JPH09142803A - 水素ガス供給装置及びこれを用いた燃料電池 - Google Patents
水素ガス供給装置及びこれを用いた燃料電池Info
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- JPH09142803A JPH09142803A JP7329631A JP32963195A JPH09142803A JP H09142803 A JPH09142803 A JP H09142803A JP 7329631 A JP7329631 A JP 7329631A JP 32963195 A JP32963195 A JP 32963195A JP H09142803 A JPH09142803 A JP H09142803A
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/065—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by dissolution of metals or alloys; by dehydriding metallic substances
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 作動初期から十分な水素ガス供給量が安定し
て得られる水素ガス供給装置を提供する。 【解決手段】 水素吸蔵合金が充填された水素吸蔵合金
タンク２のガス出口に逆止弁４を介してガスタンク３を
連結すると共に、該ガスタンク３のガス出口に水素ガス
供給管23を接続して構成され、水素吸蔵合金タンク２か
ら発生する水素ガスを、逆止弁４及びガスタンク３を経
て水素ガス供給管23へ導く。
て得られる水素ガス供給装置を提供する。 【解決手段】 水素吸蔵合金が充填された水素吸蔵合金
タンク２のガス出口に逆止弁４を介してガスタンク３を
連結すると共に、該ガスタンク３のガス出口に水素ガス
供給管23を接続して構成され、水素吸蔵合金タンク２か
ら発生する水素ガスを、逆止弁４及びガスタンク３を経
て水素ガス供給管23へ導く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金に吸
蔵された水素ガスを外部機器へ供給するための水素ガス
供給装置及び該装置を用いた燃料電池に関するものであ
る。
蔵された水素ガスを外部機器へ供給するための水素ガス
供給装置及び該装置を用いた燃料電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、図６に示す如きポータブル型の燃
料電池が開発されている。該燃料電池は、ケーシング
(９)の内部に３つの機器収納室(92)(91)(90)を形成し
て、第１室(92)には水素ガス供給ユニット(10)、第２室
(91)には燃料電池本体(95)を収納すると共に、水素ガス
供給ユニット(10)と燃料電池本体(95)とを水素ガス供給
管(93)によって互いに連結し、第３室(90)の入口にはフ
ァン(94)を設置している。水素ガス供給ユニット(10)は
複数の水素吸蔵合金タンク(20)を具え、これらの水素吸
蔵合金タンク(20)には水素吸蔵合金が充填されている。
料電池が開発されている。該燃料電池は、ケーシング
(９)の内部に３つの機器収納室(92)(91)(90)を形成し
て、第１室(92)には水素ガス供給ユニット(10)、第２室
(91)には燃料電池本体(95)を収納すると共に、水素ガス
供給ユニット(10)と燃料電池本体(95)とを水素ガス供給
管(93)によって互いに連結し、第３室(90)の入口にはフ
ァン(94)を設置している。水素ガス供給ユニット(10)は
複数の水素吸蔵合金タンク(20)を具え、これらの水素吸
蔵合金タンク(20)には水素吸蔵合金が充填されている。
【０００３】上記燃料電池に於いては、水素ガス供給ユ
ニット(10)から放出される水素ガスを、水素ガス供給管
(93)から燃料電池本体(95)へ供給すると共に、ファン(9
4)によって第３室(90)内に取り入れられた空気を、図中
の矢印Ａの如く第２室(91)へ供給して、前記水素ガスと
空気中の酸素とを燃料電池本体(95)の内部で反応させて
発電を行なうのである。
ニット(10)から放出される水素ガスを、水素ガス供給管
(93)から燃料電池本体(95)へ供給すると共に、ファン(9
4)によって第３室(90)内に取り入れられた空気を、図中
の矢印Ａの如く第２室(91)へ供給して、前記水素ガスと
空気中の酸素とを燃料電池本体(95)の内部で反応させて
発電を行なうのである。
【０００４】ところで、水素吸蔵合金タンク(20)から水
素ガスを放出させて燃料電池本体(95)へ供給する過程で
は、水素ガス放出に伴う水素吸蔵合金の吸熱作用のため
に、水素ガスの温度が低下し、該温度低下によって、水
素ガスの放出量は減少することとなる。例えば図５の如
く、水素ガス圧力が４ａｔｍから大気圧の１ａｔｍまで
低下してガスの放出が行なわれる場合、この過程で、ガ
ス温度が０℃を保ったまま圧力が低下したときには、比
