogen. A hydrogen separation tank is connected, and a pure water return pipe part is connected to the hydrogen separation tank to circulate pure water in the hydrogen separation tank to the electrolytic cell side, and a gas scrubber having a hydrogen discharge pipe part is connected to the pure water return pipe part. ) Is installed.

이러한 구성에 의하면, 수소 압력하에서 귀환 순수중에 용존되어 있는 수소가스를 일단 가스 스크러버로 대기압에 개방함으로써 안전하게 계외로 방출하고, 그 후 순수 탱크(보급수 탱크)로 귀환시킬 수 있다. 따라서, 순수 탱크(보급수 탱크) 내에서 귀환 순수로부터의 용존 수소의 방출을 방지하여 순수 탱크(보급수 탱크) 내의 공기와 수소의 혼합을 방지하는 것이 가능해진다.According to this structure, the hydrogen gas dissolved in the returned pure water under hydrogen pressure can be safely released out of the system by opening the gas scrubber to atmospheric pressure once, and then can be returned to the pure water tank (supplying water tank). Therefore, it becomes possible to prevent the discharge of dissolved hydrogen from the returned pure water in the pure water tank (diffusion water tank) and to prevent mixing of air and hydrogen in the pure water tank (diffusion water tank).

본 발명의 제4 예는 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀에 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서, 상기 전해셀의 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 수소의 압력을 검지하는 제1 압력 검지수단과, 상기 제1 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호를 토대로 상기 전해셀에 공급되는 전류를 제어하는 전류값 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.A fourth example of the present invention has an electrolytic cell isolated to the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, and the pure water is supplied to the electrolytic cell to generate hydrogen at the cathode side, and oxygen at the anode side, A hydrogen / oxygen supply system configured to supply at least one of hydrogen and oxygen to a use place, comprising: first pressure detecting means for detecting a pressure of the hydrogen supplied through the cathode side of the electrolytic cell; And current value control means for controlling the current supplied to the electrolytic cell based on the pressure detection signal obtained by the one pressure detection means.

이러한 구성에 의하면, 상기 수소의 압력 변동(이른바 수소 사용량의 변동) 을 나타내는 상기 압력 검지신호를 토대로 상기 전류값 제어수단으로부터 상기 전해셀(수전해 장치)에 적절한 전류가 공급되기 때문에, 생성되는 상기 수소 및 상기 전해셀(수전해 장치)로 공급되는 전류를 낭비하지 않는 것이 가능해진다. 즉, 상기 수소를 사용하는 만큼만 상기 전해셀을 구동시키기 때문에, 고효율화를 실현 가능한 수소·산소 공급 시스템을 얻을 수 있다.According to this configuration, since the appropriate current is supplied from the current value control means to the electrolytic cell (the electrolytic device) based on the pressure detection signal indicating the pressure variation of the hydrogen (so-called variation of the hydrogen usage), the generated It becomes possible not to waste hydrogen and the electric current supplied to the said electrolytic cell (water electrolysis apparatus). That is, since the electrolytic cell is driven only as long as the hydrogen is used, a hydrogen-oxygen supply system capable of achieving high efficiency can be obtained.

또한, 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은, 상기 전류값 제어수단에서 정류기를 이용한 정류기 PID 제어가 행해지는 구성이 바람직하다. 여기서, 정류기를 이용한 정류기 PID 제어란 상기 전해셀에 의해 생성되는 수소의 현재 압력값인 압력 검지신호를 시퀀서(sequencer) 또는 조절계로 송신해 PID 제어하고, 여기서 얻어진 지령값을 정류기로 송신해 이 지령값을 토대로 한 전류를 정류기로부터 상기 전해셀에 공급하여 제어하는 것을 말한다.The hydrogen / oxygen supply system according to the fourth example of the present invention is preferably configured such that rectifier PID control using a rectifier is performed in the current value control means. Here, the rectifier PID control using the rectifier means PID control by transmitting a pressure detection signal, which is the current pressure value of hydrogen generated by the electrolytic cell, to a sequencer or a controller, and transmitting the command value obtained here to a rectifier. It refers to controlling the current based on the value from the rectifier to the electrolytic cell.

또한, 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 전해셀에서 생성된 상기 산소를 저류하는 산소 분리탱크와, 상기 산소 분리탱크 내의 순수를 외기에 접촉시키지 않고 순환시킬 수 있는 순수 순환 배관부가 설치되어 있으며, 상기 순수 순환 배관부를 통해 상기 산소 분리탱크로부터 상기 전해셀의 상기 양극측으로 상기 산소 분리탱크 내의 상기 순수가 공급되는 구성이 바람직하다.Further, the hydrogen / oxygen supply system according to the fourth example of the present invention is an oxygen separation tank for storing the oxygen generated in the electrolytic cell, and a pure water circulation capable of circulating pure water in the oxygen separation tank without contacting the outside air. A pipe part is provided, and a configuration in which the pure water in the oxygen separation tank is supplied from the oxygen separation tank to the anode side of the electrolytic cell through the pure water circulation pipe part is preferably supplied.

이 바람직한 구성에 의하면, 폐회로인 상기 순수 순환 배관부를 통해 상기 전해셀로 순수가 공급되기 때문에, 상기 전해셀 및 상기 산소 분리탱크는 비교적 높은 밀폐성을 유지할 수 있다. 즉, 상기 전해셀을 구동시키지 않아도 소정의 가스 압력을 얻을 수 있다. 따라서, 생성 가스의 압력에 특별히 변동이 없는 경우에는 상기 전해셀에 대한 전류의 공급을 정지하는 것도 가능하다. 따라서, 이 바람직한 구성에 관한 수소·산소 공급 시스템은 적절한 압력의 생성 가스 등을 계속 공급하면서 상기 전해셀을 0∼100% 범위에서 구동시키는 것이 가능해진다. 또한, 이 바람직한 구성에 의하면, 상기 전해셀에 대해서는 상기 순수 순환 배관부를 통해 상기 순수가 정상적으로 공급되게 되기 때문에, 안정된 품질의 생성 가스를 얻는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 구성에 의하면, 시스템을 연속 운전할 경우더라도 상기 고체 전해질막에 불필요한 스트레스를 부하하지 않고 상기 순수가 안정되게 공급되기 때문에, 상기 고체 전해질막을 효과적으로 보호하여 안정된 품질의 생성 가스를 얻을 수 있다.According to this preferred configuration, since pure water is supplied to the electrolytic cell through the pure water circulation pipe which is a closed circuit, the electrolytic cell and the oxygen separation tank can maintain a relatively high sealing property. That is, a predetermined gas pressure can be obtained without driving the electrolytic cell. Therefore, when there is no change in the pressure of the product gas, it is also possible to stop the supply of current to the electrolytic cell. Therefore, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on this preferable structure can drive the said electrolysis cell in 0 to 100% range, continuing to supply the generated gas etc. of appropriate pressure. Further, according to this preferred configuration, since the pure water is normally supplied to the electrolytic cell through the pure water circulation pipe, it is possible to obtain a product gas of stable quality. According to this configuration, even when the system is continuously operated, since the pure water is stably supplied without unnecessary stress on the solid electrolyte membrane, it is possible to effectively protect the solid electrolyte membrane and obtain a product gas having stable quality.

또한, 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 순수 순환 배관부에 수질 경보수단, 수온 경보수단 및 순환수량 경보수단 중 적어도 하나가 설치되어 있는 구성이 바람직하다.In the hydrogen / oxygen supply system according to the fourth example of the present invention, preferably, at least one of water quality alarm means, water temperature alarm means, and circulating water alarm means is provided in the pure water circulation pipe portion.

이 바람직한 구성에 의하며, 상기 전해셀로 공급되는 상기 순수의 전기 전도도, 수온 및 수량 중 적어도 하나를 감시하고 있기 때문에, 순도가 낮은 상기 순수나 온도가 비정상적인 상기 순수, 혹은 양이 비정상적인 상기 순수가 공급되기 전에 경보 등을 울리는 것이 가능해진다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면, 불순물 등에 의한 상기 고체 전해질막의 오염, 온도 상승에 따른 막 열화 및 물이 공급되지 않아 소손될 우려 등을 사전에 인식 가능하게 되기 때문에, 상기 고체 전해질막에 불필요한 스트레스를 부하하지 않고 효과적으로 상기 고체 전해질막을 보호하는 것이 가능한 수소·산소 공급 시스템을 얻을 수 있다.According to this preferred configuration, since at least one of the electrical conductivity, water temperature, and quantity of the pure water supplied to the electrolytic cell is monitored, the pure water having low purity, the pure water having abnormal temperature, or the pure water having abnormal quantity is supplied. It will be possible to sound an alarm before it becomes. Therefore, according to this preferred configuration, since the contamination of the solid electrolyte membrane due to impurities or the like, the membrane deterioration due to the temperature rise, and the possibility of burnout due to the lack of water supply, can be recognized in advance, so that unnecessary stress is applied to the solid electrolyte membrane. A hydrogen / oxygen supply system capable of effectively protecting the solid electrolyte membrane without load can be obtained.

또한, 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 수소를 공급하기 위한 수소가스 공급 배관부와 상기 수소가스 공급 배관부에 설치된 수소가스 유량 제어수단을 갖고, 상기 수소가스 유량 제어수단이 유량 검지수단과 정격유량 제어 밸브로 구성되어 있으며, 상기 수소의 공급유량을 상기 유량 검지수단으로 검지하고, 상기 유량 검지수단에서의 검지신호를 토대로 상기 정격유량 제어 밸브를 조정함으로써 상기 수소가스 공급 배관부 속을 유통하는 상기 수소가 정격유량을 넘지 않도록 제어되는 구성이 바람직하다.Moreover, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on the 4th example of this invention has the hydrogen gas supply piping part for supplying the said hydrogen, and the hydrogen gas flow volume control means provided in the said hydrogen gas supply piping part, The said hydrogen gas flow volume control means The flow rate detecting means and the rated flow rate control valve are provided, and the hydrogen gas supply is performed by detecting the supply flow rate of the hydrogen by the flow rate detecting means, and adjusting the rated flow rate control valve based on the detection signal from the flow rate detecting means. It is preferable that the configuration controlled such that the hydrogen flowing through the pipe portion does not exceed the rated flow rate.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 수소가스 공급 배관부의 후류측에서 상기 수소·산소 공급 시스템에서 생성 가능한 수소가 허용량을 넘게 수요되어 그 수요에 대응하도록 상기 전해셀에 어떠한 신호가 송신된 경우라도, 상기 수소가스 공급 배관부에서 상기 수소의 공급량을 정격유량으로 제한하고 있기 때문에 과잉(상기 전해셀의 적절한 생성량을 넘는) 수소가 상기 수소가스 공급 배관부 내를 유통하는 일은 없다. 따라서, 상기 수소가스 공급 배관부 후류측의 상기 수소의 사용량이 어떻게 변동되었다 해도 상기 수소가스 공급 배관부에서 정격유량 이상의 상기 수소가 흐르는 일은 없기 때문에, 상기 전해셀의 과잉 운전을 방지하여 상기 전해셀(특히 고체 전해질막)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 수소의 사용량이 어떻게 변동되었다 해도 상기 수소가스 공급 배관부에서 정격유량 이상의 상기 수소가 흐르는 일은 없기 때문에, 공급되는 상기 수소의 품질을 일정하게 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 여기서는 생성 가스로서 고순도의 수소를 얻기 위한 시스템을 나타내고 있는데, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것이 아니라, 고순도의 산소가스를 얻기 위한 시스템으로 해도 좋다. 이러한 시스템은 상기 산소를 공급하기 위한 산소가스 공급 배관부와, 상기 산소가스 공급 배관부에 설치된 산소가스 유량 제어수단을 갖고, 상기 산소가스 유량 제어수단이 유량 검지수단과 정격유량 제어 밸브로 구성되어 있으며, 상기 산소의 공급유량을 상기 유량 검지수단으로 검지하고, 상기 유량 검지수단에서의 검지신호를 토대로 상기 정격유량 제어 밸브를 조정함으로써, 상기 산소가스 공급 배관부 속을 유통하는 상기 산소가 정격유량을 넘지 않게 제어되도록 구성되면 좋다.According to this preferred configuration, even if any signal is transmitted to the electrolytic cell so that the hydrogen generated in the hydrogen / oxygen supply system is exceeded in an allowable amount on the downstream side of the hydrogen gas supply pipe, the signal is transmitted to the demand. Since the supply amount of the hydrogen is limited to the rated flow rate in the gas supply pipe part, excess hydrogen (more than the proper amount of generation of the electrolytic cell) does not flow in the hydrogen gas supply pipe part. Therefore, even if the usage amount of the hydrogen on the downstream side of the hydrogen gas supply pipe portion varies, the hydrogen gas more than the rated flow rate does not flow in the hydrogen gas supply piping portion, thereby preventing excessive operation of the electrolytic cell and preventing the electrolysis cell. Damage to (particularly solid electrolyte membranes) can be effectively prevented. Further, even if the amount of hydrogen used varies, the hydrogen above the rated flow rate does not flow in the hydrogen gas supply pipe, so that the quality of the hydrogen supplied can be kept constant. In addition, although the system for obtaining high purity hydrogen as product gas is shown here, this invention is not limited to this structure, It is good also as a system for obtaining high purity oxygen gas. Such a system has an oxygen gas supply pipe section for supplying the oxygen, an oxygen gas flow rate control means installed in the oxygen gas supply pipe part, and the oxygen gas flow rate control means includes a flow rate detection means and a rated flow rate control valve. And the oxygen flow rate flowing through the oxygen gas supply pipe part by detecting the supply flow rate of the oxygen by the flow rate detecting means and adjusting the rated flow rate control valve based on the detection signal from the flow rate detecting means. It may be configured to be controlled not to exceed.

또한, 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 전해셀에서 생성된 상기 수소를 저류하는 수소 분리탱크와 상기 수소 분리탱크 내의 순수를 상기 전해셀 측으로 귀환시키는 순수 귀환 배관부가 설치되어 있으며, 상기 순수 귀환 배관부에는 수소 방출 배관부를 갖는 가스 스크러버가 배치되어 있는 구성이 바람직하다. Further, the hydrogen / oxygen supply system according to the fourth example of the present invention is provided with a hydrogen separation tank for storing the hydrogen generated in the electrolytic cell and a pure water return pipe section for returning pure water in the hydrogen separation tank to the electrolytic cell side. It is preferable that the gas scrubber having a hydrogen discharge piping is arranged in the pure water return piping.

본 발명의 제4 예에 관한 시스템은 상기 전해셀과 상기 수소 분리탱크가 수소가스 반송 배관부에 접속되고, 상기 수소 분리탱크와 순수 탱크가 상기 순수 귀환 배관부에 접속됨으로써 상기 수소 분리탱크 내의 순수를 상기 전해셀 측으로 귀환시키도록 구성되어 있다. 즉, 상기 순수 탱크, 상기 전해 탱크 및 상기 수소 분리탱크는 상기 순수 공급 배관부, 상기 수소가스 반송 배관부 및 상기 순수 귀환 배관부에 의해 폐회로로 구성되어 있다. 그리고 상기 수소 분리탱크로부터 상기 순수 귀환 배관부로 반송되는 순수에는 수소가 용존되어 있어, 만약 이 폐회로 속의 순환을 연속 반복한다고 하면 그 용존률은 계속 높아져 시스템 구성상 바람직하지 않다. 즉, 상기 수소 분리탱크로부터 배출되는 순수중에는 수소 발생 압력하의 용존 수소가 포함되어 있어 이들을 그대로 상기 순수 탱크로 귀환시켰을 경우, 압력이 대기압에 개방되기 때문에 감압에 따라 차압분의 용존수소가 가스화되어 방출된다. 그러면, 상기 순수 탱크 내에서 수소와 공기가 혼합되어 서서히 수소 농도가 상승하여 각종 결함이 생길 가능성이 있다. 그래서 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 순수 귀환 배관부의 소정 개소에 상기 가스 스크러버를 배치하여 상술한 결함을 해소하도록 구성되어 있다.In the system according to the fourth example of the present invention, the electrolytic cell and the hydrogen separation tank are connected to the hydrogen gas conveying piping portion, and the hydrogen separation tank and the pure water tank are connected to the pure water return piping portion, thereby providing pure water in the hydrogen separation tank. Is configured to return to the electrolytic cell side. That is, the said pure water tank, the said electrolysis tank, and the said hydrogen separation tank are comprised by the closed circuit by the said pure water supply piping part, the said hydrogen gas conveyance piping part, and the said pure water return piping part. In addition, hydrogen is dissolved in the pure water conveyed from the hydrogen separation tank to the pure water return pipe part. If the circulation in the closed circuit is repeated continuously, the dissolved rate continues to increase, which is undesirable in the system configuration. That is, the pure water discharged from the hydrogen separation tank contains dissolved hydrogen under the pressure of hydrogen generation, and when these are returned to the pure water tank as it is, the pressure is opened to atmospheric pressure, so the dissolved hydrogen of the differential pressure is gasified and released under reduced pressure. do. Then, hydrogen and air are mixed in the said pure water tank, and hydrogen concentration may rise gradually, and various defects may arise. Therefore, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on the 4th example of this invention is comprised so that the said gas scrubber may be arrange | positioned in the predetermined position of the said pure water return piping part, and the said defect shall be eliminated.

또한, 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 음극측이 상기 양극측보다도 높은 압력으로 설정되어 있는 구성이 바람직하다. In the hydrogen / oxygen supply system according to the fourth example of the present invention, a configuration in which the cathode side is set to a higher pressure than the anode side is preferable.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 전해셀 내의 상기 음극측의 압력이 높게 설정되어 있기 때문에, 상기 양극측으로부터 상기 음극측으로 생성 가스 등이 투과되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 상기 음극측의 압력을 높게 설정함으로써 상기 음극측에서 생성되는 상기 수소로 상기 양극측에서 생성되는 상기 산소가 혼입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 고품질의 생성 가스를 얻는 것이 가능해진다. 또한, 여기서는 생성 가스로서 고순도의 수소가스를 얻기 위한 시스템을 나타내고 있지만, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것이 아니라 고순도의 산소가스를 얻기 위한 시스템으로 해도 좋으며, 이러한 시스템을 구성하기 위해서는 상기 양극측을 상기 음극측보다도 높은 압력으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 이 바람직한 구성에 의하면, 주로 사용하는 가스의 압력을 높임으로써, 고순도의 생성 가스를 효율적으로 빼내는 것이 가능해진다.According to this preferred configuration, since the pressure at the cathode side in the electrolytic cell is set high, it is possible to prevent the production gas or the like from permeating from the anode side to the cathode side. That is, according to the present invention, by setting the pressure at the cathode side high, it is possible to effectively prevent the oxygen generated at the anode side from being mixed with the hydrogen generated at the cathode side. Therefore, according to this invention, it becomes possible to obtain a high quality product gas. In addition, although the system for obtaining high purity hydrogen gas as a production gas is shown here, this invention is not limited to this structure, It is good also as a system for obtaining high purity oxygen gas, In order to comprise such a system, the said anode side is It is preferable to set it to a pressure higher than the said cathode side. Moreover, according to this preferable structure, it becomes possible to take out the high purity product gas efficiently by raising the pressure of the gas mainly used.

또한, 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 전해셀에 소정값의 전류를 공급하여 상기 수소 및 상기 산소가 생성되도록 구성되어 있으며, 상기 전해셀에 상기 전류를 공급하지 않은 상태로부터 상기 소정값의 전류를 공급하는 상태에 달할 때까지 소정 시간을 갖도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.The hydrogen / oxygen supply system according to the fourth example of the present invention is configured to supply a current having a predetermined value to the electrolytic cell to generate the hydrogen and the oxygen, and to supply the current to the electrolytic cell. It is preferable to be comprised so that it may have predetermined time until it reaches the state which supplies the electric current of the said predetermined value.

이 바람직한 구성에서는 상기 전해셀에 순간적으로 상기 소정값의 전류를 공급하는 것이 아니라, 상기 소정값의 전류를 공급할 때까지 소정 시간(예를 들면 0∼600A까지의 전류를 공급할 때 30초 정도의 시간)을 갖도록 구성되어 있다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면 상기 고체 전해질막에 갑자기 전류가 부하되는 일은 없기 때문에, 상기 고체 전해질막에 대한 전기적인 스트레스를 부하하지 않아 효과적으로 상기 고체 전해질막을 보호하는 것이 가능해 지며, 수소·산소 공급 시스템의 장수명화를 도모할 수 있다.In this preferred configuration, a predetermined time (for example, a time of about 30 seconds when supplying a current of 0 to 600 A) is supplied to the electrolytic cell not to supply the current of the predetermined value instantaneously but to the current of the predetermined value. It is configured to have). Therefore, according to this preferred configuration, since the current is not suddenly loaded on the solid electrolyte membrane, it is possible to effectively protect the solid electrolyte membrane without loading electrical stress on the solid electrolyte membrane, thereby providing a hydrogen-oxygen supply system. Long life can be achieved.

