(57)【要約】【課題】部品点数を削減することができ、経済的且つ効率的に水電解処理を遂行することを可能にする。【解決手段】差圧式水電解システム１０は、水電解装置１２、水素導出配管２８、第１貯蔵用タンク５０ａ〜第３貯蔵用タンク５０ｃ及び第１タンク用配管４８ａ〜第３タンク用配管４８ｃを備える。第１タンク用配管４８ａには、単一の第１開閉弁５２ａのみを有する第１弁機構５４ａが配設される。第２タンク用配管４８ｂには、単一の第２開閉弁５２ｂのみを有する第２弁機構５４ｂが配設される。第３タンク用配管４８ｃには、単一の第３開閉弁５２ｃのみを有する第３弁機構５４ｃが配設される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を電気分解して酸素及び水素を発生させる水電解装置と、
前記水電解装置から前記水素を導出するとともに、外部貯蔵部に該水素を充填する充填用ノズルが設けられる水素導出配管と、
前記水素を貯蔵する複数の貯蔵用タンクと、
各貯蔵用タンクと前記水素導出配管とにそれぞれ独立して接続され、前記水素の貯留及び放出を行う複数本のタンク用配管と、
を備え、
各タンク用配管の各貯蔵用タンクと前記水素導出配管との間には、及び前記水素導出配管の最下流の前記タンク用配管と前記充填用ノズルとの間には、それぞれ単一の開閉弁のみを有する弁機構が配設されることを特徴とする水電解システム。
【請求項２】
水を電気分解して酸素及び水素を発生させる水電解装置と、
前記水電解装置から前記水素を導出するとともに、外部貯蔵部に該水素を充填する充填用ノズルが設けられる水素導出配管と、
前記水素を貯蔵する複数の貯蔵用タンクと、
各貯蔵用タンクと前記水素導出配管とにそれぞれ独立して接続され、前記水素の貯留及び放出を行う複数本のタンク用配管と、
各タンク用配管の各貯蔵用タンクと前記水素導出配管との間に、及び前記水素導出配管の最下流の前記タンク用配管と前記充填用ノズルとの間に、それぞれ配設される単一の開閉弁のみを有する弁機構と、
を有する水電解システムの運転方法であって、
前記水電解装置から導出される前記水素を前記貯蔵用タンクに貯蔵する貯蔵工程と、
前記貯蔵用タンクから放出される前記水素を、前記充填用ノズルを介して前記外部貯蔵部に充填する充填工程と、
前記貯蔵工程及び前記充填工程で、開弁する前記開閉弁を切り替えることにより、使用される前記貯蔵用タンクを切り替えるタンク切り替え工程と、
を有し、
前記タンク切り替え工程では、前記水電解装置の定格運転よりも低出力運転を行う低出力運転モード、又は前記水電解装置の電解を継続しながら該水電解装置の脱圧を行う脱圧運転モードにより、前記電解を継続することを特徴とする水電解システムの運転方法。
【請求項３】
請求項２記載の運転方法において、前記タンク切り替え工程では、予め、全ての前記開閉弁を閉弁させることを特徴とする水電解システムの運転方法。
【請求項４】
請求項２又は３記載の運転方法において、前記充填工程では、前記水素導出配管における前記水電解装置と前記弁機構との間の水素圧力を検出する配管圧力検出工程を有し、
前記配管圧力検出工程では、検出された前記水素圧力が閾値未満である際、前記低出力運転モードを選択することを特徴とする水電解システムの運転方法。
【請求項５】
請求項４記載の運転方法において、前記配管圧力検出工程では、検出された前記水素圧力が閾値以上である際、前記脱圧運転モードを選択することを特徴とする水電解システムの運転方法。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載の運転方法において、前記タンク切り替え工程の後、前記定格運転に以降する際、電解電流値を定格電流値まで段階的に上昇させる通常電解復帰工程を有することを特徴とする水電解システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を電気分解して酸素及び水素を発生させる水電解装置及び複数の貯蔵用タンクを備える水電解システム及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、燃料電池の発電反応に使用される燃料ガスとして、水素が使用されている。この水素は、例えば、水電解装置により製造されている。水電解装置は、水を分解して水素（及び酸素）を発生させるため、固体高分子電解質膜（イオン交換膜）を用いている。固体高分子電解質膜の両面には、電極触媒層が設けられて電解質膜・電極構造体が構成されるとともに、前記電解質膜・電極構造体の両側には、給電体を配設して単位セルが構成されている。
