JP2003342004A - 高圧水素製造システム - Google Patents
高圧水素製造システムInfo
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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
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/45—Hydrogen technologies in production processes
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 静粛で，且つ省エネルギ化を達成された高圧
水素製造システムを提供する。 【解決手段】 高圧水素製造システム１は，原燃料を改
質して高温の水素含有ガスを生成する改質器２と，水素
吸蔵材ＭＨを有すると共にその水素吸蔵材ＭＨに前記水
素含有ガスを精製して得られた水素を吸蔵させた高圧容
器１６と，水素吸蔵材ＭＨから水素を放出させて高圧容
器１６内を高水素圧にすべく，高温の水素含有ガスを高
圧容器１６内に流通させて水素吸蔵材ＭＨを加熱する加
熱装置Ｈ1とを有する。
水素製造システムを提供する。 【解決手段】 高圧水素製造システム１は，原燃料を改
質して高温の水素含有ガスを生成する改質器２と，水素
吸蔵材ＭＨを有すると共にその水素吸蔵材ＭＨに前記水
素含有ガスを精製して得られた水素を吸蔵させた高圧容
器１６と，水素吸蔵材ＭＨから水素を放出させて高圧容
器１６内を高水素圧にすべく，高温の水素含有ガスを高
圧容器１６内に流通させて水素吸蔵材ＭＨを加熱する加
熱装置Ｈ1とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高圧水素製造システ
ムに関する。
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，高圧水素を製造する場合，一般
に，往復圧縮機が用いられている。
に，往復圧縮機が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，往復圧
縮機はシリンダ内をピストンが往復動するようになって
いるので，振動および騒音が激しく，また消費エネルギ
が大であり，その上，運動部分への水素漏れ防止用シー
ル構造が煩雑になる，といった問題があった。
縮機はシリンダ内をピストンが往復動するようになって
いるので，振動および騒音が激しく，また消費エネルギ
が大であり，その上，運動部分への水素漏れ防止用シー
ル構造が煩雑になる，といった問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，静粛で，且つ
省エネルギ化を達成された前記高圧水素製造システムを
提供することを目的とする。
省エネルギ化を達成された前記高圧水素製造システムを
提供することを目的とする。
【０００５】前記目的を達成するため本発明によれば，
原燃料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と，水
素吸蔵材を有すると共にその水素吸蔵材に前記水素含有
ガスを精製して得られた水素を吸蔵させた高圧容器と，
前記水素吸蔵材から水素を放出させて前記高圧容器内を
高水素圧にすべく，前記水素含有ガスを前記高圧容器内
に流通させて前記水素吸蔵材を加熱する加熱装置とを備
えた高圧水素製造システムが提供される。
原燃料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と，水
素吸蔵材を有すると共にその水素吸蔵材に前記水素含有
ガスを精製して得られた水素を吸蔵させた高圧容器と，
前記水素吸蔵材から水素を放出させて前記高圧容器内を
高水素圧にすべく，前記水素含有ガスを前記高圧容器内
に流通させて前記水素吸蔵材を加熱する加熱装置とを備
えた高圧水素製造システムが提供される。
【０００６】前記のように構成すると，機械的運動部分
が存在しないか，または在っても極めて少ないので，静
粛で，且つ省エネルギ化を達成し，その上，水素漏れ防
止用シール構造を簡素化することが可能である。
が存在しないか，または在っても極めて少ないので，静
粛で，且つ省エネルギ化を達成し，その上，水素漏れ防
止用シール構造を簡素化することが可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１に示す高圧水素製造システム
１において，改質器２は，原燃料の水蒸気改質を行って
高温の水素含有ガスを生成するもので，その第１の入口
には原燃料としての天然ガスＮＧを導入するための管３
が，また第２の入口には空気（Ｏ2 ）を導入するための
管４がそれぞれ接続される。蒸発器５の熱交換管６入口
に，蒸留水（Ｈ2 Ｏ）を導入するための管７が接続さ
れ，その熱交換管６出口は管８を介して改質器２の第３
の入口に接続される。改質器２出口にはＣＯ酸化器９が
接続されている。
１において，改質器２は，原燃料の水蒸気改質を行って
高温の水素含有ガスを生成するもので，その第１の入口
には原燃料としての天然ガスＮＧを導入するための管３
が，また第２の入口には空気（Ｏ2 ）を導入するための
管４がそれぞれ接続される。蒸発器５の熱交換管６入口
に，蒸留水（Ｈ2 Ｏ）を導入するための管７が接続さ
