JPH0650214A - 水素エンジンに対する水素ガス供給装置 - Google Patents
水素エンジンに対する水素ガス供給装置Info
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- JPH0650214A JPH0650214A JP4202522A JP20252292A JPH0650214A JP H0650214 A JPH0650214 A JP H0650214A JP 4202522 A JP4202522 A JP 4202522A JP 20252292 A JP20252292 A JP 20252292A JP H0650214 A JPH0650214 A JP H0650214A
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- hydrogen
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
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- F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
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- Y10S123/12—Hydrogen
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 常温近傍の特定温度範囲で所定圧の水素を放
出するＭＨ合金タンク４に、エンジン１を冷却する冷却
水を熱媒として循環させる。エンジン１からの冷却水温
度が上記特定温度範囲を超えたとき、ＭＨ合金タンク４
を通過した後の温度低下を生じた冷却水を、熱媒バイパ
ス配管３４を通して流入側にバイパスさせて混合し、こ
れにより、ＭＨ合金タンク４への熱媒の流入温度を上記
特定範囲内に維持する。 【効果】 一種類のＭＨ合金タンク４を備えるのみで始
動時から走行時までの水素ガスの供給が可能であるの
で、従来の始動用と走行用との二種類のＭＨ合金タンク
を設けていた場合に比べ、始動性が向上し、燃費効率が
向上する。
出するＭＨ合金タンク４に、エンジン１を冷却する冷却
水を熱媒として循環させる。エンジン１からの冷却水温
度が上記特定温度範囲を超えたとき、ＭＨ合金タンク４
を通過した後の温度低下を生じた冷却水を、熱媒バイパ
ス配管３４を通して流入側にバイパスさせて混合し、こ
れにより、ＭＨ合金タンク４への熱媒の流入温度を上記
特定範囲内に維持する。 【効果】 一種類のＭＨ合金タンク４を備えるのみで始
動時から走行時までの水素ガスの供給が可能であるの
で、従来の始動用と走行用との二種類のＭＨ合金タンク
を設けていた場合に比べ、始動性が向上し、燃費効率が
向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素エンジンに対する
水素ガス供給装置に関するものである。
水素ガス供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、無公害のエンジンシステムの一つ
として水素エンジンの開発が進められている。このよう
な水素エンジンに燃料としての水素を供給するため、例
えば特開昭６２−２７９２６４号公報や特開昭６３−２
４６４５８号公報等には、水素の吸蔵および放出を行う
金属水素化物（以下、ＭＨ合金という）を用い、このＭ
Ｈ合金を内蔵させたタンク（以下、ＭＨ合金タンクとい
う）を車両に搭載させた構成が開示されている。
として水素エンジンの開発が進められている。このよう
な水素エンジンに燃料としての水素を供給するため、例
えば特開昭６２−２７９２６４号公報や特開昭６３−２
４６４５８号公報等には、水素の吸蔵および放出を行う
金属水素化物（以下、ＭＨ合金という）を用い、このＭ
Ｈ合金を内蔵させたタンク（以下、ＭＨ合金タンクとい
う）を車両に搭載させた構成が開示されている。
【０００３】ところで、ＭＨ合金タンクに吸蔵されてい
る水素を、水素エンジン内への噴射に必要な所定の放出
圧（例えば４〜１０気圧、以下、適正放出圧という）で
放出させるためには、上記適正放出圧に応じた温度にＭ
Ｈ合金タンクを保持することが必要であり、このため
に、上記特開昭６３−２４６４５８号公報記載の水素エ
ンジンシステムでは、エンジンからの排気ガスとの熱交
換で温水を生成し、この温水を加熱媒体（以下、熱媒と
いう）としてＭＨ合金タンクに循環させるようになって
いる。
る水素を、水素エンジン内への噴射に必要な所定の放出
圧（例えば４〜１０気圧、以下、適正放出圧という）で
放出させるためには、上記適正放出圧に応じた温度にＭ
Ｈ合金タンクを保持することが必要であり、このため
に、上記特開昭６３−２４６４５８号公報記載の水素エ
ンジンシステムでは、エンジンからの排気ガスとの熱交
換で温水を生成し、この温水を加熱媒体（以下、熱媒と
いう）としてＭＨ合金タンクに循環させるようになって
いる。
【０００４】一方、エンジンのシリンダブロック等に
は、通常、過熱を防止するために冷却水が循環されてい
る。この冷却水は、走行中には９０℃を超える温度まで
昇温し、したがって、この冷却水をＭＨ合金タンクに熱
媒として循環させる構成とすることによって、前記のよ
うに排ガスで温水を生成させる構成よりも全体の構成を
より簡素なものとすることができる。
は、通常、過熱を防止するために冷却水が循環されてい
る。この冷却水は、走行中には９０℃を超える温度まで
昇温し、したがって、この冷却水をＭＨ合金タンクに熱
媒として循環させる構成とすることによって、前記のよ
うに排ガスで温水を生成させる構成よりも全体の構成を
より簡素なものとすることができる。
【０００５】このようにエンジン冷却水を熱媒としてＭ
Ｈ合金タンクに循環させるシステムでは、従来、例えば
図２中、一点鎖線で示すように、６０〜９０℃の温度範
囲で放出圧が前記適正放出圧となるＭＨ合金を内蔵する
タンクを、走行用ＭＨ合金タンクとして車両に搭載させ
ている。
Ｈ合金タンクに循環させるシステムでは、従来、例えば
図２中、一点鎖線で示すように、６０〜９０℃の温度範
囲で放出圧が前記適正放出圧となるＭＨ合金を内蔵する
タンクを、走行用ＭＨ合金タンクとして車両に搭載させ
ている。
【０００６】なお、エンジンの始動時においては、常温
（１５〜２５℃）近傍の外気とほぼ同一温度の冷却水を
循環させても、上記のような走行用ＭＨ合金タンクでは
適正放出圧での水素放出は得られない。このため、従来
は始動用のＭＨ合金タンクが車両にさらに搭載されてい
る。この始動用ＭＨ合金タンクには、図２中、二点鎖線
で示すように、外気温度が１０℃程度で上記の適正放出
圧が得られる温度−放出圧特性を有するＭＨ合金が内蔵
されており、この始動用ＭＨ合金タンクからの水素でエ
ンジンを始動し、その後の暖気運転で冷却水が例えば６
０℃を超えたときに、エンジンへの水素の供給を始動用
タンクから走行用タンクに切換え、さらに切換え後のエ
ンジンの運転状態の安定化を待って、車両の走行が開始
されるようになっている。
（１５〜２５℃）近傍の外気とほぼ同一温度の冷却水を
循環させても、上記のような走行用ＭＨ合金タンクでは
適正放出圧での水素放出は得られない。このため、従来
は始動用のＭＨ合金タンクが車両にさらに搭載されてい
る。この始動用ＭＨ合金タンクには、図２中、二点鎖線
で示すように、外気温度が１０℃程度で上記の適正放出
圧が得られる温度−放出圧特性を有するＭＨ合金が内蔵
されており、この始動用ＭＨ合金タンクからの水素でエ
ンジンを始動し、その後の暖気運転で冷却水が例えば６
０℃を超えたときに、エンジンへの水素の供給を始動用
タンクから走行用タンクに切換え、さらに切換え後のエ
ンジンの運転状態の安定化を待って、車両の走行が開始
されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように始動用と走行用との二種類のＭＨ合金タンクを搭
載する構成では、エンジン始動後の暖気運転によって冷
