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公開番号2025028620
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-03
出願番号2023133543
出願日2023-08-18
発明の名称水素製造装置、水素の製造方法及び発電装置
出願人株式会社中央エンジニアリング
代理人名古屋国際弁理士法人
主分類C01B 3/04 20060101AFI20250221BHJP(無機化学)
要約【課題】水素を持続的に製造できる水素製造装置、水素の製造方法、及び発電装置を提供すること。
【解決手段】水素製造装置は、内部で複数種類の材料が反応し、水素が発生するように構成された反応槽と、前記複数種類の材料を、前記反応槽の内部に繰り返し供給するように構成された材料供給部と、を備える。前記材料供給部は、前回供給した前記複数種類の材料の反応が終了する前に、前回供給した前記複数種類の材料と混ざり合わないように、前記複数種類の材料を供給する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内部で複数種類の材料が反応し、水素が発生するように構成された反応槽と、
前記複数種類の材料を、前記反応槽の内部に繰り返し供給するように構成された材料供給部と、を備え、
前記材料供給部は、前回供給した前記複数種類の材料の反応が終了する前に、前回供給した前記複数種類の材料と混ざり合わないように、前記複数種類の材料を供給するように構成された、
水素製造装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の水素製造装置であって、
前記反応槽は、開口部を有する複数の反応容器を内部に備え、
前記材料供給部は、前記複数の反応容器のうちの１つの反応容器に供給した前記複数種類の材料の反応が終了する前に、前記１つの反応容器とは別の反応容器に、前記複数種類の材料を供給するように構成された、
水素製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水素製造装置であって、
前記複数の反応容器に含まれる各反応容器は、一つずつ順番に、前記材料供給部から前記複数種類の材料の供給を受けられる位置まで、前記材料供給部に対して相対的に移動するように構成された、
水素製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水素製造装置であって、
前記複数の反応容器に含まれる各反応容器は、前記材料供給部から前記複数種類の材料の供給を受けられる位置で停止するように構成された、
水素製造装置。
【請求項５】
請求項２に記載の水素製造装置であって、
前記複数種類の材料は、固体材料と液体材料とを含み、
前記材料供給部は、
前記固体材料を貯留するように構成された固体材料貯留部と、
前記液体材料を貯留するように構成された液体材料貯留部と、
前記固体材料貯留部から供給された前記固体材料を前記複数の反応容器に導くように構成された固体材料供給路と、
前記液体材料貯留部から供給された前記液体材料を前記複数の反応容器に導くように構成された液体材料供給路と、を備え、
前記液体材料供給路は、前記固体材料供給路の途中に接続されている、
水素製造装置。
【請求項６】
請求項２に記載の水素製造装置であって、
前記材料供給部は、
前記複数種類の材料を貯留するように構成された材料貯留部と、
前記材料貯留部から供給される前記複数種類の材料を前記複数の反応容器に導くように構成された材料供給路と、
前記材料供給路を開閉するように構成された材料供給路開閉部と、をさらに備える、
水素製造装置。
【請求項７】
請求項２に記載の水素製造装置であって、
前記複数の反応容器に含まれる各反応容器における前記複数種類の材料の反応後の残留物を、前記各反応容器から前記反応槽の内部に排出するように構成された反応容器排出部をさらに備える、
水素製造装置。
【請求項８】
請求項７に記載の水素製造装置であって、
前記各反応容器は、前記材料供給部から前記複数種類の材料が供給された後、前記反応容器排出部により前記残留物が排出される前までの間に、所定の時間停止するように構成された、
水素製造装置。
【請求項９】
請求項７に記載の水素製造装置であって、
反応槽排出部を介して前記反応槽に接続され、前記反応槽から排出された前記残留物を貯留するように構成された残留物貯留部と、
前記反応槽から前記残留物貯留部への前記残留物の排出を制御するように構成された反応槽排出制御部と、
前記残留物貯留部に貯留された前記残留物の前記残留物貯留部の外部への排出を制御するように構成された貯留部排出制御部と、をさらに備える、
水素製造装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の水素製造装置であって、
前記反応槽から前記残留物貯留部へ前記残留物を排出する際に、前記貯留部排出制御部は、前記残留物貯留部から前記残留物が排出されないように制御し、
前記残留物貯留部に貯留された前記残留物を前記残留物貯留部の外部へ排出する際に、前記反応槽排出制御部は、前記反応槽から前記残留物が排出されないように制御する、
