JPH0785883A

JPH0785883A - 異常検出装置および異常時制御装置

Info

Publication number: JPH0785883A
Application number: JP5250078A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Fujita; 信雄藤田; Masayoshi Miura; 正芳三浦; Hideto Kubo; 秀人久保; Hiroyuki Mitsui; 宏之三井; Akihiko Asano; 明彦浅野
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】水素吸蔵合金を用いたシステムの異常を検出
し、システムの運転を停止する。【構成】熱交換器１４から熱を奪ってＭＨタンク１０
の水素吸蔵合金から水素を放出し、この水素をＭＨタン
ク３０の水素吸蔵合金で吸蔵することにより熱交換器３
４へ熱を供給するヒートポンプ１において、ＭＨタンク
内の水素圧と温度とが、ファント・ホッフの近似直線式
から所定の範囲にないとき、圧力計や温度計またはＭＨ
タンクに異常があると判断して運転を停止する。また、
ＭＨタンク１０から取り出した水素の流量とＭＨタンク
３０に受け入れた水素の流量とが式Ｙ＝Ｘの直線から所
定の範囲にないとき、流量計やヒートポンプ１に異常が
あると判断して運転を停止する。この結果、運転効率の
低い状態でのヒートポンプ１の運転を防止し、エネルギ
資源を有効に利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異常検出装置および異
常時制御装置に関し、詳しくは水素吸蔵合金を収納した
水素吸蔵合金槽を用いたシステムにおける異常を検出す
る異常検出装置および異常検出装置により異常を検出し
たときに所定の処理をする異常時制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水素吸蔵合金は、比較的低圧力で
高密度に水素を吸蔵する性質に着目し、水素貯蔵装置や
水素輸送容器などとして用いられている。また、水素吸
蔵合金は、水素を吸蔵する際の発熱反応と水素を放出す
る際の吸熱反応を利用した蓄熱装置やヒートポンプ（例
えば、特開昭６３−１０８１６８）、温度によって水素
吸蔵合金の水素平衡圧力が異なる性質を利用したケミカ
ル・コンプレッサーやケミカル・エンジン等の動力シス
テム、水素を選択的に吸蔵する性質に着目した水素の分
離・精製システムなどにも広く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの水素吸蔵合金
を用いた装置では、水素吸蔵合金と水素との状態を把握
し、この状態に基づいて装置を制御することが装置の運
転の際に望まれる。しかしながら、水素吸蔵合金と水素
との状態を検出する計測機器の長年の使用による誤差や
故障などにより正しく計測されず、適正な運転制御がな
されない場合には、装置の運転効率を低下させ、エネル
ギ損失を招き、エネルギ資源の高効率利用に反するとい
う問題が生じる。

【０００４】本発明の異常検出装置および異常時制御装
置は、こうした問題を解決し、計測機器の故障等による
装置の運転性能の低下を防止し、エネルギ資源の高効率
利用することを目的としてなされ、次の構成を採った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の異常検出
装置は、図１（ａ）に例示するように、水素吸蔵合金を
収納した水素吸蔵合金槽ＭＨ１と、水素を消費または吸
蔵する水素消費機関ＮＨ１と、前記水素吸蔵合金槽ＭＨ
１から取り出した水素を前記水素消費機関ＮＨ１へ供給
する供給装置とを備えたシステムにおける異常を検出す
る異常検出装置であって、前記水素吸蔵合金槽ＭＨ１か
ら取り出した水素量を検出する取出量検出手段Ｍ１と、
前記水素消費機関ＮＨ１に受け入れた水素量を検出する
受入量検出手段Ｍ２と、前記取出量検出手段Ｍ１により
検出された水素量と前記受入量検出手段Ｍ２により検出
された水素量との差が所定の値よりも大きいとき、異常
と判定する異常判定手段Ｍ３とを備えたことを要旨とす
る。

【０００６】本発明の第２の異常検出装置は、図１
（ｂ）に例示するように、水素吸蔵合金を収納した水素
吸蔵合金槽ＭＨ２と、水素を消費または吸蔵する水素消
費機関ＮＨ２と、前記水素吸蔵合金槽ＭＨ２から取り出
した水素を前記水素消費機関ＮＨ２へ供給する供給装置
とを備えたシステムにおける異常を検出する異常検出装
置であって、前記水素吸蔵合金槽ＭＨ２から取り出した
水素量を検出する取出量検出手段Ｎ１と、前記水素消費
機関ＮＨ２により消費または吸蔵された水素量を検出す
る消費量検出手段Ｎ２と、前記水素消費機関ＮＨ２によ
り消費または吸蔵されずに放出された水素量を検出する
放出量検出手段Ｎ３と、前記消費量検出手段Ｎ２により
検出された水素量と前記放出量検出手段Ｎ３により検出
された水素量との和と、前記取出量検出手段Ｎ１により
検出された水素量との差が所定の値より大きいとき、異
常と判定する異常判定手段Ｎ４とを備えたことを要旨と
する。

【０００７】本発明の第３の異常検出装置は、図１
（ｃ）に例示するように、水素吸蔵合金を収納した少な
くとも二以上の水素吸蔵合金槽ＭＨ３，ＭＨ４と、該水
素吸蔵合金槽間を連絡し、該水素吸蔵合金槽間の水素の
移動を行なう水素移動装置とを備えたシステムにおける
異常を検出する異常検出装置であって、前記水素吸蔵合
金槽の各槽の水素吸蔵合金に単位重量の水素を吸蔵させ
た際に生じる反応熱量の関係を予め記憶する記憶手段Ｌ
１と、前記水素吸蔵合金槽のうち水素を取り出した槽Ｍ
Ｈ３の水素吸蔵合金が水素を放出する際の反応熱量を検
出する放出熱量検出手段Ｌ２と、前記水素吸蔵合金槽の
うち水素を受け入れた槽ＭＨ４の水素吸蔵合金が水素を
吸蔵する際の反応熱量を検出する吸蔵熱量検出手段Ｌ３
と、前記放出熱量検出手段Ｌ２により検出された熱量と
前記吸蔵熱量検出手段Ｌ３により検出された熱量とが前
記記憶手段Ｌ１により記憶された関係から逸脱したと
き、異常と判定する異常判定手段Ｌ４とを備えたことを
要旨とする。

【０００８】本発明の第４の異常検出装置は、図２
（ａ）に例示するように、水素吸蔵合金を収納した水素
吸蔵合金槽ＭＨ５の異常を検出する異常検出装置であっ
て、前記水素吸蔵合金槽ＭＨ５に受け入れた水素量を検
出する水素量検出手段Ｒ１と、該検出された水素量の総
和が、前記水素吸蔵合金槽ＭＨ５に収納された水素吸蔵
合金の量に基づいて算出される吸蔵され得る総水素量よ
り大きいとき、異常と判定する異常判定手段Ｒ２とを備
えたことを要旨とする。