또한, 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 전해셀이 순수로 채워진 후, 상기 전해셀에 대한 전류의 공급이 개시되는 구성이 바람직하다.In the hydrogen / oxygen supply system according to the fourth example of the present invention, it is preferable that the supply of the current to the electrolytic cell is started after the electrolytic cell is filled with pure water.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 전해셀이 상기 순수로 채워지고 나서 상기 전류가 공급되기 때문에, 상기 고체 전해질막에 대한 전기적인 스트레스를 부하하지 않는 것이 가능해져 효과적으로 상기 고체 전해질막을 보호할 수 있다. 즉, 상기 전해셀 내에 순수가 채워지지 않은 상태에서 통전되면, 국부적으로 온도가 상승하여 소손 등이 일어날 우려가 있지만, 이 바람직한 구성에 의하면, 순수의 공급 상태와 통전 개시시를 적절히 제어함으로써 전기 분해에 따른 발열을 순수로 냉각 가능하기 때문에, 이러한 문제점을 효과적으로 해소할 수 있고, 시스템의 장수명화 를 도모하는 것이 가능해진다.According to this preferred configuration, since the current is supplied after the electrolytic cell is filled with the pure water, it is possible not to load the electrical stress on the solid electrolyte membrane, thereby effectively protecting the solid electrolyte membrane. In other words, if the electrolytic cell is energized in a state in which pure water is not filled, there is a possibility that the temperature rises locally and burnout occurs, but according to this preferred configuration, the electrolysis is performed by appropriately controlling the supply state of pure water and the start of energization. Since the heat generated by pure water can be cooled, this problem can be effectively solved and the life of the system can be extended.

또한, 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상기 전해셀의 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 수소의 압력을 검지하는 상기 제1 압력 검지수단과, 상기 전해셀의 상기 양극측을 통해 공급되는 상기 산소의 압력을 검지하는 제2 압력 검지수단과, 상기 제1 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호와 상기 제2 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호를 비교하여 소정의 차압신호를 발생시킬 수 있는 차압 검지수단과, 상기 차압신호를 토대로 상기 수소의 압력을 조정 가능한 제1 릴리프 기구와, 상기 차압신호를 토대로 상기 산소의 압력을 조정 가능한 제2 릴리프 기구를 구비하고, 상기 제1 및 제2 릴리프 기구로 상기 전해셀 내의 상기 음극측 압력과 상기 양극측 압력이 조정되고 있는 구성이 바람직하다.Further, the hydrogen / oxygen supply system according to the fourth example of the present invention includes the first pressure detecting means for detecting the pressure of the hydrogen supplied through the cathode side of the electrolytic cell, and the anode side of the electrolytic cell. The second pressure detection means for detecting the pressure of the oxygen supplied through the pressure detection signal obtained by the first pressure detection means and the pressure detection signal obtained by the second pressure detection means are compared to generate a predetermined differential pressure signal. And a first relief mechanism capable of adjusting the pressure of the hydrogen based on the differential pressure signal, and a second relief mechanism capable of adjusting the pressure of the oxygen based on the differential pressure signal. The configuration in which the cathode pressure and the anode pressure in the electrolytic cell are adjusted by a two relief mechanism is preferable.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 제1 및 제2 압력 검지수단으로 상기 양극측 및 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 산소 및 상기 수소의 압력을 항상 감시하고, 이들의 검지수단 및 상기 차압 검지수단으로 얻어지는 차압신호에 의해 각 압력을 조정 가능한 상기 제1 및 제2 릴리프 기구를 제어 가능하기 때문에, 상기 고체 전해질막의 주위(양극측 및 음극측)의 압력을 정해진 범위 내로 유지할 수 있다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면, 상기 고체 전해질막에 불필요한 스트레스(압력 등)를 부하하지 않게 되기 때문에 효과적으로 상기 고체 전해질막을 보호하고, 수소·산소 공급 시스템의 장수명화를 도모하는 것이 가능해진다.According to this preferred configuration, the pressures of the oxygen and the hydrogen supplied through the anode side and the cathode side are always monitored by the first and second pressure detection means, and the detection means and the differential pressure detection means are obtained. Since the said 1st and 2nd relief mechanism which can adjust each pressure by a differential pressure signal can be controlled, the pressure of the circumference | surroundings (anode side and cathode side) of the said solid electrolyte membrane can be maintained within a predetermined range. Therefore, according to this preferred configuration, unnecessary stresses (pressure, etc.) are not loaded on the solid electrolyte membrane, so that the solid electrolyte membrane can be effectively protected and the life of the hydrogen-oxygen supply system can be extended.

또한, 본 발명의 제4 예에 관한 수소·산소 공급 시스템은, 상기 제1 릴리프 기구가 상기 수소를 저류하고 있는 수소 분리탱크에 설치된 제1 릴리프 배관부와, 상기 제1 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제1 릴리프 밸브로 구성되고, 상기 제2 릴리프 기구가 상기 산소를 저류하고 있는 산소 분리탱크에 설치된 제2 릴리프 배관부와, 상기 제2 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제2 릴리프 밸브로 구성되는 것이 바람직하다.Moreover, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on the 4th example of this invention is the said 1st relief piping part provided in the hydrogen separation tank in which the said 1st relief mechanism stores the said hydrogen, and the said, provided in the said 1st relief piping part. A first relief valve controllable on the basis of the differential pressure signal, wherein the second relief mechanism is provided with a second relief pipe portion provided in an oxygen separation tank storing oxygen; and the differential pressure signal provided in the second relief pipe portion It is preferable that it is comprised with the 2nd relief valve controllable on the basis.

이 바람직한 구성에서는 상기 각 릴리프 기구가 상기 릴리프 배관부와 상기 릴리프 밸브로 형성되어 있으며, 상기 각 릴리프 밸브가 상기 차압신호를 토대로 개폐 가능(상기 각 릴리프 배관부의 유로 지름을 조정 가능)하도록 구성되어 있다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면, 특별히 복잡한 구성을 갖지 않고, 상기 고체 전해질막 주위의 압력을 조정하여 상기 고체 전해질막을 보호하는 것이 가능한 수소·산소 공급 시스템을 얻을 수 있다.In this preferred configuration, each relief mechanism is formed of the relief pipe portion and the relief valve, and each relief valve is configured to be opened and closed based on the differential pressure signal (adjustable flow path diameter of each relief pipe portion). . Therefore, according to this preferred configuration, a hydrogen-oxygen supply system capable of protecting the solid electrolyte membrane by adjusting the pressure around the solid electrolyte membrane without having a particularly complicated configuration can be obtained.

<도면의 간단한 설명><Brief Description of Drawings>

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템의 개략적인 계통도이다.1 is a schematic system diagram of a hydrogen / oxygen supply system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 수소·산소 공급 시스템을 구성하는 수전해 장치를 이루는 전해셀의 일예를 도시하는 개략도이며, 도 2(a)는 전해셀의 평면도, 도 2(b)는 도 2(a)의 일부를 단면으로 한 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 화살표 방향으로 본 측면도이다.FIG. 2 is a schematic view showing an example of an electrolytic cell constituting an electrolytic device constituting the hydrogen / oxygen supply system shown in FIG. 1, FIG. 2 (a) is a plan view of the electrolytic cell, and FIG. 2 (b) is FIG. It is a side view seen from the arrow direction along the line I-I which made a part of (a) the cross section.

도 3은 도 2(a)의 Ⅱ-Ⅱ선 단면 중 요부를 도시하는 단면도이다.It is sectional drawing which shows the principal part among the II-II cross section of FIG.2 (a).

도 4는 도 2(a)의 Ⅲ-Ⅲ선 단면 중 요부를 도시하는 단면도이다.It is sectional drawing which shows the principal part among the cross sections of the III-III line | wire of (a).

도 5는 본 실시예에 관한 전해셀을 구성하는 전극판 유닛의 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view of the electrode plate unit constituting the electrolytic cell according to the present embodiment.

도 6은 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템을 운전할 때의 플로우차트이다.6 is a flowchart when operating the hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment.

도 7은 본 실시예에 관한 순수 공급 제어의 일예를 도시하는 플로우차트이다.7 is a flowchart showing an example of pure water supply control according to the present embodiment.

도 8은 본 실시예에 관한 전류값 제어의 일예를 도시하는 플로우차트이다.8 is a flowchart showing an example of the current value control according to the present embodiment.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템의 개략적인 계통도의 일부를 도시하는 도이다.9 is a diagram showing a part of a schematic system diagram of a hydrogen / oxygen supply system according to another embodiment of the present invention.

도 10은 도 1의 수소·산소 공급 시스템을 구성하는 수소가스 검출수단 주변의 다른 구성을 도시하는 부분 확대도이다.FIG. 10 is a partially enlarged view showing another configuration around the hydrogen gas detecting unit constituting the hydrogen / oxygen supply system of FIG. 1.

이하, 도면을 토대로 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템의 개략적인 계통도를 도시한 것이다.1 shows a schematic system diagram of a hydrogen / oxygen supply system according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 전해셀로 구성된 수전해 장치(1)를 중심으로 이 수전해 장치(1)에 순수를 공급하기 위한 순수 탱크(3) 및 수전해 장치(1)에서 발생된 수소를 저류하여 공급하기 위한 수소 분리탱크(4) 등으로 구성되어 있다. 이하, 더 상세히 설명한다.The hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment includes a pure water tank 3 and a water electrolytic device 1 for supplying pure water to the water electrolytic device 1 mainly on the water electrolytic device 1 composed of electrolytic cells. And a hydrogen separation tank 4 for storing and supplying generated hydrogen. It will be described in more detail below.

본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 수전해 장치(1)를 구비한 산소 분리탱크(전해 탱크)(2)로 순수를 공급하기 위해 순수 공급 배관부(5)를 통해 순수 탱크(3)가 접속되어 있다. 또한 순수 공급 배관부(5)에는 순수 탱크(3)에 저류된 순수를 전해 탱크(2)로 보급(공급)하기 위해 보급수 펌프(6)가 설치되어 있다.The hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment is a pure water tank (3) through a pure water supply pipe section (5) for supplying pure water to an oxygen separation tank (electrolytic tank) (2) equipped with a water electrolytic device (1). Is connected. In addition, in the pure water supply pipe part 5, a replenishment water pump 6 is provided for replenishing (supplying) the pure water stored in the pure water tank 3 to the electrolytic tank 2.

순수 탱크(3)에는 순수 탱크(3) 내의 순수 저류량을 검지하는 순수 탱크 수위계(3L)가 설치되어 있으며, 이 순수 탱크 수위계(3L)로 얻어진 검지신호는 순수 탱크(3)에 순수를 공급하기 위해 설치된 순수 공급부의 순수 공급 밸브(3A)로 송신된다. 그리고, 순수 탱크(3) 내의 순수 저류량은 순수 탱크 수위계(3L)의 검지신호를 토대로 순수 공급 밸브(3A)를 조정함으로써 적절히 제어된다.The pure water tank 3 is provided with a pure water tank level gauge 3L which detects the pure water storage in the pure water tank 3, and the detection signal obtained by this pure water tank level gauge 3L supplies pure water to the pure water tank 3. Is transmitted to the pure water supply valve 3A of the pure water supply installed therein. The amount of pure water stored in the pure water tank 3 is appropriately controlled by adjusting the pure water supply valve 3A based on the detection signal of the pure water tank level gauge 3L.

전해 탱크(2) 내에는 전해 탱크(2) 내의 순수 저류량을 검지하는 전해 탱크 수위계(2L)가 설치되어 있으며, 이 전해 탱크 수위계(2L)로 얻어진 검지신호는 보급수 펌프로 송신된다. 그리고, 전해 탱크(2) 내의 순수 저류량은 전해 탱크 수위계(2L)의 검지신호를 토대로 보급수 펌프(6)의 구동 상태를 적절히 조정함으로써 제어된다.In the electrolytic tank 2, an electrolytic tank water level meter 2L for detecting the pure water storage amount in the electrolytic tank 2 is provided, and the detection signal obtained by this electrolytic tank water level meter 2L is transmitted to the replenishment water pump. The amount of pure water stored in the electrolytic tank 2 is controlled by appropriately adjusting the driving state of the feedwater pump 6 based on the detection signal of the electrolytic tank water gauge 2L.

또한, 전해 탱크(2)에는 전해 탱크(2) 내의 순수를 순환하여 재이용하기 위해 순수 순환 배관부(7)가 설치되어 있으며, 이 순수 순환 배관부(7)는 전해 탱크(2) 내의 순수를 전해 탱크(2) 밖으로 빼낸 후에 다시 수전해 장치(1)(를 구성하는 전해셀)의 순수 공급 구멍(후술한다)으로 공급 가능하도록 배관 구성되어 있다. 그리고, 이 순수 순환 배관부(7)에는 순수를 순환시키기 위한 순환수 펌프(8), 순수를 열교환하기 위한(순수의 온도를 저하시키기 위한) 열 교환기(9), 순수의 순도를 높이기 위한 폴리셔(polisher)(10) 및 순수를 여과하거나 하기 위한 필터(11) 등이 설치되어 있다. 폴리셔(10)로는, 예를 들면 이온 교환 수지 등으로 이루어지는 비재생 폴리셔가 이용된다. In addition, a pure water circulation pipe 7 is provided in the electrolytic tank 2 to circulate and reuse the pure water in the electrolytic tank 2. After removing out of the electrolytic tank 2, piping is configured so that it can be supplied to the pure water supply hole (described later) of the electrolytic device 1 (electrolytic cell constituting the same). The pure water circulation pipe 7 includes a circulating water pump 8 for circulating pure water, a heat exchanger 9 for exchanging pure water (for reducing the temperature of pure water), and a poly for increasing the purity of pure water. A polisher 10 and a filter 11 for filtering pure water or the like are provided. As the polisher 10, for example, a non-regenerated polisher made of ion exchange resin or the like is used.                 

또한, 이 순수 순환 배관부(7)에는 순수 순환 배관부(7) 속의 순수의 수질(전기 전도도)을 감시하여 필요한 경우(소정의 전기 전도도(예를 들면, 0.2㎲/㎝)를 넘은 경우 등)에는 경보를 울리는 수질 경보수단(12) 및 순수 순환 배관부(7) 속 순수의 온도를 감시하여 필요한 경우(소정의 온도 범위(예를 들면 40∼45℃)를 넘는 경우 등)에는 경보를 울리는 수온 경보수단(13)이 설치되어 있다.In addition, the pure water circulation pipe 7 monitors the water quality (electric conductivity) of the pure water in the pure water circulation pipe 7, if necessary (eg, exceeding a predetermined electrical conductivity (for example, 0.2 kPa / cm)). ) Monitors the temperature of the pure water in the water quality alarm means 12 and the pure water circulating pipe section 7 when an alarm is generated (if the temperature exceeds a predetermined temperature range (for example, 40 to 45 ° C)). A ringing water temperature alarm means 13 is provided.

또한, 이 순수 순환 배관부(7)를 순환하는 순수는 산소가스를 용존한 순수이기 때문에, 순수로부터 순수 순환 배관부(7) 속에 용존 산소가 배출되는 경우가 있다. 이렇게 산소가스가 배출되면, 순수 순환 배관부(7)에 설치되어 있는 순환수 펌프(8), 폴리셔(10), 혹은 필터(11) 등에 산소가스가 괴고, 이러한 산소가스가 순수의 순환에 결함을 발생시킬 우려가 있다. 그래서, 본 실시예에서는 순환수 펌프(8), 폴리셔(10) 및 필터(11) 중 적어도 어느 한 개소에 가스 배출구가 설치되어 있다.In addition, since the pure water circulating through the pure water circulation pipe 7 is pure water dissolved in oxygen gas, dissolved oxygen may be discharged from the pure water into the pure water circulation pipe 7. When the oxygen gas is discharged in this way, oxygen gas accumulates in the circulation water pump 8, the polisher 10, or the filter 11 installed in the pure water circulation pipe 7, and the oxygen gas is added to the circulation of pure water. It may cause a defect. Therefore, in this embodiment, the gas outlet is provided in at least one of the circulating water pump 8, the polisher 10, and the filter 11.

전해 탱크(2) 내의 수전해 장치(1)에서 생성된 수소가스는 약간의 순수와 함께 수소가스 반송 배관부(14)를 통해 수소 분리탱크(4)로 보내진다. 이 수소가스 반송 배관부(14)에는 수소가스 반송 밸브(18)가 설치됨과 동시에 수소가스 반송 배관부(14) 상의 수소가스 반송 밸브(18)를 우회하도록 바이패스 배관부(19)가 설치되어 있다. 그리고, 이 바이패스 배관부(19)에는 역지 밸브(20)가 설치되어 있다.The hydrogen gas produced by the electrolytic device 1 in the electrolytic tank 2 is sent to the hydrogen separation tank 4 through the hydrogen gas return pipe 14 with some pure water. The hydrogen gas conveying pipe 14 is provided with a hydrogen gas conveying valve 18 and a bypass piping 19 is provided to bypass the hydrogen gas conveying valve 18 on the hydrogen gas conveying piping 14. have. And the check valve 20 is provided in this bypass piping part 19. As shown in FIG.

수소 분리탱크(4)에는 수소 분리탱크(4) 내의 순수 저류량을 감지하는 수소 분리탱크 수위계(4L)가 설치되어 있으며, 이 수소 분리탱크 수위계(4L)에서 얻어진 검지신호는 수소 분리탱크(4)로부터 순수 탱크(3)로 순수를 귀환시키기 위해(순수 를 배출하여 재이용하기 위해) 설치된 순수 귀환 배관부(15)의 순수 배출 밸브(4A)로 송신된다. 그리고, 수소 분리탱크 수위계(4L)로 수소 분리탱크(4) 내에 소정량 이상의 순수가 저류되어 있다고 판단되면, 수소 분리탱크 수위계(4L)의 검지신호를 토대로 순수 배출 밸브(4A)를 조정함으로써 적절히 수소 분리탱크(4) 내의 순수 저류량이 제어되게 된다.The hydrogen separation tank 4 is provided with a hydrogen separation tank water level meter 4L which detects the pure water storage in the hydrogen separation tank 4, and the detection signal obtained by this hydrogen separation tank water level meter 4L is a hydrogen separation tank 4. Is sent to the pure water discharge valve 4A of the pure water return piping section 15 provided for returning pure water from the pure water tank 3 (to discharge and reuse pure water). Then, when it is determined that 4% or more of pure water is stored in the hydrogen separation tank 4 with the hydrogen separation tank water level meter 4L, the pure water discharge valve 4A is appropriately adjusted based on the detection signal of the hydrogen separation tank water level 4L. Pure water storage in the hydrogen separation tank 4 is controlled.

또한, 순수 귀환 배관부(15) 내를 유통하는 순수는, 약간이지만 수소를 용존하고 있다. 그래서, 본 실시예에서는 순수 귀환 배관부(15)에 가스 스크러버(16)를 배치하고, 이 가스 스크러버(16)에는 수소 방출 배관부(17)가 접속되어 있다. 따라서, 본 실시예에서는 수소 분리탱크(4)로부터 배출되는 순수에 용존되어 있는 수소가 적당히 제거되게 된다.In addition, the pure water circulating in the pure water return pipe 15 is slightly dissolved in hydrogen. Therefore, in this embodiment, the gas scrubber 16 is arrange | positioned at the pure water return piping part 15, and the hydrogen discharge piping part 17 is connected to this gas scrubber 16. As shown in FIG. Therefore, in this embodiment, hydrogen dissolved in the pure water discharged from the hydrogen separation tank 4 is appropriately removed.

수소 분리탱크(4)에 저류되어 있는 수소가스는 수소가스의 사용 개소(도시 생략)로 수소가스 공급배관부(21)를 통해 반송 공급된다. 그리고, 이 수소가스 공급 배관부(21)에는 수소가스의 공급량을 조정하는 수소가스 공급 밸브(22)와 수소가스를 제습하기 위한 수소가스 제습수단(23)과 수소가스의 유량을 정격유량으로 유지하기 위한 수소가스 유량 제어수단(24)이 설치되어 있다. 이 수소가스 유량 제어수단(24)은 수소가스 공급 밸브(22)를 통해 수소가스 공급 배관부(21)를 유통하고 있는 수소가스의 유량을 검지하는 유량 검지수단(24A)과 이 유량 검지수단(24A)으로 얻어진 검지신호를 토대로 제어 가능한 정격유량 제어 밸브(24B)로 구성되어 있다.Hydrogen gas stored in the hydrogen separation tank 4 is conveyed and supplied through the hydrogen gas supply piping part 21 to the use place (not shown) of hydrogen gas. The hydrogen gas supply pipe portion 21 maintains the hydrogen gas supply valve 22 for adjusting the supply amount of hydrogen gas, the hydrogen gas dehumidifying means 23 for dehumidifying the hydrogen gas, and the flow rate of the hydrogen gas at the rated flow rate. Hydrogen gas flow rate control means 24 is provided. The hydrogen gas flow rate control means 24 includes a flow rate detection means 24A for detecting the flow rate of the hydrogen gas flowing through the hydrogen gas supply pipe 21 through the hydrogen gas supply valve 22 and the flow rate detection means ( It consists of the rated flow control valve 24B which can be controlled based on the detection signal obtained by 24A).

