JPS58183853A - 水素燃料自動車 - Google Patents

水素燃料自動車

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JPS58183853A
JPS58183853A JP57067988A JP6798882A JPS58183853A JP S58183853 A JPS58183853 A JP S58183853A JP 57067988 A JP57067988 A JP 57067988A JP 6798882 A JP6798882 A JP 6798882A JP S58183853 A JPS58183853 A JP S58183853A
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fuel
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野呂 克彦
Hiroshi Okada
弘 岡田
Koji Hara
原 弘司
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KYODO SANSO KK
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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】 この発明は、気体水素を燃料とする自動車において、水
A燃料の貯蔵及びエンジンへの水素燃料の供給を改善し
た水素燃料自動車に関する。
近年自動車用燃料として水素が注目されるようKなり、
実用化へ向けて水素燃料自動車の研究開発が盛んに行わ
れており、すでに数多くの実験車が動いている。
従来の水素燃料自動車は、水素を液体水素の伏線でタン
クに貯威し、液体水素ポンプで加圧して水素噴射弁を経
て空気と混合してエンジンへ送り点火燃暁させる構造で
あつ九。しかし、これには次のような欠点があった。
■ 液体水素は製造過程において高純度化及び液化に大
きな動力が必要でコストが高く、しかも入手が困難であ
る。
■ 液体水素は超低温の丸め貯蔵するにはAim熱容器
が必要で設備が11維かつ烏価となり、外部からの熱侵
入により蒸発しやすく長期保存に耐えられない。又高圧
貯蔵の場合は危険が伴なう。
(り  エンジンでの逆火を防止するため、水素は1射
ポン1で10気圧以上に加圧して高圧水素としてシリン
ダ内へ噴射させる必要があるが、気体水素は密度が小さ
く圧縮に大きな動力を祭し、機器として複雑な構造が必
−要である。
■ 液体水*t−タンクに貯蔵する場合、タンクの圧力
が低下すればタンクから噴射ポンプまで肢体水素を供給
できなくなる。そのため、液体水系蒸発器等の複雑な機
器が必要である。
この発明はかかる欠点を除くため、入手の容易な気体水
素を使い、これを金網水素化物として簡単に貯蔵し、エ
ンジンの逆火防止のため水系と空気は独立吸入方式とし
、かつ水素の圧縮及び噴射を必要としない水lA燃料自
動車を提案するものであゐ。
すなわち、この発明は、水素ガスを低圧で吸収する金属
水本化物を水素貯蔵材とし九低耐圧容器を水系燃料タン
クとし、該タンクよりエンジンの水素吸入弁への燃料供
給配管途中に1クセルベタルで操作する減圧弁を設け、
ト紀水累吸入弁より単体の水素をエンジン燃焼室に供給
するように構成したことを基本的要旨とし、さらに上記
水系燃料タンク内にエンジン冷却水@凍路を組み込んだ
装置及び上記水系吸入弁をエンジンの燃焼室上部に付設
した副燃焼室に点火栓と共Pこ臨ませ九ことをも要旨と
する。
次に、この発明の実施例を図面について説明する。
第1図はこの発明の一実施例における設備フローを示し
たもので、(1)は水素ガスを低圧で咬収する1例えば
Mm Ni 4.I MEi o、h又はFeTi等の
金属水本化物を水系貯蔵材とした低耐圧容器からなる水
素燃料タンク、(2)はエンジン、(3)は熱交換器、
(4)はフジエータ、(5)は冷却水循環ポンプである
水素燃料タンク(1)は、内部KIIIA交換用配管(
6)と水素供給菅(至)があり、熱交換用配管(6)は
エンジンの冷却水循環路Q4の途中に元弁−1(ロ)を
介して接続され、元弁(至)とタンクの間には供給弁(
至)を介して外部冷却水alDK連なる冷却水供給管α
のを、又元弁(ロ)とタンクの間には放出左置を介して
大気中に解放した放出管(ト)をそれぞれ接続する。
上記冷却水循環路C14)はエンジン(2)と上記元弁
(至)の間に熱交換1! (3)、圧力調整弁(至)を
挿入し、元弁@とエンジン(2)の間に温度礪整弁則、
