(57)【要約】【課題】送水装置の省エネルギー化を図って効率良く運転することが可能な水素・酸素発生装置を提供すること。【解決手段】生成ガスで駆動するガス駆動式送水装置を備え、該ガス駆動式送水装置によって水電解装置で電気分解される水が搬送される水素・酸素発生装置を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を電気分解する水電解装置を備え、
該水電解装置が、前記電気分解による生成ガスとして陰極側に水素ガスを発生させるとともに陽極側に酸素ガスを発生させる水素・酸素発生装置であって、
前記生成ガスで駆動するガス駆動式送水装置を備え、該ガス駆動式送水装置によって前記水電解装置で電気分解される水が搬送される水素・酸素発生装置。
【請求項２】
前記水電解装置の陽極側に水を循環供給するための送水装置として前記ガス駆動式送水装置が備えられている請求項１記載の水素・酸素発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素・酸素発生装置に関し、より詳しくは、水を電気分解して該電気分解による生成ガスとして陰極側に水素ガスを発生させるとともに陽極側に酸素ガスを発生させる水電解装置を備えた水素・酸素発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンなエネルギー源として水素ガスを利用する機会が広がっており、このような水素ガスを得るための方法として水を電気分解して水素ガスとともに酸素ガスを発生させる方法が従来広く知られている。
このような水素・酸素発生装置を用いた水素ガスの製造方法では、下記特許文献１にも示されているように効率良く水素ガスを得る方法が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３１９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のような水素・酸素発生装置では、アルカリ電解液や純水などといった原料を貯留する貯留タンクから水電解装置までの間の原料の搬送を行うポンプや、水電解装置から排出された気液混合状態の気体と液体とを分離する気液分離タンクと前記貯留タンクまでの間の分離水の搬送を行うポンプなどといった各種の送水装置が利用されている。
これらの送水装置は、通常、外部系統電力によって運転されているため、これらの省エネルギー化を図ることが水素・酸素発生装置を効率良く運転する上において有効である。
なかでも、陽極側から酸素と純水が排出され、気液分離された後の水を再び水電解装置に供給するタイプの水素・酸素発生装置の場合は、例えば水素と酸素を発生させること、電気分解に伴い発生する熱で高温となる水電解モジュールの冷却・保護を行うことを目的として、水電解モジュールの陽極側に常に水を循環供給する必要がある。
水の循環供給に利用されるポンプの消費電力の割合は、水電解装置全体の消費電力の中でも比較的大きいため、水電解装置の運転効率向上にはポンプをはじめとする送水装置の消費電力の低減、すなわち省エネルギー化が非常に重要である。
そのため、送水装置の省エネルギー化が図られればこのような水素・酸素発生装置を効率良く運転する上において特に有効であると考えられる。
しかしながら、これまで送水装置の省エネルギー化に関しては十分な検討がなされておらず、このような形で効率化が図られた水素・酸素発生装置は、これまで提供されていない。
【０００５】
そこで本発明は、送水装置の省エネルギー化を図るとともに効率良く運転することが可能な水素・酸素発生装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決すべく、水を電気分解する水電解装置を備え、該水電解装置が、前記電気分解による生成ガスとして陰極側に水素ガスを発生させるとともに陽極側に酸素ガスを発生させる水素・酸素発生装置であって、前記生成ガスで駆動するガス駆動式送水装置を備え、該ガス駆動式送水装置によって前記水電解装置で電気分解される水が搬送される水素・酸素発生装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
水素・酸素発生装置では、通常、生成ガスは、生成したガス自身の圧力を利用し、特別な動力を利用することなく例えば、気液分離装置へ搬送されている。