れ，その熱交換管６出口は管８を介して改質器２の第３
の入口に接続される。改質器２出口にはＣＯ酸化器９が
接続されている。
【０００８】ＣＯ酸化器９の水素含有ガスを導出する出
口は，管１０を介して蒸発器５の加熱部入口に接続さ
れ，その加熱部出口は管１１を介して第１三方弁１２の
第１ポートに接続される。その第２ポートは管１３を介
して第２三方弁１４の第１ポートに接続され，その第２
ポートは管１５を介して第１高圧容器１６の熱媒体通路
１７入口に接続される。熱媒体通路１７出口は管１８を
介して第３三方弁１９の第１ポートに接続される。
口は，管１０を介して蒸発器５の加熱部入口に接続さ
れ，その加熱部出口は管１１を介して第１三方弁１２の
第１ポートに接続される。その第２ポートは管１３を介
して第２三方弁１４の第１ポートに接続され，その第２
ポートは管１５を介して第１高圧容器１６の熱媒体通路
１７入口に接続される。熱媒体通路１７出口は管１８を
介して第３三方弁１９の第１ポートに接続される。
【０００９】第１高圧容器１６には，水素を吸蔵し，ま
たその水素を放出し得る水素吸蔵材ＭＨが収容されてい
る。
たその水素を放出し得る水素吸蔵材ＭＨが収容されてい
る。
【００１０】第３三方弁１９の第２ポートは管２０を介
して第４三方弁２１の第１ポートに接続され，その第２
ポートは管２２を介して第１熱交換器２３の加熱部入口
に接続される。その加熱部出口は管２４を介して除湿器
２５入口に接続され，除湿器２５出口は精製器２６入口
に接続される。精製器２６において，水素含有ガスを精
製して得られた水素を導出する第１の出口は，管２７を
介して第５三方弁２８の第１ポートに接続され，その第
２ポートは管２９を介して第６三方弁３０の第１ポート
に接続される。その第２ポートは管３１を介して第１高
圧容器１６の水素導入兼導出口に接続される。
して第４三方弁２１の第１ポートに接続され，その第２
ポートは管２２を介して第１熱交換器２３の加熱部入口
に接続される。その加熱部出口は管２４を介して除湿器
２５入口に接続され，除湿器２５出口は精製器２６入口
に接続される。精製器２６において，水素含有ガスを精
製して得られた水素を導出する第１の出口は，管２７を
介して第５三方弁２８の第１ポートに接続され，その第
２ポートは管２９を介して第６三方弁３０の第１ポート
に接続される。その第２ポートは管３１を介して第１高
圧容器１６の水素導入兼導出口に接続される。
【００１１】第６三方弁３０の第３ポートは管３２を介
して第１圧力調整器３３入口に接続され，その出口は管
３４を介して第７三方弁３５の第１ポートに接続され
る。その第２ポートは管３６を介して高圧水素貯蔵装置
３７に接続される。第１圧力調整器３３は，第１高圧容
器１６内が，所定の高水素圧に達するまでは遮断状態で
あるが，所定の高水素圧に達すると導通状態となって，
圧力調整された高圧水素を高圧水素貯蔵装置３７に供給
する。
して第１圧力調整器３３入口に接続され，その出口は管
３４を介して第７三方弁３５の第１ポートに接続され
る。その第２ポートは管３６を介して高圧水素貯蔵装置
３７に接続される。第１圧力調整器３３は，第１高圧容
器１６内が，所定の高水素圧に達するまでは遮断状態で
あるが，所定の高水素圧に達すると導通状態となって，
圧力調整された高圧水素を高圧水素貯蔵装置３７に供給
する。
【００１２】高圧水素貯蔵装置３７は管３６に接続され
た本管３８を有し，その本管３８から枝分れし，且つ開
閉弁３９を有する複数の枝管４０に複数の高圧水素タン
ク４１がそれぞれ接続される。精製器２６の第２の出口
は管４２を介して大気に開放される。
た本管３８を有し，その本管３８から枝分れし，且つ開
閉弁３９を有する複数の枝管４０に複数の高圧水素タン
ク４１がそれぞれ接続される。精製器２６の第２の出口
は管４２を介して大気に開放される。
【００１３】天然ガス導入用管３から分岐する，開閉弁
４５を備えた管４６が第８三方弁４７の第１ポートに接
続される。その第２ポートは，管４８を介して第１高圧
容器１６における触媒式燃焼管４９入口に接続される。
天然ガス用枝管４６の開閉弁４５よりも下流側には，天
然ガスＮＧに空気（Ｏ2 ）を混入する管５０が接続され
ている。触媒式燃焼管４９は，その内周面に，Ｎｉ発泡
金属にＰｄ触媒を担持させた触媒層を有する。触媒式燃
焼管４９において，高温排ガスを導出する出口は逆止弁
５１を有する管５２を介して第２熱交換器５３の加熱部
入口に接続され，その加熱部出口は管５４を介して大気
に開放される。
４５を備えた管４６が第８三方弁４７の第１ポートに接
続される。その第２ポートは，管４８を介して第１高圧
容器１６における触媒式燃焼管４９入口に接続される。
天然ガス用枝管４６の開閉弁４５よりも下流側には，天
然ガスＮＧに空気（Ｏ2 ）を混入する管５０が接続され
ている。触媒式燃焼管４９は，その内周面に，Ｎｉ発泡
金属にＰｄ触媒を担持させた触媒層を有する。触媒式燃
焼管４９において，高温排ガスを導出する出口は逆止弁
５１を有する管５２を介して第２熱交換器５３の加熱部
入口に接続され，その加熱部出口は管５４を介して大気
に開放される。
【００１４】開閉弁５７を有する水道水導入用管５８が
第９三方弁５９の第１ポートに接続される。その第２ポ
ートは管６０を介して第２三方弁１４の第３ポートに接
続され，また第３三方弁１９の第３ポートは管６１を介
して第１０三方弁６２の第１ポートに接続される。つま
