JP2013249508A - 水素酸素製造装置、及び水素酸素製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 移送経路から水素ガス又は酸素ガスが漏れうる状態となったか否かを把握することができる水素酸素製造方法を提供することにある。
【解決手段】 固体電解質膜で隔離された陰極側と陽極側とにそれぞれ水素ガスと酸素ガスとを発生させるべく、水を電気分解する水電解セルを備えた水素酸素製造装置を用いて、水から酸素ガス及び水素ガスを得る水素酸素製造方法であって、前記水素酸素製造装置は、前記水電解セルで生成された水素ガス又は酸素ガスを被供給箇所に移送する移送経路と、該移送経路内のガスの圧力を測定する圧力測定装置とを備えており、前記移送経路を加圧状態にして前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する圧力測定工程を実施することを特徴とする水素酸素製造方法を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、水素酸素製造装置、及び水素酸素製造方法に関する。

従来、水素酸素製造装置としては、様々なものが知られており、例えば、固体電解質膜で隔離された陰極側と陽極側とにそれぞれ水素ガスと酸素ガスとを発生させるべく、水を電気分解する水電解セルを備えたものが知られている。通常、この水素酸素製造装置を用いた水素酸素製造方法では、水素ガスや酸素ガスを必要としない時などに、水電解セルへの電気の供給を止め水の電気分解を停止し、そして、水素ガスや酸素ガスを必要とする時に、改めて水電解セルへの電気の供給を開始して水の電気分解を行っている。

この種の水素酸素製造装置としては、例えば、水電解セルが、陽極電極板と、該陽極電極板に対向する陰極電極板と、陽極電極板及び陰極電極板の間に配された固体電解質膜とを有するものが知られている。この水電解セルとしては、各電極板と固体電解質膜との間に導電性の多孔質給電体をそれぞれ有するものが知られており、陽極側に水を供給して固体電解質膜の陽極側にて酸素ガスを生成させ、水素イオンを固体電解質膜の陰極側に移動させて水素ガスを生成するように構成されたものが知られている。

この水素酸素製造装置は、水素ガスを利用するような場合においては、当該水素酸素製造装置から水素ガスの供給を受ける燃料電池自動車等の装置類に水素ガスを供給するための被供給箇所まで、前記水電解セルで生成された水素ガスを移送する水素移送経路を備えている。また、酸素ガスを利用するような場合には、前記水電解セルで生成された酸素ガスを被供給箇所に移送する酸素移送経路を備えており、両方のガスを利用する場合には、それぞれの移送経路を備えている。

しかるに、前記固体電解質膜は、比較的薄い膜であることからピンホールが発生することがある。前記固体電解質膜にピンホールが生じた場合、得られる水素ガスに酸素ガスが混在し、或いは、得られる酸素ガスに水素ガスが混在するという問題が生じ得る。そして、水素ガスに酸素が混在したり、酸素ガスに水素が混在したりした場合には、用途によっては、これらの水素ガスや酸素ガスは使用することができず廃棄することとなってしまう。

斯かる観点から、前記水電解セルで水を電気分解し水素ガス及び酸素ガスを生成しながら、前記水電解セルで生成された酸素ガス中の水素濃度を測定する方法が検討されている（特許文献１）。

特開２００２−３８２９０号公報

この特許文献１の方法は、前記水電解セルで水を電気分解し水素ガス及び酸素ガスを生成しながら、生成された酸素ガス中の水素濃度を測定し、測定値が所定値以上の時には、水の電気分解を停止させることにより、水素が混在する酸素ガスの生成を抑制することができるという利点がある。

しかし、酸素ガス中の水素濃度を測定する装置や、水素ガス中の酸素濃度を測定する装置は、現状では比較的高価な装置であるので、水素ガスに酸素が混在し、或いは、酸素ガスに水素が混在したことを把握できるさらなる方法が望まれる。

また、従来の水素酸素製造方法では、水素移送経路や酸素移送経路を構成する複数の配管どうしの間等に隙間が生じた場合には、この隙間から水素や酸素が漏れ出てしまうという問題などもあるが、従来の方法では、両ガスの混在は把握できるがガスの漏洩については把握することが難しい。

本発明は、上記問題点に鑑み、水電解セルで生成された水素ガス又は酸素ガスを移送する移送経路から水素ガス又は酸素ガスが漏れうる状態となったか否かを把握することができる水素酸素製造方法、及び、水素酸素製造装置を提供することを課題とする。