そして、ガス駆動式送水装置を備えた本発明では、このような生成ガスの自然な流れにおけるエネルギーを利用して水が搬送されるため、送水装置の省エネルギー化が行われうる。
しかも、本発明では、電気分解が高負荷で行われて生成ガスが大量に発生している際には、ガス駆動式送水装置の動力源も大きなものになるため、ガス駆動式送水装置で多くの水を搬送できる。
その一方で、生成ガスの需要が低下して電気分解の負荷が低減する場面では、ガス駆動式送水装置による水の搬送量も低減されることになる。
従って、本発明の水素・酸素発生装置では、生成ガスの需要に伴う水の搬送量の調整が自動的に図られるという効果も発揮され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る水素・酸素発生装置の概略的な構成図。
【図２】ガス駆動式送水装置の概略的な構造図。
【図３】水電解モジュールの停止前後における運転状態を示した概略図。
【図４】別のガス駆動式送水装置の概略的な構造図。
【図５】別のガス駆動式送水装置の概略的な構造図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態の水素・酸素発生装置について説明する。
ここでは、水電解装置での電気分解による生成ガスの内、水素ガスのみを有効利用し、酸素ガスを大気放出させるように構成された水素・酸素発生装置を例に本発明の実施形態について説明する。
また、本実施形態においては、陽極側を純水が循環供給される水循環極として用いている水素・酸素発生装置を例にして説明する。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、純水を電気分解して該電気分解による生成ガスとして陰極側に水素ガスを発生させるとともに陽極側に酸素ガスを発生させる水電解装置１を備え、前記陰極側及び前記陽極側の内の陽極側を前記純水が循環供給される水循環極としつつ前記電気分解を実施し得るように構成されている。
【００１１】
前記水電解装置１は、固体高分子電解質膜を介して隣接された陽極室と陰極室とを有し、それぞれに配された電極板と前記固体高分子電解質膜とが１ユニットとされた固体高分子電解質膜ユニットを複数備えた水電解モジュール１ａと、該水電解モジュール１ａの電極板間に直流電流を印加するための電源装置１ｂとによって構成されている。
【００１２】
より詳しくは、本実施形態における水電解装置１は、前記水電解モジュール１ａの陽極室に供給した純水を電源装置１ｂによって与えられた電気エネルギーによって電気分解し、該陽極室において酸素ガスを発生させるとともに、同時に生成した水素イオンは電場の働きで前記固体高分子電解質膜内を移動し陰極室において電子を得て水素ガスとなるように構成されている。
【００１３】
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、前記水電解モジュール１ａの陽極側（陽極室）に供給する前記純水を貯留する純水貯留タンク２と、該純水貯留タンク２から前記水電解装置１の前記陽極側に前記純水を供給するための給水経路３と前記水電解モジュール１ａの陽極側から酸素ガスとともに排出される水を前記純水貯留タンク２に返送する返送経路４とを備えている。
即ち、水素・酸素発生装置１００には、前記給水経路３と前記返送経路４とを通って前記水電解装置１と前記純水貯留タンク２との間を純水が循環する循環経路が形成されている。
【００１４】
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、水電解モジュール１ａの陰極側から発生した湿潤状態の水素ガスを乾燥状態にするための水素気液分離装置５と、前記純水貯留タンク２に純水を補給するための水補給装置６をさらに備えている。
【００１５】
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、水素気液分離装置５で湿潤状態の水素ガスから取り除かれた水の少なくとも一部を前記純水貯留タンク２に返送するための返送経路７と、水補給装置６の補給水タンク６１から純水貯留タンク２に純水を補給するための補給経路８とをさらに備えている。
なお、前記水素気液分離装置５には、水素ガスの移動経路に沿って、気液分離タンク５１と、除湿装置５２とが順に備えられている。
前記気液分離タンク５１は、水電解モジュール１ａから排出された湿潤状態の水素ガスを気液分離して主として液体状態の水を取り除くためのものである。