り，第１高圧容器１６の熱媒体通路１７は水素含有ガス
だけでなく水の流通路としても用いられる。第１０三方
弁６２の第２ポートは逆止弁６３を有する管６４を介し
て温水タンク６５に接続される。
第９三方弁５９の第１ポートに接続される。その第２ポ
ートは管６０を介して第２三方弁１４の第３ポートに接
続され，また第３三方弁１９の第３ポートは管６１を介
して第１０三方弁６２の第１ポートに接続される。つま
り，第１高圧容器１６の熱媒体通路１７は水素含有ガス
だけでなく水の流通路としても用いられる。第１０三方
弁６２の第２ポートは逆止弁６３を有する管６４を介し
て温水タンク６５に接続される。
【００１５】水道水導入用管５８の開閉弁５７上流側か
ら分岐する管６６が，第１熱交換器２３の熱交換管６７
入口に接続され，その出口は逆止弁６８を有する管６９
を介して，温水タンク６５に接続された管６４の逆止弁
６３下流側に接続される。また水道水導入用管５の開閉
弁５７下流側から分岐する管７０が第２熱交換器５３の
熱交換管７１入口に接続され，その出口は，逆止弁７２
を有する管７３を介して両管６４，６５の合流点よりも
温水タンク６５側において，管６４に接続される。第２
熱交換器５３に天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）を昇温
するための熱交換管７４，７５が設けられており，これ
らは必要に応じて用いられる。
ら分岐する管６６が，第１熱交換器２３の熱交換管６７
入口に接続され，その出口は逆止弁６８を有する管６９
を介して，温水タンク６５に接続された管６４の逆止弁
６３下流側に接続される。また水道水導入用管５の開閉
弁５７下流側から分岐する管７０が第２熱交換器５３の
熱交換管７１入口に接続され，その出口は，逆止弁７２
を有する管７３を介して両管６４，６５の合流点よりも
温水タンク６５側において，管６４に接続される。第２
熱交換器５３に天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）を昇温
するための熱交換管７４，７５が設けられており，これ
らは必要に応じて用いられる。
【００１６】蒸発器５の加熱部出口から伸びる管１１，
第１三方弁１２，管１３，第２三方弁１４，管１５，熱
媒体通路１７，管１８，第３三方弁１９，管２０，第４
三方弁２１および第１熱交換器２３の加熱部入口に連な
る管２２は，水素吸蔵材ＭＨから水素を放出させて第１
高圧容器１６内を高水素圧にすべく，高温の水素含有ガ
スを第１高圧容器１６内に流通させて水素吸蔵材ＭＨを
加熱する第１加熱装置Ｈ1 を構成する。
第１三方弁１２，管１３，第２三方弁１４，管１５，熱
媒体通路１７，管１８，第３三方弁１９，管２０，第４
三方弁２１および第１熱交換器２３の加熱部入口に連な
る管２２は，水素吸蔵材ＭＨから水素を放出させて第１
高圧容器１６内を高水素圧にすべく，高温の水素含有ガ
スを第１高圧容器１６内に流通させて水素吸蔵材ＭＨを
加熱する第１加熱装置Ｈ1 を構成する。
【００１７】また天然ガス導入用管３から分岐する，開
閉弁４５を備えた管４６，管５０，第８三方弁４７，管
４８，触媒式燃焼管４９および逆止弁５１を有する管５
２は，水素吸蔵材ＭＨを加熱すべく，天然ガスＮＧを燃
料とする第１補助加熱装置ｈ 1 を構成する。
閉弁４５を備えた管４６，管５０，第８三方弁４７，管
４８，触媒式燃焼管４９および逆止弁５１を有する管５
２は，水素吸蔵材ＭＨを加熱すべく，天然ガスＮＧを燃
料とする第１補助加熱装置ｈ 1 を構成する。
【００１８】さらに開閉弁５７を有する水道水導入用管
５８，第９三方弁５９，管６０，第２三方弁１４，管１
５，熱媒体通路１７，管１８，第３三方弁１９，管６
１，第１０三方弁６２および逆止弁６３を有する管６４
は，第１高圧容器１６の水素吸蔵材ＭＨに水素を吸蔵さ
せる際に，その水素吸蔵材ＭＨを冷却する第１冷却装置
Ｃ1 を構成する。第１冷却装置Ｃ1 の冷却用熱媒体は前
記のように水であり，冷却により生じた温水は温水タン
ク６５に溜められて所定の用途に用いられる。
５８，第９三方弁５９，管６０，第２三方弁１４，管１
５，熱媒体通路１７，管１８，第３三方弁１９，管６
１，第１０三方弁６２および逆止弁６３を有する管６４
は，第１高圧容器１６の水素吸蔵材ＭＨに水素を吸蔵さ
せる際に，その水素吸蔵材ＭＨを冷却する第１冷却装置
Ｃ1 を構成する。第１冷却装置Ｃ1 の冷却用熱媒体は前
記のように水であり，冷却により生じた温水は温水タン
ク６５に溜められて所定の用途に用いられる。
【００１９】第２熱交換器５３は，第１補助加熱装置ｈ
1 の廃熱を，温水を作るべく水に伝えると共に改質器２
に導入される天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）を昇温す
べく，それらに伝える機能を有する。
1 の廃熱を，温水を作るべく水に伝えると共に改質器２
に導入される天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）を昇温す
べく，それらに伝える機能を有する。
【００２０】高圧水素製造システム１は第２高圧容器７
６を備えており，両高圧容器１６，７６の一方が水素圧
上昇後，高圧水素供給過程にあるとき，他方は水素吸蔵
過程にあるようになっている。以下，第２高圧容器７６
周りの配管構造について説明する。この配管構造は第１
