(57)【要約】【課題】装置が全停止しても、電解質膜がガス中に露出することなく湿潤状態を維持でき、また水質の適正維持が可能な水電解装置とその運転方法を提供する。【解決手段】入口マニホールド（１０１ａ，１０１ｂ）とポンプ（５，６）の水吐出側との間にポンプ停止時に純水の循環を閉止する開閉弁（２４，２５）を備え、また、陽極室および陰極室と各気液分離器（１３，１４）とを接続する電解セル出側配管系は、電解質膜（１００ａ，１００ｂ）に隣接して上方に設けた各出口マニホールド（１０２ａ，１０２ｂ）と、この出口マニホールドの上方から気液分離器の上方側部に接続した電解セル出口配管（１１，１２）とからなる構成とし、電解質膜の上端から電解セル出側配管系の最高位点（位置Ｆ）までの電解セル出側配管系内の容積を、電解運転中に発生し水電解セル１内と前記電解質膜の上端から電解セル出側配管系の最高位点（位置Ｆ）までの系内とに含有する予め演算で求めたガス容積以上とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子等の電解質膜によって内部が陽極室と陰極室とに区画された水電解セルと、純水循環用のポンプを有し前記陽極室と陰極室とにそれぞれ個別に接続した気液分離器を含む陽極側（アノード側）および陰極側（カソード側）のそれぞれ個別の純水循環回路と、外部から水電解セルに純水を供給する外部純水供給ラインとを備えた水電解装置において、
前記陽極室および陰極室の各入口マニホールドと前記ポンプの水吐出側との間にそれぞれ、ポンプ停止時に純水の循環を閉止する開閉弁もしくは逆止弁を備え、
前記陽極室および陰極室と前記各気液分離器とを接続する電解セル出側配管系は、前記電解質膜に隣接して陽極室および陰極室の上方に設けた各出口マニホールドと、この出口マニホールドの上方から前記気液分離器の上方側部に接続した電解セル出口配管とからなり、
かつ、前記電解質膜の上端から前記電解セル出側配管系の最高位点までの電解セル出側配管系内の容積を、電解運転中に発生し水電解セル内と前記電解質膜の上端から電解セル出側配管系の最高位点までの系内とに含有する予め求めたガス容積以上としたことを特徴とする水電解装置。
【請求項２】
固体高分子等の電解質膜によって内部が陽極室と陰極室とに区画された水電解セルと、純水循環用のポンプを有し前記陽極室と陰極室とにそれぞれ個別に接続した気液分離器を含む陽極側（アノード側）および陰極側（カソード側）のそれぞれ個別の純水循環回路と、外部から水電解セルに純水を供給する外部純水供給ラインとを備えた水電解装置において、
前記陽極室および陰極室と前記各気液分離器とを接続する電解セル出側配管系は、前記電解質膜に隣接して陽極室および陰極室の上方に設けた各出口マニホールドと、この出口マニホールドの上方から前記気液分離器の上方側部に接続した電解セル出口配管とからなり、
かつ、前記電解質膜の上端から気液分離器最上部迄の、前記電解セル出側配管系および循環水の戻り配管系を含む前記純水循環回路内の容積は、電解運転中に発生し水電解セル内と前記電解セル出側配管系および気液分離器内とに含有する予め求めたガス容積以上としたことを特徴とする水電解装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水電解装置において、前記気液分離器は、電解運転中の水位制御を行なう高位レベルＨと低位レベルＬと、かつ前記ＨおよびＬよりはさらに高位および低位の最高位レベルＨＨおよび最低位レベルＬＬとを有する４位置（ＨＨ，Ｈ，Ｌ，ＬＬ）の水位制御を行なう水位調整装置を備え、前記ＨＨ−Ｈ間の水位差は最大電解電流を投入した際に起こる水位変動以上に設定し、かつ前記ＬＬ−Ｌ間の水位差は最大電解電流を遮断した際に起こる水位変動以上に設定したことを特徴とする水電解装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水電解装置の運転方法であって、電解電流の投入、遮断、増加、減少を行なった際に、水位が前記ＨＨ−ＬＬ間にある場合には、前記純水循環回路および外部純水供給ラインの水循環および水供給の運転を継続する制御を行なうことを特徴とする水電解装