JPH09291386A - 高圧型高純度水素酸素発生装置の一体型タンク - Google Patents

高圧型高純度水素酸素発生装置の一体型タンク

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JPH09291386A
JPH09291386A JP8106616A JP10661696A JPH09291386A JP H09291386 A JPH09291386 A JP H09291386A JP 8106616 A JP8106616 A JP 8106616A JP 10661696 A JP10661696 A JP 10661696A JP H09291386 A JPH09291386 A JP H09291386A
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JP
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gas
hydrogen gas
tank
liquid separation
separation tank
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JP8106616A
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English (en)
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Akira Asari
明 浅利
Seiji Hirai
清司 平井
Shinichi Yasui
信一 安井
Hiroko Kobayashi
宏子 小林
Teruyuki Morioka
輝行 森岡
Michiyuki Harada
宙幸 原田
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Shinko Pantec Co Ltd
Original Assignee
Shinko Pantec Co Ltd
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧型ＨＨＯＧのタンク類のコストダウンお
よび設置スペースの節約を可能とすること。 【解決手段】 反応タンク２と水素ガス用気液分離タン
ク５とが、両タンクに形成されたスカート６、７同士を
分離可能に接合することにより上下に接合されて一体化
されており、第一水素ガス取り出し管９が、反応タンク
１の底部壁を貫通し、両スカート６、７内を通って水素
ガス用気液分離タンク５の上端壁を貫通して水素ガス用
気液分離タンク５内に挿通されており、第二水素ガス取
り出し管１１が、水素ガス用気液分離タンク５の上端か
ら両スカート６、７内を通り、反応タンク２をその底部
壁から上端壁まで上方に貫通することによって反応タン
ク２の上端から突出するように配管されており、両管
９、１１とも、スカート６、７内部でワンタッチカップ
ラー２２によって接続可能に上下に分断されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高圧型高純度水素酸
素発生装置の一体型タンクに関する。さらに詳しくは、
高圧型高純度水素酸素発生装置における水電解セルを収
容した反応タンクと水素ガスから液分を除去するための
水素ガス用気液分離タンクとを上下に接合して一体化し
たタンクに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】図４
に示すように、高圧型の高純度水素酸素発生装置（以
下、単にＨＨＯＧという）５１は、純水電解セル（以
下、単に電解セルという）５２が収容された水素酸素発
生タンク（以下、単に反応タンクという）５３と、この
反応タンク５３に純水Ｗを供給するための純水供給タン
ク５４と、水素ガスＨ2 から液分（純水）を除去するた
めの水素ガス用気液分離タンク５５とを主要構成機器と
している。
【０００３】なお、前記電解セル５２は、正負両電極板
のあいだに電解質膜によって仕切られた酸素発生室と水
素発生室とを有し、周囲をガスケット等の部材によって
囲まれた公知のものをも含む。
【０００４】図中５６は純水供給ポンプである。反応タ
ンク５２はその内圧が９ｋｇ／ｃｍ2 ｇ程度にまで上昇
する。そして、水素ガス用気液分離タンク５５の内圧
は、反応タンク５２から水素ガスを送り込むため、およ
び、万一、酸素ガス系と水素ガス系とに微少な漏洩が生
じた場合であっても、酸素ガス系に水素ガスが混入しな
いようにするために、反応タンク５２の内圧より０．５
〜１．５ｋｇ／ｃｍ2 程度低くなるように制御されてい
る。
【０００５】また、反応タンク５２内の電解セル５２で
は、その周囲の純水が電気分解され、水素ガスＨ2 と酸
素ガスＯ2 とが発生している。発生した酸素ガスＯ2 は
