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Die
vorliegende Erfindung betrifft Wasserstoff-Speichereinheiten und
eine Speichereinheit zur Aufnahme und Abgabe von Wasserstoffgas
sowie Gas.
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In
herkömmlicher
Weise wurden Wasserstoff-Speichereinheiten vorgeschlagen, die mit
einem Wasserstoff-Aborptionsmaterial zum Absorbieren des Wasserstoffgases
(wie z. B. eine wasserstoffabsorbierende Legierung) ausgestattet
sind. Solch eine Wasserstoff-Speichereinheit ist in der
JP 62-246699 A vorgeschlagen.
Hier ist eine herkömmliche
Wasserstoff-Speichereinheit mit einer wasserstoffabsorbierenden
Legierung innerhalb eines Wasserstoff-Speicherbehälters und
eines Filterabschnitts realisiert, die ein Absorptionsmittel innerhalb
des Wasserstoff-Speicherbehälters
aufweist. Wenn die wasserstoffabsorbierende Legierung durch Verunreinigungen
wie beispielsweise Feuchtigkeit und Luft vergiftet ist, wird die
Wasserstoffabsorptions-Fähigkeit
verschlechtert. Daher werden die vergiftenden Materialien, die zuvor
beschrieben wurden, durch das Adsorptionsmittel selektiv adsorbiert,
um zu verhindern, daß die
Wasserstoffabsorptionsfähigkeit oder
-kapazität
verschlechtert wird.
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Aus
der
US 43 43 770 A ist
ein selbstgenerierendes System zur Entfernung von Sauerstoff und Wasser
aus Wasserstoffgas bekannt, bei welchem ein Tank über ein
Wasserstoffrohr mit einem Filter verbunden ist, so dass der Wasserstoff
vom Filter zum Tank und zurück
fließen
kann. Der Filter enthält ein
Adsorptionsmittel, welches Wasser aus dem Wasserstoffgas entfernt.
In eine Wasserummantelung des Filters wird kaltes Wasser eingeleitet,
wenn der Wasserstoff in den Tank geleitet wird. Warmes Wasser wird
eingeleitet, wenn der Wasserstoff aus dem Tank abgeführt wird.
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Eine
Vorrichtung zum Speichern eines Gases in einem Vorratsbehälter ist
in der
DE 202 403 A gezeigt.
Während
das Gas durch eine Adsorptionskolonne geleitet wird, werden die
Unreinheiten des Gases durch das Adsorptionsmaterial gebunden und reines
Gas in einem Vorratsbehälter
gespeichert. Nach der Speicherung des Gases wird die Adsorptionskolonne
erhitzt und das Adsorptionsmaterial regeneriert, ohne das Gas durch
die Adsorptionskolonne geführt
wird.
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Wenn
bei der herkömmlichen
Wasserstoff-Speichereinheit das von der Wasserstoffversorgungseinrichtung
zugeführte
Wasserstoffgas in der wasserstoffabsorbierenden Legierung absorbiert wird,
verläuft
das Wasserstoffgas durch den Filterabschnitt und es werden die oben
erwähnten
vergiftenden Materialien darin adsorbiert. Wenn ferner Wasserstoffgas
zu der Wasserstoffverbrauchsausrüstung ausgetragen
wird, die sich außerhalb
des Speichertanks befindet, verläuft
das Wasserstoffgas erneut durch den Filterabschnitt. Dann verschlechtert
sich das Adsorptionsmittel des Filterabschnitts aufgrund der Adsorption
der oben erwähnten
vergiftenden Materialien, wodurch die Wasserstoffabsorptionsfähigkeit
oder -Kapazität
verloren geht. Daher wird das Adsorptionsmittel des Filterabschnitts
nach außerhalb
von der Wasserstoff-Speichereinheit bewegt und wird erhitzt, um
die Wasserstoffabsorptionsfähigkeit
oder -Kapazität
wieder herzustellen.
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Bei
der herkömmlichen
Wasserstoff-Speichereinheit muß das
Adsorptionsmittel des Filterabschnitts zu einer unterschiedlichen
Stelle bewegt werden, um das Adsorptionsmittel des Filterabschnitts
wieder herzustellen, wodurch die Wiederherstellung mühsam wird.
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Die
Aufgabe des Erfindung ist es nun, diese Nachteile zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Ansprüche 1, 12 oder 13 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen genannt.
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In
Hinblick auf die Nachteile umfaßt
eine Wasserstoff-Speichereinheit nach der vorliegenden Erfindung
einen Wasserstoff-Speicherbehälter,
der ein Wasserstoffabsorptionsmaterial, einen Filterabschnitt und
eine Wärmezuführeinrichtung
enthält. Hierbei
enthält
der Filterabschnitt ein Adsorptionsmittel für die Adsorption von Verunreinigungen,
die in dem Wasserstoffgas enthalten sind, welches in der Wasserstoff-Speichereinheit
gespeichert ist. Ferner enthält
die Wärmezuführeinheit,
die in dem Filterabschnitt vorgesehen ist, eine Heizeinrichtung
zum Aufheizen des Filterabschnitts, um die Beseitigung der Verunreinigungen,
die in dem Adsorptionsmittel adsorbiert sind, zu erhöhen. Darüber hinaus
ist ein Gassensor vorhanden zur Detektion des Verunreinigungen,
die im Wasserstoffgas enthalten sind, welches vom Wasserstoff-Speicherbehälter abgegeben
wird, wobei die Wärmezuführeinrichtung
das Heizen des Filters in Abhängigkeit
der vom Gassensor detektierten Verunreinigungen beendet.
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Es
wird daher die Beseitigung der Verunreinigungen aus dem Adsorptionsmittel
durch Aufheizen des Filterabschnitts mit Hilfe der Wärmezuführeinrichtung
erhöht
und es kann das Adsorptionsmittel wieder hergestellt werden.
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Da
die Adsorptionsfähigkeit
oder -Kapazität des
Adsorptionsmittels sich mit abnehmender Temperatur erhöht, enthält die Wärmezuführeinrichtung gemäß einem
anderen Aspekt eine Kühlreinrichtung, um
das Adsorptionsmittel des Filterabschnitts abzukühlen, um die Adsorption der
Verunreinigungen in dem Filterabschnitt zu erhöhen.
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Bei
einem anderen Aspekt wird die Heizeinrichtung auf der Grundlage
der Reinheit des ausgetragenen Wasserstoffgases gesteuert oder geregelt. Wenn
die Verunreini gungen nicht in dem Wasserstoffgas enthalten sind,
kann festgelegt werden, daß die
Beseitigung der Verunreinigungen aus dem Filterabschnitt vervollständigt ist.
