JPH04187825A - 水素エンジン装置 - 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） 本願発明は、水素エンジン装置に関するものである。

（従来の技術） 近年、無公害エンジンとして、水素ガスを燃料として用
いる水素エンジン装置の開発が進められている。

例えば、特開平１−２３０１１９号公報に開示されてい
るように、水素吸蔵合金を内蔵する水素発生タンクとエ
ンジン本体とを連結し、水素吸蔵合金を加熱すべき熱媒
が循環する熱媒回路を備え、前記水素発生タンクにおい
て発生した水素ガスをエンジン本体に燃料として供給す
る如く構成された水素エンジン装置が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記公知例における水素エンジン装置の場合、始動時に
おいては水素発生タンクから供給される水素ガス量が十
分に得られないため、エンジン本体への供給水素ガス量
がエンジンを始動させるに足るものとならない。従って
、始動スイッチのＯＮ作動と同時にエンジン本体のスタ
ータモータを駆動させると、エンジン本体への供給水素
ガス量が十分となるまでエンジンが始動を開始しないと
ころから、その間に消費される水素ガスおよびスタータ
モータ駆動用電力が無駄となるという不具合がある。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、水素エ
ンジン装置の始動を効率良く行い得るようにすることを
目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本願発明では、上記課題を解決するための手段として、
水素吸蔵合金を内蔵する水素発生タンクとエンジン本体
とを連結し、水素吸蔵合金を加熱すべき熱媒が循環する
熱媒回路を備え、前記水素発生タンクにおいて発生した
水素ガスを水素供給回路を介してエンジン本体に燃料と
して供給する如く構成された水素エンジン装置において
、前記水素供給回路に、水素ガスを貯溜すべく構成され
た圧力タンクを介設し、且つ該圧力タンク内における水
素ガスの圧力が所定値以上になるまで前記エンジン本体
の始動を規制する制御手段を付設している。

（作　用） 本願発明では、上記手段１こよって次のような作用が得
られる。

即ち、エンジン始動スイッチがＯＮされた場合には、水
素供給回路の圧力タンク内における水素ガス圧力が所定
値に達した時点て初めてエンジン本体か始動せしめられ
ることとなる。

（発明の効果） 本願発明によれば、水素吸蔵合金を内蔵する水素発生タ
ンクとエンジン本体とを連結し、水素吸蔵合金を加熱す
べき熱媒が循環する熱媒回路を備え、前記水素発生タン
クにおいて発生した水素カスを水素供給回路を介してエ
ンジン本体に燃料として供給する如く構成された水素エ
ンジン装置において；前記水素供給回路に、水素ガスを
貯溜すべく構成された圧力タンクを介設し、且つ該圧力
タンク内における水素ガスの圧力が所定値以」二になる
まで前記エンジン本体の始動を規制する制御手段を付設
して、エンジン始動スイッチがＯＮされた場合には、圧
力タンク内における水素ガス圧力が所定値に達した時点
で初めてエンジン本体が始動せしめられるようにしたの
で、始動時における水素ガスおよびスタータモータ駆動
用電力の浪費を防止することができるという優れた効果
がある。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施例
を説明する。

本実施例の水素エンジン装置は、自動車エンジン用とし
て使用されるものであり、第１図図示の如く、エンジン
本体ｌと、水素吸蔵合金を内蔵する水素発生タンク２と
、該水素発生タンク２と前記エンジン本体１とを連結し
、水素吸蔵合金を加熱すべき熱媒が循環する熱媒回路３
と、前記水素発生タンク２において発生せしめられた水
素ガスをエンジン本体！に燃料として供給する水素供給
回路４とを備えている。前記エンジン本体１は、水素ガ
スを燃料として作動すべく構成された内燃機関とされて
いる。また、前記水素発生タンク２は公知のものであり
、例えば、Ｔ　ｉＦ　ｅＨやＬａＮｉ、Ｈ８等の水素吸
蔵合金が密閉容器内に内蔵されている。なお、これらの
水素吸蔵合金は、温度の上昇（あるいは、水素分圧の低
下）に伴って水素を放出し、温度の低下（あるいは、水
素分圧の上昇）に伴って水素を吸蔵する作用を有してい
る。

前記熱媒回路３は、エンジン本体Ｉの冷却水通路（図示
省略）に接続されており、始動後においては、前記熱媒
回路３には、エンジン本体ｌ内に内蔵されているつ］−
ターポンプ（図示省略）の駆動作用により冷却水（即ち
、熱媒）が循環せしめられることとなっている。

そして、前記水素供給回路４の途中には、前記水素発生
タンク２において発生した水素ガスを一時的に貯溜する
ことにより水素ガスの圧力を所定値（即ち、エンジン本
体ｌを始動さＵ“るに十分な水素ガス圧力）にまで上昇
せしめるための圧力タンク５が介設されている。

前記熱媒回路３には、エンジン本体ｌから水素発生タン
ク２に至る往路３ａと、水素発生タンク２からエンジン
本体ｌに至る復路３ｂとを短絡するバイパス回路６が設
けられており、該バイパス回路６には、熱媒循環用の熱
媒ポンプ７か介設されている。また、前記水素発生タン
ク２の直上流における往路熱媒回路３ａには、始動時に
のみ作動する加熱手段である電気ヒータ８が設けられて
いる。