直接反応タンク５３内の純水内を通過させられ、酸素ガ
ス取り出し管５７を通して収集される。一方、発生した
水素ガスＨ2 は反応タンク５３内の純水を通さず、電解
セル５２から第一水素ガス取り出し管５８ａを通して水
素ガス用気液分離タンク５５に導かれ、そこで液分を除
去され、第二水素ガス取り出し管５８ｂを通して収集さ
れる。
【０００６】従来は図示するように反応タンク５３と水
素ガス用気液分離タンク５５とが別体で設置されてい
る。したがって、通常は両タンク５３、５５それぞれが
架台５３ａ、５３ｂによって据えつけられることにな
り、両タンク５３、５５間の第一水素ガス取り出し管５
８ａも据え付け現場で配管されることになる。
【０００７】ところで、当業界では高圧型ＨＨＯＧのコ
ストダウンを目指し、ユーザーからは設置スペースの節
約や価格低下等が要望されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明はかかる課題を
解決するためになされたものであり、従来は別体であっ
た反応タンクと水素ガス用気液分離タンクとを一体化す
ることにより、ＨＨＯＧの輸送費低減や据え付け工数低
減によりコストダウンを実現し、設置スペースの節約を
も可能とした。しかも、両タンクの一体化方法によって
は見栄えのする意匠上の効果も得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の一体型タンクは、水電解
セルを収容した反応タンクと、前記水電解セルにおいて
発生した水素ガスから液分を除去するための水素ガス用
気液分離タンクとを備えており、前記水電解セルから水
素ガスを取り出すための第一水素ガス取り出し管が水電
解セルから水素ガス用気液分離タンク内まで配管されて
おり、水素ガス用気液分離タンクから水素ガスを取り出
すための第二水素ガス取り出し管が水素ガス用気液分離
タンクからから外方に配管されており、発生酸素ガスを
取り出すための酸素ガス取り出し管が反応タンクから外
方に配管されてなる高純度水素酸素発生装置のタンクで
あって、前記反応タンクと水素ガス用気液分離タンクと
が上下に接合されて一体化されていることを特徴として
いる。
【００１０】かかる構成によって本発明の一体型タンク
は、相互配管が完了した反応タンクと水素ガス用気液分
離タンクとを一体にして輸送することができるため、輸
送費および据え付け費用を含めたコストの低減に資する
こととなる。また、通常はメーカーの工場で組み立てら
れるため、従来は設置現場で行われていた漏洩検査、気
密検査等の各種検査がメーカーの工場で効率よく行われ
うるので好ましい。
【００１１】なお、特許請求の範囲でいう接合とは、溶
接等によって一体不可分に固着されたもののみならず、
ボルト・ナットや各種クランプ、さらには架台等の介在
物によって分離可能に連結されたものも含む意味で用い
ている。
【００１２】前記反応タンクと水素ガス用気液分離タン
クとの一体化においては、いずれを他方の下方にしても
上方にしてもよい。
【００１３】そして、反応タンクの下方に水素ガス用気
液分離タンクが接合されているものにあっては、第二水
素ガス取り出し管を、反応タンクをその底部から上端部
まで上方に貫通して反応タンクの上端から突出するよう
に配管し、および／または、第一水素ガス取り出し管
を、反応タンクの底部から水素ガス用気液分離タンクの
上端を下方に貫通して水素ガス用気液分離タンク内まで
配管するのが、整然とした外観を呈する点で好ましい。
【００１４】また、反応タンクの上方に水素ガス用気液
分離タンクが接合されているものにあっても、第一水素
ガス取り出し管を、反応タンクの上端から水素ガス用気
液分離タンクの底部を上方に貫通して水素ガス用気液分
離タンク内まで配管し、および／または、前記酸素ガス
取り出し管を、水素ガス用気液分離タンクをその底部か
ら上端部まで上方に貫通して水素ガス用気液分離タンク
の上端から突出するように配管するのが、整然とした外
観を呈する点で好ましい。
【００１５】なお、特許請求の範囲でいう上下は、図１
〜３に示すようにタンクの中心軸に沿う方向をいうので
あって、実際にこの一体型タンクを据えつけるときには
縦置き（タンクの中心軸をほぼ鉛直にする）に限定され
ることはなく、横置き（タンクの中心軸をほぼ水平にす
る）にしてもよい。その場合は適宜配管位置および配管
方向を変化させればよい。
【００１６】このように横置きにした場合は、縦置きよ
りも設置スペースは大きくなるが、輸送コストや設置工
事工数の低減および検査効率の向上という効果は縦置き
と同様に得られる。
【００１７】
【実施例】つぎに、添付図面に示された実施例を参照し
つつ本発明の一体型反応タンクを説明する。
【００１８】図１は本発明の一体型タンクの一実施例を
示す断面図、図２は本発明の一体型タンクの他の実施例
を示す断面図、図３は本発明の一体型タンクのさらに他
の実施例を示す断面図である。
【００１９】図１に示す一体型タンク１において、２が