却水の温度が上昇し、始動用タンクから走行用タンクに
切換えるまでは車両の走行が開始されないために、始動
性が低下したものとなっている。また、暖気運転時に始
動用ＭＨ合金タンクから取出される水素は車両の走行に
は利用されず、その分、実際の走行距離に対する燃費効
率が低下するものともなっている。
ように始動用と走行用との二種類のＭＨ合金タンクを搭
載する構成では、エンジン始動後の暖気運転によって冷
却水の温度が上昇し、始動用タンクから走行用タンクに
切換えるまでは車両の走行が開始されないために、始動
性が低下したものとなっている。また、暖気運転時に始
動用ＭＨ合金タンクから取出される水素は車両の走行に
は利用されず、その分、実際の走行距離に対する燃費効
率が低下するものともなっている。
【０００８】一方、前記のような始動用ＭＨ合金を、１
０気圧よりも充分に高い耐圧を有する高圧容器に内蔵さ
せ、走行中もこの容器からの水素をエンジンに供給する
ように構成することも考えられるが、このような高圧容
器を車両に搭載する場合には、安全性を確保するための
種々の付加構成がさらに必要となって構成が複雑になる
と共に、軽量化が図れないという問題を生じるものとな
る。
０気圧よりも充分に高い耐圧を有する高圧容器に内蔵さ
せ、走行中もこの容器からの水素をエンジンに供給する
ように構成することも考えられるが、このような高圧容
器を車両に搭載する場合には、安全性を確保するための
種々の付加構成がさらに必要となって構成が複雑になる
と共に、軽量化が図れないという問題を生じるものとな
る。
【０００９】本発明は、上記した問題点に鑑みなされた
ものであって、その目的は、始動性を確保し得ると共
に、燃費効率の向上や、構成の簡素化・軽量化を図るこ
とが可能であり、さらに、より安定した水素の供給が可
能な水素エンジンに対する水素ガス供給装置を提供する
ことにある。
ものであって、その目的は、始動性を確保し得ると共
に、燃費効率の向上や、構成の簡素化・軽量化を図るこ
とが可能であり、さらに、より安定した水素の供給が可
能な水素エンジンに対する水素ガス供給装置を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１記載の水素エンジンに対する水
素ガス供給装置は、エンジンの運転に必要な所定圧の水
素の放出が常温近傍の特定温度範囲で生じる水素吸蔵合
金タンクと、エンジンを冷却する冷却水を水素吸蔵合金
タンクに循環させる循環配管と、この循環配管を通して
水素吸蔵合金タンクからエンジン側へと返流される冷却
水を水素吸蔵合金タンクの流入側にバイパスさせる熱媒
バイパス配管と、循環配管を通してエンジン側から水素
吸蔵合金タンクに供給される冷却水温度が上記特定温度
範囲を超えるとき、熱媒バイパス配管を通してのバイパ
ス流をエンジン側からの冷却水に混合して水素吸蔵合金
タンクへと流入させることにより、流入冷却水温度を上
記特定温度範囲内に保持する温度調整手段とが設けられ
ていることを特徴としている。
めに、本発明の請求項１記載の水素エンジンに対する水
素ガス供給装置は、エンジンの運転に必要な所定圧の水
素の放出が常温近傍の特定温度範囲で生じる水素吸蔵合
金タンクと、エンジンを冷却する冷却水を水素吸蔵合金
タンクに循環させる循環配管と、この循環配管を通して
水素吸蔵合金タンクからエンジン側へと返流される冷却
水を水素吸蔵合金タンクの流入側にバイパスさせる熱媒
バイパス配管と、循環配管を通してエンジン側から水素
吸蔵合金タンクに供給される冷却水温度が上記特定温度
範囲を超えるとき、熱媒バイパス配管を通してのバイパ
ス流をエンジン側からの冷却水に混合して水素吸蔵合金
タンクへと流入させることにより、流入冷却水温度を上
記特定温度範囲内に保持する温度調整手段とが設けられ
ていることを特徴としている。
【００１１】また、請求項２記載の水素エンジンに対す
る水素ガス供給装置は、上記請求項１記載の装置におい
て、エンジンを冷却するエンジン側循環経路内のサーモ
スタットが作動して、過熱した冷却水を降温させるため
の熱交換器を通して冷却水が循環するように上記エンジ
ン側循環経路の切換えが行われたときに、上記熱交換器
通過前の冷却水から通過後の冷却水に切換えて水素吸蔵
合金タンクへと送るための切換配管が、前記循環配管に
設けられていることを特徴としている。
る水素ガス供給装置は、上記請求項１記載の装置におい
て、エンジンを冷却するエンジン側循環経路内のサーモ
スタットが作動して、過熱した冷却水を降温させるため
の熱交換器を通して冷却水が循環するように上記エンジ
ン側循環経路の切換えが行われたときに、上記熱交換器
通過前の冷却水から通過後の冷却水に切換えて水素吸蔵
合金タンクへと送るための切換配管が、前記循環配管に
設けられていることを特徴としている。
【００１２】
【作用】上記請求項１記載の構成によれば、水素吸蔵合
金タンクで、エンジンの運転に必要な所定圧（以下、適
正放出圧という）の水素の放出が常温近傍の特定温度範
囲で生じることから、このタンクから放出される水素に
てエンジンの始動を行うことができる。そして、エンジ
ンの運転を継続し、水素吸蔵合金タンクに循環させる冷
却水温度が上記特定温度範囲を超える場合には、熱媒バ
イパス配管を通してのバイパス流をエンジン側からの冷
却水に混合して水素吸蔵合金タンクへと流入させる。
金タンクで、エンジンの運転に必要な所定圧（以下、適
正放出圧という）の水素の放出が常温近傍の特定温度範
囲で生じることから、このタンクから放出される水素に
てエンジンの始動を行うことができる。そして、エンジ
ンの運転を継続し、水素吸蔵合金タンクに循環させる冷
却水温度が上記特定温度範囲を超える場合には、熱媒バ
イパス配管を通してのバイパス流をエンジン側からの冷
却水に混合して水素吸蔵合金タンクへと流入させる。
【００１３】つまり、水素吸蔵合金タンク通過後の冷却
水は、水素吸蔵合金における水素の放出に伴う吸熱によ
って流入前より温度低下を生じる。この冷却水を、エン
ジン側から供給される冷却水と適度に混合することで、
水素吸蔵合金タンクへの流入温度を上記特定温度範囲内
に維持することができる。これにより、エンジンの始動
後、冷却水温度が上昇する場合でも、水素吸蔵合金タン
クから上記の適正放出圧を維持して水素の放出を継続さ
せることができる。
水は、水素吸蔵合金における水素の放出に伴う吸熱によ
って流入前より温度低下を生じる。この冷却水を、エン
ジン側から供給される冷却水と適度に混合することで、
水素吸蔵合金タンクへの流入温度を上記特定温度範囲内
に維持することができる。これにより、エンジンの始動
後、冷却水温度が上昇する場合でも、水素吸蔵合金タン
クから上記の適正放出圧を維持して水素の放出を継続さ
せることができる。
【００１４】したがって、上記では、一種類の水素吸蔵
合金タンクを備えるのみで始動時から走行時まで水素ガ
スをエンジンへと供給することが可能であるので、従来
の始動用と走行用の二種類の水素吸蔵合金タンクを設
け、始動後の暖気運転を経て走行が開始されていた場合
に比べ、始動性が向上すると共に、燃費効率を向上する
ことができる。また、上記では、水素吸蔵合金タンクを
高圧容器とする必要がないので、全体構成の軽量化・簡
素化を図ることができる。
合金タンクを備えるのみで始動時から走行時まで水素ガ
スをエンジンへと供給することが可能であるので、従来
の始動用と走行用の二種類の水素吸蔵合金タンクを設
け、始動後の暖気運転を経て走行が開始されていた場合
に比べ、始動性が向上すると共に、燃費効率を向上する
ことができる。また、上記では、水素吸蔵合金タンクを
高圧容器とする必要がないので、全体構成の軽量化・簡
素化を図ることができる。
【００１５】また、請求項２記載の構成によれば、サー
モスタットの作動により熱交換器を通して冷却水が循環
するようなエンジン側での循環経路の切換えに合わせ
て、水素吸蔵合金タンクへは上記熱交換器通過後の冷却
水を送るようになっている。このため、過度に温度上昇
を生じた冷却水は水素吸蔵合金タンクへは供給されず、
したがって、エンジン側からの供給冷却水とバイパス流
との混合割合の調整幅をそれほど大きなものとしなくと
