JPS62113859A - 水素自動車における予熱装置 - Google Patents
水素自動車における予熱装置Info
- Publication number
- JPS62113859A JPS62113859A JP25553485A JP25553485A JPS62113859A JP S62113859 A JPS62113859 A JP S62113859A JP 25553485 A JP25553485 A JP 25553485A JP 25553485 A JP25553485 A JP 25553485A JP S62113859 A JPS62113859 A JP S62113859A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- metal hydride
- engine
- heater
- preheating device
- Prior art date
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- Pending
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は水素自動車における予熱装置に関し、詳しくは
、金属水素化物が水素を吸蔵する際の発熱反応を利用し
て、水素燃料自動車におけるエンジン、冷却水、オイル
、暖房用空気等の被予熱体を急速に予熱し、例えば、エ
ンジンの場合は、エンジンを迅速に始動させることがで
きる予熱装置に関する。
、金属水素化物が水素を吸蔵する際の発熱反応を利用し
て、水素燃料自動車におけるエンジン、冷却水、オイル
、暖房用空気等の被予熱体を急速に予熱し、例えば、エ
ンジンの場合は、エンジンを迅速に始動させることがで
きる予熱装置に関する。
（従来の技術）
無公害自動車として水素を燃料とする自動車が注目を集
めているが、この水素燃料自動車においては、一般に低
温時に燃費が悪いこと、エンジンの熱を利用した暖房が
可能になるまでに長時間を要すること等の問題が指摘さ
れており、従って、エンジンを急速に予熱し得る手段が
従来より要望されている。
めているが、この水素燃料自動車においては、一般に低
温時に燃費が悪いこと、エンジンの熱を利用した暖房が
可能になるまでに長時間を要すること等の問題が指摘さ
れており、従って、エンジンを急速に予熱し得る手段が
従来より要望されている。
他方、ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸蔵して金
属水素化物を形成し、また、この金属水素化物が可逆的
に吸熱的に水素を放出することが知られており、近年、
これら金属水素化物の特性を利用した加熱装置も種々提
案されている。例えば、特公昭５５−３５６１６号公報
には、かかる金属水素化物を利用した冷暖房装置が記載
されている。しかし、金属水素化物を利用した加熱装置
を自動車における予熱装置として、実用的に用い得るた
めには、予熱装置に用いられている金属水素化物が雰囲
気温度にて水素を吸蔵して発熱すること、及びこのよう
に水素を吸蔵した金属水素化物から比較的低い温度条件
にて水素を放出させて、次回の予熱に備え得ることに加
えて、予熱装置を付設することによる自動車の重量増加
を極力抑えることが重要な技術的課題である。
属水素化物を形成し、また、この金属水素化物が可逆的
に吸熱的に水素を放出することが知られており、近年、
これら金属水素化物の特性を利用した加熱装置も種々提
案されている。例えば、特公昭５５−３５６１６号公報
には、かかる金属水素化物を利用した冷暖房装置が記載
されている。しかし、金属水素化物を利用した加熱装置
を自動車における予熱装置として、実用的に用い得るた
めには、予熱装置に用いられている金属水素化物が雰囲