여기서, 수소가스 제습수단(23)은 예를 들면 중공사막(中空絲膜) 등으로 구 성되어 있다. 그리고, 이 수소가스 제습수단(23)은 중공사막 내부로 수소가스를 유통시켜 중공사막의 외부로 건조 공기를 유통시킴으로써 수소가스를 제습한다. 또한, 도 1에는 특별히 도시하지 않았지만, 보다 고순도(예를 들면 7N(99.99999)이상)의 수소가스를 얻고자 할 경우에는 수소가스 제습수단(23)의 후류측, 또는 수소가스 제습수단 대신 제올라이트, 활성 알루미나 등의 모레큐라 시브(morecular sieve)로 구성된 정제기(精製器)을 설치하는 구성이 바람직하다. 본 실시예는 중공사막 등을 이용한 수소가스 제습수단(23)(혹은 정제기)으로 수소가스를 제습하는 구성이므로, 종래 기술에서 필요했던 파라듐(palladium) 정제기 등을 이용할 필요가 없어진다.Here, the hydrogen gas dehumidification means 23 is composed of, for example, a hollow fiber membrane. The hydrogen gas dehumidifying means 23 dehumidifies the hydrogen gas by distributing the hydrogen gas into the hollow fiber membrane to distribute dry air to the outside of the hollow fiber membrane. In addition, although not particularly shown in FIG. 1, when the hydrogen gas of higher purity (for example, 7N (99.99999) or more) is to be obtained, the zeolite, instead of the hydrogen gas dehumidification means 23, or the downstream side of the hydrogen gas dehumidification means 23, It is preferable to provide a refiner composed of morecular sieves such as activated alumina. In this embodiment, since the hydrogen gas is dehumidified by the hydrogen gas dehumidifying means 23 (or purifier) using a hollow fiber membrane or the like, there is no need to use a palladium purifier or the like required in the prior art.

또한, 수소가스 공급 밸브(22)는 후술했듯이, 수소 분리탱크(4)의 압력을 토대로 제어된다. 이 때문에, 수소 분리탱크(4)에는 제1 압력 검지수단(25)이 설치되어 있다.In addition, the hydrogen gas supply valve 22 is controlled based on the pressure of the hydrogen separation tank 4, as will be described later. For this reason, the 1st pressure detection means 25 is provided in the hydrogen separation tank 4.

또한, 수소 분리탱크(4)에는 제1 릴리프 밸브(26)를 갖는 제1 릴리프 배관부(27)가 설치되어 있다. 그리고, 이 제1 릴리프 밸브(26)는 후술했듯이, 전해 탱크(2)의 압력과 수소 분리탱크(4)의 압력을 토대로 제어되도록 구성되어 있다.In addition, the hydrogen separation tank 4 is provided with a first relief pipe portion 27 having a first relief valve 26. The first relief valve 26 is configured to be controlled based on the pressure of the electrolytic tank 2 and the pressure of the hydrogen separation tank 4 as described later.

또한, 전해 탱크(2) 내의 수전해 장치(1)에서 생성된 산소가스는 전해 탱크(2)의 상부에 저류되어 산소가스의 사용 개소(도시 생략)로 산소가스 공급 배관부(31)를 통해 반송 공급된다. 그리고, 이 산소가스 공급 배관부(31)에는 산소가스의 공급량을 조정하는 산소가스 공급 밸브(32)와 산소가스를 제습하기 위한 산소가스 제습수단(33)과 산소가스 공급 배관부(31)를 유통하고 있는 산소가스 중의 수 소 농도를 검출하기 위한 수소가스 검출수단(34)이 설치되어 있다.In addition, the oxygen gas generated by the electrolytic device 1 in the electrolytic tank 2 is stored in the upper part of the electrolytic tank 2, and the oxygen gas is used at the point of use (not shown) through the oxygen gas supply pipe 31. It is returned and supplied. The oxygen gas supply pipe 31 is provided with an oxygen gas supply valve 32 for adjusting an oxygen gas supply amount, an oxygen gas dehumidifying means 33 for dehumidifying the oxygen gas, and an oxygen gas supply pipe 31. Hydrogen gas detection means 34 for detecting the hydrogen concentration in the oxygen gas circulated is provided.

또한, 이 수소가스 검출수단(34)에 의한 수소 농도의 검출은 소량의 샘플을 이용하여(추출하여) 실시하는 것이 가능하기 때문에, 수소가스 검출수단(34) 주변은, 예를 들면 도 10과 같이 구성해도 좋다. 즉, 도 10에 도시했듯이, 산소가스 공급 밸브(32)의 후류측에서 산소가스 공급 배관부(31)로부터 분기하는 분기 배관부(31A)를 설치하여 이 분기 배관부(31A)와의 분기점으로부터 후류측의 산소가스 공급 배관부(31)에 컨트롤 밸브(38)를 설치하고, 분기 배관부(31A)에 산소가스 제습수단(33)과 수소가스 검출수단(34)을 설치하도록 구성해도 좋다.In addition, since the detection of the hydrogen concentration by this hydrogen gas detection means 34 can be performed using a small amount of sample (extraction), the vicinity of the hydrogen gas detection means 34 is, for example, shown in FIG. You may comprise together. That is, as shown in FIG. 10, the branch piping part 31A which branches from the oxygen gas supply piping part 31 at the downstream side of the oxygen gas supply valve 32 is provided, and it flows backward from the branch point with this branch piping part 31A. The control valve 38 may be provided in the oxygen gas supply piping 31 on the side, and the oxygen gas dehumidifying means 33 and the hydrogen gas detecting means 34 may be provided in the branch piping 31A.

여기서, 산소가스 공급 밸브(32)는 후술했듯이, 전해 탱크(2)의 압력과 수소 분리탱크(4)의 압력을 토대로 제어된다. 또한, 이 산소가스 공급 밸브(32)는 필요에 따라 전해 탱크(2)의 압력(산소가스의 압력)만을 토대로 제어되는 경우도 있다. 이 때문에, 전해 탱크(2)에는 제2 압력 검지수단(35)이 설치되어 있다. 또한, 산소가스 제습수단(33)은 예를 들면 중공사막 등으로 구성되어 있다. 그리고, 이 산소가스 제습수단(33)은 중공사막의 내부로 산소가스를 유통시키고, 중공사막의 외부로 건조 공기를 유통시킴으로써 산소가스를 제습하고 있다.Here, the oxygen gas supply valve 32 is controlled based on the pressure of the electrolytic tank 2 and the pressure of the hydrogen separation tank 4 as described later. In addition, this oxygen gas supply valve 32 may be controlled based only on the pressure (oxygen gas pressure) of the electrolytic tank 2 as needed. For this reason, the second pressure detecting means 35 is provided in the electrolytic tank 2. In addition, the oxygen gas dehumidification means 33 is comprised with a hollow fiber membrane etc., for example. The oxygen gas dehumidifying means 33 distributes oxygen gas to the inside of the hollow fiber membrane and dehumidifies the oxygen gas by flowing dry air to the outside of the hollow fiber membrane.

또한, 전해 탱크(2)에는 제2 릴리프 밸브(36)를 갖는 제2 릴리프 배관부(37)가 설치되어 있다. 그리고, 이 제2 릴리프 밸브(36)는 후술했듯이, 전해 탱크(2)의 압력과 수소 분리탱크(4)의 압력을 토대로 제어되도록 구성되어 있다.Moreover, the 2nd relief piping part 37 which has the 2nd relief valve 36 is provided in the electrolytic tank 2. And this 2nd relief valve 36 is comprised so that it may control based on the pressure of the electrolysis tank 2, and the pressure of the hydrogen separation tank 4, as mentioned later.

또한, 본 실시예에서는 제1 압력 검지수단(25)의 검지값과 제2 압력 검지수단(35)의 검지값을 비교하여 소정의 신호를 여러 밸브(26), (36)로 송신할 수 있는 차압 검지수단(45)이 설치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 제1 압력 검지수단(25)으로부터의 압력 검지신호를 받아 수전해 장치(1)로 적절한 전류를 공급하는 전류값 제어수단(28)이 설치되어 있다. 또한, 차압 검지수단(45)으로 얻어진 신호는 필요에 따라 밸브(22), (32)를 제어할 때도 이용된다.In this embodiment, the detection value of the first pressure detection means 25 and the detection value of the second pressure detection means 35 can be compared to transmit a predetermined signal to various valves 26 and 36. A differential pressure detecting means 45 is provided. In this embodiment, a current value control means 28 is provided for receiving a pressure detection signal from the first pressure detection means 25 and supplying an appropriate current to the electrolytic device 1. The signal obtained by the differential pressure detecting means 45 is also used when controlling the valves 22 and 32 as necessary.

이상과 같이, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 수전해 장치(1)로 구성되어 있으며, 이 수전해 장치(1)는 순수와 소정의 전류를 공급함으로써 수소 및 산소를 발생시킬 수 있는 전해셀로 구성되어 있다.As mentioned above, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a present Example is comprised by the electrolytic apparatus 1 which can generate | occur | produce hydrogen and oxygen by supplying pure water and predetermined electric current. It consists of an electrolysis cell.

다음으로, 이 전해셀의 구조를 도면을 토대로 설명한다.Next, the structure of this electrolytic cell is demonstrated based on drawing.

도 2는 도 1에 관한 수소·산소 공급 시스템을 구성하는 수전해 장치를 이루는 전해셀의 일예의 개략도를 도시한 것으로, 도 2(a)는 전해셀의 평면도를 도시하고 있으며, 도 2(b)는 도 2(a)의 일부를 단면으로 한 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 화살표 방향으로 바라본 측면도를 도시하고 있다. 또한, 도 3은 도 2(a)의 Ⅱ-Ⅱ선 단면 중 요부를 도시하는 단면도이다. 또한, 도 4는 도 2(a)의 Ⅲ-Ⅲ선 단면 중 요부를 도시하는 단면도이다. 또한, 도 5는 본 실시예에 관한 전해셀을 구성하는 전극판 유닛의 분해 사시도를 도시한 것이다. 본 실시예에서는, 이 도 5에 도시한 전극판 유닛과 고체 전해질막 등으로 전해셀이 구성되어 있다.FIG. 2 is a schematic view of one example of an electrolytic cell constituting the electrolytic device constituting the hydrogen / oxygen supply system according to FIG. 1, FIG. 2 (a) shows a plan view of the electrolytic cell, and FIG. 2 (b) ) Shows a side view as seen in the direction of the arrow along the line I-I with a part of Fig. 2A as a cross section. 3 is sectional drawing which shows the principal part among the cross sections of the II-II line | wire of (a). 4 is sectional drawing which shows the principal part among the cross sections of the III-III line | wire of (a). 5 is an exploded perspective view of the electrode plate unit constituting the electrolytic cell according to the present embodiment. In this embodiment, the electrolytic cell is constituted by the electrode plate unit and solid electrolyte membrane shown in FIG.

도 2∼도 4에 도시한 전해셀(1)은 고체 고분자 전해질막 양면에 전극 촉매층(양극측 및 음극측 촉매층)이 설치된 고체 전해질막(102)과 전극판 유닛(103)을 복수 적층하여 구성되어 있다. 즉, 고체 전해질막(102)이 전극판 유닛(103) 사이에 끼워지도록 고체 전해질막(102)과 전극판 유닛(103)을 소정수 적 층하여 구성되어 있다. 그리고, 고체 전해질막(102) 및 전극판 유닛(103)이 양단측 각각에 설치된 단판(122) 사이에 끼워져 고정 볼트(123)로 고정됨으로써 전해셀(1)이 구성되어 있다.2 to 4 are constructed by stacking a plurality of solid electrolyte membranes 102 and electrode plate units 103 provided with electrode catalyst layers (anode side and cathode side catalyst layers) on both sides of the solid polymer electrolyte membrane. It is. That is, the solid electrolyte membrane 102 and the electrode plate unit 103 are laminated by a predetermined number so that the solid electrolyte membrane 102 is sandwiched between the electrode plate units 103. Then, the electrolytic cell 1 is constituted by the solid electrolyte membrane 102 and the electrode plate unit 103 being sandwiched between end plates 122 provided on both end sides thereof and fixed with the fixing bolts 123.

또한, 본 실시예에 관한 전해셀(1)에는 고정 볼트(123)에 복수의 접시 스프링(125)을 통해 너트(124)가 부착되어 있다. 그리고, 전해셀 조립시에는 고체 전해질막(102) 및 전극판 유닛(103) 등을 적층한 후에 프레스기로 고정한 상태에서 고정 볼트(123) 등으로 체결된다.In addition, a nut 124 is attached to the electrolytic cell 1 according to the present embodiment through a plurality of disc springs 125 to the fixing bolt 123. When the electrolytic cell is assembled, the solid electrolyte membrane 102, the electrode plate unit 103, and the like are stacked and fastened with a fixing bolt 123 in a state of being fixed with a press.

전극판 유닛(103)은 티탄판제 전극판(104)의 양면측에 다공질 급전체(105)와 스페이서(106)와 실 부재(107) 등이 배설되어 구성되어 있다. 또한, 후술했듯이, 스페이서(106) 등에는 발생한 산소가스를 빼내기 위해 이용되는 산소용 구멍(113), 발생한 수소가스를 빼내기 위해 이용되는 수소용 구멍(114), 전기 분해에 이용되는 순수를 공급하기 위해 이용되는 순수용 구멍(115), (116)이 형성되어 있다.The electrode plate unit 103 is configured by disposing a porous feeder 105, a spacer 106, a seal member 107, and the like on both sides of the titanium plate electrode plate 104. In addition, as described later, the spacer 106 or the like is supplied with an oxygen hole 113 used to extract generated oxygen gas, a hydrogen hole 114 used to extract generated hydrogen gas, and pure water used for electrolysis. The pure water holes 115 and 116 used for the purpose are formed.

다음으로, 도 5를 이용해 전극판(104) 및 그 주변의 구조를 상세히 설명한다.Next, the structure of the electrode plate 104 and its surroundings will be described in detail with reference to FIG. 5.

전극판(104)은 그 안쪽 부분인 판 부분(104a)과 이 판 부분(104a)의 바깥 둘레부에 설치된 둘레 가장자리부(104b) 등으로 형성되어 있다. 또한, 이 판 부분(104a)과 둘레 가장자리부(104b) 사이에는 외측 돌출줄기(112a) 및 내측 돌출줄기(112b)가 형성되어 있다. 즉, 둘레 가장자리부(104b)의 안쪽 가장자리를 따라 실 부재(107)용 홈(111)이 굴곡으로 형성되어 있다. 이 홈(111)의 외측 및 내측은 홈(111)에 따른 돌출줄기(112a), (112b)가 되도록 굴곡되어 있다.The electrode plate 104 is formed of a plate portion 104a, which is an inner portion thereof, and a circumferential edge portion 104b or the like provided on an outer circumferential portion of the plate portion 104a. Further, an outer protruding stem 112a and an inner protruding stem 112b are formed between the plate portion 104a and the peripheral edge portion 104b. That is, the groove 111 for the seal member 107 is formed bent along the inner edge of the circumferential edge portion 104b. The outer side and the inner side of the groove 111 are bent so as to become the protruding stems 112a and 112b along the groove 111.

또한, 전극판(104)은 티탄판을 형 프레스로 성형함으로써 얻을 수 있다. 또한, 전극판 유닛(103)을 적층했을 때 접촉되는(및 접촉할 우려가 있는) 전극판(104)의 소정 부분에는 전기적 절연을 위해 코팅이 되어 있다. 예를 들면 실 부재용 홈(111)의 밑부분에는 테플론(polytetrafluoroetylene)이 코팅되어 있다.In addition, the electrode plate 104 can be obtained by molding a titanium plate by a mold press. In addition, a predetermined portion of the electrode plate 104 that is in contact with (and may be in contact with) when the electrode plate units 103 are stacked is coated for electrical insulation. For example, the bottom of the groove 111 for the seal member is coated with Teflon (polytetrafluoroetylene).

전극판(104)의 양면측에는 그 중앙부에 각각 다공질 급전체(105A), (105C)가 배치되며, 다공질 급전체(105)의 양측에 스페이서(106)가 각각 배치되어 있다. 또한, 이 스페이서(106)는 내측 돌출줄기(112b)가 존재함으로써 하면측 스페이서(106c), (106d)가 상면측 스페이서(106a), (106b)보다도 크게 형성되어 있다.On both sides of the electrode plate 104, porous feeders 105A and 105C are disposed in the center portion thereof, respectively, and spacers 106 are disposed on both sides of the porous feeder 105, respectively. The spacer 106 has a lower side spacer 106c, 106d formed larger than the upper side spacers 106a, 106b due to the presence of the inner protruding stem 112b.

그리고, 내측 돌출줄기(112b)의 뒷측(하면측) 데드 스페이스에는 환상(環狀) 스페이서(106e)가 끼워져 있다. 전극판(104) 및 스페이서(106)에는 대응하는 위치에 유체 통로구멍(산소용 구멍(113), 수소용 구멍(114), 순수용 구멍(115), (116))이 뚫려 있다. 구체적으로는 도 3, 도 4 및 도 5에 도시했듯이 전극판(104)의 왼쪽 스페이서(106a), (106c) 및 대응하는 전극판(104)의 소정 위치에 뚫려 있는 것은 산소용 구멍(113) 및 수소용 구멍(114)이며, 오른쪽 스페이서(106b), (106d) 및 대응하는 전극판(104)의 소정 위치에 뚫려있는 것은 순수용 구멍(115), (116)이다.The annular spacer 106e is fitted to the rear (lower side) dead space of the inner protruding stem 112b. In the electrode plate 104 and the spacer 106, fluid passage holes (oxygen holes 113, hydrogen holes 114, pure water holes 115, 116) are drilled at corresponding positions. Specifically, as shown in FIGS. 3, 4, and 5, the holes 113 for oxygen are formed at predetermined positions of the left spacers 106a and 106c of the electrode plate 104 and the corresponding electrode plate 104. And holes 114 for hydrogen, and holes 115 and 116 for pure water that are drilled at predetermined positions of the right spacers 106b and 106d and the corresponding electrode plates 104.

도 3, 도 4 및 도 5는 전극판(104)의 상면측 스페이스가 수소 발생실(C)이 되며, 하면측 스페이스가 산소 발생실(A)이 된다. 그리고, 전극판(104)에 굴곡으로 형성된 홈(111)에는 이들 수소 발생실(C)과 산소 발생실(A)을 외부에서 밀봉(seal)하기 위한 실 부재(107)가 끼워진다. 3, 4 and 5, the upper surface side space of the electrode plate 104 becomes the hydrogen generating chamber C, and the lower surface side space becomes the oxygen generating chamber A. In FIG. Then, the seal member 107 for sealing the hydrogen generating chamber C and the oxygen generating chamber A from the outside is fitted into the groove 111 formed by bending in the electrode plate 104.                 

또한, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시했듯이, 전극판(104)의 상면 왼쪽 스페이서(106a) 하면의 산소용 구멍(113) 주위에는 O링홈(117)이 형성되어 있으며, 수소용 구멍(114)으로부터 다공질 급전체에 대향하는 가장자리까지 수소용 홈(118)이 형성되어 있다. 이 스페이서(106a) 상면의 산소용 구멍(113) 주위에도 O링홈(117)이 형성되어 있다.3, 4, and 5, an O-ring groove 117 is formed around the oxygen hole 113 on the lower surface of the upper left spacer 106a of the electrode plate 104, and the hydrogen hole ( A hydrogen groove 118 is formed from 114 to the edge facing the porous feeder. The O-ring groove 117 is formed around the oxygen hole 113 on the upper surface of the spacer 106a.

또한, 전극판(104)의 하면 왼쪽 스페이서(106c) 상면의 수소용 구멍(114) 주위에는 O링홈(117)이 형성되어 있으며, 산소용 구멍(113)으로부터 다공질 급전체(105)에 대향하는 가장자리까지 산소용 홈(119)이 형성되어 있다. 이 스페이서(106c) 하면의 수소용 구멍(114) 주위에도 O링홈(117)이 형성되어 있다.In addition, an O-ring groove 117 is formed around the hydrogen hole 114 on the upper surface of the left spacer 106c on the lower surface of the electrode plate 104, and faces the porous feeder 105 from the oxygen hole 113. An oxygen groove 119 is formed to the edge. The O-ring groove 117 is formed around the hydrogen hole 114 on the lower surface of the spacer 106c.

또한, 전극판(104)의 상면 오른쪽 스페이서(106b)의 상면 및 하면과 함께 순수용 구멍(115), (116)의 주위에는 O링홈(117)이 형성되어 있다. 또한, 전극판(104)의 하면 오른쪽 스페이서(106d) 상면의 순수용 구멍(115), (116)으로부터 다공질 급전체(105)에 대향하는 가장자리까지 순수용 홈(120)이 형성되어 있다. 또한, 각 O링홈(117)에는 O링(121)이 끼워진다.Further, an O-ring groove 117 is formed around the pure water holes 115 and 116 together with the upper and lower surfaces of the upper right spacer 106b of the electrode plate 104. Further, the pure water grooves 120 are formed from the pure water holes 115 and 116 on the lower surface of the lower surface of the electrode plate 104 to the edge facing the porous feeder 105. In addition, the O-ring 121 is fitted into each O-ring groove 117.