高圧容器１６周りのそれと同じように構成されている。
６を備えており，両高圧容器１６，７６の一方が水素圧
上昇後，高圧水素供給過程にあるとき，他方は水素吸蔵
過程にあるようになっている。以下，第２高圧容器７６
周りの配管構造について説明する。この配管構造は第１
高圧容器１６周りのそれと同じように構成されている。
【００２１】即ち，第１三方弁１２の第３ポートが管７
７を介して第１１三方弁７８の第１ポートに接続され，
その第２ポートは管７９を介して第２高圧容器７６の熱
媒体通路１７入口に接続される。熱媒体通路１７出口は
管８０を介して第１２三方弁８１の第１ポートに接続さ
れる。
７を介して第１１三方弁７８の第１ポートに接続され，
その第２ポートは管７９を介して第２高圧容器７６の熱
媒体通路１７入口に接続される。熱媒体通路１７出口は
管８０を介して第１２三方弁８１の第１ポートに接続さ
れる。
【００２２】第２高圧容器７６には，前記第１高圧容器
１６同様に，水素を吸蔵し，またその水素を放出し得る
水素吸蔵材ＭＨが収容されている。
１６同様に，水素を吸蔵し，またその水素を放出し得る
水素吸蔵材ＭＨが収容されている。
【００２３】第１２三方弁８１の第２ポートは管８２を
介して第４三方弁１２の第３ポートに接続される。第５
三方弁２８の第３ポートは管８３を介して第１３三方弁
８４の第１ポートに接続され，その第２ポートは管８５
を介して第２高圧容器７６の水素導入兼導出口に接続さ
れる。
介して第４三方弁１２の第３ポートに接続される。第５
三方弁２８の第３ポートは管８３を介して第１３三方弁
８４の第１ポートに接続され，その第２ポートは管８５
を介して第２高圧容器７６の水素導入兼導出口に接続さ
れる。
【００２４】第１３三方弁８４の第３ポートは管８６を
介して第２圧力調整器８７入口に接続され，その出口は
管８８を介して第７三方弁３５の第３ポートに接続され
る。第２圧力調整器８７は，第２高圧容器７６内が，所
定の高水素圧に達するまでは遮断状態であるが，所定の
高水素圧に達すると導通状態となって，圧力調整された
高圧水素を高圧水素貯蔵装置３７に供給する。
介して第２圧力調整器８７入口に接続され，その出口は
管８８を介して第７三方弁３５の第３ポートに接続され
る。第２圧力調整器８７は，第２高圧容器７６内が，所
定の高水素圧に達するまでは遮断状態であるが，所定の
高水素圧に達すると導通状態となって，圧力調整された
高圧水素を高圧水素貯蔵装置３７に供給する。
【００２５】第８三方弁４７の第３ポートが管８９を介
して第２高圧容器７６の触媒式燃焼管４９入口に接続さ
れる。触媒式燃焼管４９は，前記第１高圧容器１６側の
それと同様に，その内周面に，Ｎｉ発泡金属にＰｄ触媒
を担持させた触媒層を備えている。
して第２高圧容器７６の触媒式燃焼管４９入口に接続さ
れる。触媒式燃焼管４９は，前記第１高圧容器１６側の
それと同様に，その内周面に，Ｎｉ発泡金属にＰｄ触媒
を担持させた触媒層を備えている。
【００２６】触媒式燃焼管４９において，高温排ガスを
導出する出口は逆止弁９０を有する管９１を介して，第
１高圧容器１６の触媒式燃焼管４９出口から伸びる管５
２の逆止弁５１下流側に接続される。
導出する出口は逆止弁９０を有する管９１を介して，第
１高圧容器１６の触媒式燃焼管４９出口から伸びる管５
２の逆止弁５１下流側に接続される。
【００２７】第９三方弁５９の第３ポートは管９２を介
して第１１三方弁７８の第３ポートに接続され，また第
１２三方弁８１の第３ポートは管９３を介して第１０三
方弁６２の第３ポートに接続される。つまり，第２高圧
容器７６の熱媒体通路１７は，前記第１高圧容器１６側
のそれと同様に，水素含有ガスだけでなく水の流通路と
しても用いられる。
して第１１三方弁７８の第３ポートに接続され，また第
１２三方弁８１の第３ポートは管９３を介して第１０三
方弁６２の第３ポートに接続される。つまり，第２高圧
容器７６の熱媒体通路１７は，前記第１高圧容器１６側
のそれと同様に，水素含有ガスだけでなく水の流通路と
しても用いられる。
【００２８】蒸発器５の加熱部出口から伸びる管１１，
第１三方弁１２，管７７，第１１三方弁７８，管７９，
熱媒体通路１７，管８０，第１２三方弁８１，管８２，
第４三方弁２１および第１熱交換器２３の加熱部入口に
連なる管２２は，水素吸蔵材ＭＨから水素放出させて第
２高圧容器７６内を高水素圧にすべく，高温の水素含有
ガスを第２高圧容器７６内に流通させて水素吸蔵材ＭＨ
を加熱する第２加熱装置Ｈ2 を構成する。
第１三方弁１２，管７７，第１１三方弁７８，管７９，
熱媒体通路１７，管８０，第１２三方弁８１，管８２，
第４三方弁２１および第１熱交換器２３の加熱部入口に
連なる管２２は，水素吸蔵材ＭＨから水素放出させて第
２高圧容器７６内を高水素圧にすべく，高温の水素含有
ガスを第２高圧容器７６内に流通させて水素吸蔵材ＭＨ
を加熱する第２加熱装置Ｈ2 を構成する。
【００２９】また天然ガス導入用管３から分岐する，開
閉弁４５を備えた管４６，管５０，第８三方弁４７，管
８９，触媒式燃焼管４９，逆止弁９０を有する管９１お
よび管５２の逆止弁５１下流側は，水素吸蔵材ＭＨを加
熱すべく，天然ガスＮＧを燃料とする第２補助加熱装置
ｈ2 を構成する。
閉弁４５を備えた管４６，管５０，第８三方弁４７，管
８９，触媒式燃焼管４９，逆止弁９０を有する管９１お
よび管５２の逆止弁５１下流側は，水素吸蔵材ＭＨを加
熱すべく，天然ガスＮＧを燃料とする第２補助加熱装置