Wenn demzufolge bestimmt wird, ob die Heizeinrichtung aufhört den Filterabschnitt
auf der Grundlage der Reinheit des ausgetragenen Wasserstoffgases
zu heizen oder nicht, kann verhindert werden, daß der Filterabschnitt mehr als
in der erforderlichen Weise durch die Heizeinrichtung aufgeheizt
wird.
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Bei
einem anderen Aspekt wird die Heizeinrichtung auf der Grundlage
der Wasserstoffgasladung gesteuert oder geregelt. Beispielsweise
kann die Zeit, die erforderlich ist, um Wasserstoffgas in den Wasserstoff-Speicherbehälter zu
laden, als Information verwendet werden, die sich auf die Wasserstoffgas-Abgabe
bezieht. D. h. es wird die Beladungszeit des Wasserstoffgases länger, wenn
die Menge der Verunreinigungen, die in dem Filterabschnitt adsorbiert
sind, größer wird.
Wenn die Menge der Verunreinigungen, die in dem Filterabschnitt
adsorbiert sind, größer wird,
wird auch die Zeit, die zum Erhitzen des Filters erforderlich ist,
um die Verunreinigungen aus dem Filterabschnitt zu beseitigen, länger. Im
Gegensatz dazu wird die Wasserstoffgas-Beladungszeit kürzer, wenn
die Zeit, die zum Aufheizen des Filterabschnitts erforderlich ist,
kürzer
wird.
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Ferner
kann beispielsweise die Menge des eingeladenen Wasserstoffgases
als Information verwendet werden, welche sich auf die Wasserstoffgasbeladung
bezieht. Wenn in diesem Fall die Menge des eingeladenen Wasserstoffgases
größer wird, wird
die Menge der Verunreinigungen, die in dem Filterabschnitt adsorbiert
sind, größer und
es muß dann die
Aufheizzeit der Heizeinrichtung länger ausgelegt werden. Wenn
die Menge des geladenen Wasserstoffgases klein ist, wird die Heizzeit
verkürzt.
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Bei
einem anderen Aspekt wird die Heizeinrichtung auf der Grundlage
der Informationen gesteuert oder geregelt, die den Wasserstoffgasverbrauch betreffen.
Beispielsweise kann die Menge des Wasserstoffgases, welches in die
Wasserstoff-Verbrauchsausrüstung
ausgetragen wird, als Information verwendet werden, die den Wasserstoffgasverbrauch betrifft.
D. h., wenn sich die Menge des Wasserstoffgases, welches durch den
Filterabschnitt verläuft, größer wird,
werden die Verunreinigungen aus dem Filterabschnitt schneller beseitigt
und es kann die Aufheizzeit des Filterabschnitts vermittels der
Heizeinrichtung verkürzt
werden. Wenn im Gegensatz dazu die Menge des Wasserstoffgases, welches durch
den Filterabschnitt hindurch verläuft, klein ist, werden die
Verunreinigungen aus dem Filterabschnitt langsam beseitigt, so daß die Heizzeit
des Filterabschnitts vermittels der Heizeinrichtung länger ausgelegt
werden muß.
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Der
zuvor beschriebene Filterabschnitt kann außerhalb oder innerhalb des
Wasserstoff-Speicherbehälters
vorgesehen sein. Wenn er sich innerhalb des Behälters befindet, können sowohl
der Wasserstoff-Speicherbehälter
als auch der Filterabschnitt aufgeheizt und abgekühlt werden
und zwar mit Hilfe einer Heizeinrichtung und einer Kühleinrichtung.
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Bei
einem anderen Aspekt sind der Filterabschnitt und der Wasserstoff-Speicherbehälter so
angeordnet, daß Wasserstoffgas
durch den Filterabschnitt in einem Wasserstoff-Speichermodus (bei dem
Wasserstoffgas in dem Wasserstoff-Speicherbehälter gespeichert wird) und
in einem Wasserstoffaustrag-Modus strömt (bei dem Wasserstoffgas
nach außerhalb
von dem Wasserstoff-Speicherbehälter ausgetragen
wird).
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Die
verunreinigenden Stoffe, die durch die Wiederherstellung des Filterabschnitts
erzeugt werden, werden nach außerhalb
von dem Wasserstoff-Speicherbehälter
zusammen mit dem Wasserstoffgas, welches in dem oben beschriebenen
Wasserstoff-Austragmodus nach außerhalb ausgetragen wird, abgegeben.
Daher können
die Verunreinigungen, die während
der Wiederherstellung erzeugt werden, in dem Wasserstoffabsorptionsmaterial
innerhalb des Wasserstoff-Speicherbehälters nicht adsorbiert werden,
wodurch sie das Wasserstoffabsorptionsmaterial nicht vergiften.
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Ein
anderer Aspekt umfaßt
einen ersten Versorgungsabschnitt, der an eine Wasserstoffverbindungsausrüstung angeschlossen
ist, einen zweiten Verbindungsabschnitt, der an eine Wasserstoffverbrauchsausrüstung angeschlossen
ist, einen dritten Verbindungsabschnitt, der an den Wasserstoff-Speicherbehälter angeschlossen
ist, und eine Versorgungsleitung, die einen Umschaltabschnitt enthält. Hierbei
schaltet der Umschaltabschnitt Verbindungen zwischen dem ersten
Verbindungsabschnitt und dem dritten Verbindungsabschnitt um und schaltet
die Verbindungszustände
zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt und dem dritten Verbindungsabschnitt
um.
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Demzufolge
wird in dem Wasserstoff-Speichermodus eine Verbindung zwischen dem
ersten Verbindungsabschnitt und dem dritten Verbindungsabschnitt
hergestellt und es wird die Verbindung zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt
und dem dritten Verbindungsabschnitt unterbrochen, wodurch Wasserstoffgas
von der Wasserstoffversorgungsausrüstung über den Filterabschnitt zum
Inneren des Wasserstoff-Speicherbehälters zugeführt wird. In dem Wasserstoffaustragmodus
wird im Gegensatz dazu die Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt
und dem dritten Verbindungsabschnitt unterbrochen und es wird die
Verbindung zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt und dem dritten
Verbindungsabschnitt hergestellt, wodurch Wasserstoffgas aus dem
Wasserstoff-Speicherbehälter über den
Filterabschnitt in die Wasserstoffverbrauchsausrüstung zugeführt wird.
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Bei
einem anderen Aspekt besitzt der Wasserstoff-Speicherbehälter ein
verschlossenes Ende und ein anderes Ende ist mit einer Wasserstoffzuführöffnung ausgestattet,
und der Filterabschnitt kann an der Wasserstoffzuführöffnung angeordnet sein,
um das Wasserstoffgas zu veranlassen, sowohl in dem Wasser-Speichermodus
als auch in dem Wasserstoffaustragmodus durch den Filterabschnitt hindurch
zu verlaufen. Ferner kann der Wasserstoff-Speicherbehälter flaschenförmig gestaltet
sein, wobei das eine Ende verschlossen ist und das andere Ende einen
Wasserstoffversorgungshalter (supply support) aufweist, so daß der Wasserstoff-Speicherbehälter einen
anderen Vorteil dahingehend aufweist, daß er keine spezifische Konstruktion
oder Struktur als Wasserstoff-Speicherbehälter erfordert.