하면 오른쪽 스페이서(106d)에 형성된 순수용 홈(120)은 다른 스페이서(106a), (106c)에 형성된 수소용 홈(118) 및 산소용 홈(119)과 다른 형으로 형성되어 있다. 즉, 수소용 홈(118) 및 산소용 홈(119)은 독립된 한 개의 홈으로서 수소용 구멍(114) 및 산소용 구멍(113)으로부터 각각 형성되어 있다.The pure water groove 120 formed in the lower right spacer 106d is formed in a different form from the hydrogen groove 118 and the oxygen groove 119 formed in the other spacers 106a and 106c. That is, the hydrogen groove 118 and the oxygen groove 119 are each formed from the hydrogen hole 114 and the oxygen hole 113 as one independent groove.

그러나, 순수용 홈(120)은 두개의 순수용 구멍(115), (116)으로부터 이들 구멍으로 연통하는 넓은 오목부분(120a)과, 이 오목부분(120a)으로부터 다공질 급전 체(105)에 대향하는 가장자리까지 복수 개 형성된 작은 홈(120b)으로 구성되어 있다. 순수용 홈(120)의 오목부분(120a), 작은 홈(120b)은 대략 부채형상으로 형성되어 있다. 이는 피분해 수인 순수가 다공질 급전체(105)로 가능한 한 균일하게 미치도록 고안된 것이다.However, the pure water groove 120 is opposed to the porous feed body 105 from the wide water recesses 120a communicating from the two pure water holes 115 and 116 to these holes. It consists of the small groove | channel 120b formed in multiple numbers to the edge. The concave portion 120a and the small groove 120b of the pure water groove 120 are formed in a substantially fan shape. This is designed so that the pure water, which is to be decomposed, extends as uniformly as possible to the porous feeder 105.

또한, 본 실시예에서는 강도를 향상시키는 등의 목적을 위해 스페이서(106)가 티탄 등의 금속으로 형성되어 있기 때문에 각 스페이서(106)와 전극판(104) 사이에는 각 스페이서(106a), (106b), (106c), (106d)의 크기에 따른 절연 시트(109a), (109b), (109c), (109d)가 설치되어 있다. 이 절연 시트(109)에는 각각 소정의 위치에(대응하는 위치에) 유체 통로 구멍(산소용 구멍(113), 수소용 구멍(114), 순수용 구멍(115), (116))이 뚫려 있다. 또한, 수소용 구멍(114)에는 도 1에 도시한 수소가스 반송 배관부(14)가 접속되어 있다.In the present embodiment, the spacers 106 are made of metal such as titanium for the purpose of improving the strength, and therefore, the spacers 106a and 106b are formed between the spacers 106 and the electrode plate 104. ), 106c, and 106d are provided with insulating sheets 109a, 109b, 109c, and 109d. In this insulating sheet 109, fluid passage holes (oxygen holes 113, hydrogen holes 114, pure water holes 115, 116) are drilled at predetermined positions (corresponding positions), respectively. . In addition, the hydrogen gas conveyance piping part 14 shown in FIG. 1 is connected to the hole 114 for hydrogen.

또한, 본 실시예에 관한 전해셀(1)은 전극판(104)의 일부인 둘레 가장자리부(104b)(판 부분(104a)의 바깥 둘레부로, 외측 돌출줄기(112a)의 바깥 둘레부)에 심(shim)(110)을 배설하도록 구성되어 있다.In addition, the electrolytic cell 1 according to the present embodiment has a seam at the periphery edge portion 104b (the outer periphery of the plate portion 104a and the outer periphery of the outer protruding stem 112a) which is a part of the electrode plate 104. (shim) 110 is configured to excrete.

본 실시예에서는 상술했듯이, 도 2∼도 5에 도시한 전해셀로 구성된 수전해 장치(전해셀)(1)로 수소·산소 공급 시스템이 형성되어 있다. 따라서, 도 1에 도시했듯이, 전해 탱크(2) 내에 설치된 수전해 장치(1)에서는 전해 탱크(2) 내의 순수가 두개의 순수용 구멍(115), (116)으로부터 순수용 홈(120)을 통해 산소 발생실(A)이 되는 전극판(104)의 하면측 다공질 급전체(105)로 순수가 공급된다. 순수는 O링(121)에 의해 수소 발생실(C)로 유입되는 것이 저지된다. In the present embodiment, as described above, the hydrogen-oxygen supply system is formed of the water electrolytic device (electrolyte cell) 1 composed of the electrolytic cells shown in FIGS. Therefore, as shown in FIG. 1, in the electrolytic apparatus 1 installed in the electrolytic tank 2, the pure water in the electrolytic tank 2 opens the pure water groove 120 from the two pure water holes 115 and 116. Pure water is supplied to the porous feeder 105 on the lower surface side of the electrode plate 104 serving as the oxygen generating chamber A through the pump. Pure water is prevented from flowing into the hydrogen generating chamber C by the O-ring 121.                 

산소 발생실(A)에서 발생한 산소가스는 산소용 홈(119)으로부터 산소용 구멍(113)을 통해 전해 탱크(2) 속으로 방출되고, 전해 탱크(2) 속으로부터 산소가스 공급 배관부(31) 등을 통해 산소가스 사용 개소 등으로 공급된다. 수전해 장치(1) 속에서 산소가스는 O링(121)에 의해 수소 발생실(C)로 유입되는 것이 저지된다. Oxygen gas generated in the oxygen generation chamber (A) is discharged from the oxygen groove (119) into the electrolytic tank (2) through the oxygen hole (113), the oxygen gas supply pipe portion 31 from the electrolytic tank (2) It is supplied to the place where oxygen gas is used, etc.). Oxygen gas is prevented from flowing into the hydrogen generating chamber C by the O-ring 121 in the water electrolytic apparatus 1.

또한, 수소 발생실(C)에서 발생한 수소가스는 수소용 홈(118), 수소용 구멍(114) 및 수소가스 반송 배관부(14)를 통해 수소 분리탱크(4)로 반송된다. 수소가스는 O링(121)에 의해 산소 발생실(A)로 유입되는 것이 저지된다.In addition, the hydrogen gas generated in the hydrogen generating chamber C is conveyed to the hydrogen separation tank 4 through the hydrogen groove 118, the hydrogen hole 114, and the hydrogen gas conveyance piping 14. Hydrogen gas is prevented from flowing into the oxygen generating chamber A by the O-ring 121.

또한, 당연하지만, 본 실시예에 관한 수전해 장치 내에서는 발생한 수소가스 및 산소가스는 실 부재(107)에 의해 전극판 유닛(103)들 사이에서 외부로 누출되는 것이 방지되어 있다.Naturally, the hydrogen gas and the oxygen gas generated in the electrolytic apparatus according to the present embodiment are prevented from leaking out between the electrode plate units 103 by the seal member 107.

본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상술한 도 1∼도 5에 도시했듯이 구성되어 있으며, 이러한 시스템에서는 적절히 순수 공급, 전류값 등이 제어되고 있다.The hydrogen-oxygen supply system according to the present embodiment is constituted as shown in Figs. 1 to 5 described above, and in such a system, pure water supply, current value, and the like are appropriately controlled.

도 6은 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템을 운전할 때의 플로우차트를 도시한 것이다. 이하, 도 6 등의 필요한 도면을 이용해 제어 방법을 구체적으로 설명한다.6 shows a flowchart when operating the hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment. Hereinafter, the control method will be described in detail using necessary drawings such as FIG. 6.

도 6에 도시했듯이, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 우선, 스텝 601에서 전해 탱크(2)로 순수가 공급된다. 구체적으로는 보급수 펌프(6)를 구동시켜 순수 탱크(3)로부터 전해 탱크(2)로 순수를 공급한다.As shown in FIG. 6, in the hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment, first, pure water is supplied to the electrolytic tank 2 in step 601. Specifically, pure water is supplied from the pure water tank 3 to the electrolytic tank 2 by driving the replenishment water pump 6.

다음으로, 스텝 602에서는 전해 탱크(2) 내의 순수의 저류량(수위)이 전해 탱크 수위계(2L)로 검지된다.Next, in step 602, the storage amount (water level) of the pure water in the electrolytic tank 2 is detected by the electrolytic tank water gauge 2L.

다음으로, 스텝 603에서는 스텝 602에서의 수위 검지신호를 토대로 전해 탱크(2) 내의 수위가 소정량인지 아닌지 판단된다. 그리고, 여기서 수위가 소정량에 달한 경우에는(스텝 603에서「Yes」라 판단된 경우에는), 이어 스텝 604의 처리가 행해진다. 또한 수위가 소정량에 달하지 않은 경우에는(스텝 603에서 「No」라 판단된 경우에는), 보급수 펌프(6)를 구동시킨 상태에서 다시 스텝 602 이후의 처리가 행해진다.Next, in step 603, it is determined whether or not the water level in the electrolytic tank 2 is a predetermined amount based on the water level detection signal in step 602. When the water level reaches a predetermined amount here (when it is determined as "Yes" in step 603), the process of step 604 is performed next. When the water level does not reach a predetermined amount (when it is determined as "No" in step 603), the process after step 602 is performed again in the state which driven the replenishment water pump 6 again.

다음으로, 스텝 604에서는 스텝 603의 판단을 토대로 순수 탱크(3)로부터 전해 탱크(2)에 대한 급수가 정지된다. 즉, 보급수 펌프(6)를 정지시킨다.Next, in step 604, the water supply from the pure water tank 3 to the electrolytic tank 2 is stopped based on the judgment in step 603. That is, the replenishment water pump 6 is stopped.

다음으로, 스텝 605에서는 전해셀(1)로 공급되는 순환수량이 검지된다. 즉, 이 스텝 605에서는 전해셀(1)에 대한 통전 전에 순환수 펌프(8)를 구동시켜 전해셀(1)에 순수를 공급하고 있기 때문에, 그 순환수량을 검지한다.Next, in step 605, the amount of circulation water supplied to the electrolytic cell 1 is detected. That is, in this step 605, since pure water is supplied to the electrolytic cell 1 by driving the circulating water pump 8 before energizing the electrolytic cell 1, the amount of circulating water is detected.

다음으로, 스텝 606에서는 스텝 605에서의 순환수량 검지신호를 토대로 전해셀(1)로 소정 수량이 공급되고 있는지 판단된다. 그리고, 여기서 순환수량이 소정량에 달한 경우에는(스텝 606에서 「Yes」라 판단된 경우에는), 이어 스텝 607의 처리가 행해진다. 또한, 순환수량이 소정량에 달하지 않은 경우에는(스텝 606에서 「No」라 판단된 경우에는), 스텝 607로 진행되지 않고 다시 스텝 605 이후의 처리가 행해진다(즉, 순환수 펌프(8)의 구동 및 순환수량의 검지 등이 계속 행해진다).Next, in step 606, it is determined whether a predetermined amount is supplied to the electrolytic cell 1 on the basis of the circulating water detection signal in step 605. When the circulation water amount reaches a predetermined amount here (when it is determined as "Yes" in step 606), the process of step 607 is performed next. If the amount of circulation water does not reach the predetermined amount (when it is determined as "No" in step 606), the process after step 605 is performed again without proceeding to step 607 (that is, the circulation water pump 8). Driving, detection of the circulation water, etc. is continued).

다음으로, 스텝 607에서는 수전해 장치(1)에 대한 통전이 개시된다. 즉, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템에서는 수전해 장치(전해셀)(1) 내에 소정량 의 순수가 순환된 상태가 되고 나서 비로소 수전해 장치(1)에 대한 전류의 공급이 개시된다. 이렇게 순환수 유량을 확인한 후에 통전을 개시하는 것은 수전해 장치(1)에 순수가 충분히 보급되지 않은 상태에서 통전하면, 수전해 장치(1)를 구성하는 고체 전해질막(102)이 파손될 가능성이 있기 때문이다. 즉, 본 실시예에서는 고체 전해질막(102)을 보호하기 위해 순수의 순환량을 확인한 후에 수전해 장치(1)로 통전하고 있다.Next, in step 607, energization of the electrolytic device 1 is started. That is, in the hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment, the supply of current to the electrolytic device 1 is only started after a predetermined amount of pure water is circulated in the electrolytic device (electrolyte cell) 1. . Starting the energization after confirming the flow rate of the circulating water in this way may cause the solid electrolyte membrane 102 constituting the electrolytic device 1 to be damaged if it is energized in a state where the pure water is not sufficiently supplied to the electrolytic device 1. Because. That is, in this embodiment, after the circulation amount of pure water is confirmed in order to protect the solid electrolyte membrane 102, it is energized by the electrolytic apparatus 1.

또한, 여기서 수전해 장치(1)에 대한 전류는 전류값을 0%(0A)에서 100%(예를 들면, 600A)로 올리는데 까지 소정 시간(예를 들면, 30초 정도)이 필요하게 공급한다. 이렇게 전류를 공급함으로써 고체 전해질막(102)으로 서서히 전류가 부하되게 되기 때문에, 고체 전해질막(102)의 보호를 도모하는 것이 가능해진다. 즉, 수전해 장치(1)로 공급되는 전류가 급격히 변동(극단적인 경우로 ON/OFF)되면, 오버슈트(overshoot)되어 과대 전류가 전해셀로 가해져 고체 전해질막을 손상시킬 가능성이 있지만, 상술한 본 실시예에 관한 전류 공급수단(단계적인 전류 공급수단)에 의하면 이러한 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.In addition, the current to the electrolytic device 1 is required to be supplied for a predetermined time (for example, about 30 seconds) until the current value is increased from 0% (0A) to 100% (for example, 600A). . Since the current is gradually loaded into the solid electrolyte membrane 102 by supplying the electric current in this manner, the solid electrolyte membrane 102 can be protected. That is, if the current supplied to the electrolytic device 1 fluctuates rapidly (ON / OFF in an extreme case), there is a possibility of overshooting and excessive current being applied to the electrolytic cell to damage the solid electrolyte membrane. According to the current supply means (step current supply means) according to the present embodiment, this problem can be effectively solved.

다음으로, 스텝 608에서는 도 1에 도시된 수소·산소 공급 시스템에 의한 연속된 수소·산소 공급 공정이 행해진다. 구체적으로는 적절한 순수공급 및 전류값 등이 제어된다. 이들 제어에 대해서는 뒤에 구체적으로 설명한다.Next, in step 608, the continuous hydrogen-oxygen supply process by the hydrogen-oxygen supply system shown in FIG. 1 is performed. Specifically, appropriate pure water supply and current value are controlled. These controls will be described later in detail.

다음으로 스텝 609에서는 수소·산소 공급 공정을 종료할지가 판단된다. 그리고, 여기서 수소·산소 공급 공정을 종료한다고 판단된 경우에는(스텝 609에서 「Yes」라 판단된 경우에는), 이어 스텝 610의 처리가 행해진다. 또한, 수소·산소 공급 공정을 종료하지 않는다고 판단된 경우에는(스텝 609에서 「No」라 판단된 경우에는), 다시 스텝 608 이후의 처리가 행해진다.Next, in step 609, it is determined whether the hydrogen / oxygen supply process is to be finished. If it is determined here that the hydrogen / oxygen supply step is finished (when it is determined as "Yes" in step 609), then the process of step 610 is performed. If it is determined that the hydrogen / oxygen supplying step is not finished (when it is determined as "No" in step 609), the process after step 608 is performed again.

다음으로, 스텝 610에서는 스텝 609에서의 수소·산소 공급 공정의 종료 판단을 토대로 수전해 장치(1)에 대한 통전을 종료시킨다. 또한, 이 도 6의 플로우차트에는 특별히 도시하지 않았지만, 스텝 610에서는 수전해 장치(1)가 순수로 충분히 채워진 상태에서 통전을 종료시킨다. 구체적으로는 수전해 장치(1)에 대한 통전을 정지하고 나서 수초(3초 정도) 후에 순환수 펌프(8)를 정지한다. 이것도 고체 전해질막(102)에 불필요한 부하를 주지 않기 위함이다.Next, in step 610, the electricity supply to the electrolytic device 1 is terminated based on the determination of the end of the hydrogen / oxygen supply process in step 609. In addition, although it is not specifically shown in the flowchart of FIG. 6, in step 610, electricity supply is complete | finished in the state in which the electrolytic device 1 was fully filled with pure water. Specifically, the circulation water pump 8 is stopped after a few seconds (about 3 seconds) after the power supply to the electrolytic device 1 is stopped. This is also to avoid unnecessary load on the solid electrolyte membrane 102.

이상, 도 6의 스텝 601에서 스텝 610까지의 공정을 토대로 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템의 운전이 제어된다. 그러나, 상술한 도 6의 플로우차트에서는 수소·산소 공급 공정의 설명이 불충분하기 때문에, 다음으로 스텝 608에서 행해지는 수소·산소 공급 공정을 구체적으로 설명한다.As mentioned above, operation of the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a present Example is controlled based on the process from step 601 to step 610 of FIG. However, since the description of the hydrogen-oxygen supply process is insufficient in the flowchart of FIG. 6 mentioned above, the hydrogen-oxygen supply process performed in step 608 is demonstrated concretely.

스텝 608에서 행해지는 수소·산소 공급 공정 중에는 전해 탱크(2)에 대한 순수공급 제어 및 수전해 장치(1)에 대한 전류값 제어 등을 예로 들 수 있다. 이하 상세히 설명한다.In the hydrogen-oxygen supply process performed at step 608, the pure water supply control to the electrolysis tank 2, the electric current value control to the electrolytic apparatus 1, etc. are mentioned, for example. It will be described in detail below.

도 7은 본 실시예에 관한 순수 공급 제어의 일예를 플로우차트로 도시한 것이다.7 is a flowchart showing an example of pure water supply control according to the present embodiment.

도 7에 도시했듯이, 본 실시예에서는 우선 스텝 701에서 전해 탱크(2) 내의 순수 저수량이 검지된다. 여기서는, 전해 탱크 수위계(2L)로 전해 탱크(2) 내의 순수 저류량(수위)이 검지된다. As shown in FIG. 7, in this embodiment, first, the pure water storage amount in the electrolytic tank 2 is detected in step 701. Here, the pure water storage amount (water level) in the electrolytic tank 2 is detected by the electrolytic tank water gauge 2L.                 

다음으로, 스텝 702에서는 스텝 701에서의 수위 검지신호를 토대로 전해 탱크(2) 내의 수위가 소정값 이하인지 아닌지 판단된다. 그리고, 여기서 수위가 소정값 이하라고 판단된 경우에는(스텝 702에서 「Yes」라 판단된 경우에는), 이어 스텝 703의 처리가 행해진다. 또한, 수위가 소정값 이하가 아닌 경우에는(스텝 702에서 「No」라 판단된 경우에는), 다시 스텝 701 이후의 처리가 행해진다.Next, in step 702, it is determined whether or not the water level in the electrolytic tank 2 is equal to or less than a predetermined value based on the water level detection signal in step 701. If it is determined here that the water level is equal to or less than the predetermined value (when it is determined as "Yes" in step 702), then the process of step 703 is performed. When the water level is not equal to or lower than the predetermined value (when it is determined as "No" in step 702), the process after step 701 is performed again.

다음으로, 스텝 703에서는 스텝 702의 판단을 토대로 보급수 펌프(6)의 구동이 개시된다. 즉, 보급수 펌프(6)를 구동시켜 순수 공급 배관부를 통해 순수 탱크(3)로부터 전해 탱크(2)로 순수를 보급한다.Next, in step 703, the drive of the replenishment water pump 6 is started based on the determination in step 702. In FIG. That is, the replenishment water pump 6 is driven to replenish the pure water from the pure water tank 3 to the electrolytic tank 2 through the pure water supply pipe.

다음으로, 스텝 704에서는 전해 탱크(2) 내의 순수 저수량이 검지된다. 여기서는, 스텝 701과 마찬가지로 전해 탱크 수위계(2L)로 전해 탱크(2) 내의 순수 저류량(수위)이 검지된다.Next, in step 704, the pure water storage amount in the electrolytic tank 2 is detected. Here, the pure water storage amount (water level) in the electrolytic tank 2 is detected by the electrolytic tank water level meter 2L similarly to step 701.

다음으로, 스텝 705에서는 스텝 704에서의 수위 검지신호를 토대로 전해 탱크(2) 내의 수위가 소정 범위내에 있는지 판단된다. 그리고, 여기서 수위가 소정 범위 내에 있다고 판단된 경우에는(스텝 705에서 「Yes」라 판단된 경우에는), 이어 스텝 706의 처리가 행해진다. 또한, 수위가 소정 범위 내에 없다고 판단된 경우에는(스텝 705에서 「No」라 판단된 경우에는), 보급수 펌프(6)를 구동시킨 상태에서 다시 스텝 704 이후의 처리가 행해진다.Next, in step 705, it is determined whether the water level in the electrolytic tank 2 is within a predetermined range based on the water level detection signal in step 704. If it is determined here that the water level is within a predetermined range (when it is determined as "Yes" in step 705), then the process of step 706 is performed. When it is determined that the water level is not within the predetermined range (when it is determined as "No" in step 705), the process after step 704 is performed again in the state which made the replenishment water pump 6 drive.