ラジェータ(4)、冷却水循環ポンプ(5)が挿入され
、又温度&lii整弁9])とラジェータ(4)の代り
に温度−整弁(至)を有するバイパス路u4を設ける。
そして、上記m7f−整弁(至)、Uυはエンジン(2
)と熱交換! (3)の間の冷却水循環路に設置し九温
度スイッチ1Jl)に連動して切換操作するように構成
される。
又水素供給前日は、フィルター(6)及び水系送入弁@
を介して供給管(至)で気体水素供給綽Aに接続され、
さらに上記フィルター(6)、水S取出し左回、アクセ
ルペダル(8)で操作される減圧弁に)、水素安全i1
 ts)を経てエンジン(z)に供給できるように配管
−する。フィル!−(・)と水素取出し左回の間には安
全弁(至)を設ける。
熱交換@ f3)はエンジンからの排気管(ロ)の途中
に送入sn%排気ガスの熱量により冷却水4i環路(ロ
)を流れるエンジン冷却水を加熱して水素燃料タンク(
1)へ送るものであ惨、冷却水がエンジンによ抄高熱に
加#&されている場合には熱交換が必要ないので、その
廉は流路切替弁4によりバイパス路(ホ)を流すよう構
成する。
又冷却水gii環路Q4の圧カー薔弁副の手前側圧おい
て水素燃料タンク(1)内の配電(6)の入側と出側の
関に圧力調整弁(至)を有するバイパス路を設け、配管
@内の水素圧力に応じて圧力調整弁(至)(至)を開閉
して圧力調整を行なう、水素供給用の配fMの途中に設
けた圧力スイッチ(7)は上記圧力調整弁■鉢を操作す
るためのものである。
上記装置において、水崖熾粁りタンク1)には予め金属
水嵩化物を充填しておき、元弁(至)(財)を閉じ、供
給弁(至)及び放出弁−を關自外部冷却水gDから冷却
水を流入して金属水素化物を冷却する。冷却しながら水
llA11j出し弁(2)を閉じ、水嵩進入弁−を開い
て、水素供給#Aより水素を!ンク内に送入し、金属水
嵩化物に吸収させるのである。冷−が終れば供給弁(至
)、放出弁(4)は閉じる。
水素の取出しは、元弁(1)(財)を開き、冷却水循環
路Q4を流れる温水化冷却水を熱交洟用配管(6)中を
通して金属水嵩化物を加熱して水素を気化せしめて取出
し、フィルター(6)で同伴した金属水素化物の微粉末
を除去し/i##化して、アクセルペダルの踏込みで流
量を加減する減圧弁(至)、水素安全器を経てエンジン
(2)に送る。
一部エンジン冷却用の循環冷却水はエンジン(2)を出
九後、エンジン排ガスで加熱される熱交換器(3) を
通って温水化され、上記のごとく熱交換用配電@で金属
水嵩化物の加熱のため放熱し死後、循環冷却水の温度が
十分に低い場合にはバイパス路鱒を経て冷却水循環ボン
デ(5)でポンプアップしてエンジン(りK送られ、又
循環冷却水の温度が商い場合は)νエータ(4)で冷却
した後冷却水循環ポンプ(6)でポンプアップしてエン
ジン(2)に送るのである。
ナオ、バイパス路(ロ)の切換はエンジン(2) t 
出&直後OII場冷却水の温度を温度スイッチαυで感
知し、スイッチの作動により温度祠整弁に)、=全自動
的に操作して行うのである。
又水素燃料タンク(1)内及び配管αQ中の水素圧力が
十分にあ勧金属水素化物からの水素取出しに加熱を必要
としないときは、これを圧力スイッチ(7)が感知して
スイッチを作動し圧力1tiu弁(財)(至)を自動的
に操作して、循環冷却水を圧力−整弁(財)を含むバイ
パス路を経て冷却水循環ポンプ(5)へ送るようKする
この発明は、上記のごとく燃焼用空気Bとは別個に常圧
の気体水素をエンジン(2)に供給することを特徴とす
るが、そのエンジンへの水嵩ガス供給機構の一実施例を
第2図について説明する。
すなわち、エンジンの主燃装W1(至)の上部左右に燃
焼用空気Bを単独送入するための空気吸入弁(至)と燃
焼排ガスを排出するための排気弁(至)を設け、又燃焼
室頂部には水X (A)を供給するための配管(至)に
接続し九小径の副燃焼室(ロ)を設け、その内奥に水素
吸入弁(至)を装置し、又**の一部に点火栓(至)を
臨ませてなる。(至)はピストンを示す。
し九がって、常圧の気体水素AはIu記減圧弁Qでエン
ジン出力に応じて流量を加減して送られ、水素吸入弁(
至)が開いたとき副燃焼室(至)K流入し、主燃焼室@
に送られる間に点火IIk@Iを冷却する。
そして、主燃焼室(至)で空気吸入弁(ロ)を通って流
入した空気と混合する。この状態でピストンが正副行程
に入り十分に圧縮され九とき点火栓0ISVC通電して
点火するのである。
上記のごとく、前回の点火燃焼により加熱された点火栓
は単独して送入される気体水素により冷却されるため、
次回の点火が行われるまでに自然着火して逆火現象を起
すことはない。
又エンジン出力に応じて水素流量を加減する九めの減圧