本発明は、固体電解質膜で隔離された陰極側と陽極側とにそれぞれ水素ガスと酸素ガスとを発生させるべく、水を電気分解する水電解セルを備えた水素酸素製造装置を用いて、水から酸素ガス及び水素ガスを得る水素酸素製造方法であって、前記水素酸素製造装置は、前記水電解セルで生成された水素ガス又は酸素ガスを被供給箇所に移送する移送経路と、該移送経路内のガスの圧力を測定する圧力測定装置とを備えており、前記移送経路を加圧状態にして前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する圧力測定工程を実施することを特徴とする水素酸素製造方法にある。

また、本発明は、固体電解質膜で隔離された陰極側と陽極側とにそれぞれ水素ガスと酸素ガスとを発生させるべく、水を電気分解する水電解セルを備えた水素酸素製造装置であって、前記水電解セルで生成された水素ガス又は酸素ガスを被供給箇所に移送する移送経路と、該移送経路内のガスの圧力を測定する圧力測定装置とを備えており、前記移送経路を加圧状態にして前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する圧力測定工程を実施しうるように構成されていることを特徴とする水素酸素製造装置にある。

前記移送経路を加圧状態にすることで、前記移送経路からガスが漏れていなければ、前記移送経路内の圧力は、ある経時変動を示す（変化しないか、所定速度で増加するか、所定速度で減少するか、或いはそれ以外の経時変動を示す。）が、該移送経路からガスが漏れていれば、前記移送経路内の圧力は、前記移送経路からガスが漏れていない場合と異なる圧力の経時変動を示す。
よって、斯かる水素酸素製造方法及び水素酸素製造装置では、前記移送経路を加圧状態にして前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する圧力測定工程を実施することにより、前記移送経路から水素ガス又は酸素ガスが漏れうる状態となったか否かを把握することができる。

以上のように、本発明によれば、水電解セルで生成された水素ガス又は酸素ガスを移送する移送経路から水素ガス又は酸素ガスが漏れうる状態となったか否かを把握することができる。

第１実施形態の水素酸素製造装置を構成する水電解モジュールの断面を模式的に表した断面図。 第１実施形態の水素酸素製造装置の概要を表した概略図。 第２実施形態の水素酸素製造装置の概要を表した概略図。 第３実施形態の水素酸素製造装置の概要を表した概略図。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係る水素酸素製造装置について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、第１実施形態の水素酸素製造装置を構成する水電解モジュールの断面を模式的に表した断面図であり、図２は、第１実施形態の水素酸素製造装置の概略図である。

第１実施形態においては、陽極側に水を供給し、得られた酸素ガスを大気に放出させ、陰極側で得られた高圧水素ガスを利用するタイプの水素酸素製造装置を例にして、本発明の水素酸素製造装置及び水素酸素製造方法を説明する。
図１に示すように、第１実施形態に係る水素酸素製造装置１は、固体電解質膜１１ａで隔離された陰極側と陽極側とにそれぞれ水素ガスと酸素ガスとを発生させるべく、水を電気分解する水電解セル１１を備えている。前記水電解セル１１は、互いに対向する陰極電極板１１ｃ及び陽極電極板１１ｄを備え、前記固体電解質膜１１ａがこれらの電極板の間に配された構成となっている。
また、図１、２に示すように、前記水素酸素製造装置１は、前記水電解セル１１で生成された水素ガスを被供給箇所に移送する水素移送経路４１と、前記水電解セル１１で生成された酸素ガスを移送する酸素移送経路４２とを備え、前記水素移送経路４１と前記酸素移送経路４２とが前記固体電解質膜１１ａによって隔離された状態となっている。
但し、陽極側では、被供給箇所から酸素ガスの放出を行っており、酸素ガスを利用してはいない。

また、前記水素酸素製造装置１は、図１に示すように、前記水電解セル１１を含む水電解モジュール１０を備え、該水電解モジュール１０が、水を電気分解することにより水電解セルの陰極側にて水素ガスを生成し陽極側にて酸素ガスを生成するように構成されている。
また、前記水素酸素製造装置１は、電気分解させるための水を水電解モジュール１０に供給し、水電解モジュール１０内の水電解セルの各電極板に電気を送って水を電気分解し、電気分解により生成した水素ガスと酸素ガスとを水電解モジュール１０外へ送るように構成されている。