較的大きなガス放出量ΔＣが得られるが、ガス温度が０
℃から−１０℃まで低下すると、そのときのガス放出量
ΔＣ′は、図示の如く放出曲線の低下に伴って、大幅に
減少することとなる。
素ガスを放出させて燃料電池本体(95)へ供給する過程で
は、水素ガス放出に伴う水素吸蔵合金の吸熱作用のため
に、水素ガスの温度が低下し、該温度低下によって、水
素ガスの放出量は減少することとなる。例えば図５の如
く、水素ガス圧力が４ａｔｍから大気圧の１ａｔｍまで
低下してガスの放出が行なわれる場合、この過程で、ガ
ス温度が０℃を保ったまま圧力が低下したときには、比
較的大きなガス放出量ΔＣが得られるが、ガス温度が０
℃から−１０℃まで低下すると、そのときのガス放出量
ΔＣ′は、図示の如く放出曲線の低下に伴って、大幅に
減少することとなる。
【０００５】そこで、従来のポータブル型燃料電池に於
いては、図６に矢印Ｂで示す如く、燃料電池本体(95)か
ら排出される温風を第１室(92)へ送り込んで、該温風と
の熱交換によって水素吸蔵合金タンク(20)を加熱する方
式が採用されている。
いては、図６に矢印Ｂで示す如く、燃料電池本体(95)か
ら排出される温風を第１室(92)へ送り込んで、該温風と
の熱交換によって水素吸蔵合金タンク(20)を加熱する方
式が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料電
池の起動時には、燃料電池本体(95)から排出される温風
の温度が低く、水素吸蔵合金タンク(20)を加熱する力が
弱いために、合金温度がが十分に上がらない。例えば、
図４(ａ)の如く合金温度が０℃から−１０℃まで低下す
ると、これに伴って、同図(ｂ)の如く水素ガスの圧力Ｐ
ｈは、ガス放出開始時の４ａｔｍから大きく低下し、大
気圧の１ａｔｍよりも低くなる。この結果、水素ガス供
給管(93)から燃料電池本体(95)へ供給される水素ガスの
流量Ｑは、図４(ｃ)の如く、水素ガスの圧力が大気圧を
下回る期間には零となり、発電が一時的に停止する問題
があった。
池の起動時には、燃料電池本体(95)から排出される温風
の温度が低く、水素吸蔵合金タンク(20)を加熱する力が
弱いために、合金温度がが十分に上がらない。例えば、
図４(ａ)の如く合金温度が０℃から−１０℃まで低下す
ると、これに伴って、同図(ｂ)の如く水素ガスの圧力Ｐ
ｈは、ガス放出開始時の４ａｔｍから大きく低下し、大
気圧の１ａｔｍよりも低くなる。この結果、水素ガス供
給管(93)から燃料電池本体(95)へ供給される水素ガスの
流量Ｑは、図４(ｃ)の如く、水素ガスの圧力が大気圧を
下回る期間には零となり、発電が一時的に停止する問題
があった。
【０００７】そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、作
動初期から十分な水素供給量が安定して得られる水素ガ
ス供給装置、及び該装置を用いた燃料電池を提供するこ
とを目的とする。
動初期から十分な水素供給量が安定して得られる水素ガ
ス供給装置、及び該装置を用いた燃料電池を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る水素ガス供給
装置は、水素吸蔵合金が充填された水素吸蔵合金タンク
(２)のガス出口に逆止弁(４)を介してガスタンク(３)を
連結すると共に、該ガスタンク(３)のガス出口に水素ガ
ス供給管(23)を接続して構成される。水素吸蔵合金タン
ク(２)から発生する水素ガスは、逆止弁(４)及びガスタ
ンク(３)を経て水素ガス供給管(23)へ導かれる。
装置は、水素吸蔵合金が充填された水素吸蔵合金タンク
(２)のガス出口に逆止弁(４)を介してガスタンク(３)を
連結すると共に、該ガスタンク(３)のガス出口に水素ガ
ス供給管(23)を接続して構成される。水素吸蔵合金タン
ク(２)から発生する水素ガスは、逆止弁(４)及びガスタ
ンク(３)を経て水素ガス供給管(23)へ導かれる。
【０００９】上記水素ガス供給装置に於いては、予め、
水素吸蔵合金タンク(２)内の水素吸蔵合金に水素が吸蔵
されると共に、ガスタンク(３)内に水素ガスが十分な圧
力(例えば９ａｔｍ)で充填されている。水素供給過程に
て、水素吸蔵合金タンク(２)が外部からの加熱によって
十分な温度に達しない作動初期に於いては、主にガスタ
ンク(３)内の水素ガスが、その圧力によって、水素ガス
供給管(23)から外部機器へ向けて放出される。ここで、
ガスタンク(３)と水素吸蔵合金タンク(２)の間には逆止
弁(４)が介在しているので、ガスタンク(３)内の水素ガ
スが水素吸蔵合金タンク(２)内に逆流することはない。
水素吸蔵合金タンク(２)内の水素吸蔵合金に水素が吸蔵
されると共に、ガスタンク(３)内に水素ガスが十分な圧
力(例えば９ａｔｍ)で充填されている。水素供給過程に
て、水素吸蔵合金タンク(２)が外部からの加熱によって
十分な温度に達しない作動初期に於いては、主にガスタ
ンク(３)内の水素ガスが、その圧力によって、水素ガス
供給管(23)から外部機器へ向けて放出される。ここで、
