(57)【要約】【課題】本発明は、バッファタンクの容量を大きくすることなく、圧縮機の起動時、圧縮機入口の圧力低下の防止、圧力安定化を図ることを課題とする。【解決手段】水電解装置３１の下流側にバッファタンク３２、圧縮機３３、水素貯蔵容器３４を順次配置した水素発生装置で、水電解装置３１で発生した水素の圧力を制御する方法において、前記圧縮機３３の入口及び出口を、圧力調整弁３５を介装したバイパスライン３６で連結し、圧縮機３３の入口側の圧力を制御することを特徴とする発生水素の圧力制御方法。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水電解装置の下流側にバッファタンク、圧縮機、水素貯蔵容器を順次配置した水素発生装置で、水電解装置で発生した水素の圧力を制御する方法において、
前記圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインで連結し、圧縮機の入口側の圧力を制御することを特徴とする発生水素の圧力制御方法。
【請求項２】
前記圧縮機をインバータ制御することにより、前記水電解装置の水素発生量叉は圧力の少なくともいずれか一方と同期をとりながら運転することを特徴とする請求項１記載の発生水素の圧力制御方法。
【請求項３】
水電解装置と、この水電解装置の下流側に順次配置された，バッファタンク、圧縮機及び水素貯蔵容器と、前記圧縮機の入口及び出口間をつなぐ，圧力調整弁を介装したバイパスラインとを具備することを特徴とする水素発生装置。
【請求項４】
前記圧縮機をインバータ制御し、前記水電解装置の水素発生量叉は圧力の少なくともいずれか一方と同期をとりながら運転することを特徴とする請求項３記載の水素発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水電解装置で発生する水素の圧力を制御する発生水素の圧力制御方法及び水素発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、水電解装置で発生した水素を貯蔵する水素発生装置は、例えば図２に示すようになっている。
図中の符番１は、水電解装置（ＳＰＷＥ）を示す。この水電解装置１の下流側には、バッファタンク２、圧縮機３、水素貯蔵容器４が順次配置されている。ここで、圧縮機３は、水電解装置１で発生する水素を昇圧する機能を有している。
【０００３】
ところで、圧縮機３の起動時には圧縮機３の入口側の圧力が乱れたり、低下することがある。従って、圧縮機３の起動時、圧縮機入口の圧力低下を防止するため及び圧力安定化のため、大容量のバッファタンク２が必要である。
【０００４】
図３は、従来の水素発生装置の一例を示す（特開２０００−２８１３０８号公報）。
この水素発生装置は、触媒層を有する改質管１ａとバーナ１ｂとを備えた改質器１と、改質ガスを加圧するための圧縮機２と、加圧された改質ガスから水素を分離精製する圧力スイング吸着装置（ＰＳＡ）３と、前記圧縮機２の吐出側の圧力を測定する圧力計４と、この圧力を制御する手段として圧縮機２の吐出側から吸い込み側に接続されたバイパス配管経路に設けた制御弁５と、触媒層温度を測定する温度計６と備えている。また、前記水素発生装置は、前記改質器１の温度が改質器１の耐熱性の観点から定めた所定の設定値を越えた場合に、前記圧縮機２の吐出圧力を上昇させ、前記改質器１の温度を設定値以下に低下させるような制御装置７を備えている。なお、前記ＰＳＡ３は、図示しないが、圧縮機２の吐出圧力上昇に合わせてＰＳＡ３の吸着圧力を上昇させるような調整弁を備えている。しかし、図３の水素発生装置は、改質器１の温度が変化すると圧縮機２の吐出側の圧力がかわるので、これを回避する為に水素精製後の残ガスを無駄に放出することなく、適正な改質器１の温度制御をしようとしたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２８１３０８号（第４−５頁、図１〜３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインで連結し、圧縮機の入口側の圧力を制御することにより、バッファタンクの容量を大きくすることなく、圧縮機の起動時、圧縮機入口の圧力低下の防止、圧力安定化をなし得る発生水素の圧力制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインでつなぎ、圧縮機の入口側の圧力を制御する構成とすることにより、バッファタンクの容量を大きくすることなく、圧縮機の起動時、圧縮機入口の圧力低下の防止、圧力安定化をなし得る水素発生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明は、水電解装置の下流側にバッファタンク、圧縮機、水素貯蔵容器を順次配置した水素発生装置で、水電解装置で発生した水素の圧力を制御する方法において、前記圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインで連結し、圧縮機の入口側の圧力を制御することを特徴とする発生水素の圧力制御方法である。