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固体高分子等の電解質膜を用いた水電解装置とその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体高分子等の電解質膜を隔膜として陽極（アノード）側と陰極（カソード）側とに分離し、陽極側に純水、又はイオンを含む水を供給しながら電気分解して、陽極側から酸素ガスを、陰極側から水素ガスをそれぞれ発生するように構成した水電解装置の開発が、近年進められ、そのシステム構成，スタックの構造，運転方法等々に関して、種々の提案が行なわれている（例えば、特許文献１および２など参照）。
【０００３】
前記特許文献１には、一般的な基本システム構成が記載されており、また、前記特許文献２には、供給水入口にイオン交換樹脂槽を設けることにより、電解される水に含まれる不純物イオンが、固体高分子電解質膜に付着蓄積して電解性能が低下するのを防止するシステム構成が記載されている。
【０００４】
図４は、前記先行技術を参照して模式的に記載した従来の固体高分子電解質膜を用いた水電解装置のシステム系統図を示す。図４において、水電解セル１は固体高分子電解質膜により陰極室と陽極室とに内部が区画されている。前記陰極室と陽極室は、それぞれ、図示しない触媒電極と多孔質給電体とを備える。
【０００５】
前記固体高分子電解質膜は工業用として広く用いられており、代表的な例として、ペルフルオロカーボンスルホン酸膜が上げられる。給電体としてはチタン繊維やステンレス繊維焼結板等の導電性の高い材料が用いられる。陽極側に供給された水は、２Ｈ２０→０２＋４Ｈ＋＋４ｅ−の反応により分解され、酸素を発生する。Ｈ＋は電解質膜のスルホン基を経由し、陰極側で、４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２の反応が起こり水素ガスが発生する。
【０００６】
図４において、水電解セル（以下、単に電解セルともいう。）１のアノ−ド側には、外部から、純水装置２を経由した純水が供給ポンプ３により外部純水供給ライン４を経由して供給される。電解セルの各極内の純水は、アノード側循環ポンプ５、カソード側循環ポンプ６により電解セル入り口配管７，８、電解セル出口配管１１，１２、及び戻り配管９，１０を経由して循環される。電解セルの出口配管１１，１２は気液分離器１３，１４に接続される。
【０００７】
気液分離器１３，１４からは、電解セル入り口への戻り配管９，１０の他に、分離した発生ガス（水素・酸素）を取り出す配管１５，１６が設置され、ガス冷却器１７，１８に接続される。ガス冷却器１７，１８には、凝縮水を気液分離器１３，１４に戻す配管１９，２０と、ガスを水電解装置から取り出す配管２１，２２が接続される。アノード側の入り口配管７には純水中の不純物の濃縮を避けるために、純水の一部を系外に排出するブローダウン配管２３が接続される。又、図示しないが、電解セル１には電気分解の電力を供給する配線リードが接続されている。
【０００８】
次に、上記装置の運転動作について以下に述べる。図４のような構成の装置において、図示しない配線リードから電力を供給すると、電解セル１で水の電気分解がおこり、配管１１，１２を経由して、純水と発生ガスの混合流が気液分離器１３，１４に流入する。気液分離器１３，１４では、純水と発生ガスが分離され、純水は循環ポンプ５，６により配管９，１０を経由して再び電解セル１に戻される。電解で発生したガスは、気液分離器１３，１４で分離されたのち、がス冷却器１７，１８で冷却され、凝縮水とガスに分離される。凝縮水は配管１９，２０を介して気液分離器１３，１４に戻される。冷却されたガスは、配管２１，２２を介して水電解装置の外部に送出される。
【０００９】
また、電気分解反応に要する純水は、電解質膜などを汚染して電解セルの特性を低下させる（電解電圧を上昇させる）要因となる水中の不純物質を除去するために、イオン交換樹脂筒等の純水装置２を経由してアノード側に供給される。電解セル内は、電気分解温度を一定（例えば、８０℃）に保つためと発生したガスを電解セル外部に速やかに排出するために、両極ともに電解用純水供給量の数十倍の水量が循環されている。
【００１０】
