JP2001213604A - 水素を燃料とする機器への水素供給システム - Google Patents
水素を燃料とする機器への水素供給システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 改質器が持つ問題点が燃料電池への水素供給
に影響しないようにした水素供給システムを提供する。 【解決手段】 水素供給システム１は，アルコール，ガ
ソリン等の原料から水素を生成する改質器３と，改質器
３により生成された水素を吸蔵し，次いでその吸蔵水素
を放出して燃料電池２に供給することが可能な水素貯蔵
器ＨＳとを有する。水素貯蔵器ＨＳは，水素吸蔵材ＭＨ
を内蔵した複数のタンク４３，４５，４７を備える。燃
料電池２の運転開始をそれらタンク４３，４５，４７の
少なくとも１つからの放出水素で行う。燃料電池２の運
転継続下では，少なくとも１つのタンク４３，４５，４
７が水素放出状態にあるとき，別の少なくとも１つのタ
ンク４３，４５，４７が水素吸蔵状態にある。少なくと
も１つのタンク４３，４５，４７が水素放出状態を終了
する前に，別の少なくとも１つのタンク４３，４５，４
７が水素放出状態にある。
に影響しないようにした水素供給システムを提供する。 【解決手段】 水素供給システム１は，アルコール，ガ
ソリン等の原料から水素を生成する改質器３と，改質器
３により生成された水素を吸蔵し，次いでその吸蔵水素
を放出して燃料電池２に供給することが可能な水素貯蔵
器ＨＳとを有する。水素貯蔵器ＨＳは，水素吸蔵材ＭＨ
を内蔵した複数のタンク４３，４５，４７を備える。燃
料電池２の運転開始をそれらタンク４３，４５，４７の
少なくとも１つからの放出水素で行う。燃料電池２の運
転継続下では，少なくとも１つのタンク４３，４５，４
７が水素放出状態にあるとき，別の少なくとも１つのタ
ンク４３，４５，４７が水素吸蔵状態にある。少なくと
も１つのタンク４３，４５，４７が水素放出状態を終了
する前に，別の少なくとも１つのタンク４３，４５，４
７が水素放出状態にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，水素を燃料とする
機器への水素供給システム，特に，水素を燃料とする機
器に水素を供給すべく，アルコール，ガソリン等の原料
から水素を生成するようにした水素供給システムに関す
る。
機器への水素供給システム，特に，水素を燃料とする機
器に水素を供給すべく，アルコール，ガソリン等の原料
から水素を生成するようにした水素供給システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来，この種の水素供給システムは，水
素生成のために改質器を備えている。
素生成のために改質器を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，現状の
改質器は，起動するまでの時間が長く，そのため，前記
機器としての燃料電池を電源とする電気自動車において
は始動スイッチを入れても直ちに発進することができな
い，といった問題がある。
改質器は，起動するまでの時間が長く，そのため，前記
機器としての燃料電池を電源とする電気自動車において
は始動スイッチを入れても直ちに発進することができな
い，といった問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，水素貯蔵器を
備え，そこからの放出水素のみを機器に供給するように
し，これにより，改質器が持つ問題点が機器への水素供
給に影響しないようにした前記水素供給システムを提供
することを目的とする。
備え，そこからの放出水素のみを機器に供給するように
し，これにより，改質器が持つ問題点が機器への水素供
給に影響しないようにした前記水素供給システムを提供
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，
アルコール，ガソリン等の原料から水素を生成する改質
器と，前記改質器により生成された水素を吸蔵し，次い
でその吸蔵水素を放出して水素を燃料とする機器に供給
することが可能な水素貯蔵器とを有し，その水素貯蔵器
は水素吸蔵材を内蔵した複数のタンクを備え，前記機器
の運転開始をそれらタンクの少なくとも１つからの放出
水素で行い，また前記機器の運転継続下では，少なくと
も１つの前記タンクが水素放出状態にあるとき，別の少
なくとも１つの前記タンクが水素吸蔵状態にあり，少な
くとも１つの前記タンクが水素放出状態を終了する前
に，別の少なくとも１つの前記タンクが水素放出状態に
ある，水素を燃料とする機器への水素供給システムが提
供される。
アルコール，ガソリン等の原料から水素を生成する改質
器と，前記改質器により生成された水素を吸蔵し，次い