【０００３】
そこで、複数の単位セルが積層されたセルユニットには、積層方向両端に電圧が付与されるとともに、アノード側の給電体に水が供給される。このため、電解質膜・電極構造体のアノード側では、水が分解されて水素イオン（プロトン）が生成され、この水素イオンが固体高分子電解質膜を透過してカソード側に移動し、電子と結合して水素が製造される。
【０００４】
そこで、水電解装置により製造された水素ガスを、燃料電池車両に搭載されている燃料ガスタンク（外部貯蔵部）に充填するために、種々の水素充填システムが採用されている。例えば、特許文献１では、水電解装置から導出される水素を貯留する複数個の水素貯留タンクを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２６４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の水素充填システムでは、各水素貯留タンクに、貯留用配管と放出用配管とがそれぞれ設けられるとともに、それぞれ開閉弁及び逆止弁を有する弁機構が配設されている。
【０００７】
本発明は、この種のシステムに関連してなされたものであり、特に部品点数を削減することができ、経済的且つ効率的に水電解処理を遂行することが可能な水電解システム及びその運転方法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】
本発明に係る水電解システムは、水電解装置、水素導出配管、複数の貯蔵用タンク及び複数本のタンク用配管を備えている。水電解装置は、水を電気分解して酸素及び水素を発生させている。水素導出配管は、水電解装置から水素を導出するとともに、外部貯蔵部に該水素を充填する充填用ノズルが設けられている。各タンク用配管は、水素を貯蔵する各貯蔵用タンクと水素導出配管とにそれぞれ独立して接続され、水素の貯留及び放出を行っている。
【０００９】
そして、各タンク用配管の各貯蔵用タンクと水素導出配管との間には、及び水素導出配管の最下流の前記タンク用配管と前記充填用ノズルとの間には、それぞれ単一の開閉弁のみを有する弁機構が配設されている。
【００１０】
また、本発明に係る水電解システムの運転方法は、貯蔵工程と、充填工程と、タンク切り替え工程とを有している。貯蔵工程では、水電解装置から導出される水素を貯蔵用タンクに貯蔵している。充填工程では、貯蔵用タンクから放出される水素を、充填用ノズルを介して外部貯蔵部に充填している。タンク切り替え工程では、貯蔵工程及び充填工程で、開弁する開閉弁を切り替えることにより、使用される貯蔵用タンクを切り替えている。
【００１１】
そして、タンク切り替え工程では、水電解装置の定格運転よりも低出力運転を行う低出力運転モード、又は前記水電解装置の電解を継続しながら該水電解装置の脱圧を行う脱圧運転モードにより、電解を継続している。
【００１２】
さらに、タンク切り替え工程では、予め、全ての開閉弁を閉弁させることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、充填工程では、水素導出配管における水電解装置と弁機構との間の水素圧力を検出する配管圧力検出工程を有することが好ましい。その際、配管圧力検出工程では、検出された水素圧力が閾値未満である際、低出力運転モードを選択することが好ましい。
【００１４】
また、配管圧力検出工程では、検出された水素圧力が閾値以上である際、脱圧運転モードを選択することが好ましい。
【００１５】
