(57)【要約】【課題】電解法により水素ガスを製造する際の効率を高めることができる水素製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の水素製造装置は、電解法により水素ガスを生成する水電解器と、昇圧後の上記水素ガスを貯留する蓄圧器とを備える水素製造装置であって、上記水電解器及び上記蓄圧器間の流路中に直列に連結され、上記水電解器で生成された水素ガスを段階的に昇圧する２以上の圧縮機又は多段圧縮可能な圧縮機と、段階的に昇圧中の上記水素ガスから凝縮する水を排出する１以上の排水機構と、段階的に昇圧中又は昇圧後の上記水素ガスに含まれる水分を取り除く１以上の除湿器とを備える。当該水素製造装置が、上記流路に付設され、上記圧縮機で昇圧された水素ガスを冷却する冷却器を備え、上記排水機構が、上記冷却器で冷却された上記水素ガスから凝縮した水を排出するとよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解法により水素ガスを生成する水電解器と、
昇圧後の上記水素ガスを貯留する蓄圧器と
を備える水素製造装置であって、
上記水電解器及び上記蓄圧器間の流路中に直列に連結され、上記水電解器で生成された水素ガスを段階的に昇圧する２以上の圧縮機又は多段圧縮可能な圧縮機と、
段階的に昇圧中の上記水素ガスから凝縮する水を排出する１以上の排水機構と、
段階的に昇圧中又は昇圧後の上記水素ガスに含まれる水分を取り除く１以上の除湿器と
を備える水素製造装置。
【請求項２】
上記流路に付設され、上記圧縮機で昇圧された水素ガスを冷却する冷却器を備え、
上記排水機構が、上記冷却器で冷却された上記水素ガスから凝縮した水を排出する請求項１に記載の水素製造装置。
【請求項３】
２以上の上記除湿器が、上記流路中に並列かつ切り替え可能に連結されている請求項１又は請求項２に記載の水素製造装置。
【請求項４】
少なくとも上記圧縮機の１段目及び２段目間の流路中に、１の上記排水機構が配置されており、
上記１の排水機構及び上記蓄圧器間の流路中に、上記除湿器が配置されている請求項１、請求項２又は請求項３に記載の水素製造装置。
【請求項５】
水素ガスを貯蔵する製品ガスタンクをさらに備え、
上記蓄圧器が、貯留している上記水素ガスを上記製品ガスタンクに送出可能であり、
上記製品ガスタンクが、貯蔵している上記水素ガスを上記圧縮機の１段目に送出可能である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の水素製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池自動車に水素を充填するための水素供給設備を有する水素ステーションが開発されている。このような水素ステーションとしては、例えば水素を製造する水素製造装置を備えるオンサイト型の水素ステーションや、水素製造装置から搬送された水素を貯蔵する水素タンクを備えるオフサイト型の水素ステーションが実用化されている。
【０００３】
一方、電解法により水素ガスを製造する水素製造装置が知られている（特許文献１）。水を電気分解して得られた水素ガスは、水分を多く含むため、製品化前に除湿される必要がある。このため、特許文献１の水素製造装置は、水を電気分解して水素ガスを発生させる水電解器と、水電解器で発生した水素ガスに含まれる水分を取り除く除湿器とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８５３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水素ステーションの水素供給設備は、水素ガスの需要の変動に対応できることが求められる。水素ガスの貯蔵量を増大させるために、水素ガスを貯蔵する製品ガスタンクを大型化することは、水素供給設備の設置スペースが増大するので好ましくない。そこで、水素ガスを圧縮機で昇圧して製品ガスタンクに貯蔵することにより、水素ガスの貯蔵量を増大させる手法が考えられる。
【０００６】