でその吸蔵水素を放出して水素を燃料とする機器に供給
することが可能な水素貯蔵器とを有し，その水素貯蔵器
は水素吸蔵材を内蔵した複数のタンクを備え，前記機器
の運転開始をそれらタンクの少なくとも１つからの放出
水素で行い，また前記機器の運転継続下では，少なくと
も１つの前記タンクが水素放出状態にあるとき，別の少
なくとも１つの前記タンクが水素吸蔵状態にあり，少な
くとも１つの前記タンクが水素放出状態を終了する前
に，別の少なくとも１つの前記タンクが水素放出状態に
ある，水素を燃料とする機器への水素供給システムが提
供される。
【０００６】例えば，機器の休止中において改質器を作
動させ，その改質器で生成された水素を水素貯蔵器の１
つ以上のタンクに吸蔵させる。そして，機器の運転開始
時には，例えば１つのタンクから水素を放出させて機器
に供給する。この放出水素の供給は，機器の運転開始時
に同時に始動させた改質器が定常状態に到った後，例え
ば水素放出状態のタンクの水素が無くなるまで行われ
る。
動させ，その改質器で生成された水素を水素貯蔵器の１
つ以上のタンクに吸蔵させる。そして，機器の運転開始
時には，例えば１つのタンクから水素を放出させて機器
に供給する。この放出水素の供給は，機器の運転開始時
に同時に始動させた改質器が定常状態に到った後，例え
ば水素放出状態のタンクの水素が無くなるまで行われ
る。
【０００７】そして，水素放出状態にあるタンクが，そ
の状態を終了する前に，別のタンクが水素放出状態とな
るので，機器には間断無く水素が供給され，これにより
機器の運転が継続される。
の状態を終了する前に，別のタンクが水素放出状態とな
るので，機器には間断無く水素が供給され，これにより
機器の運転が継続される。
【０００８】したがって，この水素供給システムによれ
ば，改質器の応答遅れ等の問題点が機器への水素供給に
影響することを回避することができる。
ば，改質器の応答遅れ等の問題点が機器への水素供給に
影響することを回避することができる。
【０００９】また水素放出状態にあるタンクの水素放出
終了準備開始点，例えば加熱終了時点を，次に水素放出
状態となるタンクの水素吸蔵終了時点，したがって加熱
開始時点とすると，水素放出状態にあるタンクからは，
その余熱を利用した水素吸蔵材の吸熱反応で水素の放出
が続行され，これは，そのタンクの温度降下を発生させ
て，次の水素吸蔵モードを再開する際のタイムラグの減
少，といった効果をもたらす。一方，これから水素放出
状態となるタンクの加熱を十分余裕を以て開始し得るの
で，両タンクの水素放出状態を確実にオーバラップさせ
ることが可能である。
終了準備開始点，例えば加熱終了時点を，次に水素放出
状態となるタンクの水素吸蔵終了時点，したがって加熱
開始時点とすると，水素放出状態にあるタンクからは，
その余熱を利用した水素吸蔵材の吸熱反応で水素の放出
が続行され，これは，そのタンクの温度降下を発生させ
て，次の水素吸蔵モードを再開する際のタイムラグの減
少，といった効果をもたらす。一方，これから水素放出
状態となるタンクの加熱を十分余裕を以て開始し得るの
で，両タンクの水素放出状態を確実にオーバラップさせ
ることが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に示す水素供給システム１
は，水素を燃料とする機器としての燃料電池２を電源と
する電気自動車に搭載される。
は，水素を燃料とする機器としての燃料電池２を電源と
する電気自動車に搭載される。
【００１１】水素供給システム１において，改質器３
は，アルコール，ガソリン等の原料から水素を主成分と
する改質ガスを生成するもので，その供給側が水素貯蔵
器ＨＳの入口側に供給管路４Ａを介して接続され，また
水素貯蔵器ＨＳの出口側は燃料電池２の水素入口側に供
給管路４Ｂを介して接続される。水素貯蔵器ＨＳは改質
器３により生成された水素を吸蔵し，次いでその吸蔵水
素を放出して燃料電池２に供給することが可能である。
空気用供給管路５において，その導入側にエアクリーナ
６，モータ７を持つスーパチャージャ８およびインタク
ーラ９が装置され，また導出側は燃料電池２の空気入口
側に接続される。その空気用供給管路５の燃料電池２近
傍に第１二方弁Ｖ１が装置される。燃料電池２の一対の
接続端子は一対の導線１０を介して車両駆動モータ１１
に接続され，またそれら導線１０にモータ駆動用補助バ
ッテリ１２の一対の接続端子が一対の導線１３を介して
接続される。
は，アルコール，ガソリン等の原料から水素を主成分と
する改質ガスを生成するもので，その供給側が水素貯蔵
器ＨＳの入口側に供給管路４Ａを介して接続され，また
水素貯蔵器ＨＳの出口側は燃料電池２の水素入口側に供
給管路４Ｂを介して接続される。水素貯蔵器ＨＳは改質
器３により生成された水素を吸蔵し，次いでその吸蔵水