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Bei
einem anderen Aspekt können
der Wasserstoff-Speicherbehälter
und der Filterabschnitt voneinander getrennt sein, es kann ein Ventil
dazwischen vorgesehen sein, welches während der Wasserstoffgasbeladung
und – Abgabe – geöffnet eingestellt
ist.
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Wenn
dabei der Filterabschnitt aufgrund eines Ausfalls ersetzt werden
muß, wird
verhindert, daß verunreinigende
Gase in den Wasserstoff-Speicherbehälter eindringen, indem das
Ventil während
des Austauschens geschlossen wird.
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Bei
einem anderen Aspekt können
die Heiz- und Kühl-Sequenzen
des Wasserstoff-Speicherbehälters und
des Filterabschnitts zwischen einer Wasserstoffgasbeladungszeit
für den
Wasserstoff-Speicherbehälter
und der Wasserstoffgasaustragszeit aus dem Wasserstoffgasbehälter geändert werden.
Verunreinigungen müssen
während
der anfänglichen
Beladung aus dem Wasserstoffgas beseitigt werden. Da zu diesem Zeitpunkt
der Filterabschnitt zuerst gekühlt
wird, können
Verunreinigungen wirksamer aus dem Wasserstoffgas durch den Filterabschnitt
beseitigt werden. Da der Wasserstoff-Speicherbehälter während des Austragens zuerst
erhitzt wird, werden die Verunreinigungen aus dem Filterabschnitt
nicht vorzugsweise ausgetragen, wodurch eine übermäßige Reinheitsverschlechterung
des ausgetragenen Wasserstoffgases verhindert wird.
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Bei
einem anderen Aspekt können
die Verunreinigungen in wirksamerer Weise aus dem Wasserstoffgas
während
der Wasserstoffgasbeladung beseitigt werden und es kann verhindert
werden, daß die
Reinheit des ausgetragenen Wasserstoffgases sich während des
Wasserstoffgasaustragvorganges übermäßig verschlechtert.
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Weitere
Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der folgenden detaillierten Beschreibung. Es sei darauf hingewiesen,
daß die
detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, obwohl
sie bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung wiedergeben, lediglich der Veranschaulichung dienen
sollen, da vielfältige Änderungen
und Modifikationen für
Fachleute aus der detaillierten Beschreibung in offensichtlicher
Weise ableitbar sind, die in den Rahmen der Erfindung fallen. In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht, die eine Wasserstoff-Speichereinheit gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 eine
schematische Ansicht, die eine Wasserstoff-Speichereinheit gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung wiedergibt;
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3 eine
schematische Ansicht, die eine Wasserstoff-Speichereinheit gemäß einer
dritten Ausfühnungsform
der Erfindung darstellt;
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4 eine
schematische Ansicht, die eine Wasserstoff-Speichereinheit gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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5 ein
Flußdiagramm,
welches eine Betriebsweise der Wasserstoff-Speichereinheit gemäß der vierten Ausführungsform
veranschaulicht;
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6 eine
schematische Ansicht, die eine Wasserstoff-Speichereinheit gemäß einer
fünften Ausführungsform
der Erfindung wiedergibt und
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7 eine
schematische Ansicht, die eine Wasserstoff-Speichereinheit gemäß einer
siebten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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Im
Folgenden wird eine Wasserstoff-Speichereinheit gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 1 dargestellt
ist, enthält
die Wasserstoff-Speichereinheit 1 nach der vorliegenden
Erfindung einen Wasserstoff-Speicherbehälter 10, in welchem
Wasserstoffgas gespeichert wird, und einen Filterabschnitt 11 zur
Beseitigung von im Wasserstoffgas enthaltenen Verunreinigungen oder
Fremdstoffen aus dem Wasserstoffgas. Der Filterabschnitt 11 ist
außerhalb einer
Wasserstoffzuführöffnung 10a des
Wasserstoff-Speicherbehälters 10 (außerhalb
des Wasserstoff-Speicherbehälters)
vorgesehen.
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Eine
wasserstoffabsorbierende Legierung ist in dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 in
Form eines Wasserstoff-Absorptionsmaterials bzw. wasserstoffabsorbierenden
Materials 10b enthalten, um Wasserstoffgas 1 (z.
B. LaNi5) zu absorbieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird Aktivkohle die ein Adsorptionsmittel zum Adsorbieren von Verunreinigungen
bildet, die die Wasserstoffabsorptionslegierung 10b vergiften
(speziell Feuchtigkeit), als Filterabschnitt 11 verwendet
und ist innerhalb von dem Behälter
(nicht gezeigt) enthalten. In der Wasserstoff-Speichereinheit 1 enthält ein Leitungsverlauf (Versorgung)
bzw. eine Zuführleitungs
bindungs- bzw. Zuführabschnitte 12a, 12b,
die von der Außenseite
an die Ausrüstung
angeschlossen sind. Die Wasserstoff-Versorgungsausrüstung (z.
B. eine Wasserstoff-Flasche) 100 ist mit einem Versorgungsausrüstungs-Verbindungsabschnitt
(erster Versorgungs- bzw. Zuführabschnitt) 12a verbunden,
und eine Wasserstoffverbrauchsausrüstung (z. B. eine mit Wasserstoffbrennstoff
versorgte Maschine und eine Brennstoffzelle) ist mit dem Verbrauchsausrüstungs-Anschlußabschnitt
(zweiter Versorgungs- bzw. Zuführabschnitt) 12b verbunden.
Ferner ist ein Wasserstoff-Speicherbehälter-Verbindungsabschnitt (dritter Versorgungs-
bzw. Zuführabchnitt) 12c in
dem Leitungsverlauf 12 vorgesehen, der an den Wasserstoff-Speicherbehälter 10 angeschlossen
ist.
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Ferner
ist ein Umschaltventil bzw. -abschnitt 13 zum Umschalten
der Wasserstoffgas-Strömungsrouten
in dem Leitungsverlauf 12 vorgesehen und wird in der folgenden
Weise betrieben. Wenn Wasserstoffgas in den Wasserstoff-Speicherbehälter 10 geladen
wird, strömt
das Wasserstoffgas in den Leitungsverlauf 12 von dem Versorgungsausrüstungs-Verbindungsabschnitt 12a zu
dem Wasserstoff-Speicherbehälter-Verbindungsabschnitt 12c. Wenn
Wasserstoffgas aus dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 ausgetragen
wird, strömt das
Wasserstoffgas in der Leitungsführung 12 von dem
Wasserstoff-Speicherbehälter-Verbindungsabschnitt 12c zu
dem Verbrauchsausrüstungs-Verbindungsabschnitt 12b.
