JP2011080490A - 移動式水素供給ステーション - Google Patents

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憲治 中道
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Abstract

【課題】水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させる。
【解決手段】水素貯蔵タンク2に貯蔵された水素を昇圧ポンプ3により昇圧して、水素を燃料とする車両に水素を供給する移動式水素供給ステーション1であって、前記水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したボイルオフガスを回収する水素ガス回収装置8と、前記水素ガス回収装置8から供給されたボイルオフガスと、酸素ガス供給源から供給された酸素ガスとを電気化学反応させて電気エネルギーを作り出す燃料電池9とを備え、前記燃料電池9で作り出された電気エネルギーにより、前記昇圧ポンプ3を駆動することができるように構成した。
【選択図】図1

Description

本発明は、燃料電池自動車や水素エンジン自動車等に水素を充填するための移動式水素供給ステーションに関するものである。
燃料電池自動車や水素エンジン自動車等に水素を充填するための移動式水素供給ステーションとしては、例えば、特許文献1に開示された移動式水素燃料補給ステーションが知られている。
特表2006−519344号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示された移動式水素燃料補給ステーション10では、軽量内部水素貯蔵タンク100、第1コンプレッササブシステム50、第2コンプレッササブシステム80にて発生したBOG(Boil Off Gas:ボイルオフガス)は、ベントラインを介して大気中に捨てられており、水素の利用効率(エネルギー効率)が低下してしまうといった問題点があった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる移動式水素供給ステーションを提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る移動式水素供給ステーションは、水素貯蔵タンクに貯蔵された水素を昇圧ポンプにより昇圧して、水素を燃料とする車両に水素を供給する移動式水素供給ステーションであって、前記水素貯蔵タンクおよび/または昇圧ポンプにて発生したボイルオフガスを回収する水素ガス回収装置と、前記水素ガス回収装置から供給されたボイルオフガスと、酸素ガス供給源から供給された酸素ガスとを電気化学反応させて電気エネルギーを作り出す燃料電池とを備え、前記燃料電池で作り出された電気エネルギーにより、前記昇圧ポンプを駆動することができるように構成されている。
本発明に係る移動式水素供給ステーションによれば、水素貯蔵タンクおよび/または昇圧ポンプにて発生したボイルオフガスは、水素ガス回収装置により回収され、回収されたボイルオフガスは、燃料電池に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプを駆動するのに利用(使用)される。
上記移動式水素供給ステーションにおいて、前記燃料電池で作り出された電気エネルギーを貯蔵する第1の蓄電池を備え、前記第1の蓄電池に貯蔵された電気エネルギーにより、前記昇圧ポンプを駆動することができるように構成されているとさらに好適である。
このような移動式水素供給ステーションによれば、燃料電池で作り出された電気エネルギーは第1の蓄電池に貯えられ、この第1の蓄電池に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプが駆動される。
上記移動式水素供給ステーションにおいて、前記第1の蓄電池に貯蔵された電気エネルギーにより、電気自動車に搭載された第2の蓄電池を充電することができるように構成されているとさらに好適である。
このような移動式水素供給ステーションによれば、第1の蓄電池に貯えられた電気エネルギーは第2の蓄電池に供給され、この第2の蓄電池が充電される。
上記移動式水素供給ステーションにおいて、太陽光発電装置を備えてなり、この太陽光発電装置で作り出された電気エネルギーを第1の蓄電池に貯蔵することができるように構成されているとさらに好適である。
このような移動式水素供給ステーションによれば、太陽光発電装置で作り出された電気エネルギーは第1の蓄電池に供給され、この第1の蓄電池が充電される。
上記移動式水素供給ステーションにおいて、冷熱回収型発電装置を備えてなり、この冷熱回収型発電装置で作り出された電気エネルギーを前記第1の蓄電池に貯蔵することができるように構成されているとさらに好適である。
このような移動式水素供給ステーションによれば、冷熱回収型発電装置で作り出された電気エネルギーは第1の蓄電池に供給され、この第1の蓄電池が充電される。
上記移動式水素供給ステーションにおいて、電気モーターにより駆動される駆動輪を備えてなり、前記第1の蓄電池に貯蔵された電気エネルギーにより、前記電気モーターを駆動することができるように構成されているとさらに好適である。
このような移動式水素供給ステーションによれば、第1の蓄電池に貯えられた電気エネルギーにより電気モーターが駆動され、駆動輪が回転させられる。
上記移動式水素供給ステーションにおいて、前記電気モーターが電力回生ブレーキを備えてなり、この電気モーターで作り出された電気エネルギーを前記第1の蓄電池に貯蔵することができるように構成されているとさらに好適である。
このような移動式水素供給ステーションによれば、電気モーターで作り出された電気エネルギーは第1の蓄電池に供給され、この第1の蓄電池が充電される。
上記移動式水素供給ステーションにおいて、水素燃料エンジンにより駆動される駆動輪を備えてなり、前記水素ガス回収装置から前記水素燃料エンジンに水素ガスが供給され得るように構成されているとさらに好適である。
このような移動式水素供給ステーションによれば、水素ガス回収装置により回収されたボイルオフガスは、水素燃料エンジンに供給され、水素燃料エンジンが駆動され、駆動輪が回転させられる。
上記移動式水素供給ステーションにおいて、水素燃料ディーゼルエンジンにより駆動される駆動輪を備えてなり、前記昇圧ポンプから前記水素燃料ディーゼルエンジンに水素ガスが供給され得るように構成されているとさらに好適である。
このような移動式水素供給ステーションによれば、昇圧ポンプから水素燃料ディーゼルエンジンに水素ガスが直接供給され、水素燃料ディーゼルエンジンが駆動され、駆動輪が回転させられる。
