JP2000110994A - 液体水素の供給方法及びその装置 - Google Patents

液体水素の供給方法及びその装置

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JP2000110994A JP10283625A JP28362598A JP2000110994A JP 2000110994 A JP2000110994 A JP 2000110994A JP 10283625 A JP10283625 A JP 10283625A JP 28362598 A JP28362598 A JP 28362598A JP 2000110994 A JP2000110994 A JP 2000110994A
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hydrogen
liquid hydrogen
liquid
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Satoshi Watanabe
聡 渡辺
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Iwatani International Corp
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    • 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
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    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間安定して液体水素を供給できる水素供
給方法を提供する。 【解決手段】 液体水素貯蔵容器(３)に液体水素消費機
器(１)を液体水素供給路(６)で接続する。水素吸蔵合金
(４)を貯蔵した水素ガス貯蔵容器(５)と液体水素貯蔵容
器(３)とを連通接続して、液体水素貯蔵容器(３)内で気
化した気化水素を水素ガス貯蔵容器(５)内の水素吸蔵合
金(４)に吸蔵させる。この水素吸蔵合金(４)から脱離さ
せた水素ガスを液体水素消費機器(１)に供給可能に構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素エンジンや、
燃料電池あるいは水素タービン等の水素ガスを燃料とし
て消費する液体水素消費機器への液体水素の供給方法及
びその装置に関し、特に自動車に搭載する水素エンジン
での液体水素の供給方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素エンジンなどの液体水素消費機器の
燃料源として、従来は、液体水素や水素吸蔵合金に吸蔵
させることにより貯蔵した水素ガスを使用していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液体水素の形で貯蔵し
たり、水素吸蔵用合金に吸蔵させた形で貯蔵したりして
いる従来の水素貯蔵方式では、それぞれに長所・短所が
ある。すなわち、液体水素の形で貯蔵したものでは、軽
量でありながら貯蔵密度が高いという利点はあるが、液
体水素は貯蔵容器外部からの熱侵入により気化しやすい
という問題がある。この場合貯蔵容器内の圧力が上昇
し、気化したガス(水素ガス)を貯蔵容器外に排出しなけ
ればならない。この排出する水素ガスは一日当たり貯蔵
している水素量の１％程度もあり、水素の有効使用効率
が低下するという問題があるうえ、水素ガスを排出する
ということで安全性の面でも問題があった。特に水素エ
ンジン自動車の燃料供給系の場合には、自動車を使用し
ていない時の気化分が最大の問題となっている。
【０００４】一方、水素ガスを水素吸蔵合金に吸蔵させ
て貯蔵した場合には、水素を安定させて貯蔵することが
できるという利点は有しているが、水素吸蔵合金を充填
している貯蔵容器の全重量に対して水素を１％程度しか
貯蔵できず、水素の貯蔵効率が極めて低いという問題が
ある。このため、継続的に水素を消費する場合には、水
素吸蔵合金を充填している水素貯蔵容器に頻繁に水素を