さらに、タンク切り替え工程の後、定格運転に以降する際、電解電流値を定格電流値まで段階的に上昇させる通常電解復帰工程を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の貯蔵用タンクを備えるとともに、各貯蔵用タンクは、それぞれ１本のタンク用配管を介して水素導出配管に接続されている。さらに、各タンク用配管には、単一の開閉弁のみが配設されている。このため、部品点数を有効に削減することができ、経済的且つ効率的に水電解処理を遂行することが可能になる。
【００１７】
また、本発明によれば、タンク切り替え工程では、低出力運転モード又は脱圧運転モードにより、電解を継続している。従って、水素導出配管は、水電解装置と貯蔵用タンクとの間で必要以上に高圧になることを確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る各実施形態の運転方法が適用される差圧式水電解システムの概略構成説明図である。
【図２】第１の実施形態に係る運転方法を説明するフローチャートである。
【図３】前記差圧式水電解システムの要部説明図である。
【図４】前記差圧式水電解システムの動作説明図である。
【図５】第２の実施形態に係る運転方法を説明するフローチャートである。
【図６】第３の実施形態に係る運転方法を説明するフローチャートである。
【図７】第１貯蔵用タンクに貯蔵する際の動作説明図である。
【図８】第３貯蔵用タンクによりリークチェックする際の動作説明図である。
【図９】前記第１貯蔵用タンクから充填する際の動作説明図である。
【図１０】前記第３貯蔵用タンクから充填する際の動作説明図である。
【図１１】前記第３貯蔵用タンクに貯蔵する際の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に示すように、本発明に係る各実施形態の運転方法が適用される差圧式水電解システム（水電解システム）１０は、水（純水）を電気分解することによって酸素及び高圧水素を製造する水電解装置１２を備える。高圧水素とは、常圧である酸素圧力よりも高圧の、例えば、１ＭＰａ〜８０ＭＰａの水素をいう。
【００２０】
水電解装置１２には、複数の水分解セル（単位セル）１４が積層されており、前記水分解セル１４の積層方向両端には、エンドプレート１６ａ、１６ｂが配設される。水電解装置１２には、直流電源である電解電源１８が接続される。水分解セル１４は、図示しないが、固体高分子電解質膜の両側にアノード側電極触媒層とカソード側電極触媒層とが設けられる。
【００２１】
エンドプレート１６ａには、水供給配管２０ａが接続されるとともに、エンドプレート１６ｂには、水排出配管２０ｂ及び水素配管２０ｃが接続される。水供給配管２０ａには、純水が供給される一方、水排出配管２０ｂから反応により生成した酸素（及び透過した水素）と未反応の水とが排出される。
【００２２】
水素配管２０ｃは、水電解装置１２から導出される高圧な水素に含まれる液状水分を除去する気液分離装置２２に接続される。水素配管２０ｃには、水素圧力を検出する配管圧力検出部、例えば、圧力計２４が配設され、前記圧力計２４の検出信号は、制御装置２６に入力される。
【００２３】
気液分離装置２２には、水が除去された水素を送出する水素導出配管２８の一端部が接続されるとともに、前記水素導出配管２８の途上から脱圧配管３０が分岐する。脱圧配管３０には、減圧弁３２及び脱圧弁３４が配設される。脱圧弁３４は、例えば、電磁弁であり、制御装置２６により開閉駆動される。なお、脱圧配管３０は、水素導出配管２８に代えて水素配管２０ｃの途上から分岐してもよい。
【００２４】
水素導出配管２８には、逆止弁３６、精製部３８及び背圧弁４０が下流に向かって、順次、配設される。精製部３８は、例えば、冷却機構及び水吸着機構を備え、前記水吸着機構は、水素に含まれる水蒸気（水分）を吸着する。精製部３８から排出される製品水素（ドライ水素）は、背圧弁４０の規定圧力値に昇圧された後、充填用ノズル４２に送られる。充填用ノズル４２は、水素導出配管２８の先端部に設けられ、燃料電池車両４４の水素燃料タンク（外部貯蔵部）４６に水素を充填する。
【００２５】
水素導出配管２８には、背圧弁４０の下流に位置して、複数本、例えば、３本の配管である第１タンク用配管４８ａ、第２タンク用配管４８ｂ及び第３タンク用配管４８ｃの一端部が連結される。第１タンク用配管４８ａ、第２タンク用配管４８ｂ及び第３タンク用配管４８ｃは、それぞれ独立するとともに、水素ガス流れ方向（矢印Ｆ方向）に沿って互いに離間する。