上記移動式水素供給ステーションにおいて、前記水素燃料ディーゼルエンジンに圧縮した空気を供給するターボチャージャーを備えているとさらに好適である。
このような移動式水素供給ステーションによれば、水素燃料ディーゼルエンジン本来の吸気量を超える混合気が吸入・燃焼させられることになり、見かけの排気量を超える出力が得られることになる。
上記移動式水素供給ステーションにおいて、前記冷熱回収型発電装置により回収された冷熱で、前記ターボチャージャーの内部を通過する空気を冷却することができるように構成されているとさらに好適である。
このような移動式水素供給ステーションによれば、水素燃料ディーゼルエンジンの吸気量がさらに増大し、水素燃料ディーゼルエンジンの出力がさらに増大することになる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションによれば、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができるという効果を奏する。
本発明の第1実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第2実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第3実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第4実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第5実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第6実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第7実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第8実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第9実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第10実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第11実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第12実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
以下、本発明の第1実施形態について、図1を参照しながら説明する。図1は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
図1に示すように、本実施形態に係る移動式水素供給ステーション1は、水素貯蔵タンク2と、昇圧ポンプ3と、加熱手段(以下、「蒸発器」という。)4と、蓄圧器(気蓄器)5と、ディスペンサ6と、水素供給ライン7と、BOG回収ガスバック(水素ガス回収装置)8と、燃料電池(フューエル・セル)9と、制御器10と、これらを搬送する車両11とを主たる要素として構成されたものである。
水素貯蔵タンク2は、液体水素製造装置により製造された液体水素、あるいはスラッシュ水素製造装置により製造されたスラッシュ水素(スラッシュ状の水素:固体水素と液体水素とがシャーベット状に混合したものであり、液体水素に比べて密度が大きく、保有する寒冷量が大きいもの)を一時貯蔵しておくためのものであり、断熱真空層(図示せず)と、低温流体貯蔵槽(図示せず)とを備えている。
断熱真空槽は、その内部が真空とされ、かつ、その内面に、例えば、銅板等の輻射シールド板(図示せず)が貼られた容器であり、この断熱真空槽の内部には、低温流体貯蔵槽が収容されるようになっている。
低温流体貯蔵層は、その内部に、例えば、20Kの液体水素を貯蔵するものである。そして、この低温流体貯蔵層の内部に貯蔵された液体水素は、下流側に位置する昇圧ポンプ3により水素供給ライン7内に吸引されるようになっている。
昇圧ポンプ3は、水素供給ライン7を介して水素貯蔵タンク2から流れてきた液体水素を圧縮して昇圧させる、例えば、ピストン式の昇圧機である。
蒸発器4は、昇圧ポンプ3から吐出された高圧の水素ガスを昇温(あるいは加熱)する熱交換器である。
蓄圧器5の内部には、常温・高圧の水素ガスが充填されている。また、この蓄圧器5は、余剰水素ガスのバッファとしても利用することができる。
ディスペンサ6は、その一端部にディスペンサ側カプラ12を有するディスペンサ側ホース(水素供給ライン)13が接続された水素ガス充填装置である。また、ディスペンサ側カプラ12は、図示しない車両(燃料電池自動車や水素エンジン自動車等)に搭載された車載用水素充填タンク14から延びる車載側ホース(車両側水素供給ライン)15の一端部に取り付けられた車載側カプラ16と接続可能(着脱可能)に構成されている。
水素供給ライン7は、水素貯蔵タンク2と昇圧ポンプ3、昇圧ポンプ3と蒸発器4、蒸発器4と蓄圧器5、蓄圧器5とディスペンサ6とをそれぞれ連通している配管である。
BOG回収ガスバック8は、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOG(Boil Off Gas:ボイルオフガス)を回収・貯蔵し、かつ、必要に応じて燃料電池9にBOG(すなわち、水素ガス)を供給する装置である。
燃料電池9は、BOG回収ガスバック8から供給されたBOGと、図示しない酸素ガス供給源から供給された酸素ガスとを電気化学反応させて電気エネルギーを作り出すものであり、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
制御器10は、例えば、車載用水素充填タンク14を備えた車両に搭載された図示しないCPU(Central Processing Unit:中央処理装置)から送られてきた車載用水素充填タンク14に関する情報(例えば、タンク表面の温度や、タンク内の圧力、タンクの容量等)に基づいて、昇圧ポンプ3、蒸発器4、およびディスペンサ6に指令信号を出力するとともに、ディスペンサ6から車載用水素充填タンク14に供給される水素ガスの温度(例えば、車載用水素充填タンク14の入口における水素ガスの温度)が所望の温度(例えば、−40℃〜−20℃)になる(を維持する)ように、昇圧ポンプ3の流量、蒸発器4の加熱量、ディスペンサ6の開度を適宜必要に応じて制御するものである。