ガスタンク(３)と水素吸蔵合金タンク(２)の間には逆止
弁(４)が介在しているので、ガスタンク(３)内の水素ガ
スが水素吸蔵合金タンク(２)内に逆流することはない。
【００１０】その後、ガスタンク(３)内の圧力は徐々に
低下するが、遅くとも該圧力が大気圧以下に低下するま
でに、水素吸蔵合金タンク(２)が外部からの加熱によっ
て十分な温度まで上昇し、水素吸蔵合金タンク(２)内の
ガス圧は大気圧を上回ることとなる。従って、その後
は、水素吸蔵合金タンク(２)から放出される水素ガス
が、その圧力によって、逆止弁(４)及びガスタンク(３)
を経て水素ガス供給管(23)に導かれ、外部機器へ供給さ
れる。
低下するが、遅くとも該圧力が大気圧以下に低下するま
でに、水素吸蔵合金タンク(２)が外部からの加熱によっ
て十分な温度まで上昇し、水素吸蔵合金タンク(２)内の
ガス圧は大気圧を上回ることとなる。従って、その後
は、水素吸蔵合金タンク(２)から放出される水素ガス
が、その圧力によって、逆止弁(４)及びガスタンク(３)
を経て水素ガス供給管(23)に導かれ、外部機器へ供給さ
れる。
【００１１】具体的構成に於いては、水素ガス供給に先
だって水素吸蔵合金タンク(２)及びガスタンク(３)内へ
水素ガスを同時に充填するための水素ガス充填手段を具
えている。これによって、水素吸蔵合金タンク(２)内の
水素吸蔵合金に水素が吸蔵されると共に、ガスタンク
(３)内には、水素吸蔵合金タンク(２)内のガス圧と同一
圧力(例えば９ａｔｍ)で水素ガスが充填される。
だって水素吸蔵合金タンク(２)及びガスタンク(３)内へ
水素ガスを同時に充填するための水素ガス充填手段を具
えている。これによって、水素吸蔵合金タンク(２)内の
水素吸蔵合金に水素が吸蔵されると共に、ガスタンク
(３)内には、水素吸蔵合金タンク(２)内のガス圧と同一
圧力(例えば９ａｔｍ)で水素ガスが充填される。
【００１２】又、他の具体的構成に於いては、水素ガス
供給に先立って水素吸蔵合金タンク(２)へ水素ガスを充
填するための水素ガス充填手段と、水素吸蔵合金タンク
(２)を加熱するための加熱手段とを具えている。この場
合、先ず、水素吸蔵合金タンク(２)内へ所定圧力(例え
ば６ａｔｍ)の水素ガスを充填し、タンク内の水素吸蔵
合金に水素を吸蔵させた後、該水素吸蔵合金タンク(２)
を加熱手段によって一定時間だけ加熱する。この結果、
水素吸蔵合金タンク(２)内のガス圧が高まって、該圧力
(例えば９ａｔｍ)によって、水素吸蔵合金タンク(２)か
ら放出される水素ガスがガスタンク(３)内に充填され
る。加熱手段による加熱を停止した後は、水素吸蔵合金
タンク(２)内のガス圧は低下するが、水素吸蔵合金タン
ク(２)とガスタンク(３)の間には逆止弁(４)が介在して
いるので、ガスタンク(３)から水素吸蔵合金タンク(２)
へ水素ガスが逆流することはなく、ガスタンク(３)内の
圧力(例えば９ａｔｍ)は維持される。
供給に先立って水素吸蔵合金タンク(２)へ水素ガスを充
填するための水素ガス充填手段と、水素吸蔵合金タンク
(２)を加熱するための加熱手段とを具えている。この場
合、先ず、水素吸蔵合金タンク(２)内へ所定圧力(例え
ば６ａｔｍ)の水素ガスを充填し、タンク内の水素吸蔵
合金に水素を吸蔵させた後、該水素吸蔵合金タンク(２)
を加熱手段によって一定時間だけ加熱する。この結果、
水素吸蔵合金タンク(２)内のガス圧が高まって、該圧力
(例えば９ａｔｍ)によって、水素吸蔵合金タンク(２)か
ら放出される水素ガスがガスタンク(３)内に充填され
る。加熱手段による加熱を停止した後は、水素吸蔵合金
タンク(２)内のガス圧は低下するが、水素吸蔵合金タン
ク(２)とガスタンク(３)の間には逆止弁(４)が介在して
いるので、ガスタンク(３)から水素吸蔵合金タンク(２)
へ水素ガスが逆流することはなく、ガスタンク(３)内の
圧力(例えば９ａｔｍ)は維持される。
【００１３】本発明に係る燃料電池は、ケーシングの内
部に、燃料電池本体と水素ガス供給ユニットとが収納さ
れ、水素ガス供給ユニットから放出される水素ガスを、
水素ガス供給管を経て燃料電池本体へ供給して、発電を
行なうものである。ここで、水素ガス供給ユニット(１)
は、水素吸蔵合金が充填された水素吸蔵合金タンク(２)
のガス出口に逆止弁(４)を介してガスタンク(３)を連結
すると共に、該ガスタンク(３)のガス出口に前記水素ガ
ス供給管(23)を接続して構成される。水素吸蔵合金タン
ク(２)から発生する水素ガスは、逆止弁(４)及びガスタ
ンク(３)を経て前記水素ガス供給管(23)へ導かれる。
部に、燃料電池本体と水素ガス供給ユニットとが収納さ
れ、水素ガス供給ユニットから放出される水素ガスを、
水素ガス供給管を経て燃料電池本体へ供給して、発電を
行なうものである。ここで、水素ガス供給ユニット(１)
は、水素吸蔵合金が充填された水素吸蔵合金タンク(２)
のガス出口に逆止弁(４)を介してガスタンク(３)を連結
すると共に、該ガスタンク(３)のガス出口に前記水素ガ
ス供給管(23)を接続して構成される。水素吸蔵合金タン
ク(２)から発生する水素ガスは、逆止弁(４)及びガスタ