一方で、前記除湿装置５２は気液分離タンク５１を通過した後の水素ガスにミストや水蒸気となって含まれている水分を取り除くためのものである。
【００１６】
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、水素気液分離装置５で除湿した水素ガスを一時貯留する、装置本体とは別のバッファータンク９１を備えたガス貯留装置９と、水素気液分離装置５から前記バッファータンク９１まで水素ガスを搬送するガス搬送経路１０と、酸素ガスを系外に排出するためのガス排出経路１１とを更に備えている。
なお、以下においては陽極側での水の返送経路４と陰極側からの水の返送経路７とを区別すべく、それぞれ「陽極側返送経路４」、及び、「陰極側返送経路７」と呼び分けることがある。
【００１７】
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、上記のように水電解装置１において電気分解するための純水が、給水経路３、陽極側返送経路４、陰極側返送経路７、及び、補給経路８などを通じて搬送される。
そのため、本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、それぞれの純水の搬送経路に送水装置が設けられている。
【００１８】
前記給水経路３には、前記水電解装置１の陽極側に純水を循環供給するための送水装置として複数の送水装置が設けられており、そのうち１台はガス駆動式送水装置３１である。
なお、残りの送水装置の内の１つは、電力などで駆動されるタイプの送水装置（電力駆動式送水装置）である。
本実施形態においては、前記ガス駆動式送水装置３１と、電力駆動式送水装置３２との２台の送水装置が給水経路３に備えられている。
該給水経路３には、前記純水貯留タンク２から前記ガス駆動式送水装置３１を経由して前記水電解装置１へと至るメイン経路と、前記ガス駆動式送水装置３１を迂回して前記ガス駆動式送水装置３１を経由せずに前記純水貯留タンク２から前記水電解装置１へと至る迂回経路とを有する。
即ち、給水経路３には、前記ガス駆動式送水装置３１の上流側と下流側とをガス駆動式送水装置３１を介さずに結ぶバイパス部３ａが設けられている。
そして、前記電力駆動式送水装置３２はこのバイパス部３ａに設けられている。
【００１９】
本実施形態におけるガス排出経路１１は、前記ガス駆動式送水装置３１を介して酸素ガスを系外に放出するように設けられている。
言い換えれば、前記ガス駆動式送水装置３１は、電気分解による生成ガスたる酸素ガスによって駆動されるように備えられている。
【００２０】
本実施形態における水素・酸素発生装置１００は、陰極側返送経路７も給水経路３と同様に構成されている。
即ち、陰極側返送経路７には、気液分離タンク５１で分離された水を陽極側の循環経路に返送するための送水装置としてガス駆動式送水装置７１が設けられている。
また、陰極側返送経路７には、ガス駆動式送水装置７１を迂回するバイパス部７ａが設けられており、該バイパス部７ａに電力駆動式送水装置７２が設けられている。
陰極側返送経路７に備えられたガス駆動式送水装置７１は、電気分解による生成ガスによって駆動される点においては給水経路３に設けられた第１のガス駆動式送水装置３１（以下、「第１ガス駆動式送水装置３１」ともいう）と共通するが、この陰極側返送経路７に備えられた第２のガス駆動式送水装置７１（以下、「第２ガス駆動式送水装置７１」ともいう）は、水素ガスを動力源としている点において酸素ガスを動力源としている第１ガス駆動式送水装置３１と異なっている。
【００２１】
本実施形態における水素・酸素発生装置１００は、さらに、第３のガス駆動式送水装置（以下、「第３ガス駆動式送水装置」ともいう）を備えており、該第３ガス駆動式送水装置は、補給水タンク６１から純水貯留タンク２に純水を補給するための前記補給経路８に備えられている。
該補給経路８では、給水経路３や陰極側返送経路７と同様に第３ガス駆動式送水装置８１を迂回するバイパス部８ａが設けられ、該バイパス部８ａに電力駆動式送水装置８２が設けられている。
また、補給経路８に設けられた第３ガス駆動式送水装置８１は、給水経路３に設けられた第１ガス駆動式送水装置３１と同様に酸素ガスを動力源として利用するものとなっている。
【００２２】
前記第１ガス駆動式送水装置３１、前記第２ガス駆動式送水装置７１、及び、前記第３ガス駆動式送水装置８１としては、ダイヤフラムポンプやタービンポンプを採用することができる。