さらに、前記水素酸素製造装置１は、図２に示すように、電気分解用の純水を製造し、製造した純水を前記水電解モジュール１０に供給するための純水製造装置３３を備えている。
また、前記水素酸素製造装置１は、水電解モジュール１０内における水電解セルの各電極板に電気を送る電送部（図示せず）を備えている。
さらに、前記水素酸素製造装置１は、図２に示すように、生成した水素ガスを該水電解モジュール１０から該モジュール１０外へ送る水素ガス移送管２０と、該水素ガス移送管２０を経た水素ガスを貯める貯留タンク２３とを備えている。また、前記水素酸素製造装置１は、前記水素ガス移送管２０を経て水電解モジュール１０から送られた水素ガスに含まれる水分を減少させる水素ガス用気液分離器２１と、該水素ガス用気液分離器２１にて水分が減少した水素ガスを除湿する除湿器２２とを備えている。前記貯留タンク２３は、除湿器２２で除湿された水素ガスを貯留するタンクである。
また、前記水素酸素製造装置１は、前記水電解モジュール１０にて生成した酸素ガスを水電解モジュール１０から該モジュール外へ送る酸素ガス移送管３０と、該酸素ガス移送管３０を経て前記水電解モジュール１０から送られた酸素ガスと該酸素ガスとともにモジュール１０から排出される水とを分離して分離後の水を貯める酸素ガス用気液分離器３１とを備えている。
なお、前記水素酸素製造装置１は、水やガス等を適宜流通させるべく、例えば図１に示すように、該装置を構成する各機器類を互いにつなぐように、配管等を備えている。

前記水電解モジュール１０に備えられた水電解セル１１は、図１に示すように、固体電解質膜１１ａと、該膜の両面側にそれぞれ配された陰極電極板１１ｃ及び陽極電極板１１ｄとを有している。また、固体電解質膜１１ａと各電極板１１ｃ、１１ｄとの間にそれぞれ多孔質給電体１１ｂを有している。

前記水電解モジュール１０は、図１に示すように、通常、複数の水電解セル１１を含む。

前記水電解モジュール１０は、水電解セル１１の陽極側に水を供給するように構成されている。また、各電極板に通電することにより、固体電解質膜１１ａの陽極側にて酸素ガスを生成させ、水素イオンを固体電解質膜１１ａの陰極側に移動させ水素ガスとするように構成されている。
前記水電解モジュール１０においては、陰極側にて生成した水素ガスを流通させる水素ガス流通経路１３と、陽極側にて生成した酸素ガスを流通させる酸素ガス流通経路１４とが形成されている。

一方、陰極側にある水素ガス流通経路１３は、水電解セル１１の固体電解質膜１１ａによって酸素ガス流通経路１４と隔離された状態となっている。

また、前記水電解モジュール１０は、各水電解セル１１で生成した水素ガス及び酸素ガスを少なくともセル内にて流通させ、それぞれのガスをモジュール外部へ排出できるように形成された水素ガス流通経路１３及び酸素ガス流通経路１４を有している。

前記水素ガス流通経路１３は、水電解セル１１における固体電解質膜１１ａと陰極電極板１１ｃとの間の空間を少なくとも含むものである。具体的には、図１に示すように、水電解セル１１内において陰極電極板１１ｃ側に配された多孔質給電体１１ｂを収容した空間１３ａを少なくとも含むものである。

即ち、前記水素ガス流通経路１３は、少なくとも、固体電解質膜１１ａと陰極電極板１１ｃとの間の空間１３ａにより構成されている。

さらに、前記水素ガス流通経路１３としては、固体電解質膜１１ａと陰極電極板１１ｃとの間の空間１３ａと連通するように形成され水素ガスをモジュール外部へ送るように構成されたセル用水素ガス流通管１３ｂが挙げられる。即ち、セル用水素ガス流通管１３ｂは、前記水素ガス流通経路１３を構成している。

一方、前記酸素ガス流通経路１４は、水電解セル１１内において固体電解質膜１１ａと陽極電極板１１ｄとの間の空間を少なくとも含むものである。具体的には、水電解セル１１内において陽極電極板１１ｄ側に配された多孔質給電体１１ｂを収容した空間１４ａを少なくとも含むものである。該空間１４ａは、上述した理由と同様の理由により、酸素ガス流通経路１４として機能する。

また、酸素ガス流通経路１４としては、固体電解質膜１１ａと陽極電極板１１ｄとの間の空間１４ａと連通するように形成され酸素ガスをモジュール外部へ送るように構成されたセル用酸素ガス流通管１４ｂが挙げられる。即ち、セル用酸素ガス流通管１４ｂは、前記酸素ガス流通経路１４を構成している。

なお、前記水素ガス移送管２０の途中には、該移送管中の水素ガスを装置外へ放出できるように構成されたリリーフ弁（図示せず）が取り付けられていてもよい。

前記水素ガス用気液分離器２１は、前記水電解モジュール１０から送られてきた水素ガスに含まれる水分を減少させるように構成されている。
具体的には、前記水素ガス用気液分離器２１には、水素ガス移送管２０の他端が取り付けられ、前記水素ガス用気液分離器２１は、水電解モジュール１０から水素ガス移送管２０を経て送られてきた水素ガスを、水分の減少した水素ガスと、水とに分離するように構成されている。

