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公開番号2025069488
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-01
出願番号2023179216
出願日2023-10-18
発明の名称処理装置および燃料供給システム
出願人オリオン機械株式会社
代理人個人
主分類C25B 9/00 20210101AFI20250423BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】小型化を図りつつ、好適な湿度に調整された水素を低コストで供給可能とする。
【解決手段】下方閉塞部材13が上方閉塞部材14よりも下方に位置するように設置した状態において、外側空間S1が、水素発生装置から酸素Oと共に排出される水W1を酸素Oから分離させて貯水する「第1の分離槽」として機能し、かつ内側空間S2が、水素発生装置から水素ガスGと共に排出される水W2を水素ガスGから分離させて貯水する「第2の分離槽」として機能するように構成されると共に、「第1の分離槽」内の水W1と「第2の分離槽」内の水W2とが内側筒状部材12を介して熱交換可能に構成され、「第1の分離槽」は、貯水した水W1を「原料の水」として水素発生装置に給水する配管5を接続可能に構成され、「第2の分離槽」は、貯水した水W2のなかを水素ガスGが浮上するように構成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
外側筒状部材と、
前記外側筒状部材内に配設された内側筒状部材と、
前記外側筒状部材の一端側開口部および前記内側筒状部材の一端側開口部を閉塞する第１の閉塞部材と、
前記外側筒状部材の他端側開口部および前記内側筒状部材の他端側開口部を閉塞する第２の閉塞部材とを備え、
前記第１の閉塞部材が前記第２の閉塞部材よりも下方に位置するように設置した状態において、前記外側筒状部材と前記内側筒状部材との間の第１の空間および当該内側筒状部材内の第２の空間のいずれか一方の空間が、原料の水を電気分解して水素を発生させる水素発生装置から酸素と共に排出される水を当該酸素から分離させて貯水する第１の分離槽として機能し、かつ当該第１の空間および当該第２の空間のいずれか他方の空間が、当該水素発生装置から当該水素と共に排出される水を当該水素から分離させて貯水する第２の分離槽として機能するように構成されると共に、当該第１の分離槽内の水と当該第２の分離槽内の水とが当該内側筒状部材を介して熱交換可能に構成され、
前記第１の分離槽は、貯水した水を前記原料の水として前記水素発生装置に給水する給水用配管を接続可能に構成され、
前記第２の分離槽は、貯水した水のなかを当該水素が浮上するように構成されている処理装置。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記第１の空間が前記第１の分離槽として機能すると共に、前記第２の空間が前記第２の分離槽として機能するように構成されている請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記第２の分離槽に貯水された水を前記第１の分離槽に送水可能な送水路を備えている請求項１記載の処理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の処理装置と、前記水素発生装置とを備え、
前記水素発生装置から排出されて前記処理装置における前記第２の分離槽を通過させた前記水素を供給対象に対して供給可能に構成されている燃料供給システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素発生装置から排出される水素および酸素を処理する処理装置、およびそのような処理装置と水素発生装置とを備えて構成された燃料供給システムに関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、下記の特許文献には、ガスクロマトグラフにおける検出器などの供給対象に水素ガスを供給する水素発生装置の考案が開示されている。この水素発生装置では、給水槽に貯水した純水を電解セルに給水し、この純水を電解セルにおいて電気分解することで水素を発生させる構成が採用されている。
【０００３】