【０００９】本発明の第５の異常検出装置は、図２
（ｂ）に例示するように、水素吸蔵合金を収納した水素
吸蔵合金槽ＭＨ６の異常を検出する異常検出装置であっ
て、該水素吸蔵合金槽ＭＨ６内の圧力と温度との関係を
予め記憶する関係記憶手段Ｕ１と、前記水素吸蔵合金槽
ＭＨ６内の圧力を検出する圧力検出手段Ｕ２と、前記水
素吸蔵合金槽ＭＨ６内の温度を検出する温度検出手段Ｕ
３と、前記圧力検出手段Ｕ２により検出された圧力と前
記温度検出手段Ｕ３により検出された温度とが、前記関
係記憶手段Ｕ１により記憶された関係から逸脱したと
き、異常と判定する異常判定手段Ｕ４とを備えたことを
要旨とする。

【００１０】本発明の異常時制御装置は、前記第１ない
し第５いずれか記載の異常検出装置と、該異常検出装置
により異常が検出されたとき、所定の処理を行なう異常
時対処手段とを備えたことを要旨とする。

【００１１】ここで、前記異常時制御装置において、異
常時対処手段は、警報を出力する構成とすることもでき
る。また、前記異常時制御装置において、異常時対処手
段は、前記水素吸蔵合金槽からの水素の取り出しまたは
前記水素吸蔵合金槽の水素の受け入れを遮断して前記水
素吸蔵合金槽の運転を停止する構成とすることもでき
る。

【００１２】

【作用】以上のように構成された本発明の第１の異常検
出装置は、取出量検出手段Ｍ１が水素吸蔵合金槽ＭＨ１
から取り出した水素量を検出し、受入量検出手段Ｍ２が
水素消費機関ＮＨ１に受け入れた水素量を検出する。異
常判定手段Ｍ３は、取出量検出手段Ｍ１により検出され
た水素量と受入量検出手段Ｍ２により検出された水素量
との差が所定の値よりも大きいとき、異常と判定する。
ここで、「差」とは、一方から他方を減じたときの正符
号の値または一方から他方を減じ絶対値をとったときの
値をいう。以下についても同様である。

【００１３】本発明の第２の異常検出装置は、取出量検
出手段Ｎ１が水素吸蔵合金槽ＭＨ２から取り出した水素
量を検出し、消費量検出手段Ｎ２が水素消費機関ＮＨ２
により消費または吸蔵された水素量を検出し、放出量検
出手段Ｎ３が水素消費機関ＮＨ２により消費または吸蔵
されずに放出された水素量を検出する。異常判定手段Ｎ
４は、消費量検出手段Ｎ２により検出された水素量と放
出量検出手段Ｎ３により検出された水素量との和と、取
出量検出手段Ｎ１により検出された水素量との差が所定
の値より大きいとき、異常と判定する。

【００１４】本発明の第３の異常検出装置は、記憶手段
Ｌ１が水素吸蔵合金槽の各槽の水素吸蔵合金に単位重量
の水素を吸蔵させた際に生じる反応熱量の関係を予め記
憶する。放出熱量検出手段Ｌ２は水素吸蔵合金槽のうち
水素を取り出した槽ＭＨ３の水素吸蔵合金が水素を放出
する際の反応熱量を検出し、吸蔵熱量検出手段Ｌ３は水
素吸蔵合金槽のうち水素を受け入れた槽ＭＨ４の水素吸
蔵合金が水素を吸蔵する際の反応熱量を検出する。異常
判定手段Ｌ４は、放出熱量検出手段Ｌ２により検出され
た熱量と吸蔵熱量検出手段Ｌ３により検出された熱量と
が記憶手段Ｌ１により記憶された関係から逸脱したと
き、異常と判定する。

【００１５】本発明の第４の異常検出装置は、異常判定
手段Ｒ２が、水素量検出手段Ｒ１により検出された水素
吸蔵合金槽ＭＨ５に受け入れた水素量の総和が水素吸蔵
合金槽ＭＨ５に収納された水素吸蔵合金の量に基づいて
算出される吸蔵され得る総水素量より大きいとき、異常
と判定する。

【００１６】本発明の第５の異常検出装置は、関係記憶
手段Ｕ１が、水素吸蔵合金槽ＭＨ６内の圧力と温度との
関係を予め記憶する。圧力検出手段Ｕ２は水素吸蔵合金
槽ＭＨ６内の圧力を検出し、温度検出手段Ｕ３は水素吸
蔵合金槽ＭＨ６内の温度を検出する。異常判定手段Ｕ４
は、圧力検出手段Ｕ２により検出された圧力と温度検出
手段Ｕ３により検出された温度とが、関係記憶手段Ｕ１
により記憶された関係から逸脱したとき、異常と判定す
る。

【００１７】本発明の異常時制御装置は、前記第１ない
し第５いずれか記載の異常検出装置により異常が検出さ
れたとき、異常時対処手段が所定の処理を行なう。ここ
で、所定の処理には、警報を出力する処理や水素吸蔵合
金槽からの水素の取り出しまたは水素吸蔵合金槽の水素
の受け入れを遮断して水素吸蔵合金槽の運転を停止する
処理等がある。

【００１８】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図３は、本発明の一実施例である異常検出装置
と異常時対処装置とを兼ね備えたシステム制御装置を２
槽の水素吸蔵合金槽によるヒートポンプ１に適用した場
合の概略を示すブロック図である。

【００１９】ヒートポンプ１は、水素吸蔵合金を充填し
た２個の水素吸蔵合金タンク（ＭＨタンク）１０および
３０と、各ＭＨタンクを接続するパイプ５０と、パイプ
５０の中間に設置されたコンプレッサ６０と、コンプレ
ッサ６０の方向を切り換えるバルブ２６，２８，４６お
よび４８と、各機器の運転を制御する制御装置７０とか
ら構成されている。

【００２０】ＭＨタンク１０は、熱媒体回路１２を介し
て熱交換器１４に接続されている。熱媒体回路１２は、
タンク内の熱の出入りを媒介する熱媒体、例えばブライ
ン（不凍液）を内封したものであり、熱交換器１４は、
図示しない他の機関とＭＨタンク１０との熱を交換する
ものである。ＭＨタンク１０に充填された水素吸蔵合金
は、ＭＨタンク１０内の圧力または温度を変化させるこ
とにより、水素を吸蔵または放出する。一般的に、水素
吸蔵合金が水素を吸蔵する反応は発熱反応であり、水素
を放出する反応は吸熱反応である。本実施例のＭＨタン
ク１０に充填された水素吸蔵合金もこの反応を示す。し
たがって、ＭＨタンク１０から水素を吸引し、ＭＨタン
ク１０内の圧力を下げて水素吸蔵合金から水素を放出さ
せることにより、熱媒体回路１２から熱を奪って熱交換
器１４を冷却する。逆にＭＨタンク１０へ水素を圧送
し、ＭＨタンク１０内の圧力を上げて水素吸蔵合金に水
素を吸蔵させることにより、熱媒体回路１２へ熱を放出
して熱交換器１４を加熱する。