前記水素酸素製造装置１は、図２に示すように、水素ガス用気液分離器２１と前記除湿器２２とをつなぐ配管を備え、水素ガス用気液分離器２１にて水分が減少した水素ガスを前記除湿器２２に送るように構成されている。

また、前記水素酸素製造装置１は、図２に示すように、水素ガス用気液分離器２１にて生じた水を送る配管を備え、該水を装置外部へ排出するように、又は、前記酸素ガス用気液分離器３１に送るように構成されている。

前記除湿器２２は、前記水素ガス用気液分離器２１にて水分が減少した水素ガスを、水分を吸着できる吸着剤で除湿するように構成されている。

前記貯留タンク２３は、水の電気分解によって前記水電解セル１１にて生成した水素ガスを貯めるものである。

次に、前記水素酸素製造装置１において、水電解モジュール１０から送られる酸素ガス側に配された機器類について説明する。

前記水素酸素製造装置１においては、前記水電解モジュール１０が、生成した酸素ガスを少なくとも前記水電解セル１１内にて流通させるように形成された酸素ガス流通経路１４を有している。

前記水素酸素製造装置１においては、前記酸素ガス移送管３０は、酸素ガス流通経路１４と連通し、一端が水電解モジュール１０に取り付けられており、生成した酸素ガスを他端側へ送るように構成されている。
具体的には、前記酸素ガス移送管３０は、例えば図２に示すように、他端が前記酸素ガス用気液分離器３１に取り付けられ、電気分解により生成し水分を含む酸素ガスを酸素ガス用気液分離器３１に送るように構成されている。

前記酸素ガス用気液分離器３１には、上述した酸素ガス移送管３０の他端が取り付けられている。また、前記酸素ガス用気液分離器３１は、内部に気液分離フィルタ３１ａを含み、酸素ガス移送管３０を経て水電解モジュール１０から送られた酸素ガスの水分を気液分離フィルタ３１ａによって減少させ、水分が減少した酸素ガスと水とに分離できるように構成されている。

前記酸素ガス用気液分離器３１は、分離された酸素ガスを貯める空間と、貯まった酸素ガスを外部へ放出するための放出弁（図示せず）とを有しており、内部の酸素ガスを、適宜外部へ放出できるように構成されている。
また、前記酸素ガス用気液分離器３１は、分離された水を収容する収容部を有しており、外部から供給された水を該収容部に収容することができるように構成されている。また、該収容部に収容された水を電気分解するための水として水電解モジュール１０へ送るように構成されている。

前記水素酸素製造装置１は、一端が前記酸素ガス用気液分離器３１に取り付けられ、他端が前記水電解モジュール１０に取り付けられた電解水供給管３２を備え、前記酸素ガス用気液分離器３１に収容された水を前記水電解モジュール１０に供給できるように構成されている。

詳しくは、前記水素酸素製造装置１は、水電解モジュール１０から送られた水分を含む酸素ガスを、酸素ガス移送管３０を経由させて酸素ガス用気液分離器３１に送り、該分離器にて分離した水を、電解水供給管３２を経由させて水電解モジュール１０に送るように構成されている。即ち、水電解モジュール１０にて電気分解に使われなかった水を、酸素ガス用気液分離器３１を経由させて、再度水分解モジュール１０に送り、電気分解のために使うように構成されている。

前記純水製造装置３３は、水電解セル１１にて電気分解させるための水を製造するものである。前記純水製造装置３３は、製造した水を水電解モジュール１０に供給できるように構成されている。
具体的には、前記水素酸素製造装置１は、例えば図２に示すように、前記純水製造装置３３にて製造した水が前記酸素ガス用気液分離器３１を経て水電解モジュール１０に供給されるように構成されている。

前記純水製造装置３３は、例えば、逆浸透膜（ＲＯ膜）を備え、外部から供給された水道水が逆浸透膜を透過することにより純水を製造するように構成されている。
前記純水製造装置３３としては、一般的なものを採用することができる。

前記水素移送経路４１は、水素ガスの発生地点から被供給箇所まで水素ガスを移送する経路である。そして、水電解セルで生成された水素ガスを被供給箇所に移送する水素移送経路４１は、前記水電解モジュール１０の水素ガス流通経路１３と、前記水素ガス移送管２０と、水素ガス用気液分離器２１と、除湿器２２と、貯留タンク２３とを備えて構成されている。すなわち、前記水素移送経路４１は、水電解セル１１内の水素ガスを移送する経路も含む。そして、前記水素移送経路４１は、水素ガスを水素酸素製造装置１外の被供給箇所に移送するように構成されている。