なお、本実施形態においてこれらの３つのガス駆動式送水装置３１，７１，８１を同じ送水装置とする必要はなく、例えば、第１ガス駆動式送水装置３１をガス駆動式ダイヤフラムポンプとし、第２ガス駆動式送水装置７１をガス駆動式タービンポンプなどとしてもよい。
本実施形態においてこれらのガス駆動式送水装置３１，７１，８１として用いる送水装置は、ダイヤフラムポンプ（ガス駆動式ダイヤフラムポンプ）であることが好ましい。
【００２３】
本実施形態において用いられることが好ましいガス駆動式ダイヤフラムポンプとしては、例えば、図２に示したようなものが挙げられる。
図２に例示のダイヤフラムポンプ２００は、搬送する液体を吸引する吸水口２１０と、吸引した水を排出する排水口２２０とを有し、吸水口２１０と、排水口２２０との間に液体を一時貯留するポンプ室２３０を有している。
該ダイヤフラムポンプ２００は、この吸水口２１０からポンプ室２３０までの間に第１の液体流路（以下「入水路２１１」ともいう）を備え、ポンプ室２３０から排水口２２０までの間に第２の液体流路（以下「排水路２２１」ともいう）を備えている。
【００２４】
前記入水路２１１とポンプ室２３０との間には開閉弁が備えられており、該開閉弁はポンプ室２３０への液体の入り口となる貫通孔を中央部に有する円環状の弁座２１２ａと、前記貫通孔を開閉する弁体として機能するチャッキボール２１２ｂとを備えている。
即ち、前記開閉弁は、弁座２１２ａの貫通孔よりも径大な球体であるチャッキボール２１２ｂが弁座２１２ａに当接されることによって貫通孔が塞がれて閉止状態となり、チャッキボール２１２ｂが弁座２１２ａから離れることで貫通孔の閉止が解除されて開放状態となるものである。
ポンプ室２３０と排水路２２１との間にも開閉弁（以下「排出弁２２２」ともいう）が備えられており、該排出弁２２２は、入水路２１１とポンプ室２３０との間に設けられた開閉弁（以下「流入弁２１２」ともいう）と同様の構成を有している。
即ち、排出弁２２２は、円環状の弁座２２２ａと、チャッキボール２２２ｂとを備えている。
【００２５】
前記流入弁２１２及び前記排出弁２２２は、何れも、チャッキボール２１２ｂ，２２２ｂが弁座２１２ａ，２２２ａの下流側に備えられている。
即ち、前記流入弁２１２では、弁座２１２ａの貫通孔がポンプ室側に設けられたチャッキボール２１２ｂによって閉塞されているのに対し、排出弁２２２では、排水路側に設けられたチャッキボール２２２ｂによって弁座２２２ａの貫通孔が閉塞されている。
【００２６】
ダイヤフラムポンプ２００は、ポンプ室２３０に隣接したガス室２４０を備え、該ガス室２４０とポンプ室２３０との間がダイヤフラム２５０によって仕切られている。
ダイヤフラムポンプ２００は、水電解装置で発生した生成ガス（酸素）を前記ガス室２４０に供給し得るように構成されており、前記ガス室２４０への酸素の供給を制御するガス制御部２６０を備えている。
【００２７】
本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、ガス室２４０へ酸素が供給されることでガス室内が加圧状態となりダイヤフラム２５０がポンプ室側へと移動するように構成されている。
そして本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、ポンプ室２３０の水がダイヤフラム２５０を介してガス室側から加圧されることで流入弁２１２が閉止状態となり排出弁２２２が開放状態となってポンプ室２３０の水が排水路２２１を通じて排出されるように構成されている。
なお、本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、前記ガス制御部２６０によってガス室２４０へ酸素が間欠的に供給されることでダイヤフラム２５０のポンプ室側への移動とガス室側への移動とが交互に生じるように構成されている。
即ち、本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、ダイヤフラム２５０のガス室側への移動に際し、ポンプ室２３０を負圧化し、排出弁２２２を閉止状態にするとともに流入弁２１２を開放状態として新たな水をポンプ室２３０に流入させうるように構成されており、このポンプ室２３０への水の流入とポンプ室２３０からの水の排出とを繰り返すことで水を搬送し得るように構成されている。