反応タンクであり、その内部には電解セル３が支持台４
上に設置されている。反応タンク２の下方に接合されて
いるのは水素ガス用気液分離タンク５である。本実施例
における両タンク２、５の接合は、図示のごとく、反応
タンク２の下部に形成されたスカート６と、水素ガス用
気液分離タンク５の上部に形成されたスカート７とを接
合することによってなされている。両スカート６、７と
もに、それぞれ対応するタンク２、５に溶接によって接
合されており、両スカート６、７同士は互いのフランジ
６ａ、７ａ同士がボルト（図示しない）締結されること
によって接合されている。なお、水素ガス用気液分離タ
ンク５の下部に接合されているスカートは床への設置用
架台８である。
【００２０】電解セル３からは、発生した水素ガスＨ2
を取り出すための第一水素ガス取り出し管９が、反応タ
ンク２の壁を貫通して側外方へ延び、それから水素ガス
用気液分離タンク５のスカート７および水素ガス用気液
分離タンク５の壁を貫通して水素ガス用気液分離タンク
５内へ挿通されている。両タンク２、５を分離するとき
には、通常第一水素ガス取り出し管９に配設されるフラ
ンジ（図示しない）等から分離すればよい。
【００２１】また、反応タンク２の上端には酸素ガス取
り出し管１０が配管され、水素ガス用気液分離タンク５
の上端には第二水素ガス取り出し管１１がスカート７を
貫通して外方へ延びるように配管されている。
【００２２】反応タンク２には純水Ｗが充満されてお
り、反応タンク２内の純水が電気分解されて酸素ガスＯ
2 と水素ガスＨ2 とが発生する。発生した酸素ガスＯ2
は反応タンク２内の純水内を通過して酸素ガス取り出し
管１０から取り出される。水素ガスＨ2 は電解セル３か
ら多少の液分（純水）とともに第一水素ガス取り出し管
９を通って水素ガス用気液分離タンク５内に放出され、
液分が除去されたうえで第二水素ガス取り出し管１１か
ら取り出される。図中、水素ガス用気液分離タンク５内
に溜まっている純水は、発生水素ガスから分離されたも
のである。
【００２３】図２に示す一体型タンク２１は、図１の一
体型タンク１とその構成部品は同じであるが、その第一
水素ガス取り出し管９および第二水素ガス取り出し管１
１の配管ルートのみ異なっている。すなわち、第一水素
ガス取り出し管９が電解セル３から下方に延び、反応タ
ンク２の底部壁を貫通し、両スカート６、７内を通って
水素ガス用気液分離タンク５の上端壁を貫通して水素ガ
ス用気液分離タンク５内に挿通されている。
【００２４】そして、第二水素ガス取り出し管１１は、
水素ガス用気液分離タンク５の上端から両スカート６、
７内を通り、反応タンク２をその底部壁から上端壁まで
上方に貫通することにより、反応タンク２の上端から突
出するように配管されている。
【００２５】上記両水素ガス取り出し管９、１１は、両
スカート６、７同士の接合面近傍の位置において分断さ
れるとともに、公知のいわゆるワンタッチカップラー２
２によって、断続可能に構成されている。両水素ガス取
り出し管９、１１におけるワンタッチカップラー２２よ
り上部と下部同士はもちろん位置合わせがなされてお
り、両スカート６、７同士を接合すると同時に気密・液
密に接続される。
【００２６】かかる構成によって、図２の一体型タンク
２１は、図１の一体型タンク１より組み立て・分解が容
易となる。さらに、配管類のほとんどがスカート６、７
内に隠されるため、整然とした外観を呈することにな
る。
【００２７】もちろん、本発明においては、第一水素ガ
ス取り出し管９および第二水素ガス取り出し管１１のう
ちいずれか一方のみを図１のように配管し、他方を図２
のように配管してもよい。
【００２８】図３に示す一体型タンク３１は、反応タン
ク２を下方に、水素ガス用気液分離タンク５を上方にし
て接合したものである。前述のごとく、反応タンク２の
内圧を水素ガス用気液分離タンク５の内圧より高く設定
しているため、水素ガス用気液分離タンク５内に溜まっ
た純水が第一水素ガス取り出し管９を通して純水が反応
タンク２へ逆流することはない。
【００２９】なお、本実施例では第一水素ガス取り出し
管９が一体型タンク３１の外方へ一旦延ばされたのち水
素ガス用気液分離タンク５の側周壁を貫通して挿通され
ており、酸素ガス取り出し管１０は反応タンク２の上端
壁から側方にスカート６を貫通して外方へ配管されてい
る。
【００３０】しかし、本発明ではとくにこのような配管
に限定されることはない。たとえば、第一水素ガス取り
出し管９を、電解セル３から上方に反応タンク１の上端
壁を貫通させ、両スカート６、７内を通って水素ガス用
気液分離タンク５の底部壁を貫通させて水素ガス用気液
分離タンク５内に挿通させてもよい。また、酸素ガス取
り出し管１０を、反応タンク２の上端から両スカート
６、７内を通り、水素ガス用気液分離タンク５をその底
部壁から上端壁まで上方に貫通することにより、水素ガ
ス用気液分離タンク５の上端から突出するように配管し
てもよい。
