JPH02218812A - 水素自動車における燃料タンク加熱装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は水素自動車における燃料タンク加熱装置に係り
、特に燃料タンクから所定量の水素ガスをエンジンに供
給するようにした水素自動車における燃料タンク加熱装
置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）一般に
、水素自動車においては燃料としてランタンニッケル系
合金（ＬａＮｉ５＋微量金属）等の水素吸蔵合金が用い
られる。この水素吸蔵合金は、通常、金属製の燃料タン
クに収容され、この水素吸蔵合金に内臓する水素ガスを
エンジンに供給するようにしている。

ところで、この水素吸蔵合金から発生する水素ガスは水
素吸蔵合金の温度により異なり、高温状態では比較的多
ユの水素ガスを発生するが低温状態、例えば冬期では水
素ガスの発生が少なくなる。

そのため低温時に水素自動車を運転すると、最初は燃料
タンク内の残留水素ガスにより起動されるがしばらくす
るとタンク内の残留水素ガスが無くなるとともに水素吸
蔵合金の発生する水素ガスが少ないので、エンジンに供
給される水素ガスが減少し、水素自動車の運転を行なう
ことができなくなる。特に小形の自動車では燃料タンク
が小さいから、起動不良等を起こしたり、運転途中での
水素ガス切れが生じたりする恐れがあった。

また、燃料タンクに直接に電気ヒータ等を設は水素吸蔵
合金を加熱するものがあるが、その加熱温度が高すぎた
りあるいは低くなりすぎて水素ガスの発生量が多かった
り少なかったりし、エンジンの良好な運転ができない等
の問題点があった。

本発明は上記問題点を解決するために水素自動車のエン
ジンに常に所定二の水素ガスを供給し得るようにした水
素自動車における燃料タンク加熱装置を提供することを
目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、水素吸蔵合金を収容しそこに発生した水素ガ
スをエンジンに供給する燃料タンクと、この燃料タンク
に設けられ、前記水素吸蔵合金の温度を制御する熱交換
器と、この熱交換器に給水される給水温度を制御する温
度制御装置を備えたものである。また、温度制御装置に
は給水の温度を制御する電気ヒータを設けたものであり
、さらにまた、燃料タンクに設けられた熱交換器への給
水管路にはエンジンの排気ガスによって給水を加熱する
給水加熱用熱交換器を設けたものであり、さらに、燃料
タンクに設けられた熱交換器への給水管路はエンジンに
連結されているものである。

（作　用） 水素自動車の起動および走行中に際しては、水素吸蔵合
金が収容されている燃料タンクの熱交換器に前記水素吸
蔵合金の温度を制御する給水が供給される。この給水に
より水素吸蔵合金の温度が適度の温度に調整され、この
水素吸蔵合金に内臓された水素ガスが発生され燃料タン
クに蓄積される。しかして、この蓄積された水素ガスが
開閉バルブ等を介してエンジンに送られエンジンが駆動
される。また上記熱交換器への給水温度は電気ヒータに
より制御することができ、また、給水の温度は前記電気
ヒータとともに排気ガスの排気温度により制御すること
ができる。さらにまた、前記給水温度はエンジンのラジ
ェータ等により制御することができる。

（実施例） 以下添附図面を参照して本発明の一実施例について説明
する。

図中符号１は、内部に水素吸蔵合金（図示せず）を収容
した燃料タンクであって、その燃料タンク１には、その
燃料タンク１内の水素ガスを燃料としてエンジン２に供
給するための開閉バルブ３を有する燃料管４が接続され
ている。

上記燃料タンク１内には、内部に収容された水素吸蔵合
金を加熱するための螺旋管からなる熱交換器５が配設さ
れており、上記熱交換器５の一端は循環ポンプ６を有す
る給水管７を介してエンジン２のウォータチャンバー（
図示せず）の一端に接続されている。また、上記エンジ
ン２のウォータチャンバーの他端には給水管８が接続さ
れており、その給水管８が給水加熱用熱交換器９、ウォ
ータチャンバー１０および加熱チャンバー１１を介して
前記熱交換器５に接続されている。

上記給水加熱用熱交換器９は、外胴９ａ内に熱交換管９
ｂを配設したものであって、熱交換器９ｂの一端に前記
給水管８が連結されている。

方、外胴９ａには、その前後部に、それぞれエンジン２
の排気管１２から分岐された分岐導管１３ａ、１３ｂが
接続されており、排気管１２と分岐導管１３ａの分岐部
に、電磁装置１４によって開閉制御される制御バルブ１
５が設けられている。