オンサイト型の水素ステーションの水素製造装置として特許文献１の水素製造装置を採用し、かつ上記手法を採用した場合、水を電気分解して得られた水素ガスは、水素製造装置で除湿された後、除湿された状態で圧縮機において昇圧される。しかしながら、電解法により水素ガスを製造する水素製造装置と水素ガスを昇圧する圧縮機とが分離していると水素製造における効率を高めることが困難である。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、電解法により水素ガスを製造する際の効率を高めることができる水素製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、電解法により水素ガスを生成する水電解器と、昇圧後の上記水素ガスを貯留する蓄圧器とを備える水素製造装置であって、上記水電解器及び上記蓄圧器間の流路中に直列に連結され、上記水電解器で生成された水素ガスを段階的に昇圧する２以上の圧縮機又は多段圧縮可能な圧縮機と、段階的に昇圧中の上記水素ガスから凝縮する水を排出する１以上の排水機構と、段階的に昇圧中又は昇圧後の上記水素ガスに含まれる水分を取り除く１以上の除湿器とを備える。
【０００９】
当該水素製造装置は、水電解器及び蓄圧器間の流路中に水素ガスを段階的に昇圧する圧縮機を備えている。そして当該水素製造装置は、段階的に昇圧中の水素ガスから凝縮する水を排出する排水機構と、段階的に昇圧中又は昇圧後の水素ガスに含まれる水分を取り除く除湿器とを備えているので、水素ガスを圧縮する際に凝縮する水を排水機構で取り除くとともに、水素ガスに含まれる水分を除湿器で除湿できる。つまり、当該水素製造装置は、圧縮機と水素ガスを圧縮するエネルギーを利用して水素ガスに含まれる水分を取り除く排水機構と水素ガスに含まれる水分を取り除く除湿器とを用いて、水分が取り除かれた水素ガスを昇圧された状態で製造できる。したがって、当該水素製造装置は、電解法により水素ガスを製造する際の効率を高めることができる。
【００１０】
当該水素製造装置が、上記流路に付設され、上記圧縮機で昇圧された水素ガスを冷却する冷却器を備え、上記排水機構が、上記冷却器で冷却された上記水素ガスから凝縮した水を排出するとよい。冷却器が昇圧後の水素ガスを冷却することにより水素ガスに含まれる水分の凝縮を促すので、水素ガスに含まれる水分が効率よく取り除かれる。
【００１１】
２以上の上記除湿器が、上記流路中に並列かつ切り替え可能に連結されているとよい。除湿器は、一定量の水分を吸収した後に再生される必要がある。当該水素製造装置は、２以上の除湿器が流路中に並列かつ切り替え可能に連結されていると、１の除湿器が除湿を行っている間に他の除湿器を再生できる。つまり、当該水素製造装置は、除湿器を再生するために水素の製造を中断する必要がない。
【００１２】
少なくとも上記圧縮機の１段目及び２段目間の流路中に、１の上記排水機構が配置されており、上記１の排水機構及び上記蓄圧器間の流路中に、上記除湿器が配置されているとよい。当該水素製造装置は、１段目の圧縮において水素ガスから凝縮した水を排水機構で取り除いた後、水素ガスを除湿器で除湿するので、除湿器の再生頻度を減少できる。
【００１３】
当該水素製造装置が、水素ガスを貯蔵する製品ガスタンクをさらに備え、上記蓄圧器が、貯留している上記水素ガスを上記製品ガスタンクに送出可能であり、上記製品ガスタンクが、貯蔵している上記水素ガスを上記圧縮機の１段目に送出可能であるとよい。これにより、当該水素製造装置は、製品ガスタンクが貯蔵する水素ガスの量を蓄圧器が貯留する水素ガスの量によって調整できるので、水素ガスの需要が変動しても製品ガスタンクから水素ガスを安定的に供給できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の水素製造装置は、電解法により水素ガスを製造する際の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の水素製造装置を備える水素供給設備を概略的に示す概略構成図である。
【図２】図１の水素供給設備における水素製造装置の圧縮機構を概略的に示す概略構成図である。