も、水素吸蔵合金タンクへの流入冷却水温度の変動を小
さくすることができる。この結果、流入冷却水温度を特
定温度範囲内により確実に保持することができるので、
より安定した水素の放出状態を継続させることが可能と
なる。
モスタットの作動により熱交換器を通して冷却水が循環
するようなエンジン側での循環経路の切換えに合わせ
て、水素吸蔵合金タンクへは上記熱交換器通過後の冷却
水を送るようになっている。このため、過度に温度上昇
を生じた冷却水は水素吸蔵合金タンクへは供給されず、
したがって、エンジン側からの供給冷却水とバイパス流
との混合割合の調整幅をそれほど大きなものとしなくと
も、水素吸蔵合金タンクへの流入冷却水温度の変動を小
さくすることができる。この結果、流入冷却水温度を特
定温度範囲内により確実に保持することができるので、
より安定した水素の放出状態を継続させることが可能と
なる。
【００１６】
〔実施例１〕本発明の一実施例について図１および図２
に基づいて説明すれば、以下の通りである。図１に示す
ように、本実施例における水素エンジンは、相互に対向
配置された二気筒のロータリエンジン１・１から成って
いる。これらエンジン１・１には、吸気管２と排気管３
とが接続されると共に、さらに、複数の水素吸蔵合金タ
ンク（以下、ＭＨ合金タンクという）４…から延びる水
素ガス供給管５が接続されている。この水素ガス供給管
５には圧力調整器６が介設されると共に、この圧力調整
器６とエンジン１・１との間に、アクセルペダル７や、
図示しないエンジン制御装置により駆動されるステップ
モータ８に連動してエンジン１・１への水素ガスの供給
量を調整する流量制御器９・１０等が介設されている。
に基づいて説明すれば、以下の通りである。図１に示す
ように、本実施例における水素エンジンは、相互に対向
配置された二気筒のロータリエンジン１・１から成って
いる。これらエンジン１・１には、吸気管２と排気管３
とが接続されると共に、さらに、複数の水素吸蔵合金タ
ンク（以下、ＭＨ合金タンクという）４…から延びる水
素ガス供給管５が接続されている。この水素ガス供給管
５には圧力調整器６が介設されると共に、この圧力調整
器６とエンジン１・１との間に、アクセルペダル７や、
図示しないエンジン制御装置により駆動されるステップ
モータ８に連動してエンジン１・１への水素ガスの供給
量を調整する流量制御器９・１０等が介設されている。
【００１７】上記水素ガス供給管５における圧力調整器
６とＭＨ合金タンク４…との間には、圧力調整器６側か
ら順次、水素供給バルブ１１・水素元バルブ１２・リリ
ーフバルブ１３が介設されると共に、水素供給バルブ１
１と水素元バルブ１２との間に、圧力センサ１４と供給
ガス流量計１５とが接続されている。また、水素元バル
ブ１２とリリーフバルブ１３との間の部位に、水素ガス
充填用配管１６がさらに接続され、この水素ガス充填用
配管１６には充填用開閉操作弁１７が介設されると共
に、充填ガス流量計１８が接続されている。なお、上記
の水素元バルブ１２と充填用開閉操作弁１７とはそれぞ
れ手動式の開閉弁にて構成されている。
６とＭＨ合金タンク４…との間には、圧力調整器６側か
ら順次、水素供給バルブ１１・水素元バルブ１２・リリ
ーフバルブ１３が介設されると共に、水素供給バルブ１
１と水素元バルブ１２との間に、圧力センサ１４と供給
ガス流量計１５とが接続されている。また、水素元バル
ブ１２とリリーフバルブ１３との間の部位に、水素ガス
充填用配管１６がさらに接続され、この水素ガス充填用
配管１６には充填用開閉操作弁１７が介設されると共
に、充填ガス流量計１８が接続されている。なお、上記
の水素元バルブ１２と充填用開閉操作弁１７とはそれぞ
れ手動式の開閉弁にて構成されている。
【００１８】一方、前記エンジン１・１の各ロータハウ
ジング１ａ・１ａ等のエンジン構成部品には、これらの
過熱を防止するために冷却水が循環するようになってい
る。このための冷却水往管２１と冷却水復管２２とがエ
ンジン１・１に接続されており、冷却水循環ポンプ２３
を運転することによって、図中実線矢印で示すように、
冷却水が冷却水往管２１からエンジン１・１を通して冷
却水復管２２へと循環する。
ジング１ａ・１ａ等のエンジン構成部品には、これらの
過熱を防止するために冷却水が循環するようになってい
る。このための冷却水往管２１と冷却水復管２２とがエ
ンジン１・１に接続されており、冷却水循環ポンプ２３
を運転することによって、図中実線矢印で示すように、
冷却水が冷却水往管２１からエンジン１・１を通して冷
却水復管２２へと循環する。
【００１９】また、上記冷却水復管２２にはサーモスタ
ット２４が介設されており、このサーモスタット２４と
冷却水循環ポンプ２３の吸込側との間に、ラジエータか
ら成る熱交換器２５の介設されたバイパス配管２６が接
続されている。上記の循環水の温度がサーモスタット２
４での設定温度を超えると、サーモスタット２４内で冷
却水復管２２からバイパス配管２６へと向かう流路が開
き、これによって、熱交換器２５を通して冷却水が流れ
ることで、過熱した冷却水が空気との熱交換により冷却
される。
ット２４が介設されており、このサーモスタット２４と
冷却水循環ポンプ２３の吸込側との間に、ラジエータか
ら成る熱交換器２５の介設されたバイパス配管２６が接
続されている。上記の循環水の温度がサーモスタット２
４での設定温度を超えると、サーモスタット２４内で冷
却水復管２２からバイパス配管２６へと向かう流路が開
き、これによって、熱交換器２５を通して冷却水が流れ
ることで、過熱した冷却水が空気との熱交換により冷却
される。
【００２０】上記の冷却水復管２２には、サーモスタッ
ト２４よりもエンジン１・１側の部位に、熱媒用往管３
１がさらに接続されている。この熱媒用往管３１は、エ
ンジン１・１を循環する冷却水の一部を冷却水復管２２
から分流させて熱媒として各ＭＨ合金タンク４…に供給
するためのものであって、先端側は複数の分岐往管３１
ａ…に分岐されて各ＭＨ合金タンク４…に接続されてい
る。一方、前記バイパス配管２６における冷却水循環ポ
ンプ２３と熱交換器２５との間の部位に熱媒用復管３２
が接続され、この熱媒用復管３２の先端側は複数の分岐
復管３２ａ…に分岐されて各ＭＨ合金タンク４…に接続
されている。
ト２４よりもエンジン１・１側の部位に、熱媒用往管３
１がさらに接続されている。この熱媒用往管３１は、エ
ンジン１・１を循環する冷却水の一部を冷却水復管２２
から分流させて熱媒として各ＭＨ合金タンク４…に供給
するためのものであって、先端側は複数の分岐往管３１
ａ…に分岐されて各ＭＨ合金タンク４…に接続されてい
る。一方、前記バイパス配管２６における冷却水循環ポ
ンプ２３と熱交換器２５との間の部位に熱媒用復管３２
が接続され、この熱媒用復管３２の先端側は複数の分岐
復管３２ａ…に分岐されて各ＭＨ合金タンク４…に接続
されている。
【００２１】上記熱媒用往管３１と熱媒用復管３２とに
より熱媒をＭＨ合金タンク４…に循環させる循環配管が
構成されており、熱媒用復管３２に介設されている熱媒
循環ポンプ３３を運転することによって、図中破線矢印
で示すように、エンジン１・１を循環する冷却水の一部
が、冷却水復管２２から熱媒用往管３１・分岐往管３１
ａ…を通して各ＭＨ合金タンク４…に供給され、そし
て、分岐復管３２ａ…・熱媒用復管３２を通してバイパ
ス配管２６から冷却水往管２１へと返流されるようにな
っている。
より熱媒をＭＨ合金タンク４…に循環させる循環配管が
構成されており、熱媒用復管３２に介設されている熱媒
循環ポンプ３３を運転することによって、図中破線矢印
で示すように、エンジン１・１を循環する冷却水の一部
が、冷却水復管２２から熱媒用往管３１・分岐往管３１
ａ…を通して各ＭＨ合金タンク４…に供給され、そし
て、分岐復管３２ａ…・熱媒用復管３２を通してバイパ
ス配管２６から冷却水往管２１へと返流されるようにな
っている。
【００２２】さらに、上記熱媒用往管３１と熱媒用復管
３２との間には、これらを相互に接続する熱媒バイパス
配管３４が設けられている。この熱媒バイパス配管３４
にはバイパス用ポンプ３５とバイパス用バルブ３６とが