さらに、運転に伴いアノード側からは、電解される水量の数倍の水量が電解質膜を通してカソード側に移動する。その要因は、電解質膜の中をイオンが通過する際に水が同伴することにあり、実験結果の一例によれば、約７倍から９倍の水量が電解質膜を通してアノード側からカソード側に移動する。上記により、カソード側の純水は増加することとなるため、カソード側の純水は前記移動水水量を装置系外に排出するか、アノード側に戻す等の方法で、カソード側の水量を一定に調節する必要がある。図４において、ポンプ２７は、各気液分離器の間を接続するライン上に設けた前記移動水をアノード側に戻すためのポンプである。この水量の調節は、通常、気液分離器等に設置した液面計等を監視して行なわれる。
【００１１】
また、純水装置を通しても純水中から不純物質は完全には除去することはできずに微量成分が残る。この不純物質は電極質膜を純水が通過する際に電解質膜に補足され、電解質膜が汚染して電解セルの特性低下を引き起こす要因となる。一方、電解質膜を通過したカソード側の純水は、アノード側の純水よりも清浄となって電気比抵抗が向上する。この向上する比率は、装置内の純水の水質が低下した場合に顕著となり、カソ−ド側純水の電気比抵抗はアノード側電気比抵抗の２倍以上となる場合もある。
【００１２】
さらに、装置に供給される電解用純水は電気分解により装置外部に発生ガスや発生ガス中の水蒸気として排出されるが、微量の不純物（アルカリ金属イオン等）はガスや水蒸気には同伴されないため、装置内の水は運転を継続するに従い濃縮されていく。この濃縮が進むと、電解セルの特性低下を招くため、水電解装置では、装置外部に適量の水を、前記ブローダウン配管２３から排出して、不純物の過度の濃縮を抑止している。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−５４１７５号公報（第２頁、図２）
【特許文献２】
実開平２−５１２６３号の全文明細書（第１６〜２３頁、第１図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の水電解装置においては、電解運転の起動・停止時等においても必要とされる電解質膜の湿潤維持に関係して、下記のような問題があった。
【００１５】
電解セルの電解質膜は乾燥すると電解質膜としての特性を維持できなくなること、および、乾燥−湿潤で寸法変化を起こし膜の破損の危険がある等の理由により、通常、電解セルのいずれの部位においても電解質膜の湿潤を保つように、電解質膜周囲が生成ガスのみとならずに生成ガスと純水の混合流を維持できる純水が循環・供給されている。
【００１６】
カソード側は外部からの補給がなくても、前述のようにアノード側からの移動水量のみで電解室膜の湿潤を保つことが可能である。これに対してアノード側は、適正な純水を供給・循環する装置が必要となる。アノード側には系外への廃棄水量及び生成ガスに含まれて系外に排出する水蒸気量、電気分解によりガスに変わる水分量が補給される。系外への廃棄水量としては、前述のように、系内の純水の不純物の濃縮を防止するためのブローダウン水も含まれる。これら系内の水量は、気液分離器等に設置された水位計により適正範囲に制御されている。
【００１７】
ところで、運転中の電解セル内及び電解セルから気液分離器までの配管内はガスと純水の気液混合流となっており、系内の見かけ状の液相容積を増加させている。このような運転状態にある水電解装置において、運転停止指令や異常による制御電源の喪失等により、電解運転を含む装置の全機器が停止した場合には、電解停止と共に水循環用のポンプも停止して、系内の混合流中のガスは系内の上方に集合することになる。このとき、電解セルの電解質膜より上方の容積が系内に含まれるガスの容積以下であると、装置の運転が回復するまで電解質膜の上方がガス中に放置され、湿潤状態を保てなくなる危険がある。
【００１８】
また、水電解装置の電解電流が急激に増減（起動・停止を含む）した場合、系内の見かけ上の液体容積が変化し、制御水位を変化させて制御幅から逸脱する危険がある。電解運転が停止した場合でも、電解セル部の水質を維持し、電解セルのダメージ（不純物質の付着等）を低減するためには、純水循環用のポンプや外部純水供給用のポンプの運転は継続したほうが好ましい。