素を放出して燃料電池２に供給することが可能である。
空気用供給管路５において，その導入側にエアクリーナ
６，モータ７を持つスーパチャージャ８およびインタク
ーラ９が装置され，また導出側は燃料電池２の空気入口
側に接続される。その空気用供給管路５の燃料電池２近
傍に第１二方弁Ｖ１が装置される。燃料電池２の一対の
接続端子は一対の導線１０を介して車両駆動モータ１１
に接続され，またそれら導線１０にモータ駆動用補助バ
ッテリ１２の一対の接続端子が一対の導線１３を介して
接続される。
【００１２】燃料電池２の水素出口側および空気出口側
はそれぞれ排出管路１４，１５を介して蒸発器用燃焼器
１６に接続され，また空気用排出管路１５の燃焼器１６
近傍に第２二方弁Ｖ２が装置される。蒸発器１７の一方
の入口側にメタノールタンク１８の一方の出口側が供給
管路１９を介して接続され，その供給管路１９にポンプ
２０が装置される。また蒸発器１７の他方の入口側には
水タンク２１の出口側が供給管路２２を介して接続さ
れ，その供給管路２２にポンプ２３が装置される。蒸発
器１７の出口側はメタノールおよび水分よりなる混合蒸
気用供給管路２４を介して改質器３の導入側に接続され
る。またメタノールタンク１８の他方の出口側は別の供
給管路２５を介して改質器始動用燃焼器２６に接続さ
れ，その供給管路２５にメタノールタンク１８側より順
次，ポンプ２７および第３二方弁Ｖ３が装置される。ま
た供給管路２５において，ポンプ２７および第３二方弁
Ｖ３間がさらに別の供給管路２８を介して蒸発器用燃焼
器１６の電気ヒータキャタライザ２９に接続され，その
供給管路２８の電気ヒータキャタライザ２９近傍に第４
二方弁Ｖ４が装置される。改質器始動用燃焼器２６は，
グロープラグ３０およびバッテリ，スイッチ等を有する
電源部３２を持つ加熱回路３１を備えている。
はそれぞれ排出管路１４，１５を介して蒸発器用燃焼器
１６に接続され，また空気用排出管路１５の燃焼器１６
近傍に第２二方弁Ｖ２が装置される。蒸発器１７の一方
の入口側にメタノールタンク１８の一方の出口側が供給
管路１９を介して接続され，その供給管路１９にポンプ
２０が装置される。また蒸発器１７の他方の入口側には
水タンク２１の出口側が供給管路２２を介して接続さ
れ，その供給管路２２にポンプ２３が装置される。蒸発
器１７の出口側はメタノールおよび水分よりなる混合蒸
気用供給管路２４を介して改質器３の導入側に接続され
る。またメタノールタンク１８の他方の出口側は別の供
給管路２５を介して改質器始動用燃焼器２６に接続さ
れ，その供給管路２５にメタノールタンク１８側より順
次，ポンプ２７および第３二方弁Ｖ３が装置される。ま
た供給管路２５において，ポンプ２７および第３二方弁
Ｖ３間がさらに別の供給管路２８を介して蒸発器用燃焼
器１６の電気ヒータキャタライザ２９に接続され，その
供給管路２８の電気ヒータキャタライザ２９近傍に第４
二方弁Ｖ４が装置される。改質器始動用燃焼器２６は，
グロープラグ３０およびバッテリ，スイッチ等を有する
電源部３２を持つ加熱回路３１を備えている。
【００１３】改質器側の供給管路４Ａに，その改質器３
側より順次，第５二方弁Ｖ５，ガス浄化器３４，第６二
方弁Ｖ６，熱交換器３５および流量計３６が装置され
る。空気用供給管路５において，燃料電池２近傍の第１
二方弁Ｖ１上流側から分岐した供給管路３７がさらに二
つに分岐して改質器始動用燃焼器２６および改質器３に
接続され，その供給管路３７の燃焼器２６近傍および改
質器３近傍にそれぞれ第７，第８二方弁Ｖ７，Ｖ８が装
置される。空気は，燃焼器２６においては燃焼と温度制
御のために用いられ，また改質器３においては温度制御
のために用いられる。ガス浄化器３４および第６二方弁
Ｖ６間はバイパス管路３８を介して燃料電池２の改質ガ
ス用排出管路１４に接続される。そのバイパス管路３８
に流量制御弁３９が装置される。
側より順次，第５二方弁Ｖ５，ガス浄化器３４，第６二
方弁Ｖ６，熱交換器３５および流量計３６が装置され
る。空気用供給管路５において，燃料電池２近傍の第１
二方弁Ｖ１上流側から分岐した供給管路３７がさらに二
つに分岐して改質器始動用燃焼器２６および改質器３に
接続され，その供給管路３７の燃焼器２６近傍および改
質器３近傍にそれぞれ第７，第８二方弁Ｖ７，Ｖ８が装
置される。空気は，燃焼器２６においては燃焼と温度制
御のために用いられ，また改質器３においては温度制御
のために用いられる。ガス浄化器３４および第６二方弁
Ｖ６間はバイパス管路３８を介して燃料電池２の改質ガ
ス用排出管路１４に接続される。そのバイパス管路３８
に流量制御弁３９が装置される。
【００１４】水素貯蔵器ＨＳにおいて，両供給管路４
Ａ，４Ｂに３本の第１〜第３管路４０，４１，４２が並
列に接続される。第１管路４０には供給管路４Ａ側より
