(57)【要約】【課題】装置を損傷せず、簡単な装置構成で高圧水素ガスが得られる高圧水素製造装置を提供する。【解決手段】水素生成装置２と、装置２に第１の導管５で接続された水素圧縮装置３と、装置３に第２の導管６で接続された水素を貯蔵する貯蔵容器４とを備える。導管６に備えられ、水素圧縮装置３の下流側における水素の圧力が第２の所定の圧力より低圧のときに閉弁し、第２の所定の圧力以上のときに開弁する背圧弁７と、導管５，６を接続する第３の導管８と、導管８に備えられ、背圧弁７の閉弁時に、水素圧縮装置３の上流側における水素の圧力が第１の所定の圧力より低圧のときには、水素圧縮装置３から放出される水素を水素圧縮装置３の上流側に還流し、第１の所定の圧力以上のときには、前記水素の還流を停止する圧力調整手段９とを備える。水素生成装置２は固体高分子型水電解装置２１であり、水素圧縮装置３は固体高分子型水素圧縮装置４１である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を生成し第１の所定の圧力で放出する水素生成装置と、
該水素生成装置と第１の導管を介して接続され、該水素生成装置から放出された水素を圧縮し該水素生成装置より大流量で、かつ、該第１の所定の圧力よりも高い圧力で放出する水素圧縮装置と、
該水素圧縮装置と第２の導管を介して接続され、該水素圧縮装置から放出される高圧の水素を貯蔵する貯蔵容器とを備える高圧水素製造装置であって、
第２の導管に備えられ、該水素圧縮装置から放出される水素の該水素圧縮装置の下流側における圧力が第２の所定の圧力より低圧のときには閉弁し、該水素の該水素圧縮装置の下流側における圧力が第２の所定の圧力以上のときには開弁する背圧弁と、
該水素圧縮装置と該背圧弁との間で第２の導管から分岐して、第１の導管に接続する第３の導管と、
第３の導管に備えられ、該背圧弁が閉弁しているときに、該水素生成装置から放出される水素の該水素圧縮装置の上流側における圧力が第１の所定の圧力より低圧のときには、該水素圧縮装置から放出される水素を第３の導管を介して該水素圧縮装置の上流側に還流し、該水素生成装置から放出される水素の該水素圧縮装置の上流側における圧力が第１の所定の圧力以上のときには、該水素圧縮装置から放出される水素の還流を停止する圧力調整手段とを備えることを特徴とする高圧水素製造装置。
【請求項２】
前記水素生成装置は、固体高分子型水電解装置であることを特徴とする請求項１記載の高圧水素製造装置。
【請求項３】
前記水素圧縮装置は、固体高分子型水素圧縮装置であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧水素製造装置。
【請求項４】
前記第２の所定の圧力は、前記貯蔵容器内の水素の圧力であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の高圧水素製造装置。
【請求項５】
前記第１の所定の圧力は、前記水素生成装置の使用可能圧力の上限値であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の高圧水素製造装置。
【請求項６】
前記水素圧縮装置を直列に複数備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の高圧水素製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水の電気分解等の手段を用いる水素生成装置により生成された水素を圧縮し、高圧にして貯蔵する高圧水素製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体高分子電解質膜を１対の触媒層で挟持すると共に、該触媒層の上にそれぞれ電極を積層した構成を備える水電解セルを用い、該触媒層に水を供給する一方、該電極に電圧を印加することにより水を電気分解して水素を生成する水素生成装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
前記水素生成装置等により生成される水素は、自動車等に搭載される燃料電池の燃料として、或いは各種工業用途に供給される。このとき、例えば燃料電池を搭載する自動車（燃料電池車）の貯蔵容器等に水素を供給するために、高圧の水素が必要とされることがある。
【０００４】