また、前記水素酸素製造装置１は、前記水素移送経路４１内のガスの圧力を測定する圧力測定装置（図示せず）を備えている。
また、前記水素酸素製造装置１は、水の電気分解中における前記圧力を前記圧力測定装置（図示せず）を用いて経時的に測定する工程を実施するように構成されている。
前記圧力測定装置（図示せず）は、従来公知の水素酸素製造装置で用いられている圧力測定装置（図示せず）を用いることができ、該圧力測定装置（図示せず）の圧力センサーは、水素移送経路４１の途中（貯留タンク２３等）に配されていることが好ましい。

続いて、第１実施形態に係る水素酸素製造方法について説明する。

第１実施形態に係る水素酸素製造方法では、第１実施形態に係る水素酸素製造装置１を用いる。ここでは、酸素側（陽極側）の水素酸素製造装置１内の配管等を大気圧とする場合について説明する。即ち、電解セル１１で発生した水素については貯留タンク２３に貯留しつつ水素側（陰極側）の水素酸素製造装置１内の配管等を大気圧よりも高圧にし、酸素については酸素ガス用気液分離器３１を通じて大気放出することで、酸素側の水素酸素製造装置１内の配管等の圧力は大気圧となっている。
通常、運転と停止とを繰り返して用いられている水素酸素製造装置１は、運転開始前において、前記貯留タンク２３の手前において移送経路が遮断された状態となっており、水電解モジュール１０側は大気圧程度となっている。
この状態で、電解水供給管３２から水電解モジュール１０への水の供給を開始するとともに水電解モジュール１０に通電させて水の電気分解を開始し、貯留タンク２３の手前に設けられた開閉弁（図示せず）より水電解セル１１側の水素移送経路４１内の圧力が、前記貯留タンク２３内の圧力（ゲージ圧が０．８ＭＰａ程度）以上となるまで該圧力を高め、その後、前記開閉弁（図示せず）を開き、開閉弁（図示せず）より水電解セル１１側の水素移送経路４１内の水素ガスを貯留タンク２３に移送する。
この際、水の電気分解中における前記開閉弁（図示せず）より水電解セル１１側の前記水素移送経路４１内のガスの圧力を前記圧力測定装置（図示せず）を用いて経時的に測定する。
電解セルに供給する電流値をほぼ一定にして酸素ガス及び水素ガスを生成しつつこの水素ガスを水素移送経路４１に供給する等して、所定の流束で水素移送経路４１に水素ガスを供給する場合には、前記水素移送経路４１から水素ガスが漏れていなければ、水素ガスが前記水素移送経路４１に蓄積しながら前記圧力は所定速度で増加するか、或いは水素ガスが前記水素移送経路４１に十分に蓄積して前記水素移送経路４１内での水素ガスが定常状態となり前記圧力は変化しない。一方で、固体電解質膜１１ａに穴が形成されたり、前記水素移送経路４１に設けられた開閉弁（図示せず）に埃が詰まったり、前記水素移送経路４１の配管とガスケットとの間に隙間が生じること等によって、前記水素移送経路４１から水素ガスが漏れていれば、前記圧力は、この所定速度よりも遅く増加し或いは減少する。
即ち、前記水素移送経路４１から水素ガスが漏れていれば、前記移送経路内の圧力は、前記水素移送経路４１から水素ガスが漏れていない場合と異なる圧力の経時変化を示す。
なお、前記水素移送経路４１から水素ガスが漏れていない場合と異なる圧力の経時変化を前記移送経路内の圧力が示すか否かは、前記水素移送経路４１から水素ガスが漏れていない状態における前記圧力の経時変化を前もって測定し、その経時変化との対比で判断することができる。
従って、水の電気分解中における前記圧力を前記圧力測定装置（図示せず）を用いて経時的に測定することにより、水素移送経路４１から水素ガスが漏れうる状態となったか否かを把握することができる。このように、圧力の経時的に測定することにより、水素移送経路４１から水素ガスが漏れうる状態となったか否かを把握することができるので、このような状態となったか否かを把握するために別途高価な酸素ガス濃度測定装置を設置しなくてもよくなるという利点がある。
なお、水素移送経路４１において、貯留タンク２３までの間に複数の開閉弁（図示せず）を配し、区間ごとに手前から順に水素移送経路４１から水素ガスが漏れうる状態となったか否かを確認してもよい。
特に、固体電解質膜１１ａの穴が空いているか否かを把握したい場合には、第１実施形態に係る水素酸素製造装置は、水素移送経路４１が、水電解セル１１と水素ガス用気液分離器２１との間に、流路を開閉する開閉弁（図示せず）を備え、前記圧力測定装置（図示せず）が、該開閉弁（図示せず）よりも水電解セル１１側で水素移送経路４１内のガスの圧力を測定するように構成されていることが好ましい。
また、電解セルに供給される電流値を測定し、当該電流値から発生する水素量を計算し、その水素量により圧力の経時変化を計算して、電流値から計算で求められた圧力の経時変化と測定された圧力の経時変化とを比較するようにしても良い。このように、電流値から計算で求められた圧力の経時変化を求めることで、電解セルへの電流のかけ方が変動する場合であっても、水素移送経路４１から水素ガスが漏れうる状態となったか否かを判断することが可能となる。