温度調整手段として介設されており、バイパス用バルブ
３６を開弁してバイパス用ポンプ３５を作動すると、熱
媒用復管３２を通してバイパス配管２６側へと返流され
る冷却水の一部が、図中一点鎖線矢印で示すように、熱
媒バイパス配管３４を通して熱媒用往管３１へとバイパ
スされ、これによって、熱媒用往管３１の先端側で、冷
却水復管２２から供給される冷却水に上記のバイパス流
が混合され、この混合された冷却水が各ＭＨ合金タンク
４…に流入する。
３２との間には、これらを相互に接続する熱媒バイパス
配管３４が設けられている。この熱媒バイパス配管３４
にはバイパス用ポンプ３５とバイパス用バルブ３６とが
温度調整手段として介設されており、バイパス用バルブ
３６を開弁してバイパス用ポンプ３５を作動すると、熱
媒用復管３２を通してバイパス配管２６側へと返流され
る冷却水の一部が、図中一点鎖線矢印で示すように、熱
媒バイパス配管３４を通して熱媒用往管３１へとバイパ
スされ、これによって、熱媒用往管３１の先端側で、冷
却水復管２２から供給される冷却水に上記のバイパス流
が混合され、この混合された冷却水が各ＭＨ合金タンク
４…に流入する。
【００２３】なお、冷却水復管２２への熱媒用往管３１
の接続点近傍に、冷却水復管２２を流れる冷却水温度Ｔ
W を検出する冷却水温センサ４１が接続されている。ま
た、熱媒用往管３１先端側には、ＭＨ合金タンク４…に
流入する冷却水の温度を熱媒入口温度Ｔi として検出す
る供給熱媒温度センサ４２が接続されている。
の接続点近傍に、冷却水復管２２を流れる冷却水温度Ｔ
W を検出する冷却水温センサ４１が接続されている。ま
た、熱媒用往管３１先端側には、ＭＨ合金タンク４…に
流入する冷却水の温度を熱媒入口温度Ｔi として検出す
る供給熱媒温度センサ４２が接続されている。
【００２４】一方、各ＭＨ合金タンク４…にはヒータ４
５が巻装されている。後述するように、外気温度が低い
ときの始動時等において、このヒータ４５にバッテリ等
の外部電源からの電力を供給して発熱させることで、各
ＭＨ合金タンク４…を加熱し、これによって、水素ガス
の放出を生じさせ得るようになっている。また、熱媒用
往管３１と熱媒用復管３２とには、ＭＨ合金タンク４…
に水素ガスを外部から供給して吸蔵させるときに、ＭＨ
合金タンク４…に外部から低温熱媒を循環させるための
低温熱媒供給配管４３、低温熱媒排出配管４４がそれぞ
れ接続されている。
５が巻装されている。後述するように、外気温度が低い
ときの始動時等において、このヒータ４５にバッテリ等
の外部電源からの電力を供給して発熱させることで、各
ＭＨ合金タンク４…を加熱し、これによって、水素ガス
の放出を生じさせ得るようになっている。また、熱媒用
往管３１と熱媒用復管３２とには、ＭＨ合金タンク４…
に水素ガスを外部から供給して吸蔵させるときに、ＭＨ
合金タンク４…に外部から低温熱媒を循環させるための
低温熱媒供給配管４３、低温熱媒排出配管４４がそれぞ
れ接続されている。
【００２５】上記の各ＭＨ合金タンク４…内には、図２
に実線で示すような温度−放出圧特性を有するＭＨ合金
がそれぞれ内蔵されている。すなわち、ほぼ１０℃程度
で、エンジン１・１内への噴射に必要な所定の放出圧
（以下、適正放出圧という）の下限圧力（４気圧）で水
素を放出する。そして、温度の増加に伴って放出圧力が
増加し、ほぼ３５℃程度のとき、上記適正放出圧の上限
圧力（１０気圧）で水素を放出する。
に実線で示すような温度−放出圧特性を有するＭＨ合金
がそれぞれ内蔵されている。すなわち、ほぼ１０℃程度
で、エンジン１・１内への噴射に必要な所定の放出圧
（以下、適正放出圧という）の下限圧力（４気圧）で水
素を放出する。そして、温度の増加に伴って放出圧力が
増加し、ほぼ３５℃程度のとき、上記適正放出圧の上限
圧力（１０気圧）で水素を放出する。
【００２６】したがって、上記のようなＭＨ合金タンク
を内蔵するＭＨ合金タンク４…で水素ガスを放出させて
エンジン１・１での継続的な運転状態を得るためには、
ＭＨ合金タンク４…を１０℃から３５℃の範囲の温度に
維持する必要がある。このために、前記冷却水温センサ
４１および供給熱媒温度センサ４２での検出温度に基づ
いて、ＭＨ合金タンク４…への冷却水の循環制御が図示
しない制御装置によって行われるようになっており、以
下、このような水素エンジンシステムを搭載した車両で
の具体的な制御例について説明する。なお、冷却水は、
エンジン１・１の停止状態では外気とほぼ同一温度であ
り、エンジン１・１の運転の継続に伴って例えば９０℃
を超える温度まで昇温する。
を内蔵するＭＨ合金タンク４…で水素ガスを放出させて
エンジン１・１での継続的な運転状態を得るためには、
ＭＨ合金タンク４…を１０℃から３５℃の範囲の温度に
維持する必要がある。このために、前記冷却水温センサ
４１および供給熱媒温度センサ４２での検出温度に基づ
いて、ＭＨ合金タンク４…への冷却水の循環制御が図示
しない制御装置によって行われるようになっており、以
下、このような水素エンジンシステムを搭載した車両で
の具体的な制御例について説明する。なお、冷却水は、
エンジン１・１の停止状態では外気とほぼ同一温度であ
り、エンジン１・１の運転の継続に伴って例えば９０℃
を超える温度まで昇温する。
【００２７】まず、始動時前に、水素元バルブ１２が手
動にて開弁され、その後、イグニッションキーのＯＮ操
作が行われると、冷却水循環ポンプ２３および熱媒循環
ポンプ３３をＯＮし、これによって、冷却水のエンジン
１・１への循環と共に、その一部のＭＨ合金タンク４…
への循環が開始される。同時に水素供給バルブ１１が開
弁される。
動にて開弁され、その後、イグニッションキーのＯＮ操
作が行われると、冷却水循環ポンプ２３および熱媒循環
ポンプ３３をＯＮし、これによって、冷却水のエンジン
１・１への循環と共に、その一部のＭＨ合金タンク４…
への循環が開始される。同時に水素供給バルブ１１が開
弁される。
【００２８】この時、圧力センサ１４での検出圧力が４
気圧を超えている場合には、その圧力の安定状態を例え
ば５秒程度の間確認した後、エンジン１・１を始動す
る。なお、外気温度が１０℃よりも低く、これによって
ＭＨ合金タンク４…の温度も低いために圧力センサ１４
での検出圧力が４気圧未満であるときには、車室内のイ
ンストルメントパネルに設けられている低温インジケー
タ（図示せず）を点灯すると共に、ヒータ４５への通電
を開始して、このヒータ４５によるＭＨ合金タンク４…
の加熱を行う。以降、ヒータ４５に対しては、圧力セン
サ１４での検出圧力に基づいて、通電・非通電を切換え
る制御が継続される。このようなヒータ４５への通電に
よってＭＨ合金タンク４…が昇温し、水素ガスの放出圧
力が４気圧に達した時に、上記同様にエンジン１・１が
始動される。
気圧を超えている場合には、その圧力の安定状態を例え
ば５秒程度の間確認した後、エンジン１・１を始動す
る。なお、外気温度が１０℃よりも低く、これによって
ＭＨ合金タンク４…の温度も低いために圧力センサ１４
での検出圧力が４気圧未満であるときには、車室内のイ
ンストルメントパネルに設けられている低温インジケー
タ（図示せず）を点灯すると共に、ヒータ４５への通電
を開始して、このヒータ４５によるＭＨ合金タンク４…
の加熱を行う。以降、ヒータ４５に対しては、圧力セン
サ１４での検出圧力に基づいて、通電・非通電を切換え
る制御が継続される。このようなヒータ４５への通電に
よってＭＨ合金タンク４…が昇温し、水素ガスの放出圧
力が４気圧に達した時に、上記同様にエンジン１・１が
始動される。
【００２９】エンジン１・１が始動され、このエンジン
１・１を循環する冷却水の温度が３５℃に達するまで
は、熱媒循環ポンプ３３のＯＮ状態が保持される。これ
により、冷却水復管２２を流れる冷却水の一部が熱媒用
往管３１へと分流され、これが、分岐往管３１ａ…を通
して各ＭＨ合金タンク４…に流入し、さらに、分岐復管
３２ａ…から熱媒用復管３２を通してエンジン１・１側
へとへ返流するように循環する。
１・１を循環する冷却水の温度が３５℃に達するまで
は、熱媒循環ポンプ３３のＯＮ状態が保持される。これ
