JP4984991B2 - ガス貯蔵システム - Google Patents
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Description
タンクが知られている。
監視手段で監視された燃料ガス貯蔵手段の温度状態や圧力状態に応じて冷却手段を制御する。
を低減させることができる。換言すると、溶栓弁によって燃料ガス貯蔵手段内の圧力を低減させることができない範囲を冷却手段によって補うことが可能となる。
ンクを例に説明する。
(構成)
図1は、第一実施形態のガス貯蔵システムの構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態のガス貯蔵システムは、高圧MHタンク11(本発明の燃料ガス貯蔵手段に相当する。)と、圧力センサ12(本発明の監視手段に相当する。)と、温度センサ13(本発明の監視手段に相当する。)と、冷却ファン14(本発明の冷却手段に相当する。)と、ラジエタ15(本発明の冷却手段に相当する。)と、ウォーターポンプ16(本発明の冷却手段に相当する。)と、冷却水が流れる冷却通路17a、17b(本発明の冷却手段に相当する。)と、各種装置の電子制御を行うECU(electronic control unit)1
8(本発明の制御手段に相当する。)と、溶栓弁19と、を備える。
度を検出するセンサを設けてもよい。なお、高圧MHタンク11の状態を監視するためのこれらの監視手段(センサ)の取付位置や取付個数等は、特に限定されるものではない。
次に、第一実施形態のガス貯蔵システムにおける、高圧MHタンク11の冷却制御について説明する。なお、以下に説明する制御は、ECU18によって実行されるものである。図2は、第一実施形態の冷却制御を示すフロー図である。まず、ステップS01では、高圧MHタンク11内のタンク内温度(以下、タンク内温度という。)又は高圧MHタンク11内のタンク内圧力(以下、タンク内圧力という。)が閾値2を上回っているか否か判断される。すなわち、本発明の判断手段に相当するECU18によって、圧力センサ12で取得されたタンク内圧力又は温度センサ13で取得されたタンク内温度が、タンク内圧力とタンク内温度に対して予め設定された閾値2を上回っているか否か判断される。ここで、図3Aは、タンク内圧力と時間との関係を示す図である。図3Bは、タンク内温度と時間との関係を示す図である。また、図3Cは、図3A及び図3Bに対応する冷却ファンの電圧と時間との関係を示すマップである。また、図3Dは、図3A及び図3Bに対応するウォーターポンプの回転数と時間との関係を示すマップである。図3Aに示すように、タンク内圧力は、時間と共に上昇し、時間t2を境に減少している。そして、閾値の上限値として閾値2が設定され、閾値の下限値として閾値1が設定されている。また、図3Bに示すように、タンク内温度と時間との関係を示す図においても、閾値の上限値として閾値2が設定され、閾値の下限値として閾値1が設定されている。
次に第二実施形態のガス貯蔵システムについて説明する。なお、同一の構成要素については、同一の符号を付すことでその詳細な説明を省略する。
図4は、第二実施形態のガス貯蔵システムの構成を示す図である。第二実施形態のガス貯蔵システムは、高圧MHタンク11と、圧力センサ12と、温度センサ13と、冷却ファン14と、ラジエタ15と、ウォーターポンプ16と、冷却水が流れる冷却通路17a、17bと、各種装置の電子制御を行うECU18と、溶栓弁19と、を備える点で、第一実施形態のガス貯蔵システムと一致する。そして、第二実施形態のガス貯蔵システムは、上記構成に加えて、冷却ファン14a、ラジエタ15a、冷却通路切替バルブ20を備える点で、第一実施形態のガス貯蔵システムと相違する。
次に、第二実施形態のガス貯蔵システムにおける、高圧MHタンク11の冷却制御について説明する。なお、以下に説明する制御は、ECU18によって実行されるものである。図5は、第二実施形態の冷却制御を示すフロー図である。
切替バルブ20が開かれる。これにより、冷却水は、ラジエタ15a及びラジエタ15の双方を通過することになり、冷却性能がより向上される。
次に第三実施形態のガス貯蔵システムについて説明する。なお、同一の構成要素については、同一の符号を付すことでその詳細な説明を省略する。
図7は、第三実施形態のガス貯蔵システムの構成を示す図である。第三実施形態のガス貯蔵システムは、高圧MHタンク11と、圧力センサ12と、温度センサ13と、冷却ファン14と、ラジエタ15と、ウォーターポンプ16と、冷却水が流れる冷却通路17a、17bと、各種装置の電子制御を行うECU18と、溶栓弁19と、を備える点で、第一実施形態のガス貯蔵システムと一致する。そして、第三実施形態のガス貯蔵システムは、上記構成に加えて、冷却ファン14b、熱交換器としてのコンデンサ21、膨張弁22、熱交換器としてのエバポレータ23、コンプレッサ24を備える点で、第一実施形態のガス貯蔵システムと相違する。すなわち、第三実施形態のガス貯蔵システムでは、エアコン用の冷媒によって冷却水を更に冷却することで、冷却性能がより高められている。