ンク(３)を経て前記水素ガス供給管(23)へ導かれる。
【００１４】上記燃料電池に於いては、予め、水素ガス
供給ユニット(１)の水素吸蔵合金タンク(２)内の水素吸
蔵合金に水素が吸蔵されると共に、ガスタンク(３)内に
水素ガスが十分な圧力(例えば９ａｔｍ)で充填されてい
る。燃料電池の起動後、燃料電池本体から排出される温
風の温度が低く、水素吸蔵合金タンク(２)が十分な温度
に達しない期間は、主にガスタンク(３)内の水素ガス
が、その圧力によって、水素ガス供給管(23)から燃料電
池本体へ供給される。
供給ユニット(１)の水素吸蔵合金タンク(２)内の水素吸
蔵合金に水素が吸蔵されると共に、ガスタンク(３)内に
水素ガスが十分な圧力(例えば９ａｔｍ)で充填されてい
る。燃料電池の起動後、燃料電池本体から排出される温
風の温度が低く、水素吸蔵合金タンク(２)が十分な温度
に達しない期間は、主にガスタンク(３)内の水素ガス
が、その圧力によって、水素ガス供給管(23)から燃料電
池本体へ供給される。
【００１５】その後、ガスタンク(３)内の圧力は徐々に
低下するが、遅くとも該圧力が大気圧に達するまでに
は、燃料電池本体から排出される温風の温度が上昇し、
これによって、水素吸蔵合金タンク(２)が十分な温度ま
で上昇して、該タンク(２)内のガス圧は大気圧を上回る
こととなる。従って、その後は、水素吸蔵合金タンク
(２)から放出される水素ガスが、その圧力によって、逆
止弁(４)及びガスタンク(３)を経て水素ガス供給管(23)
に導かれ、燃料電池本体へ供給される。
低下するが、遅くとも該圧力が大気圧に達するまでに
は、燃料電池本体から排出される温風の温度が上昇し、
これによって、水素吸蔵合金タンク(２)が十分な温度ま
で上昇して、該タンク(２)内のガス圧は大気圧を上回る
こととなる。従って、その後は、水素吸蔵合金タンク
(２)から放出される水素ガスが、その圧力によって、逆
止弁(４)及びガスタンク(３)を経て水素ガス供給管(23)
に導かれ、燃料電池本体へ供給される。
【００１６】
【発明の効果】本発明に係る水素ガス供給装置によれ
ば、作動初期にて水素ガスの供給量が減少することはな
く、安定した水素ガスの供給が行なわれる。本発明に係
る燃料電池によれば、その起動直後から、十分な量の水
素ガスが水素ガス供給ユニットから燃料電池本体へ供給
されるので、安定した発電が可能となる。又、外気温度
が低い場合であっても、水素吸蔵合金からの水素放出量
の減少が水素ガス供給ユニットによって補われるので、
水素ガスの供給に問題が生じることはない。
ば、作動初期にて水素ガスの供給量が減少することはな
く、安定した水素ガスの供給が行なわれる。本発明に係
る燃料電池によれば、その起動直後から、十分な量の水
素ガスが水素ガス供給ユニットから燃料電池本体へ供給
されるので、安定した発電が可能となる。又、外気温度
が低い場合であっても、水素吸蔵合金からの水素放出量
の減少が水素ガス供給ユニットによって補われるので、
水素ガスの供給に問題が生じることはない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を燃料電池の水素ガ
ス供給ユニットに実施した形態につき、図面に沿って具
体的に説明する。ここで、燃料電池の全体構成は、図６
に示す従来の燃料電池と同一であるため、以下、特徴的
構成を有する水素ガス供給ユニットの２つの実施例につ
いて詳述する。
ス供給ユニットに実施した形態につき、図面に沿って具
体的に説明する。ここで、燃料電池の全体構成は、図６
に示す従来の燃料電池と同一であるため、以下、特徴的
構成を有する水素ガス供給ユニットの２つの実施例につ
いて詳述する。
【００１８】第１実施例 図１に示す水素ガス供給ユニット(１)は、連通管(21)に
よって互いに連結された複数の水素吸蔵合金タンク(２)
を具えている。該水素吸蔵合金タンク(２)には、例えば
希土類ニッケル系水素吸蔵合金Ｍｍ1-XＹXＮｉ5-YＭｎY
(０.０５≦Ｘ≦０.６、０.０５≦Ｙ≦１)、具体的に
は、Ｍｍ0.8Ｙ0.2Ｎｉ4.9Ｍｎ0.1合金が充填されてい
る。これらの水素吸蔵合金タンク(２)のガス出口には、
中継管(22)を介してガスタンク(３)が接続されており、
該中継管(22)には、逆止弁(４)及び切換え弁(６)が介在
している。
よって互いに連結された複数の水素吸蔵合金タンク(２)
を具えている。該水素吸蔵合金タンク(２)には、例えば
希土類ニッケル系水素吸蔵合金Ｍｍ1-XＹXＮｉ5-YＭｎY
(０.０５≦Ｘ≦０.６、０.０５≦Ｙ≦１)、具体的に
は、Ｍｍ0.8Ｙ0.2Ｎｉ4.9Ｍｎ0.1合金が充填されてい
る。これらの水素吸蔵合金タンク(２)のガス出口には、
中継管(22)を介してガスタンク(３)が接続されており、
該中継管(22)には、逆止弁(４)及び切換え弁(６)が介在
している。
【００１９】逆止弁(４)は、水素吸蔵合金タンク(２)か
らガスタンク(３)へ向けて水素ガスを流し、その逆向き
には、水素ガスの流れを阻止するものであって、例えば
ポペット式逆止弁を採用することが出来る。又、切換え