そして、本実施形態において、上述した水素貯蔵タンク2、昇圧ポンプ3、蒸発器4、蓄圧器5、ディスペンサ6、水素供給ライン7、BOG回収ガスバック8、燃料電池9、制御器10、ディスペンサ側カプラ12、およびディスペンサ側ホース13は、車両11の後方に設けられた筐体17内に収容されている。また、筐体17には、その内部に形成された密閉空間の上方に滞留するBOGを、筐体17外に導く図示しないベントが取り付けられており、このベントの途中には、図示しないフレームアレスタ(逆火防止装置)が取り付けられている。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション1によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第2実施形態を図2に基づいて説明する。図2は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション21は、蓄電池(バッテリー)22がさらに設けられている(付加されている)という点で上述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
蓄電池(第1の蓄電池)22は、燃料電池9で作り出された電気エネルギーを貯蔵するものであり、蓄電池22に貯蔵された電気エネルギーは、第1の電力供給ライン23を介して昇圧ポンプ3に供給され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。また、蓄電池22に貯蔵された電気エネルギーは、第2の電力供給ライン24を介して図示しない車両(電気自動車等)に搭載された蓄電池(バッテリー)25に供給され、蓄電池(第2の蓄電池)25を充電するのに利用(使用)される。
第2の電力供給ライン24の先端部には、車両(電気自動車等)に搭載された蓄電池25から延びる電力供給ライン26の先端部に取り付けられたカプラ27と接続可能(着脱可能)に構成されたカプラ28が取り付けられている。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション21によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第3実施形態を図3に基づいて説明する。図3は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション31は、太陽光発電装置(太陽光発電パネル等)32がさらに設けられている(付加されている)という点で上述した第2実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第2実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第2実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
太陽光発電パネル32は、筐体17の屋根17aの上に設置されており、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは、蓄電池22に送られて、蓄電池22に貯蔵される。
また、蓄電池22に貯蔵された電気エネルギーは、昇圧ポンプ3を駆動するのに、および/または蓄電池25を充電するのに利用(使用)される。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション31によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
さらにまた、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第4実施形態を図4に基づいて説明する。図4は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション41は、蒸発器4の代わりに冷熱回収型発電装置42を備えているという点で上述した第3実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第3実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第3実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
冷熱回収型発電装置42としては、例えば、冷熱を利用してシリンダ内に配置されたピストンを往復運動させるとともに、コネクティングロッドを介してピストンに連結されたクランクシャフトを回転させることにより発電機の回転軸を回転させて電力を得る、いわゆる冷熱スターリングエンジンや、温度差により発生する起電力(ゼーベック効果)を利用した熱発電素子、あるいは電流により熱の吸収・発生現象(ペルチェ効果)を利用した電子冷却素子を採用することができる。そして、冷熱回収型発電装置42で作り出された電気エネルギーは、蓄電池22に送られて、蓄電池22に貯蔵される。
また、蓄電池22に貯蔵された電気エネルギーは、昇圧ポンプ3を駆動するのに、および/または蓄電池25を充電するのに利用(使用)される。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション41によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
さらにまた、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、冷熱回収型発電装置42で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第5実施形態を図5に基づいて説明する。図5は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション51は、車両11の駆動輪11aを回転させる駆動源として、内燃機関(図示せず)の代わりに電気モーター52を備えているという点で上述した第4実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第4実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第4実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
電気モーター52は、燃料電池9で作り出された電気エネルギーを機械エネルギー(回転エネルギー)に変換するものである。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション51によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