吸蔵させなければならなかった。
【０００５】本発明はこのような点に着目してなされた
もので、長時間安定して液体水素を供給できる水素供給
方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、液体水素貯蔵容器に水素エンジンや燃料
電池あるいは水素タービン等の液体水素消費機器を液体
水素供給路で接続するとともに、水素吸蔵合金を貯蔵し
た水素ガス貯蔵容器と液体水素貯蔵容器とを連通接続
し、液体水素貯蔵容器内で気化した気化水素を水素ガス
貯蔵容器内の水素吸蔵合金に吸蔵させ、この水素吸蔵合
金から脱離させた水素ガスを液体水素消費機器に供給可
能に構成したことを特徴としている。
【０００７】
【発明の作用】本発明では、液体水素貯蔵容器と水素吸
蔵合金を貯蔵した水素ガス貯蔵容器とを併置し、液体水
素貯蔵容器と燃料消費機器とを接続するとともに、液体
水素貯蔵容器と水素ガス貯蔵容器とを連通接続し、水素
ガス貯蔵容器と燃料消費機器とを接続していることか
ら、燃焼機器の運転休止時等に外部からの入熱で液体水
素貯蔵容器内に気化水素が発生すると、この気化水素は
水素ガス貯蔵容器に導入されて水素ガス貯蔵容器内に充
填してある水素吸蔵合金に吸着保持される。このとき水
素吸蔵合金は低温程吸着性能が優れることから、液体水
素容器から供給される低温水素は効率よく吸蔵されるこ
とになる。
【０００８】そして、水素吸蔵合金に吸蔵されている水
素ガスは、水素エンジンや燃料電池等の液体水素消費機
器での液体水素消費時に発生する熱を利用して水素吸蔵
合金から脱離して液体水素とともに液体水素消費機器に
供給されることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図は、本発明の実施形態を示す自
動車用水素エンジンでの燃料供給系の概略構成図であ
る。この自動車用水素エンジンの燃料供給系は、液体水
素消費機器(１)である水素エンジン(２)と、液体水素貯
蔵容器(３)と、内部に水素吸蔵合金(４)を収容している
水素ガス貯蔵容器(５)と、水素エンジン(２)と液体水素
貯蔵容器(３)とを連通接続する液体水素供給路(６)と、
液体水素貯蔵容器(３)と水素ガス貯蔵容器(５)とを連通
接続する気化水素導出路(７)と、水素ガス貯蔵容器(５)
と水素エンジン(２)とを接続する脱離水素供給路(８)と
で構成してある。
【００１０】液体水素供給路(６)は、液体水素貯蔵容器
(３)の底部から導出しており、その途中に流路開閉弁
(９)と蒸発器(10)が装着してある。液体水素貯蔵容器
(３)の上部には液体水素貯蔵容器(３)内の圧力を一定圧
に維持するための圧力調整逆止弁(11)が装着してあり、
この圧力調整逆止弁(11)の吐出口に前述の気化水素導出
路(７)が接続してある。
【００１１】また、脱離水素導出路(８)には流路開閉弁
(12)が装着してある。液体水素供給路(６)と脱離水素導
出路(８)に装着した流路開閉弁(９)及び流路開閉弁(12)
は水素エンジン(２)の運転作動に連動して開閉するよう
に構成してある。
【００１２】上述の構成からなる自動車用水素エンジン
の燃料供給系では、エンジン作動時には、液体水素貯蔵
容器(３)から液体水素供給路(６)を通して供給される水
素ガスが水素エンジン(２)に供給される。そして、エン
ジン停止時には、流路開閉弁(９)及び流路開閉弁(12)が
閉弁されて、液体水素貯蔵容器(３)と水素ガス貯蔵容器
(５)は水素エンジン(２)とは遮断された状態になり、液
体水素貯蔵容器(３)に容器外から入熱する熱量で液体水
素容器(３)内の液体水素が気化が促進されることにな
る。
【００１３】液体水素容器(３)内の水素ガス圧力が所定
圧力に達すると、圧力調整逆止弁(11)が開弁作動して液
体水素容器(３)内の水素ガスが水素ガス貯蔵容器(５)に
導入され、水素ガス貯蔵容器(５)内に収容されている水
素吸蔵合金(４)に吸蔵される。これにより、液体水素容
器(３)内で気化した水素ガスを有効に回収し、再利用す
ることができることになる。そしてこの場合、液体水素
容器(３)内で気化した気化水素ガスは十分な低温ガスで
あることから、水素吸蔵合金(４)に高効率で吸着保存さ
れることになる。