ｈ2 を構成する。
【００３０】さらに開閉弁５７を有する水道水用管５
８，第９三方弁５９，管９２，第１１三方弁７８，管７
９，熱媒体通路１７，管８０，第１２三方弁８１，管９
３，第１０三方弁６２および逆止弁６３を有する管６４
は，第２高圧容器７６の水素吸蔵材ＭＨに水素を吸蔵さ
せる際に，その水素吸蔵材ＭＨを冷却する第２冷却装置
Ｃ2 を構成する。第２冷却装置Ｃ2 の冷却用熱媒体は前
記のように水であり，冷却により生じた温水は温水タン
ク６５に溜められて所定の用途に用いられる。
８，第９三方弁５９，管９２，第１１三方弁７８，管７
９，熱媒体通路１７，管８０，第１２三方弁８１，管９
３，第１０三方弁６２および逆止弁６３を有する管６４
は，第２高圧容器７６の水素吸蔵材ＭＨに水素を吸蔵さ
せる際に，その水素吸蔵材ＭＨを冷却する第２冷却装置
Ｃ2 を構成する。第２冷却装置Ｃ2 の冷却用熱媒体は前
記のように水であり，冷却により生じた温水は温水タン
ク６５に溜められて所定の用途に用いられる。
【００３１】第２熱交換器５３は，第２補助加熱装置ｈ
2 の廃熱を，温水を作るべく水に伝えると共に改質器２
に導入される天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）を昇温す
べく，それらに伝える機能を有する。
2 の廃熱を，温水を作るべく水に伝えると共に改質器２
に導入される天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）を昇温す
べく，それらに伝える機能を有する。
【００３２】以下，水素吸蔵過程を終了した第１高圧容
器１６から高圧水素貯蔵装置３７への高圧水素の供給お
よび高圧水素供給過程を終了した第２高圧容器７６にお
ける水素の吸蔵について説明する。
器１６から高圧水素貯蔵装置３７への高圧水素の供給お
よび高圧水素供給過程を終了した第２高圧容器７６にお
ける水素の吸蔵について説明する。
【００３３】（１）天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）を
改質器２に導入すると共に蒸留水を蒸発器５に導入して
水蒸気を発生させ，その水蒸気を改質器２に導入する。
これにより，改質器２において７００〜９５０℃の水素
含有ガスが生成され，その高温水素含有ガスは，Ｈ2 ，
ＣＯ，Ｈ2 Ｏ，Ｎ2 等よりなる。高温水素含有ガス中の
ＣＯは，そのガスが次のＣＯ酸化器９を通過することに
よってＣＯ2 に変換される。
改質器２に導入すると共に蒸留水を蒸発器５に導入して
水蒸気を発生させ，その水蒸気を改質器２に導入する。
これにより，改質器２において７００〜９５０℃の水素
含有ガスが生成され，その高温水素含有ガスは，Ｈ2 ，
ＣＯ，Ｈ2 Ｏ，Ｎ2 等よりなる。高温水素含有ガス中の
ＣＯは，そのガスが次のＣＯ酸化器９を通過することに
よってＣＯ2 に変換される。
【００３４】（２）高温水素含有ガスは蒸発器５を通過
し，その際，水蒸気発生のために熱を授与する。
し，その際，水蒸気発生のために熱を授与する。
【００３５】（３）第１加熱装置Ｈ1 において，高温水
素含有ガスは第１，第２三方弁１２，１４を経て第１高
圧容器１６の熱媒体通路１７を流通する。これにより水
素吸蔵材ＭＨの昇温が行われる。
素含有ガスは第１，第２三方弁１２，１４を経て第１高
圧容器１６の熱媒体通路１７を流通する。これにより水
素吸蔵材ＭＨの昇温が行われる。
【００３６】（４）第２冷却装置Ｃ2 において，水道水
が第９，第１１三方弁５９，７８を経て第２高圧容器７
６の熱媒体通路１７を流通するので，その水の冷却作用
で水素放出後の水素吸蔵材ＭＨの冷却が行われる。この
冷却により水素吸蔵材ＭＨの温度は水素吸蔵温度まで降
下する。
が第９，第１１三方弁５９，７８を経て第２高圧容器７
６の熱媒体通路１７を流通するので，その水の冷却作用
で水素放出後の水素吸蔵材ＭＨの冷却が行われる。この
冷却により水素吸蔵材ＭＨの温度は水素吸蔵温度まで降
下する。
【００３７】（５）第１高圧容器１６における水素吸蔵
材ＭＨが加熱されて，それが水素放出温度に達すると，
その水素吸蔵材ＭＨから水素が放出されるので，第１高
圧容器１６内の水素圧が上昇し，その水素圧が所定値に
達すると，第１圧力調整器３３が導通して，高圧水素が
第６三方弁３０，第１圧力調整器３３および第７三方弁
３５を経て高圧水素貯蔵装置３７に供給され，所定の高
圧水素タンク４１に充填される。
材ＭＨが加熱されて，それが水素放出温度に達すると，
その水素吸蔵材ＭＨから水素が放出されるので，第１高
圧容器１６内の水素圧が上昇し，その水素圧が所定値に
達すると，第１圧力調整器３３が導通して，高圧水素が
第６三方弁３０，第１圧力調整器３３および第７三方弁
３５を経て高圧水素貯蔵装置３７に供給され，所定の高
圧水素タンク４１に充填される。
【００３８】（６）一方，熱媒体通路１７を流通した水
素含有ガスは，第３，第４三方弁１９，２１を経て第１
熱交換器２３を通過し，その際，熱を奪取され，次いで
除湿器２５にて水分を除去され，その後精製器２６にお
いて，ＣＯ2 ，Ｎ2 等から水素が分離される。
素含有ガスは，第３，第４三方弁１９，２１を経て第１
熱交換器２３を通過し，その際，熱を奪取され，次いで
除湿器２５にて水分を除去され，その後精製器２６にお
いて，ＣＯ2 ，Ｎ2 等から水素が分離される。
