JPH01216063A - 水素エンジンの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は水素エンジンの駆動装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

水素エンジン車の駆動は水素を貯蔵する金属水素化物を
加熱して水素ガスを発生させ、この水素ガスをエンジン
に送ることにより行われる。すなわち、水素、吸蔵合金
を水素ガスの雰囲気中で冷却させて水素ガスと反応させ
、金属水素化物の化合物の形で水素を貯蔵させる。また
、この金属水素化物を所定温度以上で加熱すると水素ガ
スを放出する。この可逆反応に着目して、熱交換により
生ずる水素ガスをエネルギー々してエンジンを駆動する
ものである。

上記した、水素エンジンを駆動する装置として第２図に
示すものがある。この装置はエンジンＥと複数個の収容
容器２７とを管路２８を介して連通させている。そして
、エンジン冷却水がエンジンＥ内を通過するとき加熱さ
れて温水となり、この温水がエンジンＥ内に設けたウォ
ータポンプ（図示路）により管路２Ｂを介して収容容器
２７に圧送される。

前記収容容器２７内には細粒状の金属水素化物が充填さ
れ、各収容容器２７内を蛇行して延びる管路２８内を流
れる温水が金属水素化物を加熱する。このあと、収容容
器２７を貫通してエンジン已に戻る管路２８を通過する
間に温水は冷却され、再度冷却水となりエンジンＥの冷
却を行う、この動作が連続的に行われ、収容容器２７内
の金属水素化物は常に加熱されるようになっている。

一方、温水によって加熱された金属水素化物からは水素
ガスが放出され、この水素ガスがガス管路２９を介して
アクセル３０の操作角度に応じた量だけエンジンＥ内に
圧送されて、これを駆動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記の水素エンジン車の駆動装置においては
、収容容器２７内を通過する温水と合金との熱交換率が
低かったり、温水の温度が必要分だけ上昇しなければ、
この温水で加熱された収容容器２７内の金属水素化物が
充分に解離されないことがある。このため、水素ガスの
放出量が少なく、エンジンＥの駆動に必要な量の水素ガ
スがエンジンＥに供給されず、エンジンＥが安定した状
態で駆動されない。

この発明は上記した問題点を解消するためになされたも
のであり、その目的はエンジンに供給される水素ガスが
不足することなく、常にエンジンが安定した状態で駆動
され得る水素エンジンの駆動装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的を解決するために、エンジンと、前記エン
ジンに連通し１、かつ金属水素化物を収容する収容手段
と、前記エンジンの熱により加熱された加熱媒体が通過
し、かつ前記収容手段内に進入して金属水素化物を加熱
して、エンジンを駆動するための水素ガスを放出させる
加熱管路とを備えた油圧機器を有する産業車両における
水素エンジンの駆動装置において、前記収容容器内に導
入された第２の加熱管路と、前記油圧機器を駆動する油
圧回路内で加熱された作動油の温度が予め設定した温度
より上昇したことを検出する検出手段と、前記検出手段
の検出結果に基き、送油手段を駆動して作動油を第２の
加熱管路に流入させる駆動手段とを設けたことを解決手
段とする。

〔作用〕

この発明は上記した手段を採用したことによって、収容
手段内の金属水素化物は、加熱管路にて加熱されて水素
ガスをエンジンに供給する。この時、作動油の温度が所
定値以上に達すると、これが第２の加熱管路内を流れて
金属水素化物を加熱するため、エンジンの発熱量が小さ
く加熱管路内の加熱媒体の温度が低いとき、作動油が補
助的に水素ガスを放出させる。また、作動油の温度が金
属水素化物の温度より高いとき、送油手段の作用により
作動油が第２加熱管路内に流れ、収容手段内の金属水素
化物をさらに加熱して水素ガスを放出させる。これによ
り、エンジンには水素ガスが一層供給される。

〔実施例〕

以下、この発明を水素エンジンを搭載したフォークリフ
トの走行駆動装置に具体化した一実施例を第１図に従っ
て詳述する。

エンジンＥ内には排ガス管路１が連通されるとともに、
その内部には図示しないウォータポンプが設けられ、そ
の吸入口に流入する冷却水がエンジンＥ内の配管内を下
流側に流れて、稼動中のエンジンＥを冷却することによ
りエンジンＥの熱の上昇を防止する。この冷却水はエン
ジンＥの熱により加熱媒体としての温水となり、これに
連結された温水管路２内を下流側へと流れる。