前記高圧の水素を得るために、前記水電解セルと同様に、固体高分子電解質膜を１対の触媒層で挟持すると共に、該触媒層の上にそれぞれ電極を積層した構成を備える水素圧縮装置が提案されている。前記水素圧縮装置では、前記両電極に電圧を印加しながら、陽極側の前記触媒層に低圧の水素ガスを供給すると、該水素ガスは電子を失って水素イオンを生成する。前記水素イオンは、前記固体高分子電解質膜を透過して陰極側に移動し、陰極側の前記触媒層で電子を得ることにより再び水素ガスを生成する。このとき、前記水素イオンは、前記両電極間の電位差により強制的に陰極側に移動せしめられるので、陰極側には水素ガスが蓄積され、高圧の水素ガスを得ることができる（例えば特許文献２〜４参照）。
【０００５】
そこで、前記水素生成装置と前記水素圧縮装置とを直列に接続することにより、高圧の水素ガスを得ることが考えられる。ところが、前記水素生成装置、水素圧縮装置にはそれぞれ入口圧、出口圧、差圧、流量等に制限があり、該制限を超えると装置が損傷する虞があるという問題がある。前記問題は、前記水素生成装置、水素圧縮装置の間に背圧弁、圧力調整装置を、該水素圧縮装置の下流に背圧弁をそれぞれ配設し、さらに、該水素生成装置、水素圧縮装置の電源を個別に制御することにより解決することができると考えられる。
【０００６】
しかしながら、前述の制御を行うには、前記水素生成装置の出口圧、前記水素圧縮装置の入口圧、出口圧を検出する圧力検出手段、該圧力検出手段の出力により前記各電源を制御する制御装置が必要であり、さらには異常時に装置内の高圧水素ガスを排気するための排気弁を前記背圧弁、圧力調整装置等により区分される区画毎に配設し、排気時にも圧力を制御する必要があるなど、装置構成が大がかりになることが避けられないという不都合がある。
【特許文献１】特表２００３−５２３５９９号公報
【特許文献２】特開平９−１６９５０１号公報
【特許文献３】特表２００２−５２４２３４号公報
【特許文献４】特開２００３−８２４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる不都合を解消して、装置を損傷することなく、簡単な装置構成により高圧水素ガスを得ることができる高圧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】
かかる目的を達成するために、本発明の高圧水素製造装置は、水素を生成し第１の所定の圧力で放出する水素生成装置と、該水素生成装置と第１の導管を介して接続され、該水素生成装置から放出された水素を圧縮し該水素生成装置より大流量で、かつ、該第１の所定の圧力よりも高い圧力で放出する水素圧縮装置と、該水素圧縮装置と第２の導管を介して接続され、該水素圧縮装置から放出される高圧の水素を貯蔵する貯蔵容器とを備える高圧水素製造装置であって、第２の導管に備えられ、該水素圧縮装置から放出される水素の該水素圧縮装置の下流側における圧力が第２の所定の圧力より低圧のときには閉弁し、該水素の該水素圧縮装置の下流側における圧力が第２の所定の圧力以上のときには開弁する背圧弁と、該水素圧縮装置と該背圧弁との間で第２の導管から分岐して、第１の導管に接続する第３の導管と、第３の導管に備えられ、該背圧弁が閉弁しているときに、該水素生成装置から放出される水素の該水素圧縮装置の上流側における圧力が第１の所定の圧力より低圧のときには、該水素圧縮装置から放出される水素を第３の導管を介して該水素圧縮装置の上流側に還流し、該水素生成装置から放出される水素の該水素圧縮装置の上流側における圧力が第１の所定の圧力以上のときには、該水素圧縮装置から放出される水素の還流を停止する圧力調整手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の高圧水素製造装置では、前記水素生成装置と水素圧縮装置とは、前記第１の導管を介して直列に接続されており、該水素生成装置は生成した水素を第１の所定の圧力で放出する。このとき、前記水素圧縮装置は、前記水素生成装置から前記第１の導管を介して供給される水素を圧縮し、該水素生成装置より大流量で、かつ、第１の所定の圧力よりも高い圧力で放出する。
【００１０】
また、前記水素圧縮装置と貯蔵容器とは、前記第２の導管を介して直列に接続されており、該第２の導管の途中には前記背圧弁が設けられている。前記背圧弁は、前記水素圧縮装置から放出された水素の、該水素圧縮装置の下流側における圧力が、前記第２の所定の圧力に達しないうちは閉弁しているので、該水素圧縮装置から放出される水素は該水素圧縮装置と該背圧弁との間に貯留される。
【００１１】