다음으로, 스텝 706에서는 스텝 705의 판단을 토대로 순수 탱크(3)로부터 전해 탱크(2)에 대한 급수가 정지된다. 즉, 보급수 펌프(6)를 정지시킨다. 그리고, 이 스텝 706 후에는 다시 스텝 701 이후의 처리가 행해진다. Next, in step 706, the water supply from the pure water tank 3 to the electrolytic tank 2 is stopped based on the judgment in step 705. That is, the replenishment water pump 6 is stopped. After step 706, the process after step 701 is performed again.                 

이상의 스텝 701에서 스텝 706의 공정이 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템의 기본적인 순수 공급(보급) 제어이다.In step 701, the process of step 706 is basic pure water supply (supply) control of the hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment.

또한, 이 도 7에서는 특별히 도시하지 않았지만, 본 실시예에서는 전해 탱크(2) 내의 순수가 전해 탱크(2)에 폐회로로서 설치된 순수 순환 배관부(7)를 통해 순환되면서 수전해 장치(1)로 공급되도록 구성되어 있다.In addition, although not specifically shown in FIG. 7, in this embodiment, the pure water in the electrolytic tank 2 is circulated through the pure water circulation pipe 7 provided as a closed circuit in the electrolytic tank 2 to the electrolytic device 1. It is configured to be supplied.

구체적으로는 본 실시예에서는 순수 순환 배관부(7)에 설치된 순환수 펌프(8)에 의해 전해 탱크(2) 내의 순수가 순환되며, 순수 순환 배관부(7)에 설치된 열 교환기(9), 폴리셔(10) 및 필터(11)를 통해 수전해 장치(1)의 순수용 구멍(115), (116)에 순수가 공급된다. 또한, 이 순수 순환 배관부(7)에는 수질 경보수단(12), 수온 경보수단(13) 및 순환수량 경보수단도 설치되어 있다.Specifically, in the present embodiment, the pure water in the electrolytic tank 2 is circulated by the circulating water pump 8 provided in the pure water circulating pipe part 7, and the heat exchanger 9 provided in the pure water circulating pipe part 7, Pure water is supplied to the pure water holes 115 and 116 of the electrolytic apparatus 1 through the polisher 10 and the filter 11. The pure water circulation pipe 7 is also provided with a water quality warning means 12, a water temperature warning means 13, and a circulating water warning means.

본 실시예에서는 이렇게 여러 요소를 설치한 폐회로인 순수 순환 배관부(7)를 통해 수전해 장치(1)에 순수가 공급되기 때문에, 적절한 성상을 가진 순수의 공급이 가능해진다.In this embodiment, since pure water is supplied to the electrolytic device 1 through the pure water circulation pipe 7, which is a closed circuit in which various elements are provided, pure water having an appropriate property can be supplied.

즉, 열교환기(9)를 설치함으로써 수전해 장치(1)의 발열로 온도가 상승한 순수를 열교환하는 것이 가능해지기 때문에, 효율적으로 수전해 장치(1)를 구동시킬 수 있다. 또한, 폴리셔(10)를 설치함으로써 순수의 순도를 높인 상태에서 수전해 장치(1)로 순수를 공급 가능하게 된다. 또한, 필터(11)를 설치함으로써 순수 중에 포함된 불순물을 제거하여 수전해 장치(1)로 순수를 공급할 수 있다.That is, since the heat exchanger 9 is provided, it becomes possible to heat-exchange the pure water whose temperature has risen by the heat generation of the electrolytic device 1, and can drive the electrolytic device 1 efficiently. Moreover, by providing the polisher 10, pure water can be supplied to the electrolytic apparatus 1 in the state which raised the purity of pure water. In addition, by providing the filter 11, impurities contained in the pure water can be removed to supply pure water to the electrolytic device 1.

또한, 본 실시예에서는 수질 경보수단(12) 및 수온 경보수단(13)이 설치되어 있기 때문에, 상술한 열 교환기(9), 폴리셔(10) 및 필터(11)에 어떠한 결함이 발생 했다 하더라도(혹은 발생할 것 같더라도), 그것을 검지하여 부적절한(순도가 낮은 혹은 불순물이 많은 등의) 순수가 공급되기 전에 열 교환기(9), 폴리셔(10) 혹은 필터(11)의 결함에 대처 가능하며, 필요에 따라 용이하게 교환하거나 할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 순환수량 경보수단이 설치되어 있기 때문에 순화수량이 처리량(소정 처리량)을 하회하여 전해셀이 손상되는 것을 방지하고 있다. 즉, 전해셀로 공급되는 수량이 부족하면, 전해셀 내에서 물이 불균일하게 흘러 국부적인 발열에 의해 고체 전해질막이 손상될 우려가 있지만, 본 실시예에서는 순환수량 경보수단을 설치함으로써 순환수량이 저하되는 것을 사전에 알 수 있어 이러한 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.In addition, in this embodiment, since the water quality warning means 12 and the water temperature warning means 13 are provided, even if any defect occurs in the heat exchanger 9, the polisher 10, and the filter 11 described above. It is possible to detect defects in heat exchanger 9, polisher 10 or filter 11 before it is detected and supplied with inappropriate (low purity or high impurity) pure water. It can be exchanged easily as needed. Further, in this embodiment, since the circulating water alarm means is provided, the purified water is less than the throughput (predetermined throughput) to prevent the electrolytic cell from being damaged. That is, if the quantity supplied to the electrolytic cell is insufficient, water may flow unevenly within the electrolytic cell, which may cause damage to the solid electrolyte membrane due to local heat generation. Knowing in advance can effectively solve this problem.

따라서, 본 실시예에 의하면 계속적으로 적절한 성상을 갖는 순수를 수전해 장치(1)로 공급할 수 있다.Therefore, according to this embodiment, pure water having an appropriate property can be continuously supplied to the electrolytic device 1.

또한, 본 실시예에서는 앞에서 말했듯이, 순수 순환 배관부(7)의 적절한 개소에 가스 배출구를 설치했기 때문에, 순수 순환 배관부(7) 속의 산소가스가 순수의 순환에 결함을 발생시키지 않도록 필요에 따라 적절히 가스를 배출할 수 있다.In addition, in the present embodiment, as described above, since the gas outlet is provided at an appropriate location of the pure water circulation pipe 7, it is necessary to prevent the oxygen gas in the pure water circulation pipe 7 from causing defects in the circulation of pure water. Accordingly, the gas can be properly discharged.

이렇게 본 실시예에서는 순수의 수질이나 온도를 제어하여 적절한 성상을 갖는 순수를 수전해 장치(1)로 공급하고 있기 때문에, 고체 전해질막(102)의 수명을 연장하는 것이 가능해짐과 동시에, 수전해 장치(1)의 전해 효율도 향상시킬 수 있다.Thus, in the present embodiment, since the pure water having the proper properties is supplied to the electrolytic apparatus 1 by controlling the water quality and temperature of the pure water, the life of the solid electrolyte membrane 102 can be extended and the electrolytic The electrolytic efficiency of the apparatus 1 can also be improved.

또한, 본 실시예에서는 수소 분리 탱크(4)에서 수소가스와 분리된 순수도 순수 귀환 배관부(15)(및 순수 탱크(3) 등)를 통해 재이용 가능(수전해 장치(1)로 공 급 가능)하도록 구성되어 있다.In addition, in the present embodiment, it is possible to reuse through the pure water pure water return pipe 15 (and the pure water tank 3, etc.) separated from the hydrogen gas in the hydrogen separation tank 4 (supplied to the electrolytic device 1). Is possible).

또한, 본 실시예에서는 상술했듯이, 순수 탱크(3)와 전해 탱크(2)가 순수 공급 배관부(5)로 접속되고, 전해 탱크(2) 속의 수전해 장치(1)와 수소 분리 탱크(4)가 수소가스 반송 배관부(14)로 접속되며, 수소 분리탱크(4)와 순수 탱크(3)가 순수 귀환 배관부(15)로 접속되어 있다. 즉, 순수 탱크(3), 전해 탱크(2) 및 수소 분리탱크(4)는 순수 공급 배관부(5), 수소가스 반송 배관부(14) 및 순수 귀환 배관부(15)에 의해 폐회로로 구성되어 있다. 수소 분리탱크(4)로부터 순수 귀환 배관부(15)로 반송되는 순수에는 수소가 용존되어 있어, 만약 이 폐회로 속의 순환을 연속하여 반복하면 그 용존률이 계속 높아져 시스템 구성상 바람직하지 않다. 즉, 수소 분리탱크(4)로부터 배출되는 순수중에는 수소 발생 압력하의 용존 수소가 포함되어 있으며, 이것을 그대로 순수 탱크(보급수 탱크)(3)로 귀환시킨 경우, 압력이 대기압에 개방되기 때문에 감압에 따라 차압분의 용존 수소가 가스화되어 방출된다. 그렇게 하면, 순수 탱크(3) 내에서 수소와 공기가 혼합되고, 서서히 수소 농도가 상승하여 각종 결함이 생길 가능성이 있다.In addition, in the present embodiment, as described above, the pure water tank 3 and the electrolytic tank 2 are connected to the pure water supply piping 5, and the electrolytic device 1 and the hydrogen separation tank 4 in the electrolytic tank 2 are connected. ) Is connected to the hydrogen gas conveyance piping 14, and the hydrogen separation tank 4 and the pure water tank 3 are connected to the pure water return piping 15. That is, the pure water tank 3, the electrolytic tank 2, and the hydrogen separation tank 4 are constituted by a closed circuit by the pure water supply piping 5, the hydrogen gas return piping 14, and the pure water return piping 15. It is. Hydrogen is dissolved in the pure water conveyed from the hydrogen separation tank 4 to the pure water return pipe section 15. If the circulation in the closed circuit is repeated continuously, the dissolution rate continues to increase, which is undesirable in the system configuration. That is, the pure water discharged from the hydrogen separation tank 4 contains dissolved hydrogen under the pressure of hydrogen generation, and when it is returned to the pure water tank (supply water tank) 3 as it is, the pressure is opened to atmospheric pressure, The dissolved hydrogen in the differential pressure is thus gasified and released. In such a case, hydrogen and air are mixed in the pure water tank 3, and the hydrogen concentration gradually increases, and various defects may occur.

그래서, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 이러한 순수 귀환 배관부(15)의 소정 개소에 가스 스크러버(16)를 배치하여 상술한 결함을 해소하도록 구성되어 있다.Therefore, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a present Example is comprised so that the above-mentioned fault may be eliminated by arrange | positioning the gas scrubber 16 in the predetermined position of this pure water return piping part 15. FIG.

다음으로, 수전해 장치(1)에 대한 전류값 제어에 대해 설명한다.Next, current value control for the electrolytic device 1 will be described.

도 8은 본 실시예에 관한 전류값 제어의 일예를 플로우차트로 도시한 것이다. 8 is a flowchart showing an example of the current value control according to the present embodiment.                 

도 8에 도시했듯이, 본 실시예에서는 우선 스텝 801에서 수소 분리탱크(4)에 설치된 제1 압력 검지수단(25)으로 수소가스의 압력을 검지한다. 여기서 수소 분리탱크(4) 내의 수소가스의 압력은 수소가스 생성량(수전해 장치(1)에서 생성되며, 수소가스 반송 배관부(14)를 통해 수소 분리탱크(4)로 반송되는 수소가스량)과 수소가스 공급량(수소 가스 공급 배관부(21)를 통해 수소 분리탱크(4)로부터 수소가스 사용 개소로 공급되는 수소가스량)의 밸런스에 의해 변동되는 것이다.As shown in Fig. 8, in the present embodiment, first, in step 801, the pressure of the hydrogen gas is detected by the first pressure detecting means 25 provided in the hydrogen separation tank 4. Here, the pressure of the hydrogen gas in the hydrogen separation tank 4 is the amount of hydrogen gas generated (the amount of hydrogen gas generated by the water electrolytic apparatus 1 and returned to the hydrogen separation tank 4 through the hydrogen gas return pipe 14) and It is fluctuate | varied by the balance of hydrogen gas supply amount (amount of hydrogen gas supplied from the hydrogen separation tank 4 to the hydrogen gas use place via the hydrogen gas supply piping part 21).

다음으로, 스텝 802에서는 스텝 801에서의 압력 검지신호를 토대로 수소 분리탱크(4) 내의 수소가스 압력이 소정값 이하인지 판단된다. 수소가스 압력이 소정값 이하가 되면, 필요로 되는 수소가스가 공급되기 곤란해지기 때문이다. 그리고, 여기서 수소가스 압력이 소정값 이하라 판단된 경우에는(스텝 802에서 「Yes」라 판단된 경우에는), 이어 스텝 803의 처리가 행해진다. 또한, 수소가스 압력이 소정값 이하가 아니라 판단된 경우에는(스텝 802에서 「No」라 판단된 경우에는), 다시 스텝 801 이후의 처리가 행해진다.Next, in step 802, it is determined whether the hydrogen gas pressure in the hydrogen separation tank 4 is equal to or less than a predetermined value based on the pressure detection signal in step 801. This is because when the hydrogen gas pressure is lower than or equal to the predetermined value, it becomes difficult to supply the hydrogen gas required. If it is determined here that the hydrogen gas pressure is equal to or less than the predetermined value (when it is determined as "Yes" in step 802), then the process of step 803 is performed. If it is determined that the hydrogen gas pressure is not lower than or equal to the predetermined value (when it is determined as "No" in step 802), the process after step 801 is performed again.

다음으로, 스텝 803에서는 스텝 802의 판단을 토대로 제1 압력 검지수단(25)으로부터 전류값 제어수단(28)으로 압력 검지신호를 송신하고, 이 압력 검지신호를 토대로 전류값 제어수단(28)으로부터 수전해 장치(1)로 적절한 값의 전류가 공급된다. 여기서 공급되는 전류는 필요로 하는 공급 수소가스량(혹은 수소가스압 등) 및 수소가스압 변동률(단위 시간당 수소가스압 변동량) 등에 따라 적당히 적절한 값이 선택되어 수전해 장치(1)에 공급된다.Next, in step 803, the pressure detection signal is transmitted from the first pressure detection means 25 to the current value control means 28 on the basis of the determination in step 802, and from the current value control means 28 on the basis of this pressure detection signal. The electrolytic device 1 is supplied with an appropriate value of current. The current supplied here is appropriately selected according to the amount of supplied hydrogen gas (or hydrogen gas pressure, etc.), the rate of change of hydrogen gas pressure (hydrogen gas pressure fluctuation amount per unit time), and the like, and is supplied to the electrolytic device 1.

다음으로, 스텝 804에서는 수소 분리탱크(4)에 설치된 제1 압력 검지수단(25)으로 수소가스의 압력을 검지한다.Next, in step 804, the pressure of the hydrogen gas is detected by the first pressure detecting means 25 provided in the hydrogen separation tank 4.

다음으로, 스텝 805에서는 스텝 804에서의 압력 검지신호를 토대로 수소 분리탱크(4) 내의 수소가스 압력이 소정 범위 내에 있는지 판단된다. 그리고, 여기서 수소가스 압력이 소정 범위 내에 있다고 판단된 경우에는(스텝 805에서 「Yes」라 판단된 경우에는), 이어 스텝 806의 처리가 행해진다. 또한, 수소가스 압력이 소정 범위 내에 없다고 판단된 경우에는(스텝 805에서 「No」라 판단된 경우에는), 다시 스텝 803 이후의 처리가 행해진다.Next, in step 805, it is determined whether the hydrogen gas pressure in the hydrogen separation tank 4 is within a predetermined range based on the pressure detection signal in step 804. If it is determined here that the hydrogen gas pressure is within a predetermined range (when it is determined as "Yes" in step 805), then the process of step 806 is performed. When it is determined that the hydrogen gas pressure is not within the predetermined range (when it is determined as "No" in step 805), the process after step 803 is performed again.

다음으로, 스텝 806에서는 스텝 805의 판단을 토대로 수전해 장치(1)에 대한 전류값 제어수단(28)으로부터의 전류 공급이 정지된다. 그리고, 이 스텝 806 후에는 다시 스텝 801 이후의 처리가 행해진다.Next, in step 806, the supply of current from the current value control means 28 to the electrolytic device 1 is stopped based on the determination in step 805. After step 806, the process after step 801 is performed again.

본 실시예에서는 상술했듯이, 스텝 801로부터 스텝 806의 공정에 나타냈듯이, 수전해 장치(1)에 전류가 공급된다. 즉, 본 실시예에서는 수소가스 생성량과 수소가스 공급량의 밸런스를 제1 압력 검지수단(25)으로 검지하고, 이 검지신호를 전류값 제어수단(28)으로 송신해 검지신호에 따른(압력 변동에 따른) 전류값이 수전해 장치(1)로 공급되고 있다.In the present embodiment, as described above, as shown in the process of step 801 to step 806, a current is supplied to the electrolytic device 1. That is, in the present embodiment, the balance between the hydrogen gas production amount and the hydrogen gas supply amount is detected by the first pressure detecting means 25, and this detection signal is transmitted to the current value control means 28, in accordance with the detection signal (the pressure fluctuation). The current value is supplied to the electrolytic device 1.

또한, 본 실시예에서는 전류값 제어수단(28)으로서는 정류기 등이 이용된다. 즉, 본 실시예에서는 정류기 등으로 정류기 PID 제어가 행해진다. 구체적으로는 이 전류값 제어수단(28)은 제1 압력 검지수단(25)으로 얻어지는 압력 검지신호가 송신되는 시퀀서 또는 조절계와 정류기 등으로 구성되어 있으며, 수소의 현재 압력값(압력 검지신호)을 시퀀서 또는 조절계로 송신하여 PID 제어하고, 여기서 얻어진 지 령값을 정류기로 송신하여 이 지령값을 토대로 전류를 정류기에서 전해셀로 공급하여 전해셀(수전해 장치)이 제어된다.In this embodiment, a rectifier or the like is used as the current value control means 28. That is, in this embodiment, rectifier PID control is performed by a rectifier or the like. Specifically, the current value control means 28 is composed of a sequencer or a regulator and a rectifier through which the pressure detection signal obtained by the first pressure detection means 25 is transmitted. The PID control is performed by transmitting to a sequencer or a controller, and the command value obtained here is transmitted to the rectifier, and the electrolytic cell (hydraulic device) is controlled by supplying a current from the rectifier to the electrolytic cell based on the command value.

한편, 종래 기술에서는 수전해 장치에 대한 전류 공급은 항상 일정 전류를 공급하는 경우, 혹은 ON/OFF 제어를 토대로 전류를 공급하는 경우 등이 일반적이었다. 이러한 구성에서 적절한 수소가스의 공급을 실현하고자 하면, 수소가스의 필요한 압력에 대응하기 위해 수소가스를 저류하기 위한 큰 탱크(즉, 사용 압력의 하한치로부터 상한치까지 대응 가능한 탱크)가 필요했다.On the other hand, in the prior art, the current supply to the electrolytic device has always been a case of supplying a constant current or a case of supplying current based on ON / OFF control. In order to realize proper supply of hydrogen gas in such a configuration, a large tank (i.e., a tank capable of coping from the lower limit to the upper limit of use pressure) for storing hydrogen gas was required to cope with the required pressure of the hydrogen gas.

그리고, 사용되는 수소가스 압력의 변동에 대응하기 위해 미리 이러한 탱크 내에 소정량의 수소가스를 저류할 필요가 있으며, 사용되는 수소가스 압력이 상한치에서 하한치 쪽으로 이행될 경우에는 수소가스를 대기에 개방하는 등 필요로 되는 수소가스 압력에 대응했다. 또한, 사용되는 수소가스 압력이 상한치 쪽으로 이행될 경우에는 종래 기술의 전류공급 방법(항상 일정 혹은 ON/OFF 제어) 등으로는 신속한 대응(필요한 수소가스 압력의 상승에 따른 수소가스의 생성)이 곤란하기 때문에, 탱크 내에는 항상 소정량(예를 들면, 100% 운전으로 30분∼2시간분의 가스 발생량)의 수소가스를 저류해 둘 필요가 있었다.In order to cope with fluctuations in the pressure of the used hydrogen gas, it is necessary to store a predetermined amount of hydrogen gas in such a tank in advance, and when the used hydrogen gas pressure is shifted from the upper limit to the lower limit, the hydrogen gas is opened to the atmosphere. It responded to the required hydrogen gas pressure. In addition, when the used hydrogen gas pressure is shifted toward the upper limit value, it is difficult to quickly respond to the current supply method (always constant or ON / OFF control) or the like (produce hydrogen gas by increasing the required hydrogen gas pressure). Therefore, it was necessary to always store a predetermined amount of hydrogen gas in the tank (for example, the amount of generated gas for 30 minutes to 2 hours in 100% operation).