弁(６)は、複数のポートを具えて、その１つのポートに
水素ガスボンベ(図示省略)が接続されて、該水素ガスボ
ンベからの水素ガスをガスタンク(３)及び水素吸蔵合金
タンク(２)へ供給する第１ポート位置と、水素吸蔵合金
タンク(２)からの水素ガスをガスタンク(３)へ流す第２
ポート位置に切換えが可能である。
らガスタンク(３)へ向けて水素ガスを流し、その逆向き
には、水素ガスの流れを阻止するものであって、例えば
ポペット式逆止弁を採用することが出来る。又、切換え
弁(６)は、複数のポートを具えて、その１つのポートに
水素ガスボンベ(図示省略)が接続されて、該水素ガスボ
ンベからの水素ガスをガスタンク(３)及び水素吸蔵合金
タンク(２)へ供給する第１ポート位置と、水素吸蔵合金
タンク(２)からの水素ガスをガスタンク(３)へ流す第２
ポート位置に切換えが可能である。
【００２０】更に、ガスタンク(３)のガス出口には、前
記燃料電池本体(95)へ繋がる水素ガス供給管(23)が接続
され、該水素ガス供給管(23)には、水素ガス供給時に開
かれるべき開閉弁(５)が介在している。
記燃料電池本体(95)へ繋がる水素ガス供給管(23)が接続
され、該水素ガス供給管(23)には、水素ガス供給時に開
かれるべき開閉弁(５)が介在している。
【００２１】上記水素ガス供給ユニット(１)に於いて
は、先ず、開閉弁(５)を閉じると共に、切換え弁(６)を
第１ポート位置に切り換えて、前記水素ガスボンベから
水素吸蔵合金タンク(２)及びガスタンク(３)へ水素ガス
を充填する。これによって、水素吸蔵合金タンク(２)及
びガスタンク(３)内のガス圧は例えば９ａｔｍに設定さ
れる。
は、先ず、開閉弁(５)を閉じると共に、切換え弁(６)を
第１ポート位置に切り換えて、前記水素ガスボンベから
水素吸蔵合金タンク(２)及びガスタンク(３)へ水素ガス
を充填する。これによって、水素吸蔵合金タンク(２)及
びガスタンク(３)内のガス圧は例えば９ａｔｍに設定さ
れる。
【００２２】その後、燃料電池の起動に際しては、切換
え弁(６)を第２ポート位置に切り換えると共に、開閉弁
(５)を開く。起動初期に於いては、燃料電池本体から排
出される温風の温度が低いため、水素吸蔵合金タンク
(２)内の水素吸蔵合金の水素放出に伴う吸熱反応によっ
て、図３(ａ)に示す如く合金温度は−１０℃程度まで低
下し、これに伴って、水素吸蔵合金タンク(２)内のガス
圧Ｐｈは図３(ｂ)中に破線で示す様に大気圧を下回るこ
とになる。
え弁(６)を第２ポート位置に切り換えると共に、開閉弁
(５)を開く。起動初期に於いては、燃料電池本体から排
出される温風の温度が低いため、水素吸蔵合金タンク
(２)内の水素吸蔵合金の水素放出に伴う吸熱反応によっ
て、図３(ａ)に示す如く合金温度は−１０℃程度まで低
下し、これに伴って、水素吸蔵合金タンク(２)内のガス
圧Ｐｈは図３(ｂ)中に破線で示す様に大気圧を下回るこ
とになる。
【００２３】しかし、ガスタンク(３)内の水素ガスは、
当初十分に高い圧力(９ａｔｍ)を有しているので、該水
素ガスが水素ガス供給管(23)から燃料電池本体へ供給さ
れる。この過程で、水素吸蔵合金タンク(２)とガスタン
ク(３)の間には逆止弁(４)が介在しているので、ガスタ
ンク(３)内の水素ガスが水素吸蔵合金タンク(２)内へ逆
流することはない。
当初十分に高い圧力(９ａｔｍ)を有しているので、該水
素ガスが水素ガス供給管(23)から燃料電池本体へ供給さ
れる。この過程で、水素吸蔵合金タンク(２)とガスタン
ク(３)の間には逆止弁(４)が介在しているので、ガスタ
ンク(３)内の水素ガスが水素吸蔵合金タンク(２)内へ逆
流することはない。
【００２４】その後、ガスタンク(３)内の水素ガスの圧
力Ｐｔは、図３(ｂ)中に実線で示す様に９ａｔｍから大
気圧まで低下するが、大気圧となるまでの期間(例えば
４分間)に、燃料電池本体から排出される温風の温度が
上昇し、図３(ａ)に示す様に合金温度は０℃近くまで上
昇する。これに伴って、水素吸蔵合金タンク(２)内のガ
ス圧Ｐｈは、図３(ｂ)中に破線で示す様に大気圧を上回
ることとなる。従って、その後は、水素吸蔵合金タンク
(２)から放出される水素ガスが、逆止弁(４)及びガスタ
ンク(３)を経て水素ガス供給管(23)に導かれ、燃料電池
本体へ供給される。この過程で、ガスタンク(３)内のガ
ス圧は、水素吸蔵合金タンク(２)内のガス圧力よりも僅
かに低い値で推移することとなる。
力Ｐｔは、図３(ｂ)中に実線で示す様に９ａｔｍから大
気圧まで低下するが、大気圧となるまでの期間(例えば
４分間)に、燃料電池本体から排出される温風の温度が
上昇し、図３(ａ)に示す様に合金温度は０℃近くまで上
昇する。これに伴って、水素吸蔵合金タンク(２)内のガ
ス圧Ｐｈは、図３(ｂ)中に破線で示す様に大気圧を上回
ることとなる。従って、その後は、水素吸蔵合金タンク
(２)から放出される水素ガスが、逆止弁(４)及びガスタ
ンク(３)を経て水素ガス供給管(23)に導かれ、燃料電池
本体へ供給される。この過程で、ガスタンク(３)内のガ