【００１９】
しかしながら、前述のように水位が制御範囲を逸脱した場合に、装置の緊急停止を妨げるような制御を行なうことは装置の安全上好ましくない。
【００２０】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、本発明の課題は、電解運転中に制御電源の喪失等により装置が全停止を起こした場合でも、循環水中のガスが電解セルや配管内の上方に集合することにより電解質膜がガス中に露出・乾燥することを防止可能な水電解装置を提供することにある。さらに、前記電解質膜露出・乾燥防止機能に加えて、電解運転中の電解電流変化（投入、遮断、増加、現象）に伴う水位変動により、電解運転以外の装置停止を起こさない、即ち、純水循環用のポンプや外部純水供給用のポンプの運転は継続可能な水電解装置とその運転方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、この発明は、固体高分子等の電解質膜によって内部が陽極室と陰極室とに区画された水電解セルと、純水循環用のポンプを有し前記陽極室と陰極室とにそれぞれ個別に接続した気液分離器を含む陽極側（アノード側）および陰極側（カソード側）のそれぞれ個別の純水循環回路と、外部から水電解セルに純水を供給する外部純水供給ラインとを備えた水電解装置において、前記陽極室および陰極室の各入口マニホールドと前記ポンプの水吐出側との間にそれぞれ、ポンプ停止時に純水の循環を閉止する開閉弁もしくは逆止弁を備え、前記陽極室および陰極室と前記各気液分離器とを接続する電解セル出側配管系は、前記電解質膜に隣接して陽極室および陰極室の上方に設けた各出口マニホールドと、この出口マニホールドの上方から前記気液分離器の上方側部に接続した電解セル出口配管とからなり、かつ、前記電解質膜の上端から前記電解セル出側配管系の最高位点までの電解セル出側配管系内の容積を、電解運転中に発生し水電解セル内と前記電解質膜の上端から電解セル出側配管系の最高位点までの系内とに含有する予め求めたガス容積以上としたものとする（請求項１の発明）。
【００２２】
前記構成によれば、詳細は後述するように、装置が全停止を起こした場合でも、循環水中のガスが電解セルや配管内の上方に集合することにより電解質膜がガス中に露出することがなく、電解質膜の湿潤状態を維持できる。なお、前記ガス容積は、以下のようにして予め演算で求めることができ、これに基づいて系内容積の設定を行なう。
【００２３】
ガス容積は、運転最大電解電流から計算できる理論ガス量（ノルマルガス量）を装置の設計運転圧力、設計運転温度で補正した値に若干の余裕率を見込んで求める。ここで、余裕率は、系内圧力、系内温度の運転過渡時における変化分によるズレ分と、設計上の安全率とを考慮して定める。
【００２４】
また、前記課題は、下記請求項２の発明によっても解決できる。即ち、固体高分子等の電解質膜によって内部が陽極室と陰極室とに区画された水電解セルと、純水循環用のポンプを有し前記陽極室と陰極室とにそれぞれ個別に接続した気液分離器を含む陽極側（アノード側）および陰極側（カソード側）のそれぞれ個別の純水循環回路と、外部から水電解セルに純水を供給する外部純水供給ラインとを備えた水電解装置において、前記陽極室および陰極室と前記各気液分離器とを接続する電解セル出側配管系は、前記電解質膜に隣接して陽極室および陰極室の上方に設けた各出口マニホールドと、この出口マニホールドの上方から前記気液分離器の上方側部に接続した電解セル出口配管とからなり、かつ、前記電解質膜の上端から気液分離器最上部迄の、前記電解セル出側配管系および循環水の戻り配管系を含む前記純水循環回路内の容積は、電解運転中に発生し水電解セル内と前記電解セル出側配管系および気液分離器内とに含有する予め求めたガス容積以上としたものとする。
【００２５】
さらに、前記発明の実施態様としては、電解セル部の水質維持の観点から下記請求項３の発明が好ましい。即ち、前記請求項１または２に記載の水電解装置において、前記気液分離器は、電解運転中の水位制御を行なう高位レベルＨと低位レベルＬと、かつ前記ＨおよびＬよりはさらに高位および低位の最高位レベルＨＨおよび最低位レベルＬＬとを有する４位置（ＨＨ，Ｈ，Ｌ，ＬＬ）の水位制御を行なう水位調整装置を備え、前記ＨＨ−Ｈ間の水位差は最大電解電流を投入した際に起こる水位変動以上に設定し、かつ前記ＬＬ−Ｌ間の水位差は最大電解電流を遮断した際に起こる水位変動以上に設定したものとする。