【００２１】ＭＨタンク１０には、タンク内の水素圧Ｐ
１を検出する圧力計１６と、タンク内の温度Ｔ１を検出
する温度計１８とが設置されている。ＭＨタンク１０と
パイプ５０との接続部には、アクチュエータ２２により
駆動されＭＨタンクへの水素の出入りを制御するバルブ
２０と、水素の流量を検出する流量計２４とが設置され
ている。これらの各計測機器およびアクチュエータは制
御装置７０に接続されている。

【００２２】ＭＨタンク３０もＭＨタンク１０と同様
に、タンク内の熱の出入りを媒介する熱媒体を内封した
熱媒体回路３２を介して熱交換器３４に接続されてい
る。ＭＨタンク３０に充填された水素吸蔵合金は、ＭＨ
タンク１０に充填された水素吸蔵合金と同一である。し
たがって、上述したＭＨタンク１０の動作と同様に、Ｍ
Ｈタンク３０から水素を吸引することにより熱交換器３
４を冷却し、ＭＨタンク３０へ水素を圧送することこと
により熱交換器３４を加熱する。

【００２３】ＭＨタンク３０にもＭＨタンク１０と同様
に、タンク内の水素圧Ｐ２を検出する圧力計３６と、タ
ンク内の温度Ｔ２を検出する温度計３８とが設置されて
おり、ＭＨタンク３０とパイプ５０との接続部には、ア
クチュエータ４２により駆動するバルブ４０と、水素の
流量を検出する流量計４４とが設置されている。これら
の各計測機器およびアクチュエータも制御装置７０に接
続されている。

【００２４】コンプレッサ６０は、バルブ２６，４８を
開き、バルブ２８，４６を閉じることにより、ＭＨタン
ク１０から水素を吸引してＭＨタンク３０へ圧送する。
逆にバルブ２８，４６を開き、バルブ２６，４８を閉じ
ることにより、ＭＨタンク３０から水素を吸引してＭＨ
タンク１０へ圧送する。また、コンプレッサ６０の図示
しない運転スイッチは、制御装置７０に接続されてお
り、コンプレッサ６０は、制御装置７０により運転制御
される。

【００２５】制御装置７０は、図４に示すようにマイク
ロコンピュータを中心とする論理回路として構成され、
詳しくは、予め設定された制御プログラムに従ってヒー
トポンプ１を制御するための各種演算処理を実行するＣ
ＰＵ７０ａ、ＣＰＵ７０ａで各種演算処理を実行するの
に必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納され
たＲＯＭ７０ｂ、同じくＣＰＵ７０ａで各種演算処理を
実行するのに必要な各種データが一時的に読み書きされ
るＲＡＭ７０ｃ、上記各計測機器からの検出信号を入力
するＡ／Ｄコンバータ７０ｄ、ＣＰＵ７０ａでの演算結
果に応じてコンプレッサ６０，アクチュエータ２２およ
び４２等に駆動信号を出力する出力処理回路７０ｅを備
えている。また、制御装置７０は、電源回路７０ｆを備
え、各部に必要な電圧を供給する構成となっている。こ
うして構成された制御装置７０により、ヒートポンプ１
の運転が制御される。

【００２６】次に、ヒートポンプ１のバルブ２０，２
６，４８および４０を開き、バルブ２８および４６を閉
じた状態で運転したときの動作について説明する。バル
ブのこの開閉状態で、コンプレッサ６０を運転すると、
水素は、ＭＨタンク１０から吸引されてＭＨタンク３０
へ圧送される。ＭＨタンク１０では、水素が吸引される
ことによりＭＨタンク１０内の圧力が低下し、ＭＨタン
ク１０内の水素吸蔵合金が、水素の吸蔵・放出反応にお
ける平衡を失い、水素を放出する。この放出反応の際
に、熱媒体回路１２から熱を奪って熱交換器１４を冷却
する。

【００２７】一方、ＭＨタンク３０では、水素が圧送さ
れることによりＭＨタンク３０内の圧力が上昇し、ＭＨ
タンク３０内の水素吸蔵合金が、水素の吸蔵・放出反応
における平衡を失い、水素を吸蔵する。この吸蔵反応の
際に、熱媒体回路３２へ熱を放出して熱交換器３４を加
熱する。

【００２８】逆に、ヒートポンプ１のバルブ２０，２
８，４６および４０を開き、バルブ２６および４８を閉
じた状態でコンプレッサ６０を運転すると、ＭＨタンク
３０内の水素吸蔵合金は、水素の放出反応を行なって熱
媒体回路３２を介して熱交換器３４を冷却し、ＭＨタン
ク１０の水素吸蔵合金は、水素の吸蔵反応を行なって熱
媒体回路１２を介して熱交換器１４を加熱する。

【００２９】こうしたヒートポンプ１の運転動作は、制
御装置７０が図示しない運転制御プログラムを実行する
ことにより制御されている。ヒートポンプ１の運転中
は、制御装置７０が、この運転制御プログラムを実行す
ると共に、図５に例示する異常監視プログラムを実行す
る。

【００３０】異常監視プログラムが実行されると、ＣＰ
Ｕ７０ａは、まず、圧力計１６，３６により検出される
各ＭＨタンクの水素圧Ｐ１，Ｐ２と、温度計１８，３８
により検出される各ＭＨタンクの温度Ｔ１，Ｔ２をＡ／
Ｄコンバータ７０ｄを介して読み込む（ステップＳ１０
０）。読み込んだ水素圧Ｐ１，Ｐ２と温度Ｔ１，Ｔ２と
が各ＭＨタンク毎に所定の範囲内にあるか否かを判定す
る（ステップＳ１１０）。ここで、所定の範囲とは、例
えば、図６に示すように、水素圧Ｐの対数と温度Ｔの逆
数とが示す近似直線（ファント・ホッフの式）を中心と
して所定値ａの幅の範囲をいう。所定値ａは、ヒートポ
ンプ１の運転に伴う圧力振動等を許容するために設定さ
れる値であり、圧力振動により変動する値より少し大き
な値として設定される。実施例では、図上所定値ａを温
度Ｔに関わらず一定としたが、温度Ｔにより変化させる
構成でも差し支えない。なお、ファント・ホッフの式
は、Ｒを気体定数，ΔＨを反応のエンタルピー変化（反
応熱），ΔＳを反応のエントロピー変化とすると式ｌｏ
ｇＰ＝ΔＨ／ＲＴ−ΔＳ／Ｒで表わされる。