第１実施形態の水素酸素製造方法では、水素移送経路４１から水素ガスが漏れうる状態と判断された場合には、水の電気分解を停止し、点検を行う。

なお、第１実施形態の水素酸素製造方法では、前記貯留タンク２３の手前に設けられた開閉弁（図示せず）が閉状態で、前記開閉弁（図示せず）より貯留タンク２３側の水素移送経路４１内の圧力を測定してもよい。これにより、前記開閉弁（図示せず）より貯留タンク２３側の水素移送経路４１から水素ガスが漏れうる状態となったか否かを把握することができる。

また、水の電気分解中における前記水素移送経路４１内のガスの圧力を前記圧力測定装置（図示せず）を用いて経時的に測定する工程の代わりに又は該工程に加えて、水の電気分解の停止後における前記水素移送経路４１内のガスの圧力を前記圧力測定装置（図示せず）を用いて経時的に測定する工程を実施してもよい。
すなわち、斯かる水素酸素製造方法では、前記水素酸素製造装置１を用いて、水電解セル１１へ電気を供給し、水を電気分解して酸素ガス及び水素ガスを生成させる。
次に、水電解セルへ電気の供給を停止して水の電気分解を停止した状態にする。
なお、第１実施形態においては、酸素側は大気圧としているため、酸素移送経路４２の圧力（ゲージ圧）は０ＭＰａ程度となっている。
一方で、該水素移送経路４１側では、前記貯留タンク２３の手前に設けられた開閉弁（図示せず）を閉じ、水の電気分解の停止後における前記開閉弁（図示せず）より水電解セル１１側の前記水素移送経路４１内の圧力を前記圧力測定装置（図示せず）を用いて経時的に測定する。
前記水素移送経路４１から水素が漏れていなければ、前記圧力がほぼ一定であるが、前記水素移送経路４１から水素が漏れていれば、前記圧力が減少する。
なお、前記水素酸素製造装置が、前記水素移送経路４１から水素が漏れていなくても、水素ガスが固体電解質膜１１ａを透過するため、前記水素移送経路４１の圧力が一定に保たれず徐々に減少することがあるが、斯かる場合には、前記水素移送経路４１から水素ガスが漏れていなければ、前記圧力は所定速度で減少する。一方で、前記水素移送経路４１から水素ガスが漏れていれば、前記圧力は所定速度よりも速く減少する。なお、前記圧力の減少速度が所定速度よりも速いか否かは、前記水素移送経路４１から水素ガスが漏れていない状態における前記圧力の減少速度を前もって測定し、その減少速度との対比で判断することができる。
この場合には、運転中（水の電気分解中）と違って、水素酸素製造装置の電流値の変動、貯留タンク２３からの水素ガスの取り出し状況等による系内の圧力変動の影響を勘案することなく、圧力変化だけを観察して、水素移送経路４１から水素ガスが漏れうる状態となったか否かを把握することができる。なお、この場合と同様に、水の電気分解の開始後における前記圧力を前記圧力測定装置（図示せず）を用いて経時的に測定した場合でも、圧力変化だけを観察して、水素移送経路４１から水素ガスが漏れうる状態となったか否かを把握することができる。水の電気分解の開始後、前記圧力を昇圧をさせている間は、通常、水素酸素製造装置の電流値はほぼ一定に制御させるので、前記圧力は、電流値の変動による影響を受け難いからである。
従って、水の電気分解の停止後における前記水素移送経路４１内の圧力を前記圧力測定装置（図示せず）を用いて経時的に測定することにより、水素移送経路４１から水素ガスが漏れうる状態となったか否かを把握することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の水素酸素発生装置及び水素酸素発生方法について説明する。
尚、第１実施形態と重複する説明は繰り返さず、各部の名称及び図番は第１実施形態のものを適宜援用し、第２実施形態で特に説明のないものは、第１実施形態で説明したものと同じ内容とする。
まず、第２実施形態の水素酸素発生装置について説明する。
図３は、第２実施形態の水素酸素発生装置の概要を表した概略図である。
斯かる水素酸素発生装置は、図３に示すように、水を内部空間に収容し発生した酸素ガスを水と分離する酸素ガス用気液分離器３１と、該酸素ガス用気液分離器３１に貯留された水を水電解モジュール１０の陽極側に供給するように構成された循環配管部５１とを備えている。該酸素ガス用気液分離器３１は、水電解モジュール１０を内部空間に収容し、純水製造装置３３から送られた水を貯留し、貯留された水に水電解モジュール１０を浸漬させるように構成されている。また、斯かる水素酸素発生装置は、酸素ガス用気液分離器３１から送られた酸素ガスを貯留する酸素ガス貯留タンク３４を備え、酸素ガス用気液分離器３１から送られた酸素ガスを該酸素ガス貯留タンク３４に貯留するように構成されている。
斯かる水素酸素発生装置１によれば、酸素ガス用気液分離器３１内に貯留された比較的多量の水を、循環配管部５１を介して水電解モジュール１０に供給できるため、安定的にガスを発生させることができる。
斯かる水素酸素発生装置１は、水素ガス用気液分離器２１の圧力と、酸素ガス分離タンク３１の圧力との間の差圧が、所定範囲内となるように制御されてなる。
斯かる水素酸素発生装置１は、圧力測定装置（図示せず）で水素ガス用気液分離器２１内のガスの圧力を測定するように構成されている。

