JP2013520621A - 水素放出システム - Google Patents
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Abstract
Description
水素需要部に接続される水素供給ラインと、
水素貯蔵容器の少なくとも1つの中の水素吸蔵材料に熱を供給して、固体水素吸蔵材料から水素を脱離させるためのエネルギー送達システムと、
供給ラインを1つまたはそれ以上の水素貯蔵容器に接続するための1つまたはそれ以上の供給接続導管と、
を含み、
水素貯蔵容器に接続された各供給接続導管が逆流防止装置を有して、固体吸蔵材料が供給ラインの圧力で水素を脱離しなくなった時に、供給ライン内の水素が水素貯蔵容器へと逆流するのを防止または制限する。
固体水素吸蔵材料を収容する1つまたはそれ以上の水素貯蔵容器と、
少なくとも1つの水素貯蔵容器内の固体水素吸蔵材料に熱を供給するための少なくとも1つのエネルギー送達システムであって、熱が、固体水素吸蔵材料から水素を脱離させるのに十分であるようなエネルギー送達システムと、
水素供給ライン内の水素需要に基づいて、エネルギー送達システムの作動のタイミングを制御する制御システムであって、水素需要を満たすために水素を水素貯蔵容器から水素供給ラインへと供給することが必要となるタイミングを予測して、予測されたタイミングまでのある期間にわたり、水素貯蔵容器内のエネルギー送達システムを作動させて、水素貯蔵容器内の材料が、供給ライン内の水素需要を満たすために水素を水素供給ラインの供給圧力で供給できるような温度まで加熱されるように構成された制御システムと、
を含む。
1.シリンダAが脱離している。
2.シリンダAの放出深度が80%に到達し、シリンダBのウォームアップが開始される(15分かかる)。
3.シリンダBは、温度に到達するとすぐに自動的に脱離を開始する。この段階で、シリンダAはまだ空率100%になっていない。シリンダAはシリンダBと平行してゆっくりと脱離を続ける。
4.シリンダBの放出深度が20%に到達し、シリンダAの冷却が始まる。
n={m(1@2@2)−1 ■(DOD(シリンダA)<0.8,””DOD(シリンダB)>0.2@DOD(シリンダA)≧0.8@DOD(シリンダB≦0.2)
水素の流量が一定であると仮定すると、いずれかの時点で加熱されるシリンダの平均数は以下のように推測できる。
avg(n)=1.4
・ シリンダの脱離側の一方向弁は、冷却中のシリンダと脱離マニホルドの間の断熱手段となる。そのため、シリンダ1Aが冷却中であると、水素は共通の脱離マニホルド2からシリンダ1Aへと逆流できない。したがって、シリンダは、シリンダ1Bから供給されている水素を再吸収できない。しかしながら、シリンダ1Aは依然として、シリンダ内で利用可能な遊離ガスをすべて吸収することによって、真空化することができる。
・ シリンダ1Aを陽圧に維持するために、脱離マニホルドと吸収マニホルドの間に圧力制御弁13を追加した。水素が陽圧を提供する場合、弁は水素を脱離マニホルドからシリンダへと、大気圧に非常に近い圧力、たとえば1.1baraで戻す。冷却中のシリンダのこの圧力での吸収速度は約ゼロであり、したがって、冷却中に再吸収される水素の量は無視できる程度にすぎない。材料が室温まで冷却されると、吸収速度はゼロとなる。
・ シリンダ1Aが真空となるようにし、したがって水素が供給されないこと、またはアルゴン、窒素または空気等、他の気体源を使用して、冷却中の吸蔵材料によって発生するシリンダ内の圧力を平衡化することが容認されうる。
Claims (16)
- 固体水素吸蔵材料を収容する1つまたはそれ以上の水素貯蔵容器から、水素を放出するシステムであって、
水素需要部に接続される水素供給ラインと、
前記水素貯蔵容器の少なくとも1つの中の前記水素吸蔵材料に熱を供給して、前記固体水素吸蔵材料から水素を脱離させるためのエネルギー送達システムと、
前記供給ラインを前記1つまたはそれ以上の水素貯蔵容器に接続するための1つまたはそれ以上の供給接続導管と、
を含み、
水素貯蔵容器に接続された各供給接続導管が、逆流防止装置を有し、前記固体吸蔵材料が前記供給ラインの圧力で水素を脱離させなくなった時に、前記供給ライン内の水素が前記水素貯蔵容器内に逆流するのを防止または制限するシステム。 - 請求項1に記載のシステムにおいて、
前記固体吸蔵材料が前記供給ラインの圧力で水素を脱離させなくなった時に、前記エネルギー送達システムが動作停止され、前記水素貯蔵容器に熱を供給しなくなるシステム。 - 請求項1に記載のシステムにおいて、
前記逆流防止装置が一方向弁または閉止弁であるシステム。 - 請求項2または3に記載のシステムにおいて、