【図３】図２の圧縮機構の除湿器を概略的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
【００１７】
本発明の一実施形態の水素製造装置１は、図１に示す水素供給設備に備えられる。水素供給設備は、水素製造装置１及び水素供給装置２を備えている。水素製造装置１及び水素供給装置２は流路を介して接続されており、水素製造装置１で製造された水素ガスは、この流路を経由して水素供給装置２に送出される。
【００１８】
［水素製造装置］
水素製造装置１は、電解法により水素ガスを生成し、生成した水素ガスを除湿して貯蔵する装置である。水素製造装置１は、電解法により水素ガスを生成する水電解器１１と、昇圧後の水素ガスを貯留する蓄圧器１２とを備えている。水電解器１１及び蓄圧器１２間の流路中には、水電解器２で生成された水素ガスを段階的に昇圧する圧縮機構１３が連結されている。また、水素製造装置１は、除湿された水素ガスを貯蔵する製品ガスタンク１４と、水電解器１１で生成された水素ガスを貯留する水素ホルダー１５と、製品ガスタンク１４に水素ガスを供給する水素カードル１６とをさらに備えている。
【００１９】
＜水電解器＞
水電解器１１は、太陽光、太陽熱、水力、風力、バイオマス又は地熱等の再生可能エネルギーを電力に変換し、変換した電力を利用して電解法により水素ガスを生成する装置である。水電解器１１は、再生可能エネルギーを電力に変換する発電器１１ａを備え、発電器１１ａから供給される電力を用いて水電解器１１に供給される水を電気分解して水素ガスを生成する。水電解器１１は、流路１０１を介して水素ホルダー１５と接続されており、水電解器１１で生成された水素ガスは、流路１０１を経由して水素ホルダー１５に送出される。また、流路１０１には、減圧弁１０１ａが設けられており、水素ホルダー１５側の水素ガスの圧力が所定の圧力より低くなった時に水電解器１１側から水素ホルダー１５側へ水素ガスが送出される。
【００２０】
＜蓄圧器＞
蓄圧器１２は、昇圧後の水素ガスを貯留する圧力容器である。この圧力容器には、耐圧性を向上させるために、例えば耐圧部材及び水素脆化対応部材が用いられる。蓄圧器１２は、流路１０２を介して圧縮機構１３と接続されており、圧縮機構１３で昇圧された水素ガスが、流路１０２を経由して蓄圧器１２に流入する。また、蓄圧器１２は、流路１０３を介して製品ガスタンク１４と接続されており、蓄圧器１２に貯留された水素ガスは、流路１０３を経由して製品ガスタンク１４に送出される。流路１０３には、減圧弁１０３ａが設けられており、製品ガスタンク１４側の水素ガスの圧力が所定の圧力より低くなった時に蓄圧器１２側から製品ガスタンク１４側へ水素ガスが送出される。つまり、蓄圧器１２が、貯留している水素ガスを製品ガスタンク１４に送出可能となっている。
【００２１】
蓄圧器１２は、製品ガスタンク１４を大型化することなく、製品ガスタンク１４内の水素ガスの量を安定的に調整するために設けられている。具体的には、蓄圧器１２は、製品ガスタンク１４内の水素ガス圧が低下した時に製品ガスタンク１４へ水素ガスを送出し、製品ガスタンク１４内の水素ガス量が過大となる時に製品ガスタンク１４から送出された水素ガスを貯留する。したがって、蓄圧器１２は、耐圧性が高いと好ましい。なお、製品ガスタンク１４から送出された水素ガスが、圧縮機構１３経由で蓄圧器１２に流入する仕組みについては後述により明らかになる。
【００２２】
蓄圧器１２に貯留される水素ガスの圧力の下限は、５ＭＰａであり、１０ＭＰａであるとより好ましく、１５ＭＰａであるとさらに好ましい。蓄圧器１２に貯留される水素ガスの圧力が上記下限未満であると、蓄圧器１２に貯留できる水素ガスの容量が不足し、製品ガスタンク１４内の水素ガスの量を安定的に調整できないおそれがある。一方、蓄圧器１２に貯留される水素ガスの圧力の上限は、７５ＭＰａであり、７０ＭＰａであるとより好ましく、６５ＭＰａであるとさらに好ましい。蓄圧器１２に貯留される水素ガスの圧力が上記上限を超えると、水素ガスを圧縮する効率が低下するおそれがあるとともに、蓄圧器１２の耐圧性を向上させるための耐圧部材や水素脆化対応部材に対するコストが増大するおそれがある。