一方、本発明の高圧水素製造装置では、前記水素圧縮装置から放出される水素の流量は、前記水素生成装置から放出される水素の流量よりも大きく設定されている。この結果、運転を続けるうちに、前記水素生成装置による水素の生成が前記水素圧縮装置による水素の圧縮に追いつかなくなり、該水素圧縮装置の上流側における水素の圧力が次第に低下する。
【００１２】
そこで、本発明の高圧水素製造装置では、前記水素圧縮装置と前記背圧弁との間で前記第２の導管から分岐して、前記第１の導管に接続する第３の導管を設け、該第３の導管に前記圧力調整手段を備えている。前記圧力調整手段は、水素生成装置から放出される水素の、前記水素圧縮装置の上流側における圧力が第１の所定の圧力より低圧になったならば、前記水素圧縮装置から放出され、該水素圧縮装置と前記背圧弁との間に貯留されている水素を第３の導管を介して該水素圧縮装置の上流側に還流する。そして、前記圧力調整手段は、前記還流により、前記水素圧縮装置の上流側における水素の圧力が前記第１の所定の圧力以上に回復したならば、該還流を停止する。
【００１３】
このようにすると、一旦前記水素圧縮装置により圧縮され、前記第１の所定の圧力より高圧になっている水素が該水素圧縮装置の上流に還流され、再び該水素圧縮装置により圧縮されることになる。従って、前記水素圧縮装置から放出される水素の、該水素圧縮装置の下流側における圧力は次第に高められて行く。
【００１４】
そして、前記水素圧縮装置から放出される水素の、該水素圧縮装置の下流側における圧力が前記第２の所定の圧力に達すると、前記背圧弁が開弁し、該水素圧縮装置と該背圧弁との間に貯留されていた水素が前記貯蔵容器に導入される。前記水素圧縮装置と前記背圧弁との間に貯留されていた水素が前記貯蔵容器に導入されると、該水素圧縮装置の下流側における水素の圧力は前記第２の所定の圧力より低圧になるので、該背圧弁が閉弁し、再び該水素圧縮装置と該背圧弁との間で水素の貯留が開始される。
【００１５】
従って、本発明の高圧水素製造装置によれば、第１の所定の圧力で前記水素圧縮装置と該背圧弁との間に貯留されていた水素の該水素圧縮装置上流への貫流を開始または停止する前記圧力調整手段と、第２の所定の圧力で開閉する前記背圧弁とを組み合わせて用いることにより、圧力検出手段や制御装置等の大がかりな装置を用いることなく、容易に高圧の水素を得ることができる。
【００１６】
前記水素生成装置としては、例えば、固体高分子電解質膜を１対の触媒層で挟持すると共に、該触媒層の上にそれぞれ電極を積層した構成を備える固体高分子型水電解装置を用いることができる。また、前記水素圧縮装置としては、例えば固体高分子電解質膜を１対の触媒層で挟持すると共に、該触媒層の上にそれぞれ電極を積層した構成を備える固体高分子型水素圧縮装置を用いることができる。
【００１７】
前記第２の所定の圧力は、前記貯蔵容器内の水素の圧力とすることが好ましい。このようにすることにより、該貯蔵容器内の水素の圧力を段階的に高くすることができる。また、前記第１の所定の圧力は、例えば、前記水素生成装置の使用可能圧力の上限値に設定される。
【００１８】
前記水素圧縮装置は、直列に複数備えられていてもよい。この場合、前記背圧弁は、直列に備えられた複数の水素圧縮装置の最後の水素圧縮装置の下流側に備えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本発明の第１の実施形態の高圧水素製造装置の構成を示すシステム構成図、図２は図１の水素生成装置の構成を示す説明的断面図、図３は図１の水素圧縮装置の構成を示す説明的断面図である。また、図４は本発明の第２の実施形態の高圧水素製造装置の構成を示すシステム構成図である。
【００２０】
次に、図１乃至図３を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の高圧水素製造装置１は、水素生成装置２と、水素圧縮装置３と、貯蔵タンク４とを備え、水素圧縮装置３は第１導管５を介して水素生成装置２の下流側に直列に接続されており、貯蔵タンク４は第２導管６を介して水素圧縮装置３の下流側に直列に接続されている。第２導管６には背圧弁７が備えられており、水素圧縮装置３と背圧弁７との間で第２導管６から分岐する第３導管８は、レギュレータ９を介して第１導管５に接続されている。
【００２２】