Wenn Wasserstoffgas in dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 gespeichert
ist, wird das Umschaltventil geschlossen.
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In
dem Filterabschnitt 11 sind eine Heiz- und Kühleeinrichtung 14–19 vorgesehen.
Eine Wärmeversorgungseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist durch eine Heiz -und Kühleinrichtung 14–19 realisiert.
Die Heiz -und Kühleeinrichtung 14–19 enthält eine
Kühleinrichtung 14,
eine Heizeinrichtung 15 und eine wärmeabstrahlende Spule oder Wendel 19.
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Die
Adsorptionsfähigkeit
des Adsorptionsmittels wird bei niedrigeren Temperaturen in Einklang mit
deren Eigenschaften größer. Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird daher der Filterabschnitt 11 durch die Kühleinrichtung 14 während der
Wasserstoffgasbeladung gekühlt,
wodurch die Adsorption der Verunreinigungen, die in dem Wasserstoffgas enthalten
sind, in der Aktivkohle erhöht
wird und die Verunreinigungs-Beseitigungsfähigkeit
des Filterabschnitts 11 verbessert wird.
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Alternativ
wird das Adsorptionsmittel aktiviert, wenn es erhitzt wird, wodurch
die Beseitigung des darauf adsorbierten Materials vereinfacht wird. Es
wird daher bei der vorliegenden Ausführungsform der Filterabschnitt 11 durch
die Heizeinrichtung während
der Wasserstoffgasabgabe erhitzt, wodurch die Beseitigung der Verunreinigungen
aus dem Adsorptionsmittel erhöht
wird.
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Ferner
kann ein kühlender
Wärmeaustauscher
wie beispielsweise ein Radiator als Kühleinrichtung 14 verwendet
werden. Ferner kann die Wärme,
die durch die wasserstoffverbrauchende Ausrüstung wie beispielsweise eine
mit Wasserstoff betriebene Maschine und eine Brennstoffzelle erzeugt wird,
als Wärme
verwendet werden, die durch die Heizeinrichtung 15 vorgesehen
wird. Vermittels eines Heizmediums (z. B. eine Flüssigkeit
wie Wasser), welches in einem Heizmediumkanal 16 fließt, wird der
Filterabschnitt 11 durch einen Radiator als Kühleeinrichtung 14 gekühlt und
wird durch die Heizeinrichtung 15 aufgeheizt. Der Heizmediumkanal 16 ist mit
einem Umschaltventil ausgestattet, um die Heizmedium-Routen zwischen
dem Radiator 14 und der Heizeinrichtung 15 umzuschalten
und auch mit einer Pumpe 18 ausgestattet, um das Heizmedium
in Umlauf zu bringen.
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Die
Temperatur des Filterabschnitts 11, der durch den Radiator 14 gekühlt und
durch die Heizeinrichtung 15 aufgeheizt wird, wird in geeigneter
Weise in Einklang mit dem Material des Adsorptionsmittels und ähnlichem
eingestellt. Wenn das Adsorptionsmaterial nicht gekühlt oder
erhitzt werden braucht, können
der Radiator (Kühleinrichtung) 14 und
die Heizvorrichtung (Heizeinrichtung) 15 weggelassen werden.
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Der
Wasserstoff-Speicherbehälter 10 kann mit
der Heiz -und Kühleeinrichtung
ausgestattet werden, um den Wasserstoff-Speicherbehälter 10 aufzuheizen
und zu kühlen
und zwar in getrennter Weise von der Heiz- und Kühleeinrichtung 14, 15 in
dem Filterabschnitt 11.
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Als
nächstes
wird die Betriebsweise der Wasserstoff-Speichereinheit 11 beschrieben.
Wenn Wasserstoffgas aus der Wasserstoffversorgungsausrüstung in
die Wasserstoff-Speichereinheit 1 geladen wird, wird das
Umschaltventil 13 so geschaltet, um die Wasserstoffgas-Strömungsroute
von dem Versorgungsausrüstungs-Verbindungsabschnitt 12a zu
der Wasserstoff-Speichereinheit 1 einzustellen. Dadurch wird
dann Wasserstoffgas von der Wasserstoffversorgungsausrüstung von
außerhalb
in die Wasserstoff-Speichereinheit 1 zugeführt (geladen).
In der Wasserstoff-Speichereinheit 1 strömt Wasserstoffgas,
welches in die Leitungsführung 12 eingeströmt ist,
in den Wasserstoff-Speicherbehälter 10 und
zwar über
den Filterabschnitt 11. Zu diesem Zeitpunkt wird der Filterabschnitt 11 auf
etwa Raumtemperatur vermittels des Radiators 14 über die
Wärmeabstrahlwendel
gekühlt.
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Wenn
Wasserstoffgas durch den Filterabschnitt 11 hindurch gelangt,
werden Verunreinigungen wie beispielsweise Luft und Feuchtigkeit,
die in dem Wasserstoffgas enthalten sind, durch die Aktivkohle des
Filterabschnitts 11 adsorbiert und aus dem Wasserstoffgas
beseitigt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Filterabschnitt 11 durch
die Kühleinrichtung 14 in der
oben beschriebenen Weise gekühlt,
wodurch die Adsorption der Verunreinigungen, die in dem Wasserstoffgas
enthalten sind, durch die Aktivkohle erhöht wird.
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In
dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 wird
Wasserstoffgas in der Wasserstoff-Absorptioslegierung 10b mit
zunehmendem Wasserstoffgasdruck in dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 absorbiert. Da
das Wasserstoffgas, aus dem Verunreinigungen vorausgehend durch
den Filterabschnitt 11 beseitigt wurden, in den Wasserstoff-Speicherbehälter 10 strömt, kann
die Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b nicht durch die
Verunreinigungen vergiftet werden. Demzufolge wird die Absorptionskapazität oder Absorptionsfähigkeit
der Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b nicht verschlechtert.
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Wenn
Wasserstoffgas aus der Wasserstoff-Speichereinheit 1 zu
der Wasserstoffverbrauchsausrüstung
ausgetragen wird, wird das Umschaltventil 13 geschaltet,
um die Wasserstoffgas-Strömungsroute
von der Wasserstoff-Speichereinheit 1 auf den Verbrauchsausrüstungs-Verbindungsabschnitt 12b einzustellen.
Dadurch wird der Wasserstoffgasdruck innerhalb des Wasserstoff-Speicherbehälters 10 reduziert
und es wird Wasserstoffgas aus der Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b ausgetragen.