により、冷却水復管２２を流れる冷却水の一部が熱媒用
往管３１へと分流され、これが、分岐往管３１ａ…を通
して各ＭＨ合金タンク４…に流入し、さらに、分岐復管
３２ａ…から熱媒用復管３２を通してエンジン１・１側
へとへ返流するように循環する。
【００３０】そして、エンジン１・１の運転を継続して
冷却水の温度が上昇し、冷却水温度ＴW が３５℃を超え
たことが検出されると、上記から、バイパス用ポンプ３
５をＯＮにすると共にバイパス用バルブ３６を開弁し
て、ＭＨ合金タンク４…から熱媒用復管３２を通してエ
ンジン１・１側に返流される冷却水を、熱媒バイパス配
管３４を通してバイパスさせる。これにより、このバイ
パス流と、エンジン１・１側から供給される冷却水との
混合流が、ＭＨ合金タンク４…に流入する。
冷却水の温度が上昇し、冷却水温度ＴW が３５℃を超え
たことが検出されると、上記から、バイパス用ポンプ３
５をＯＮにすると共にバイパス用バルブ３６を開弁し
て、ＭＨ合金タンク４…から熱媒用復管３２を通してエ
ンジン１・１側に返流される冷却水を、熱媒バイパス配
管３４を通してバイパスさせる。これにより、このバイ
パス流と、エンジン１・１側から供給される冷却水との
混合流が、ＭＨ合金タンク４…に流入する。
【００３１】ＭＨ合金タンク４…内における水素の放出
は吸熱反応であるため、ＭＨ合金タンク４…を通過する
冷却水は、ＭＨ合金タンク４…への流入時の温度から、
例えば１５℃程度の温度低下を生じる。このような温度
低下を生じた冷却水を、エンジン１・１側から供給され
る高温の熱媒に適度に混合することによって、ＭＨ合金
タンク４…への流入温度が３５℃以下に保持される。な
お、混合割合は、バイパス用ポンプ３５とバイパス用バ
ルブ３６とを間欠的にＯＮ／ＯＦＦ制御することによっ
て調整することが可能であり、エンジン１・１側から供
給される冷却水温度が高い程、バイパス用ポンプ３５の
ＯＮ動作期間とバイパス用バルブ３６の開弁時間とを長
くする制御を行う。
は吸熱反応であるため、ＭＨ合金タンク４…を通過する
冷却水は、ＭＨ合金タンク４…への流入時の温度から、
例えば１５℃程度の温度低下を生じる。このような温度
低下を生じた冷却水を、エンジン１・１側から供給され
る高温の熱媒に適度に混合することによって、ＭＨ合金
タンク４…への流入温度が３５℃以下に保持される。な
お、混合割合は、バイパス用ポンプ３５とバイパス用バ
ルブ３６とを間欠的にＯＮ／ＯＦＦ制御することによっ
て調整することが可能であり、エンジン１・１側から供
給される冷却水温度が高い程、バイパス用ポンプ３５の
ＯＮ動作期間とバイパス用バルブ３６の開弁時間とを長
くする制御を行う。
【００３２】このように、本実施例においては、エンジ
ン１・１を冷却するための冷却水を、ＭＨ合金タンク４
…での水素の放出に必要な熱量の付与媒体として利用
し、しかも、上記のような制御によって、エンジン１・
１の運転に伴って温度上昇を生じる冷却水のほぼ全体の
温度範囲にわたって、ＭＨ合金タンク４…を１０〜３５
℃の所定の温度範囲に維持し得るものとなっている。
ン１・１を冷却するための冷却水を、ＭＨ合金タンク４
…での水素の放出に必要な熱量の付与媒体として利用
し、しかも、上記のような制御によって、エンジン１・
１の運転に伴って温度上昇を生じる冷却水のほぼ全体の
温度範囲にわたって、ＭＨ合金タンク４…を１０〜３５
℃の所定の温度範囲に維持し得るものとなっている。
【００３３】したがって、前述したように、従来の始動
時と走行時とに対応した二種のＭＨ合金タンクを設け、
始動用ＭＨ合金タンクからの水素で始動した後に暖気運
転を行い、その後、走行用ＭＨ合金タンクに切換えて走
行を開始していた場合の構成に比べ、本実施例では、ほ
ぼ始動用に相当する一種類のＭＨ合金タンク４…を備え
るのみで始動時から走行時まで、水素ガスをエンジン１
・１へ安定して供給することが可能となっているので、
従来の暖気運転に相当する操作が不要であり、エンジン
の始動後にすぐに走行を開始することができるので、始
動性が向上すると共に、燃費効率が向上する。また、Ｍ
Ｈ合金タンク４…を高圧容器とする必要もないので、全
体構成の簡素化・軽量化を図ることができる。
時と走行時とに対応した二種のＭＨ合金タンクを設け、
始動用ＭＨ合金タンクからの水素で始動した後に暖気運
転を行い、その後、走行用ＭＨ合金タンクに切換えて走
行を開始していた場合の構成に比べ、本実施例では、ほ
ぼ始動用に相当する一種類のＭＨ合金タンク４…を備え
るのみで始動時から走行時まで、水素ガスをエンジン１
・１へ安定して供給することが可能となっているので、
従来の暖気運転に相当する操作が不要であり、エンジン
の始動後にすぐに走行を開始することができるので、始
動性が向上すると共に、燃費効率が向上する。また、Ｍ
Ｈ合金タンク４…を高圧容器とする必要もないので、全
体構成の簡素化・軽量化を図ることができる。
【００３４】なお、上述した始動時および走行時以外で
の水素エンジンシステムにおける制御仕様について列記
すれば、以下の通りである。 （１） 停止時には、イグニッションキーのＯＦＦ操作
で全てのバルブを閉弁すると共に、ポンプをＯＦＦにす
る。なお、バルブの閉弁は、水素供給バルブ１１を最初
に閉弁する。
の水素エンジンシステムにおける制御仕様について列記
すれば、以下の通りである。 （１） 停止時には、イグニッションキーのＯＦＦ操作
で全てのバルブを閉弁すると共に、ポンプをＯＦＦにす
る。なお、バルブの閉弁は、水素供給バルブ１１を最初
に閉弁する。
【００３５】（２） 車両保管時には、イグニッション
キーがＯＦＦに維持されていることで、全てのバルブの
閉弁状態と、ポンプのＯＦＦ状態を保持する。
キーがＯＦＦに維持されていることで、全てのバルブの
閉弁状態と、ポンプのＯＦＦ状態を保持する。
【００３６】（３） 緊急時、例えばエンジン１・１の
異常燃焼等で走行が不安定になった場合、或いは、バッ
クファイヤー等が発生した場合等には、別途設けられて
いる緊急遮断スイッチが運転者によってＯＦＦ操作され
ることによって、イグニッションキーがＯＮ状態でも、
水素供給バルブ１１を閉弁し、その後、全てのバルブを
閉弁すると共に、ポンプをＯＦＦにする。
異常燃焼等で走行が不安定になった場合、或いは、バッ
クファイヤー等が発生した場合等には、別途設けられて
いる緊急遮断スイッチが運転者によってＯＦＦ操作され
ることによって、イグニッションキーがＯＮ状態でも、
水素供給バルブ１１を閉弁し、その後、全てのバルブを
閉弁すると共に、ポンプをＯＦＦにする。
【００３７】（４） 水素漏れが生じ、別途設けられて
いる水素センサで水素漏れが検知された場合には、イン
ストルメントパネルのウォーニングランプを点灯し、同
時にブザーを作動する。
いる水素センサで水素漏れが検知された場合には、イン
ストルメントパネルのウォーニングランプを点灯し、同
時にブザーを作動する。
【００３８】（５） 衝突時において、圧力センサ１４
での検出圧力に急激な低下が検知された時、全てのバル
ブの閉弁とポンプのＯＦＦ操作とを行う。
での検出圧力に急激な低下が検知された時、全てのバル
ブの閉弁とポンプのＯＦＦ操作とを行う。
【００３９】一方、ＭＨ合金タンク４…への水素注入
は、イグニッションキーをＯＦＦにして、水素ガス充填
用配管１６に水素充填ホースを接続すると共に、低温熱
媒供給配管４３および低温熱媒排出配管４４に給排水ホ
ースをそれぞれ接続し、外部から低温の熱媒をＭＨ合金
タンク４…へと供給しながら、上記水素ガス充填用配管
１６を通してＭＨ合金タンク４…へと水素を供給するこ
とにより行われる。
は、イグニッションキーをＯＦＦにして、水素ガス充填
用配管１６に水素充填ホースを接続すると共に、低温熱
媒供給配管４３および低温熱媒排出配管４４に給排水ホ
ースをそれぞれ接続し、外部から低温の熱媒をＭＨ合金
タンク４…へと供給しながら、上記水素ガス充填用配管
１６を通してＭＨ合金タンク４…へと水素を供給するこ
とにより行われる。
【００４０】このとき、水素ガス充填用配管１６に接続
されている充填ガス流量計１８での計測値から、その
後、供給ガス流量計１５での計測値を減算した値が、車