水素生成装置２と水素圧縮装置３とは、共通の電源装置１０に接続されており、電源装置１０は、貯蔵タンク４に設けられた圧力センサ１１により検出される貯蔵タンク４の内圧が所定の圧力（例えば３５０気圧）に達したならば停止されるように設定されている。また、第１導管５には、電源装置１０が停止したときに高圧水素製造装置１内のガスを排気する排気弁１２が設けられている。排気弁１２は通常は閉弁されており、電源装置１０が停止したときにのみ開弁される。
【００２３】
水素生成装置２としては、図２（ａ）に示す固体高分子型水電解装置２１を用いることができる。固体高分子型水電解装置２１は、固体電解質膜２２を一対の触媒層２３，２４で挟持し、触媒層２３，２４の上にセパレータ２５，２６を積層し、さらにセパレータ２５の上に陽極２７、セパレータ２６の上に陰極２８を積層した構成を備えている。陽極２７、陰極２８は、図１に示す電源装置１０に接続されている。
【００２４】
セパレータ２５には気液通路２９が形成されており、気液通路２９は下部で給水管３０に連通し、上部では排水管３１に連通している。また、セパレータ２６にはガス通路３２が形成されており、ガス通路３２は上部で第１導管５に連通している。
【００２５】
固体高分子型水電解装置２１では、給水管３０からセパレータ２５の気液通路２９に例えばＫＯＨ等の電解質の水溶液を原料水として供給しながら、陽極２７、陰極２８に電圧を印加することにより、水の電解が行われ、気液通路２９に水素イオンと酸素とが生成する。前記電解により生成した水素イオンは、陽極２７、陰極２８間の電位差により固体電解質膜２２を透過して強制的に陰極２８側に移動せしめられ、陰極２８側で電子を受け取って水素を生成する。この結果、気液通路２９には酸素を含む電解質水溶液が得られ、ガス通路３２には水素ガスが得られる。前記酸素を含む電解質水溶液は排水口３１から排出され、前記水素ガスは定常状態ではガス通路３２から第１導管５に所定の圧力ＰＬ1（例えば５０気圧）で放出される。
【００２６】
固体高分子型水電解装置２１は、図２（ｂ）に示すように、固体電解質膜２２、触媒層２３，２４、セパレータ２５，２６を１つのセル３３として複数のセル３３を積層するようにしてもよい。この場合、隣接するセル３３の間では、一方のセル３３の陰極側のセパレータ２６に、他方のセル３３の陽極側のセパレータ２５を接続することにより、両セル３３間の陽極２７、陰極２８を省略できるので、積層された複数のセル３３の両端に陽極２７、陰極２８を配設すればよい。また、この場合、両セル３３間のセパレータ２５，２６を一体化して、陽極２７に近い側にガス通路３２、陰極２８に近い側に気液通路２９を備えるセパレータ３４としてもよい。
【００２７】
図２（ｂ）に示す固体高分子型水電解装置２１では、給水管３０、排水管３１は、各セパレータ２５，３４の気液通路２９に並列に接続され、第１導管５は、各セパレータ２６，３４のガス通路３２に並列に接続される。
【００２８】
次に、水素圧縮装置３としては、図３に示す固体高分子型水素圧縮装置４１を用いることができる。固体高分子型水素圧縮装置４１は、セパレータ２５，２６にガス通路４２，４３が形成されており、ガス通路４２の下部が第１導管５に連通し、ガス通路４３の上部が第２導管６に連通していることを除いて、図２（ａ）に示す固体高分子型水電解装置２１と全く同一の構成を備えている。尚、陽極２７、陰極２８は、図１に示す電源装置１０に固体高分子型水電解装置２１と並列に接続されている。
【００２９】
固体高分子型水素圧縮装置４１では、第１導管５から陽極２７側のガス通路４２に低圧の水素を供給しながら陽極２７、陰極２８に電圧を印加すると、水素が電子を失って水素イオンを生成する。この水素イオンは、陽極２７、陰極２８間の電位差により、固体電解質膜２２を透過して強制的に陰極２８側に移動せしめられる。そして、前記水素イオンが陰極２８側で電子を受け取って水素を生成することにより、陰極側のガス通路４３に圧力の高められた水素ガスが得られる。前記圧力の高められた水素ガスは、ガス通路４３から第２導管６に、固体高分子型水電解装置２１が第１導管に放出する水素より大流量で、しかもＰＬ1より高い圧力で放出される。
【００３０】
次に、背圧弁７は、水素圧縮装置３（固体高分子型水素圧縮装置４１）から第２導管６に放出された水素の該水素圧縮装置３の下流側における圧力Ｐ2が、その時点における貯蔵タンク４の内圧ＰＬ2より低圧のときには閉弁しており、前記水素の該水素圧縮装置３の下流側における圧力Ｐ2が貯蔵タンク４の内圧ＰＬ2より高圧になると開弁するように設定されている。
【００３１】
