[發明專利]水電解系統

無效

• 申請號: 201110252424.3
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102465310A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 樽家憲司;中澤孝治;長岡久史;倉品大輔
• 申請（專利權）人: 本田技研工業株式會社
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/00;C25B15/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發明涉及一種水電解系統，其具備：高壓水電解裝置，其電解水而產生氧和比該氧高壓的氫；氣液分離裝置，其對從所述高壓水電解裝置排出且含有水分的所述氫進行氣液分離，并將除去所述水分后的所述氫向與氫填充部相連的氫配管供給，而將分離出的水向排水配管排出。

背景技術

例如，為了使固體高分子型燃料電池發電，而使用氫氣作為燃料氣體。通常，在制造氫氣時，采用水電解裝置。該水電解裝置為了對水進行分解來產生氫(及氧)，而使用固體高分子電解質膜(離子交換膜)。在固體高分子電解質膜的兩面設有電極催化劑層而構成電解質膜-電極結構體，并且在所述電解質膜-電極結構體的兩側配設有陽極側供電體及陰極側供電體而構成單元。

因此，在層疊有多個單元的狀態下，對層疊方向兩端施加電壓，并向陽極側供電體供給水。因此，在電解質膜-電極結構體的陽極側，將分解水而生成氫離子(質子)，使該氫離子透過固體高分子電解質膜向陰極側移動，與電子結合而制造氫。另一方面，在陽極側，與氫一起生成的氧伴隨剩余的水而從單元排出。

在上述水電解裝置中，制造出含有水分的氫，為了得到干燥狀態例如5ppm以下的氫(以下稱為干氫)而需要從所述氫將水分除去。因此，例如已知有專利文獻1所公開的水電解裝置的氣液分離裝置。

如圖7所示，該氣液分離裝置具備第一氣液分離罐1a和第二氣液分離罐1b。第一氣液分離罐1a的上部經由氣體·液體導入管2a與水電解裝置(電解單元)3的陽極室連通。從水電解裝置3的陽極側產生的氧和所述水電解裝置3的陽極室供給的純水以混合的狀態經由氣體·液體導入管2a向第一氣液分離罐1a輸送。

在第一氣液分離罐1a的上部與第二氣液分離罐1b的上部之間連接有氧用的氣體連通管2b，在所述第一氣液分離罐1a內被氣液分離出的氧氣向所述第二氣液分離罐1b流入。在第一氣液分離罐1a的下部與第二氣液分離罐1b的下部之間連接有純水用的液體連通管2c，在所述第一氣液分離罐1a內被氣液分離出的純水向所述第二氣液分離罐1b流入。

為了控制通過第一氣液分離罐1a分離出的液體成分的液面，而在第二氣液分離罐1b的上下方向上沿著壁面設有コ形的旁通路徑1d。在旁通路徑1d的外側，用于進行液面控制的光傳感器4a、4b在與第二氣液分離罐1b的預先設定的液面的上限位置和下限位置對應的位置上各配設一個。

【專利文獻1】日本特開平8-144078號公報

然而，在水電解裝置中，采用在陰極側生成高壓(例如，35MPa)的氫的高壓水電解系統。此時，含有水分的高壓氫被導入到與水電解裝置的陰極側連接的氣液分離裝置。

然而，在上述專利文獻1中，僅設想了常壓(～1MPa程度)下的氣液分離，而無法用于高壓用氣液分離裝置中。尤其是高壓水經由液體連通管2c被導入第二氣液分離罐1b的下部，因此與所述第二氣液分離罐1b連通的旁通路徑1d中容易產生氣泡或飛沫等。因此，存在光傳感器4a、4b對液面的檢測精度大幅降低這樣的問題。而且，在專利文獻1中，第一氣液分離罐1a及第二氣液分離罐1b可能無法耐受高壓氫產生的壓力。

發明內容

本發明用于解決此種問題，其目的在于提供一種水電解系統，該水電解系統具備能夠對含有水分的高壓氫進行良好的氣液分離，并且具有充分的強度且能夠正確地測定水位的氣液分離裝置。

本發明涉及一種水電解系統，高壓水電解裝置，其電解水而產生氧和比該氧高壓的氫；氣液分離裝置，其對從所述高壓水電解裝置排出的含有水分的所述氫進行氣液分離，并將除去了所述水分后的所述氫向與氫填充部相連的氫配管供給，而將分離后的水向排水配管排出。

在該水電解系統中，氣液分離裝置具備塊體，在所述塊體的內部分別形成有沿上下方向延伸的氣液分離用開口部及水位檢測用開口部。

氣液分離用開口部及水位檢測用開口部的各下端部位與設置在塊體的下方側側部上的排水配管連通成一體。另一方面，水位檢測用開口部的上端部位與氫配管連通，該氫配管與氣液分離用開口部的上部側連結而設置在塊體的上部。

并且，在塊體的上方側側部形成有從高壓水電解裝置導入高壓的氫的導入孔部，該導入孔部位于比在水位檢測用開口部設置的上端水位用檢測部靠上方的位置。

另外，在該水電解系統中，優選在水位檢測用開口部設有下端水位用檢測部，并且上端水位用檢測部及所述下端水位用檢測部在塊體的與側面交叉的兩面具有分別向外部開口且對置的一對窗部，構成各窗部的窗部側壁至少在底面側具有朝著所述水位檢測用開口部側向外方傾斜的傾斜面。