Das aus der Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b ausgetragene
Wasserstoffgas wird zu der Wasserstoffverbrauchsausrüstung zugeführt (ausgetragen);
die sich außerhalb
befindet, was über
den Filterabschnitt 11 erfolgt.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird der Filterabschnitt 11 durch die
Heizeinrichtung 15 beispielsweise auf etwa 100°C aufgeheizt.
Demzufolge wird die Aktivkohle des Filterabschnitts 11 aktiviert,
um die Beseitigung der Verunreinigungen aus der Aktivkohle zu erhöhen. Wenn
dann Wasserstoffgas durch den Filterabschnitt 11 hindurchströmt, werden
die Verunreinigungen, die durch die Aktivkohle während der Wasserstoffgasbeladung
adsorbiert wurden, aus der Aktivkohle beseitigt. Es werden dadurch
die Verunreinigungen aus der Aktivkohle beseitigt und es wird der Filterabschnitt 11 regeneriert.
Die aus der Aktivkohle beseitigten Verunreinigungen sind in dem
Wasserstoffgas enthalten, welches in die Wasserstoffverbrauchsausrüstung ausgetragen
wird. Die Wasserstoff-Speichereinheit 1 nach
der vorliegenden Ausführungsform
enthält
den Filterabschnitt 11, um die in dem Wasserstoffgas enthaltenen
Verunreinigungen zu beseitigen, wodurch verhindert wird, daß die Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b vergiftet
wird und verhindert wird, daß die
Wasserstoffabsorptionskapazität
oder Fähigkeit
der Wasserstoffabsorptionslegierung 10b verschlechtert
wird.
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Da
die Adsorptionsfähigkeit
oder Kapazität des
Adsorptionsmittels verschlechtert wird, wenn das Adsorptionsmittel
Verunreinigungen adsorbiert, wenn dessen Betriebszeit seine Beseitigungslebensdauer erreicht
(d. h., wenn die Adsorptionskapazität der Aktivkohle unzureichend
wird), muß das
Adsorptionsmittel ersetzt oder entfernt werden. Bei der Wasserstoff-Speichereinheit 1 nach
der vorliegenden Erfindung ist der Filterabschnitt 11 mit
der Heizeinrichtung 15 ausgestattet, wodurch die Beseitigung
der Verunreinigungen aus dem Filterabschnitt-Adsorptionsmittel beschleunigt
oder erhöht
wird und auch die Wiederherstellung und Adsorptionskapazität des Adsorptionsmittels
erhöht
wird. Demzufolge kann der Filterabschnitt 11 während des
Betriebes regeneriert oder wieder hergestellt werden.
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Ferner
ist der Filterabschnitt 11 auch mit einer Kühleinrichtung 14 ausgestattet
Lind wird während
der Wasserstoffgasbeladung gekühlt,
wodurch die Adsorption der Verunreinigungen durch das Adsorptionsmittel
erhöht
wird und die Verunreinigungs-Beseitigungsfähigkeit
des Filterabschnitts 11 verbessert wird.
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(Zweite Ausführungsform)
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Wie
in 2 dargestellt ist, ist die Wasserstoff-Speichereinheit 2 gemäß der zweiten
Ausführungsform
mit dem Filterabschnitt 11 an einer inneren Seite der Wasserstoffzuführöffnung 10a des
Wasserstoff-Speicherbehälters 10 (innerhalb
des Wasserstoff-Speicherbehälters 10)
ausgestattet. Ferner ist die Wasserstoff-Speichereinheit 2 auch
mit der Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b ausgestattet,
die in dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 enthalten ist,
umfaßt
einen Radiator (Kühleinrichtung) 20 zum Kühlen des
Filterabschnitts 11 und eine Heizvorrichtung (Heizeinrichtung) 21 zum
Aufheizen des Filterabschnitts 11. Da die wärmeabstrahlende
Wendel oder Spule 19 sowohl in dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 als
auch dem Filterabschnitt 11 angeordnet ist, werden beide
durch den Radiator 20 gekühlt oder durch die Heizeinrichtung 21 über ein
Heizmedium aufgeheizt (z. B. einer Flüssigkeit wie Wasser), welches
innerhalb eines Heizmediumkanals 22 fließt. Der
Heizmediumkanal 21 ist mit einem Umschaltventil 23 ausgestattet,
um die Heizmediumrouten zwischen dem Radiator 20 und der
Heizeinrichtung 21 umzuschalten, und mit einer Pumpe 24 ausgestattet, um
das Heizmedium in Umlauf zu bringen.
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Als
Nächstes
wird die Betriebsweise der Wasserstoff-Speichereinheit 2 gemäß der zweiten Ausführungsform
beschrieben. Wenn Wasserstoffgas in die Wasserstoff-Speichereinheit 2 geladen wird,
erzeugt die Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b während der
Absorption des Wasserstoffgases Wärme. Daher muß die Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b durch
den Radiator 20 gekühlt
werden. Zur gleichen Zeit wird auch der Filterabschnitt 11 gekühlt, um
die Adsorptionsfähigkeit
oder Adsorptionskapazität
der Aktivkohle des Filterabschnitts 11 zu verbessern. Wenn
Wasserstoffgas aus der Wasserstoff-Speichereinheit 2 ausgetragen
wird, absorbiert die Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b Wärme und
zwar während
der Austragung des Wasserstoffgases. Daher muß die Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b durch
die Heizeinrichtung 21 aufgeheizt werden. Zur gleichen
Zeit wird auch der Filterabschnitt 11 aufgeheizt, um die
Beseitigung der Verunreinigungen aus der Aktivkohle zu erhöhen.
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(Dritte Ausführungsform)
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Wie
in 3 gezeigt ist, ist die Wasserstoff-Speichereinheit 3 gemäß der dritten
Ausführungsform
mit einem Gassensor 30 ausgestattet, um Verunreinigungen
zu detektieren, die in dem Wasserstoffgas enthalten sind, welches
aus dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 ausgetragen
wird und zwar in die Leitungsführung 12 auf
der Seite des Verbrauchsausrüstungs-Verbindungsabschnitts 12b. Ein
Gassensor, der eine einer Vielzahl von Verunreinigungen detektieren
kann, die in dem Wasserstoffgas enthalten sind, wird als Gassensor 30 verwendet. Die
Wasserstoff-Speichereinheit 3 ist mit einer elektrischen
Heizeinrichtung (Heizer) 31 ausgestattet, um den Filterabschnitt 11 zu
heizen. Die elektrische Heizeinrichtung 31 ist mit einem
Regler 32 verbunden, und der Regler 32 steuert
oder regelt die elektrische Heizeinrichtung 31 auf der
Grundlage von Signalen, die von dem Gassensor 30 stammen.