【００２６】
さらにまた、前記請求項３に記載の水電解装置の運転方法であって、電解電流の投入、遮断、増加、減少を行なった際に、水位が前記ＨＨ−ＬＬ間にある場合には、前記純水循環回路および外部純水供給ラインの水循環および水供給の運転を継続する制御を行なうこととする（請求項４の発明）。
【００２７】
前記水電解装置とその運転方法によれば、電解運転停止や電解電流の急激な変動により気液分離器等の水位の変動が起こっても、装置全停止にいたる他の要因による水位異常とは区分して検知し、純水の補給・循環系統の制御を継続できる。従って、電解運転停止中の水質を適正な状態に維持する運転（電解無しの待機運転）を行なうことが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３に基づき、この発明の実施例について以下に述べる。図１および図２は、この発明の水電解装置のそれぞれ異なる実施例の系統図を示し、図３は気液分離器の実施例の詳細を示す。なお、図１ないし図３において、図４に示す部材と同一機能を有する部材には、同一番号を付してその詳細説明ならびに装置の基本的な動作説明を省略する。
【００２９】
まず、図１の実施例について述べる。図１の水電解装置の系統図において、図４と異なる系統図上の主な点は、陽極室および陰極室の各入口マニホールド（１０１ａ，１０１ｂ）とポンプ（５，６）の水吐出側との間にそれぞれ、ポンプ停止時に純水の循環を閉止する開閉弁（もしくは逆止弁）（２４，２５）を備え、また、陽極室および陰極室と各気液分離器（１３，１４）とを接続する電解セル出側配管系は、電解質膜（および触媒敷設部位）（１００ａ，１００ｂ）に隣接して陽極室および陰極室の上方に設けた各出口マニホールド（１０２ａ，１０２ｂ）と、この出口マニホールドの上方から気液分離器（１３，１４）の上方側部に接続した電解セル出口配管（１１，１２）とからなる構成とした点である。
【００３０】
なお、図１において、２８はカソード側からアノード側へ水を戻す配管の開閉弁を示し、また、３０は純水供給配管の開閉弁を示す。
【００３１】
上記構成において、電解質膜（１００ａ，１００ｂ）の上端から前記電解セル出側配管系の最高位点（図のＦ）までの電解セル出側配管系内の容積を、電解運転中に発生し水電解セル１内と前記電解質膜の上端から電解セル出側配管系の最高位点（位置Ｆ）までの系内とに含有する予め演算で求めたガス容積以上とするが、この理由に関して以下に述べる。
【００３２】
図１の構成において、水電解セル１、各気液分離器（１３，１４）および純水循環回路の系内各配管内の水の相状態は図５のようになっている。
【００３３】
電解運転中に停止指令や何らかの異常検知により、電解停止と循環ポンプ（５，６）の停止が起こり、開閉弁（２４，２５）がポンプ停止に伴い閉止した場合、系内の純水は系内の最高点Ｆを分岐位置として、電解セル側と戻し配管側に分かれる。このとき、電解セル側のＣ〜Ｆ間に気液混合相に混合していたガスが分離し、上方に集まる。ここで、水電解セル１の電解質膜（１００ａ，１００ｂ）より上方に位置する電解セル出口マニホールド（１０２ａ，１０２ｂ）及び電解セル出側配管（１１，１２）のＥ〜Ｆ間の容積を、電解セル側のＣ〜Ｆ間に混合していたガス容積以上とすることにより、電解質膜（１００ａ、１００ｂ）はガス中に露出しない。なお、開閉弁（２４，２５）はポンプ停止に伴い自動的に水流を閉める逆止弁でも良い。
【００３４】
次に、図２の実施例について述べる。図２は、本発明の図１とは異なる実施例を示す系統図で、図１と異なる点は、電解セルの入り口配管（７，８）に開閉弁（２４，２５）を設置していない点である。
【００３５】
図２の実施例の場合、電解停止と循環ポンプ（５，６）の停止がおきた場合には、系内の純水は全体一体となり、系内の下方に集まる。このとき、水電解セル１の電解質膜（１００ａ，１００ｂ）の上方より上部の全容積、即ちＤ及びＬより上方の容積を、電解セル側のＣ〜Ｆ間に混合していたガス容積と気液分離器内のガス容積の和以上とすることにより、電解質膜（１００ａ，１００ｂ）はガス中に露出しない。