また、本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、ガス室２４０への酸素の供給周期によって水の搬送量を制御し得るように構成されている。
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、ガス室２４０への酸素の供給周期を制御するガス制御部２６０を備えることによって単位時間当たりにダイヤフラムポンプ２００を通過する酸素ガスの量が同じ場合でも水の搬送量をある程度の範囲内で変更することができ、水電解モジュール１ａの運転状況などに応じてキメ細かな運転ができるように構成されている。
【００２８】
本実施形態のダイヤフラムポンプ２００は、ポンプ室２３０、ガス室２４０、ダイヤフラム２５０、流入弁２１２、排出弁２２２などといった水を搬送するための機構をもう一組備えている。
ダイヤフラムポンプ２００は、一方の機構においてダイヤフラム２５０をポンプ室側に移動させて水を排出している際に他方の機構においてダイヤフラム２５０をガス室側に移動させて水を吸引させ得るようにポンプ室２３０とガス室２４０との並びが一方の機構と他方の機構とで逆（対称）になっており、且つ、これらのダイヤフラム２５０，２５０どうしがピストンロッド２７０によって連結されている。
【００２９】
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、水電解モジュール１ａにて高負荷で電気分解が実施されて大量の酸素ガスが発生する際にはこのダイヤフラムポンプ２００も大きな動力源が確保されるため、循環経路を通じて多くの水を循環させることができる。
また、本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、ガス貯留装置９における水素ガスの貯留量や水素貯留圧力が十分なものとなって水電解モジュール１ａでの電気分解の必要性が低下した際には、酸素ガスの発生量を低下させてダイヤフラムポンプ２００による水の搬送量を低減させることができる。
このように本実施形態の水素・酸素発生装置１００においては、水電解モジュール１ａでの水消費量に応じて水の搬送量が自動的に変化され得る。
【００３０】
上記のように水電解モジュール１ａでの水消費量に応じて水の搬送量が自動的に変化される点については、陰極側の気液分離タンク５１で分離された水を陽極側の循環経路に返送するために設けられた前記第２ガス駆動式送水装置７１や補給水タンク６１から純水貯留タンク２に純水を補給するために設けられた前記第３ガス駆動式送水装置８１においても同じである。
【００３１】
本実施形態の水素・酸素発生装置１００は、電力駆動式送水装置３２，７２，８２がガス駆動式送水装置３１，７１，８１と併設されているのでガス駆動式送水装置３１，７１，８１で搬送可能な量を超えた水の搬送が必要になった場合においても電力駆動式送水装置３２，７２，８２で対応可能となっている。
例えば、水電解モジュール１ａは、電気分解を行っている運転モードから、電気分解を行っていない停止モードへと移行した際には、水電解モジュール１ａが電気分解に伴い発生する熱によって高温になっている可能性がある。
そのため、水素・酸素発生装置１００は、水電解モジュール１ａが運転モードから停止モードへと移行した後も、水電解モジュール保護の観点から、しばらくは循環経路を使って水の循環を継続することが好ましい。
このとき、通常の場合では、ガス駆動式送水装置３１による水の搬送に十分な生成ガスが水電解モジュール１ａから発生することがないので、代わりに電力駆動式送水装置３２を運転させて水電解モジュール１ａからのガスの排出や水電解モジュール１ａの冷却を行えばよい。
また、水電解モジュール１ａが停止モードから運転モードとなった直後は、通常、ガス駆動式送水装置３１による水の搬送に十分な生成ガスが確保し難いため、代わりに電力駆動式送水装置３２を運転させて水電解モジュール１ａからのガスの生成や水電解モジュール１ａの冷却を行えばよい。
【００３２】
電力駆動式送水装置３２の運転をできるだけ制限する上においては、水電解装置の陽極側に水を循環供給するための送水装置として１又は２以上のガス駆動式送水装置を設け、  酸素ガスと水素ガスとの両方で水の循環供給を可能にすることが好ましい。