さらにまた、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、冷熱回収型発電装置42で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより電気モーター52が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第6実施形態を図6に基づいて説明する。図6は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション61は、電気モーター52の代わりに電気モーター62を備えているという点で上述した第5実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第5実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第5実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
電気モーター62は、電力回生ブレーキを備えており、通常は車両11の駆動輪11aを回転させる駆動源として用いられ、制動時には発電機として作動させ、走行する車両11の持っている運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収するものである。そして、電気モーター62で作り出された電気エネルギーは、蓄電池22に送られて、蓄電池22に貯蔵される。
また、蓄電池22に貯蔵された電気エネルギーは、昇圧ポンプ3を駆動するのに、および/または蓄電池25を充電するのに利用(使用)される。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション61によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
さらにまた、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、冷熱回収型発電装置42で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより電気モーター62が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
さらにまた、電気モーター62で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第7実施形態を図7に基づいて説明する。図7は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション71は、電気モーター52の代わりに水素燃料エンジン72を備えているという点で上述した第5実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第5実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第5実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
水素燃料エンジン72は、BOG回収ガスバック8から供給されたBOG(すなわち、水素ガス)を燃料として駆動する内燃機関であり、水素燃料エンジン72で発生した駆動力は、車両11の駆動輪11aを回転させるのに利用(使用)される。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション71によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
さらにまた、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、冷熱回収型発電装置42で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、BOG回収ガスバック8により回収されたBOGは、水素燃料エンジン72に供給され、水素燃料エンジン72が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第8実施形態を図8に基づいて説明する。図8は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション81は、第6実施形態のところで説明した電気モーター62がさらに設けられている(付加されている)という点で上述した第7実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第7実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第6実施形態および第7実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション81によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
さらにまた、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、冷熱回収型発電装置42で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより電気モーター62が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
さらにまた、電気モーター62で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、BOG回収ガスバック8により回収されたBOGは、水素燃料エンジン72に供給され、水素燃料エンジン72が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第9実施形態を図9に基づいて説明する。図9は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション91は、第7実施形態のところで説明した水素燃料エンジン72として、水素燃料ディーゼルエンジンが採用されているという点で上述した第7実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第7実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第6実施形態および第7実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