前記エネルギー送達システムが動作停止されると、前記水素貯蔵容器に水素を供給するための補助的水素供給システムが設置されるシステム。 - 請求項4に記載のシステムにおいて、
前記補助的水素供給システムが、前記供給ラインから、少なくともすでに動作停止された前記水素貯蔵容器への補助的水素導管であるシステム。 - 請求項5に記載のシステムにおいて、
前記補助的水素導管が、前記供給ライン内の圧力より低い圧力で、前記動作停止された水素貯蔵容器に水素を供給するための水素制御弁を有するシステム。 - 請求項6に記載のシステムにおいて、
前記圧力制御弁が、大気圧より若干高い圧力で、水素を前記動作停止された水素貯蔵容器に供給するシステム。 - 請求項7に記載のシステムにおいて、
前記圧力制御弁が減圧弁であるシステム。 - 請求項4に記載のシステムにおいて、
前記補助的水素供給システムが二次的な水素貯蔵シリンダであるシステム。 - 請求項9に記載のシステムにおいて、
前記水素ガスシリンダが、前記動作停止された水素貯蔵ユニット内の圧力を大気圧に対して陽圧に保持するための圧力で気体を供給するシステム。 - 水素供給ラインに、ある供給量の水素を送達するシステムであって、
固体水素吸蔵材料を収容する1つまたはそれ以上の水素貯蔵容器と、
少なくとも1つの水素貯蔵容器内の前記固体水素吸蔵材料に熱を供給する少なくとも1つのエネルギー送達システムであって、前記熱が水素を前記固体水素吸蔵材料から脱離させるのに十分であるような少なくとも1つのエネルギー送達システムと、
前記水素供給ライン内の水素需要に基づいて、前記エネルギー送達システムの作動のタイミングを制御する制御システムであって、前記水素需要を満たすために水素を前記水素貯蔵容器から前記水素供給ラインへと供給することが必要となるタイミングを予測または判断して、前記予測されたタイミングまでのある期間にわたり、前記水素貯蔵容器内の前記エネルギー送達システムを作動させて、前記水素貯蔵容器内の前記材料が、前記供給ライン内の前記水素需要を満たすために水素を前記水素供給ラインの供給圧力で供給できるような温度まで加熱されるように構成された制御システムと、
を含むシステム。 - 請求項11に記載のシステムにおいて、
水素吸蔵材料を収容する2つまたはそれ以上の水素貯蔵容器を含み、
前記制御システムが、第一の水素貯蔵容器からの水素供給が所定のレベル未満となるタイミングを予測または判断し、前記予測または判断されたタイミングまでの所定の期間にわたり、第二の水素貯蔵容器内の前記エネルギー送達システムを作動させて、前記第二の水素貯蔵容器内の前記材料が、前記供給ライン内の前記水素需要を満たすために水素を前記水素供給ラインの供給圧力で供給できるような温度まで加熱されるように構成されているシステム。 - 請求項11に記載のシステムにおいて、
前記制御システムが、
前記供給ラインへの水素供給可変値をモニタするセンサと、
プロセッサであって、前記水素供給が所定のレベル未満に低下したとそれが判断した時に、前記水素貯蔵容器内の前記エネルギー送達システムを作動させるプロセッサと、
を備えるシステム。 - 請求項12または13に記載のシステムにおいて、
前記プロセッサが、水素の圧力が前記水素供給ライン内の圧力未満に低下した時に、前記水素貯蔵容器の1つまたはそれ以上の前記エネルギー送達システムを動作停止させるシステム。 - 水素供給システムから水素供給ラインに水素を供給する方法であって、
前記システムは固体水素吸蔵材料を収容する1つまたはそれ以上の水素貯蔵容器と、少なくとも1つの水素貯蔵容器内の前記固体水素吸蔵材料に熱を供給するための少なくとも1つのエネルギー送達システムであって、前記熱が前記固体水素吸蔵材料から水素を脱離させるのに十分であるようなエネルギー送達システムと、前記水素供給ライン内の水素需要に基づいて前記エネルギー送達システムの作動のタイミングを制御する制御システムと、を含み、
前記水素需要を満たすために前記水素貯蔵容器から前記水素供給ラインへと水素が供給されることが必要となるタイミングを予測または判断するステップと、
前記供給ライン内の前記水素需要を満たすために水素を前記水素供給ラインの供給圧力で供給できるような温度まで加熱するステップと、
を含む方法。 - 請求項15に記載の方法において、
前記水素貯蔵容器内の前記固体吸蔵材料が前記供給ラインの圧力で水素を脱離させなくなった時に、前記エネルギー送達システムを動作停止させて、前記水素貯蔵容器に熱を供給しなくなるようにするステップをさらに含む方法。
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