【００２６】
第１タンク用配管４８ａ、第２タンク用配管４８ｂ及び第３タンク用配管４８ｃの他端部は、第１貯蔵用タンク５０ａ、第２貯蔵用タンク５０ｂ及び第３貯蔵用タンク５０ｃに接続される。第１貯蔵用タンク５０ａ、第２貯蔵用タンク５０ｂ及び第３貯蔵用タンク５０ｃは、同一のタンク部材により構成されるとともに、同一の容量を有する。
【００２７】
第１タンク用配管４８ａの途上には、第１貯蔵用タンク５０ａの水素貯蔵時の流れ方向上流（以下、単に上流ともいう）に位置して単一の第１開閉弁５２ａのみを有する第１弁機構５４ａが配設される。第２タンク用配管４８ｂには、第２貯蔵用タンク５０ｂの上流に位置して単一の第２開閉弁５２ｂのみを有する第２弁機構５４ｂが配設される。第３タンク用配管４８ｃには、第３貯蔵用タンク５０ｃの上流に位置して単一の第３開閉弁５２ｃのみを有する第３弁機構５４ｃが配設される。
【００２８】
水素導出配管２８には、最下流の第３タンク用配管４８ｃと充填用ノズル４２との間に位置して、単一の第４開閉弁５２ｄのみを有する第４弁機構５４ｄが配設される。
【００２９】
このように構成される差圧式水電解システム１０の動作について、以下に説明する。
【００３０】
先ず、差圧式水電解システム１０の始動時には、例えば、市水から生成された純水が、水電解装置１２の水供給配管２０ａに供給される。一方、水電解装置１２に電気的に接続されている電解電源１８を介して、電解電圧が付与される。
【００３１】
このため、各水分解セル１４では、アノード側に供給された水が電気により分解され、水素イオン、電子及び酸素が生成される。この陽極反応により生成された水素イオンは、固体高分子電解質膜を透過してカソード側に移動し、電子と結合して水素が得られる。従って、カソード側に生成された水素は、水素配管２０ｃを介して水電解装置１２の外部に取り出し可能となる。
【００３２】
一方、アノード側には、反応により生成した酸素（及び透過した水素）と、使用済みの水とが流動しており、これらの混合流体が水排出配管２０ｂから排出される。この使用済みの水は、酸素（及び透過した水素）から分離された後、水供給配管２０ａに導入される。
【００３３】
水電解装置１２内に生成された水素は、水素配管２０ｃを流通して気液分離装置２２に送られる。気液分離装置２２では、水素に含まれる液状水が、この水素から分離される。水素は、水素導出配管２８に送出され、精製部３８に供給されて前記水素に含まれる水蒸気（水分）が吸着される。精製部３８から排出される製品水素（ドライ水素）は、背圧弁４０の規定圧力値に昇圧される。
【００３４】
次いで、本発明の第１の実施形態に係る差圧式水電解システム１０の運転方法について、図２に示すフローチャートに沿って、以下に説明する。
【００３５】
制御装置２６では、水電解装置１２による水電解により生成された水素を、例えば、第１貯蔵用タンク５０ａに貯蔵させる（ステップＳ１）。具体的には、図３に示すように、第１開閉弁５２ａが開弁される一方、第２開閉弁５２ｂ〜第４開閉弁５２ｄが閉弁される。このため、水電解装置１２から導出される水素は、第１タンク用配管４８ａを通って第１貯蔵用タンク５０ａに貯蔵される（貯蔵工程）。
【００３６】
第１貯蔵用タンク５０ａに所定圧の水素が貯留されると、前記第１貯蔵用タンク５０ａから第２貯蔵用タンク５０ｂに切り替えられるか否かが判断される（ステップＳ２）。第２貯蔵用タンク５０ｂに切り替えられると判断されると（ステップＳ２中、ＹＥＳ）、ステップＳ３に進む（タンク切り替え工程）。このステップＳ３では、第１開閉弁５２ａが閉弁されるとともに、水電解装置１２が、定格運転モード（電解モード）から低出力運転モード又は脱圧運転モードに変更される。
【００３７】
低出力運転モード及び脱圧運転モードでは、電解電流値を停止時脱圧と同様の電流値（水電解装置１２に劣化が発生しない最低電流値、例えば、約６０Ａ）まで下げる。低出力運転モードでは、図１に示すように、脱圧弁３４の閉弁が維持される一方、脱圧運転モードでは、前記脱圧弁３４が開弁される。
【００３８】