次に、レギュレータ９は、水素圧縮装置３（固体高分子型水素圧縮装置４１）の上流側における水素の圧力Ｐ1を調整する圧力調整弁である。レギュレータ９は、水素圧縮装置３の上流側における水素の圧力Ｐ1が、定常状態で水素生成装置２（固体高分子型水電解装置２１）から第１導管５に放出される水素の圧力ＰＬ1未満になると開弁する。そして、水素圧縮装置３の上流側における水素の圧力Ｐ1が、圧力ＰＬ1以上になると閉弁する。
【００３２】
次に、本実施形態の高圧水素製造装置１の作動について説明する。
【００３３】
高圧水素製造装置１では、電源装置１０が作動することにより、排気弁１２が閉弁され、水素生成装置２で水素の生成が開始される。このとき、水素生成装置２から第１導管５に放出された水素の圧力は、常圧をやや上回る程度であり、定常状態で水素生成装置２から第１導管５に放出されるべき水素の圧力ＰＬ1よりはるかに小さいので、レギュレータ９は開いている。
【００３４】
水素生成装置２から第１導管５に放出された水素は、水素圧縮装置３に供給され、水素圧縮装置３で圧力が高められた水素が第２導管６に放出される。このとき、水素生成装置２から第１導管５に放出された水素の圧力は、定常状態で水素生成装置２から第１導管５に放出されるべき水素の圧力ＰＬ1よりはるかに小さいので、水素圧縮装置３から第２導管６に放出される水素の水素圧縮装置３の下流における圧力Ｐ2も十分に高いものではない。従って、水素圧縮装置３の下流における圧力Ｐ2は、貯蔵タンク４の内圧ＰＬ2より低圧であり、背圧弁７は閉弁されている。この結果、水素圧縮装置３から第２導管６に放出された水素は、第３導管８を介して水素圧縮装置３の上流側の第１導管５に還流される。
【００３５】
上述のようにして、高圧水素製造装置１の運転を続けると、水素生成装置２から第１導管５に放出される水素の圧力は次第に増大し、定常状態に達する。すると、水素圧縮装置３の上流側の圧力Ｐ1は、定常状態で水素生成装置２から第１導管５に放出される水素の圧力ＰＬ1に、水素圧縮装置３の下流側から第３導管８を介して水素圧縮装置の上流側に還流される水素の圧力が加わって、ＰＬ1以上になる。この結果、レギュレータ９は閉弁し、水素圧縮装置３から第２導管６に放出された水素の水素圧縮装置３の上流側への還流が停止される。レギュレータ９が閉弁すると、水素圧縮装置３から第２導管６に放出された水素は、水素圧縮装置３の下流側で、第２導管６の背圧弁７と、第３導管８のレギュレータ９とより上流の部分に貯留されるようになる。
【００３６】
一方、水素圧縮装置３から第２導管６に放出される水素は、水素生成装置２から第１導管５に放出される水素よりも大流量となるように設定されているので、レギュレータ９が閉弁すると、水素生成装置２による水素の生成は水素圧縮装置３による水素の圧縮に追いつかなくなる。この結果、水素圧縮装置３の上流側における水素の圧力Ｐ1は次第に低下し、水素生成装置２から定常状態で第１導管５に放出される水素の圧力ＰＬ1未満になる。
【００３７】
水素圧縮装置３の上流側における水素の圧力Ｐ1がＰＬ1未満になると、再びレギュレータ９が開弁し、水素圧縮装置３の下流側に貯留されている圧力の高められた水素が第３導管８を介して、水素圧縮装置３の上流側の第１導管５に還流される。このようにすると、水素圧縮装置３の上流側における水素の圧力Ｐ1がＰＬ1以上になるのでレギュレータ９は閉弁し、再び水素圧縮装置３から第２導管６に放出された水素が、水素圧縮装置３の下流側に貯留されるようになる。
【００３８】
このとき、水素圧縮装置３に供給される水素は、水素生成装置２により新たに生成された水素に、すでに１回水素圧縮装置３により圧力が高められた水素が加えられたものであり、その圧力は定常状態で水素生成装置２から第１導管５に放出される水素の圧力ＰＬ1よりも高圧になっている。従って、レギュレータ９が開弁し、水素圧縮装置３の下流側に貯留されている圧力の高められた水素が水素圧縮装置３の上流側の第１導管５に還流される動作が繰り返されるたびに、水素圧縮装置３から第２導管６に放出された水素の、水素圧縮装置３の下流側における圧力Ｐ2が高くなって行く。そして、水素圧縮装置３の下流側における圧力Ｐ2が、貯蔵タンク４の内圧ＰＬ2より高圧になると背圧弁７が開弁し、水素圧縮装置３の下流側に貯留されている圧力の高められた水素が、貯蔵タンク４の内圧ＰＬ2との差圧により、貯蔵タンク４内に導入される。
【００３９】