【００２３】
＜圧縮機構＞
圧縮機構１３は、水素ガスを昇圧し、かつ水素ガスに含まれる水分を取り除く機構である。圧縮機構１３には、流路１０４の一端が接続されており、流路１０４の他端には、流路１０５を介して水素ホルダー１５が接続され、かつ流路１０６を介して製品ガスタンク１４が接続されている。つまり、圧縮機構１３は、水素ホルダー１５から送出された水素ガスが、流路１０５及び流路１０４を経由して流入し、製品ガスタンク１４から送出された水素ガスが、流路１０６及び流路１０４を経由して流入するように構成されている。また、圧縮機構１３は、流路１０２を介して蓄圧器１２と接続されており、圧縮機構１３から送出される水素ガスは、流路１０２を経由して蓄圧器１２に流入する。なお、流路１０５及び流路１０６には、それぞれ流路を開閉可能とするバルブ１０５ａ及びバルブ１０６ａが設けられている。
【００２４】
図２に示すように、圧縮機構１３は、水素ガスを段階的に昇圧する圧縮機３１及び圧縮機３２と、水素ガスから凝縮する水を排出する排水機構３３及び排水機構３４と、水素ガスに含まれる水分を取り除く除湿器３５及び除湿器３６とを備えている。つまり、水素製造装置１は、水電解器１１及び蓄圧器１２間の流路中に連結され、水電解器１１で生成された水素ガスを段階的に昇圧する圧縮機３１及び圧縮機３２と、段階的に昇圧中の水素ガスから凝縮する水を排出する排水機構３３と、昇圧後の水素ガスから凝縮する水を排出する排水機構３４と、段階的に昇圧中の水素ガスに含まれる水分を取り除く除湿器３５と、昇圧後の水素ガスに含まれる水分を取り除く除湿器３６とを備えている。圧縮機構１３は、流路１０４側から順に、圧縮機３１、排水機構３３、除湿器３５、圧縮機３２、排水機構３４及び除湿器３６を備えており、除湿器３６は流路１０２に接続されている。また、圧縮機構１３は、圧縮機３１で昇圧された水素ガスを冷却する冷却器である熱交換器３３ａと、圧縮機３２で昇圧された水素ガスを冷却する冷却器である熱交換器３４ａとを備えている。
【００２５】
（圧縮機）
圧縮機３１及び圧縮機３２は、水素ガスを昇圧する圧縮機であり、圧縮機３１を圧縮機の１段目とし、圧縮機３２を圧縮機の２段目として水素ガスを段階的に昇圧する。圧縮機３１及び圧縮機３２としては、特に限定されないが、例えば往復圧縮機（レシプロ圧縮機）を用いることができる。
【００２６】
当該水素製造装置１の圧縮機構１３は、圧縮機３１及び圧縮機３２を備える２段圧縮式であり、例えば、水素ホルダー１５から送出された約０．８ＭＰａの水素ガスを圧縮機の１段目である圧縮機３１で約７．８ＭＰａまで昇圧し、さらにこの水素ガスを圧縮機の２段目である圧縮機３２で約４５ＭＰａまで昇圧する。
【００２７】
（排水機構）
排水機構３３及び排水機構３４は、昇圧された水素ガスから凝縮する水を排出する機構である。排水機構３３及び排水機構３４は、例えば、流路の下部であって、凝縮した水が重力により集合する位置に排水弁が設けられることにより構成される。また、排水機構３３には、圧縮機３１により昇圧された水素ガスを冷却する熱交換器３３ａが付設され、排水機構３４には、圧縮機３２により昇圧された水素ガスを冷却する熱交換器３４ａが付設されている。
【００２８】
熱交換器３３ａ及び熱交換器３４ａは、昇圧されて高温になった水素ガスを冷却用熱媒体と熱交換させることによって冷却する冷却器である。冷却用熱媒体としては、特に限定されないが、例えば水を用いることができる。昇圧された水素ガスに含まれる水分は、熱交換器３３ａ又は熱交換器３４ａによって冷却されることにより凝縮を促される。そして、排水機構３３は、熱交換器３３ａで冷却された水素ガスから凝縮した水を排出し、排水機構３４は、熱交換器３４ａで冷却された水素ガスから凝縮した水を排出する。
【００２９】
当該水素製造装置１は、例えば、圧縮機３１で約７．８ＭＰａまで昇圧されて約１６０℃〜１８０℃になった水素ガスを熱交換器３３ａで約４０℃に冷却し、さらに圧縮機３２で約４５ＭＰａまで昇圧されて高温になった水素ガスを熱交換器３４ａで冷却する。