圧力計２４による検出圧力（水素圧力）が、閾値未満である際、低出力運転モードが選択される一方、前記検出圧力が、閾値以上である際、脱圧運転モードが選択される。閾値は、例えば、図３に示すように、水電解装置１２から第４開閉弁５２ｄまでの経路容積（水素導出配管２８の容積）５６に基づいて、設定される。
【００３９】
低出力運転モードにおいて、第１開閉弁５２ａ〜第４開閉弁５２ｄが閉弁された状態が継続される時間から、経路容積５６の上昇圧力が算出される。従って、この上昇圧力と現在の経路内圧力との和が、水素導出配管２８の耐圧力を超えるか否かを判断し、該耐圧力を超えると判断された経路内圧力を、閾値に設定すればよい。
【００４０】
そこで、脱圧運転モードが選択されると、脱圧（減圧）時の印加電流が設定される。この印加電流は、水素のクロスリーク量に対して水素の膜ポンプ効果が高くなるような電流値に設定される。従って、制御装置２６は、水電解装置１２を構成する水分解セル１４に、上記の印加電流が付与されるように、電解電源１８の制御を行う。この状態で、カソード側の高圧水素の減圧が開始される。
【００４１】
具体的には、脱圧弁３４が開弁されるため、気液分離装置２２内が脱圧配管３０に連通している。これにより、カソード側に充填されている高圧な水素は、水素配管２０ｃを通って、脱圧配管３０から脱圧弁３４の減圧作用下に徐々に減圧処理される。
【００４２】
図２に示すように、ステップＳ４では、第１開閉弁５２ａ〜第３開閉弁５２ｃの全閉が確認された後、ステップＳ５に進んで、第２開閉弁５２ｂが開弁される。そして、第２開閉弁５２ｂが全開されたと判断されると（ステップＳ６中、ＹＥＳ）、ステップＳ７に進んで、水電解装置１２が定格運転モード（電解モード）に変更される。その際、電解電源１８は、制御装置２６により電解電流値を定格電流値まで段階的に上昇させることが好ましい。図４に示すように、水電解装置１２から導出される水素は、第２タンク用配管４８ｂを通って第２貯蔵用タンク５０ｂに貯蔵される。
【００４３】
この場合、差圧式水電解システム１０は、複数、例えば、３個のタンクである第１貯蔵用タンク５０ａ、第２貯蔵用タンク５０ｂ及び第３貯蔵用タンク５０ｃを備えている。第１貯蔵用タンク５０ａ、第２貯蔵用タンク５０ｂ及び第３貯蔵用タンク５０ｃは、それぞれ１本の第１タンク用配管４８ａ、第２タンク用配管４８ｂ及び第３タンク用配管４８ｃを介して水素導出配管２８に接続されている。
【００４４】
さらに、第１タンク用配管４８ａ、第２タンク用配管４８ｂ及び第３タンク用配管４８ｃには、それぞれ単一の第１開閉弁５２ａ、第２開閉弁５２ｂ及び第３開閉弁５２ｃのみが配設されている。このため、部品点数を有効に削減することができ、経済的且つ効率的に水電解処理を遂行することが可能になるという効果が得られる。
【００４５】
また、第１の実施形態によれば、タンク切り替え工程では、水電解装置１２は、低出力運転モード又は脱圧運転モードにより、電解を継続している。従って、水素導出配管２８は、水電解装置１２と第１貯蔵用タンク５０ａ、第２貯蔵用タンク５０ｂ及び第３貯蔵用タンク５０ｃとの間で、必要以上に高圧になることを確実に抑制することができる。しかも、低出力運転モードでは、特に廃棄される水素量を削減させることが可能になり、経済的であるとぃう利点がある。
【００４６】
さらに、タンク切り替え工程では、一旦、全ての開閉装置である第１開閉弁５２ａ、第２開閉弁５２ｂ及び第３開閉弁５２ｃが閉弁されている。これにより、水素の逆流を確実に防止することができる。
【００４７】
さらにまた、水電解装置１２では、タンク切り替え工程の後、定格運転に以降する際、電解電流値を定格電流値まで段階的に上昇させる通常電解復帰工程を有している。このため、水電解装置１２において、電圧が急激に上昇することを抑制することが可能になる。
【００４８】
また、低出力運転モード及び脱圧運転モードでは、電解電流値を停止時脱圧と同様の電流値まで下げている。従って、水電解装置１２の劣化を確実に抑制することができる。
【００４９】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る運転方法を説明するフローチャートである。