次に、第三実施形態のガス貯蔵システムにおける、高圧MHタンク11の冷却制御について説明する。なお、以下に説明する制御は、ECU18によって実行されるものである。図8は、第三実施形態の冷却制御を示すフロー図である。
次に第四実施形態のガス貯蔵システムについて説明する。なお、同一の構成要素については、同一の符号を付すことでその詳細な説明を省略する。
されている。水素ガス供給通路33には、水素ガスの供給を遮断する主止弁33aが設けられている。燃料電池40には、燃料電池40のアノード側から排出されるアノードオフガスを外部へ導くアノードオフガス通路29が設けられている。そして、アノードオフガス通路29には、上流から順に、排気バルブ27、燃焼式ヒータ28が設けられている。また、排気バルブ27よりも上流側のアノードオフガス通路29には、アノードオフガスを水素ガス供給通路33へ循環させる循環通路30が設けられている。循環通路30には、アノードオフガスを水素ガス供給通路33へ供給する水素循環ポンプ26が設けられている。また、燃焼式ヒータ28には、燃焼式ヒータ28を冷却するための燃焼式ヒータ用ブロアファン31と、同じく燃焼式ヒータ28を冷却するためラジエタ15からで冷却された冷却水が流れる冷却通路32が接続されている。
次に、第四実施形態のガス貯蔵システムにおける、高圧MHタンク11の冷却制御について説明する。なお、以下に説明する制御は、ECU18によって実行されるものである。図11は、第四実施形態の冷却制御を示すフロー図である。
なお、第四実施形態で説明した本発明の燃料ガス消費手段に相当する構成は、以下のようにしてもよい。図13は、燃料ガス消費手段のその他の実施形態を示す図である。同図に示すように、本実施形態では、水素ガス供給通路33が分岐して燃料電池40へ空気を供給する酸化ガス供給通路34に接続されている。また、分岐点と酸化ガス供給通路34との接続点との間には、水素シャットバルブ38が設けられている。なお、符号35は、水素レギュレータ、符号36はコンプレッサ、符号37はカソードオフガス通路37である。
11・・・高圧MHタンク
12・・・圧力センサ
13・・・温度センサ
14・・・冷却ファン
15・・・ラジエタ
16・・・ウォーターポンプ
18・・・ECU
20・・・冷却通路切替バルブ
21・・・コンデンサ
22・・・膨張弁
23・・・エバポレータ
24・・・コンプレッサ
26・・・水素循環ポンプ
27・・・排気バルブ
28・・・燃焼式ヒータ
38・・・水素シャットバルブ
Claims (2)
- 燃料ガスを貯蔵する燃料ガス貯蔵手段と、
前記燃料ガス貯蔵手段の状態を監視する監視手段と、
前記ガス貯蔵手段を冷却する冷却手段と、
前記監視手段によって監視される前記燃料ガス貯蔵手段の状態に応じて、前記冷却手段を制御する制御手段と、
前記監視手段で監視される前記燃料ガス貯蔵手段の状態に基づいて、該燃料ガス貯蔵手段内の圧力を低減させる必要があるか否かを判断する判断手段と、を備え、
前記制御手段は、前記判断手段が前記燃料ガス貯蔵手段内の圧力を低減させる必要があると判断した場合、前記冷却手段の冷却性能を向上させることで前記燃料ガス貯蔵手段内の圧力を低減させ、
前記監視手段は、前記燃料ガス貯蔵手段の周囲温度と該燃料ガス貯蔵手段内の温度である内部温度と該燃料ガス貯蔵手段内の圧力である内部圧力の全ての状態を監視し、
前記判断手段は、前記周囲温度と前記内部温度と前記内部圧力とのうち何れか一つが、それぞれに設けられた閾値を上回った場合に、前記燃料ガス貯蔵手段内の圧力を低減させる必要があると判断し、
前記燃料ガス貯蔵手段から排出される燃料ガスを消費する燃料ガス消費手段を更に備え、
前記制御手段は、前記冷却手段とともに、前記監視手段によって監視される前記燃料ガス貯蔵手段の状態に応じて、前記燃料ガス消費手段を制御する、ガス貯蔵システム。 - 前記燃料ガス貯蔵手段には、所定温度以上で溶けることで該燃料ガス貯蔵手段から燃料ガスを放出する溶栓弁が設けられ、
前記判断手段は、溶栓弁を形成する可溶合金の溶融温度、可溶合金が溶けることで形成される開口部の大きさより、溶栓弁から放出可能な燃料ガスの流量を算出し、溶栓弁毎に予め算出した該流量に基づいて、前記溶栓弁が燃料ガスを放出することでは前記燃料ガス貯蔵手段内の圧力低減が十分に行えないと判断した場合に、前記燃料ガス貯蔵手段内の圧力を低減させる必要があると判断する、
請求項1に記載のガス貯蔵システム。
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