【００３０】
（除湿器）
除湿器３５及び除湿器３６は、水素ガスに含まれる水分を吸着して取り除く装置であり、例えば水分を吸収する吸着剤を内部に備える吸着塔により構成される。図３に示すように、除湿器３５は、除湿器３５ａ及び除湿器３５ｂが流路中に並列かつ切り替え可能に連結される構成である。つまり、水素製造装置１は、除湿器３５ａ及び除湿器３５ｂが、流路中に並列かつ切り替え可能に連結されている構成である。
【００３１】
図３に示すように、水素ガスが除湿器３５に流入する流路は、バルブ４１ａが設けられた流路４１とバルブ４２ａが設けられた流路４２とに分岐している。また、水素ガスが除湿器３５から流出する流路は、バルブ４３ａが設けられた流路４３とバルブ４４ａが設けられた流路４４とが合流して形成されている。そして流路４１は、除湿器３５ａを経由して流路４３に通じており、流路４２は、除湿器３５ｂを経由して流路４４に通じている。また流路４１のバルブ４１ａ及び除湿器３５ａ間には、除湿器３５ａを再生する際に水素ガスを排出するための流路４５が接続されており、流路４２のバルブ４２ａ及び除湿器３５ｂ間には、除湿器３５ｂを再生する際に水素ガスを排出するための流路４６が接続されている。さらに流路４３のバルブ４３ａ及び除湿器３５ａ間には、除湿器３５ａを再生する際に水素ガスを導入するための流路４７が接続されており、流路４４のバルブ４４ａ及び除湿器３５ｂ間には、除湿器３５ｂを再生する際に水素ガスを排出するための流路４８が接続されている。なお、流路４５、流路４６、流路４７及び流路４８には、それぞれバルブ４５ａ、バルブ４６ａ、バルブ４７ａ及びバルブ４８ａが設けられている。また、流路４７及び流路４８に導入される水素ガスは、例えば蓄圧器１２から供給されてもよい。また、流路４５及び流路４６から排出される水素ガスは、水素ホルダー１５に戻されてもよい。
【００３２】
除湿器の吸着剤は、一定量の水分を吸収すると吸水力が低下するので、一定量の水分を吸収した後に再生される必要がある。そこで、除湿器３５は、除湿器３５ａ及び除湿器３５ｂの一方を用いて水素ガスを除湿しつつ、除湿器３５ａ及び除湿器３５ｂの他方を再生可能とする。具体的には、除湿器３５は、バルブ４１ａ、バルブ４３ａ、バルブ４６ａ及びバルブ４８ａを開放し、バルブ４２ａ、バルブ４４ａ、バルブ４５ａ及びバルブ４７ａを閉鎖することで、除湿器３５ａを用いて水素ガスを除湿しつつ、除湿器３５ｂを再生し、バルブ４１ａ、バルブ４３ａ、バルブ４６ａ及びバルブ４８ａを閉鎖し、バルブ４２ａ、バルブ４４ａ、バルブ４５ａ及びバルブ４７ａを開放することで、除湿器３５ｂを用いて水素ガスを除湿しつつ、除湿器３５ａを再生する。
【００３３】
なお、除湿器３６についても除湿器３５と同様に構成されている。
【００３４】
＜製品ガスタンク＞
製品ガスタンク１４は、蓄圧器１２又は水素カードル１６から送出された水素ガスを貯蔵する圧力容器である。圧力容器の材質としては、例えばステンレス合金、アルミニウム合金等が挙げられる。製品ガスタンク１４は、流路１０３を介して蓄圧器１２と接続されており、蓄圧器１２から送出された水素ガスが、流路１０３を経由して製品ガスタンク１４に流入する。また、製品ガスタンク１４は、流路１０７を介して水素カードル１６と接続されており、水素カードル１６から送出された水素ガスが、流路１０７を経由して製品ガスタンク１４に流入する。
【００３５】
製品ガスタンク１４は、流路１０６及び流路１０４を介して圧縮機構１３と接続されており、貯蔵された水素ガスを流路１０６及び流路１０４を経由して圧縮機構１３に送出可能となっている。つまり、製品ガスタンク１４は、貯蔵している水素ガスを圧縮機の１段目（圧縮機３１）に送出可能となっている。また、製品ガスタンク１４は、バルブが設けられた流路を介して水素供給装置２の圧縮機２１と接続されており、貯蔵された水素ガスを水素供給装置２に送出可能となっている。
【００３６】
＜水素ホルダー＞
