JPS5939637B2 - 液体水素タンクの貯蔵時間増大方法およびこの方法を実施するための装置 - Google Patents

液体水素タンクの貯蔵時間増大方法およびこの方法を実施するための装置

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JPS5939637B2 JP56094112A JP9411281A JPS5939637B2 JP S5939637 B2 JPS5939637 B2 JP S5939637B2 JP 56094112 A JP56094112 A JP 56094112A JP 9411281 A JP9411281 A JP 9411281A JP S5939637 B2 JPS5939637 B2 JP S5939637B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体水素タンクの貯蔵時間増大方法、及び真
空絶縁ケーシングによつて囲まれた液体水素タンクと液
体水素タンクから蒸発水素を排出する排出管とを含む、
前記方法を実施するための装置に係わる。
低温に維持された液体水素をエネルギー源、特に自動
車の燃料として利用する場合、水素タンクを真空絶縁ケ
ーシングで囲むことにより熱伝導を阻止しても周囲から
の加熱により水素が蒸発するという問題、即ち、水素タ
ンクに於ける液体水素の貯蔵時間が制限されるという問
題が起こる。
その結果、液体水素の浪費を伴なう一方、発生する気体
水素を安全に排除することが困難になる。特に自動車駆
動用に液体水素を利用する場合、自動車を長時間に亘つ
て使用しない時にこれが障害となり易い。 本発明の目
的は、液体水素タンクに於ける液体水素の貯蔵時間を著
しく増大することので舎る方法を提案することにある。
本発明ではこの目的を、頭書のような方法に於いて、液
体水素タンク中で蒸発する水素を水素燃料電池に供給し
、この電池で得られる電気的エネルギーを利用して液体
水素タンク冷却用の冷却装置を作動させることによつて
達成する。
この方法では外部へ放出しなければならないような障害
の原因となる気体水素は発生せず、蒸発水素はすべて電
気エネルギーを発生させるために水素燃料電池で使用さ
れる。
この燃料電池で発生する電気的エネルギーは、直接また
は間接的に液体水素タンクを冷却してタンク内での蒸発
率を著しく低下させる冷却装置を作動させるのに利用さ
れる。特に、冷却装置を利用して液体水素タンクを囲む
輻射シールドを冷却するように構成するのが好ましい。
自動車燃料として液体水素を利用する場合、燃料電池に
於いて発生する電気的エネルギーを自動車バツテリ一に
供給するのも好ましい実施態様である。
このようにすれば、自動車バツテリ一を運転休止時に充
電することができる。本発明の他の目的は上記方法を実
施するための装置を提案することにある。
本発明ではこの目的を、頭書のような装置に於いて、排
出管を水素燃料電池の吸気口と接続し、燃料電池の電気
的結線を液体水素タンクを冷却する冷却装置と接続する
ことによつて達成する。
液体水素タンクを真空絶縁ケーシング内に設けた輻射シ
ールドで囲み、冷却装置の冷却側を輻射シールドと熱接
触させることが好ましい。好ましくは、冷却装置として
熱電冷却対または線形振動式スターリング冷却器を採用
する。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施例
を詳述する。例えば、特殊鋼またはアルミ合金から成る
閉鎖式液体水素タンク１は、これと間隔を保つ絶縁ケー
シング２により気密に囲まれている。
間隔３は外部への熱伝導を阻止するのに充分な程度まで
真空化されている。絶縁ケーシング２内部に於けるタン
ク１の支持機構を図面では中心支柱４で略示しているが
、支持機構が熱的短絡路として作用しない限り任意の態
様で支持することもできる。間隙３にはタンク１を囲む
輻射シールド５を設けてある。この輻射シールドは両面
を超絶縁層７で被覆したプラスチツク殼体６から成る。
このように構成すればタンクと外部との間の熱輻射を充
分に阻止することができる。タンク１の下部からは、図
面では略示した導管８が、消費装置、例えば自動車の場
合ならばエンジン９まで延びている。
タンク１の上部からは別の導管１０が安全弁１１を介し
て外気中へ延びている。
安全弁１１の手前で別の導管１２が分岐して燃料電池１
４の吸気口１３に達している。別の吸気口１５は例えば
酸素びんまたは給気装置のような適当な酸素供給源と接
続している。燃料電池中で発生する水は排水管１６から
排出される。燃料電池の２本の電気的結線１７，１８は
それぞれ導線１９，２０を介して、例えば熱電対（ペル
チエ対）または線形振動式スターリング冷却器のような
冷却装置２３の端子２１，２２とそれぞれ接続している
。
この冷却装置の冷却側は絶縁ケーシング２を貫通して、
例えば冷却媒導管２４を介して輻射シールド５と熱接触