【００３１】ステップＳ１１０で、各ＭＨタンクの水素
圧Ｐ１，Ｐ２と温度Ｔ１，Ｔ２とが所定の範囲にないと
きには、圧力計１６，３６か温度計１８，３８またはＭ
Ｈタンク１０，３０のいずれかが正常でないと判断し、
バルブ２０および４０を閉じ、コンプレッサ６０を停止
して運転中のヒートポンプ１を停止する。実施例では、
水素圧Ｐ１，Ｐ２と温度Ｔ１，Ｔ２とが所定の範囲にな
いときは、ヒートポンプ１の運転を停止したが、警報を
発する構成や警報灯を点灯させる構成も差し支えない。
また、ヒートポンプ１の運転中に、水素圧Ｐ１，Ｐ２と
温度Ｔ１，Ｔ２とが所定の範囲にないときは、直ちにヒ
ートポンプ１の運転を停止したが、連続して複数回所定
の範囲にないときに運転を停止する構成や、図６に示し
たファント・ホッフの式の直線を水素圧Ｐと温度Ｔとが
有する領域の境界線とし連続して同一領域にありかつ所
定の範囲にないときにヒートポンプ１の運転を停止する
構成も好適である。

【００３２】このステップＳ１１０と同様な処理は、図
示しない運転制御プログラムにおいてヒートポンプ１の
運転が開始されるときにも実行される。運転制御プログ
ラムでは、各ＭＨタンクの水素圧Ｐ１，Ｐ２と温度Ｔ
１，Ｔ２とが所定の範囲にないときには、各バルブの操
作およびコンプレッサ６０の運転を許さず、ヒートポン
プ１の運転を開始しない。

【００３３】一方、各ＭＨタンクの水素圧Ｐ１，Ｐ２と
温度Ｔ１，Ｔ２とがそれぞれ所定の関係にあるときに
は、圧力計１６，３６と温度計１８，３８およびＭＨタ
ンク１０，３０のいずれもが正常であると判断し、流量
計２４，４４により検出される水素体積流量ＶＱ１，Ｖ
Ｑ２（ｍ³／ｓｅｃ）をＡ／Ｄコンバータ７０ｄを介し
て読み込む（ステップＳ１２０）。読み込んだ水素体積
流量ＶＱ１，ＶＱ２から水素圧Ｐ１，Ｐ２と温度Ｔ１，
Ｔ２に基づいて水素重量流量ＭＱ１，ＭＱ２（ｋｇ／ｓ
ｅｃ）を計算する（ステップＳ１３０）。

【００３４】次に、この水素重量流量ＭＱ１とＭＱ２と
が所定の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１
４０）。ここで、所定の範囲の一例を示したマップを図
７に示す。この範囲は、図示するようにＭＱ１＝ＭＱ２
の直線を中心として所定値ｂの幅の範囲である。ヒート
ポンプ１の運転が定常状態にあるときには、水素重量流
量ＭＱ１とＭＱ２とは等しい値となり、その差は値０と
なるはずである。したがって、所定値ｂは、流量計２
４，４４の計測誤差やヒートポンプ１の運転に伴う圧力
振動等を許容するために設定される値であり、計測誤差
や圧力振動により変動する値より少し大きな値として設
定される。実施例では、ＭＨタンク１０の水素重量流量
ＭＱ１の大きさに関わらず所定値ｂを一定としたが、水
素重量流量ＭＱ１の大きさに基づいて所定値ｂを定める
構成でも差し支えない。

【００３５】ステップＳ１４０で、水素重量流量ＭＱ１
とＭＱ２とが所定の範囲にあるときには、流量計２４，
４４が正常で他にも異常がないと判断し、運転を継続し
（ステップＳ１５０）、ステップＳ１００に戻る。水素
重量流量ＭＱ１とＭＱ２とが所定の範囲にないときに
は、流量計２４，４４またはその他の異常があると判断
し、バルブ２０および４０を閉じ、コンプレッサ６０を
停止してヒートポンプ１の運転を停止する。実施例で
は、水素重量流量ＭＱ１とＭＱ２とが所定の範囲にない
ときは、ヒートポンプ１の運転を停止したが、警報を発
する構成や警報灯を点灯させる構成も差し支えない。ま
た、実施例では、水素重量流量ＭＱ１とＭＱ２とが所定
の範囲にないときには、直ちにヒートポンプ１の運転を
停止したが、水素重量流量ＭＱ１とＭＱ２とが連続して
複数回所定の範囲にないときにヒートポンプ１の運転を
停止する構成や、直線ＭＱ１＝ＭＱ２を領域の境界線と
し水素重量流量ＭＱ１とＭＱ２とが連続して同一領域に
ありかつ所定の範囲にないときにヒートポンプ１の運転
を停止する構成も好適である。

【００３６】以上説明した実施例のシステム制御装置で
は、ＭＨタンク内の水素圧と温度が所定の関係（ファン
ト・ホッフの式の関係）を有することを利用して圧力計
１６，３６か温度計１８，３８またはＭＨタンク１０，
３０の異常を検出することができる。また、水素発生側
のＭＨタンク１０から取り出される水素重量流量ＭＱ１
と水素吸蔵側のＭＨタンク３０へ圧送される水素重量流
量ＭＱ２との差に基づいて流量計２４，４４またはその
他の異常、例えば事故などに起因する予測できない水素
の漏洩等を検出することができる。

【００３７】また、異常を検出したときには、運転中の
ヒートポンプ１を停止するので、ヒートポンプ１の低効
率の運転をすることがない。警報を発する構成や警報灯
を点灯する構成とすれば、ヒートポンプ１の運転状態の
異常を迅速に知ることができる。さらに、ヒートポンプ
１の運転開始時にも異常を判断するので、異常な状態で
運転を開始することがない。

【００３８】本実施例では、２個のＭＨタンクによりヒ
ートポンプ１を構成したが、３個以上のＭＨタンクによ
り構成してもかまわない。この場合、各ＭＨタンクにつ
いて水素圧と温度の関係によりＭＨタンクの状態を判断
し、発生側のＭＨタンクの水素重量流量の和と吸蔵側の
ＭＨタンクの水素重量流量の和との差により流量計およ
びその他の異常を判断する。

【００３９】次に、本実施例の変形例として、例えば使
用する水素吸蔵合金の温度と圧力との関係が、合金に吸
蔵されている水素量により大きく異なる場合に、より精
度良く異常を検出方法について説明する。図５のステッ
プＳ１００の圧力と温度の読み込みにおいて、水素重量
流量の各時刻の積算値を読み込み、圧力と温度との関係
を判断する際に、水素含有率による同一温度での圧力の
違いを補正することで、より精度良く圧力と温度の所定
範囲を設定できる。

【００４０】次に、本実施例のヒートポンプ１において
図５に示す異常監視プログラムに代えて図８に示す第２
の異常監視プログラムを制御装置７０で実行した場合に
ついて説明する。第２異常監視プログラムが実行される
と、まず、図５に示す異常監視プログラムと同様に各Ｍ
Ｈタンクの水素圧と温度が所定の範囲内にあるか否かを
判定する（ステップＳ２００，２１０）。水素圧と温度
が所定の範囲内にあるときには、流量計４４により検出
される水素体積流量ＶＱ２を読み込み（ステップＳ２２
０）、水素体積流量ＶＱ２に水素圧Ｐ２と温度Ｔ２とを
用いて算出される水素重量流量ＭＱ２を積算してＭＨタ
ンク３０に圧送される水素重量Ｍを求める（ステップＳ
２３０）。次に、求めた水素重量Ｍを設定値Ｍｍａｘと
比較する（ステップＳ２４０）。ここで、設定値Ｍｍａ
ｘは、ＭＨタンク３０に充填された水素吸蔵合金が吸蔵
し得る水素重量である。水素重量Ｍの方が小さいとき
は、正常範囲の運転であると判断して運転を継続し（ス
テップＳ２５０）、水素重量Ｍの方が大きいときは、Ｍ
Ｈタンク３０の水素吸蔵量を越えているので流量計４４
かＭＨタンク３０に異常があると判断して運転を停止す
る。