順次，第９二方弁Ｖ９，第１タンク４３，第１０二方弁
Ｖ１０および流量計４４が装置される。また第２管路４
１には供給管路４Ａ側より順次，第１１二方弁Ｖ１１，
第２タンク４５，第１２二方弁Ｖ１２および流量計４６
が装置される。さらに第３管路４２には供給管路４Ａ側
より順次，第１３二方弁Ｖ１３，第３タンク４７，第１
４二方弁Ｖ１４および流量計４８が装置される。第１〜
第３タンク４０〜４２には水素吸蔵材としての水素吸蔵
合金ＭＨが充填されている。水素吸蔵合金ＭＨとしては
ＬａＮｉ−Ｃｏ−Ａｌ系合金が用いられる。
Ａ，４Ｂに３本の第１〜第３管路４０，４１，４２が並
列に接続される。第１管路４０には供給管路４Ａ側より
順次，第９二方弁Ｖ９，第１タンク４３，第１０二方弁
Ｖ１０および流量計４４が装置される。また第２管路４
１には供給管路４Ａ側より順次，第１１二方弁Ｖ１１，
第２タンク４５，第１２二方弁Ｖ１２および流量計４６
が装置される。さらに第３管路４２には供給管路４Ａ側
より順次，第１３二方弁Ｖ１３，第３タンク４７，第１
４二方弁Ｖ１４および流量計４８が装置される。第１〜
第３タンク４０〜４２には水素吸蔵材としての水素吸蔵
合金ＭＨが充填されている。水素吸蔵合金ＭＨとしては
ＬａＮｉ−Ｃｏ−Ａｌ系合金が用いられる。
【００１５】また第１〜第３タンク４０〜４２にはガス
式加熱装置４９と，電気式加熱回路５０とが付設され
る。
式加熱装置４９と，電気式加熱回路５０とが付設され
る。
【００１６】ガス式加熱装置４９は，改質器３および第
５二方弁Ｖ５間において，供給管路４Ａに接続され，且
つ第１５二方弁Ｖ１５を有する導入管路５１と，第５二
方弁Ｖ５およびガス浄化器３４間において供給管路４Ａ
に接続された導出管路５２と，導入管路５１および導出
管路５２間に並列に接続されて，各タンク４３，４５，
４７内の水素吸蔵合金用加熱路を含む第１〜第３加熱管
路５３，５４，５５とよりなる。第１加熱管路５３にお
いて，第１タンク４３に関し入口側と出口側になる部分
にそれぞれ第１６，第１７二方弁Ｖ１６，Ｖ１７が装置
される。また第２加熱管路５４において，第２タンク４
５に関し入口側と出口側になる部分それぞれ第１８，第
１９二方弁Ｖ１８，Ｖ１９が装置される。さらに第３加
熱管路５５において，第３タンク４７に関し入口側と出
口側になる部分それぞれ第２０，第２１二方弁Ｖ２０，
Ｖ２１が装置される。
５二方弁Ｖ５間において，供給管路４Ａに接続され，且
つ第１５二方弁Ｖ１５を有する導入管路５１と，第５二
方弁Ｖ５およびガス浄化器３４間において供給管路４Ａ
に接続された導出管路５２と，導入管路５１および導出
管路５２間に並列に接続されて，各タンク４３，４５，
４７内の水素吸蔵合金用加熱路を含む第１〜第３加熱管
路５３，５４，５５とよりなる。第１加熱管路５３にお
いて，第１タンク４３に関し入口側と出口側になる部分
にそれぞれ第１６，第１７二方弁Ｖ１６，Ｖ１７が装置
される。また第２加熱管路５４において，第２タンク４
５に関し入口側と出口側になる部分それぞれ第１８，第
１９二方弁Ｖ１８，Ｖ１９が装置される。さらに第３加
熱管路５５において，第３タンク４７に関し入口側と出
口側になる部分それぞれ第２０，第２１二方弁Ｖ２０，
Ｖ２１が装置される。
【００１７】電気式加熱回路５０は，各タンク４３，４
５，４７内の水素吸蔵合金ＭＨを加熱する三個のヒータ
５６，５７，５８およびバッテリ，スイッチ等を有する
電源部５９とを備えている。
５，４７内の水素吸蔵合金ＭＨを加熱する三個のヒータ
５６，５７，５８およびバッテリ，スイッチ等を有する
電源部５９とを備えている。
【００１８】燃料電池２，車両駆動モータ１１，グロー
プラグ３０を有する加熱回路３１の電源部３２，各ポン
プ２０，２３，２７ならびにヒータ５６〜５８を有する
加熱回路５０の電源部５９等は，始動スイッチ６０をＯ
Ｎ状態にすることによってＥＣＵ６１を介して作動制御
され，一方，始動スイッチ６０をＯＦＦ状態にすること
によって不作動となる。
プラグ３０を有する加熱回路３１の電源部３２，各ポン
プ２０，２３，２７ならびにヒータ５６〜５８を有する
加熱回路５０の電源部５９等は，始動スイッチ６０をＯ
Ｎ状態にすることによってＥＣＵ６１を介して作動制御
され，一方，始動スイッチ６０をＯＦＦ状態にすること
によって不作動となる。
【００１９】次に，図１〜図４を参照して始動モードお
よびタンク切換えモードについて説明する。
よびタンク切換えモードについて説明する。
【００２０】Ａ．始動モード このモード開始前において，水素貯蔵器ＨＳの第１タン
ク４３における水素吸蔵量は満状態にあり，他のタンク
４５，４７は空状態であるとする。第１〜第２１二方弁
Ｖ１〜Ｖ２１および流量制御弁３９は「閉」状態であ
る。
ク４３における水素吸蔵量は満状態にあり，他のタンク