上記給水加熱用熱交換器９の外胴９ａの一側には前記ウ
ォターチャンパー１０が連接されており、そのウォター
チャンパー１０には前記循環ポンプ６の下流側から分岐
された分岐導管１６が接続されており、上記分岐導管１
６と給水管７との分岐部には電磁装置１７によって開閉
制御される制御バルブ１８が設けられている。また、上
記ウォターチャンパー１０内には、そのウォターチャン
パー１０内の給水温度を検出するサーミスタ等の温度検
出器１９が設けられており、この温度検出器１９で検出
された給水温度信号が温度制御装置２０に入力されるよ
うにしである。

また、上記ウォターチャンパー１０には加熱チャンバー
１１が接続されており、その加熱チャンバー１１内には
電気ヒータ２１が設けられている。

上記電気ヒータ２１にはバッテリー等の電源２２が接続
されており、上記ウォターチャンパー１０の給水温度が
予定値より低いときに温度制御装置２０からの制御信号
によって開閉器２３が動作され、上記電気ヒータ２１が
付勢されるようにしである。

一方、前記給水管７と給水管８間にはエンジン２に並列
にラジェータ２４が接続されており、給水管７とラジェ
ータ２４を接続する導管２５には電磁装置２６によって
開閉制御される制御バルブ２７設けられている。

このように構成した水素自動車の燃料タンク加熱装置に
おいて、始動時に温度制御装置２０の電源（図示せず）
が入れられると、ウォターチャンパー１０の給水温度Ｔ
が検出器１９により検出される。また、この電源投入に
より循環ポンプ６が運転され熱交換器５等の給水が循環
させられる。

ウォターチャンパー１０の検出温度Ｔは、燃料タンク１
内の水素吸蔵合金から水素ガスが発生しない低温度Ｔｏ
、初期的水素ガスが発生する初期温度Ｔ１、適正な水素
ガスが発生する適温度Ｔ２および超過水素ガスが発生す
る高温度Ｔ３があり、それぞれの検出温度に応じ温度制
御装置２０がら電磁装置１４．１７．２７等に制御信号
が送れ、これらが制御される。

先ず、水素吸蔵合金から水素ガスを発生しない低温度Ｔ
ｏ、例えば冬期等の運転制御について説明する。

温度検出器１９によりウォターチャンパー１０の給水温
度Ｔｏが検出されると、その温度信号Ｔｏが温度制御装
置２０に送られる。この温度信号は、さらに、温度制御
装置２０により適宜に変換されて運転席（図示せず）と
電磁装置１７および開閉器２３に送られる。運転席でこ
の温度信号ＴＯを受けるとエンジン２が起動不能状態で
あることを知らされる。また、電磁装置１７が温度信号
ＴＯを受けると、この電磁装置１７の制御バルブ１８が
操作され、熱交換器５、循環ポンプ６、分岐導管１６、
ウォターチャンパー１０、加熱チャンバー１１を介して
前記熱交換器５に至る給水管路が形成される。また、開
閉器２３が温度信号Ｔｏを受けるとこの開閉器２３が閉
成され、電源２２から電気ヒータ２１に電力が供給され
、電気ヒータ２１が加熱され加熱チャンバー１１の給水
、即ち給水管路中の給水が加熱される。

この加熱によりウォターチャンパー１０の水温度Ｔが上
昇され、初期的水素ガスを発生する温度Ｔ１になり、つ
いで適温度Ｔ２にまで達する。このウォターチャンパー
１０の適温度Ｔ２は温度検出器１９により検出され、そ
の適温信号が温度制御装置２０に送られる。この温度制
御装置２０がこの適温信号を受けると、その適温信号が
運転席に送られ運転者に運転できる状態を知らされる。

この状態でエンジン２を起動すると、燃料タンク１から
所定量の水素ガスがエンジン２に供給され、正常の運転
を行うことができる。

また、この制御信号は開閉器２３に送られ、この開閉器
２３を開き電気ヒータ２１の加熱が中止され、また、制
御信号は電磁装置１７にも送られ、この電磁装置１７を
付勢して制御バルブ１８が切替えられる。この切替によ
り、熱交換器５の給水が循環ポンプ６により給水管７、
エンジン２のウォターチャンバー、給水管８、給水加熱
用熱交換器９、ウォタチャンパー１０．加熱チャンバー
１１を介して熱交換器５に至る給水管路を循環される。