する。燃料電池１４の電気的結線１７，１８はまた反復
充電可能なバツテリ一２７の端子２５，２６ともそれぞ
れ接続している。バツテリ一２７には公知の態様で調整
器２８を連携させる。タンク１内部で蒸発する水素ガス
は導管１０，１２を介して燃料電池１４に供給され、該
電池に於いて吸気口１５から供給される・酸素と結合し
て水となる。
燃料電池で発生する電気的工・ネルギ一は導線１９，２
０を介して冷却装置２３に供給され、該冷却装置は輻射
シールド５を冷却することによりタンクに達する熱輻射
を軽減する。このように構成すれば、タンク１の内部に
於ける蒸発率が著しく低下する。この場合、蒸発水素を
外部へ排出する必要はなく、燃料電池内で活用できるよ
うに構成することが好ましい。
このように構成すれば長時間の運転休止時にも水素を排
出する必要はなく、しかも余剰の電気的エネルギーをバ
ツテリ一２７の充電に利用できる。燃料電池の効率を５
０％と仮定すれば、１ワツトの熱漏出率に相当する水素
量から１３４ワツトの電気的出力が得られる。
この出力は冷却装置を作動させると同時にバツテリ一を
充電するのに充分である。また、バツテリ一充電用とし
て、従来のようにエンジンによつて駆動される点灯用発
電機を利用する場合よりもはるかに高い効率が得られる
。
従来の装置に於いてエンジンの効率ηＭを０．１、点灯
用発電機の効率を約０．６、バツテリ一の充電／放電効
率ηＢを約０．７とすれば、総効率はとなる。
これに比較して燃料電池の効率ηＦＯが約０．５なら、
総効率はとなる。
即ち、効率が１０倍近い値に改善される。燃料電池を全
負荷状態で作動させなければ電極に於ける電流密度が低
下するから、効率はさらに改善される。タンクの熱漏出
が０．５ワツト以下なら、従来の１００１タンクに於い
て１日当り１．５（Ｆ６の蒸発率及び約６０日の貯蔵時
間が得られる。
本発明の方法を採用すれば１００１タンクに於いて熱漏
出を５０ミリワツトまで低下させることができるから、
１年間以上の貯蔵時間が得られる。
【図面の簡単な説明】 添付図面は本発明による液体水素の貯蔵時間を増大させ
るための装置の概略図である。 １・・・・・・水素タンク、２・・・・・・絶縁ケーシ
ング、３・・・・・・間隙、５・・・・・・輻射シール
ド、８・・・・・・導管、９・・・・・・エンジン、１
０，１２・・・・・・導管（蒸発水素排出管）、１３，
１５・・・・・・吸気口、１４・・・・・・燃料電池、
１７，１８・・・・・・電気的結線、１９，２０・・・
・・・導線、２３・・・・・・冷却装置、２４・・・・
・・冷却媒導管、２７・・・・・・パツテリ一、２８・
・・・・・調整器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 液体水素タンク中で蒸発する水素を水素燃料電池に
    供給し、この電池で得られる電気的エネルギーを利用し
    て液体水素タンク冷却用の冷却装置を作動させることを
    特徴とする液体水素タンクの貯蔵時間増大方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の方法において、冷却
    装置を利用して液体水素タンクを囲む輻射シールドを冷
    却することを特徴とする方法。 ３ 液体水素タンク中で蒸発する水素を水素燃料電池に
    供給し、この電池で得られる電気的エネルギーを利用し
    て液体水素タンク冷却用の冷却装置を作動させる液体水
    素タンクの貯蔵時間増大方法を実施する装置であつて、
    真空絶縁ケーシング２によつて囲まれた液体水素タンク
    １と、液体水素タンクから蒸発水素を排出するための排
    出管１０、１２とを含み、前記排出管１０、１２を水素
    燃料電池１４の吸気口１３と接続したこと、及び燃料電
    池１４の電気的結線１７、１８を液体水素タンク１を冷
    却する冷却装置２３と接続したことを特許とする装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の装置において、液体
    水素タンク１を真空絶縁ケーシング２内に設けた輻射シ
    ールド５で囲み、冷却装置２３の冷却側を輻射シールド
    ５と熱接触させたことを特徴とする装置。 ５ 特許請求の範囲第３項または第４項に記載の装置に
    おいて、冷却装置２３が熱電冷却対であることを特徴と
    する装置。 ６ 特許請求の範囲第３項または第４項に記載の装置に
    おいて、冷却装置２３が線形振動式スターリング冷却器
    であることを特徴とする装置。
JP56094112A 1980-06-19 1981-06-19 液体水素タンクの貯蔵時間増大方法およびこの方法を実施するための装置 Expired JPS5939637B2 (ja)

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