気温度にて水素を吸蔵して発熱すること、及びこのよう
に水素を吸蔵した金属水素化物から比較的低い温度条件
にて水素を放出させて、次回の予熱に備え得ることに加
えて、予熱装置を付設することによる自動車の重量増加
を極力抑えることが重要な技術的課題である。
（発明の目的）
本発明は上記した技術的課題を解決するためになされた
ものであって、被予熱体を急速に予熱し得るのみならず
、水素燃料自動車において燃料水素の貯蔵に用いられる
金属水素化物と組み合わせることによって、付設による
重量増加が極めて少ない水素燃料自動車における予熱装
置を提供することを目的とする。
ものであって、被予熱体を急速に予熱し得るのみならず
、水素燃料自動車において燃料水素の貯蔵に用いられる
金属水素化物と組み合わせることによって、付設による
重量増加が極めて少ない水素燃料自動車における予熱装
置を提供することを目的とする。
（発明の構成）
本発明による水素自動車における予熱装置は、（ａ）
水素燃料エンジンに水素を供給するために、第１の金
属水素化物を内蔵した水素貯蔵容器と、−（ｂｌ 作
動温度領域で前記第１の金属水素化物よりも水素平衡圧
の低い第２の金属水素化物を内蔵すると共に、前記水素
貯蔵容器に弁を介して水素が流通可能に接続されている
加熱器とを備え、 前記弁を開けて、前記水素貯蔵容器から前記加熱器へ水
素を移動させ、前記第２の金属水素化物にこの水素を吸
蔵させ、発熱させて、被予熱体を加熱する加熱工程と、
この加熱工程の後、加熱器を加熱し、前記第２の金属水
素化物から水素を放出させる準備工程とを行なうことを
特徴とする。
水素燃料エンジンに水素を供給するために、第１の金
属水素化物を内蔵した水素貯蔵容器と、−（ｂｌ 作
動温度領域で前記第１の金属水素化物よりも水素平衡圧
の低い第２の金属水素化物を内蔵すると共に、前記水素
貯蔵容器に弁を介して水素が流通可能に接続されている
加熱器とを備え、 前記弁を開けて、前記水素貯蔵容器から前記加熱器へ水
素を移動させ、前記第２の金属水素化物にこの水素を吸
蔵させ、発熱させて、被予熱体を加熱する加熱工程と、
この加熱工程の後、加熱器を加熱し、前記第２の金属水
素化物から水素を放出させる準備工程とを行なうことを
特徴とする。
（発明の効果）
従って、本発明による予熱装置は、金属水素化物の水素
の吸蔵に伴う発熱反応を利用するので、被予熱体を急速
に予熱することができるのみならず、金属水素化物を充
填してなる加熱器を水素燃料自動車における燃料水素の
貯蔵のための金属水素化物の貯蔵容器と組み合わせ、エ
ンジン始動時にこの金属水素化物が放出する水素を加熱
器の作動源として利用するので、付設による重量増加が
極めて少ない。
の吸蔵に伴う発熱反応を利用するので、被予熱体を急速
に予熱することができるのみならず、金属水素化物を充
填してなる加熱器を水素燃料自動車における燃料水素の
貯蔵のための金属水素化物の貯蔵容器と組み合わせ、エ
ンジン始動時にこの金属水素化物が放出する水素を加熱
器の作動源として利用するので、付設による重量増加が
極めて少ない。
更に、用いる金属水素化物を適切に選択することによっ
て、常温から作動させることができ、更に、被予熱体が
常態温度に達したとき、かかる被予熱体の排熱を利用し
て、比較的低い温度にて加熱器を加熱し、加熱器内の金
属水素化物が吸蔵した水素を放出させて、次回の予熱に
備えることができ、この水素は、水素貯蔵容器に戻され
、又は必要ならば、燃料として用いることができる。
て、常温から作動させることができ、更に、被予熱体が
常態温度に達したとき、かかる被予熱体の排熱を利用し
て、比較的低い温度にて加熱器を加熱し、加熱器内の金
属水素化物が吸蔵した水素を放出させて、次回の予熱に
備えることができ、この水素は、水素貯蔵容器に戻され
、又は必要ならば、燃料として用いることができる。
（実施例）
以下に実施例を示す図面に基づいて本発明による予熱装