또한, 알카리수 전해일 경우, 전해셀 내의 격막(음극실과 양극실 사이의 칸막이)가 다공질체이기 때문에 장치의 출력이 저하되면(15% 이하가 되면), 음극측과 양극측의 압력을 균일하게 유지하지 못하게 되어 수소와 산소가 격막을 통과하여 혼합되어 버릴 우려가 있다. 이 때문에, 장치 정지/재기동 시에는 장치 내의 가스 를 N2 퍼지(purge)하여 빼내는 작업이 필요로 된다.In the case of alkaline water electrolysis, the diaphragm in the electrolytic cell (the partition between the cathode chamber and the anode chamber) is a porous material, so that when the output of the device is lowered (below 15% or less), the pressure on the cathode side and anode side is kept uniform. There is a fear that hydrogen and oxygen will be mixed through the membrane. Therefore, the device stop / restart when there is a need for the work taking out the gas in the apparatus by purging N 2 (purge).

그러나, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 상술했듯이, 수소가스의 사용량에 따라 전류값 제어수단(28)으로부터 수전해 장치(1)로 적절한 전류가 공급되는 구성이기 때문에, 생성되는 수소가스 및 수전해 장치(1)에 공급되는 전류를 낭비하지 않는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 폐회로인 순수 순환 배관부(7)를 통해 수전해 장치(1)로 순수가 공급되기 때문에 수전해 장치(1) 및 전해 탱크(2)는 비교적 높은 밀폐성을 유지할 수 있다. 즉, 수전해 장치(1)를 구동시키지 않고도 소정의 수소가스 압력을 얻을 수 있다. 따라서, 수소가스의 압력에 특별히 변동이 없는 경우(수소가스가 사용되지 않는 경우)에는 수전해 장치(1)에 대한 전류의 공급을 정지하는 것도 가능하다.However, as described above, the hydrogen-oxygen supply system according to the present embodiment has a configuration in which an appropriate current is supplied from the current value control means 28 to the electrolytic device 1 in accordance with the amount of hydrogen gas used. And it becomes possible not to waste the electric current supplied to the electrolytic apparatus 1. In the hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment, since pure water is supplied to the electrolytic device 1 through the pure water circulation pipe 7 which is a closed circuit, the electrolytic device 1 and the electrolytic tank 2 are relatively small. High hermeticity can be maintained. That is, a predetermined hydrogen gas pressure can be obtained without driving the electrolytic device 1. Therefore, when there is no change in the pressure of hydrogen gas (in the case where hydrogen gas is not used), it is also possible to stop supply of electric current to the electrolytic device 1.

따라서, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 적절한 압력의 수소 등을 공급하면서 수전해 장치(1)를 0∼100% 범위에서 구동시키는 것이 가능해진다.Therefore, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a present Example can drive the electrolytic apparatus 1 in 0 to 100% of range, supplying hydrogen etc. of appropriate pressure.

또한, 본실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 제1 압력 검지수단(25)으로 수소 분리탱크(4) 내의 수소가스 압력을 검지하고, 제2 압력 검지수단(35)으로 전해 탱크(2) 내의 산소가스 압력을 검지하여 각각의 검지신호가 차압 검지수단(45)으로 송신된다. 그리고, 이 차압 검지수단(45)으로 얻어지는 수소가스 압력과 산소가스 압력의 차압신호를 토대로 수소가스 공급 밸브(22), 제1 릴리프 밸브(26), 산소가스 공급 밸브(32) 및 제2 릴리프 밸브(36)가 적당히 조정된다.In addition, the hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment detects the pressure of the hydrogen gas in the hydrogen separation tank 4 by the first pressure detecting means 25, and the electrolytic tank 2 by the second pressure detecting means 35. The pressure of the oxygen gas inside is detected, and each detection signal is transmitted to the differential pressure detecting means 45. The hydrogen gas supply valve 22, the first relief valve 26, the oxygen gas supply valve 32, and the second relief are based on the differential pressure signals of the hydrogen gas pressure and the oxygen gas pressure obtained by the differential pressure detecting means 45. The valve 36 is adjusted appropriately.

본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 수소가스 압력을 산소가스 압력보다도 약간(0.05∼0.1MPa 정도) 높게 설정하여 고순도의 수소가스를 얻는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상술한 차압신호를 토대로 수전해 장치(1) 내에서 산소가스 압력보다도 수소가스 압력이 0.05∼0.1MPa 정도 높게 되도록 각 밸브(26), (36)가 조정된다. 또한, 필요에 따라 밸브(22), (32)도 조정된다.The hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment is configured to be able to obtain hydrogen gas of high purity by setting the hydrogen gas pressure slightly higher (about 0.05 to 0.1 MPa) than the oxygen gas pressure. Therefore, in the present embodiment, the valves 26 and 36 are adjusted so that the hydrogen gas pressure is about 0.05 to 0.1 MPa higher than the oxygen gas pressure in the electrolytic apparatus 1 based on the above-described differential pressure signal. In addition, the valves 22 and 32 are also adjusted as needed.

또한, 본 실시예에서는 상술한 각 릴리프 밸브(26), (36)가 인터록(interlock)으로도 기능하게 된다.In the present embodiment, the relief valves 26 and 36 described above also function as interlocks.

즉, 차압 검지수단(45)으로 얻어진 차압신호에 어떠한 이상이 생긴 경우에는 고체 전해질막(102) 등을 보호하기 위해 각 릴리프 밸브(26), (36)를 적절히 조정하여 수소가스 및 산소가스 중 적어도 하나를 각 릴리프 배관부(27), (37)를 통해 방출한다.That is, when any abnormality occurs in the differential pressure signal obtained by the differential pressure detecting means 45, in order to protect the solid electrolyte membrane 102 or the like, the respective relief valves 26 and 36 are appropriately adjusted so that the hydrogen pressure and oxygen gas are reduced. At least one is discharged through each relief pipe portion 27, 37.

또한, 릴리프 밸브(26), (36)를 이용한 인터록은 상술한 구성에 한정되는 것이 아니다. 따라서, 예를 들면 각 릴리프 밸브(26), (36)로는 스프링 릴리프 밸브 등을 이용하는 것이 가능하며, 각 릴리프 배관부(27), (37) 내의 압력이 소정 압력을 넘는 경우에는 각 릴리프 밸브(26), (36)가 적절히 개방되도록 구성되어 있어도 좋다. In addition, the interlock using the relief valves 26 and 36 is not limited to the structure mentioned above. Therefore, for example, a spring relief valve or the like can be used for each of the relief valves 26 and 36. When the pressure in each of the relief pipe portions 27 and 37 exceeds a predetermined pressure, each relief valve ( 26) and 36 may be comprised so that it may open suitably.

또한, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급시스템은 전해 탱크(2)로부터 산소 사용 개소(도시 생략)로 산소가스를 공급하기 위해 설치된 산소가스 공급 배관부(31)(도 1 참조), 혹은 분기 배관부(31A)(도 10 참조)에 수소가스 검출수단(34)이 설치되어 있다. 이 수소가스 검출수단(34)은 산소가스 중의 수소 농도를 검출하기 위해 열전도율식, 밀도식 등의 온라인 가스 분석계 등으로 구성되어 있다.In addition, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a present Example is an oxygen gas supply piping part 31 (refer FIG. 1), or a branch provided in order to supply oxygen gas from the electrolysis tank 2 to oxygen use place (not shown). The hydrogen gas detection means 34 is provided in the piping part 31A (refer FIG. 10). The hydrogen gas detecting means 34 is constituted by an on-line gas analyzer such as a thermal conductivity formula and a density formula to detect the hydrogen concentration in the oxygen gas.

본 실시예에 의하면, 이 산소가스 공급 배관부(31)에서 산소가스 중의 수소가스 농도를 검출함으로써 고체 전해질막(102)에서의 핀 홀 발생 등을 검지할 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 상술했듯이 수전해 장치(1) 내의 압력은 산소가스 발생측(산소 발생실(A)측)보다도 수소 가스 발생측(수소 발생실(C)측)이 높아지도록 구성되어 있기 때문에, 고체 전해질막(102)에 핀 홀 등이 발생하면 수소 발생실(C)로부터 산소 발생실(A)로 수소가스가 혼입되어, 수소가스가 혼입된 산소가스가 산소가스 공급 배관부(31)를 통해 공급되게 된다.According to the present embodiment, pinhole generation or the like in the solid electrolyte membrane 102 can be detected by detecting the concentration of hydrogen gas in the oxygen gas in the oxygen gas supply pipe 31. That is, according to the present embodiment, as described above, the pressure in the electrolytic device 1 is configured such that the hydrogen gas generation side (hydrogen generation chamber C side) is higher than the oxygen gas generation side (oxygen generation chamber A side). Therefore, when a pinhole or the like occurs in the solid electrolyte membrane 102, hydrogen gas is mixed from the hydrogen generating chamber C into the oxygen generating chamber A, and the oxygen gas mixed with the hydrogen gas is supplied to the oxygen gas supply pipe portion. It is supplied through 31.

따라서, 본 실시예에 의하면 도 1(혹은 도 10)에 도시했듯이, 산소가스 공급 배관부(31)(혹은 분기 배관부(31A))에 수소가스 검출수단(34)을 설치하여 산소가스중의 수소가스 농도를 감시함으로써, 고체 전해질막(102)의 파손(핀 홀) 등을 조기에 발견하여 시스템을 효과적으로 보수 관리하는 것이 가능해진다.Therefore, according to this embodiment, as shown in Fig. 1 (or Fig. 10), the hydrogen gas detecting means 34 is provided in the oxygen gas supply pipe 31 (or the branch pipe 31A). By monitoring the hydrogen gas concentration, it is possible to detect damages (pin holes) and the like of the solid electrolyte membrane 102 at an early stage and to effectively maintain and manage the system.

또한, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 수소 분리탱크(4)로부터 수소 사용 개소(도시 생략)로 수소가스를 공급하기 위해 설치된 수소가스 공급 배관부(21)에 수소가스 유량 제어수단(24)이 설치되어 있다. 이 수소가스 유량 제어수단(24)은 상술했듯이, 유량 검지수단(24A)과 정격유량 제어 밸브(24B)로 구성되어 있다. 그리고, 이 유량 검지수단(24A)은 수소가스 공급 배관부(21) 속을 흐르는 수소가스의 유량을 항상 감시하여 이 수소가스의 유량에 따라 정격유량 제어 밸브(24B)로 적절한 제어신호를 송신하도록 구성되어 있다.In addition, the hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment includes a hydrogen gas flow rate control means for supplying hydrogen gas from the hydrogen separation tank 4 to hydrogen use points (not shown). 24) is installed. As described above, the hydrogen gas flow rate control means 24 is constituted by the flow rate detection means 24A and the rated flow rate control valve 24B. The flow rate detecting means 24A always monitors the flow rate of the hydrogen gas flowing through the hydrogen gas supply pipe 21 to transmit an appropriate control signal to the rated flow rate control valve 24B according to the flow rate of the hydrogen gas. Consists of.

즉, 본 실시예에 의하면, 수소가스 공급 배관부(21)의 후류측에서(즉, 수소가스 사용 개소에서) 대량의 수소가스가 사용되었다 해도 수소가스 공급 배관부(21) 속을 흐르는 수소가스가 정격유량을 넘기 전에 유량 검지수단(24A)으로부터 정격유량 제어 밸브(24B)로 제어신호가 송신되어 정격유량 이상의 수소가스가 흐르지 않도록 정격유량 제어 밸브(24B)가 조정된다. 따라서 본 실시예에 의하면, 수소가스 공급 배관부(21) 후류측에서의 수소가스 사용량이 어떻게 변동되었다 해도 수소가스 공급 배관부(21)에서 정격유량 이상의 수소가스가 흐를 일은 없기 때문에 수소가스의 품질을 일정하게 유지할 수 있다.That is, according to the present embodiment, even if a large amount of hydrogen gas is used on the downstream side of the hydrogen gas supply pipe portion 21 (that is, at the point where the hydrogen gas is used), the hydrogen gas flowing through the hydrogen gas supply piping portion 21 Before the flow rate exceeds the rated flow rate, a control signal is transmitted from the flow rate detection means 24A to the rated flow rate control valve 24B so that the rated flow rate control valve 24B is adjusted so that hydrogen gas above the rated flow rate does not flow. Therefore, according to this embodiment, even if the amount of hydrogen gas used on the downstream side of the hydrogen gas supply pipe 21 is varied, hydrogen gas more than the rated flow rate does not flow in the hydrogen gas supply pipe 21 so that the quality of the hydrogen gas is constant. I can keep it.

이러한 수소가스 유량 제어수단(24)을 갖는 구성에 의하면, 유저가 버퍼 탱크 등을 이용하는 경우 결함을 효과적으로 방지 가능하다. 구체적으로는 버퍼 탱크를 이용하는 경우에는 수소의 사용량이 평상시와 피크시에 크게 변동되는 경우가 있다. 이러한 경우, 피크시의 사용량에 맞춰 수소·산소 공급 시스템을 구성하면 용량이 커지게 되어 가동률이 저하되고, 경제성도 나쁘다. 이 때문에, 버퍼 탱크의 압력에 폭을 두어 사용하고 있다(예를 들면 0.9MPa에서 0.4MPa 폭으로 사용하고 있다). 이 동안은 수전해 장치(1)의 정격 발생량 이상의 가스를 사용하게 된다. 이러한 구성에서, 수전해 장치(1)를 정격 운전하기 위해서는 본 실시예에 나타냈듯이 정격 이상의 가스가 흐르지 않도록 유량을 제어할 필요가 있다. 이로써, 수전해 장치(1)가 안정되어 계속 가동됨과 동시에 후단의 제습기 입구의 가스 성상(압력 등)도 일정하게 제어할 수 있으며, 공급 가스의 품질을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 이러한 구성이라면, 수전해 장치(전해셀)(1)가 성능 이상으로 사용되는 것도 방지 가능해지기 때문에 시스템의 장수명화를 도모할 수 있다. According to the structure having such a hydrogen gas flow rate control means 24, a defect can be effectively prevented when a user uses a buffer tank or the like. Specifically, when a buffer tank is used, the amount of hydrogen used may fluctuate greatly during normal and peak times. In such a case, if the hydrogen / oxygen supply system is configured in accordance with the peak usage, the capacity is increased, the operation rate is lowered, and the economy is also poor. For this reason, the width | variety is used for the pressure of a buffer tank (for example, it is used for the width of 0.9 MPa to 0.4 MPa). During this time, a gas equal to or higher than the rated generation amount of the electrolytic device 1 is used. In such a configuration, in order to perform the rated operation of the electrolytic device 1, it is necessary to control the flow rate so that no gas higher than the rating flows as shown in the present embodiment. As a result, the electrolytic device 1 is stabilized and continuously operated, and at the same time, the gas properties (pressure, etc.) at the inlet of the dehumidifier at the rear end can be controlled constantly, and the quality of the supply gas can be kept constant. In this configuration, it is also possible to prevent the electrolytic device (electrolyte cell) 1 from being used beyond its performance, so that the life of the system can be extended.                 

또한, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템에서는, 수전해 장치(1)와 수소 분리탱크(4) 사이에 설치된 수소가스 반송 배관부(14)에는 수소가스 반송 밸브(18)가 설치되어 있으며, 수소가스 반송 배관부(14) 상의 수소가스 반송 밸브(18)를 우회하도록 바이패스 배관부(19)가 설치되어 있다. 그리고, 이 바이패스 배관부(19)에는 역지 밸브(20)가 설치되어 있다. 여기서, 역지 밸브(20)는 소정값 이상의 압력이 작용하지 않는 경우에는 개방되지 않으며, 수전해 장치(1)로부터 수소 분리탱크(4)로 수소가스가 유통되지 않게 구성되어 있다. 즉, 본 실시예는 소정값 이상(예를 들면 0.1MPa 이상)의 압력이 작용했을 때, 비로소 역지 밸브(20)가 개방되어 바이패스 배관부(19)를 통해 수전해 장치(1)로부터 수소 분리탱크(4)로 수소가스가 유통되도록 구성되어 있다.In addition, in the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a present Example, the hydrogen gas conveyance valve 18 is provided in the hydrogen gas conveyance piping part 14 provided between the water electrolytic apparatus 1 and the hydrogen separation tank 4, The bypass piping 19 is provided to bypass the hydrogen gas delivery valve 18 on the hydrogen gas delivery piping 14. And the check valve 20 is provided in this bypass piping part 19. As shown in FIG. Here, the check valve 20 is not opened when a pressure equal to or greater than a predetermined value does not work, and is configured such that hydrogen gas does not flow from the electrolytic apparatus 1 to the hydrogen separation tank 4. That is, in the present embodiment, when a pressure of a predetermined value or more (for example, 0.1 MPa or more) is applied, the check valve 20 is opened and the hydrogen is discharged from the electrolytic device 1 through the bypass piping 19. The separation tank 4 is configured to distribute the hydrogen gas.

따라서, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템에 의하면, 수소가스 반송 밸브(18)에 어떠한 결함이 생겨 수소가스가 수소 가스 반송 배관부(14) 속을 유통하지 않는 상태가 되었다 해도 상술했듯이, 바이패스 배관부(19)에 소정값 이상의 압력이 작용한 경우에는 역지 밸브(20)를 통해 수소가스가 반송되게 된다. 따라서, 본 실시예에 의하면 수소가스 반송 밸브(18)에 결함이 생겼다 해도 그때의 압력이 수전해 장치(1)로 역류하기 전에 역지 밸브(20)가 열려 수소가스 반송 배관부(14), 바이패스 배관부(19) 및 역지 밸브(20)를 통해 수소가스를 적절히 유통시키는 것이 가능해지기 때문에 수전해 장치(1)를 구성하는 고체 전해질막(102)의 파손 등을 효과적으로 방지할 수 있다.Therefore, according to the hydrogen / oxygen supply system which concerns on a present Example, as mentioned above, even if a defect arises in the hydrogen gas conveyance valve 18 and hydrogen gas will not distribute | circulate in the hydrogen gas conveyance piping part 14, When a pressure equal to or greater than a predetermined value acts on the bypass piping 19, hydrogen gas is conveyed through the check valve 20. Therefore, according to the present embodiment, even if a defect occurs in the hydrogen gas return valve 18, the check valve 20 is opened before the pressure at that time flows back into the electrolytic apparatus 1, so that the hydrogen gas return piping section 14, by Since it becomes possible to distribute hydrogen gas appropriately through the pass piping 19 and the check valve 20, the damage | damage of the solid electrolyte membrane 102 which comprises the electrolytic apparatus 1, etc. can be prevented effectively.

또한, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 여러 검지수단 등으로 가 스 압력 및 각 탱크(2), (4) 내의 수위를 각각 소정값이 되도록 제어 가능하게 구성되어 있다.The hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment is configured to be controllable so that the gas pressure and the water level in each of the tanks 2 and 4 are set to predetermined values by various detection means or the like.

구체적으로는 전해 탱크(2)는 도 1에 도시한 구성에서는 제2 압력 제어수단(35), 차압 검지수단(45) 및 제2 릴리프 밸브(36) 등으로 탱크 내 압력이 소정값이 되도록 제어되며, 도 10에 도시한 구성에서는 컨트롤 밸브(38) 등으로 탱크 내 압력이 소정값이 되도록 제어된다. 또한, 전해 탱크 수위계(2L) 및 보급수 펌프(6)로 탱크 내 수위가 소정값이 되도록 제어된다. 그리고, 수소 분리탱크(4)는 제1 압력 제어수단(25), 차압 검지수단(45) 및 제1 릴리프 밸브(26) 등으로 탱크 내 압력이 소정값이 되도록 제어되며, 또한 수소 분리탱크 수위계(4L) 및 순수 배출 밸브(4A)로 탱크 내 수위가 소정값이 되도록 제어된다. 또한, 수전해 장치(1) 내의 산소 발생실(A)과 수소 발생실(C)의 압력도 앞에 말했듯이, 적절히 소정값이 되도록 제어된다.Specifically, in the configuration shown in FIG. 1, the electrolytic tank 2 is controlled such that the pressure in the tank becomes a predetermined value by the second pressure control means 35, the differential pressure detection means 45, the second relief valve 36, or the like. In the configuration shown in FIG. 10, the pressure in the tank is controlled to be a predetermined value by the control valve 38 or the like. Further, the electrolytic tank water gauge 2L and the replenishment water pump 6 are controlled so that the water level in the tank becomes a predetermined value. The hydrogen separation tank 4 is controlled such that the pressure in the tank becomes a predetermined value by the first pressure control means 25, the differential pressure detection means 45, the first relief valve 26, and the like. The 4L and the pure water discharge valve 4A are controlled so that the water level in the tank becomes a predetermined value. Moreover, as mentioned above, the pressure of the oxygen generating chamber A and the hydrogen generating chamber C in the electrolytic apparatus 1 is also controlled so that it may become a predetermined value suitably.