【００４１】第２異常監視プログラムを実行するシステ
ム制御装置では、ＭＨタンク３０に吸蔵できる水素量に
基づいて流量計４４またはＭＨタンク３０の異常を検出
することができ、流量計４４またはＭＨタンク３０が異
常な状態での運転を防止することができる。流量計４４
が正常な場合には、ＭＨタンク３０内の水素吸蔵合金が
吸蔵し得る水素量を越えることになるので、ＭＨタンク
３０の異常な状態による運転やＭＨタンク３０の些細な
異常をも発見することができる。

【００４２】次に、本実施例のヒートポンプ１において
図５に示す異常監視プログラムに代えて図９に示す第３
の異常監視プログラムを制御装置７０で実行した場合に
ついて説明する。第３異常監視プログラムが実行される
と、まず、図５に示す異常監視プログラムと同様に各Ｍ
Ｈタンクの水素圧と温度が所定の範囲内にあるか否かを
判定する（ステップＳ３００，３１０）。水素圧と温度
が所定の範囲内にあるときには、熱交換器１４により交
換される熱量Ｑ１と熱交換器３４により交換される熱量
Ｑ２とを熱媒体回路１２，３２に循環する熱媒体の流
量，熱容量および温度差により計算する（ステップＳ３
２０）。続いて、熱量Ｑ１と熱量Ｑ２との差の絶対値を
設定値ΔＱと比較する（ステップＳ３４０）。ここで、
設定値ΔＱは、熱媒体回路１２，３２および熱交換器１
４，３４などから放出される熱量により生じる偏差より
少し大きな値として設定される。したがって、熱量Ｑ１
と熱量Ｑ２との差の絶対値が設定値ΔＱより小さいとき
には、正常な運転状態にあると判断して運転を継続し
（ステップＳ３５０）、この絶対値が設定値ΔＱより大
きいときには、正常な運転状態にないと判断して運転を
停止する。

【００４３】第３異常監視プログラムを実行するシステ
ム制御装置では、ヒートポンプ１に加えられる熱量と取
り出される熱量に基づいて異常を検出することができ
る。このため、ヒートポンプ１を常に運転効率の高い状
態で運転することができる。なお、実施例では、熱量Ｑ
１と熱量Ｑ２との差の絶対値が設定値ΔＱより大きいと
きには、直ちにヒートポンプ１の運転を停止したが、連
続して複数回設定値ΔＱより大きいときにヒートポンプ
１の運転を停止する構成、熱量Ｑ１から熱量Ｑ２を減じ
たときの符号が同一で、その絶対値が連続して設定値Δ
Ｑより大きいときにヒートポンプ１の運転を停止する構
成も好適である。

【００４４】また、第３異常監視プログラムを実行する
システム制御装置では、ＭＨタンク１０に充填される水
素吸蔵合金とＭＨタンク３０に充填される水素吸蔵合金
とが同一であるが、ＭＨタンク１０に充填される水素吸
蔵合金とＭＨタンク３０に充填される水素吸蔵合金が異
なる構成も好適である。この場合には、各水素吸蔵合金
毎の水素１ｋｇを放出または吸蔵する際の吸熱量または
発熱量に基づいて熱媒体回路および熱交換器から求めら
れる熱量を水素量に換算し、換算した水素量の差を所定
値と比較する構成または換算した水素量の比を所定値と
比較する構成等とするのが望ましい。

【００４５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図１０は、本発明の一実施例である異常検出装置
と異常時対処装置とを兼ね備えたシステム制御装置を水
素吸蔵合金槽から取り出した水素を燃料とする燃料電池
システム４００に適用した場合の概略を示すブロック図
である。

【００４６】燃料電池システム４００は、水素吸蔵合金
を充填した水素吸蔵合金槽（ＭＨタンク）４１０，４４
０と、ＭＨタンク４１０と熱媒体回路４２２により接続
された第１熱交換器４２０および第２熱交換器４２１
と、水素と酸素を燃料として発電する燃料電池４３０
と、各機器の運転状態を制御する制御装置４５０とから
構成されている。

【００４７】ＭＨタンク４１０は、燃料電池４３０から
熱の供給を受けると共にタンク内に熱を供給する熱媒体
回路４２２を介して第１熱交換器４２０および第２熱交
換器４２１と接続しており、稼働中は第１熱交換器４２
０から熱の供給を受け、燃料電池４３０の起動時は第２
熱交換器４２１から熱の供給を受けることにより水素吸
蔵合金から水素を放出して燃料電池４３０に水素を供給
する。ＭＨタンク４１０には、タンク内の水素圧Ｐ１を
検出する圧力計４１２と、タンク内の温度Ｔ１を検出す
る温度計４１４とが設置されている。また、ＭＨタンク
４１０の水素取り出し口には、アクチュエータ４１７に
より駆動されＭＨタンク４１０からの水素の取り出しを
制御するバルブ４１６と、ＭＨタンク４１０から取り出
された水素の流量を検出する流量計４１８とが設置され
ている。これらの各計器とアクチュエータ４１７は制御
装置４５０に接続されている。

【００４８】熱媒体回路４２２には、熱媒体であるオイ
ルを循環させるオイルポンプ４２３が設けられ、このオ
イルポンプ４２３の駆動により前記第１熱交換器４２
０，第２熱交換器４２１およびＭＨタンク４１０へオイ
ルの循環を行なっている。また、このオイルポンプ４２
３は、制御装置４５０と接続しており、制御装置４５０
により熱交換の制御を受ける。第１熱交換器４２０は、
燃料電池４３０に設けられると共に、オイルポンプ４２
３およびＭＨタンク１０に接続されている。燃料電池４
３０の運転中に、この燃料電池４３０で発生する熱は、
熱媒体回路４２２内のオイルに伝達され、ＭＨタンク４
１０へ送られてこのＭＨタンク４１０の加熱に利用され
る。第２熱交換器４２１は、ＭＨタンク４４０およびブ
ロワ４２４と接続しており、燃料電池４３０の起動時に
は、ＭＨタンク４４０から供給される水素とブロワ４２
４から供給される空気とを図示しない燃焼室で燃焼し、
熱媒体回路４２２を介してＭＨタンク４１０に熱を供給
する。また、第２熱交換器４２１は、制御装置４５０と
接続しており、制御装置４５０により燃料電池４３０の
起動時の燃焼および熱交換の制御を受ける。