弁qはアクセルペダル(8)の踏込みの変化に応じて微
妙(加減できるものであれば、いかなり形式の弁でも使
用で龜るが、令弟3図にダイヤフッふ形式の減圧弁を使
った場合を説明する。
車体の一1lK一端を軸ピンIで枢支し九しバーー旬の
自由端にアクセルペダル(8)に連動するアクセルワイ
ヤーの先端を結着し、レバーの中間にgllし友押欅−
を減圧弁に)のダイヤフフムI上に臨ませる。そして、
アクセルペダル(8)の踏込み臘を加減して弁の絞り量
を変え、水嵩1次圧A、に対し水lA2次圧A1を所要
流量が得られるように加減するのである。
この発明は、上記のごとく、水嵩を金属水素化物Kl&
収して貯蔵し、その燃料タンクはエンジン冷却用の循環
冷却水の温水化状態の熱を利用して気化させエンジンへ
供給するように構成されている丸め、液化水素に比べ原
料としての常圧気体水嵩は容易にλ手でき、かつタンク
は低耐圧容器で作れるため安価に供給できる。又エンジ
ンへの常圧の気体水素を空気とは別個に燃焼室に送入し
、しかも送入途中で点火栓を冷却するから失火により逆
火(パックファイヤー)を起すことがない。そのため、
安全かつエンジン出力の低下を防止できる。
次に、1200cc 4サイクル4気筒エンジンを搭載
した普通乗用車に、この発明による装置を実施して走行
テストを行なった。その結果を次に示す。
水X煽料タンク 金属水素化物Mm Ni 4.6 M@・−を使って2
11内容槓XIO気圧で水111.3 N−を貯蔵水素
燃費 6.27ts/N−水素
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の一実施例における装置の概略を70
−シート化して示す説明図、第2図はこの発明の一実施
例におけるエンジン燃焼室の要部を破断して示す説明図
、第3図は水素減圧弁の一例を示す縦断面図である。 図中1・・・水素燃料タンク、2・・・エンジン、3・
・・熱交換器、4・・・フシエータ、5・・・冷却水循
環ポンプ、6・・・フィルター、7・・・圧力スイッチ
、8・・・アクセルペダル、9・・・水素安全器、10
・・・安全弁、11・・・温度スイッチ、 12・・・
熱交換用配管、13  水素供給管、14・・・冷却水
循環路、15・・・供給管、16・・・配管、17・・
・冷却水循環路、18・・・放出管、19・・・排気管
、20・・・バイパス路、21・・・水素送入弁、22
・・・水素取出し弁、23・・・減圧弁、24.25・
・・圧力調整弁、26.27・・・元弁、28・・・供
給弁、29・・・放出弁、30.31・・・温度調整弁
、32・・・流路切換弁、33・・・水素吸入弁、34
・・・空気吸入弁、35・・・排気弁、36・・・点火
栓、37・・・副燃焼室、38・・・王m*′iIi、
3e・・・ビヌトン、40・・・アクセル”)4’Y、
41・・・VA−142・・・押棒、43・・・軸ピン
、44・・・ダイヤフラム、A1・・・水素1次圧、A
、・・・水lA2次圧1A・・・水素、B・・・燃焼用
空気、C・・・徘ガヌ、D・・・外部冷却水。 出願人  共同酸素株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水素ガスを低圧で吸収する金属水素化物を水素貯蔵
    材とした低耐圧容器を水素燃料タンクとし、該タンクよ
    抄エンジンの水素吸入弁への燃料供給配管途中にアクセ
    ルペダルで操作する減圧弁を設け、上記水素吸入弁よ勧
    単体の水嵩をエンジン燃焼室に供給するように構成し九
    ことを特徴とする水素燃料自動車。 2 水嵩ガスを低圧で吸収する金属水系化物を水素貯蔵
    材とし九低耐圧容場を水素燃料タンクとし、該タンクよ
    りエンジンの水素吸入弁への燃料供給配管途中にアクセ
    ルペダルで操作する減圧弁を設け、上記水素吸入弁より
    単体の水嵩をエンジン燃1!mK供給する構成において
    、金属水系化物として水素を貯蔵し九水素燃料タンク内
    にエンジン冷却水循環路を組み込んだ仁とを特徴とする
    水嵩燃料自動車。 3 水嵩ガスを低圧で吸収する金−水素化物を水素貯蔵
    材とし九低耐圧容器を水IA燃料タンクとし、績タンク
    よりエンジンの水素吸入弁への燃料供給配管途中に1ク
    セルペタルで操作する減圧弁′fc設は九エンジンへの
    水素燃料供給装置において、エンジンの燃12′iji
    上!1lKIjIJ燃焼室を付設し、該副燃燐室の内奥
    に水素吸入弁を設け、かつ吸入水素流路内に点火栓を臨
    オせたことを特徴とする水素燃料自動車。
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