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公開番号2023160004
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-11-02
出願番号2022069988
出願日2022-04-21
発明の名称水素製造システム
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類C01B 3/00 20060101AFI20231026BHJP(無機化学)
要約【課題】水素貯蔵部に貯蔵された水素を使い切ることができる水素製造システムを提供する。
【解決手段】水素を生成する水素生成装置11と、生成された上記水素を圧縮する圧縮機12と、上記水素生成装置11と上記圧縮機12とを接続する第一ライン13と、上記圧縮機12と、上記圧縮機12によって加圧された上記水素を利用する水素利用設備18とを接続する第二ライン14と、上記圧縮機12によって加圧された上記水素を貯蔵する水素貯蔵部15と、上記水素貯蔵部15と上記第一ライン13とを接続する第一バイパスライン16と、該第一バイパスライン16に設けられて上記第一バイパスライン16における上記水素の流通を制御する第一制御弁17と、を備えた水素製造システム10。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
水素を生成する水素生成装置（１１）と、
生成された上記水素を圧縮する圧縮機（１２）と、
上記水素生成装置と上記圧縮機とを接続する第一ライン（１３）と、
上記圧縮機と、上記圧縮機によって加圧された上記水素を利用する水素利用設備（１８）とを接続する第二ライン（１４）と、
上記圧縮機によって加圧された上記水素を貯蔵する水素貯蔵部（１５）と、
上記水素貯蔵部と上記第一ラインとを接続する第一バイパスライン（１６）と、
該第一バイパスラインに設けられて上記第一バイパスラインにおける上記水素の流通を制御する第一制御弁（１７）と、
を備えた水素製造システム（１０）。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
上記水素貯蔵部内に貯蔵された上記水素の貯蔵水素圧を検知する貯蔵圧センサ（２５）と、
上記第一制御弁を制御する制御部（２０）と、
をさらに有し、
上記制御部は、
上記貯蔵圧センサによる上記貯蔵水素圧の信号を受け取り、上記水素生成装置が生成する生成水素流量の信号を受け取り、上記水素利用設備が要求する要求水素圧および要求水素流量の信号を受け取り、
上記制御部は、少なくとも上記生成水素流量が上記要求水素流量よりも小さいときには、上記貯蔵水素圧が上記要求水素圧に基づくしきい値よりも小さいことを条件に、上記第一制御弁を開にさせる、請求項１に記載の水素製造システム。
【請求項３】
上記第二ラインには、上記圧縮機と上記水素貯蔵部との間に、上記水素から不純物を除去する精製器（２１）が配されており、
該精製器を迂回するように、上記第二ラインのうち上記圧縮機と上記精製器との間の部分と、上記水素貯蔵部と、を接続する第二バイパスライン（７１）が設けられており、
該第二バイパスラインには、上記第二バイパスラインを流通する上記水素の流通を制御する第二制御弁（７２）が設けられている、請求項１又は２に記載の水素製造システム。
【請求項４】
上記第二ラインには、上記第二ラインを流通する上記水素の圧力変動を緩和するバッファ（３１，４１，６１，７３）が設けられている、請求項１又は２に記載の水素製造システム。
【請求項５】
上記バッファは、上記水素を貯蔵可能なタンク、又は上記第二ラインよりも大きい内径を有するパイプである、請求項４に記載の水素製造システム。
【請求項６】
上記水素貯蔵部と、上記第二ラインとは、供給ライン（２３）で接続されており、
該供給ラインには、上記水素貯蔵部と上記第二ラインとの間における水素の流通を制御する少なくとも一つの弁（２４，２６）が設けられている、請求項１又は２に記載の水素製造システム。
【請求項７】
上記供給ラインに接続された上記弁の少なくとも一つは、上記第二ラインの圧力が所定の圧力を超えたときに、上記第二ラインから上記水素貯蔵部に上記水素を流通させるとともに、上記水素貯蔵部から上記第二ラインへの上記水素の流通を禁止する、リリーフ弁（２６）である、請求項６に記載の水素製造システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素製造システムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