この給水管路が切替わるとき、−時的に給水温度が温度
低下することがあるが、このようなときは前記温度制御
装置２０の制御信号が再び開閉器２３に送られ、電気ヒ
ータ２］が再加熱され適温度Ｔ２が維持される。

この適温度Ｔ２のときは温度制御装置２ｏの制御信号が
電磁装置１５に送られ、制御バルブ１４が操作され、排
気管１２と分岐導管１３ａとが連通させられ、運転中の
エンジン２の排気ガスが給水加熱用熱交換器９に導かれ
る。このようにすると熱交換器９がエンジン２の排気ガ
スにより加熱され、給水を比較的に安定した温度に維持
させることができる。

そのため熱交換器５には常に所定温度の給水が供給され
、燃料タンク１の内部の水素吸蔵合金の温度が適温度に
維持される。そのため、この水素吸蔵合金から一定の水
素ガスがエンジン２に供給され、エンジン２を継続運転
をさせることができる。

このような運転において、給水回路の給水がエンジン２
の発熱等により加熱され高温Ｔ３になることがある。そ
のようなときは温度制御装置２゜からの制御信号が電磁
装置１４に送られ制御バルブ１５が切替えられ排気ガス
がそのまま大気に放出されて熱交換器９の加熱が中止さ
れる。また、この制御信号が電磁装置２６に送られ制御
バルブ２６が切替えられ、給水管路の給水がエンジン２
のウォタチャンバーからバイパスさせられラジエタ２４
に流され、給水がラジエタ２４により冷却され低下され
る。そのため、熱交換器５の給水温度が常に所定値に維
持される。

温度が低下したら、再び温度制御装置２０からの制御信
号が電磁装置１４および電磁装置２６に送られ、これら
の制御バルブ１５．２７が操作され、ラジエタ２４での
冷却が停止され、排気ガスにより熱交換器９の加熱が再
開される。

次に、起動時の温度が水素吸蔵合金から適正に水素ガス
を発生する温度Ｔ２である場合には、この適温度信号Ｔ
２が温度制御装置２０を介して運転席に送られ、エンジ
ン２を直に運転することができる。この場合の給水管路
の運転はウォタチャンパー１０の温度が適正の温度Ｔ２
の状態から前記動作と同様に行われる。

〔発明の効果〕

水素吸蔵合金を収容する燃料タンクに熱交換器を設け、
この熱交換器の給水温度を温度検出器と温度制御装置に
より水素吸蔵合金から適正に水素ガスを発生する温度に
制御したから、冬期等の低温運転においてエンジンを始
動するときは勿論のこと通常運転においても燃料切れ等
を起さないで状態で良好に運転することができる。

また、給水管路は常に温度制御装置によりその温度が検
出され、電気ヒータ、排気ガス使用の給水用熱交換器、
ラジエタ付きエンジンの冷却回路の給水管路の給水温度
が適正な温度になるように熱交換器の給水温度を制御す
るようにしたから、燃料タンクからエンジンに安定した
水素ガスを供給することができる。

１・・・燃料タンク、２・・・エンジン、５・・・熱交
換器、６・・・循環ポンプ、７．８・・・給水管、９・
・・給水加熱用熱交換器、１０・・−ウォターチャンバ
ー、１１・・・加熱チャンバー、１２・・・排気管、１
３ａ、１３ｂ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水素吸蔵合金を収容しそこに発生した水素ガスをエ
   ンジンに供給する燃料タンクと、この燃料タンクに設け
   られ前記水素吸蔵合金の温度を制御する熱交換器と、こ
   の熱交換器に供給される給水温度を制御する温度制御装
   置とを有する水素自動車における燃料タンク加熱装置。 ２、前記温度制御装置には給水温度を制御する電気ヒー
   タを設けたことを特徴とする請求項１記載の水素自動車
   における燃料タンク加熱装置。 ３、前記燃料タンクに設けられた熱交換器への給水管路
   にはエンジンの排気ガスによって給水を加熱する給水加
   熱用熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   水素自動車における燃料タンク加熱装置。