室内のインストルメントパネルにおける燃料表示計に残
量として表示される。
されている充填ガス流量計１８での計測値から、その
後、供給ガス流量計１５での計測値を減算した値が、車
室内のインストルメントパネルにおける燃料表示計に残
量として表示される。
【００４１】〔実施例２〕本発明の他の実施例について
図３および図４に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。なお、説明の便宜上、前記の実施例の図面に示した
部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記
してその説明を省略する。
図３および図４に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。なお、説明の便宜上、前記の実施例の図面に示した
部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記
してその説明を省略する。
【００４２】本実施例における水素ガス供給装置では、
前記図１に示す構成に加え、図３に示すように、熱媒用
往管３１に、冷却水復管２２側から順次、第１切換バル
ブ５１と熱媒供給元バルブ５２とが介設され、また、こ
れら第１切換バルブ５１と熱媒供給元バルブ５２との間
の部位と、バイパス配管２６における熱媒用復管３２の
接続点ａと熱交換器２５との間の部位とを、第２切換バ
ルブ５４の介設された切換配管５３で相互に接続した構
成となっている。
前記図１に示す構成に加え、図３に示すように、熱媒用
往管３１に、冷却水復管２２側から順次、第１切換バル
ブ５１と熱媒供給元バルブ５２とが介設され、また、こ
れら第１切換バルブ５１と熱媒供給元バルブ５２との間
の部位と、バイパス配管２６における熱媒用復管３２の
接続点ａと熱交換器２５との間の部位とを、第２切換バ
ルブ５４の介設された切換配管５３で相互に接続した構
成となっている。
【００４３】これにより、前記の実施例に比べて、ＭＨ
合金タンク４…に流入する冷却水の温度を、１０〜３５
℃の範囲内により精度良く制御することが可能となって
おり、以下、その制御の一例について表１を参照して説
明する。
合金タンク４…に流入する冷却水の温度を、１０〜３５
℃の範囲内により精度良く制御することが可能となって
おり、以下、その制御の一例について表１を参照して説
明する。
【００４４】
【表１】
【００４５】表１に示すように、冷却水温センサ４１で
検出される冷却水温度ＴW と、熱媒入口温度センサ４２
で検出される熱媒入口温度Ｔi とに基づいて、制御モー
ド〜に示すような制御動作状態の切換えが行われ
る。まず、制御モードは、始動時に、前述したヒータ
４５への通電によってＭＨ合金タンク４…の加熱が開始
されたときの制御であって、この状態で始動された場合
には、熱媒入口温度Ｔiが例えば１５℃に達するまで、
熱媒供給元バルブ５２および第２切換バルブ５４を開弁
して、熱媒循環ポンプ３３を作動する。これにより、熱
媒循環ポンプ３３から吐出される冷却水が、切換配管５
３を介して熱媒用往管３１・ＭＨ合金タンク４…・熱媒
用復管３２と閉ループ状に循環し、冷却水循環ポンプ２
３によって冷却水往管２１・エンジン１・冷却水復管２
２を循環するエンジン側の経路とはほぼ独立した循環状
態となる。したがって、エンジン側の低温の冷却水はＭ
Ｈ合金タンク４…側へは殆ど流入せず、このため、ヒー
タ４５によるＭＨ合金タンク４…の加熱が速やかに行わ
れる。
検出される冷却水温度ＴW と、熱媒入口温度センサ４２
で検出される熱媒入口温度Ｔi とに基づいて、制御モー
ド〜に示すような制御動作状態の切換えが行われ
る。まず、制御モードは、始動時に、前述したヒータ
４５への通電によってＭＨ合金タンク４…の加熱が開始
されたときの制御であって、この状態で始動された場合
には、熱媒入口温度Ｔiが例えば１５℃に達するまで、
熱媒供給元バルブ５２および第２切換バルブ５４を開弁
して、熱媒循環ポンプ３３を作動する。これにより、熱
媒循環ポンプ３３から吐出される冷却水が、切換配管５
３を介して熱媒用往管３１・ＭＨ合金タンク４…・熱媒
用復管３２と閉ループ状に循環し、冷却水循環ポンプ２
３によって冷却水往管２１・エンジン１・冷却水復管２
２を循環するエンジン側の経路とはほぼ独立した循環状
態となる。したがって、エンジン側の低温の冷却水はＭ
Ｈ合金タンク４…側へは殆ど流入せず、このため、ヒー
タ４５によるＭＨ合金タンク４…の加熱が速やかに行わ
れる。
【００４６】次に、表１に示す制御モードは、始動時
にヒータ４５への通電が必要でない時に開始される制
御、或いは制御モードの状態を継続して熱媒入口温度
Ｔi が１５℃を超えたことが検出された時に切換えられ
る制御である。これは、冷却水温度ＴW が３５℃以下で
あり、かつ、熱媒入口温度Ｔi が１０〜３０℃であるこ
とを前提に、制御モードの状態から、第２切換バルブ
５４を閉、第１切換バルブ５１を開に切換えて行うもの
で、これにより、エンジン１・１を通過して幾分温度上
昇を生じたエンジン１・１側の冷却水が、熱媒用往管３
１からＭＨ合金タンク４…へと導かれ、この冷却水が、
ＭＨ合金タンク４…を１０〜３０℃に保持するように循
環する。
にヒータ４５への通電が必要でない時に開始される制
御、或いは制御モードの状態を継続して熱媒入口温度
Ｔi が１５℃を超えたことが検出された時に切換えられ
る制御である。これは、冷却水温度ＴW が３５℃以下で
あり、かつ、熱媒入口温度Ｔi が１０〜３０℃であるこ
とを前提に、制御モードの状態から、第２切換バルブ
５４を閉、第１切換バルブ５１を開に切換えて行うもの
で、これにより、エンジン１・１を通過して幾分温度上
昇を生じたエンジン１・１側の冷却水が、熱媒用往管３
１からＭＨ合金タンク４…へと導かれ、この冷却水が、
ＭＨ合金タンク４…を１０〜３０℃に保持するように循
環する。
【００４７】そして、運転の継続によって冷却水温度Ｔ
W が３５℃を超えた場合、制御モードもしくはの制
御にさらに切換えられる。これら制御モード・で
は、第１切換バルブ５１および熱媒供給元バルブ５２を
開弁して冷却水復管２２を流れるエンジン側の冷却水を
ＭＨ合金タンク４…へと導くと共に、バイパス用バルブ
３６を開弁し、バイパス用ポンプ３５をＯＮにすること
によって、熱媒用復管３２から熱媒バイパス配管３４を
通してバイパスさせ、エンジン側からの供給冷却水とバ
イパス流とを混合してＭＨ合金タンク４…へと流入させ
る。
W が３５℃を超えた場合、制御モードもしくはの制
御にさらに切換えられる。これら制御モード・で
は、第１切換バルブ５１および熱媒供給元バルブ５２を
開弁して冷却水復管２２を流れるエンジン側の冷却水を
ＭＨ合金タンク４…へと導くと共に、バイパス用バルブ
３６を開弁し、バイパス用ポンプ３５をＯＮにすること
によって、熱媒用復管３２から熱媒バイパス配管３４を
通してバイパスさせ、エンジン側からの供給冷却水とバ
イパス流とを混合してＭＨ合金タンク４…へと流入させ
る。
【００４８】このとき、第１切換バルブ５１および熱媒
供給元バルブ５２の開閉操作と熱媒循環ポンプ３３のＯ
Ｎ／ＯＦＦとを間欠的に行うが、閉時間・ＯＦＦ時間に
対する開時間・ＯＮ時間の割合を変化させることで、上
記の混合比が調整される。このために、例えば、図４に
おけるＡパターン・Ｂパターンに示すように、ＯＮ時間
・開時間の割合が異なる二種類の制御パターンが設けら
れている。
供給元バルブ５２の開閉操作と熱媒循環ポンプ３３のＯ
Ｎ／ＯＦＦとを間欠的に行うが、閉時間・ＯＦＦ時間に
対する開時間・ＯＮ時間の割合を変化させることで、上
記の混合比が調整される。このために、例えば、図４に
おけるＡパターン・Ｂパターンに示すように、ＯＮ時間
・開時間の割合が異なる二種類の制御パターンが設けら
れている。
【００４９】そして、制御モードに示すように、熱媒
入口温度Ｔi が２０〜３０℃の範囲のときには、第１切
換バルブ５１および熱媒供給元バルブ５２の開閉と熱媒
循環ポンプ３３のＯＮ／ＯＦＦとをＡパターンで行う一
方、制御モードに示すように、熱媒入口温度Ｔi が１
０〜２０℃の範囲のときには、上記のＡパターンよりも