【００３９】（７）清浄な水素は第５，第１３三方弁２
８，８４を経て第２高圧容器７６に供給されて，その水
素吸蔵材ＭＨに吸蔵される。その際，水素吸蔵材ＭＨは
第２冷却装置Ｃ2 により冷却されているので，水素吸蔵
に伴う水素吸蔵材ＭＨの発熱が抑制され，これにより水
素吸蔵材ＭＨによる水素の吸蔵が効率良く行われる。
８，８４を経て第２高圧容器７６に供給されて，その水
素吸蔵材ＭＨに吸蔵される。その際，水素吸蔵材ＭＨは
第２冷却装置Ｃ2 により冷却されているので，水素吸蔵
に伴う水素吸蔵材ＭＨの発熱が抑制され，これにより水
素吸蔵材ＭＨによる水素の吸蔵が効率良く行われる。
【００４０】（８）水素吸蔵材ＭＨの冷却によって昇温
した水，つまり温水は第１２，第１０三方弁８１，６２
を経て温水タンク６５に溜められる。また第１熱交換器
２３にて加熱され，昇温した水，つまり温水も温水タン
ク６５に溜められる。
した水，つまり温水は第１２，第１０三方弁８１，６２
を経て温水タンク６５に溜められる。また第１熱交換器
２３にて加熱され，昇温した水，つまり温水も温水タン
ク６５に溜められる。
【００４１】（９）精製器２６から排出されたＣＯ2 ，
Ｎ2 等よりなる混合ガスは大気中に放出される。
Ｎ2 等よりなる混合ガスは大気中に放出される。
【００４２】（１０）高温水素含有ガスの熱量だけでは
第１高圧容器１６内に高水素圧を発生させることができ
ない場合には第１補助加熱装置ｈ1 が併用される。即
ち，天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）が第８三方弁４７
を介して第１高圧容器１６の触媒式燃焼管４９に供給さ
れ，そこで，天然ガスが燃焼する。これにより，水素吸
蔵材ＭＨを加熱するための熱量が増大するので，水素の
放出が十分に行われて第１高圧容器１６内に高水素圧が
発生する。触媒式燃焼管４９からの高温排ガスはＣ
Ｏ2 ，Ｈ2 Ｏ，Ｎ2 等よりなり，第２熱交換器５３にお
いて熱を奪取された後大気中に放出される。
第１高圧容器１６内に高水素圧を発生させることができ
ない場合には第１補助加熱装置ｈ1 が併用される。即
ち，天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）が第８三方弁４７
を介して第１高圧容器１６の触媒式燃焼管４９に供給さ
れ，そこで，天然ガスが燃焼する。これにより，水素吸
蔵材ＭＨを加熱するための熱量が増大するので，水素の
放出が十分に行われて第１高圧容器１６内に高水素圧が
発生する。触媒式燃焼管４９からの高温排ガスはＣ
Ｏ2 ，Ｈ2 Ｏ，Ｎ2 等よりなり，第２熱交換器５３にお
いて熱を奪取された後大気中に放出される。
【００４３】（１１）第２熱交換器５３にて加熱され，
昇温した水，つまり温水は温水タンク６５に溜られる。
またこの第２熱交換器５３により，必要に応じて，改質
器２に導入される天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）の昇
温が行われる。
昇温した水，つまり温水は温水タンク６５に溜られる。
またこの第２熱交換器５３により，必要に応じて，改質
器２に導入される天然ガスＮＧおよび空気（Ｏ2 ）の昇
温が行われる。
【００４４】前記のような，高圧水素の供給および水素
の吸蔵は，第１，第２高圧容器１６，７６において交互
に行われる。
の吸蔵は，第１，第２高圧容器１６，７６において交互
に行われる。
【００４５】図２は第１高圧容器１６を示し，この容器
１６と，第２高圧容器７６とは同一構造を有する。第１
高圧容器１６はステンレス鋼製外筒体９４と，その内部
に収容されたステンレス鋼製内筒体９５とを備えてい
る。外筒体９４は，その内，外壁９６，９７間を真空空
間９８にした断熱構造を有する有底筒状本体９９と，そ
の開口を密封する蓋体１００とよりなる。図中，１０１
は断熱材よりなるスペーサである。内筒体９５は，両端
に開口を有する筒状本体１０２と，両開口を閉鎖する第
１，第２端板１０３，１０４とよりなる。筒状本体１０
２の両端面と第１，第２端板１０３，１０４との間には
それぞれ銅製シール材１０５が挟着される。第１端板１
０３は外筒体９４の蓋体１００にシール材１０５を介し
て当接し，また第２端板１０４は外筒体９４の内壁９６
底面にシール材１０５を介して当接する。外筒体９４の
有底筒状本体９９内周面および内筒体９５外周面間の隙
間は熱媒体通路１７として機能し，また外筒体９４の蓋
体１００に形成されて熱媒体通路１７に連通する２つの
貫通孔のうち一方は入口１０６として，また他方は出口
１０７としてそれぞれ機能する。
１６と，第２高圧容器７６とは同一構造を有する。第１
高圧容器１６はステンレス鋼製外筒体９４と，その内部
に収容されたステンレス鋼製内筒体９５とを備えてい
る。外筒体９４は，その内，外壁９６，９７間を真空空
間９８にした断熱構造を有する有底筒状本体９９と，そ
の開口を密封する蓋体１００とよりなる。図中，１０１
は断熱材よりなるスペーサである。内筒体９５は，両端
に開口を有する筒状本体１０２と，両開口を閉鎖する第
１，第２端板１０３，１０４とよりなる。筒状本体１０
２の両端面と第１，第２端板１０３，１０４との間には
それぞれ銅製シール材１０５が挟着される。第１端板１
０３は外筒体９４の蓋体１００にシール材１０５を介し
て当接し，また第２端板１０４は外筒体９４の内壁９６
底面にシール材１０５を介して当接する。外筒体９４の