ス圧は、水素吸蔵合金タンク(２)内のガス圧力よりも僅
かに低い値で推移することとなる。
【００２５】上述のごとく、燃料電池の起動初期に於い
て、水素吸蔵合金タンク(２)の合金温度が低下して、水
素吸蔵合金タンク(２)からの水素放出が停止する期間に
は、ガスタンク(３)から水素ガスが補填されるので、水
素ガス供給ユニット(１)全体から燃料電池本体へ供給さ
れる水素ガスは、図３(ｃ)に示す如く略一定の流量Ｑ
(例えば２Ｎｌ／ｍｉｎ)を維持する。
て、水素吸蔵合金タンク(２)の合金温度が低下して、水
素吸蔵合金タンク(２)からの水素放出が停止する期間に
は、ガスタンク(３)から水素ガスが補填されるので、水
素ガス供給ユニット(１)全体から燃料電池本体へ供給さ
れる水素ガスは、図３(ｃ)に示す如く略一定の流量Ｑ
(例えば２Ｎｌ／ｍｉｎ)を維持する。
【００２６】尚、ガスタンク(３)は、水素吸蔵合金タン
ク(２)による水素ガス供給の欠損分を補うことの出来る
容量を有している必要がある。例えば、水素ガス供給ユ
ニット(１)の水素吸蔵合金量が２.５Ｋｇであって、０
℃で水素の供給を開始して、２Ｎｌ／ｍｉｎの流量Ｑを
維持するには、ガスタンク(３)のガス圧が９ａｔｍから
１ａｔｍまで低下するとした場合、約１０００ｍｌのタ
ンク容量が必要となる。
ク(２)による水素ガス供給の欠損分を補うことの出来る
容量を有している必要がある。例えば、水素ガス供給ユ
ニット(１)の水素吸蔵合金量が２.５Ｋｇであって、０
℃で水素の供給を開始して、２Ｎｌ／ｍｉｎの流量Ｑを
維持するには、ガスタンク(３)のガス圧が９ａｔｍから
１ａｔｍまで低下するとした場合、約１０００ｍｌのタ
ンク容量が必要となる。
【００２７】第２実施例 一方、図２に示す水素ガス供給ユニット(１)は、連通管
(21)によって互いに連結された複数の水素吸蔵合金タン
ク(２)のガス入口に、開閉弁(７)を介して水素ガスボン
ベ(図示省略)を接続すると共に、ガスタンク(３)へ至る
中継管(22)には、逆止弁(４)を介在させたものである。
又、水素ガス供給ユニット(１)には、水素吸蔵合金タン
ク(２)へ温風を吹き付けるための温風供給装置(８)が併
設されている。
(21)によって互いに連結された複数の水素吸蔵合金タン
ク(２)のガス入口に、開閉弁(７)を介して水素ガスボン
ベ(図示省略)を接続すると共に、ガスタンク(３)へ至る
中継管(22)には、逆止弁(４)を介在させたものである。
又、水素ガス供給ユニット(１)には、水素吸蔵合金タン
ク(２)へ温風を吹き付けるための温風供給装置(８)が併
設されている。
【００２８】上記水素ガス供給ユニット(１)に於いて
は、先ず、出口の開閉弁(５)を閉じると共に、入口の開
閉弁(７)を開いて、前記水素ガスボンベから水素吸蔵合
金タンク(２)へ水素ガスを充填し、タンク内の水素吸蔵
合金に水素を吸蔵させる。これによって、水素吸蔵合金
タンク(２)内のガス圧は例えば６ａｔｍに設定される。
この過程で、水素吸蔵合金タンク(２)に対しては、必要
に応じて冷風を吹き付ける。
は、先ず、出口の開閉弁(５)を閉じると共に、入口の開
閉弁(７)を開いて、前記水素ガスボンベから水素吸蔵合
金タンク(２)へ水素ガスを充填し、タンク内の水素吸蔵
合金に水素を吸蔵させる。これによって、水素吸蔵合金
タンク(２)内のガス圧は例えば６ａｔｍに設定される。
この過程で、水素吸蔵合金タンク(２)に対しては、必要
に応じて冷風を吹き付ける。
【００２９】次に、開閉弁(７)を閉じた後、温風供給装
置(８)によって水素吸蔵合金タンク(２)に温風を吹き付
けて、タンク内の水素吸蔵合金を加熱する。この結果、
水素吸蔵合金から水素が放出され、タンク(２)内のガス
圧が高まる。そして、該ガス圧が９ａｔｍに達した時点
で、温風供給装置(８)を停止させる。この結果、水素吸
蔵合金タンク(２)からガスタンク(３)内へ９ａｔｍの圧
力で水素ガスが移送されることになる。
置(８)によって水素吸蔵合金タンク(２)に温風を吹き付
けて、タンク内の水素吸蔵合金を加熱する。この結果、
水素吸蔵合金から水素が放出され、タンク(２)内のガス
圧が高まる。そして、該ガス圧が９ａｔｍに達した時点
で、温風供給装置(８)を停止させる。この結果、水素吸
蔵合金タンク(２)からガスタンク(３)内へ９ａｔｍの圧
力で水素ガスが移送されることになる。
【００３０】温風供給装置(８)を停止させた後は、水素
吸蔵合金タンク(２)の温度が低下し、タンク内のガス圧
は６ａｔｍ程度まで低下するが、水素吸蔵合金タンク
(２)とガスタンク(３)の間には逆止弁(４)が介在してい
るので、ガスタンク(３)から水素吸蔵合金タンク(２)へ
水素ガスが逆流することはなく、ガスタンク(３)内のガ
ス圧は９ａｔｍに維持される。
吸蔵合金タンク(２)の温度が低下し、タンク内のガス圧
は６ａｔｍ程度まで低下するが、水素吸蔵合金タンク
(２)とガスタンク(３)の間には逆止弁(４)が介在してい
るので、ガスタンク(３)から水素吸蔵合金タンク(２)へ
水素ガスが逆流することはなく、ガスタンク(３)内のガ
ス圧は９ａｔｍに維持される。
【００３１】その後、燃料電池の起動時には、開閉弁