次に、第２実施形態の水素酸素発生方法について説明する。
第２実施形態の水素酸素発生方法では、第２実施形態の水素酸素発生装置を用いる。
第２実施形態の水素酸素発生方法では、水の電気分解中における前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する。
ところで、酸素移送経路と水素移送経路との両方を加圧する状態にできるタイプの水素酸素発生装置では、水素移送経路のガスの圧力が酸素移送経路のガスの圧力よりも高い場合には、酸素移送経路のガスの圧力と、水素移送経路のガスの圧力との差の絶対値を小さくするために、通常、水素移送経路の途中に設けられたリリーフ弁（安全弁）から水素ガスを放出させることがある。
第２実施形態の水素酸素発生方法では、この放出前までの水素移送経路のガスの圧力を経時的に測定してもよく、この放出後に水素ガスを水素移送経路に蓄積させている段階において水素移送経路のガスの圧力を経時的に測定してもよい。
なお、第２実施形態の水素酸素発生方法では、第１実施形態の水素酸素発生方法と同様に、水の電気分解中における前記水素移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置（図示せず）を用いて経時的に測定する工程の代わりに又は該工程に加えて、水の電気分解の停止後における前記水素移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程を実施してもよい。
水の電気分解の停止後における前記水素移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する場合には、水素移送経路内のガスの圧力と、水素移送経路内のガスの圧力との差の絶対値が固体電解質膜を境界にして所定値以上となることで、特に固体電解質膜からの水素ガス又は酸素ガスが漏れうる状態になったか否かを把握することができる。この状態を把握する観点からは、この絶対値が０．１ＭＰａ以上となるように前記圧力測定装置が制御されていることが好ましい。一方で、固体電解質膜への負荷を回避する観点からは、この絶対値が０．８ＭＰａ以下となるように前記圧力測定装置が制御されていることが好ましく、０．４ＭＰａ以下となるように前記圧力測定装置が制御されていることがより好ましい。
なお、斯かる水素酸素発生装置１は、前記水素移送経路内の圧力を測定する圧力測定装置に加えて、或いはこの圧力測定装置（図示せず）に代えて、前記酸素移送経路内の圧力を測定する圧力測定装置を備えてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の水素酸素発生装置及び水素酸素発生方法について説明する。
尚、第１、第２実施形態と重複する説明は繰り返さず、各部の名称及び図番は第１、第２実施形態のものを適宜援用し、第３実施形態で特に説明のないものは、第１、第２実施形態で説明したものと同じ内容とする。
図４は、第３実施形態の水素酸素発生装置の概要を表した概略図である。
第３実施形態の水素酸素発生装置は、図４に示すように、上記と同様の酸素ガス用気液分離器３１と、該酸素ガス用気液分離器３１の外側に配された水電解モジュール１０とを備えている。そして、電気分解によって発生した酸素ガスを水とともに酸素ガス用気液分離器３１へ送り、酸素ガス用気液分離器３１に貯留した水を、循環配管部５１を介して水電解モジュール１０に供給するように構成されている。
第３実施形態の水素酸素発生方法では、第３実施形態の水素酸素発生装置を用いる。