前記温水管路２は２本に分岐されて、分岐管路２ａ、２
ｂとなり、これら温水管路２及び分岐管路２ａ、２ｂに
より加熱管路が構成されている。

そして、分岐管路２ａ、２ｂは下流側に配置された収容
手段としての一対の収容容器３内にそれぞれ延びている
。

前記収容容器３内には細粒状に加工された金属水素化物
が充填され、その温度が検出手段としての温度センサ４
により検出されるようになっている。さらに、各収容容
器３内には分岐管路２ａ。

２ｂが収容容器３内の熱効率を高めるべく、蛇行状に折
曲されて配管されたのち、外部に導出されている。

また、金属、水素化物はチタン鉄系の水素吸蔵合金が水
素ガス雰囲気中において冷却されて形成されたものであ
り、一定圧力下で加熱されて水素ガスを放出する。よっ
て、収容容器３内において分岐管路２ａ、２ｂ内を温水
が流れ、金属水素化物が加熱されると、水素ガスが放出
される。

前記分岐管路２ａ、２ｂは収容容器３の下流側において
１本に合流し、帰還管路５としてエンジン已に延び、そ
の中を流れる温水が流通中に冷却されて、再度冷却水と
してエンジンＥ内のウォータポンプの吸入口に流入する
。そして、冷却水は再度エンジンＥの冷却を行った後に
温水となり、上記と同様の過程を繰り返す。

各収容容器３には内部で発生した水素ガスを通過させる
通過管路６が連通されて下流側に延び、各通過管路６に
は開閉弁７が設けられている。このあと、２本の通過管
路６は１本に合流されてガス管路ｌＯとなり、このガス
管路１０には水素ガスの圧力が予め設定した許容圧力値
を越えたときに開放される機械式の安全弁１１．ガス管
路１０内の水素ガスの圧力及び流量を適正に制御するた
めの圧力制御装置１２及び流量制御装置１３がそれぞれ
設けられている。さらに、これらの上流側に圧力計１．
４〜１６がそれぞれ配置されている。

そして、ガス管路ｌＯはアクセル１７へ延び、同アクセ
ル１７からエンジンＥのキャブレタに連通されている。

なお、手動式の開閉弁８を備えたチャージ管路９は前記
ガス管路１０に連結され、収容容器３内の金属水素化物
が解離されて、合金の水素含有量が低下したとき、水素
ボンベに接続され、水素吸蔵合金に水素を供給し、再度
金属水素化物を形成する。

また、フォークリフトでは荷役系の操作部材が操作され
ると、油圧回路内を繰り返して循環する作動油の温度が
上昇し、この作動油がドレイン管路等を経て、作動油貯
留タンク１８に一旦貯留されるようになっている。同タ
ンク１８は荷役供給管路２３を介して荷役ポンプ２４と
連通され、タンク１８内の作動油が荷役ポンプ２４の作
動により荷役系の油圧回路に供給されるようになってい
そして、この貯留タンク１８は、同タンク１８外に配置
した送油手段としての圧送ポンプ１９に対して給出管路
２０を介して連通され、このポンプ１９から延びる送油
管路２１が２本の進入管路２１８．２１ｂに分岐されて
、これら送油管路２１及び進入管路２１ａ、２１ｂによ
り第２の加熱管路が構成されている。各進入管路２１８
．２１ｂは収容容器３内に進入し、ここで蛇行状に配管
されて収容容器３内の熱効率を高めるように構成されて
いる。

このあと、進入管路２１８．２１ｂは収容容器３外にお
いて、合流して流入管路２２となり、再度タンク１８内
に進入している。そして、ポンプ１９が駆動されると、
タンク１８内の作動油が給出管路２０を経て、送油管路
２１内に圧送され、収容容器３内において金属水素化物
を加熱して水素ガスを放出させる。

前記タンク１８には検出手段としての油温センサ２５が
設けられ、タンク１８内の作動油の温度が常に監視され
ている。この油温センサ２５は前記温度センサ４ととも
に、比較器とスイッチング素子よりな、る駆動手段とし
てのポンプ駆動回路２６に対して接続されている。この
ポンプ駆動回路２６は前記圧送ポンプ１９に接続され、
油温センサ２５が検出する作動油の温度と、温度センサ
４が検出する金属水素化物の温度とを比較して、油温セ
ンサ２５の検出値の方が大きいときにのみ圧送ポンプ１
９を駆動するようになっている。