(５)を開いて、水素ガス供給ユニット(１)から燃料電池
本体へ水素の供給を開始する。起動初期に於いては、燃
料電池本体から排出される温風の温度が低いため、水素
吸蔵合金タンク(２)の合金温度は−１０℃程度まで低下
し、これに伴って、水素吸蔵合金タンク(２)内のガス圧
が大気圧を下回って、水素吸蔵合金タンク(２)からのガ
ス放出が停止する。しかし、上記第１実施例と同様に、
ガスタンク(３)内の水素ガスが水素ガス供給管(23)から
燃料電池本体へ供給されて、水素吸蔵合金タンク(２)に
よる水素ガス供給の欠損を補填するので、燃料電池本体
には、略一定の流量で水素ガスが供給されることにな
る。
(５)を開いて、水素ガス供給ユニット(１)から燃料電池
本体へ水素の供給を開始する。起動初期に於いては、燃
料電池本体から排出される温風の温度が低いため、水素
吸蔵合金タンク(２)の合金温度は−１０℃程度まで低下
し、これに伴って、水素吸蔵合金タンク(２)内のガス圧
が大気圧を下回って、水素吸蔵合金タンク(２)からのガ
ス放出が停止する。しかし、上記第１実施例と同様に、
ガスタンク(３)内の水素ガスが水素ガス供給管(23)から
燃料電池本体へ供給されて、水素吸蔵合金タンク(２)に
よる水素ガス供給の欠損を補填するので、燃料電池本体
には、略一定の流量で水素ガスが供給されることにな
る。
【００３２】従って、本発明に係る水素ガス供給ユニッ
ト(１)を具えた燃料電池に於いては、水素ガス供給ユニ
ット(１)から燃料電池本体へ水素ガスの供給を開始した
直後から、水素ガスの供給量は安定しており、一定値以
上の出力で発電が開始されるので、従来の如く起動に時
間がかかることはない。
ト(１)を具えた燃料電池に於いては、水素ガス供給ユニ
ット(１)から燃料電池本体へ水素ガスの供給を開始した
直後から、水素ガスの供給量は安定しており、一定値以
上の出力で発電が開始されるので、従来の如く起動に時
間がかかることはない。
【００３３】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
【図１】本発明に係る水素ガス供給ユニットの構成を表
わす系統図である。
わす系統図である。
【図２】本発明に係る水素ガス供給ユニットの他の構成
を表わす系統図である。
を表わす系統図である。
【図３】本発明に係る水素ガス供給ユニットに於いて、
水素吸蔵合金タンクの合金温度、ガス圧力及び、燃料電
池本体へ供給される水素ガス流量の変化を表わすグラフ
である。
水素吸蔵合金タンクの合金温度、ガス圧力及び、燃料電
池本体へ供給される水素ガス流量の変化を表わすグラフ
である。
【図４】従来の水素ガス供給ユニットに於ける同上のグ
ラフである。
ラフである。
【図５】水素吸蔵合金の温度が低下した場合の特性の変
化を表わすグラフである。
化を表わすグラフである。
【図６】従来の燃料電池の構成を表わす正面図である。
(１) 水素ガス供給ユニット (２) 水素吸蔵合金タンク (23) 水素ガス供給管 (３) ガスタンク (４) 逆止弁 (５) 開閉弁 (６) 切換え弁 (７) 開閉弁 (８) 温風供給装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米津 育郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金が充填された水素吸蔵合金
タンク(２)のガス出口に逆止弁(４)を介してガスタンク
(３)を連結すると共に、該ガスタンク(３)のガス出口に
水素ガス供給管(23)を接続して構成され、水素吸蔵合金
タンク(２)から発生する水素ガスを、逆止弁(４)及びガ
スタンク(３)を経て水素ガス供給管(23)へ導くことを特
徴とする水素ガス供給装置。 - 【請求項２】 水素吸蔵合金タンク(２)及びガスタンク
(３)内へ水素ガスを同時に充填するための水素ガス充填
手段を具えている請求項１に記載の水素ガス供給装置。 - 【請求項３】 水素吸蔵合金タンク(２)内へ水素を充填
するための水素ガス充填手段と、水素吸蔵合金タンク
(２)を加熱するための加熱手段とを具えている請求項１
に記載の水素ガス供給装置。 - 【請求項４】 ケーシングの内部に、燃料電池本体と水
素ガス供給ユニットとが収納され、水素ガス供給ユニッ
トから放出される水素ガスを、水素ガス供給管を経て燃
料電池本体へ供給して発電を行なう燃料電池に於いて、
水素ガス供給ユニット(１)は、水素吸蔵合金が充填され
た水素吸蔵合金タンク(２)のガス出口に逆止弁(４)を介
してガスタンク(３)を連結すると共に、該ガスタンク
(３)のガス出口に前記水素ガス供給管(23)を接続して構
成され、水素吸蔵合金タンク(２)から発生する水素ガス
を、逆止弁(４)及びガスタンク(３)を経て前記水素ガス