【００４９】燃料電池４３０は、水素の供給を受けて式
Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^-で表わされる陰極反応をする水素極
４３１と、酸素の供給を受けて式２Ｈ⁺＋２ｅ^-＋１／２
Ｏ₂→Ｈ₂Ｏで表わされる陽極反応をする空気極４３２
と、陰極反応により水素極４３１に生じた水素イオンを
空気極４３２に運ぶ電解質４３４とから構成されてい
る。ＭＨタンク４１０から取り出された水素は、水素極
４３１に供給され、その一部は上述した陰極反応により
消費され、未反応の水素はＭＨタンク４４０へ送られ
る。空気極４３２への通路には、ブロワ４３５が設けら
れており、ブロワ４３５により送付された空気中の酸素
は、空気極４３２で上述した陽極反応により消費され、
未反応酸素を含んだ空気は大気中に放出される。水素極
４３１と空気極４３２とは、導電線により出力端子４３
９に接続されている。この出力端子４３９から燃料電池
４３０で発電された電力が取り出される。この導電線に
は、水素極４３１と空気極４３２との電圧Ｖを検出する
電圧計４３６と、導電線に流れる電流Ｉを検出する電流
計４３８とが設置されており、電圧計４３６と電流計４
３８は、制御装置４５０に接続されている。

【００５０】ＭＨタンク４４０は、燃料電池４３０の水
素極４３１および第２熱交換器４２１と接続しており、
水素極４３１で未反応の水素をタンク内の水素吸蔵合金
により吸蔵すると共に、燃料電池４３０の起動時に水素
吸蔵合金から水素を放出して第２熱交換器４２１に水素
を供給する。ＭＨタンク４４０には、タンク内の水素圧
Ｐ２を検出する圧力計４４２と、タンク内の温度Ｔ２を
検出する温度計４４４とが設置されている。また、燃料
電池４３０に接続されたＭＨタンク４４０の水素の受け
入れ口には、アクチュエータ４４７により駆動されＭＨ
タンク４４０の水素の受け入れを制御するバルブ４４６
と、ＭＨタンク４４０に受け入れられる水素の流量を検
出する流量計４４８とが設置されている。第２熱交換器
４２１に接続されたＭＨタンク４４０の水素取り出し口
には、アクチュエータ４２７により駆動されＭＨタンク
４４０から水素の取り出しを制御するバルブ４２６が設
置されている。これらの各計器とアクチュエータは、制
御装置４５０に接続されている。

【００５１】制御装置４５０は、図１１に示すようにマ
イクロコンピュータを中心とする論理回路として構成さ
れ、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って
燃料電池システム４００を制御するための各種演算処理
を実行するＣＰＵ４５０ａ、ＣＰＵ４５０ａで各種演算
処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ
等が予め格納されたＲＯＭ４５０ｂ、同じくＣＰＵ４５
０ａで各種演算処理を実行するのに必要な各種データが
一時的に読み書きされるＲＡＭ４５０ｃ、上記各計測機
器からの検出信号を入力するＡ／Ｄコンバータ４５０
ｄ、ＣＰＵ４５０ａでの演算結果に応じてアクチュエー
タ４１７，４２７，４４７やブロワ４２４，４３５およ
び第２熱交換器４２１等に駆動信号を出力する出力処理
回路４５０ｅを備えている。また、制御装置４５０は、
電源回路４５０ｆを備え、各部に必要な電圧を供給する
構成となっている。

【００５２】こうして構成された制御装置４５０によ
り、燃料電池システム４００の運転が制御され、次のよ
うに動作する。制御装置４５０のＣＰＵ４５０ａから出
力処理回路４５０ｅを介してアクチュエータ４２７とブ
ロワ４２４に駆動信号が出力され、制御装置４５０から
第２熱交換器４２１へ駆動信号が出力されることによ
り、第２熱交換器４２１の図示しない燃焼室でＭＨタン
ク４４０から取り出した水素とブロワ４２４により送り
込まれた空気とが燃焼し、熱を発する。この熱を熱媒体
回路４２２がＭＨタンク４１０に供給することにより、
ＭＨタンク４１０内の水素吸蔵合金が水素を放出する。
制御装置４５０からアクチュエータ４１７に駆動信号を
出力してバルブ４１６を開くと、放出された水素は燃料
電池４３０の水素極４３１に送り込まれる。

【００５３】燃料電池４３０の水素極４３１では、上述
の陰極反応により水素を消費し、空気極４３２では同じ
く上述の陽極反応により空気中の酸素を消費して、燃料
電池４３０は、出力端子４３９に接続された図示しない
機器等に電力を供給する。水素極４３１で消費されなか
った水素（未反応水素）は、アクチュエータ４４７を駆
動してバルブ４４６を開くことによりＭＨタンク４４０
に送られ、タンク内の水素吸蔵合金に吸蔵される。

【００５４】この燃料電池４３０が作動を開始した後、
燃料電池４３０の温度が上昇してくると、ＭＨタンク４
４０から第２熱交換器４２１への水素の供給を停止して
水素の燃焼を止める。燃料電池４３０の温度が上昇した
以降は、この燃料電池４３０の発生熱が第１熱交換器４
２０を介してＭＨタンク４１０へ伝達され、この燃料電
池４３０の発生熱によりＭＨタンク４１０により水素吸
蔵合金からの水素の放出が行なわれる。

【００５５】こうした燃料電池システム４００の運転動
作は、制御装置４５０が図示しない運転制御プログラム
を実行することにより制御されている。燃料電池システ
ム４００の運転中は、制御装置４５０が、この運転制御
プログラムを実行すると共に、図１２に例示する異常監
視プログラムを実行する。

【００５６】異常監視プログラムが実行されると、ま
ず、圧力計４１２，４４２により検出される各ＭＨタン
クの水素圧Ｐ３，Ｐ４と、温度計４１４，４４４により
検出される各ＭＨタンクの温度Ｔ３，Ｔ４をＡ／Ｄコン
バータ４５０ｄを介して読み込む（ステップＳ５０
０）。読み込んだ水素圧Ｐ３，Ｐ４と温度Ｔ３，Ｔ４と
がそれぞれ所定の範囲内にあるか否かを判定する（ステ
ップＳ５１０）。所定の範囲については、第１実施例で
説明したので、ここでは省略する。なお、このステップ
Ｓ５１０と同様な処理は、図示しない運転制御プログラ
ムにおいて燃料電池システム４００の運転が開始される
ときにも実行され、各ＭＨタンクの水素圧Ｐ３，Ｐ４と
温度Ｔ３，Ｔ４とが所定の範囲にないときには、各バル
ブの操作を許さず、燃料電池システム４００の運転を開
始しない。