水素ホルダー１５は、水電解器１１で生成された水素ガスを貯留する容器である。容器の材質としては、例えばステンレス合金、アルミニウム合金等が挙げられる。水素ホルダー１５は、流路１０１を介して水電解器１１と接続されており、水電解器１１から送出された水素ガスが、流路１０１を経由して水素ホルダー１５に流入する。また、水素ホルダー１５は、流路１０５及び流路１０４を介して圧縮機構１３と接続されており、水素ホルダー１５に貯留された水素ガスは、流路１０５及び流路１０４を経由して圧縮機構１３に送出に送出される。
【００３７】
＜水素カードル＞
水素カードル１６は、水素ガスを貯留する圧力容器であり、製品ガスタンク１４内の圧力が低下し、蓄圧器１２から製品ガスタンク１４へ水素ガスが供給されない場合に、貯留している水素ガスを製品ガスタンク１４に補給するためのものである。水素カードル１６は、流路１０７を介して製品ガスタンク１４と接続されており、水素カードル１６に貯留された水素ガスは、流路１０７を経由して製品ガスタンク１４に送出される。また、流路１０７には、減圧弁１０７ａが設けられており、製品ガスタンク１４側の水素ガスの圧力が所定の圧力より低くなった時に水素カードル１６側から製品ガスタンク１４側へ水素ガスが送出される。
【００３８】
［水素供給装置］
水素供給装置２は、水素製造装置１から送出された水素ガスを昇圧した状態で貯留し、貯留している水素ガスを燃料電池自動車等に供給する装置である。水素供給装置２は、水素ガスを昇圧する圧縮機２１と、昇圧後の水素ガスを貯留する蓄圧器２２と、水素ガスを燃料電池自動車等に供給するディスペンサ２３とを備えている。
【００３９】
＜圧縮機＞
圧縮機２１は、水素ガスを昇圧する圧縮機であり、例えば往復圧縮機を用いることができる。圧縮機２１は、流路を介して水素製造装置１の製品ガスタンク１４と接続されており、製品ガスタンク１４から送出された水素ガスを昇圧して蓄圧器２２に送出する。
【００４０】
＜蓄圧器＞
蓄圧器２２は、昇圧後の水素ガスを貯留する圧力容器であり、耐圧性を向上させるために、例えば耐圧部材及び水素脆化対応部材を用いることができる。蓄圧器２２は、圧縮機２１から送出された水素ガスを昇圧された状態で貯留する。また、蓄圧器２２は、ディスペンサ２３と接続されており、貯留している水素ガスをディスペンサ２３に送出する。
【００４１】
＜ディスペンサ＞
ディスペンサ２３は、燃料電池自動車等の水素を動力とする装置に水素ガスを供給する装置である。ディスペンサ２３は、ディスペンサ２３から延出するホースと、充填ノズルと、燃料電池自動車等と接続するためのカプラーとを有しており、これらを用いて蓄圧器２２から送出された水素ガスを燃料電池自動車等に供給する。
【００４２】
（利点）
当該水素製造装置１は、水電解器１１及び蓄圧器１２間に設けられた圧縮機構１３が、圧縮機と、水素ガスを圧縮するエネルギーを利用して水素ガスに含まれる水分を取り除く排水機構と、水素ガスに含まれる水分を取り除く除湿器とを備えているので、水分が取り除かれた水素ガスを昇圧された状態で製造できる。つまり、当該水素製造装置１は、電解法により水素ガスを製造する際の効率を高めることができる。
【００４３】
また、当該水素製造装置１は、昇圧されて高温になった水素ガスを熱交換器３３ａ及び熱交換器３４ａを用いて冷却するので、水素ガスに含まれる水分を排水機構３３及び排水機構３４で効率よく取り除くことができる。そして、当該水素製造装置１は、排水機構３３及び排水機構３４で水分を取り除かれた水素ガスを除湿器３５及び除湿器３６で除湿するので、除湿器３５及び除湿器３６の再生頻度を低下させることができる。
【００４４】
また、当該水素製造装置１は、除湿器３５ａ及び除湿器３５ｂが並列かつ切り替え可能に連結される構成であるので、除湿器３５ａ及び除湿器３５ｂの一方を用いて水素ガスを除湿しつつ、他方を再生することができる。
【００４５】
また、当該水素製造装置１は、１段目の圧縮機３１以降に除湿器３５及び除湿器３６を配置しているので、再生時に除湿器内の圧力を利用して水素ガスを排出することにより、再生用の水素ガスの導入量を低減できる。
【００４６】
また、当該水素製造装置１は、水電解器１１だけでなく水素カードル１６を備えているので、水電解器１１が太陽光又は風力等の継続性について不安定な再生可能エネルギーを利用する場合であっても、製品ガスタンク１４内の水素ガスの量を安定的に保持することができる。