この場合、この種の装置では、電気分解によって発生する水素や酸素と共に電解セルから水が排出される。したがって、この水素発生装置では、電解セルから排出される水分を含んだ水素を水分離部に流入させて水分を分離させ、水分が分離された水素については、乾燥部を通過させた後に供給対象に供給し、分離された水分については、給水槽に戻して給水槽内の水と共に電解セルに再び給水する構成が採用されている。また、この水素発生装置では、電解セルから排出される水分を含んだ酸素を給水槽に流入させて水分を分離させ、水分が分離された酸素については、給水槽から放出し、分離された水分については、給水槽内の水と共に電解セルに再び給水する構成が採用されている。これにより、この水素発生装置では、電解セルから水素や酸素と共に排出される水分を、水素を発生させるための原料として有効利用することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
実公平５－１２２８７号公報（第１－３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献に開示の水素発生装置には、以下のような解決すべき問題点が存在する。
【０００６】
具体的には、上記特許文献に開示の水素発生装置では、電解セルに給水する純水を貯水する給水槽において電解セルから酸素と共に排出される水分を酸素から分離させると共に、電解セルから水素と共に排出される水分を水分離部において水素から分離させる構成が採用されている。この場合、この水素発生装置では、給水槽および水分離部が別個独立して設置されている。このため、この水素発生装置では、給水槽の設置スペース、および水分離部の設置スペースをそれぞれ確保する必要があり、これに起因して、装置の小型化が困難となっているという問題点が存在する。
【０００７】
また、この種の装置によって水素を供給する供給対象のなかには、水素と共に液相の水分（水滴）が大量に供給されないことが好ましいとしつつも、適度に気相の水分を含んだ状態の水素（好適な湿度の水素）が供給されることが好ましいとしているものがある。一例として、水素と酸素とを反応させて電力を発生させる燃料電池においては、水素と共に液相の水分（水滴）が大量に供給されたときに、水素流路内に流入した水滴の存在に起因して水素の通過抵抗が大きくなり、必要とされる発電量に応じた水素を反応させることができなくなるため、水素と共に液相の水分（水滴）が大量に供給されるのを回避する必要がある。その一方で、低湿度の水素が供給されたときには、ＭＥＡ（膜電極接合体）のドライアップに起因して発電効率の低下を招くため、適度な気相の水分を含んだ状態の水素（好適な湿度の水素）が供給される必要がある。
【０００８】
この場合、上記の水素発生装置では、水分離部において、電解セルから水素と共に排出される液相の水分が分離されると共に、この水分離部に貯水されている水中を通過させられることで、ある程度の量の気相の水分が水素に含まれた状態となる。しかしながら、水分離部から排出される水素の湿度を十分に高めるには、水素が通過させられる水分離部内の水や、水中を通過させられる水素を十分に温度上昇させる必要がある。このため、上記の水素発生装置の構成では、好適な湿度に調整された水素を供給しようとしたときに、水分離部内の水、およびこれを通過させられる水素の少なくとも一方を加熱する電気ヒータ等を別途配設する必要があり、これに起因して、装置の製造コストやランニングコストが高騰するという問題点が存在する
【０００９】
本発明は、かかる解決すべき問題点に鑑みてなされたものであり、小型化を図りつつ、好適な湿度に調整された水素を低コストで供給可能とする処理装置および燃料供給システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく、請求項１記載の処理装置は、外側筒状部材と、前記外側筒状部材内に配設された内側筒状部材と、前記外側筒状部材の一端側開口部および前記内側筒状部材の一端側開口部を閉塞する第１の閉塞部材と、前記外側筒状部材の他端側開口部および前記内側筒状部材の他端側開口部を閉塞する第２の閉塞部材とを備え、前記第１の閉塞部材が前記第２の閉塞部材よりも下方に位置するように設置した状態において、前記外側筒状部材と前記内側筒状部材との間の第１の空間および当該内側筒状部材内の第２の空間のいずれか一方の空間が、原料の水を電気分解して水素を発生させる水素発生装置から酸素と共に排出される水を当該酸素から分離させて貯水する第１の分離槽として機能し、かつ当該第１の空間および当該第２の空間のいずれか他方の空間が、当該水素発生装置から当該水素と共に排出される水を当該水素から分離させて貯水する第２の分離槽として機能するように構成されると共に、当該第１の分離槽内の水と当該第２の分離槽内の水とが当該内側筒状部材を介して熱交換可能に構成され、前記第１の分離槽は、貯水した水を前記原料の水として前記水素発生装置に給水する給水用配管を接続可能に構成され、前記第２の分離槽は、貯水した水のなかを当該水素が浮上するように構成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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