【００５０】
第２の実施形態では、第１の実施形態のステップＳ１及びステップＳ２と同様に、ステップＳ１１及びステップＳ１２が行われる。そして、ステップＳ１３では、第１開閉弁５２ａが閉弁された後、ステップＳ１４に進んで、第１開閉弁５２ａ〜第３開閉弁５２ｃが全て閉弁される。さらに、ステップＳ１５では、第２開閉弁５２ｂが開弁される。
【００５１】
このように、第２の実施形態では、水電解装置１２は、定格運転モードを継続しており、脱圧運転モード又は低出力運転モードが不要になる。すなわち、ステップＳ１３〜ステップＳ１５までの処理の間、経路容積５６の圧力が異常状態まで上昇しない容積に設定することにより、定格運転モードの継続が可能になるからである。
【００５２】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る運転方法を説明するフローチャートである。
【００５３】
先ず、ステップＳ２１では、水電解装置１２による水電解中に、第１貯蔵用タンク５０ａに前記水電解装置１２から導出される水素の貯蔵が行われている。その際、図７に示すように、第２貯蔵用タンク５０ｂ及び第３貯蔵用タンク５０ｃには、予め、所定圧の水素が貯留されている。
【００５４】
第３貯蔵用タンク５０ｃは、第２貯蔵用タンク５０ｂ及び第１貯蔵用タンク５０ａよりも高圧の水素が貯留されている。後述するように、第３貯蔵用タンク５０ｃは、充填時のリークチェック用タンクとして使用されるからであり、第２貯蔵用タンク５０ｂよりも所定圧αだけ高圧に維持されている。
【００５５】
そこで、燃料電池車両４４の水素燃料タンク４６に、水素の充填指示がなされると（ステップＳ２２中、ＹＥＳ）、ステップＳ２３に進む。このステップＳ２３では、第１開閉弁５２ａが閉弁されるとともに、水電解装置１２は、定格運転モードから低出力運転モード又は脱圧運転モードに変更される。
【００５６】
さらに、ステップＳ２４に進んで、リークチェックが行われる。図８に示すように、リークチェックは、第３貯蔵用タンク５０ｃを用いて行われるため、第３開閉弁５２ｃ及び第４開閉弁５２ｄが開弁される一方、充填用ノズル４２が閉じられる。これにより、充填用ノズル４２からの水素漏れの有無が検知される。なお、リークチェックは、後述するステップＳ２７とステップＳ２８との間に行ってもよい。
【００５７】
リークチェックの後、ステップＳ２５に進んで、第１開閉弁５２ａ〜第３開閉弁５２ｃの全閉が確認された後、第４開閉弁５２ｄが開弁される（ステップＳ２６）。そして、第４開閉弁５２ｄが全開されたと判断されると（ステップＳ２７中、ＹＥＳ）、ステップＳ２８に進む。
【００５８】
ステップＳ２８では、水電解装置１２が定格運転モードに変更されるとともに、第１開閉弁５２ａ〜第３開閉弁５２ｃは、充填モードに従って選択的に開閉操作される。例えば、第１貯蔵用タンク５０ａが充填モードであると、図９に示すように、第１開閉弁５２ａが開弁される。このため、第１貯蔵用タンク５０ａに貯蔵されている水素は、第１タンク用配管４８ａから水素導出配管２８を通って、燃料電池車両４４の水素燃料タンク４６に充填される。
【００５９】
その際、水電解装置１２により製造される水素は、水素燃料タンク４６に充填される。従って、水素燃料タンク４６への水素充填作業が迅速に遂行可能になる。しかも、水電解装置１２では、水素燃料タンク４６の最高充填圧力以上の圧力で水素を製造している。これにより、確実且つ迅速に水素燃料タンク４６を満タンにすることができる。
【００６０】
次いで、第１貯蔵用タンク５０ａの水素圧と水素燃料タンク４６の水素圧とが均圧化されると、第１開閉弁５２ａが閉弁される一方、第２開閉弁５２ｂが開弁される。従って、第２貯蔵用タンク５０ｂに貯蔵されている水素は、第２タンク用配管４８ｂから水素導出配管２８を通って、水素燃料タンク４６に充填される。
【００６１】
さらに、第２貯蔵用タンク５０ｂの水素圧力と、水素燃料タンク４６の水素圧力とが均圧化された後、第２開閉弁５２ｂが閉弁される一方、第３開閉弁５２ｃが開弁される。これにより、図１０に示すように、第３貯蔵用タンク５０ｃに貯蔵されている水素は、第３タンク用配管４８ｃから水素導出配管２８を介して、水素燃料タンク４６に充填される。この水素燃料タンク４６が満タン状態となることにより、充填工程が終了される（ステップＳ２９中、ＹＥＳ）。