置を説明する。
置を説明する。
第１図は本発明による水素燃料自動車における一実施例
としての予熱装置を示す概念図である。
としての予熱装置を示す概念図である。
この実施例による予熱装置は、水素燃料エンジン１と、
このエンジンのための燃料としての水素を貯蔵するため
の第１の金属水素化物（以下、Ｍ Ｈ＋という。）を内
蔵し、弁２を有する水素流通管３にて上記エンジンに接
続されている水素貯蔵容器４と、作動温度領域で上記Ｍ
Ｈ，よりも水素平衡圧の低い第２の金属水素化物（以下
、Ｍ Ｈ２という。）を内蔵し、弁５を有する接続管６
にて上記水素流通管３に接続されている加熱器７とを備
えている。この加熱器７は被予熱体、例えば、上記エン
ジン１に熱交換可能に、例えば、壁面を相互に接触させ
て配設されている。尚、本発明において、被予熱体は、
例えば、上記エンジンのほか、冷却水、オイル、車内暖
房に供される空気等を含む。
このエンジンのための燃料としての水素を貯蔵するため
の第１の金属水素化物（以下、Ｍ Ｈ＋という。）を内
蔵し、弁２を有する水素流通管３にて上記エンジンに接
続されている水素貯蔵容器４と、作動温度領域で上記Ｍ
Ｈ，よりも水素平衡圧の低い第２の金属水素化物（以下
、Ｍ Ｈ２という。）を内蔵し、弁５を有する接続管６
にて上記水素流通管３に接続されている加熱器７とを備
えている。この加熱器７は被予熱体、例えば、上記エン
ジン１に熱交換可能に、例えば、壁面を相互に接触させ
て配設されている。尚、本発明において、被予熱体は、
例えば、上記エンジンのほか、冷却水、オイル、車内暖
房に供される空気等を含む。
次に、上記予熱装置の作動を第２図に示すサイクル線図
に基づいて説明する。第２図において、横軸は絶対温度
Ｔの逆数を、縦軸は金属水素化物の水素平衡圧Ｐの対数
を示す。水素貯蔵容器及び加熱器に充填されるそれぞれ
の金属水素化物は、エンジン始動時の雰囲気温度Ｔｃに
おいてＭＨ。
に基づいて説明する。第２図において、横軸は絶対温度
Ｔの逆数を、縦軸は金属水素化物の水素平衡圧Ｐの対数
を示す。水素貯蔵容器及び加熱器に充填されるそれぞれ
の金属水素化物は、エンジン始動時の雰囲気温度Ｔｃに
おいてＭＨ。
の方がＭＨ２よりも水素平衡圧が高く、一方、所定の高
い温度、例えば、常態で作動しているエンジンの温度Ｔ
ａにおいては、ＭＨ２の方が雰囲気温度近辺の温度Ｔｂ
のＭＨ，よりも水素平衡圧が高いように選ばれる。
い温度、例えば、常態で作動しているエンジンの温度Ｔ
ａにおいては、ＭＨ２の方が雰囲気温度近辺の温度Ｔｂ
のＭＨ，よりも水素平衡圧が高いように選ばれる。
本発明によるエンジン吸気予熱装置は、被予熱体を予熱
する加熱工程と、この加熱工程が終了した後、次の加熱
工程に備えるための準備工程を行なう。先ず、加熱工程
を行なうには、水素流通管３上の弁２を開いて、ＭＨ，
から水素を放出させ、これをエンジンに供給して始動さ
せるとほぼ同時に、接続管６上の前記弁５を開き、水素
平衡圧の差を利用して、水素貯蔵容器内のＭ Ｈ＋が放
出する水素を接続管６を経て、加熱器７にも供給し、こ
の水素を加熱器内のＭＨ２に吸蔵させ、発熱させる。エ
ンジン始動時においては、水素貯蔵容器内のＭＨ，は温
度Ｔｃ付近にあるので、ＭＨ，は水素を吸蔵して発熱し
、温度Ｔｄにて被予熱体、例えば、エンジンを予熱する
。
する加熱工程と、この加熱工程が終了した後、次の加熱
工程に備えるための準備工程を行なう。先ず、加熱工程
を行なうには、水素流通管３上の弁２を開いて、ＭＨ，
から水素を放出させ、これをエンジンに供給して始動さ
せるとほぼ同時に、接続管６上の前記弁５を開き、水素
平衡圧の差を利用して、水素貯蔵容器内のＭ Ｈ＋が放
出する水素を接続管６を経て、加熱器７にも供給し、こ
の水素を加熱器内のＭＨ２に吸蔵させ、発熱させる。エ
ンジン始動時においては、水素貯蔵容器内のＭＨ，は温