即ち、本実施形態での水素ガスの製造に際しては、水電解モジュール１ａが停止モードとなる前に酸素ガスを系外に排出するのを抑制し、水素ガスでガス駆動式送水装置を駆動させて水電解モジュール１ａへの水の循環供給を実施しつつ一定量の加圧酸素ガスを系内に貯留し、水電解モジュール１ａが停止モードとなった後にこの加圧状態の酸素ガスでガス駆動式送水装置を駆動させて水電解モジュール１ａへの水の循環供給を継続させてもよい。
この場合、安全性を考慮して、水素ガスと酸素ガスとの混合を防止する意味において純水を水電解装置に循環供給するためのガス駆動式送水装置は、複数設けて水素ガス駆動用の送水装置と酸素ガス駆動用の送水装置とを個別に用意することが好ましい。
【００３３】
水素・酸素発生装置１００は、陽極側の生成ガス（酸素ガス）に含まれる水素を検出して該生成ガスの水素濃度を測定するための水素濃度測定装置を備えていることが好ましい。
このような水素濃度測定装置を利用するのに際しては、例えば、酸素ガス中の水素濃度を常時監視し、安全上問題となる濃度、即ち爆発下限濃度に達した場合、水電解モジュール１ａへの水の循環供給を継続し、水電解モジュール１ａが十分冷却された後、装置を停止させるようにしてもよい。
【００３４】
上記のような態様に代えて、例えば、図３に示すように、ガス駆動式送水装置３１の上流側（ａ）や下流側（ｂ）に水電解モジュール１ａが停止した後もガス駆動式送水装置３１を駆動させるための酸素を加圧状態で貯留するためのガスタンク３００を設けるようにしてもよい。
即ち、ガスタンク３００に貯留した加圧状態の酸素は、水電解モジュール１ａが停止した後の水の循環や水電解モジュール１ａが運転を開始する際の水の循環に利用することができる。
【００３５】
本実施形態の水素・酸素発生装置１００を用いた水素ガスの製造方法においては、上記のように水電解装置で純水を電気分解して生成ガスとして陰極側に水素ガスを発生させるとともに陽極側に酸素ガスを発生させる電解工程と、水電解装置で電気分解される純水を搬送する水搬送工程とを実施し、電解工程と水搬送工程とを並行して行い、該水搬送工程での前記純水の搬送にガス駆動式送水装置を用い、且つ、該ガス駆動式送水装置の駆動に前記生成ガスを用いる。
このため、本実施形態の水素ガスの製造方法においては、純水の搬送に消費するエネルギーを節約することができ、効率良く水素ガスを製造することができる。
本実施形態の水素ガスの製造方法においては、エネルギー消費の大きな送水装置をガス駆動式送水装置とすることが好ましい。
このような点において本実施形態の水素ガスの製造方法では、前記水電解装置の陽極側に水を循環供給するための送水装置として前記ガス駆動式送水装置を用いることが好ましい。
【００３６】
本実施形態の水素ガスの製造方法においては、一般的なポンプなどの電力駆動式送水装置が前記ガス駆動式送水装置とともに純水の搬送に用いられることが好ましい。
さらに、本実施形態の水素ガスの製造方法においては、水電解装置の運転を停止した後も水電解装置に純水を流通させることが好ましく、水電解装置の運転停止前に酸素を加圧状態で貯留し、水電解装置の運転後にガス駆動式送水装置を用いて水の前記流通を実施させ、該ガス駆動式送水装置の駆動に前記貯留した酸素ガスを用いることが好ましい。
【００３７】
なお、上記においてはガス駆動式送水装置としてダイヤフラムポンプを例示しているが、前記のように第１ガス駆動式送水装置３１、第２ガス駆動式送水装置７１、及び、第３ガス駆動式送水装置８１としては、図４に示したようなガス駆動式タービンポンプであってもよい。
図４に示す、タービンポンプ４００は、搬送する液体を吸引する吸水口４１０と、吸引した水を排出する排水口４２０とを有し、吸水口４１０と、排水口４２０との間に液体を
貯えるポンプ室４３０を有している。
該タービンポンプ４００は、このポンプ室４３０と排水口４２０との間に水を搬送するための羽根車を備えている。
また、タービンポンプ４００は、前記羽根車の動力源となるガスを取り入れる吸気口４４０と、吸気したガスを排出する排気口４５０とを有し、吸気口４４０と、排気口４５０との間にガス室４６０を備えている。
該タービンポンプ４００は、吸気口４４０からガス室４６０を通って排気口４５０へと流れるガスによって回転される羽根車を前記ガス室４６０に備えている。
前記ポンプ室４３０に設けられた第１の羽根車（以下「液体用羽根車４２１」ともいう）と、前記ガス室４６０に設けられた第２の羽根車（以下「ガス用羽根車４６１」ともいう）は、互いに連動するように備えられている。