４５，４７は空状態であるとする。第１〜第２１二方弁
Ｖ１〜Ｖ２１および流量制御弁３９は「閉」状態であ
る。
【００２１】図１，図２において，始動スイッチ６０を
ＯＮ状態にすると，スーパチャージャ８が作動し，空気
がエアクリーナ６，スーパチャージャ８およびインタク
ーラ９を経て，第１二方弁Ｖ１が「開」で，燃料電池２
に供給され，また第７，第８二方弁Ｖ７，Ｖ８が「開」
で，改質器３の燃焼器２６および改質器３にそれぞれ供
給される。燃料電池２から排出された空気は，第２二方
弁Ｖ２が「開」で，蒸発器用燃焼器１６に導入される。
ＯＮ状態にすると，スーパチャージャ８が作動し，空気
がエアクリーナ６，スーパチャージャ８およびインタク
ーラ９を経て，第１二方弁Ｖ１が「開」で，燃料電池２
に供給され，また第７，第８二方弁Ｖ７，Ｖ８が「開」
で，改質器３の燃焼器２６および改質器３にそれぞれ供
給される。燃料電池２から排出された空気は，第２二方
弁Ｖ２が「開」で，蒸発器用燃焼器１６に導入される。
【００２２】蒸発器用燃焼器１６の電気ヒータキャタラ
イザ２９が通電され，それが昇温すると，ポンプ２７が
作動すると共に第４二方弁Ｖ４が「開」で，メタノール
が電気ヒータキャタライザ２９に噴射され，そのメタノ
ールを燃焼器１６で燃焼させて蒸発器１７の加熱が行わ
れる。
イザ２９が通電され，それが昇温すると，ポンプ２７が
作動すると共に第４二方弁Ｖ４が「開」で，メタノール
が電気ヒータキャタライザ２９に噴射され，そのメタノ
ールを燃焼器１６で燃焼させて蒸発器１７の加熱が行わ
れる。
【００２３】第１タンク４３のヒータ５６が通電され，
その第１タンク４３がヒータ５６により加熱される。そ
して，第１タンク４３の出口部分の圧力を検知して，そ
の圧力が所定圧力に達すると，第１タンク４３の吸蔵水
素が放出されると共に第１０二方弁Ｖ１０が「開」で，
その放出水素が燃料電池２に供給され，それが運転を開
始する。第１タンク４３からの供給水素量は流量計４４
により検知される。燃料電池２における余剰水素は蒸発
器用燃焼器１６に導入され，そこで燃焼されて蒸発器１
７の加熱に利用される。
その第１タンク４３がヒータ５６により加熱される。そ
して，第１タンク４３の出口部分の圧力を検知して，そ
の圧力が所定圧力に達すると，第１タンク４３の吸蔵水
素が放出されると共に第１０二方弁Ｖ１０が「開」で，
その放出水素が燃料電池２に供給され，それが運転を開
始する。第１タンク４３からの供給水素量は流量計４４
により検知される。燃料電池２における余剰水素は蒸発
器用燃焼器１６に導入され，そこで燃焼されて蒸発器１
７の加熱に利用される。
【００２４】改質器始動用燃焼器２６のグロープラグ３
０が通電される。第３二方弁Ｖ３が「開」で，メタノー
ルが燃焼器２６に噴射され，そのメタノールの燃焼によ
り改質器３が加熱される。改質器３の供給口部分のガス
温度を検知して，それが所定値に達したときを改質器３
の加熱完了としてグロープラグ３０への通電が停止され
る。
０が通電される。第３二方弁Ｖ３が「開」で，メタノー
ルが燃焼器２６に噴射され，そのメタノールの燃焼によ
り改質器３が加熱される。改質器３の供給口部分のガス
温度を検知して，それが所定値に達したときを改質器３
の加熱完了としてグロープラグ３０への通電が停止され
る。
【００２５】蒸発器１７にメタノールおよび水が噴射さ
れてメタノールおよび水分よりなる混合蒸気が生成さ
れ，その混合蒸気が改質器３に供給されて改質が行われ
る。
れてメタノールおよび水分よりなる混合蒸気が生成さ
れ，その混合蒸気が改質器３に供給されて改質が行われ
る。
【００２６】改質ガスは，かなりのＣＯを含んでおり，
第５二方弁Ｖ５が「開」で，ガス浄化器３４に導入さ
れ，次いで，流量制御弁３９が「開」で，バイパス管路
３８を経て燃焼器１６に導入され，そこで水素等の可燃
成分が燃焼される。
第５二方弁Ｖ５が「開」で，ガス浄化器３４に導入さ
れ，次いで，流量制御弁３９が「開」で，バイパス管路
３８を経て燃焼器１６に導入され，そこで水素等の可燃
成分が燃焼される。
【００２７】改質ガスのＣＯ濃度を検知するか，または
改質ガス温度と時間との関係からＣＯ濃度を調べ，その
ＣＯ濃度が所定値以下になったとき，第６，第１３二方
弁Ｖ６，Ｖ１３が「開」で，ガス浄化器３４からの清浄
な改質ガスが，熱交換器３５により温度を下げられた後
第３タンク４７へ供給されて，水素の吸蔵が開始され
る。
改質ガス温度と時間との関係からＣＯ濃度を調べ，その
ＣＯ濃度が所定値以下になったとき，第６，第１３二方
弁Ｖ６，Ｖ１３が「開」で，ガス浄化器３４からの清浄
な改質ガスが，熱交換器３５により温度を下げられた後
第３タンク４７へ供給されて，水素の吸蔵が開始され
る。
【００２８】第３タンク４７への清浄改質ガスの供給を