【００４７】
さらに、当該水素製造装置１は、蓄圧器１２が貯留している水素ガスを製品ガスタンク１４に送出可能とし、製品ガスタンク１４が貯蔵する水素ガスを流路１０６及び流路１０４を経由して圧縮機の１段目である圧縮機３１に送出可能としているので、製品ガスタンク１４が貯蔵する水素ガスの量を、蓄圧器１２が貯留する水素ガスの量によって調整できる。したがって、水素ガスの需要が変動しても製品ガスタンク１４から水素供給装置２へ水素ガスを安定的に供給できる。
【００４８】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００４９】
上記実施形態では、水素製造装置１が圧縮機として圧縮機３１及び圧縮機３２を備えるものについて説明したが、これに限定されず、水素製造装置１が２以上の圧縮機を直列に備えていればよい。また、圧縮機としては、複数の圧縮機を用いるものに限定されず、例えば、多段圧縮可能な圧縮機を用いてもよい。
【００５０】
上記実施形態では、水素製造装置１が排水機構として排水機構３３及び排水機構３４を備えるものについて説明したが、これに限定されず、水素製造装置１が１段目の圧縮機以降に１以上の排水機構を備えていればよい。また、水素製造装置１が、昇圧後の水素ガスから凝縮する水を排出する排水機構３４を備えていなくてもよい。
【００５１】
上記実施形態では、水素製造装置１が除湿器として除湿器３５及び除湿器３６を備えるものについて説明したが、これに限定されず、水素製造装置１が１段目の圧縮機以降に１以上の除湿器を備えていればよい。また、水素製造装置１は、除湿器３５ａ及び除湿器３５ｂを並列に備えるものに限定されず、２以上の除湿器を並列かつ切り替え可能に備えていればよい。
【００５２】
また、水素製造装置１は、除湿器に加熱装置が付設されており、除湿器を加熱装置で加熱しながら再生するものであってもよい。この場合、加熱装置は、熱交換器３３ａ又は熱交換器３４ａにおいて水素ガスと熱交換した後の高温の水を用いて加熱を行うものであってもよい。
【００５３】
上記実施形態では、水素製造装置１が熱交換器３３ａ及び熱交換器３４ａを備えるものについて説明したが、水素製造装置１が熱交換器を備えていなくてもよい。ただし、昇圧されて高温になった水素ガスが自然冷却されるまでには時間がかかるので、水素製造装置１が熱交換器を備えていると好ましい。また、水素製造装置１は、排水機構に対応して熱交換器を付設するものに限定されず、熱交換器が付設されていない排水機構を備えていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の水素製造装置は、電解法により水素ガスを製造する際の効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  水素製造装置
２  水素供給装置
１１  水電解器
１１ａ  発電器
１２  蓄圧器
１３  圧縮機構
１４  製品ガスタンク
１５  水素ホルダー
１６  水素カードル
２１  圧縮機
２２  蓄圧器
２３  ディスペンサ
３１、３２  圧縮機
３３、３４  排水機構
３３ａ、３４ａ  熱交換器
３５、３５ａ、３５ｂ、３６  除湿器
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８  流路
４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ、４５ａ、４６ａ、４７ａ、４８ａ  バルブ
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７  流路
１０１ａ、１０３ａ、１０７ａ  減圧弁
１０５ａ、１０６ａ  バルブ
【図１】
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【図２】
2018135551.tif 000004
【図３】
2018135551.tif 000005