本実施形態においては液体用羽根車４２１及びガス用羽根車４６１のそれぞれは、軸周りに回転可能で、共通する回転軸４７０で連結されることによって互いに連動するようになっている。
即ち、本実施形態のタービンポンプ４００は、ガス室４６０に生成ガスを流通させることでガス用羽根車４６１が回転し、該ガス用羽根車４６１と同じ回転軸に固定された液体用羽根車４２１がポンプ室内で回転することによって水が排水口４２０から排出されるように構成されている。
【００３８】
前記のダイヤフラムポンプ２００では、ガス室へのガスの供給周期を制御することで水の搬送量を調整することができるが、該タービンポンプ４００では、ガス室４６０を通るガスの流速によって水の搬送量が調整される。
【００３９】
水電解装置で電気分解される水を搬送するガス駆動式送水装置として前記タービンポンプ４００を用いる場合、図５に例示したように、前記回転軸４７０をモーター４８０などでも回転できるようにすれば、給水経路３、陰極側返送経路７、及び、補給経路８のそれぞれにおけるバイパス部３ａ，７ａ，８ａの設置や電力駆動式送水装置３２，７２，８２の設置を省略することもできる。
また、この場合、水の搬送動力のメインをモーター側とし、ガス用羽根車４６１の回転動力をサブとしてもよい。
即ち、循環水量をモーター４８０の回転数で制御し、当該モーター４８０の負荷をガス用羽根車４６１の回転によって軽減させるようにしてもよい。
このようにして電力でも駆動可能なガス駆動式送水装置を設置することで水素・酸素発生装置１００は、装置構成が簡略化できるとともに運転の制御も簡略化させることができる。
【００４０】
前記ダイヤフラムポンプ２００についてもモーターを組み込んでもよい。
即ち、モーターの回転軸と、前記ピストンロッド２７０とのリンク機構としてクランクを採用し、モーターの回転運動をクランクによってレシプロ運動に変換するようにすれば前記ダイヤフラムポンプ２００も電力で駆動可能となる。
このような場合も、水素・酸素発生装置１００は、装置構成が簡略化できるとともに運転の制御も簡略化させることができる。
【００４１】
尚、上記においてはガス駆動式送水装置で搬送する水として純水を例示しているが、本発明は、電気分解する水を純水に限定するものではなく、アルカリ性溶液を電気分解するような場合も本発明の意図する範囲である。
即ち、送水装置の省エネルギー化が図られるという本発明の効果は、搬送する水が純水以外の場合でも上記例示と同様に発揮され得るものである。
また、本発明は上記例示に何等限定されるものではなく、本実施形態の水素・酸素発生装置に上記例示の事項以外にも構成要素を付加するなどして各種の変更を加えることができる。
【００４２】
この点について１つの変更例について説明すると、例えば、上記例示においては、気液分離タンク５１で分離された水が第２ガス駆動式送水装置７１で純水貯留タンク２に送水されているが、気液分離タンク５１で分離された水の供給先は純水貯留タンク以外に変更してもよい。
気液分離タンク５１で分離された水は、例えば、補給水タンク６１に送水してもよい。
補給水タンク内は大気圧であるため、気液分離タンク５１で分離された水を補給水タンク６１に送水する場合、気液分離タンク内の水素ガスの圧力を利用して水を送水することができる。
従って、このような場合においては第２ガス駆動式送水装置７１の設置が不要となる。
【００４３】
ここではこれ以上の詳述を行わないが、水素・酸素発生装置、及び、ガス製造方法に係る技術事項で、従来公知の事項については、本発明の効果が著しく損なわれない範囲において本発明に採用が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１     水電解装置
１ａ   水電解モジュール
２     純水貯留タンク
３     給水経路
４     陽極側返送経路
５     水素気液分離装置
６     水補給装置
７     陰極側返送経路
８     補給経路
９     ガス貯留装置
１０   ガス搬送経路
１１   ガス排出経路
３１   第１ガス駆動式送水装置
７１   第２ガス駆動式送水装置
８１   第３ガス駆動式送水装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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