優先させるべく，流量制御弁３９により，燃焼器１６へ
の清浄改質ガスの供給量が調節される。
優先させるべく，流量制御弁３９により，燃焼器１６へ
の清浄改質ガスの供給量が調節される。
【００２９】改質器３の供給口部における改質ガスの温
度が，例えば２００℃程度に達したとき，その改質器３
が定常モードに達した，と判断され，第１タンク４３の
ヒータ５６への通電が停止される。同時に，加熱装置４
９の第１５，第１６，第１７二方弁Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ
１７が「開」で，且つ第５二方弁Ｖ５が「閉」で，２０
０℃程度の清浄改質ガスが導入管路５１，第１加熱管路
５３および導出管路５２を流通し，これにより第１タン
ク４３が加熱されてそこからの水素の放出が続行される
ので燃料電池２の運転が継続される。加熱装置４９から
排出された清浄改質ガスは燃焼器１６および第３タンク
４７へ供給される。
度が，例えば２００℃程度に達したとき，その改質器３
が定常モードに達した，と判断され，第１タンク４３の
ヒータ５６への通電が停止される。同時に，加熱装置４
９の第１５，第１６，第１７二方弁Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ
１７が「開」で，且つ第５二方弁Ｖ５が「閉」で，２０
０℃程度の清浄改質ガスが導入管路５１，第１加熱管路
５３および導出管路５２を流通し，これにより第１タン
ク４３が加熱されてそこからの水素の放出が続行される
ので燃料電池２の運転が継続される。加熱装置４９から
排出された清浄改質ガスは燃焼器１６および第３タンク
４７へ供給される。
【００３０】以後自立運転モードに移行する。
【００３１】Ｂ．タンク切換えモード（定常走行） このモード開始時には，第１タンク４３が水素放出状態
にあり，また第２タンク４５は空状態にあり，さらに第
３タンク４７が水素吸蔵状態にあるとする。
にあり，また第２タンク４５は空状態にあり，さらに第
３タンク４７が水素吸蔵状態にあるとする。
【００３２】図３に示すように，水素放出順序は，第１
タンク４３→第３タンク４７→第２タンク４５→第１タ
ンク４３であり，また水素吸蔵順序は，第３タンク４７
→第２タンク４５→第１タンク４３→第３タンク４７で
ある。
タンク４３→第３タンク４７→第２タンク４５→第１タ
ンク４３であり，また水素吸蔵順序は，第３タンク４７
→第２タンク４５→第１タンク４３→第３タンク４７で
ある。
【００３３】図１，図４に示すように，タンク切換えモ
ードの開始に伴い，運転マネジメントフローにより改質
器３の生成改質ガス量が決定される。
ードの開始に伴い，運転マネジメントフローにより改質
器３の生成改質ガス量が決定される。
【００３４】改質器３側の流量計３６により第３タンク
４７に供給された改質ガス量が検知される。
４７に供給された改質ガス量が検知される。
【００３５】第３タンク４７が満状態か否かが判断さ
れ，満状態でなければ，再び検知が続行される。
れ，満状態でなければ，再び検知が続行される。
【００３６】第３タンク４７が満状態のときは，第１３
二方弁Ｖ１３が閉じられる。
二方弁Ｖ１３が閉じられる。
【００３７】加熱装置４９における第１加熱管路５３の
第１６，第１７二方弁Ｖ１６，Ｖ１７が「閉」で，且つ
第３加熱管路５５の第２０，第２１二方弁Ｖ２０，Ｖ２
１が「開」で，第１タンク４３の加熱が終了され，一
方，第３タンク４７の加熱が開始される。第１タンク４
３からは，その余熱を利用した水素吸蔵合金ＭＨの吸熱
反応で水素の放出が続行される。
第１６，第１７二方弁Ｖ１６，Ｖ１７が「閉」で，且つ
第３加熱管路５５の第２０，第２１二方弁Ｖ２０，Ｖ２
１が「開」で，第１タンク４３の加熱が終了され，一
方，第３タンク４７の加熱が開始される。第１タンク４
３からは，その余熱を利用した水素吸蔵合金ＭＨの吸熱
反応で水素の放出が続行される。
【００３８】第１１二方弁Ｖ１１が「開」で，第２タン
ク４５における水素の吸蔵が開始される。
ク４５における水素の吸蔵が開始される。
【００３９】第３タンク４７の出口部分の圧力を検知し
て，その圧力が所定圧力に達すると，第３タンク４３の
吸蔵水素が放出され，第１４二方弁Ｖ１４が「開」で，
その放出水素が燃料電池２に供給される。この時点では
第１タンク４３の水素放出が続行している。
て，その圧力が所定圧力に達すると，第３タンク４３の
吸蔵水素が放出され，第１４二方弁Ｖ１４が「開」で，
その放出水素が燃料電池２に供給される。この時点では
第１タンク４３の水素放出が続行している。
【００４０】第１タンク４３の出口側に在る流量計４４
により第１タンク４３から放出された水素量が検知され
る。
により第１タンク４３から放出された水素量が検知され
る。
【００４１】第１タンク４３が空状態か否かが判断さ