有底筒状本体９９内周面および内筒体９５外周面間の隙
間は熱媒体通路１７として機能し，また外筒体９４の蓋
体１００に形成されて熱媒体通路１７に連通する２つの
貫通孔のうち一方は入口１０６として，また他方は出口
１０７としてそれぞれ機能する。
【００４６】水素吸蔵材ＭＨは粉末状をなし，内筒体９
５内に収容されている。蓋体１００および第１端板１０
３をステンレス鋼製管１０８が貫通しており，その管１
０８の一端は内筒体９５の筒状本体１０２内に臨み，他
端は外部に突出する。その管１０８内は水素導入兼導出
口１０９として機能するもので，水素吸蔵材ＭＨ側の端
部には必要に応じて水素吸蔵材ＭＨの進入を防止するフ
ィルタが設けられる。
５内に収容されている。蓋体１００および第１端板１０
３をステンレス鋼製管１０８が貫通しており，その管１
０８の一端は内筒体９５の筒状本体１０２内に臨み，他
端は外部に突出する。その管１０８内は水素導入兼導出
口１０９として機能するもので，水素吸蔵材ＭＨ側の端
部には必要に応じて水素吸蔵材ＭＨの進入を防止するフ
ィルタが設けられる。
【００４７】触媒式燃焼管４９はステンレス鋼より構成
され，第１端板１０３から筒状本体１０２内ほぼ全長に
亘って伸びるコイル管１１０と，その第２端板１０４側
端部に連なってそこから第１端板１０３まで伸びる直管
１１１とを有する。コイル管１１０に連なり，且つ第１
端板１０３および蓋体１００を貫通するステンレス鋼製
管１１２内は触媒式燃焼管４９の入口１１３として機能
し，また直管１１１に連なり，且つ両第１端板１０３お
よび蓋体１００を貫通するステンレス鋼製管１１４内は
触媒式燃焼管４９の出口１１５として機能する。触媒層
は，通常，コイル管１１０内周面に形成されている。
され，第１端板１０３から筒状本体１０２内ほぼ全長に
亘って伸びるコイル管１１０と，その第２端板１０４側
端部に連なってそこから第１端板１０３まで伸びる直管
１１１とを有する。コイル管１１０に連なり，且つ第１
端板１０３および蓋体１００を貫通するステンレス鋼製
管１１２内は触媒式燃焼管４９の入口１１３として機能
し，また直管１１１に連なり，且つ両第１端板１０３お
よび蓋体１００を貫通するステンレス鋼製管１１４内は
触媒式燃焼管４９の出口１１５として機能する。触媒層
は，通常，コイル管１１０内周面に形成されている。
【００４８】具体例を挙げれば次の通りである。
【００４９】Ａ．設備上の条件
第１，第２高圧容器１６，７６：内筒体９５の容積８０
Ｌ；高圧水素タンク４１：内容積１２．５Ｌ；水素吸蔵
材ＭＨ：組成Ｔｉ99.0ＣＯ0.5 Ｆｅ0.5 （数値の単位は
原子％），内筒体９５内への装入量５０kg． Ｂ．システム稼働条件 天然ガスＮＧ：純メタンガス，供給量約１２ＮＬ／min
；空気供給量：約４０ＮＬ／min ；蒸留水供給量：約
０．０２Ｌ／min ；水道水供給量：約１Ｌ／min；ＣＯ
酸化器９からの水素含有ガス量：約３０ＮＬ／min ；精
製器２６による水素純度：９５％；水素吸蔵材ＭＨの水
素放出温度および圧力：３２０℃，２５ＭＰａ；水素吸
蔵材ＭＨの水素吸蔵温度および圧力：８０℃，０．２Ｍ
Ｐａ；第２冷却装置Ｃ2 から排出された温水の温度：約
５０℃；第１補助加熱装置ｈ1 ：純メタンガス供給量
約２ＮＬ／min ，空気供給量 約２０ＮＬ／min ；高圧
水素タンク４１内の水素圧：２４ＭＰａ以上．
Ｌ；高圧水素タンク４１：内容積１２．５Ｌ；水素吸蔵
材ＭＨ：組成Ｔｉ99.0ＣＯ0.5 Ｆｅ0.5 （数値の単位は
原子％），内筒体９５内への装入量５０kg． Ｂ．システム稼働条件 天然ガスＮＧ：純メタンガス，供給量約１２ＮＬ／min
；空気供給量：約４０ＮＬ／min ；蒸留水供給量：約
０．０２Ｌ／min ；水道水供給量：約１Ｌ／min；ＣＯ
酸化器９からの水素含有ガス量：約３０ＮＬ／min ；精
製器２６による水素純度：９５％；水素吸蔵材ＭＨの水
素放出温度および圧力：３２０℃，２５ＭＰａ；水素吸
蔵材ＭＨの水素吸蔵温度および圧力：８０℃，０．２Ｍ
Ｐａ；第２冷却装置Ｃ2 から排出された温水の温度：約
５０℃；第１補助加熱装置ｈ1 ：純メタンガス供給量
約２ＮＬ／min ，空気供給量 約２０ＮＬ／min ；高圧
水素タンク４１内の水素圧：２４ＭＰａ以上．
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば，改質器で生成された高
温の水素含有ガスにより，高圧容器内の水素吸蔵材を加
熱して，その高圧容器内に高水素圧を現出させるように
したので，静粛で，且つ省エネルギ化を達成し，その
上，水素漏れ防止用シール構造の簡素な高圧水素製造シ
ステムを提供することができる。
温の水素含有ガスにより，高圧容器内の水素吸蔵材を加
熱して，その高圧容器内に高水素圧を現出させるように
したので，静粛で，且つ省エネルギ化を達成し，その
上，水素漏れ防止用シール構造の簡素な高圧水素製造シ
ステムを提供することができる。
【図１】高圧水素製造システムの系統図である。
【図２】高圧容器の断面図である。
１……………高圧水素製造システム
２……………改質器
１６…………第１高圧容器
５３…………第２熱交換器
６５…………温水タンク
ＭＨ…………水素吸蔵材
Ｈ1 …………第１加熱装置
Ｈ2 …………第２加熱装置
ｈ1 …………第１補助加熱装置
ｈ2 …………第２補助加熱装置
Ｃ1 …………第１冷却装置