前記温水管路２内を流れる温水は分岐回路２　ａ　＋２
ｂ内に流れて、収容容器３内の金属水素化物を加熱し、
水素ガスを発生させる。この水素ガスは通過管路６を介
してガス管路１０内に流入し、３個の圧力計１４〜１６
にて圧力が計られながら、アクセル１７の操作量に応じ
た量だけエンジンＥのキャプレタ内に進入して、空気と
混合されたのち燃焼室内において爆発されエンジンＥを
駆動する。

また、エンジンＥの発熱量が低く、温水管路２内を流れ
る温水の温度が充分に上昇していないとき、この温水に
て加熱される金属水素化物の温度も高くはならず、これ
によって放出する水素ガスの量もエンジンＥを駆動する
のに充分でなくなる。

すると、温度センサ４が検出した金属水素化物の低い温
度と、油温センサ２５が検出した作動油の高い温度との
比較結果に基き、ポンプ駆動回路２６が圧送ポンプ１９
を駆動することにより、貯留タンク１８内の作動油が給
出管路２０を介して送油管路２１内に圧送される。この
ため、収容容器３内の金属水素化物は進入管路２１ａ、
２１ｂ内を流れる作動油にて一層加熱されて水素ガスを
放出し、これをエンジンＥに対して追加的に供給する。

よって、温水の低温時における不充分な加熱に起因する
エンジンＥへの水素ガス供給不足は、温水と作動油とを
併用して行う金属水素化物の加熱により解消される。

さらには、油圧回路内を作動油が繰り返して循環すると
、作動油の温度が上昇することにより、回路内の作動油
の流量が増加して、油圧機器の誤動作を招来することが
ある。

本実施例では、高温の作動油を油圧回路から貯留タンク
１．８に貯留し、作動油がこれより温度の低い金属水素
化物を加熱する構成としたため、作動油はこの加熱時に
温度が下げられたのち、貯留タンク１８に再度送られる
。そして、荷役用操作部材の操作により、荷役ポンプ２
４が駆動されると、貯留タンク１８から荷役用油圧回路
に低温化された作動油が供給されるため、油圧回路内で
作動油の温度が極度に高まることが回避され、油圧機器
の誤動作が防止される。

なお、この発明は上記した実施例に限定されるものでは
なく、例えば、 ■作動油の温度だけを検出して、これの温度が所定の値
を越えたとき、コントローラが圧送ポンプ１９を作動さ
せて、送油管路２１内に作動油を送る構成としたり、 ■加熱媒体として、エンジンＥの排気ガスを使用する。

この場合には、温水の循環路はエンジンＥに連結するこ
とな（独立して設け、排ガス管路１の流れる排気ガスに
て加熱されるボイラ内を通過させることにより、循環路
内を流れる温水が加熱される構成としたり、 ■圧送ポンプ１９を省略し、荷役ポンプ２４にポンプ駆
動回路２６を接続して、同荷役ポンプ２４により貯留タ
ンク１８内の作動油を送油管路２１内に圧送する構成と
する、　　　　− 等、発明の趣旨から逸脱しない限りにおいて任意の変更
は熱論可能である。

〔効果〕

以上、詳述したようにこの発明によれば、エンジンの発
熱量が少なく、加熱媒体の温度が低い場合でもエンジン
に供給される水素ガスが不足することなく、常にエンジ
ンが安定した状態で駆動され得るという優れた効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の水素エンジンの駆動装置を示す説明
図、第２図は従来例を示す同じく説明図である。 加熱管路としての温水管路２及び分岐管路２ａ＋２ｂ、
収容手段としての収容容器３、検出手段としての温度セ
ンサ４、送油手段としての圧送ポンプ１９、第２の加熱
管路としての送油管路２１及び進入管路２１ａ、２１ｂ
、駆動手段としてのポンプ駆動回路２６、エンジンＥ。 特許出願人　　株式会社　豊田自動織機製作所新日本製
鐵　株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンと、 前記エンジンに連通し、かつ金属水素化物を収容する収
   容手段と、 前記エンジンの熱により加熱された加熱媒体が通過し、
   かつ前記収容手段内に進入して金属水素化物を加熱して
   、エンジンを駆動するための水素ガスを放出させる加熱
   管路と を備えた油圧機器を有する産業車両における水素エンジ
   ンの駆動装置において、 前記収容容器内に導入された第２の加熱管路と、前記油
   圧機器を駆動する油圧回路内で加熱された作動油の温度
   が所定の温度より上昇したことを検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基き、送油手段を駆動して作
   動油を第２の加熱管路に流入させる駆動手段と を設けてなる水素エンジン車の駆動装置。