【００５７】続いて、流量計４１８，４４８により検出
される水素体積流量ＶＱ３，ＶＱ４と、電圧計４３６に
より検出される電圧Ｖと、電流計４３８により検出され
る電流Ｉを読み込む（ステップＳ５２０）。読み込んだ
水素体積流量ＶＱ３，ＶＱ４から各タンクの水素圧Ｐ
３，Ｐ４および温度Ｔ３，Ｔ４を用いて水素重量流量Ｍ
Ｑ３，ＭＱ４を計算する（ステップＳ５３０）。また、
ステップＳ５２０で読み込んだ電圧Ｖと電流Ｉから燃料
電池４３０で消費する水素重量流量ＭＱ５を計算する
（ステップＳ５４０）。

【００５８】算出した水素重量流量ＭＱ３からＭＱ４と
ＭＱ５を減じ、絶対値をとって水素流量ＭＱ６を算出し
（ステップＳ５５０）、算出した水素流量ＭＱ６と設定
値ΔＭＱとを比較する（ステップＳ５６０）。ここで、
設定値ΔＭＱは、流量計４１８，４４８や電圧計４３６
および電流計４３８の検出誤差などにより生じる誤差よ
り少し大きな値として設定される。したがって、水素流
量ＭＱ６の方が小さいときには、燃料電池システム４０
０は正常に運転されていると判断して運転を継続し、水
素流量ＭＱ６の方が大きいときには、流量計４１８，４
４８か電圧計４３６，電流計４３８またはその他の異常
により効率よく運転されていないと判断して、バルブ４
１６，４２６および４４６を閉じて燃料電池システム４
００の運転を停止する。

【００５９】以上説明した第２実施例のシステム制御装
置では、ＭＨタンク４１０および４４０の水素圧および
温度に基づいて圧力計４１２，４４２か温度計４１４，
４４４またはＭＨタンク４１０，４４０の異常を検出す
ることができる。また、水素発生側のＭＨタンク４１０
から取り出した水素の重量流量ＭＱ３と燃料電池４３０
により消費される水素の重量流量ＭＱ５と水素吸蔵側の
ＭＨタンク４４０に受け入れられる水素の重量流量ＭＱ
４とに基づいて流量計４１８，４４８か電圧計４３６，
電流計４３８またはその他の異常、例えば事故などに起
因する予測できない水素の漏洩等を検出することができ
る。したがって、燃料電池システム４００の運転効率を
下げることがない。

【００６０】また、異常を検出したときには、運転中の
燃料電池システム４００を停止するので、燃料電池シス
テム４００の低効率運転をすることがない。さらに、運
転開始時にも異常を判断するので、異常な状態で運転を
開始することがない。

【００６１】なお、第２実施例では、水素流量ＭＱ６が
設定値ΔＭＱより大きいときには、燃料電池システム４
００の運転を停止したが、警報を発する構成、警報灯を
点灯する構成も好適である。この構成とすれば、燃料電
池システム４００の運転状態の異常を迅速に知ることが
できる。また、第２実施例では、水素流量ＭＱ６が設定
値ΔＭＱより大きいときには、直ちに燃料電池システム
４００の運転を停止したが、連続して複数回設定値ΔＭ
Ｑより大きいときに燃料電池システム４００を停止する
構成や、水素重量流量ＭＱ３からＭＱ４とＭＱ５を減じ
たときの符号が同一で、連続して水素流量ＭＱ６が設定
値ΔＭＱより大きいときに燃料電池システム４００を停
止する構成等も好適である。

【００６２】また、第２実施例では、燃料電池４３０の
水素極４３１で未反応な水素をＭＨタンク４４０の水素
吸蔵合金に吸蔵する構成としたが、水素極４３１ですべ
ての水素を反応させ、ＭＨタンク４４０のない構成も好
適である。この場合、ＭＨタンク４１０から取り出した
水素の重量流量ＭＱ３から燃料電池４３０で消費する水
素の重量流量ＭＱ５を減じて水素流量ＭＱ６を算出す
る。

【００６３】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、例えば水素吸蔵合金の吸熱反応と発熱反応を用いて
一時的または連続的に熱を蓄熱するシステムに適用する
構成、水素吸蔵合金を加熱および冷却することによる水
素吸蔵合金槽内の水素平衡圧力の変化を用いて機械的動
力を得るシステムに適用する構成など、本発明の要旨を
逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実施し得る
ことは勿論である。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第１の異常
検出装置では、水素吸蔵合金槽から取り出した水素量と
水素消費機関に受け入れた水素量とにより取出量検出手
段や受入量検出手段の異常やその他のシステムの異常を
検出するので、システムの運転効率の低下を早期に発見
することができる。この結果、低効率の運転を防止し、
エネルギ資源を有効に利用することができる。

【００６５】本発明の第２の異常検出装置では、水素消
費機関により消費または吸蔵された水素量と消費機関か
ら消費されずに放出された水素量との和と、水素吸蔵合
金槽から取り出した水素量とにより取出量検出手段や消
費量検出手段，放出量検出手段の異常またはその他のシ
ステムの異常を検出するので、水素消費機関での効率の
低下やシステムの運転効率の低下を早期に発見すること
ができ、エネルギ資源を有効に利用することができる。

【００６６】本発明の第３の異常検出装置では、水素を
取り出した水素吸蔵合金槽での反応熱量と水素を受け入
れた水素吸蔵合金槽での反応熱量とにより放出熱量検出
手段や吸蔵熱量検出手段の異常またはその他のシステム
の異常を検出するので、システムの運転効率の低下を早
期に発見することができ、エネルギ資源を有効に利用す
ることができる。

【００６７】本発明の第４の異常検出装置では、水素吸
蔵合金槽に受け入れた水素量の総和と水素吸蔵合金槽に
収納された水素吸蔵合金の量に基づいて算出される総水
素量とにより水素量検出手段の異常やその他の水素吸蔵
合金槽の異常を検出するので、水素吸蔵合金槽の水素吸
蔵能力を越える運転を防止し、水素吸蔵合金槽の些細な
異常をも発見することができる。

【００６８】本発明の第５の異常検出装置では、水素吸
蔵合金槽内の圧力と温度とにより圧力検出手段や温度検
出手段の異常または水素吸蔵合金槽の異常を検出するの
で、水素吸蔵合金槽の低効率の運転を防止することがで
きる。

【００６９】本発明の異常時制御装置では、異常検出装
置が異常を検出したときに警報の出力や水素吸蔵合金槽
の運転の停止等の所定の処理をするので、異常を早期に
知ることができると共に、運転効率が低い状態での運転
を防止することができる。この結果、エネルギ資源を有
効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１ないし第３の異常検出装置の基本
的構成を例示するブロック図である。