度Ｔｃ付近にあるので、ＭＨ，は水素を吸蔵して発熱し
、温度Ｔｄにて被予熱体、例えば、エンジンを予熱する
。
このような加熱工程が終了した後、加熱されたエンジン
の排熱にて、又はその他の加熱された被予熱体の有する
熱にて、或いは更に必要ならば、別に設置した電気ヒー
ターにて、加熱器を所定温度Ｔａに昇温すると、加熱器
が内蔵するＭ Ｈ２は温度Ｔａで吸熱的に水素を放出し
、この水素は接続管及び水素流通管を経てエンジンに燃
料として供給される。この準備工程が完了した後に、接
続管６上の弁５を閉じて、次回の加熱工程に備える。
の排熱にて、又はその他の加熱された被予熱体の有する
熱にて、或いは更に必要ならば、別に設置した電気ヒー
ターにて、加熱器を所定温度Ｔａに昇温すると、加熱器
が内蔵するＭ Ｈ２は温度Ｔａで吸熱的に水素を放出し
、この水素は接続管及び水素流通管を経てエンジンに燃
料として供給される。この準備工程が完了した後に、接
続管６上の弁５を閉じて、次回の加熱工程に備える。
本発明において用いる金属水素化物は、水素貯蔵容器及
び加熱器の耐圧性を考慮すると共に、雰囲気温度から予
熱装置を作動させることができるように、ＭＨＩ及びＭ
Ｈ２は、それぞれ雰囲気温度にて適切な水素平衡圧とそ
の間に適切な水素平衡圧の差圧を有し、また、エンジン
その他の被予熱体の常態の作動温度にて準備工程を行な
うことができるように、約３００℃程度又はそれ以下の
温度でそれぞれ適切な水素平衡圧とその間に適切な水素
平衡圧の差圧を有するように選択するのが好ましい。
び加熱器の耐圧性を考慮すると共に、雰囲気温度から予
熱装置を作動させることができるように、ＭＨＩ及びＭ
Ｈ２は、それぞれ雰囲気温度にて適切な水素平衡圧とそ
の間に適切な水素平衡圧の差圧を有し、また、エンジン
その他の被予熱体の常態の作動温度にて準備工程を行な
うことができるように、約３００℃程度又はそれ以下の
温度でそれぞれ適切な水素平衡圧とその間に適切な水素
平衡圧の差圧を有するように選択するのが好ましい。
第３図は、本発明による予熱装置の別の実施例を示す装
置構成図であり、第１図に示した先の予熱装置と同じく
、水素燃料エンジン１と、ＭＨ。
置構成図であり、第１図に示した先の予熱装置と同じく
、水素燃料エンジン１と、ＭＨ。
を内蔵した水素貯蔵容器４と、作動温度領域で前記ＭＨ
，よりも水素平衡圧の低いＭＨ，を内蔵する加熱器７と
を備え、水素貯蔵容器が弁２を有する水素流通管３にて
エンジンに接続されていると共に、上記加熱器が熱交換
可能に被予熱体、例えば、エンジン１に熱交換可能に配
設されているが、本実施例においては、加熱器７が弁５
を有する接続管６にて直接に水素貯蔵容器４と接続され
ている点においてのみ、第１図に示した先の装置と異な
る。
，よりも水素平衡圧の低いＭＨ，を内蔵する加熱器７と
を備え、水素貯蔵容器が弁２を有する水素流通管３にて
エンジンに接続されていると共に、上記加熱器が熱交換
可能に被予熱体、例えば、エンジン１に熱交換可能に配
設されているが、本実施例においては、加熱器７が弁５
を有する接続管６にて直接に水素貯蔵容器４と接続され
ている点においてのみ、第１図に示した先の装置と異な
る。
従って、この予熱装置の作動は、前記したと同じである
が、準備工程の後、加熱器内のＭＨ，が放出した水素は
水素貯蔵容器に戻される。
が、準備工程の後、加熱器内のＭＨ，が放出した水素は
水素貯蔵容器に戻される。
以下に本発明による予熱装置の作動例を挙げる。
作動例１
第１図に示す装置によって、水素貯蔵容器内のＭＨ，と
してＭＪｉａ、 ７八１゜、３（Ｍ、はミ゛ンシュメタ
ル）を１３０ ｋｇ、加熱器内のＭＨ２としてＬａＮｉ
４．ａへ１゜、２を２０ｋｇ用い、Ｔｃ＝−２５℃、Ｔ
ｂ＝２０℃、Ｔｄ＝３０°ｃ、Ｔａ＝９０℃の条件下で
は、Ｐ ｄ ＝ １．５気圧、Ｐａ＝１０気圧である。
してＭＪｉａ、 ７八１゜、３（Ｍ、はミ゛ンシュメタ