供給管(23)へ導くことを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7329631A JPH09142803A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 水素ガス供給装置及びこれを用いた燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7329631A JPH09142803A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 水素ガス供給装置及びこれを用いた燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09142803A true JPH09142803A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=18223510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7329631A Pending JPH09142803A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 水素ガス供給装置及びこれを用いた燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09142803A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6651701B2 (en) | 2001-01-26 | 2003-11-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydrogen storage apparatus and charging method therefor |
| JP2004203651A (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Honda Motor Co Ltd | 水素供給方法 |
| US6824903B2 (en) | 2001-02-23 | 2004-11-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydrogen supplying device for fuel cell |
| WO2006068227A1 (ja) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | 燃料電池システム |
| JP2009144837A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Gyoseiin Genshino Iinkai Kakuno Kenkyusho | 金属有機フレーム材料に適用される水素貯蔵缶装置 |
| JP2009149509A (ja) * | 2009-01-19 | 2009-07-09 | Toyota Motor Corp | 電気自動車 |
-
1995
- 1995-11-24 JP JP7329631A patent/JPH09142803A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6651701B2 (en) | 2001-01-26 | 2003-11-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydrogen storage apparatus and charging method therefor |
| US6824903B2 (en) | 2001-02-23 | 2004-11-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydrogen supplying device for fuel cell |
| JP2004203651A (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Honda Motor Co Ltd | 水素供給方法 |
| US7314056B2 (en) | 2002-12-24 | 2008-01-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Hydrogen supply method |
| WO2006068227A1 (ja) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | 燃料電池システム |
| JP2009144837A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Gyoseiin Genshino Iinkai Kakuno Kenkyusho | 金属有機フレーム材料に適用される水素貯蔵缶装置 |
| JP2009149509A (ja) * | 2009-01-19 | 2009-07-09 | Toyota Motor Corp | 電気自動車 |
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