Ｃ2 …………第２冷却装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 磯辺 武揚
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
(72)発明者 細江 光矢
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
Ｆターム(参考） 4D012 CA07 CB16 CD01 CE01 CF08
CH05 CJ04 CJ05 CK01
4G140 AA13 AA16 AA24 EA03 EA06
EA07 EB03 EB33 EB37 EB42
EB44 FA02 FB09 FC02 FD04
FE01
Claims (6)
- 【請求項１】 原燃料を改質して水素含有ガスを生成す
る改質器（２）と，水素吸蔵材（ＭＨ）を有すると共に
その水素吸蔵材（ＭＨ）に前記水素含有ガスを精製して
得られた水素を吸蔵させた高圧容器（１６，７６）と，
前記水素吸蔵材（ＭＨ）から水素を放出させて前記高圧
容器（１６，７６）内を高水素圧にすべく，前記水素含
有ガスを前記高圧容器（１６，７６）内に流通させて前
記水素吸蔵材（ＭＨ）を加熱する加熱装置（Ｈ1 ，
Ｈ2 ）とを備えたことを特徴とする高圧水素製造システ
ム。 - 【請求項２】 前記水素吸蔵材（ＭＨ）を加熱すべく，
前記原燃料を燃料とする補助加熱装置（ｈ1 ，ｈ2 ）を
備えた，請求項１記載の高圧水素製造システム。 - 【請求項３】 前記水素吸蔵材（ＭＨ）への水素吸蔵過
程において，前記水素吸蔵材（ＭＨ）を冷却する冷却装
置（Ｃ1 ，Ｃ2 ）を備えた，請求項１または２記載の高
圧水素製造システム。 - 【請求項４】 前記冷却装置（Ｃ1 ，Ｃ2 ）の冷却用熱
媒体は水であり，冷却により生じた温水を溜める温水タ
ンク（６５）を備えている，請求項１，２または３記載
の高圧水素製造システム。 - 【請求項５】 前記補助加熱装置（ｈ1 ，ｈ2 ）の廃熱
を，温水を作るべく水に伝えると共に前記改質器（２）
に導入される前記原燃料および空気を昇温すべく，それ
らに伝える熱交換器（５３）を備えた，請求項２，３ま
たは４記載の高圧水素製造システム。 - 【請求項６】 前記高圧容器として第１および第２高圧
容器（１６，７６）を備え，両高圧容器（１６，７６）
の一方が高圧水素供給過程にあるとき，他方が水素吸蔵
過程にある，請求項３，４または５記載の高圧水素製造
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153882A JP2003342004A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 高圧水素製造システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153882A JP2003342004A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 高圧水素製造システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003342004A true JP2003342004A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29770809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002153882A Withdrawn JP2003342004A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 高圧水素製造システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003342004A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350299A (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Hitachi Ltd | 水素燃料製造システム，水素燃料製造方法および水素燃料製造プログラム |
| JP2006273635A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 改質器及び燃料電池システム |
-
2002
- 2002-05-28 JP JP2002153882A patent/JP2003342004A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350299A (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Hitachi Ltd | 水素燃料製造システム，水素燃料製造方法および水素燃料製造プログラム |
| JP2006273635A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 改質器及び燃料電池システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041129 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070131 |