Da ferner ein Abkühlen
für die
Adsorption für
bestimmte Typen von Adsorptionsmitteln nicht erforderlich ist, ist
bei der dritten Ausführungsform
keine Kühleinrichtung
vorgesehen.
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Im
Folgenden wird die Betriebsweise der Wasserstoff-Speichereinheit 3 gemäß der dritten Ausführungsform
beschrieben. Es wird zuerst Wasserstoffgas aus der Wasserstoffversorgungsausrüstung in
die Wasserstoff-Speichereinheit 3 in der gleichen Weise geladen,
wie dies bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Fall ist. Zu
diesem Zeitpunkt werden Verunreinigungen, die in dem Wasserstoffgas
enthalten sind, an dem Filterabschnitt 11 adsorbiert und
beseitigt.
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Als
nächstes
wird Wasserstoffgas aus der Wasserstoff-Speichereinheit 3 zu
der Wasserstoffverbrauchsausrüstung
ausgetragen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Umschaltventil 13 umgeschaltet,
um die Wasserstoffgas-Strömungsroute
von der Wasserstoff-Speichereinheit 3 zu dem Verbrauchsausrüstungs-Verbindungsabschnitt 12b einzustellen,
wodurch der Wasserstoffgasaustragvorgang aus der Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b gestartet wird.
Das aus der Wasserstoff-Absorptionslegierung 10b ausgetragene
Wasserstoffgas wird zu der Wasserstoffverbrauchsausrüstung zugeführt (ausgetragen),
die auf der Außenseite
befindlich ist, was über den
Filterabschnitt 11 erfolgt.
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Der
Filterabschnitt 11 wird durch die Heizeinrichtung 31.
auf etwa 100°C
als Beispiel aufgeheizt, wodurch die Aktivkohle des Filterabschnitts 11 aktiviert
wird und die Verunreinigungsbeseitigung aus der Aktivkohle erhöht wird.
Wenn Wasserstoffgas durch den Filterabschnitt 11 strömt, werden
die Verunreinigungen, die durch die Aktivkohle während der Wasserstoffgasbeladung
adsorbiert wurden, aus der Aktivkohle beseitigt und sind dann in
dem Wasserstoffgas enthalten, welches in die Wasserstoffverbrauchsausrüstung auszutragen
ist.
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Wenn
Wasserstoffgas aus der Wasserstoff-Speichereinheit 3 zu
der Wasserstoffverbrauchsausrüstung
ausgetragen wird, werden die Signale von dem Gassensor 30 dem
Regler 32 eingespeist. Wenn in dem Wasserstoffgas, welches
aus der Wasserstoff-Speichereinheit 3 ausgetragen
wurde, auf der Grundlage der Signale von den Gassensoren 30 keine
Verunreinigungen detektiert wurden, wird die Verunreinigungs-Beseitigung
aus dem Filterabschnitt 11 als vervollständigt festgelegt.
Wenn die Verunreinigungs-Beseitigung vervollständigt ist, braucht der Filterabschnitt 11 durch
den elektrischen Heizer bzw. Heizeinrichtung 31 nicht aufgeheizt
zu werden. Wenn daher keine Verunreinigungen detektiert werden können, stoppt
der Regler den Heizvorgang des Filterabschnitts 11.
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Es
kann ein Wasserstoffreinheits-Detektor zum Detektieren der Reinheit
des Wasserstoffgases in der Wasserstoff-Speichereinheit 3 anstelle
des Gassensors 32 vorgesehen sein, um Verunreinigungen,
die in dem Wasserstoffgas enthalten sind, zu detektieren. Der Wasserstoffreinheits-Detektor
detektiert die Reinheit des Wasserstoffgases, welches durch den
Filterabschnitt 11 hindurchgeströmt ist, wodurch bestimmt wird,
ob Verunreinigungen in dem Wasserstoffgas enthalten sind oder nicht.
Der Filterabschnitt 11 kann auch innerhalb von dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 in
der gleichen Weise wie bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform
vorgesehen sein.
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(Vierte Ausführungsform)
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Bei
der Wasserstoff-Speichereinheit 4 gemäß der vierten Ausführungsform,
wie sie in 4 gezeigt ist, ist eine elektrische
Heizvorrichtung (Heizeinrichtung) 40 zum Aufheizen des
Filterabschnitts 11 vorgesehen. Die elektrische Heizeinrichtung 40 ist mit
einem Regler 41 verbunden. Der Regler 41 regelt die
elektrische Heizeinrichtung 40 auf der Grundlage von Informationen,
welche die Wasserstoffgasladung (z. B. die Wasserstoffgasbeladungszeit)
steuert oder regelt. Da ferner eine Abkühlung für die Adsorption für einige
Arten von Adsorptionsstoffen zur Verwendung in dem Filterabschnitt 11 nicht
erforderlich ist, ist bei der vierten Ausführungsform keine Kühleinrichtung
vorgesehen.
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Für den Regler 40 ist
ein Plan (map) vorgesehen. In dem Plan oder Karte ist eine Beziehung zwischen
der aufgewendeten Zeit zum Beladen mit Wasserstoffgas und der Menge
an Verunreinigungen, die in dem Filterabschnitt 11 adsorbiert
werden, und eine Beziehung zwischen der Menge der Verunreinigungen,
die in dem Filterabschnitt 11 adsorbiert werden und der
Zeit eingestellt, die erforderlich ist, um die Verunreinigungen
aus dem Filterabschnitt 11 auszutragen. Wenn die Zeit,
die für
das Beladen des Wasserstoffgases benötigt wird, größer wird,
wird die Menge an Verunreinigungen, die in dem Filterabschnitt 11 adsorbiert
werden, größer und
es wird die Aufheizzeit, die zur Beseitigung der Verunreinigungen
aus dem Filterabschnitt 11 erforderlich ist, länger. Im
Gegensatz dazu wird, wenn die für
das Beladen des Wasserstoffgases aufzuwendende Zeit kürzer wird,
die Zeit, die zum Aufheizen des Filterabschnitts 11 erforderlich
ist, kürzer.
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Im
Folgenden wird die Betriebsweise der Wasserstoff-Speichereinheit 4 gemäß der vierten Ausführungsform
unter Hinweis auf ein Flußdiagramm,
wie es in 5 gezeigt ist, geschrieben.
Zuerst wird Wasserstoffgas von der Wasserstoffversorgungsausrüstung in
die Wasserstoff-Speichereinheit 4 bei dem Schritt S100
geladen. Zur gleichen Zeit wird die Zeitdauer, die zum Beladen des
Wasserstoffgases aufgewendet wird, bei dem Schritt S110 gemessen.