れ，空状態でなければ，再び検知が続行される。
れ，空状態でなければ，再び検知が続行される。
【００４２】第１タンク４３が空状態のときは，第１０
二方弁Ｖ１０が閉じられて，次の水素吸蔵に備えられ
る。
二方弁Ｖ１０が閉じられて，次の水素吸蔵に備えられ
る。
【００４３】以後の工程は，前記同様のシーケンス制御
で行われるので，詳細な説明は省略する。図４に以後の
工程を簡略に示す。
で行われるので，詳細な説明は省略する。図４に以後の
工程を簡略に示す。
【００４４】なお，本発明にはタンクを２個以上使用す
る水素供給システムに適用される。また水素を燃料とす
る機器としては，燃料電池の外に内燃機関を挙げること
ができる。
る水素供給システムに適用される。また水素を燃料とす
る機器としては，燃料電池の外に内燃機関を挙げること
ができる。
【００４５】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば前記のよう
な手段を採用することによって，機器の運転開始を迅速
に行い，また機器への水素供給を間断なく行って，その
運転を確実に継続することが可能であって，改質器が持
つ問題点が水素供給に影響しないようにした水素供給シ
ステムを提供することができる。
な手段を採用することによって，機器の運転開始を迅速
に行い，また機器への水素供給を間断なく行って，その
運転を確実に継続することが可能であって，改質器が持
つ問題点が水素供給に影響しないようにした水素供給シ
ステムを提供することができる。
【００４６】請求項２記載の発明によれば，前記効果に
加え，水素吸蔵材の吸放出幅を狭い範囲で利用すること
により，その水素吸蔵材の膨脹収縮幅を小さくすること
ができ，これにより水素吸蔵材の微細化の進行を遅らせ
てその水素吸蔵材の耐久性を向上させ，延いては各タン
クの寿命を延ばすことができる。
加え，水素吸蔵材の吸放出幅を狭い範囲で利用すること
により，その水素吸蔵材の膨脹収縮幅を小さくすること
ができ，これにより水素吸蔵材の微細化の進行を遅らせ
てその水素吸蔵材の耐久性を向上させ，延いては各タン
クの寿命を延ばすことができる。
【図１】水素供給システムの説明図である。
【図２】始動モードのフローチャートである。
【図３】タンクの水素吸蔵・放出タイミングの説明図で
ある。
ある。
【図４】タンク切換えモードのフローチャートである。
１……………水素供給システム ２……………燃料電池（機器） ３……………改質器 ４３…………第１タンク ４５…………第２タンク ４７…………第３タンク ＨＳ…………水素貯蔵器 ＭＨ…………水素吸蔵合金（水素吸蔵材）
Claims (2)
- 【請求項１】 アルコール，ガソリン等の原料から水素
を生成する改質器（３）と，前記改質器（３）により生
成された水素を吸蔵し，次いでその吸蔵水素を放出して
水素を燃料とする機器（２）に供給することが可能な水
素貯蔵器（ＨＳ）とを有し，その水素貯蔵器（ＨＳ）は
水素吸蔵材（ＭＨ）を内蔵した複数のタンク（４３，４
５，４７）を備え，前記機器（２）の運転開始をそれら
タンク（４３，４５，４７）の少なくとも１つからの放
出水素で行い，また前記機器（２）の運転継続下では，
少なくとも１つの前記タンク（４３，４５，４７）が水
素放出状態にあるとき，別の少なくとも１つの前記タン
ク（４３，４５，４７）が水素吸蔵状態にあり，少なく
とも１つの前記タンク（４３，４５，４７）が水素放出
状態を終了する前に，別の少なくとも１つの前記タンク
（４３，４５，４７）が水素放出状態にあることを特徴
とする，水素を燃料とする機器への水素供給システム。 - 【請求項２】 水素放出状態にある少なくとも１つの前
記タンク（４３，４５，４７）の水素放出終了準備開始
点を，次に水素放出状態となる少なくとも１つの前記タ
ンク（４３，４５，４７）の水素吸蔵終了時点とする，
請求項１記載の水素を燃料とする機器への水素供給シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000024819A JP4384773B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 水素を燃料とする機器への水素供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000024819A JP4384773B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 水素を燃料とする機器への水素供給システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001213604A true JP2001213604A (ja) | 2001-08-07 |