본 실시예에서는 이상과 같이 각 가스 압력 및 각 탱크(2), (4) 내의 수위를 각각 소정값이 되도록 제어 가능하다. 즉, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 일정 조건을 토대로 운전 가능하게 구성되어 있다.In the present embodiment, as described above, the gas pressure and the water level in each of the tanks 2 and 4 can be controlled to be predetermined values, respectively. That is, the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a present Example is comprised so that operation is possible based on a fixed condition.

따라서, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 기본적으로 일정 조건을 토대로 운전시키는 것이 가능하기 때문에, 고품질의 가스(특히, 고순도의 수소가스)를 얻을 수 있다. 또한, 일정 조건으로 운전 가능하기 때문에 시스템을 구성하고 있는 각 요소에 스트레스가 생기기 어렵게 되어 각 구성 요소는 물론, 시스템 전체로서도 수명을 연장시키는 것이 가능해진다. Therefore, since the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a present Example can be operated basically based on a fixed condition, high quality gas (especially high purity hydrogen gas) can be obtained. In addition, since it is possible to operate under a certain condition, it is difficult for stress to occur in each element constituting the system, and it is possible to extend the life of not only each component but also the entire system.                 

또한, 상술했듯이 본 실시예에서는 가스압 제어뿐 아니라, 수위도 아울러 제어하기 때문에 가스압만을 제어할 경우보다도 용이하게 가스압을 제어하는 것이 가능해진다.As described above, in the present embodiment, not only the gas pressure control but also the water level is also controlled, the gas pressure can be controlled more easily than when only the gas pressure is controlled.

또한, 본 실시예에서는 하나의 수전해 장치(1)로 수소·산소 공급 시스템을 구성하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이 구성에 제한되는 것이 아니라, 예를 들면 복수의 수전해 장치(1)로 수소·산소 공급 시스템을 구성해도 좋다. 이 때, 각 수전해 장치(1)에는 각각 전해 탱크(2) 등을 설치하여 각 수전해 장치(1)를 블록화하여 수소·산소 공급 시스템을 구성해도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 시스템 전체는 물론이거니와 각각의 블록에 대해서도 수전해 장치(1) 등의 결함을 검지 가능하기 때문에 시스템의 어느 개소에 고장 등이 발생한 경우라도 그 고장난 블록만을 정지시켜 교환하거나 할 수 있다. 따라서, 이러한 블록화를 실현한 수소·산소 공급 시스템이라면, 수전해 장치(1) 등에 고장이 발생한 경우더라도 시스템 전체를 정지시킬 필요가 없기 때문에, 안정된 가스 공급을 실현 가능한 시스템으로 할 수 있다.In addition, in this embodiment, although the case where the hydrogen-oxygen supply system is comprised by one electrolytic apparatus 1 was demonstrated, this invention is not restrict | limited to this structure, For example, it is a plurality of electrolytic apparatus 1 ), A hydrogen / oxygen supply system may be configured. At this time, the electrolytic tank 2 or the like may be provided in each electrolytic device 1 to block the electrolytic device 1 to form a hydrogen / oxygen supply system. According to such a structure, not only the whole system but also each block can detect defects of the electrolytic device 1 and the like, so that even if a failure occurs in any part of the system, only the failed block can be replaced and replaced. have. Therefore, in the hydrogen / oxygen supply system which realized such a block, even if a failure occurs in the electrolytic apparatus 1 or the like, the entire system does not need to be shut down, so that a stable gas supply can be realized.

또한, 본 실시예에서는 수소가스를 얻는 것(고순도의 수소가스를 얻는 것)을 주목적으로 하는 수소·산소 공급 시스템에 대해 설명했지만, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것이 아니라, 필요에 따라 고순도의 산소가스를 얻는 것을 주목적으로 하는 시스템으로 해도 좋다. 즉, 본 실시예에서는 수소가스 중에 산소가스가 용존하는 것을 방지하기 위해 수소가스의 압력을 약간 높게 설정하고 있지만, 고순도의 산소가스를 얻기 위해 산소가스의 압력을 약간 높게 설정하여 수소·산소 공급 시 스템을 구성해도 좋다. 또한, 산소가스 공급 배관부에 유량 검지수단, 유량 제어수단을 설치하는 구성으로 해도 좋다.In addition, although the hydrogen and oxygen supply system which mainly aims at obtaining hydrogen gas (to obtain high purity hydrogen gas) was demonstrated in the present Example, this invention is not limited to this structure, but if desired, It is good also as a system which aims at obtaining oxygen gas. In other words, in this embodiment, the pressure of the hydrogen gas is set slightly higher to prevent the oxygen gas from dissolving in the hydrogen gas. However, when hydrogen and oxygen are supplied by setting the pressure of the oxygen gas slightly higher to obtain high purity oxygen gas. You may comprise a stem. The flow rate detecting means and the flow rate control means may be provided in the oxygen gas supply pipe.

또한, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템의 각 요소를 접속하기 위한 배관부에 대해서는 특별히 설명하지 않았지만, 본 발명에서는 산소가스를 많이 갖는 유체를 반송시키는 배관부(O2 리치라인)와 수소가스를 많이 갖는 유체를 반송시키는 배관부(H2 리치라인)에 각각 적절한 특성을 갖는 배관으로 수소·산소 공급 시스템을 구성해도 좋다.Further, the pipe unit (O 2 rich line) that for pipe portion for connecting the elements of hydrogen, oxygen supply system according to this embodiment although not specifically described, conveying a fluid having an oxygen gas lot in the present invention, the hydrogen a pipe each having a suitable characteristic to the pipe section (H 2 rich line) for conveying a fluid having a lot of gas may be composed of a hydrogen-oxygen supply system.

구체적으로, 예를 들면 02 리치라인은 스테인리스강 표면에 전해 연마 처리한 후, 산화성 분위기 속에서 가열함으로써 철계 산화물을 주로 하는 금속 산화물의 착색 산화 피막이 표면에 형성된 스테인리스강(일본국 특허 공개공보 평 10-140322호 참조)으로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 스테인리스강은 산소가스를 많이 갖는 유체에 대한 금속 이온의 용출량이 극히 적은 특성을 갖는다. 따라서, 이러한 스테인리스강으로 O2 리치라인을 구성하면, 산소가스 속으로 불필요한 금속 이온이 용출되는 것을 효과적으로 방지 가능한 시스템을 실현할 수 있다.Specifically, for example, the 0 2 rich line is made of stainless steel formed by electrolytic polishing on a stainless steel surface and then heating in an oxidizing atmosphere to form a colored oxide film of a metal oxide mainly composed of iron-based oxides. 10-140322). This stainless steel has a characteristic that the elution amount of the metal ions to the fluid containing a lot of oxygen gas is extremely small. Therefore, when the O 2 rich line is formed of such stainless steel, a system capable of effectively preventing unnecessary metal ions from eluting into the oxygen gas can be realized.

또한, 예를 들면 H2 리치라인은 스테인리스강 표면을 청정화 처리한 후, 산화성 분위기 속에서 가열 처리하여 청정화 처리면 위에 착색 산화피막을 형성하고, 그 후에 이 착색 산화피막을 용해 제거한 스테인리스강(일본국 특허 공개공보 평 10-25561호 참조)으로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 스테인리스강은 수소가스 를 많이 갖는 유체에 대한 금속 이온의 용출량이 극히 적다는 특성을 갖는다. 따라서, 이러한 스테인리스강으로 H2 리치라인을 구성하면, 수소가스 속으로 불필요한 금속 이온이 용출되는 것을 효과적으로 방지 가능한 시스템을 실현할 수 있다.For example, the H 2 rich line is a stainless steel surface which has been cleaned and then heated in an oxidizing atmosphere to form a colored oxide film on the cleaned surface, after which the colored oxide film is dissolved and removed. It is preferable to refer to Korean Patent Laid-Open No. 10-25561). Such stainless steels have a characteristic that the amount of metal ions eluted with respect to a fluid containing a lot of hydrogen gas is extremely small. Therefore, when the H 2 rich line is formed of such stainless steel, a system capable of effectively preventing unnecessary metal ions from being eluted into the hydrogen gas can be realized.

또한, 본 실시예에서는 상술한 배관부뿐 아니라 각 탱크(2), (4)에 대해서도 전해 탱크(2)는 O2 리치라인과 같은 스테인리스강으로 구성하고, 수소 분리탱크는 H2 리치라인과 같은 스테인리스강으로 구성하는 것이 바람직하다. 이 바람직한 구성에 의하면, 각 탱크(2), (4)로도 금속 이온이 용출되는 것을 방지 가능해지기 때문에 이러한 탱크를 이용하면 순도가 높은 가스를 공급 가능한 시스템을 실현할 수 있다.In addition, in the present embodiment, the electrolytic tank 2 is composed of stainless steel such as an O 2 rich line as well as the pipes described above, as well as each of the tanks 2 and 4, and the hydrogen separation tank includes an H 2 rich line. It is preferable to comprise with the same stainless steel. According to this preferred configuration, since the metal ions can be prevented from being eluted in each of the tanks 2 and 4, a system capable of supplying high purity gas can be realized by using such a tank.

또한, 본 발명에서는 자체 시스템에서 생성된 산소가스로 순수 탱크(3) 내의 순수를 버블링하도록 구성하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, it is preferable to configure to bubble the pure water in the pure water tank 3 with the oxygen gas generated in its own system.

본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 공기(중의 특히 질소)가 유일한 불순물이며, 이러한 공기는 주로 순수 탱크(3)를 통해 시스템 속에 혼입된다. 따라서, 이러한 공기를 배제하면 더 높은 순도의 수소 혹은 산소를 얻는 것이 가능해진다.In the hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment, air (particularly nitrogen in the air) is the only impurity, and such air is mainly incorporated into the system through the pure water tank 3. Therefore, excluding such air makes it possible to obtain higher purity hydrogen or oxygen.

그래서, 본 발명은 이러한 불순물인 공기를 배제하기 위해, 순수 탱크(3) 속을 산소가스로 버블링하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 때, 버블링을 위해서는 본래 릴리프될 산소가스 등을 이용하는 것이 가능하다. 이러한 구성에 의하면, 본래 릴리프되어야 할 산소가스 등을 이용함으로써, 특별히 새로운 설비 등을 이용하지 않고 순도가 높은 수소가스 혹은 산소가스를 얻는 것이 가능한 수소·산소 공급 시스템을 실현할 수 있다.Therefore, the present invention is preferably configured to bubble the inside of the pure water tank 3 with oxygen gas in order to exclude the air which is such an impurity. At this time, for bubbling, it is possible to use oxygen gas or the like to be naturally released. According to such a structure, the hydrogen-oxygen supply system which can obtain high-purity hydrogen gas or oxygen gas without using a new facility etc. especially by using oxygen gas etc. which should be originally relieved can be implemented.

또한, 본 실시예에서는 수전해 장치(1)를 전해 탱크(산소 분리탱크로도 기능하는 탱크)(2) 내에 수용한 이른바 「고압형」수소·산소 공급 시스템에 대해 설명했는데, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것이 아니라 필요에 따라 「저압형」시스템으로 구성해도 좋다.In addition, in the present embodiment, a so-called "high pressure type" hydrogen / oxygen supply system in which the electrolytic device 1 is accommodated in an electrolytic tank (a tank that also functions as an oxygen separation tank) has been described. It is not limited to a structure, You may comprise with a "low pressure type" system as needed.

구체적으로는 수전해 장치(1)를 특별히 탱크 등 내에 수용하지 않고 설치하여 수전해 장치(1)의 산소 공급측에 산소 분리탱크를 설치하도록 구성해도 좋다.Specifically, the electrolytic device 1 may be provided without being housed in a tank or the like, and an oxygen separation tank may be provided on the oxygen supply side of the electrolytic device 1.

여기서, 도 9는 수소·산소 공급 시스템의 「저압형」의 일례를 도시한 것이다. 이 도 9에서 도 1 등을 이용해 설명한 요소와 같은 것에 대해서는 같은 부호를 붙였다. 도 9에 도시된 수소·산소 공급 시스템은 산소 분리탱크(2) 밖에 설치된 전해셀(1)로 순수 순환 배관부(7)를 통해 순수가 공급되며, 이 전해셀로는 도 1 등을 이용해 설명한 「고압형」 수소·산소 공급 시스템과 마찬가지로 전류값 제어수단(28)을 통해 전력(전류)이 공급된다. 또한, 전해셀(1)에서 생성된 수소가스는 수소가스 반송 배관부(14)를 통해 수소 분리탱크(도시 생략)로 반송된다. 또한, 전해셀에서 생성된 산소가스는 산소가스 반송 배관부(94)를 통해 산소 분리탱크(2)로 반송된다.Here, FIG. 9 shows an example of the "low pressure type" of the hydrogen / oxygen supply system. In Fig. 9, the same elements as those described using Fig. 1 and the like are denoted by the same reference numerals. In the hydrogen / oxygen supply system shown in FIG. 9, pure water is supplied to the electrolytic cell 1 installed outside the oxygen separation tank 2 through the pure water circulation pipe 7, and the electrolytic cell described with reference to FIG. 1 and the like. Electric power (current) is supplied through the current value control means 28 similarly to the "high-pressure type" hydrogen / oxygen supply system. In addition, the hydrogen gas produced in the electrolytic cell 1 is conveyed to the hydrogen separation tank (not shown) via the hydrogen gas conveyance piping part 14. In addition, the oxygen gas generated in the electrolytic cell is conveyed to the oxygen separation tank 2 through the oxygen gas conveyance piping 94.

도 9에 도시한 「저압형」 수소·산소 공급 시스템은 이상과 같이 구성되어 있으며, 전해셀(1)이 탱크 밖에 설치되어 있는 점(및 이에 따른 산소가스 반송 배관부(94)의 존재 등)을 제외하면, 기본적으로는 도 1 등을 이용해 설명한 「고압형 」의 수소·산소 공급 시스템과 같은 구성을 갖고 있다. 즉, 이 도 9에 도시한 「저압형」에 대해서도 「고압형」의 경우와 마찬가지로 여러 센서 등을 설치할 수 있으며, 상술한 여러 제어 등을 실현하는 것이 가능해지기 때문에, 「고압형」과 같은 효과를 얻을 수 있다.The "low pressure" hydrogen / oxygen supply system shown in FIG. 9 is comprised as mentioned above, and the electrolytic cell 1 is installed outside the tank (and the presence of the oxygen gas conveyance piping part 94 accordingly, etc.). Except for this, it basically has the same structure as the hydrogen / oxygen supply system of the "high pressure type" demonstrated using FIG. That is, also in the "low pressure type" shown in FIG. 9, various sensors etc. can be installed similarly to the case of the "high pressure type | mold", and since it becomes possible to implement the various control mentioned above, the effect similar to "high pressure type | mold" Can be obtained.

또한, 본 명세서 중에서 「소정값」이란, 정해진 어느 값을 나타내는 경우만이 아니라, 정해진 어느 범위(어느 범위내의 값, 혹은 범위내의 복수값)를 나타내는 경우도 포함하는 개념이다.In addition, in this specification, a "predetermined value" is not only the case where a predetermined value is shown but the concept which includes the case where it represents a predetermined range (value in a range, or multiple values in a range).

또한, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템은 여러 분야에서 사용 가능하며, 이 용도로는 에너지 관련(연료 전지, 수소 에너지 등), 반도체 관련(프로세스 가스, 발암 연소 등), 전력 관련(터빈 발전기의 냉각 가스 등), 금속 관련(환원로, 표면 처리 등) 등을 들 수 있다.In addition, the hydrogen-oxygen supply system according to the present embodiment can be used in various fields, and for this purpose, energy-related (fuel cell, hydrogen energy, etc.), semiconductor-related (process gas, carcinogenic combustion, etc.), power-related (turbine) Cooling gas of a generator, etc.), metal-related (reduction path, surface treatment, etc.), etc. are mentioned.

상술한 여러 용도 중에서, 예를 들면 터빈 발전기의 냉각 가스를 생성하기 위해 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템을 이용할 경우로는 구체적으로 이하와 같은 사용 방법을 생각할 수 있다.Among the various uses mentioned above, when using the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a present Example in order to generate | generate the cooling gas of a turbine generator, the following usage methods can be considered specifically ,.

종래부터 터빈 발전기를 냉각하는 기술로는 수소가스를 이용하는 기술이 알려져 있다. 그리고, 그를 위해 종래 기술에서는 터빈 발전기를 소유한 발전소 내에 수소가스를 저류하거나 하기 위한 장치 등이 설치되어 있다.BACKGROUND ART Conventionally, a technique using hydrogen gas is known as a technique for cooling a turbine generator. For this purpose, in the prior art, a device for storing hydrogen gas or the like is installed in a power plant owned by a turbine generator.

터빈 발전기의 통상적인 운전 상태시에는 필요로 되는 수소량은 수 ㎥/h 정도이다. 그러나, 터빈 발전기의 정기 점검시에는 발전기 내부를 개방 점거하기 위해 점거 종료후 발전기 운전시에 발전기 내부를 수소 치환할 필요가 있으며, 그때 대량의 수소가스가 필요하게 된다. 이 정기 점거후 수소 치환시에 필요로 되는 수소가스량은 발전기의 용량이나 방식에 따라 다르지만, 대략 수백 ㎥/h 정도이다. 즉, 이 수소 치환시에 수백 ㎥/h 정도의 수소가스가 한꺼번에 사용되게 된다. 따라서, 종래 기술은 이 피크시(수소 치환시)에 맞춘 큰 장치(피스시에 맞춘 수소 발생 장치 등)가 필요로 된다.In the normal operation state of the turbine generator, the amount of hydrogen required is about several m 3 / h. However, in the periodic inspection of the turbine generator, in order to open-occupy the inside of the generator, it is necessary to replace the generator with hydrogen during the operation of the generator after the completion of the occupation, and a large amount of hydrogen gas is required at that time. The amount of hydrogen gas required for hydrogen substitution after this periodic occupation is about several hundred m 3 / h, depending on the capacity and method of the generator. That is, at the time of hydrogen substitution, hydrogen gas of several hundred m 3 / h is used at once. Therefore, the prior art requires a large apparatus (such as a hydrogen generator according to peace) to match this peak time (at hydrogen substitution).

한편, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템을 이용하면, 상기 수소 치환을 행할 경우라도 종래와 같은 큰 장치를 이용할 필요가 없어진다. 구체적으로는 평상시의 필요량보다도 조금 큰 용량의 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템을 설치하고, 이 시스템에서 생성되는 수소가스의 잉여분을 컴프레서로 승압하여 그 잉여분을 조금씩 탱크에 저장한다. 이렇게 하여, 평소 운전시에 수소가스를 저장함으로써 특별히 복잡한 장치 혹은 대형 장치를 이용하지 않고 정기점검 후에 필요로 되는 양의 수소가스를 용이하게 저류하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 실시예에 관한 수소·산소 공급 시스템을 이용하면, 장치의 소형화를 실현하는 것이 가능해져 경제적으로 운전할 수 있다.On the other hand, when the hydrogen-oxygen supply system which concerns on a present Example is used, it is no longer necessary to use the big apparatus similar to the conventional case, even if the said hydrogen substitution is performed. Specifically, a hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment having a capacity slightly larger than the usual required amount is provided, and the excess of hydrogen gas generated in this system is boosted by a compressor, and the excess is stored little by little in the tank. In this way, by storing hydrogen gas at the time of normal operation, it becomes possible to easily store the amount of hydrogen gas required after regular inspection without using a particularly complicated apparatus or a large apparatus. Therefore, by using the hydrogen / oxygen supply system according to the present embodiment, it is possible to realize the miniaturization of the apparatus and to operate economically.