図9に示すように、水素燃料ディーゼルエンジン72には、昇圧ポンプ3から液体水素が供給され、BOG回収ガスバック8からはBOGが供給されないようになっている。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション91によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
さらにまた、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、冷熱回収型発電装置42で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、昇圧ポンプ3から水素燃料ディーゼルエンジン72に水素ガスが直接供給され、水素燃料ディーゼルエンジン72が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第10実施形態を図10に基づいて説明する。図10は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション101は、第6実施形態のところで説明した電気モーター62がさらに設けられている(付加されている)という点で上述した第9実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第9実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第6実施形態および第9実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション101によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
さらにまた、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、冷熱回収型発電装置42で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより電気モーター62が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
さらにまた、電気モーター62で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、昇圧ポンプ3から水素燃料ディーゼルエンジン72に水素ガスが直接供給され、水素燃料ディーゼルエンジン72が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第11実施形態を図11に基づいて説明する。図11は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション111は、ターボチャージャー112がさらに設けられている(付加されている)という点で上述した第10実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第10実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第10実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
ターボチャージャー112は、水素燃料ディーゼルエンジン72で発生した排気ガスのエネルギー(運動エネルギー・圧力)を利用してタービンを高速回転させ、その回転力で遠心式圧縮機を駆動することにより圧縮した空気を水素燃料ディーゼルエンジン72のシリンダ内に送り込むものである。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション111によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
さらにまた、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、冷熱回収型発電装置42で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより電気モーター62が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
さらにまた、電気モーター62で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、昇圧ポンプ3から水素燃料ディーゼルエンジン72に水素ガスが直接供給され、水素燃料ディーゼルエンジン72が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
さらにまた、ターボチャージャー112により水素燃料ディーゼルエンジン72本来の吸気量を超える混合気が吸入・燃焼させられることになり、見かけの排気量を超える出力が得られることになる。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
本発明に係る移動式水素供給ステーションの第12実施形態を図12に基づいて説明する。図12は本実施形態に係る移動式水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション121は、第4実施形態のところで説明した冷熱回収型発電装置42により回収された冷熱を利用(使用)して、ターボチャージャー112内を通過する空気を冷却し、水素燃料ディーゼルエンジン72のシリンダ内に送り込まれる(供給される)空気量を増大させるという点で上述した第11実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第11実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第11実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、図面の簡略化を図るため、制御器10と燃料電池9とを結ぶ破線、制御器10と昇圧ポンプ3とを結ぶ破線、制御器10と蒸発器4とを結ぶ破線、制御器10とディスペンサ6とを結ぶ破線はいずれも省略している。
本実施形態に係る移動式水素供給ステーション121によれば、水素貯蔵タンク2および/または昇圧ポンプ3にて発生したBOGは、BOG回収ガスバック8により回収され、回収されたBOGは、燃料電池9に供給されて電気エネルギーに変換され、昇圧ポンプ3を駆動するのに利用(使用)される。