背圧弁７は、水素圧縮装置３の下流側における水素の圧力と、貯蔵タンク４の内圧ＰＬ2とが平衡に達すると閉弁し、水素圧縮装置３から第２導管６に放出された水素が水素圧縮装置３の下流側に貯留される動作が繰り返される。そして、水素圧縮装置３の下流側における水素の圧力Ｐ2が、貯蔵タンク４の内圧ＰＬ2より高圧になるたびに、背圧弁７が開弁し、水素圧縮装置３の下流側に貯留されている圧力の高められた水素が貯蔵タンク４内に導入される。
【００４０】
上述のようにして、水素圧縮装置３の下流側における水素の圧力Ｐ2が貯蔵タンク４の内圧ＰＬ2より高圧になって背圧弁７が開弁し、水素圧縮装置３の下流側に貯留されている圧力の高められた水素が貯蔵タンク４内に導入される動作は、貯蔵タンク４の内圧ＰＬ2が所定の圧力（例えば３５０気圧）に達するまで繰り返される。そして、圧力センサ１１により検出される貯蔵タンク４の内圧ＰＬ2が前記所定の圧力に達したならば電源装置１０が停止され、水素生成装置２による水素の生成と、水素圧縮装置３による水素の圧縮とが停止される。
【００４１】
電源装置１０が停止すると、続いて排気弁１２が開弁し、まず、水素圧縮装置３の上流側に残留している水素が排気弁１２から排気される。水素圧縮装置３の上流側に残留している水素が排気されると該部分の圧力が下がり、水素圧縮装置３の上流側における水素の圧力Ｐ1がＰＬ1未満になった場合と同一の状況となり、レギュレータ９が開弁する。そして、水素圧縮装置３の下流側に貯留されている圧力の高められた水素が、第３導管８を介して水素圧縮装置３の上流側に還流され、さらに排気弁１２から排気される。
【００４２】
尚、排気弁１２は、停電等により電源装置１０が異常停止した場合にも開弁し、高圧水素製造装置１内に残留している高圧水素を外部に排気することができる。
【００４３】
従って、本実施形態の高圧水素製造装置１によれば、装置を損傷することなく、簡単な装置構成により容易に高圧水素ガスを得ることができる。また、本実施形態の高圧水素製造装置１によれば、装置停止時や停電等の異常停止時には、装置１内に残留している高圧水素を自動的に外部に排気することができるので、前記高圧水素の漏洩により装置１が損傷を受けることを防止することができる。
【００４４】
前記実施形態では、水素生成装置２と水素圧縮装置３とを１つずつ備える構成について説明しているが、水素圧縮装置３は直列に複数接続するようにしてもよい。このようにすることにより、圧縮比を高くして、さらに容易に高圧水素ガスを得ることができる。
【００４５】
また、固体高分子型水電解装置２１と固体高分子型水素圧縮装置４１とは、図２，３に示すように、配管系を除くと同一の構成を備えている。そこで、固体高分子型水電解装置２１の陰極側の再外層のセパレータ２６を、固体高分子型水素圧縮装置４１の陽極側の再外層のセパレータ２５と接続することにより、両装置２１，４１を直列に接続することができる。このようにするときには、固体高分子型水電解装置２１の陰極２８と、固体高分子型水素圧縮装置４１の陽極２７とを省略することができ、装置構成をさらに簡単にして高圧水素製造装置１全体を小型化することができる。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態として、水素生成装置２（固体高分子型水電解装置２１）と水素圧縮装置３（固体高分子型水素圧縮装置４１）とが一体化された高圧水素製造装置１を図４に示す。高圧水素製造装置１は、水素生成装置２と水素圧縮装置３とが一体化され、第３導管８が水素生成装置２と水素圧縮装置３との接続部で図示しない第１導管５に接続されていることを除いて、図１に示す高圧水素製造装置１と全く同一の構成を備え、全く同一に作動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態の高圧水素製造装置の構成を示すシステム構成図。
【図２】図１の水素生成装置の構成を示す説明的断面図。
【図３】図１の水素圧縮装置の構成を示す説明的断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態の高圧水素製造装置の構成を示すシステム構成図。
【符号の説明】
【００４８】
１…高圧水素製造装置、  ２…水素生成装置、  ３…水素圧縮装置、  ４…貯蔵容器、  ５…第１の導管、  ６…第２の導管、  ７…背圧弁、  ８…第３の導管、  ９…圧力調整手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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