Claims (28)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀에 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서,It has an electrolytic cell isolated to the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, supplying pure water to the electrolytic cell to produce hydrogen at the cathode side, oxygen is generated at the anode side, at least one of the hydrogen and oxygen In the hydrogen-oxygen supply system comprised so that supply to the use place is possible, 상기 전해셀의 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 수소의 압력을 검지 가능한 제1 압력 검지수단과,First pressure detecting means capable of detecting a pressure of the hydrogen supplied through the cathode side of the electrolytic cell; 상기 전해셀의 상기 양극측을 통해 공급되는 상기 산소의 압력을 검지 가능한 제2 압력 검지수단과,Second pressure detecting means capable of detecting a pressure of the oxygen supplied through the anode side of the electrolytic cell; 상기 제1 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호와 상기 제2 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호를 비교하여 소정의 차압신호를 발생시킬 수 있는 차압 검지수단과,Differential pressure detecting means capable of generating a predetermined differential pressure signal by comparing the pressure detecting signal obtained by said first pressure detecting means with the pressure detecting signal obtained by said second pressure detecting means; 상기 차압신호를 토대로 상기 수소의 압력을 조정 가능한 제1 릴리프 기구와,A first relief mechanism capable of adjusting the pressure of the hydrogen based on the differential pressure signal; 상기 차압신호를 토대로 상기 산소의 압력을 조정 가능한 제2 릴리프 기구를 구비하고,A second relief mechanism capable of adjusting the pressure of the oxygen based on the differential pressure signal, 상기 제1 및 제2 릴리프 기구로 상기 전해셀 내의 상기 양극측 압력과 상기 음극측 압력이 조정되며, The anode side pressure and the cathode side pressure in the electrolytic cell are adjusted by the first and second relief mechanisms, 상기 제1 릴리프 기구가 상기 수소를 저류하고 있는 수소 분리탱크에 설치된 제1 릴리프 배관부와, 상기 제1 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제1 릴리프 밸브로 구성되고,The first relief mechanism comprises a first relief pipe portion provided in the hydrogen separation tank storing hydrogen, and a first relief valve controllable based on the differential pressure signal provided in the first relief pipe portion, 상기 제2 릴리프 기구가 상기 전해셀에서 생성된 상기 산소를 저류하고 있는 산소 분리탱크에 설치된 제2 릴리프 배관부와, 상기 제2 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제2 릴리프 밸브로 구성되어 있으며,The second relief mechanism is a second relief valve that is controllable based on the second relief pipe portion provided in the oxygen separation tank that stores the oxygen generated in the electrolytic cell and the differential pressure signal provided in the second relief pipe portion. Is composed, 상기 산소 분리탱크 내의 순수를 외기에 접촉시키지 않고 순환시킬 수 있는 순수 순환 배관부가 상기 산소 분리탱크에 설치되어 있고,The pure water circulation pipe that can circulate the pure water in the oxygen separation tank without contacting the outside air is provided in the oxygen separation tank, 상기 순수 순환 배관부를 통해 상기 전해셀의 상기 양극측으로 상기 순수가 공급되는 구성이며,The pure water is supplied to the anode side of the electrolytic cell through the pure water circulation pipe, 상기 순수 순환 배관부에 수질 경보수단, 수온 경보수단 및 순환수량 경보수단 중 적어도 하나가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수소·산소 공급 시스템.And at least one of a water quality alarm means, a water temperature alarm means and a circulating water alarm means are provided in the pure water circulation pipe portion. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 전해셀로 소정값의 전류를 공급하여 상기 수소 및 상기 산소가 생성되도록 구성되어 있으며,Supplying a current of a predetermined value to the electrolytic cell is configured to generate the hydrogen and the oxygen, 상기 전해셀에 상기 전류를 공급하지 않은 상태로부터 상기 소정값의 전류를 공급하는 상태에 달할 때까지 소정 시간을 갖도록 구성되어 있는 수소·산소 공급 시스템.A hydrogen-oxygen supply system configured to have a predetermined time from the state of not supplying the current to the electrolytic cell to the state of supplying the current of the predetermined value. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 전해셀이 순수로 채워진 후에 상기 전해셀에 대한 전류의 공급이 개시되는 수소·산소 공급 시스템.The hydrogen-oxygen supply system which starts supplying electric current to the said electrolysis cell after the said electrolysis cell is filled with pure water. 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀로 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서,Has an electrolytic cell isolated to the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, the pure water is supplied to the electrolytic cell to produce hydrogen on the cathode side, oxygen is generated on the anode side, at least one of the hydrogen and oxygen In the hydrogen-oxygen supply system comprised so that supply to the use place is possible, 상기 음극측이 상기 양극측보다도 높은 압력, 혹은 상기 양극측이 상기 음극측보다도 높은 압력 중 어느 한 압력으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 수소·산소 공급 시스템.The hydrogen-oxygen supply system, wherein the cathode side is set to a pressure higher than the anode side, or the anode side is set to a pressure higher than that of the cathode side. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 전해셀의 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 수소의 압력을 검지 가능 한 제1 압력 검지수단과,First pressure detecting means capable of detecting a pressure of the hydrogen supplied through the cathode side of the electrolytic cell; 상기 전해셀의 상기 양극측을 통해 공급되는 상기 산소의 압력을 검지 가능한 제2 압력 검지수단과,Second pressure detecting means capable of detecting a pressure of the oxygen supplied through the anode side of the electrolytic cell; 상기 제1 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호와 상기 제2 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호를 비교하여 소정의 차압신호를 발생시킬 수 있는 차압 검지수단과,Differential pressure detecting means capable of generating a predetermined differential pressure signal by comparing the pressure detecting signal obtained by said first pressure detecting means with the pressure detecting signal obtained by said second pressure detecting means; 상기 차압신호를 토대로 상기 수소의 압력을 조정 가능한 제1 릴리프 기구와,A first relief mechanism capable of adjusting the pressure of the hydrogen based on the differential pressure signal; 상기 차압신호를 토대로 상기 산소의 압력을 조정 가능한 제2 릴리프 기구를 구비하고,A second relief mechanism capable of adjusting the pressure of the oxygen based on the differential pressure signal, 상기 제1 및 제2 릴리프 기구로 상기 전해셀 내의 상기 양극측 압력과 상기 음극측 압력이 조정되는 수소·산소 공급 시스템.A hydrogen-oxygen supply system in which said anode side pressure and said cathode side pressure in said electrolytic cell are adjusted by said first and second relief mechanisms. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 릴리프 기구가 상기 수소를 저류하고 있는 수소 분리탱크에 설치된 제1 릴리프 배관부와, 상기 제1 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제1 릴리프 밸브로 구성되며,The first relief mechanism comprises a first relief pipe portion provided in the hydrogen separation tank storing the hydrogen, and a first relief valve controllable based on the differential pressure signal provided in the first relief pipe portion, 상기 제2 릴리프 기구가 상기 전해셀에서 생성된 상기 산소를 저류하고 있는 산소 분리탱크에 설치된 제2 릴리프 배관부와, 상기 제2 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제2 릴리프 밸브로 구성되는 수소·산소 공급 시스템.The second relief mechanism is a second relief valve that is controllable based on the second relief pipe portion provided in the oxygen separation tank that stores the oxygen generated in the electrolytic cell and the differential pressure signal provided in the second relief pipe portion. Hydrogen-oxygen supply system comprised. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 산소 분리탱크 내에 전해셀을 수납함과 동시에 상기 산소 분리탱크 내의 순수를 외기에 접촉시키지 않고 순환시킬 수 있는 순수 순환 배관부가 상기 산소 분리탱크에 설치되어 있으며,The pure water circulating piping unit for storing the electrolytic cell in the oxygen separation tank and circulating the pure water in the oxygen separation tank without contacting the outside air is installed in the oxygen separation tank, 상기 순수 순환 배관부를 통해 상기 전해셀의 상기 양극측으로 상기 순수가 공급되는 수소·산소 공급 시스템.A hydrogen-oxygen supply system in which the pure water is supplied to the anode side of the electrolytic cell through the pure water circulation pipe. 제 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 10, 상기 수소를 공급하기 위한 수소가스 공급 배관부와, 상기 수소가스 공급 배관부에 설치된 수소가스 유량 제어수단을 갖고,A hydrogen gas supply pipe part for supplying the hydrogen, and a hydrogen gas flow rate control means provided in the hydrogen gas supply pipe part, 상기 수소가스 유량 제어수단이 유량 검지수단과 정격유량 제어 밸브로 구성되어 있으며,The hydrogen gas flow rate control means is composed of a flow rate detection means and a rated flow rate control valve, 상기 수소의 공급유량을 상기 유량 검지수단으로 검지하고, 상기 유량 검지수단에서의 검지신호를 토대로 상기 정격유량 제어 밸브를 조정함으로써 상기 수소가스 공급 배관부 속을 유통하는 상기 수소가 정격유량이 되도록 제어되는 수소·산소 공급 시스템.The hydrogen supply flow rate of the hydrogen is detected by the flow rate detecting means, and the hydrogen flowing in the hydrogen gas supply pipe part is adjusted to the rated flow rate by adjusting the rated flow rate control valve based on the detection signal from the flow rate detecting means. Hydrogen and oxygen supply system. 제 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 10, 상기 전해셀로 상기 순수를 공급하기 위한 순수 탱크가 설치되어 있으며, 상기 순수 탱크 속의 상기 순수가 상기 전해셀에서 생성되는 상기 산소로 버블링되는 수소·산소 공급 시스템.And a pure water tank for supplying the pure water to the electrolytic cell, wherein the pure water in the pure water tank is bubbled with the oxygen generated in the electrolytic cell. 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀로 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서,Has an electrolytic cell isolated to the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, the pure water is supplied to the electrolytic cell to produce hydrogen on the cathode side, oxygen is generated on the anode side, at least one of the hydrogen and oxygen In the hydrogen-oxygen supply system comprised so that supply to the use place is possible, 상기 수소를 공급하기 위한 수소가스 공급 배관부와, 상기 산소를 공급하기 위한 산소가스 공급 배관부가 설치되어 있으며,A hydrogen gas supply pipe part for supplying the hydrogen and an oxygen gas supply pipe part for supplying the oxygen, 상기 산소가스 공급 배관부에 수소가스 검출수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수소·산소 공급 시스템.A hydrogen-oxygen supply system, characterized in that a hydrogen gas detection means is provided in the oxygen gas supply pipe. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 음극측이 상기 양극측보다도 높은 압력으로 설정되어 있는 수소·산소 공급 시스템.The hydrogen-oxygen supply system in which the said cathode side is set to higher pressure than the said anode side. 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 분리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀로 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구 성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서,Has an electrolytic cell separated into a positive electrode side and a negative electrode side by a solid electrolyte membrane, the pure water is supplied to the electrolytic cell to produce hydrogen at the cathode side, oxygen is generated at the anode side, at least one of the hydrogen and oxygen In the hydrogen / oxygen supply system configured to be able to supply to a use place, 상기 수소를 반송할 수 있는 수소가스 반송 배관부로 상기 전해셀과 상기 수소를 저류 가능하게 구성된 수소 분리탱크가 접속되며,A hydrogen separation tank configured to store the hydrogen and the hydrogen is connected to a hydrogen gas conveying pipe part capable of carrying the hydrogen, 상기 수소가스 반송 배관부 및 상기 수소 분리탱크를 통해 상기 전해셀에서 생성된 상기 수소가 공급되도록 구성되어 있으며,Is configured to supply the hydrogen generated in the electrolytic cell through the hydrogen gas conveying pipe portion and the hydrogen separation tank, 상기 수소가스 반송 배관부에는 수소가스 반송 밸브와, 상기 수소가스 반송 밸브를 우회하도록 형성된 바이패스 배관부가 설치되며,The hydrogen gas conveying pipe portion is provided with a hydrogen gas conveying valve and a bypass piping formed to bypass the hydrogen gas conveying valve, 상기 바이패스 배관부에는 역지 밸브가 설치되어 있으며,A check valve is installed in the bypass pipe portion, 상기 바이패스 배관부로 소정의 압력이 작용한 경우, 상기 전해셀로부터 상기 수소 분리탱크로 상기 수소를 유통시키도록 상기 역지 밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 수소·산소 공급 시스템.And a check valve is opened to circulate the hydrogen from the electrolysis cell to the hydrogen separation tank when a predetermined pressure acts on the bypass pipe portion. 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀로 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서,Has an electrolytic cell isolated to the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, the pure water is supplied to the electrolytic cell to produce hydrogen on the cathode side, oxygen is generated on the anode side, at least one of the hydrogen and oxygen In the hydrogen-oxygen supply system comprised so that supply to the use place is possible, 상기 수소를 반송할 수 있는 수소가스 반송 배관부로 상기 전해셀과 상기 수소를 저류 가능하게 구성된 수소 분리탱크가 접속되며,A hydrogen separation tank configured to store the hydrogen and the hydrogen is connected to a hydrogen gas conveying pipe part capable of carrying the hydrogen, 상기 수소 분리탱크 속의 순수를 상기 전해셀 측으로 순환시킬 수 있도록 상기 수소 분리탱크에는 순수 귀환 배관부가 접속되어 있으며,Pure water return piping is connected to the hydrogen separation tank to circulate the pure water in the hydrogen separation tank to the electrolytic cell side, 상기 순수 귀환 배관부에는 수소 방출 배관부를 갖는 가스 스크러버가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수소·산소 공급 시스템.The said pure water return piping part is provided with the gas scrubber which has a hydrogen discharge piping part, The hydrogen-oxygen supply system characterized by the above-mentioned. 고체 전해질막에 의해 양극측과 음극측으로 격리된 전해셀을 갖고, 상기 전해셀에 순수를 공급하여 상기 음극측에서 수소가 생성되고, 상기 양극측에서 산소가 생성되며, 상기 수소 및 산소 중 적어도 하나가 사용 개소로 공급 가능하게 구성된 수소·산소 공급 시스템에 있어서,It has an electrolytic cell isolated to the anode side and the cathode side by a solid electrolyte membrane, supplying pure water to the electrolytic cell to produce hydrogen at the cathode side, oxygen is generated at the anode side, at least one of the hydrogen and oxygen In the hydrogen-oxygen supply system comprised so that supply to the use place is possible, 상기 전해셀의 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 수소의 압력을 검지하는 제1 압력 검지수단과,First pressure detecting means for detecting a pressure of the hydrogen supplied through the cathode side of the electrolytic cell; 상기 제1 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호를 토대로 상기 전해셀에 공급되는 전류를 제어하는 전류값 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 수소·산소 공급 시스템.And a current value control means for controlling a current supplied to the electrolytic cell based on the pressure detection signal obtained by the first pressure detection means. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 전류값 제어수단에서 정류기를 이용한 정류기 PID 제어가 행해지는 수소·산소 공급 시스템.A hydrogen-oxygen supply system in which rectifier PID control using a rectifier is performed in said current value control means. 제 17항 또는 제18항에 있어서,The method of claim 17 or 18, 상기 전류값 제어수단이 시퀀서와 정류기를 갖고,The current value control means has a sequencer and a rectifier, 상기 시퀀서는 상기 제1 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호를 토대로 PID 제어를 행하여 지령값을 형성하고,The sequencer performs PID control based on the pressure detection signal obtained by the first pressure detection means to form a command value, 상기 정류기는 상기 지령값을 토대로 상기 전해셀로 전류를 공급하는 수소·산소 공급 시스템.The rectifier is a hydrogen-oxygen supply system for supplying a current to the electrolytic cell based on the command value. 제 17항 또는 제 18항에 있어서,The method of claim 17 or 18, 상기 전해셀에서 생성된 상기 산소를 저류하는 산소 분리탱크와, 상기 산소 분리탱크 내의 순수를 외기로 접촉시키지 않고 순환시킬 수 있는 순수 순환 배관부가 설치되어 있으며,An oxygen separation tank for storing the oxygen generated in the electrolytic cell and a pure water circulation pipe portion capable of circulating the pure water in the oxygen separation tank without contacting the outside air, 상기 순수 순환 배관부를 통해 상기 산소 분리탱크로부터 상기 전해셀의 상기 양극측으로 상기 산소 분리탱크 내의 상기 순수가 공급되는 수소·산소 공급 시스템.And a hydrogen / oxygen supply system in which the pure water in the oxygen separation tank is supplied from the oxygen separation tank to the anode side of the electrolytic cell through the pure water circulation pipe. 제 20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 순수 순환 배관부에 수질 경보수단, 수온 경보수단 및 순환수량 경보수단 중 적어도 하나가 설치되는 수소·산소 공급 시스템.And at least one of a water quality alarm means, a water temperature alarm means, and a circulating water alarm means in the pure water circulation pipe portion. 제 17항 또는 제 18항에 있어서,The method of claim 17 or 18, 상기 수소를 공급하기 위한 수소가스 공급 배관부와, 상기 수소가스 공급 배관부에 설치된 수소가스 유량 제어수단을 갖고,A hydrogen gas supply pipe part for supplying the hydrogen, and a hydrogen gas flow rate control means provided in the hydrogen gas supply pipe part, 상기 수소가스 유량 제어수단이 유량 검지수단과 정격유량 제어 밸브로 구성되어 있으며,The hydrogen gas flow rate control means is composed of a flow rate detection means and a rated flow rate control valve, 상기 수소의 공급유량을 상기 유량 검지수단으로 검지하고, 상기 유량 검지수단에서의 검지신호에 따라 상기 정격유량 제어 밸브를 조정함으로써 상기 수소가스 공급 배관부 속을 유통하는 상기 수소가 정격유량을 넘지 않도록 제어되는 수소·산소 공급 시스템.The hydrogen supply flow rate is detected by the flow rate detecting means and the rated flow control valve is adjusted in accordance with the detection signal from the flow rate detecting means so that the hydrogen flowing in the hydrogen gas supply pipe part does not exceed the rated flow rate. Controlled hydrogen and oxygen supply system. 제 17항 또는 제 18항에 있어서,The method of claim 17 or 18, 상기 전해셀에서 생성된 상기 수소를 저류하는 수소 분리탱크와, 상기 수소 분리탱크 내의 순수를 상기 전해셀 측으로 귀환시키는 순수 귀환 배관부가 설치되어 있으며,A hydrogen separation tank for storing the hydrogen generated in the electrolytic cell, and a pure water return pipe part for returning pure water in the hydrogen separation tank to the electrolytic cell side, 상기 순수 귀환 배관부에는 수소 방출 배관부를 갖는 가스 스크러버가 배치되어 있는 수소·산소 공급 시스템.The hydrogen-oxygen supply system in which the gas scrubber which has a hydrogen discharge piping part is arrange | positioned at the said pure water return piping part. 제 17항 또는 제 18항에 있어서,The method of claim 17 or 18, 상기 음극측이 상기 양극측보다도 높은 압력으로 설정되어 있는 수소·산소 공급 시스템.The hydrogen-oxygen supply system in which the said cathode side is set to higher pressure than the said anode side. 제 17항 또는 제 18항에 있어서,The method of claim 17 or 18, 상기 전해셀로 소정값의 전류를 공급하여 상기 수소 및 상기 산소가 생성되도록 구성되어 있으며,Supplying a current of a predetermined value to the electrolytic cell is configured to generate the hydrogen and the oxygen, 상기 전해셀에 상기 전류를 공급하지 않은 상태로부터 상기 소정값의 전류를 공급하는 상태에 달할 때까지 소정 시간을 갖도록 구성되어 있는 수소·산소 공급 시스템.A hydrogen-oxygen supply system configured to have a predetermined time from the state of not supplying the current to the electrolytic cell to the state of supplying the current of the predetermined value. 제 17항 또는 제 18항에 있어서,The method of claim 17 or 18, 상기 전해셀이 순수로 채워진 후에 상기 전해셀에 대한 전류의 공급이 개시되는 수소·산소 공급 시스템.The hydrogen-oxygen supply system which starts supplying electric current to the said electrolysis cell after the said electrolysis cell is filled with pure water. 제 17항 또는 제 18항에 있어서,The method of claim 17 or 18, 상기 전해셀의 상기 음극측을 통해 공급되는 상기 수소의 압력을 검지하는 상기 제1 압력 검지수단과,The first pressure detecting means for detecting a pressure of the hydrogen supplied through the cathode side of the electrolytic cell; 상기 전해셀의 상기 양극측을 통해 공급되는 상기 산소의 압력을 검지하는 제2 압력 검지수단과,Second pressure detecting means for detecting a pressure of the oxygen supplied through the anode side of the electrolytic cell; 상기 제1 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호와 상기 제2 압력 검지수단으로 얻어진 압력 검지신호를 비교하여 소정의 차압신호를 발생시킬 수 있는 차압 검지수단과,Differential pressure detecting means capable of generating a predetermined differential pressure signal by comparing the pressure detecting signal obtained by said first pressure detecting means with the pressure detecting signal obtained by said second pressure detecting means; 상기 차압신호를 토대로 상기 수소의 압력을 조정 가능한 제1 릴리프 기구와,A first relief mechanism capable of adjusting the pressure of the hydrogen based on the differential pressure signal; 상기 차압신호를 토대로 상기 산소의 압력을 조정 가능한 제2 릴리프 기구를 구비하고,A second relief mechanism capable of adjusting the pressure of the oxygen based on the differential pressure signal, 상기 제1 및 제2 릴리프 기구로 상기 전해셀 내의 상기 음극측 압력과 상기 양극측 압력이 조정되는 수소·산소 공급 시스템.A hydrogen-oxygen supply system in which the cathode pressure and the anode pressure in the electrolytic cell are adjusted by the first and second relief mechanisms. 제 27항에 있어서,The method of claim 27, 상기 제1 릴리프 기구가 상기 수소를 저류하고 있는 수소 분리탱크에 설치된 제1 릴리프 배관부와, 상기 제1 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제1 릴리프 밸브로 구성되며,The first relief mechanism comprises a first relief pipe portion provided in the hydrogen separation tank storing the hydrogen, and a first relief valve controllable based on the differential pressure signal provided in the first relief pipe portion, 상기 제2 릴리프 기구가 상기 산소를 저류하고 있는 산소 분리탱크에 설치된 제2 릴리프 배관부와, 상기 제2 릴리프 배관부에 설치된 상기 차압신호를 토대로 제어 가능한 제2 릴리프 밸브로 구성되어 있는 수소·산소 공급 시스템.Hydrogen-oxygen consisting of the 2nd relief pipe part provided in the oxygen separation tank which the said 2nd relief mechanism stores the said oxygen, and the 2nd relief valve which can be controlled based on the said differential pressure signal provided in the said 2nd relief pipe part. Supply system.
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