ル）を１３０ ｋｇ、加熱器内のＭＨ２としてＬａＮｉ
４．ａへ１゜、２を２０ｋｇ用い、Ｔｃ＝−２５℃、Ｔ
ｂ＝２０℃、Ｔｄ＝３０°ｃ、Ｔａ＝９０℃の条件下で
は、Ｐ ｄ ＝ １．５気圧、Ｐａ＝１０気圧である。
加熱器をラジェータ冷却水と熱交換して、これを予熱し
、この予熱された冷却水にてエンジンを予熱した。加熱
器の作動からの経過時間とラジェータ冷却水温度との関
係を第４図に示す。また、比較例として、本発明による
加熱器を付設しない場合についても併せて示す。
、この予熱された冷却水にてエンジンを予熱した。加熱
器の作動からの経過時間とラジェータ冷却水温度との関
係を第４図に示す。また、比較例として、本発明による
加熱器を付設しない場合についても併せて示す。
明らかに、本発明の予熱装置によれば、ラジェータ冷却
水は一２０℃から３０℃に達するまでに約１分間を要す
るのみであるが、比較例の場合には約３分間を要した。
水は一２０℃から３０℃に達するまでに約１分間を要す
るのみであるが、比較例の場合には約３分間を要した。
このように、本発明の予熱装置によれば、冷却水の昇温
速度が大きく、低温である間の時間が短いので、燃費が
向上する。
速度が大きく、低温である間の時間が短いので、燃費が
向上する。
作動例２
第３図に示す装置によって、水素貯蔵容器内のＭＨ，と
してＭｍＮｉ５．７八１０．３ （Ｍｆｆｉはミ′ンシ
ュメタル）を１３０ ｋｇ、加熱器内のＭＨ２としてＬ
ａＮ１ａ、 ｅＡｌｏ、 ｚを０．５ ｋｇ用いた。温
度及び水素平衝圧条件は実施例１と同じである。
してＭｍＮｉ５．７八１０．３ （Ｍｆｆｉはミ′ンシ
ュメタル）を１３０ ｋｇ、加熱器内のＭＨ２としてＬ
ａＮ１ａ、 ｅＡｌｏ、 ｚを０．５ ｋｇ用いた。温
度及び水素平衝圧条件は実施例１と同じである。
エンジンに供給される空気と熱交換し得るように、本発
明による予熱装置を配設し、これを作動させたところ、
空気は約５秒後に３０℃に加熱された。この結果、本発
明による予熱装置を備えないエンジンの場合には、その
始動のために、平均約１２秒を要していたが、本発明の
予熱装置を付設することによって、エンジンの始動に要
する時間は平均約８秒に短縮された。
明による予熱装置を配設し、これを作動させたところ、
空気は約５秒後に３０℃に加熱された。この結果、本発
明による予熱装置を備えないエンジンの場合には、その
始動のために、平均約１２秒を要していたが、本発明の
予熱装置を付設することによって、エンジンの始動に要
する時間は平均約８秒に短縮された。
作動例３
第２図に示す装置によって、水素貯蔵容器内のＭＨＩと
してＭｍＮｉ４．Ｊｌｏ、ｚ （Ｍｍはミツシュメタル
）を１３０ ｋｇ、加熱器内のＭ ＨｚとしてＬａＮｉ
４． ａＡｌｏ、 ｚを３ ｋｇ用いた。温度及び水素
平衡圧条件は実施例１と同じである。
してＭｍＮｉ４．Ｊｌｏ、ｚ （Ｍｍはミツシュメタル
）を１３０ ｋｇ、加熱器内のＭ ＨｚとしてＬａＮｉ
４． ａＡｌｏ、 ｚを３ ｋｇ用いた。温度及び水素
平衡圧条件は実施例１と同じである。
車内に循環して供給される空気と熱交換し得るように、
本発明による予熱装置を配設し、これを−２５°Ｃの気
温下で作動させたところ、エンジンが始動して２分後に
は車内温度を２０℃まで高めることができた。
本発明による予熱装置を配設し、これを−２５°Ｃの気
温下で作動させたところ、エンジンが始動して２分後に
は車内温度を２０℃まで高めることができた。
因みに、本発明による予熱装置を用いないで、車内を暖
房するときは、車内温度を２０℃まで高めるには、１０
〜２０分を必要とした。
房するときは、車内温度を２０℃まで高めるには、１０
〜２０分を必要とした。
第１図は、本発明による水素燃料自動車における予熱装
置の一実施例を示す概念図、第２図は、本発明による予
熱装置の作動を示すサイクル線図、第３図は、本発明に