【００３６】
次に、図３の実施例について述べる。図３は、図１および図２の水電解装置に用いられる気液分離器の詳細図を示すもので、水位計２９が気液分離器に設置されている。水位計２９には４点の設定値ＨＨ，Ｈ，Ｌ，ＬＬが設けられている。通常の電解運転中には、水位がＨ〜Ｌ間に調整されるように制御を行なう。
【００３７】
このとき、電解運転が停止し、循環ポンプ（５，６）の動作が継続すると、水電解セル１の電解質膜（１００ａ，１００ｂ）の下端Ｃから気液分離器（１３，１４）の入り口Ｇまでの間のガスは気液分離器内に押し出され、見かけ上の液相容積が減少し、気液分離器内の水位が急激に低下する。
【００３８】
この低下量が水位計のＬレベルよりも低下すると、制御範囲を逸脱してしまう。電解装置内の水量を適正量に保つためには、通常、気液分離器内水位の低レベルでの警報が必要であるが、Ｌレベルでの警報で装置停止にいたることは好ましくない。そこで、前記Ｌレベルの下方に、電解運転停止によりおこる水位変動幅よりも大きい幅をもたせたＬＬレベルを設定し、この位置まで水位が下がらない場合には、電解運転以外の装置の運転、即ち純水循環用のポンプや外部純水供給用のポンプの運転を継続させる制御を行なう。
【００３９】
前記見かけ上の液相容積が変化する現象は電解運転停止のみならず、電解電流の急峻な減少の際にも同様な現象が発生する。水位計のＬＬ〜Ｌ間の幅は、発生しうる運転最大負荷電流から電流ゼロ（電解停止）への変化に対応可能な幅を持たせることにより、どのような電解電流の急減にも対応可能となる。また、電解運転の開始時や電解電流の増加には、前記動作とは逆の現象が起こり、気液分離器の水位が急激に上昇する。これに対しては、考えうる電流増加の最大幅に対しておこる水位変動幅以上の幅を水位計のＨＨ〜Ｈ間に持たせることで対応可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
前述のように、この発明の前記構成によれば、装置が全停止を起こした場合でも、循環水中のガスが電解セルや配管内の上方に集合することにより電解質膜がガス中に露出することがなく、電解質膜の湿潤状態を維持できる。
【００４１】
また、前記４位置（ＨＨ，Ｈ，Ｌ，ＬＬ）の水位制御を行なう水位調整装置を備えた構成と運転方法を実施することにより、電解運転停止や電解電流の急激な変動により気液分離器等の水位の変動が起こっても、装置全停止にいたる他の要因による水位異常とは区分して検知し、純水の補給・循環系統の制御を継続でき、電解運転停止中の水質を適正な状態に維持する運転を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の水電解装置の実施例の系統図
【図２】この発明の水電解装置の図１とは異なる実施例の系統図
【図３】この発明の水電解装置に用いられる気液分離器の詳細図
【図４】従来の水電解装置の一例を示す系統図
【図５】図１の水電解装置における各装置および配管系の水の相状態を説明する図
【符号の説明】
１：水電解セル、２：純水装置、３：供給ポンプ、４：外部純水供給ライン、５，６：循環ポンプ、７，８：電解セル入りロ配管、９，１０：循環水戻り配管、１１，１２：電解セル出口配管、１３，１４：気液分離器、１５，１６：発生ガス（水素・酸素）を取り出す配管、１７，１８：ガス冷却器、１９，２０：凝縮水の戻り配管、２１，２２：発生ガスを水電解装置から取り出す配管、２３：プローダウン配管、２４，２５：電解セル入口配管の開閉弁、２６：カソード側からアノード側へ水を戻す配管、２７：カソード側からアノード側へ水を戻すポンプ、２８：カソード側からアノード側へ水を戻す配管の開閉弁、２９：気液分離器の水位計、３０：純水供給配管の開閉弁、１００ａ，１００ｂ：電解質膜、１０１ａ，１０１ｂ：入口マニホールド、１０２ａ，１０２ｂ：出口マニホールド。
【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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