水素製造装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、水素製造装置、水素の製造方法及び発電装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に水素製造装置が開示されている。水素製造装置は、給水トレーと、着脱可能な燃料カートリッジを備える。水素製造装置は、給水トレーから燃料カートリッジに水を供給する。燃料カートリッジ内の水素発生物質と水とが反応し、水素が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－３５９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところがこのような水素製造装置では、燃料カートリッジ内の水素発生物質と水との水素発生反応が終了するにつれ、水素製造量も低下していく。燃料カートリッジを、未だ水と反応させていない水素発生物質を収容した別の燃料カートリッジに交換することで、再び水素を製造することができる。しかし、燃料カートリッジの交換時には、水素の製造が停止してしまい、持続的に水素を発生させることができないという課題がある。
【０００５】
本開示の１つの局面では、水素を持続的に製造できる水素製造装置と、水素を持続的に製造できる水素の製造方法と、水素を持続的に製造できる水素製造装置を備える発電装置とを提供することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の１つの局面は、内部で複数種類の材料が反応し、水素が発生するように構成された反応槽と、前記複数種類の材料を、前記反応槽の内部に繰り返し供給するように構成された材料供給部と、を備え、前記材料供給部は、前回供給した前記複数種類の材料の反応が終了する前に、前回供給した前記複数種類の材料と混ざり合わないように、前記複数種類の材料を供給するように構成された、水素製造装置である。
【０００７】
本開示の１つの局面である水素製造装置は、水素を持続的に製造できる。
本開示の別の局面は、前記複数種類の材料を、反応槽の内部に繰り返し供給することで、前記反応槽の内部で水素を発生させる水素の製造方法である。この水素の製造方法では、前回供給した前記複数種類の材料の反応が終了する前に、前回供給した前記複数種類の材料と混ざり合わないように、前記複数種類の材料を供給する。
【０００８】
本開示の別の局面である水素の製造方法によれば、水素を持続的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る発電装置の概略構成を示すブロック図である。
第１実施形態に係る発電装置を正面から見た外観を示す概略図である。
第１実施形態に係る固体材料送出部、固体材料供給路及び材料供給路開閉部を示す概略図である。
第１実施形態に係る発電装置を左側面から見た外観を示す概略図である。
図５Ａは、固体材料供給路の出口を開放している状態の材料供給路開閉部を表す概略図である。図５Ｂは、固体材料供給路の出口を塞いでいる状態の材料供給路開閉部を表す概略図である。
第１実施形態に係る水素反応部について、反応槽の前壁を省略して示す概略図である。
第１実施形態の反応容器回転部及び反応容器排出部を示す概略側断面図である。
図８Ａ～図８Ｅは、それぞれ、反応容器排出部により第１反応容器から残留物Ｒを排出するときの第１反応容器の位置及び姿勢を示す概略図である。
第１実施形態に係る水素製造装置において、反応容器群が回転基準位置にある状態を示す図である。
第１実施形態に係る水素製造装置において、第１反応容器が供給位置にある状態を示す図である。
第１実施形態に係る水素製造装置において、第１反応容器が反応位置にあると共に第２反応容器が排出位置にある状態を示す図である。
第１実施形態に係る水素製造装置において、第２反応容器が供給位置にある状態を示す図である。
第１実施形態に係る水素製造装置において、第２反応容器が反応位置にあると共に第３反応容器が排出位置にある状態を示す図である。
第１実施形態に係る水素製造装置において、第３反応容器が供給位置にある状態を示す図である。
第１実施形態に係る水素製造装置において、第３反応容器が反応位置にあると共に第４反応容器が排出位置にある状態を示す図である。
第１実施形態に係る水素製造装置において、第４反応容器が供給位置にある状態を示す図である。
第１実施形態に係る水素製造装置において、第４反応容器が反応位置にあると共に第１反応容器が排出位置にある状態を示す図である。
各反応容器における水素製造量が時間の経過とともに変化する態様を表すグラフである。
第１実施形態に係る発電装置を右側面から見た外観を示す概略図である。
図２０Ａ～図２０Ｆは、それぞれ、反応槽から残留物を回収する処理を行うときの残留物排出部の状態を示す図である。
第１実施形態に係る発電装置を背面から見た外観を示す概略図である。
第１実施形態の発電装置の制御ブロック図である。
第１実施形態の制御部において実行される水素製造処理の概略の流れを示すフローチャートである。
第２実施形態に係る発電装置の概略構成を示すブロック図である。
第２実施形態に係る水素反応部を説明するための図である。
第２実施形態に係る柱部の側面図である。
第２実施形態に係る柱部と仕切壁との位置を示す図である。
第２実施形態に係る柱部と仕切壁との位置を示す図である。
図２９Ａ～図２９Ｈは、それぞれ、第２実施形態に係る柱部の動きを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
（発電装置１０の構成）
図１に基づいて発電装置１０の構成について説明する。図１は、発電装置１０の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、発電装置１０は、水素製造装置１２と、燃料電池１４と、初期電源部１６と、架台１８と、を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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