In dem Regler 41 wird die Menge der Verunreinigungen, die
in dem Filterabschnitt 11 adsorbiert wird, unter Verwendung
der Zeitdauer berechnet, die für
die Beladung des Wasserstoffgases aufgewendet wurde, basierend auf
dem oben beschriebenen Plan oder Karte, was bei einem Schritt S120
erfolgt. Ferner wird in dem Regler 41 die Zeitdauer, die
zum Aufheizen des Filterabschnitts 11 erforderlich ist,
auf der Grundlage der Menge der Verunreinigungen, die in dem Filterabschnitt 11 adsorbiert
wurden, berechnet und wird in einer Speichereinrichtung (in der
Zeichnung nicht gezeigt) bei einem Schritt S130 gespeichert.
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Als
Nächstes
wird bestimmt, ob Wasserstoffgas aus der Wasserstoff-Speichereinheit 4 zu
der Wasserstoffverbrauchsausrüstung
zugeführt
(ausgetragen) wird oder nicht, was bei einem Schritt S140 erfolgt.
Wenn Wasserstoffgas nicht der Wasserstoffverbrauchsausrüstung zugeführt wird,
wird die Operation der Wasserstoff-Speichereinheit 4 beendet. Wenn
andererseits Wasserstoffgas zu der Wasserstoffverbrauchsausrüstung zugeführt wird,
wird eine Stromversorgungsquelle der elektrischen Heizeinrichtung 40 bei
einem Schritt S150 eingeschaltet und es wird der Filterabschnitt 11 durch
die elektrische Heizeinrichtung 40 bei dem Schritt S160
aufgeheizt. Dadurch wird die Aktivkohle des Filterabschnitts 11 aktiviert
und es wird die Verunreinigungsbeseitigung aus der Aktivkohle erhöht.
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Als
Nächstes
wird bestimmt, ob die Aufheizzeit für den Filterabschnitt 11 länger ist
als für
den Heizvorgang bei dem Schritt S170 erforderlich ist. Wenn die
Aufheizzeit für
den Filterabschnitt 11 kürzer ist als erforderlich,
wird der Betrieb des Aufheizens des Filterabschnitts 11 fortgeführt. Wenn
im Gegensatz dazu die Zeit länger
ist als erforderlich, wird die Stromversorgungsquelle der elektrischen
Heizeinrichtung 40 bei dem Schritt S180 ausgeschaltet.
Dadurch wird die Operation des Aufheizvorganges des Filterabschnitts 11 angehalten.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
regelt der Regler die Heizeinrichtung 40 auf der Grundlage der
Zeitdauer, die für
das Beladen mit Wasserstoffgas aufgewendet wird. Auch kann die Menge
des Wasserstoffgases, die in die Wasserstoff-Speichereinheit 4 geladen
wurde, als Information verwendet werden, die sich auf die Wasserstoffgasbeladung
bezieht. In diesem Fall wird mit Zunahme der Wasserstoffgasladung
die Menge an Verunreinigungen, die in dem Filterabschnitt 11 adsorbiert
wird, größer und es
wird die Zeit, die zum Aufheizen des Filterabschnitts 11 erforderlich
ist, größer. Wenn
im Gegensatz dazu die Wasserstoffgasladung klein ist, wird die Aufheizzeit
kurz.
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Ferner
kann die Heizeinrichtung 40 unter Verwendung einer Information
gesteuert oder geregelt werden, die sich auf den Wasserstoffgasverbrauch
bezieht (z. B. die Menge des Wasserstoffgases, die zu der Wasserstoffverbrauchsausrüstung ausgegeben
wird) und zwar anstelle der Information, welche die Wasserstoffgasladung
betrifft. D. h. mit zunehmender Strömungsmenge des Wasserstoffgases,
welches durch den Filterabschnitt 11 hindurchströmt, werden
Verunreinigungen aus dem Filterabschnitt 11 schneller beseitigt,
wodurch die Zeitdauer verkürzt
wird, die zum Aufheizen des Filterabschnitts 11 durch die
elektrische Heizeinrichtung 40 erforderlich ist. Im Gegensatz
dazu werden mit kleiner werdender Strömungsmenge des Wasserstoffgases, welches
durch den Filterabschnitt 11 hindurchströmt, die
Verunreinigungen aus dem Filterabschnitt 11 langsamer entfernt.
Daher muß die
Zeitdauer, die für das
Aufheizen des Filterabschnitts 11 durch die elektrische
Heizeinrichtung 40 erforderlich ist, länger werden. Ferner kann die
Wasserstoffgasverbrauchsmenge der Wasserstoffverbrauchsausrüstung, die Wasserstoffgas-Verbrauchszeit derselben
oder ähnliches
als Information verwendet werden, die den Wasserstoffgasverbrauch
betrifft. Auch kann der Filterabschnitt 11 innerhalb des
gleichen Wasserstoff-Speicherbehälters 10 wie
bei der zweiten Ausführungsform
vorgesehen werden.
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(Fünfte
Ausführungsform)
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Bei
der Wasserstoff-Speichereinheit 5 sind, wie in 6 dargestellt
ist, der Wasserstoff-Speicherbehälter 10 und
der Filterabschnitt 11 voneinander getrennt und das Ventil 50 ist
in dem Rohrverlauf zwischen dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 und
dem Filterabschnitt 11 vorgesehen. Wenn Wasserstoffgas
in den Wasserstoff-Speicherbehälter 10 geladen
wird oder aus diesem ausgetragen wird, wird das Ventil 50 geöffnet. Wenn
dabei der Filterabschnitt 11 aufgrund eines Ausfalls ausgetauscht
werden muß,
wird das Verunreinigungsgas daran gehindert, in den Wasserstoff-Speicherbehälter 10 während des
Austausches hineinzuströmen, indem
das Ventil 50 geschlossen wird. Wenn der Filterabschnitt 11 unabhängig wieder
hergestellt oder regeneriert wird, kann der Filterabschnitt 11 durch Schließen des
Ventils 50 wieder hergestellt oder regeneriert werden,
wodurch das Verunreinigungsgas daran gehindert wird, in den Wasserstoff-Speicherbehälter 10 einzuströmen.
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(Sechste Ausführungsform)
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Wie
in 7 dargestellt ist, ist die Wasserstoff-Speichereinheit 6 mit
dem Filterabschnitt ausgestattet, der an einer Innenseite der Wasserstoffzuführöffnung 10a des
Wasserstoff-Speicherbehälters 10 vorgesehen
ist (innerhalb des Wasserstoff-Speicherbehälters 10). Ferner
ist die Wasserstoff-Speichereinheit 6 mit der Wasserstoffabsorptionslegierung 10b ausgestattet,
die in dem Wasserstoff-Speicherbehälter 10 enthalten
ist, ist mit einem Radiator (Kühleinrichtung) 60 zum
Kühlen
des Filterabschnitts 11 und mit einem Heizer (Heizeinrichtung) 61 zum
Aufheizens des Filterabschnitts 11 ausgestattet.