【００３１】なおこの場合、第一水素ガス取り出し管９
および／または酸素ガス取り出し管１０を、両スカート
６、７同士の接合面近傍の位置において分断するととも
に、両管９、１０をそれぞれ図２に示すようないわゆる
ワンタッチカップラー２２によって分断点で上下断続可
能に接続してもよい。
【００３２】叙上の実施例では、全体がすっきり見え、
且つ一体型タンク全体の剛性も向上するため、両タンク
２、５をスカート６、７によって分離可能に接続した
が、とくにスカートに限定されることはなく、たとえ
ば、アングル鋼材やチャンネル鋼材等からなる架台を介
して分離可能に接続してもよい。そうすれば、架台にお
ける鋼材間から配管を取り出し易くなるとともに、図２
に示す配管のワンタチカップラー２２部のメンテナンス
も容易となる。
【００３３】さらに、とくに分離可能な接続に限定され
ることはなく、前記架台等によって両タンクを固着させ
てもよい。
【００３４】
【発明の効果】本発明の一体型タンクによれば、ＨＨＯ
Ｇの輸送費低減や据え付け工数低減によりコストダウン
を実現し、設置スペースの節約も可能となる。しかも、
両タンクの一体化方法によっては見栄えのする意匠上の
効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一体型タンクの一実施例を示す断面図
である。
【図２】本発明の一体型タンクの他の実施例を示す断面
図である。
【図３】本発明の一体型タンクのさらに他の実施例を示
す断面図である。
【図４】反応タンクおよび水素ガス用気液分離タンクを
備えた従来のＨＨＯＧの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１、２１、３１・・・一体型タンク ２・・・反応タンク ３・・・電解セル ５・・・水素ガス用気液分離タンク ６、７・・・スカート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森岡 輝行 兵庫県加古川市平岡町土山934−４ (72)発明者 原田 宙幸 東京都練馬区西大泉２−25−43

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水電解セルを収容した反応タンクと、前
    記水電解セルにおいて発生した水素ガスから液分を除去
    するための水素ガス用気液分離タンクとを備えており、
    前記水電解セルから水素ガスを取り出すための第一水素
    ガス取り出し管が水電解セルから水素ガス用気液分離タ
    ンク内まで配管されており、水素ガス用気液分離タンク
    から水素ガスを取り出すための第二水素ガス取り出し管
    が水素ガス用気液分離タンクからから外方に配管されて
    おり、発生酸素ガスを取り出すための酸素ガス取り出し
    管が反応タンクから外方に配管されてなる高純度水素酸
    素発生装置のタンクであって、前記反応タンクと水素ガ
    ス用気液分離タンクとが上下に接合されて一体化されて
    いることを特徴とする高圧型高純度水素酸素発生装置の
    一体型タンク。
  2. 【請求項２】 前記反応タンクの下方に水素ガス用気液
    分離タンクが接合されてなる請求項１記載の高圧型高純
    度水素酸素発生装置の一体型タンク。
  3. 【請求項３】 前記反応タンクの上方に水素ガス用気液
    分離タンクが接合されてなる請求項１記載の高圧型高純
    度水素酸素発生装置の一体型タンク。
  4. 【請求項４】 前記第二水素ガス取り出し管が前記反応
    タンクをその底部から上端部まで上方に貫通して反応タ
    ンクの上端から突出するように配管され、および／また
    は、前記第一水素ガス取り出し管が反応タンクの底部か
    ら水素ガス用気液分離タンクの上端を下方に貫通して水
    素ガス用気液分離タンク内まで配管されてなる請求項２
    記載の高圧型高純度水素酸素発生装置の一体型タンク。
  5. 【請求項５】 前記第一水素ガス取り出し管が反応タン
    クの上端から水素ガス用気液分離タンクの底部を上方に
    貫通して水素ガス用気液分離タンク内まで配管され、お
    よび／または、前記酸素ガス取り出し管が水素ガス用気
    液分離タンクをその底部から上端部まで上方に貫通して
    水素ガス用気液分離タンクの上端から突出するように配
    管されてなる請求項３記載の高圧型高純度水素酸素発生
    装置の一体型タンク。
JP8106616A 1996-04-26 1996-04-26 高圧型高純度水素酸素発生装置の一体型タンク Pending JPH09291386A (ja)

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Cited By (4)

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