ＯＮ時間・開時間の長いＢパターンで、第１切換バルブ
５１および熱媒供給元バルブ５２の開閉と、熱媒循環ポ
ンプ３３のＯＮ／ＯＦＦとを制御する。これにより、熱
媒入口温度Ｔi が高いときには加熱された冷却水の混入
割合を小さくして熱媒入口温度Ｔi の上昇を抑え、熱媒
入口温度Ｔi が低いときには、加熱された冷却水の混入
割合を大きくして熱媒入口温度Ｔi の低下を抑えるよう
な制御が行われる。この結果、熱媒入口温度Ｔi は１０
〜３０℃の温度範囲に、より安定的に維持される。
入口温度Ｔi が２０〜３０℃の範囲のときには、第１切
換バルブ５１および熱媒供給元バルブ５２の開閉と熱媒
循環ポンプ３３のＯＮ／ＯＦＦとをＡパターンで行う一
方、制御モードに示すように、熱媒入口温度Ｔi が１
０〜２０℃の範囲のときには、上記のＡパターンよりも
ＯＮ時間・開時間の長いＢパターンで、第１切換バルブ
５１および熱媒供給元バルブ５２の開閉と、熱媒循環ポ
ンプ３３のＯＮ／ＯＦＦとを制御する。これにより、熱
媒入口温度Ｔi が高いときには加熱された冷却水の混入
割合を小さくして熱媒入口温度Ｔi の上昇を抑え、熱媒
入口温度Ｔi が低いときには、加熱された冷却水の混入
割合を大きくして熱媒入口温度Ｔi の低下を抑えるよう
な制御が行われる。この結果、熱媒入口温度Ｔi は１０
〜３０℃の温度範囲に、より安定的に維持される。
【００５０】さらに、冷却水温度ＴW が上昇して９０℃
を超える場合、表１の制御モードもしくはに切換え
られる。これは、上記の制御モード・から、第１切
換バルブ５１を閉、第２切換バルブ５４を開にして行う
ものである。このとき、エンジン１・１側を循環する冷
却水は、サーモスタット２４を通して冷却水復管２２か
ら、バイパス配管２６に介設されている熱交換器２５を
通過する経路に変更されており、この熱交換器２５での
外気との熱交換により、冷却水温度ＴW が９０℃を超え
る場合でも、熱交換器２５通過後には、例えば６０℃程
度まで降温される。この冷却水の一部が、切換配管５３
を通して熱媒用往管３１からＭＨ合金タンク４…へと導
かれる。
を超える場合、表１の制御モードもしくはに切換え
られる。これは、上記の制御モード・から、第１切
換バルブ５１を閉、第２切換バルブ５４を開にして行う
ものである。このとき、エンジン１・１側を循環する冷
却水は、サーモスタット２４を通して冷却水復管２２か
ら、バイパス配管２６に介設されている熱交換器２５を
通過する経路に変更されており、この熱交換器２５での
外気との熱交換により、冷却水温度ＴW が９０℃を超え
る場合でも、熱交換器２５通過後には、例えば６０℃程
度まで降温される。この冷却水の一部が、切換配管５３
を通して熱媒用往管３１からＭＨ合金タンク４…へと導
かれる。
【００５１】そして、この場合にも、熱媒入口温度Ｔi
が２０〜３０℃のときには、制御モードのように、第
２切換バルブ５４および熱媒供給元バルブ５２の開閉操
作と、熱媒循環ポンプ３３のＯＮ／ＯＦＦ制御とを前記
のＡパターンで行う一方、熱媒入口温度Ｔi が１０〜２
０℃のときには、制御モードのように、上記の各機器
５２・５４・３３をＢパターンでそれぞれ制御すること
によって、熱媒入口温度Ｔi を１０〜３０℃の範囲でよ
り安定的に維持するようになっている。
が２０〜３０℃のときには、制御モードのように、第
２切換バルブ５４および熱媒供給元バルブ５２の開閉操
作と、熱媒循環ポンプ３３のＯＮ／ＯＦＦ制御とを前記
のＡパターンで行う一方、熱媒入口温度Ｔi が１０〜２
０℃のときには、制御モードのように、上記の各機器
５２・５４・３３をＢパターンでそれぞれ制御すること
によって、熱媒入口温度Ｔi を１０〜３０℃の範囲でよ
り安定的に維持するようになっている。
【００５２】なお、熱媒入口温度Ｔi が３０℃を超える
場合には、制御パターンに示すように、第１切換バル
ブ５１・熱媒供給元バルブ５２・第２切換バルブ５４を
それぞれ閉弁すると共に、熱媒循環ポンプ３３をＯＦＦ
にして、エンジン１・１側からの冷却水の供給は行わ
ず、バイパス用バルブ３６を開弁し、バイパス用ポンプ
３５をＯＮにすることで、熱媒バイパス配管３４を通し
てＭＨ合金タンク４…側だけで冷却水が循環する状態と
される。
場合には、制御パターンに示すように、第１切換バル
ブ５１・熱媒供給元バルブ５２・第２切換バルブ５４を
それぞれ閉弁すると共に、熱媒循環ポンプ３３をＯＦＦ
にして、エンジン１・１側からの冷却水の供給は行わ
ず、バイパス用バルブ３６を開弁し、バイパス用ポンプ
３５をＯＮにすることで、熱媒バイパス配管３４を通し
てＭＨ合金タンク４…側だけで冷却水が循環する状態と
される。
【００５３】以上のような制御を行うことによって、走
行時においてもＭＨ合金タンク４…には１０〜３０℃に
温度調整された冷却水が循環することとなり、これによ
って、始動時から走行時にいたるまで、ＭＨ合金タンク
４…から４〜１０気圧の圧力範囲で水素ガスを放出させ
て、安定した走行を継続することができる。
行時においてもＭＨ合金タンク４…には１０〜３０℃に
温度調整された冷却水が循環することとなり、これによ
って、始動時から走行時にいたるまで、ＭＨ合金タンク
４…から４〜１０気圧の圧力範囲で水素ガスを放出させ
て、安定した走行を継続することができる。
【００５４】そして、本実施例においては、エンジン側
の冷却水循環経路におけるサーモスタット２４が作動し
て、経路の切換えが行われた場合には、熱交換器２５通
過後の冷却水をＭＨ合金タンク４…へと送るようになっ
ている。したがって、エンジン側から過度に温度上昇を
生じた冷却水がＭＨ合金タンク４…へと導かれることが
ないので、エンジン側からの供給冷却水とバイパス流と
の混合割合の調整幅をそれほど大きなものとしなくと
も、例えば上記のようにＡ・Ｂの二種の制御パターンの
切換えで、水素吸蔵合金タンクへの流入冷却水温度を１
０〜３０℃の範囲内により確実に保持することができ
る。この結果、より安定した水素の放出状態を継続させ
ることが可能となり、走行の安定性を確保することがで
きる。
の冷却水循環経路におけるサーモスタット２４が作動し
て、経路の切換えが行われた場合には、熱交換器２５通
過後の冷却水をＭＨ合金タンク４…へと送るようになっ
ている。したがって、エンジン側から過度に温度上昇を
生じた冷却水がＭＨ合金タンク４…へと導かれることが
ないので、エンジン側からの供給冷却水とバイパス流と
の混合割合の調整幅をそれほど大きなものとしなくと
も、例えば上記のようにＡ・Ｂの二種の制御パターンの
切換えで、水素吸蔵合金タンクへの流入冷却水温度を１
０〜３０℃の範囲内により確実に保持することができ
る。この結果、より安定した水素の放出状態を継続させ
ることが可能となり、走行の安定性を確保することがで
きる。
【００５５】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
水素エンジンに対する水素ガス供給装置は、エンジンの
運転に必要な所定圧の水素の放出が常温近傍の特定温度
範囲で生じる水素吸蔵合金タンクと、エンジンを冷却す
る冷却水を水素吸蔵合金タンクに循環させる循環配管
と、この循環配管を通して水素吸蔵合金タンクからエン
ジン側へと返流される冷却水を水素吸蔵合金タンクの流
入側にバイパスさせる熱媒バイパス配管と、循環配管を
通してエンジン側から水素吸蔵合金タンクに供給される
冷却水温度が上記特定温度範囲を超えるとき、熱媒バイ
パス配管を通してのバイパス流をエンジン側からの冷却
水に混合して水素吸蔵合金タンクへと流入させることに
より、流入冷却水温度を上記特定温度範囲内に保持する
温度調整手段とが設けられている構成である。
水素エンジンに対する水素ガス供給装置は、エンジンの
運転に必要な所定圧の水素の放出が常温近傍の特定温度
範囲で生じる水素吸蔵合金タンクと、エンジンを冷却す
る冷却水を水素吸蔵合金タンクに循環させる循環配管
と、この循環配管を通して水素吸蔵合金タンクからエン
ジン側へと返流される冷却水を水素吸蔵合金タンクの流
入側にバイパスさせる熱媒バイパス配管と、循環配管を
通してエンジン側から水素吸蔵合金タンクに供給される