| JP4384773B2 JP4384773B2 (ja) | 2009-12-16 |
Family
ID=18550749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000024819A Expired - Lifetime JP4384773B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 水素を燃料とする機器への水素供給システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4384773B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005033996A (ja) * | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Still Gmbh | 電気式の駆動装置と燃料電池系とを備えた構内運搬車及び構内運搬車を運転する方法 |
| JP2011048920A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Kobe Steel Ltd | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法 |
| JP2013520621A (ja) * | 2010-02-24 | 2013-06-06 | ハイドレキシア ピーティーワイ リミテッド | 水素放出システム |
| JP2017059452A (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | ブラザー工業株式会社 | 燃料電池、制御方法及びプログラム |
| WO2021177398A1 (ja) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 日本フイルコン株式会社 | 水素発電システム |
| US11141784B2 (en) | 2015-07-23 | 2021-10-12 | Hydrexia Pty Ltd. | Mg-based alloy for hydrogen storage |
-
2000
- 2000-01-28 JP JP2000024819A patent/JP4384773B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005033996A (ja) * | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Still Gmbh | 電気式の駆動装置と燃料電池系とを備えた構内運搬車及び構内運搬車を運転する方法 |
| JP2011048920A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Kobe Steel Ltd | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法 |
| JP2013520621A (ja) * | 2010-02-24 | 2013-06-06 | ハイドレキシア ピーティーワイ リミテッド | 水素放出システム |
| US9435489B2 (en) | 2010-02-24 | 2016-09-06 | Hydrexia Pty Ltd | Hydrogen release system |
| US10215338B2 (en) | 2010-02-24 | 2019-02-26 | Hydrexia Pty Ltd. | Hydrogen release system |
| US11141784B2 (en) | 2015-07-23 | 2021-10-12 | Hydrexia Pty Ltd. | Mg-based alloy for hydrogen storage |
| JP2017059452A (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | ブラザー工業株式会社 | 燃料電池、制御方法及びプログラム |
| WO2021177398A1 (ja) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 日本フイルコン株式会社 | 水素発電システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4384773B2 (ja) | 2009-12-16 |
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