また、燃料電池9で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に貯えられ、この蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより昇圧ポンプ3が駆動される。
さらに、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーは蓄電池25に供給され、この蓄電池25が充電される。
さらにまた、太陽光発電装置32で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、冷熱回収型発電装置42で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、蓄電池22に貯えられた電気エネルギーにより電気モーター62が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
さらにまた、電気モーター62で作り出された電気エネルギーは蓄電池22に供給され、この蓄電池22が充電される。
さらにまた、昇圧ポンプ3から水素燃料ディーゼルエンジン72に水素ガスが直接供給され、水素燃料ディーゼルエンジン72が駆動され、駆動輪11aが回転させられる。
さらにまた、ターボチャージャー112により水素燃料ディーゼルエンジン72本来の吸気量を超える混合気が吸入・燃焼させられることになり、見かけの排気量を超える出力が得られることになる。
さらにまた、冷熱回収型発電装置42により回収された冷熱で、ターボチャージャー112の内部を通過する空気が冷却されることにより、水素燃料ディーゼルエンジン72の吸気量がさらに増大し、水素燃料ディーゼルエンジン72の出力がさらに増大することになる。
これにより、水素の利用効率(エネルギー効率)を向上させることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。
1 移動式水素供給ステーション
2 水素貯蔵タンク
3 昇圧ポンプ
8 BOG回収ガスバック(水素ガス回収装置)
9 燃料電池
11a 駆動輪
21 移動式水素供給ステーション
22 蓄電池(第1の蓄電池)
25 蓄電池(第2の蓄電池)
31 移動式水素供給ステーション
32 太陽光発電装置
41 移動式水素供給ステーション
42 冷熱回収型発電装置
51 移動式水素供給ステーション
52 電気モーター
61 移動式水素供給ステーション
62 電気モーター
71 移動式水素供給ステーション
72 水素燃料エンジン(水素燃料ディーゼルエンジン)
81 移動式水素供給ステーション
91 移動式水素供給ステーション
101 移動式水素供給ステーション
111 移動式水素供給ステーション
112 ターボチャージャー
121 移動式水素供給ステーション

Claims (11)

  1. 水素貯蔵タンクに貯蔵された水素を昇圧ポンプにより昇圧して、水素を燃料とする車両に水素を供給する移動式水素供給ステーションであって、
    前記水素貯蔵タンクおよび/または昇圧ポンプにて発生したボイルオフガスを回収する水素ガス回収装置と、
    前記水素ガス回収装置から供給されたボイルオフガスと、酸素ガス供給源から供給された酸素ガスとを電気化学反応させて電気エネルギーを作り出す燃料電池とを備え、
    前記燃料電池で作り出された電気エネルギーにより、前記昇圧ポンプを駆動することができるように構成されていることを特徴とする移動式水素供給ステーション。
  2. 前記燃料電池で作り出された電気エネルギーを貯蔵する第1の蓄電池を備え、
    前記第1の蓄電池に貯蔵された電気エネルギーにより、前記昇圧ポンプを駆動することができるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の移動式水素供給ステーション。
  3. 前記第1の蓄電池に貯蔵された電気エネルギーにより、電気自動車に搭載された第2の蓄電池を充電することができるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の移動式水素供給ステーション。
  4. 太陽光発電装置を備えてなり、この太陽光発電装置で作り出された電気エネルギーを第1の蓄電池に貯蔵することができるように構成されていることを特徴とする請求項2または3に記載の移動式水素供給ステーション。
  5. 冷熱回収型発電装置を備えてなり、この冷熱回収型発電装置で作り出された電気エネルギーを前記第1の蓄電池に貯蔵することができるように構成されていることを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の移動式水素供給ステーション。
  6. 電気モーターにより駆動される駆動輪を備えてなり、前記第1の蓄電池に貯蔵された電気エネルギーにより、前記電気モーターを駆動することができるように構成されていることを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載の移動式水素供給ステーション。
  7. 前記電気モーターが電力回生ブレーキを備えてなり、この電気モーターで作り出された電気エネルギーを前記第1の蓄電池に貯蔵することができるように構成されていることを特徴とする請求項2から6のいずれか一項に記載の移動式水素供給ステーション。
  8. 水素燃料エンジンにより駆動される駆動輪を備えてなり、前記水素ガス回収装置から前記水素燃料エンジンに水素ガスが供給され得るように構成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の移動式水素供給ステーション。
  9. 水素燃料ディーゼルエンジンにより駆動される駆動輪を備えてなり、前記昇圧ポンプから前記水素燃料ディーゼルエンジンに水素ガスが供給され得るように構成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の移動式水素供給ステーション。
  10. 前記水素燃料ディーゼルエンジンに圧縮した空気を供給するターボチャージャーを備えてなることを特徴とする請求項9に記載の移動式水素供給ステーション。
  11. 前記冷熱回収型発電装置により回収された冷熱で、前記ターボチャージャーの内部を通過する空気を冷却することができるように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の移動式水素供給ステーション。
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