よる予熱装置の別の実施例を示す概念図、第４図は、本
発明による予熱装置をラジェータ冷却水を予熱したとき
の予熱装置の作動開始後の時間とラジェータ冷却水温度
との関係を比較例と共に示すグラフである。 １・・・水素燃料エンジン、２・・・弁、３・・・水素
流通管、４・・・燃料としての水素を貯蔵するための第
１の金属水素化物を内蔵した水素貯蔵容器、５・・・弁
、６・・・接続管、７・・・作動温度領域で前記第１の
金属水素化物よりも水素平衡圧の低い第２の金属水素化
物を内蔵する加熱器。 特許出願人 積水化学工業株式会社 代表者 廣１） 馨 第１図 第２図 血 Ｔｄ Ｔｂ −丘７ Ｌ／Ｔ 第８図 第４図 鱗）」（分ン
置の一実施例を示す概念図、第２図は、本発明による予
熱装置の作動を示すサイクル線図、第３図は、本発明に
よる予熱装置の別の実施例を示す概念図、第４図は、本
発明による予熱装置をラジェータ冷却水を予熱したとき
の予熱装置の作動開始後の時間とラジェータ冷却水温度
との関係を比較例と共に示すグラフである。 １・・・水素燃料エンジン、２・・・弁、３・・・水素
流通管、４・・・燃料としての水素を貯蔵するための第
１の金属水素化物を内蔵した水素貯蔵容器、５・・・弁
、６・・・接続管、７・・・作動温度領域で前記第１の
金属水素化物よりも水素平衡圧の低い第２の金属水素化
物を内蔵する加熱器。 特許出願人 積水化学工業株式会社 代表者 廣１） 馨 第１図 第２図 血 Ｔｄ Ｔｂ −丘７ Ｌ／Ｔ 第８図 第４図 鱗）」（分ン
Claims (1)
- （１）（ａ）水素燃料エンジンに水素を供給するために
、第１の金属水素化物を内蔵した水素貯蔵容器と、（ｂ
）作動温度領域で前記第１の金属水素化物よりも水素平
衡圧の低い第２の金属水素化物を内蔵すると共に、前記
水素貯蔵容器に弁を介して水素が流通可能に接続されて
いる加熱器とを備え、 前記弁を開けて、前記水素貯蔵容器から前記加熱器へ水
素を移動させ、前記第２の金属水素化物にこの水素を吸
蔵させ、発熱させて、被予熱体を加熱する加熱工程と、
この加熱工程の後、加熱器を加熱し、前記第２の金属水
素化物から水素を放出させる準備工程とを行なうことを
特徴とする水素自動車における予熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25553485A JPS62113859A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 水素自動車における予熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25553485A JPS62113859A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 水素自動車における予熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62113859A true JPS62113859A (ja) | 1987-05-25 |
Family
ID=17280068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25553485A Pending JPS62113859A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 水素自動車における予熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62113859A (ja) |
-
1985
- 1985-11-14 JP JP25553485A patent/JPS62113859A/ja active Pending
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