【００６２】
充填終了後、ステップＳ３０に進んで、第４開閉弁５２ｄが閉弁されるとともに、水電解装置１２は、定格運転モードから低出力運転モード又は脱圧運転モードに変更される。なお、上記のように、第３貯蔵用タンク５０ｃによる充填が終了した際には、第３開閉弁５２ｃが閉弁されている。
【００６３】
次に、ステップＳ３１に進んで、第４開閉弁５２ｄの全閉が確認された後、ステップＳ３２に進み、第１開閉弁５２ａ〜第３開閉弁５２ｃの選択開弁指示がなされる。
【００６４】
ステップＳ３２では、実際上、第１貯蔵用タンク５０ａ〜第３貯蔵用タンク５０ｃの水素貯蔵状態により設定される。例えば、上記のように、最後の充填に使用された第３貯蔵用タンク５０ｃに水素貯蔵工程が必要であれば、第３開閉弁５２ｃの閉弁処理が不要になるとともに、水電解装置１２の低出力運転モードへの切り替えも不要となる。
【００６５】
一方、第３貯蔵用タンク５０ｃへの水素貯蔵工程が不要であると判断され、第２貯蔵用タンク５０ｂに水素貯蔵工程を行う際には、ステップＳ３０の処理が必要となる。
【００６６】
ステップＳ３２により選択された、例えば、第３開閉弁５２ｃが全開であると判断されると（ステップＳ３３中、ＹＥＳ）、ステップＳ３４に進み、水電解装置１２が定格運転モードに変更される。これにより、図１１に示すように、水電解装置１２により製造される水素は、第３タンク用配管４８ｃを通って、第３貯蔵用タンク５０ｃに貯蔵される。
【００６７】
第３貯蔵用タンク５０ｃへの水素貯蔵工程が終了すると、第３開閉弁５２ｃが閉弁される一方、第２開閉弁５２ｂが開弁される。このため、水電解装置１２から導出される水素は、第２タンク用配管４８ｂを通って、第２貯蔵用タンク５０ｂに貯蔵される。
【００６８】
この第２貯蔵用タンク５０ｂへの水素貯蔵工程が終了すると、第２開閉弁５２ｂが閉弁される一方、第１開閉弁５２ａが開弁される。従って、水電解装置１２から導出される水素が、第１タンク用配管４８ａを通って、第１貯蔵用タンク５０ａに、所定の水素圧に至るまで貯蔵される。このため、第１貯蔵用タンク５０ａ〜第３貯蔵用タンク５０ｃへの水素貯蔵工程が終了する（ステップＳ３５中、ＹＥＳ）。
【００６９】
なお、リークチェック工程では、第１開閉弁５２ａ及び第２開閉弁５２ｂを、一旦、閉弁させた後、第３開閉弁５２ｃを開放させている。これにより、低圧タンクである第１貯蔵用タンク５０ａ及び第２貯蔵用タンク５０ｂへの水素逆流を防止している。
【００７０】
ここで、第１貯蔵用タンク５０ａ及び第２貯蔵用タンク５０ｂが空であり、第３貯蔵用タンク５０ｃへの水素貯蔵処理中に、充填指令が出力された際には、バルブ閉弁処理が不要である。すなわち、第３貯蔵用タンク５０ｃによるリークチェックが、迅速に開始される。
【００７１】
このように、第３の実施形態では、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７２】
１０…差圧式水電解システム          １２…水電解装置
１４…水分解セル                    ２０ｃ…水素配管
２４…圧力計                        ２６…制御装置
２８…水素導出配管                  ３０…脱圧配管
３２…減圧弁                        ３４…脱圧弁
３６…逆止弁                        ３８…精製部
４０…背圧弁                        ４２…充填用ノズル
４４…燃料電池車両                  ４６…水素燃料タンク
４８ａ〜４８ｃ…タンク用配管        ５０ａ〜５０ｃ…貯蔵用タンク
５２ａ〜５２ｄ…開閉弁              ５４ａ〜５４ｄ…弁機構
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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