冷却水温度が上記特定温度範囲を超えるとき、熱媒バイ
パス配管を通してのバイパス流をエンジン側からの冷却
水に混合して水素吸蔵合金タンクへと流入させることに
より、流入冷却水温度を上記特定温度範囲内に保持する
温度調整手段とが設けられている構成である。
【００５６】これにより、一種類の水素吸蔵合金タンク
を備えるのみで始動時から走行時まで水素ガスをエンジ
ンへと供給することが可能であるので、従来の始動用と
走行用の二種類の水素吸蔵合金タンクを設け、始動後の
暖気運転を経て走行が開始されていた場合に比べ、始動
性が向上すると共に、燃費効率を向上することができ
る。また、水素吸蔵合金タンクを高圧容器とする必要が
ないので、全体構成の軽量化・簡素化を図ることができ
るという効果を奏する。
を備えるのみで始動時から走行時まで水素ガスをエンジ
ンへと供給することが可能であるので、従来の始動用と
走行用の二種類の水素吸蔵合金タンクを設け、始動後の
暖気運転を経て走行が開始されていた場合に比べ、始動
性が向上すると共に、燃費効率を向上することができ
る。また、水素吸蔵合金タンクを高圧容器とする必要が
ないので、全体構成の軽量化・簡素化を図ることができ
るという効果を奏する。
【００５７】また、請求項２記載の水素エンジンに対す
る水素ガス供給装置は、エンジンを冷却するエンジン側
循環経路内のサーモスタットが作動して、過熱した冷却
水を降温させるための熱交換器を通して冷却水が循環す
るように上記エンジン側循環経路の切換えが行われたと
きに、上記熱交換器通過前の冷却水から通過後の冷却水
に切換えて水素吸蔵合金タンクへと送るための切換配管
が、前記循環配管に設けられている構成である。
る水素ガス供給装置は、エンジンを冷却するエンジン側
循環経路内のサーモスタットが作動して、過熱した冷却
水を降温させるための熱交換器を通して冷却水が循環す
るように上記エンジン側循環経路の切換えが行われたと
きに、上記熱交換器通過前の冷却水から通過後の冷却水
に切換えて水素吸蔵合金タンクへと送るための切換配管
が、前記循環配管に設けられている構成である。
【００５８】これにより、エンジン側からは過度に温度
上昇を生じた冷却水は水素吸蔵合金タンクへは供給され
ないことから、エンジン側からの供給冷却水とバイパス
流との混合割合の調整幅をそれほど大きなものとしなく
とも、水素吸蔵合金タンクへの流入冷却水温度の変動を
小さくすることができる。この結果、流入冷却水温度を
特定温度範囲内により確実に保持することができるの
で、より安定した水素の放出状態を継続させることが可
能になるという効果を奏する。
上昇を生じた冷却水は水素吸蔵合金タンクへは供給され
ないことから、エンジン側からの供給冷却水とバイパス
流との混合割合の調整幅をそれほど大きなものとしなく
とも、水素吸蔵合金タンクへの流入冷却水温度の変動を
小さくすることができる。この結果、流入冷却水温度を
特定温度範囲内により確実に保持することができるの
で、より安定した水素の放出状態を継続させることが可
能になるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例における水素エンジンに対す
る水素ガス供給装置の構成を示す配管系統図である。
る水素ガス供給装置の構成を示す配管系統図である。
【図２】上記装置におけるＭＨ合金タンクに内蔵されて
いるＭＨ合金の温度−放出圧力特性を示すグラフであ
る。
いるＭＨ合金の温度−放出圧力特性を示すグラフであ
る。
【図３】本発明の他の実施例における水素エンジンに対
する水素ガス供給装置の構成を示す配管系統図である。
する水素ガス供給装置の構成を示す配管系統図である。
【図４】図３の装置におけるＭＨ合金タンクへの冷却水
の循環制御時の制御パターンを示す説明図である。
の循環制御時の制御パターンを示す説明図である。
１ エンジン ４ ＭＨ合金タンク（水素吸蔵合金タンク） ２４ サーモスタット ２５ 熱交換器 ３１ 熱媒用往管（循環配管） ３２ 熱媒用復管（循環配管） ３４ 熱媒バイパス配管 ３５ バイパス用ポンプ（温度調整手段） ３６ バイパス用バルブ（温度調整手段） ５３ 切換配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門倉 正樹 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】エンジンの運転に必要な所定圧の水素の放
出が常温近傍の特定温度範囲で生じる水素吸蔵合金タン
クと、エンジンを冷却する冷却水を水素吸蔵合金タンク
に循環させる循環配管と、この循環配管を通して水素吸
蔵合金タンクからエンジン側へと返流される冷却水を水
素吸蔵合金タンクの流入側にバイパスさせる熱媒バイパ
ス配管と、循環配管を通してエンジン側から水素吸蔵合
金タンクに供給される冷却水温度が上記特定温度範囲を
超えるとき、熱媒バイパス配管を通してのバイパス流を
エンジン側からの冷却水に混合して水素吸蔵合金タンク
へと流入させることにより、流入冷却水温度を上記特定
温度範囲内に保持する温度調整手段とが設けられている
ことを特徴とする水素エンジンに対する水素ガス供給装
置。 - 【請求項２】エンジンを冷却するエンジン側循環経路内
のサーモスタットが作動して、過熱した冷却水を降温さ
せるための熱交換器を通して冷却水が循環するように上
記エンジン側循環経路の切換えが行われたときに、上記
熱交換器通過前の冷却水から通過後の冷却水に切換えて
水素吸蔵合金タンクへと送るための切換配管が、前記循
環配管に設けられていることを特徴とする請求項１記載
の水素エンジンに対する水素ガス供給装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20252292A JP3229023B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 水素エンジンに対する水素ガス供給装置 |
| US08/096,819 US5359968A (en) | 1992-07-29 | 1993-07-29 | Hydrogen gas supply system for hydrogen engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20252292A JP3229023B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 水素エンジンに対する水素ガス供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650214A true JPH0650214A (ja) | 1994-02-22 |
| JP3229023B2 JP3229023B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=16458889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20252292A Expired - Fee Related JP3229023B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 水素エンジンに対する水素ガス供給装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5359968A (ja) |
| JP (1) | JP3229023B2 (ja) |
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| JP2007097396A (ja) * | 2006-12-11 | 2007-04-12 | Toyota Motor Corp | 車両搭載用水素利用システム |
| JP2013150466A (ja) * | 2012-01-20 | 2013-08-01 | Toyota Motor Corp | 電動車両 |
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