【図２】本発明の第４および第５の異常検出装置の基本
的構成を例示するブロック図である。

【図３】本発明の一実施例であるシステム制御装置をヒ
ートポンプ１に適用した場合の概略を示すブロック図で
ある。

【図４】制御装置７０を中心とした制御系の電気的な構
成を例示するブロック図である。

【図５】制御装置７０のＣＰＵ７０ａにより実行される
異常監視プログラムを示すフローチャートである。

【図６】ＭＨタンクの正常な範囲を水素圧Ｐの対数と温
度Ｔの逆数との関係により例示した説明図である。

【図７】ヒートポンプ１の正常運転の範囲を水素重量流
量ＭＱ１と水素重量流量ＭＱ２との関係により例示した
説明図である。

【図８】制御装置７０のＣＰＵ７０ａにより実行される
第２の異常監視プログラムを示すフローチャートであ
る。

【図９】制御装置７０のＣＰＵ７０ａにより実行される
第３の異常監視プログラムを示すフローチャートであ
る。

【図１０】本発明の第２の実施例であるシステム制御装
置を燃料電池システム４００に適用した場合の概略を示
すブロック図である。

【図１１】制御装置４５０を中心とした制御系の電気的
な構成を例示するブロック図である。

【図１２】制御装置４５０のＣＰＵ４５０ａにより実行
される異常監視プログラムを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

Ｍ１…取出量検出手段Ｍ２…受入量検出手段Ｍ３…異常判定手段Ｎ１…取出量検出手段Ｎ２…消費量検出手段Ｎ３…放出量検出手段Ｎ４…異常判定手段Ｌ１…記憶手段Ｌ２…放出熱量検出手段Ｌ３…吸蔵熱量検出手段Ｌ４…異常判定手段Ｒ１…水素量検出手段Ｒ２…異常判定手段Ｕ１…関係記憶手段Ｕ２…圧力検出手段Ｕ３…温度検出手段Ｕ４…異常判定手段ＭＨ１ないし６…水素吸蔵合金槽ＮＨ１，ＮＨ２…水素消費機関１…ヒートポンプ１０，３０…ＭＨタンク１２，３２…熱媒体回路１４，３４…熱交換器１６，３６…圧力計１８，３８…温度計２０，２６，２８，４０，４６，４８…バルブ２２，４２…アクチュエータ２４，４４…流量計５０…パイプ６０…コンプレッサ７０…制御装置７０ａ…ＣＰＵ７０ｂ…ＲＯＭ７０ｃ…ＲＡＭ７０ｄ…Ａ／Ｄコンバータ７０ｅ…出力処理回路７０ｆ…電源回路４００…燃料電池システム４１０，４４０…ＭＨタンク４１２，４４２…圧力計４１４，４４４…温度計４１６，４２６，４４６…バルブ４１７，４２７，４４７…アクチュエータ４１８，４４８…流量計４２０…第１熱交換器４２１…第２熱交換器４２２…熱媒体回路４２３…オイルポンプ４２４，４３５…ブロワ４３０…燃料電池４３１…水素極４３２…空気極４３４…電解質４３６…電圧計４３８…電流計４３９…出力端子４５０…制御装置４５０ａ…ＣＰＵ４５０ｂ…ＲＯＭ４５０ｃ…ＲＡＭ４５０ｄ…Ａ／Ｄコンバータ４５０ｅ…出力処理回路４５０ｆ…電源回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田信雄愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者三浦正芳愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者久保秀人愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者三井宏之愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者浅野明彦愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵合金槽
と、水素を消費または吸蔵する水素消費機関と、前記水
素吸蔵合金槽から取り出した水素を前記水素消費機関へ
供給する供給装置とを備えたシステムにおける異常を検
出する異常検出装置であって、前記水素吸蔵合金槽から取り出した水素量を検出する取
出量検出手段と、前記水素消費機関に受け入れた水素量を検出する受入量
検出手段と、前記取出量検出手段により検出された水素量と前記受入
量検出手段により検出された水素量との差が所定の値よ
りも大きいとき、異常と判定する異常判定手段とを備え
た異常検出装置。
【請求項２】水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵合金槽
と、水素を消費または吸蔵する水素消費機関と、前記水
素吸蔵合金槽から取り出した水素を前記水素消費機関へ
供給する供給装置とを備えたシステムにおける異常を検
出する異常検出装置であって、前記水素吸蔵合金槽から取り出した水素量を検出する取
出量検出手段と、前記水素消費機関により消費または吸蔵された水素量を
検出する消費量検出手段と、前記水素消費機関により消費または吸蔵されずに放出さ
れた水素量を検出する放出量検出手段と、前記消費量検出手段により検出された水素量と前記放出
量検出手段により検出された水素量との和と、前記取出
量検出手段により検出された水素量との差が所定の値よ
り大きいとき、異常と判定する異常判定手段とを備えた
異常検出装置。
【請求項３】水素吸蔵合金を収納した少なくとも二以
上の水素吸蔵合金槽と、該水素吸蔵合金槽間を連絡し、
該水素吸蔵合金槽間の水素の移動を行なう水素移動装置
とを備えたシステムにおける異常を検出する異常検出装
置であって、前記水素吸蔵合金槽の各槽の水素吸蔵合金に単位重量の
水素を吸蔵させた際に生じる反応熱量の関係を予め記憶
する記憶手段と、前記水素吸蔵合金槽のうち水素を取り出した槽の水素吸
蔵合金が水素を放出する際の反応熱量を検出する放出熱
量検出手段と、前記水素吸蔵合金槽のうち水素を受け入れた槽の水素吸
蔵合金が水素を吸蔵する際の反応熱量を検出する吸蔵熱
量検出手段と、前記放出熱量検出手段により検出された熱量と前記吸蔵
熱量検出手段により検出された熱量とが前記記憶手段に
より記憶された関係から逸脱したとき、異常と判定する
異常判定手段とを備えた異常検出装置。
【請求項４】水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵合金槽
の異常を検出する異常検出装置であって、前記水素吸蔵合金槽に受け入れた水素量を検出する水素
量検出手段と、該検出された水素量の総和が、前記水素吸蔵合金槽に収
納された水素吸蔵合金の量に基づいて算出される吸蔵さ
れ得る総水素量より大きいとき、異常と判定する異常判
定手段とを備えた異常検出装置。
【請求項５】水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵合金槽
の異常を検出する異常検出装置であって、該水素吸蔵合金槽内の圧力と温度との関係を予め記憶す
る関係記憶手段と、前記水素吸蔵合金槽内の圧力を検出する圧力検出手段
と、前記水素吸蔵合金槽内の温度を検出する温度検出手段
と、前記圧力検出手段により検出された圧力と前記温度検出
手段により検出された温度とが、前記関係記憶手段によ
り記憶された関係から逸脱したとき、異常と判定する異
常判定手段とを備えた異常検出装置。
【請求項６】請求項１ないし５いずれか記載の異常検
出装置と、該異常検出装置により異常が検出されたとき、所定の処
理を行なう異常時対処手段とを備えた異常時制御装置。
【請求項７】請求項６記載の異常時制御装置であっ
て、異常時対処手段は、警報を出力する手段である異常時制
御装置。
【請求項８】請求項６記載の異常時制御装置であっ
て、異常時対処手段は、前記水素吸蔵合金槽からの水素の取
り出しまたは前記水素吸蔵合金槽の水素の受け入れを遮
断して前記水素吸蔵合金槽の運転を停止する手段である
異常時制御装置。