水素を製造する水素製造装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この水素製造装置は、供給された原水を加熱して、水蒸気を発生させる水蒸気発生器と、水蒸気を入力して、高温水蒸気電解により水素と酸素を生成させる電解セルと、高温水蒸気電解において未反応であった水蒸気を冷却して、水蒸気を復水にする冷却部と、生成された水素と復水とを気液分離する気液分離器と、分離された水素を圧縮して、この水素を圧縮する際に生じる熱エネルギーを原水に伝達させる水素圧縮部と、圧縮された水素を貯蔵する水素貯蔵部と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－８９２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の水素貯蔵部に貯蔵された水素は、水素を利用する水素利用設備に供給される。しかし、例えば、水素貯蔵部に貯蔵された水素の圧力が、水素利用設備が要求する水素の圧力を下回る状態になった場合には、水素貯蔵部から水素利用設備に水素を供給することができなくなる懸念がある。このため、水素貯蔵部内に残った水素を使い切ることができない可能性があるという課題があった。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、水素貯蔵部に貯蔵された水素を使い切ることができる水素製造システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、
水素を生成する水素生成装置（１１）と、
生成された上記水素を圧縮する圧縮機（１２）と、
上記水素生成装置と上記圧縮機とを接続する第一ライン（１３）と、
上記圧縮機と、上記圧縮機によって加圧された上記水素を利用する水素利用設備（１８）とを接続する第二ライン（１４）と、
上記圧縮機によって加圧された上記水素を貯蔵する水素貯蔵部（１５）と、
上記水素貯蔵部と上記第一ラインとを接続する第一バイパスライン（１６）と、
該第一バイパスラインに設けられて上記第一バイパスラインにおける上記水素の流通を制御する第一制御弁（１７）と、
を備えた水素製造システム（１０）にある。
【発明の効果】
【０００７】
第一制御弁が開かれることにより、水素貯蔵部に貯蔵された水素を、第一バイパスラインを介して第一ラインに流通させることができる。第一ラインに流通された水素は、圧縮機により加圧された後に第二ラインに流通され、水素利用設備に供給される。これにより、例えば、水素貯蔵部に貯蔵された水素の圧力が第二ラインを流通する水素の圧力を下回る状態になった場合のように、水素貯蔵部から第二ラインに水素を供給しにくい場合であっても、水素貯蔵部に貯蔵された水素を使い切ることができる。
【０００８】
以上のごとく、上記態様によれば、水素貯蔵部に貯蔵された水素を使い切ることができる水素製造装置を提供することができる。
【０００９】
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態１の水素製造システムにおいてすべての弁が閉じられた状態を示すブロック図である。
実施形態１の水素製造システムにおいて、水素生成装置が起動され、且つ、第一制御弁及び主制御弁が開かれた状態を示すブロック図である。
実施形態１の水素製造システムにおいて、水素生成装置が起動され、且つ、供給弁及び主制御弁が開かれた状態を示すブロック図である。
実施形態１の水素製造システムにおいて、水素生成装置が起動され、且つ、主制御弁が開かれた状態を示すブロック図である。
実施形態１の水素製造システムにおいて、水素生成装置が起動され、且つ、主制御弁及びリリーフ弁が開かれた状態を示すブロック図である。
実施形態１の水素製造システムにおいて、水素生成装置が停止しており、且つ、第一制御弁及び主制御弁が開かれた状態を示すブロック図である。
実施形態１の水素製造システムにおいて、水素生成装置が停止しており、且つ、供給弁及び主制御弁が開かれた状態を示すブロック図である。
実施形態１の水素製造システムの全体の動作に係るメインルーチンを示すフローチャートである。
実施形態１の水素製造システムのＯＮ処理を示すフローチャートである。
実施形態１の水素製造システムのＯＦＦ処理を示すフローチャートである。
実施形態２の水素製造システムを示すブロック図である。
実施形態３の水素製造システムを示すブロック図である。
実施形態４の水素製造システムを示すブロック図である。
実施形態５の水素製造システムを示すブロック図である。
実施形態６の水素製造システムにおいて、すべての弁が閉じられた状態を示すブロック図である。
実施形態６の水素製造システムにおいて、水素生成装置が起動され、且つ、第一制御弁及び主制御弁が開かれた状態を示すブロック図である。
実施形態６の水素製造システムにおいて、水素生成装置が起動され、且つ、第二制御弁及び主制御弁が開かれた状態を示すブロック図である。
実施形態６の水素製造システムにおいて、水素生成装置が停止され、且つ第一制御弁及び主制御弁が開かれた状態を示すブロック図である。
実施形態６の水素製造システムのＯＮ処理を示すフローチャートである。
実施形態６の水素製造システムのＯＦＦ処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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