【０００９】
本願第２の発明は、水電解装置と、この水電解装置の下流側に順次配置された，バッファタンク、圧縮機及び水素貯蔵容器と、前記圧縮機の入口及び出口間をつなぐ，圧力調整弁を介装したバイパスラインとを具備することを特徴とする水素発生装置である。
【００１０】
本発明において、前記圧縮機をインバータ制御することにより、前記水電解装置の水素発生量叉は圧力の少なくともいずれか一方と同期をとりながら運転することが好ましい。前記圧力調整弁のみでも圧力を粗調整することはできるが、インバータ制御を加えることにより圧力調整弁で充分制御できない圧力の変動を微調整することができる。従って、前記圧力調整弁とインバータ制御を併用することにより、バッファタンクの容量を著しく小さくできる。なお、前記圧力調整弁としては、例えば楊程型の自立式調整弁が挙げられる。また、「インバータ制御」とは、圧縮機入口側の圧力が高い時叉は水素発生量が多い時は圧縮機の回転数を減らし、逆に圧縮機入口側の圧力が低い時叉は水素発生量が少ない時は圧縮機の回転数を増やすことを意味する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係る発生水素の圧力制御方法について図面を参照して説明する。
（実施例１）
図中の符番３１は、水電解装置（ＳＰＷＥ）を示す。この水電解装置３１の下流側には、バッファタンク３２、圧縮機３３、水素貯蔵容器３４が順次配置されている。ここで、圧縮機３３は、水電解装置３１で発生する水素を昇圧する機能を有している。前記圧縮機３３の入口及び出口は、圧力調整弁３５を介装したバイパスライン３６により連結されている。ここで、圧縮機３３の入口側の圧力が高い場合は、圧力調整弁３５の開度が自動的に減少することで圧縮機３３の出口側から入口側への還流量を減らす。また、圧縮機３３の入口側の圧力が低い場合は、圧力調整弁３５の開度が自動的に増加することで圧縮機３３の出口側から入口側への還流量を増やすような自律制御が成立し、圧縮機３３の入口側の圧力をほぼ一定に制御することができる。
【００１２】
このように、図１の水素発生装置は、水電解装置３１と、この水電解装置３１の下流側に順次配置された，バッファタンク３２、圧縮機３３及び水素貯蔵容器３４と、前記圧縮機３３の入口及び出口間をつなぐ，圧力調整弁３５を介装したバイパスライン３６を具備し、圧縮機３３の入口側の圧力を該圧力の高低に応じて制御する構成となっている。
【００１３】
実施例１によれば、前記圧縮機３３の入口及び出口を、圧力調整弁３５を介装したバイパスライン３６により連結し、圧縮機３３の入口側の圧力が低い場合は、圧力調整弁３５の開度が自動的に増加することで圧縮機３３の出口側から入口側への還流量を増やし、圧縮機３３の入口側の圧力をほぼ一定に制御することができる。従って、従来のように、バッファタンク３２の容量を大きくすることなく、圧縮機３５の起動時に、圧縮機３５の入口側の圧力が乱れたり、低下することを回避することができ、圧縮機３５の入口側の圧力を安定して維持することができる。
【００１４】
（実施例２）
図示しないが、本実施例２では、圧縮機をインバータ制御して、水電解装置の水素発生量と同期を取りながら運転することを特徴とする。なお、水素発生量の代わりに圧力もしくは両方と同期をとってもよい。
【００１５】
実施例２によれば、圧縮機をインバータ制御して、水電解装置の水素発生量と同期を取りながら運転することにより、上記実施例１のように圧力調整弁のみを用いた場合と比べて、バッファタンクの容量を更に小さくできる。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインで連結し、圧縮機の入口側の圧力を制御することにより、バッファタンクの容量を大きくすることなく、圧縮機の起動時、圧縮機入口の圧力低下の防止、圧力安定化をなし得る発生水素の圧力制御方法を提供できる。
【００１７】
また、前記圧縮機をインバータ制御して、水電解装置の水素発生量、圧力のいずれか一方と同期を取りながら運転すれば、更にバッファタンクの容量を小さくできる発生水素の圧力制御方法を提供できる。
【００１８】
また、本発明によれば、圧縮機の入口及び出口を、圧力調整弁を介装したバイパスラインでつなぎ、圧縮機の入口側の圧力を制御する構成とすることにより、バッファタンクの容量を大きくすることなく、圧縮機の起動時、圧縮機入口の圧力低下の防止、圧力安定化をなし得る水素発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る発生水素の圧力制御方法の説明図。
【図２】従来の発生水素の圧力制御方法の説明図。
【図３】従来の水素発生装置の説明図。
【符号の説明】
３１…水電解装置（ＳＰＷＥ）、
３２…バッファタンク、
３３…圧縮機、
３４…水素貯蔵容器、
３５…圧力調整弁、
３６…バイパスライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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