前記バイパス回路６の分岐点には、三方電磁弁からなる
第１および第２切換弁９．１０が介設されている。該第
１および第２切換弁９．ＩＯは、始動時には熱媒が点線
矢印で示す方向に流れ、始動後には熱媒が実線矢印で示
す方向に流れるように切換作動される。

図面中、符号１１は熱媒回路３の人口側における熱媒温
度Ｔを検知するための温度センサー、１２は圧力タンク
５内の圧力Ｐが所定値Ｐ。に達した時点でＯＮ作動する
圧力スイッチ、１３はスタータモータ、Ｉ４はスタータ
モータ１３への通電を制御するためのスタータリレー、
１５は水素ガスの逆流を防止するための逆止弁である。

そして、本実施例の場合、前記エンジン本体Ｉ、熱媒ポ
ンプ７、電気ヒータ８、第１および第２切換弁９，１０
は、第２図図示の如く、前記温度センサー１１および圧
力スイッチ１２からの信号に基づいて作動する制御手段
１６により作動制御されることとなっている。該制御手
段１６は、例えばマイクロコンピュータからなっている
。

ついて、図示の水素エンジン装置の始動時における制御
を、第３図図示のフローチャートを参照して説明する。

始動時においては、まずステップＳｌにおいて温度セン
サー１１から熱媒温度Ｔが入力される。

そして、ステップＳ、において圧力スイッチ１２がＯＮ
作動したか否かの判定がなされ、圧力スイッチ１２がＯ
Ｎ作動していない場合（即ち、ｐ＜ｐ。

の場合）には、ステップＳ３に進み、第１および第２切
換弁９．１０がバイパス回路６側に切換作動せしめられ
るとともに、熱媒ポンプ７および電気ヒータ８がＯＮ状
態とされ、熱媒がバイパス回路６および水素発生タンク
２を含むショートサーキットにおいて循環せしめられる
。従って、当該循環熱媒により水素発生タンク２が加熱
されることとなる結果、水素発生タンク２からの水素ガ
ス発生か得られることとなる。かくして発生ローシめら
れた水素ガスは水素供給回路１２を介して圧力タンク５
に供給される。そして、水素発生タンク２からの水素ガ
スの供給により圧力タンク５の圧力Ｐが上昇するが、該
圧力Ｐか前記所定値Ｐ。に達すると圧力スイッチＩ２が
ＯＮ作動する。すると、制御手段１６による制御は、ス
テップＳ、を経てステップＳ４に進み、スタータリレー
１４がＯＮ作動せしめられてスタータモータ１３への通
電が開始され、エンジン本体１が始動せしめられる。

該エンジン本体ｌの始動に伴ってエンジン冷却水が熱媒
回路３を流通することとなるが、始動当初においてはエ
ンジン冷却水の温度が低いため、水素発生タンク２にお
ける水素吸蔵合金から水素を放出し得るに足る温度とな
っていないところから、前記バイパス回路６における熱
媒循環は継続され　′る。そして、熱媒回路３の入口側
の温度Ｔが設定温度Ｔ。（即ち、水素吸蔵合金から水素
を放出させるに足る温度）に達したとステップＳ、にお
いて判定されると、制御手段１６による制御はステップ
Ｓ６に進み、第１および第２切換弁９．ｌＯが熱媒回路
３側へ復帰作動せしめられるとともに、熱媒ポンプ７お
よび電気ヒータ８がＯＦＦ状態とされ、通常運転に移行
される。この通常運転においては、熱媒回路３を介して
供給される熱媒（本実施例の場合、エンジン冷却水）に
より水素発生タンク２内の水素吸蔵合金が加熱され、該
水素吸蔵合金からの水素放出が得られることとなる。

上記した如く、本実施例においては、エンジン始動スイ
ッチがＯＮされた場合には、圧力タンク５内における水
素ガス圧力Ｐが所定値Ｐｏに達した時点で初めてエンジ
ン本体１が始動せしめられることとなっているため、始
動時における水素ガスおよびスタータモータ駆動用電力
の浪費を防止することができるのである。

本願発明は、上記実施例の構成に限定されるものではな
く、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更
可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の゛実施例にかかる水素エンジン装置
の概略構成図、第２図は第１図図示の水素エンジン装置
のブロック図、第３図は第１図図示の水素エンジン装置
の始動時における制御を説明するためのフローチャート
である。 ｌ・・・・・エンジン本体 ２・、・・・・水素発生タンク ３・・・・・熱媒回路 ４・・・・・水素供給回路 ５・・・・・圧力タンク Ｉ６・・・・制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、水素吸蔵合金を内蔵する水素発生タンクとエンジン
   本体とを連結し、水素吸蔵合金を加熱すべき熱媒が循環
   する熱媒回路を備え、前記水素発生タンクにおいて発生
   した水素ガスを水素供給回路を介してエンジン本体に燃
   料として供給する如く構成された水素エンジン装置であ
   って、前記水素供給回路には、水素ガスを貯溜すべく構
   成された圧力タンクが介設され、且つ該圧力タンク内に
   おける水素ガスの圧力が所定値以上になるまで前記エン
   ジン本体の始動を規制する制御手段が付設されているこ
   とを特徴とする水素エンジン装置。