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Der
Wasserstoff-Speicherbehälter 10 und der
Filterabschnitt 11 werden durch den Radiator 60 gekühlt oder
werden durch die Heizeinrichtung 61 über ein Heizmedium (z. B. eine
Flüssigkeit
wie Wasser), welches in dem Heizmediumkanal 62 strömt, erhitzt.
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Der
Heizmediumkanal 62 ist mit einem Umschaltventil ausgerüstet, um
die Mediumströmungsrouten
zwischen dem Radiator 60 und der Heizeinrichtung 61 umzuschalten,
und ist mit einer Pumpe ausgestattet, um das Heizmedium in Umlauf
zu bringen. Bei der sechsten Ausführungsform schaltet die Wasserstoff-Speichereinheit 6 die
Strömungsrichtungen
des Heizmediums, welches in dem Heizmediumkanal 62 strömt, um.
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Im
Folgenden wird bei der Wasserstoff-Speichereinheit 6 gemäß der sechsten
Ausführungsform die
Strömungs-
oder Fließart
des Heizmediums zum Beladungszeitpunkt und während des Austragens des Wasserstoffgases
beschrieben. Die Wasserstoffabsorptionslegierung 10b und
das Filterteil-Adsorptionsmittel 11 müssen gekühlt werden, um das Wasserstoffgas
effektiver zu absorbieren und um Verunreinigungen zu adsorbieren,
und müssen
aufgeheizt werden, um das Wasserstoffgas effektiver auszutragen
und die Verunreinigungen zu beseitigen. Während der Wasserstoffgasbeladung
wird die Konzentration des Verunreinigungsgases, welches in dem Wasserstoffgas
enthalten ist, höher
und zwar aufgrund der Luft, die in einen Verbindungsabschnitt der Wasserstoffgasversorgungs-Leitungsführung eintritt.
Beim zeitlichen Beginn der Beladung des Wasserstoffgases muß daher,
da die Verunreinigungen effektiver beseitigt werden müssen, der
Filterabschnitt 11 bevorzugt gegenüber der Wasserstoffabsorptionslegierung 10b gekühlt werden.
Während
der Wasserstoffgasbeladung fließt
daher das Heizmedium, welches in dem Heizmediumkanal 62 strömt, von dem
Filterabschnitt zu der Wasserstoffabsorptionslegierung 10b,
während
das Umschaltventil 63 so geschaltet ist, daß das Heizmedium
zur Seite des Radiators 30 strömt. Demzufolge wird der Filterabschnitt 11 gekühlt.
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Demgegenüber muß während des
Austragens oder Abgebens des Wasserstoffgases das Verunreinigungsgas
graduell ausgetragen werden, um eine nicht übermäßige Reinheitsverschlechterung des
ausgetragenen Wasserstoffgases zu erreichen. Demzufolge kann während des
Austragvorganges der Filterabschnitt 11 nicht plötzlich erhitzt
werden. Daher fließt
das Heizmedium, welches in dem Heizmediumkanal 32 strömt, von
der Wasserstoffabsorptionslegierung 10b zu dem Filterabschnitt 11,
während
das Umschaltventil 62 so geschaltet wird, daß das Heizmedium
zur Seite der Heiz einrichtung 61 hin strömt. Da dadurch
das Heizmedium den Filterabschnitt 11 aufheizt, nachdem
es die Wasserstoffabsorptionslegierung 10b aufgeheizt hat,
wird der Filterabschnitt daran gehindert plötzlich erhitzt oder aufgeheizt
zu werden.
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Da
die Strömungsrichtungen
des Heizmediums während
der Beladung und der Abgabe oder dem Austragvorgang vorbestimmt
sind, können
die Verunreinigungen, die in dem Wasserstoffgas enthalten sind,
effektiver während
der Wasserstoffgasbeladung beseitigt werden und es kann eine übermäßige Reinheitsverschlechterung
des Austragwasserstoffgases während
des Austragvorganges des Wasserstoffgases verhindert werden.
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(Andere Ausführungsformen)
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Obwohl
eine Wasserstoffabsorptionslegierung als ein Wasserstoffabsorptionsmaterial
bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird,
kann ein Wasserstoffabsorptionsmaterial aus einer Kohlenstoffgruppe
wie beispielsweise ein Kohlenstoff-Nano-Rohr und eine Graphit-Nano-Faser
als ein Wasserstoffabsorptionsmaterial verwendet werden und zwar
ohne eine in der obigen Weise erfolgende Einschränkung. Obwohl als Filterabschnitt 11 bei
jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen Aktivkohle verwendet
wird, können
vielfältige
Arten von Adsorptionsmitteln, die für die Verunreinigungen, welche
in dem Wasserstoffgas enthalten sind, geeignet sind, ohne eine in
der oben erläuterten
Weise geschilderte Einschränkung
verwendet werden. Wenn beispielsweise Stickstoff als eine Verunreinigung
angenommen wird, kann ein Stickstoff-Adsorptionsmittel wie beispielsweise
ein aus Partikeln bestehendes Zeolith als ein Filterabschnitt verwendet
werden.
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Ferner
können
Adsorptionsstoffe, die eine chemische Reaktion verwenden, inklusive
einem Oxidations-Katalysator und einem Reduktions-Katalysator in
verschiedener Weise von einem Adsorptionsmittel, welches eine physikalische
Wirkung verwendet, verwendet oder eingesetzt werden. Wenn Feuchtigkeit
und Sauerstoff als Verunreinigungen in Frage kommen, wird ein Kupfer-Reduktionskatalysator,
der Feuchtigkeit durch Deoxidierung von Sauerstoff erzeugen kann,
zu der Aktivkohle zum Adsorbieren von Feuchtigkeit hinzugegeben
und der ergänzte Aktivkohlenstoff
kann als Filterabschnitt verwendet werden. Hier wird dann nach der
Umwandlung des Sauerstoffes in Feuchtigkeit durch den Kupfer-Reduktionskatalysator
die Feuchtigkeit durch die Aktivkohle adsorbiert. Ferner können vielfältige Arten
von Adsorptionsstoffen, die jeweils für jedes zu adsorbierende Material
geeignet sind, in geeigneter Weise gemäß den Aufgaben oder Zielen
gemischt werden und können
verwendet werden.
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Während die
oben beschriebenen Ausführungsformen
Verwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen, sei darauf
hingewiesen, daß die
vorliegende Erfindung für
eine andere Verwendung, bei Modifikationen und Variationen derselben herangezogen
werden kann und nicht auf die hier vermittelte Offenbarung beschränkt ist.