【００１４】水素吸蔵合金(４)に吸蔵されている水素ガ
スは、水素エンジン(２)の次回の運転時での排熱を水素
ガス貯蔵容器(５)に作用させることにより脱離され、そ
の脱離した水素ガスを脱離水素供給路(８)を通して水素
エンジン(２)に供給する。
【００１５】上記の実施態様では、液体水素消費機器
(１)として自動車用の水素エンジン(２)を使用した場合
を例に説明したが、液体水素消費機器(１)としては、自
動車用水素エンジンのほかに、水素エンジン、水素ガス
タービン、燃料電池が考えられる。
【００１６】また本発明は、一般の液体水素貯蔵設備で
気化した水素ガスを回収貯蔵する場合にも適用すること
ができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明では、燃料として水素ガスを使用
する水素エンジンや水素ガスタービン、あるいは燃料電
池等の液体水素消費機器に水素ガスを供給するに当た
り、液体水素消費機器に液体水素貯蔵容器からの水素ガ
スを供給するようにし、液体水素消費機器の運転停止時
に液体水素貯蔵容器で気化した水素ガスを水素ガス貯蔵
容器内の水素吸蔵合金に吸蔵させるようにしていること
から、水素ガス貯蔵容器は液体水素容器からブローされ
る水素ガスを貯蔵するだけの大きさのものでよく、全体
として軽量小型でありながら、大量の水素ガスを高い貯
蔵密度で貯蔵することができるうえ、貯蔵した水素ガス
を高い有効使用効率で使用することができる。また、水
素ガスを放出することがないから、安全性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車用水素エンジンでの燃料供給系の概略構
成図である。
【符号の説明】
１…液体水素消費機器、２…水素エンジン、３…液体水
素貯蔵容器、４…水素吸蔵合金、５…水素ガス貯蔵容
器、６…液体水素供給路。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体水素貯蔵容器(３)に液体水素消費機
    器(１)を液体水素供給路(６)で接続するとともに、水素
    吸蔵合金(４)を貯蔵した水素ガス貯蔵容器(５)と液体水
    素貯蔵容器(３)とを連通接続し、液体水素貯蔵容器(３)
    内で気化した気化水素を水素ガス貯蔵容器(５)内の水素
    吸蔵合金(４)に吸蔵させ、この水素吸蔵合金(４)から脱
    離させた水素ガスを液体水素消費機器(１)に供給可能に
    構成した液体水素の供給方法。
  2. 【請求項２】 液体水素消費機器(１)が水素エンジン
    (２)である請求項１に記載の液体水素の供給方法。
  3. 【請求項３】 水素エンジン(２)が自動車に搭載された
    エンジンである請求項２に記載の液体水素の供給方法。
  4. 【請求項４】 液体水素消費機器(１)が燃料電池である
    請求項１に記載の液体水素の供給方法。
  5. 【請求項５】 液体水素消費機器(１)が水素タービンで
    ある請求項１に記載の液体水素の供給方法。
  6. 【請求項６】 液体水素貯蔵容器(３)に液体水素消費機
    器(１)を液体水素供給路(６)で接続するとともに、水素
    吸蔵合金(４)を貯蔵した水素ガス貯蔵容器(５)と液体水
    素貯蔵容器(３)とを連通接続して液体水素貯蔵容器(３)
    内で気化した気化水素を水素ガス貯蔵容器(５)内の水素
    吸蔵合金(４)に吸蔵可能に構成し、この水素吸蔵合金
    (４)から脱離させた水素ガスを液体水素消費機器(１)に
    供給可能に構成した液体水素の供給装置。
  7. 【請求項７】 液体水素消費機器(１)が水素エンジン
    (２)である請求項６に記載の液体水素の供給装置。
  8. 【請求項８】 水素エンジン(２)が自動車に搭載された
    エンジンである請求項７に記載の液体水素の供給装置。
  9. 【請求項９】 液体水素消費機器(１)が燃料電池である
    請求項６に記載の液体水素の供給装置。
  10. 【請求項１０】 液体水素消費機器(１)が水素タービン
    である請求項６に記載の液体水素の供給装置。
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