＜他実施形態＞
第１、第２、第３実施形態の水素酸素製造装置及び水素酸素製造方法は、上記の通りであるが、本発明は第１、第２、第３実施形態に限定されず、適宜設計変更可能である。
例えば、第１、第２、第３実施形態の水素酸素製造装置は、前記水素移送経路４１内のガスの圧力を測定する圧力測定装置（図示せず）を備えているが、本発明に係る水素酸素製造装置は、前記圧力測定装置に加えて、又は、前記圧力測定装置の代わりに、前記酸素移送経路内のガスの圧力を測定する圧力測定装置を備えてもよい。

また、第１、第２、第３実施形態の水素酸素製造装置は、水の電気分解中における前記水素移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程、及び、水の電気分解の停止後における前記水素移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程の少なくとも一方の工程を実施するように構成されているが、本発明に係る水素酸素製造装置は、水の電気分解中における前記酸素移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程、及び、水の電気分解の停止後における前記酸素移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程の少なくとも一方の工程を実施するように構成されていてもよい。

さらに、第１、第２、第３実施形態の水素酸素製造装置は、水の電気分解中における前記水素移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程、及び、水の電気分解の停止後における前記水素移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程の少なくとも一方の工程を実施するように構成されているが、本発明に係る水素酸素製造装置は、電気分解で生成し貯留槽タンク等で一端貯留した水素ガス又は酸素ガスを移送経路に供給しつつ、前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程、及び、水素ガス又は酸素ガスの移送経路への供給の停止後における移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程の少なくとも一方の工程を実施するように構成されていてもよい。
また、本発明に係る水素酸素製造装置は、別途用意したガス（例えば、窒素ガスボンベの窒素ガス等）を移送経路に供給しつつ、前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程、及び、この移送経路への供給の停止後における移送経路内のガスの圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程の少なくとも一方の工程を実施するように構成されていてもよい。
即ち、本発明に係る水素酸素製造装置は、前記移送経路を加圧状態にして前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する圧力測定工程を実施するように構成されていればよい。

１：水素酸素製造装置、１０：水電解モジュール、１１：水電解セル、１１ａ：固体電解質膜、１１ｂ：多孔質給電体、１１ｃ：陰極電極板、１１ｄ：陽極電極板、１２：セル用水供給管、１３：水素ガス流通経路、１３ａ：固体電解質膜と陰極電極板との間の空間、１３ｂ：セル用水素ガス流通管、１４：酸素ガス流通経路、１４ａ：固体電解質膜と陽極電極板との間の空間、１４ｂ：セル用酸素ガス流通管、１５：端板、２０：水素ガス移送管、２１：水素ガス用気液分離器、２２：除湿器、２２ａ：吸着筒、２３：貯留タンク、２４：圧縮ポンプ、３０：酸素ガス移送管、３１：酸素ガス用気液分離器、３２：電解水供給管、３３：純水製造装置、３４：酸素ガス貯留タンク、４１：水素移送経路、４２：酸素移送経路、５１：循環配管部。

Claims (3)

1. 固体電解質膜で隔離された陰極側と陽極側とにそれぞれ水素ガスと酸素ガスとを発生させるべく、水を電気分解する水電解セルを備えた水素酸素製造装置を用いて、水から酸素ガス及び水素ガスを得る水素酸素製造方法であって、
   前記水素酸素製造装置は、前記水電解セルで生成された水素ガス又は酸素ガスを被供給箇所に移送する移送経路と、該移送経路内のガスの圧力を測定する圧力測定装置とを備えており、
   前記移送経路を加圧状態にして前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する圧力測定工程を実施することを特徴とする水素酸素製造方法。
2. 前記圧力測定工程では、水の電気分解中における前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程、及び、水の電気分解の停止後における前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する工程の少なくとも一方の工程を実施する請求項１記載の水素酸素製造方法。
3. 固体電解質膜で隔離された陰極側と陽極側とにそれぞれ水素ガスと酸素ガスとを発生させるべく、水を電気分解する水電解セルを備えた水素酸素製造装置であって、
   前記水電解セルで生成された水素ガス又は酸素ガスを被供給箇所に移送する移送経路と、該移送経路内のガスの圧力を測定する圧力測定装置とを備えており、
   前記移送経路を加圧状態にして前記圧力を前記圧力測定装置を用いて経時的に測定する圧力測定工程を実施しうるように構成されていることを特徴とする水素酸素製造装置。

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