JP4384773B2 - Hydrogen supply system for equipment using hydrogen as fuel - Google Patents
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素を燃料とする機器への水素供給システム、特に、水素を燃料とする機器に水素を供給すべく、アルコール、ガソリン等の原料から水素を生成するようにした水素供給システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の水素供給システムは、水素生成のために改質器を備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現状の改質器は、起動するまでの時間が長く、そのため、前記機器としての燃料電池を電源とする電気自動車においては始動スイッチを入れても直ちに発進することができない、といった問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水素貯蔵器を備え、そこからの放出水素のみを機器に供給するようにし、これにより、改質器が持つ問題点が機器への水素供給に影響しないようにした前記水素供給システムを提供することを目的とする。
【0005】
前記目的を達成するため本発明によれば、アルコール、ガソリン等の原料から水素を生成する改質器と、前記改質器により生成された水素を第1の供給管路を通して吸蔵し、次いでその吸蔵水素を放出して水素を燃料とする機器に第2の供給管路を通して供給することが可能な水素貯蔵器とを有すると共に、その水素貯蔵器が、前記第1,第2の供給管路間に互いに並列に介装されて水素吸蔵材を各々内蔵した複数のタンクを備えており、その複数のタンクには、各タンク内の水素吸蔵材を加熱することで吸蔵水素の放出を促すためのガス式加熱装置及び電気式加熱回路が付設され、前記電気式加熱回路が、各タンク内の水素吸蔵材を個別に加熱し得る複数のヒータと、各ヒータに通電し得る電源部とを備え、前記ガス式加熱装置が、前記第1の供給管路にその途中をバイパスするように接続され、前記改質器で生じた改質ガスを流通させて該改質ガスの熱で各タンク内の水素吸蔵材を個別に加熱し得る複数の加熱管路を備え、前記機器の運転開始をそれらタンクの少なくとも1つからの放出水素で行い、また前記機器の運転継続下では、少なくとも1つの前記タンクが水素放出状態にあるとき、別の少なくとも1つの前記タンクが水素吸蔵状態にあり、且つ少なくとも1つの前記タンクが水素放出状態を終了する前に、別の少なくとも1つの前記タンクが水素放出状態にあるようにした、水素を燃料とする機器への水素供給システムであって、前記機器の運転開始時には、水素吸蔵量が満状態にある少なくとも1つのタンクを対応する前記ヒータで加熱して該少なくとも1つのタンクを水素放出状態にすると共に、前記改質器を始動させ、その後、前記改質器からの改質ガスが所定温度に達するのに応じて該ヒータによる加熱を停止させると共に、該少なくとも1つのタンクを、前記ガス式加熱装置の対応する前記加熱管路により加熱するようにし、また前記機器の運転継続下では、水素放出状態にある少なくとも1つの前記タンクの水素放出終了準備開始点を、次に水素放出状態となる少なくとも1つの前記タンクの水素吸蔵終了時点とするようにしたことを特徴とする、水素を燃料とする機器への水素供給システムが提供される。
【0006】
例えば、機器の休止中において改質器を作動させ、その改質器で生成された水素を水素貯蔵器の1つ以上のタンクに吸蔵させる。そして、機器の運転開始時には、例えば1つのタンクから水素を放出させて機器に供給する。この放出水素の供給は、機器の運転開始時に同時に始動させた改質器が定常状態に到った後、例えば水素放出状態のタンクの水素が無くなるまで行われる。そして、水素放出状態にあるタンクが、その状態を終了する前に、別のタンクが水素放出状態となるので、機器には間断無く水素が供給され、これにより機器の運転が継続される。したがって、この水素供給システムによれば、改質器の応答遅れ等の問題点が機器への水素供給に影響することを回避することができる。
【0007】
また水素放出状態にあるタンクの水素放出終了準備開始点、例えば加熱終了時点を、次に水素放出状態となるタンクの水素吸蔵終了時点、したがって加熱開始時点とすると、水素放出状態にあるタンクからは、その余熱を利用した水素吸蔵材の吸熱反応で水素の放出が続行され、これは、そのタンクの温度降下を発生させて、次の水素吸蔵モードを再開する際のタイムラグの減少、といった効果をもたらす。一方、これから水素放出状態となるタンクの加熱を十分余裕を以て開始し得るので、両タンクの水素放出状態を確実にオーバラップさせることが可能である。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1に示す水素供給システム1は、水素を燃料とする機器としての燃料電池2を電源とする電気自動車に搭載される。
【0009】
水素供給システム1において、改質器3は、アルコール、ガソリン等の原料から水素を主成分とする改質ガスを生成するもので、その供給側が水素貯蔵器HSの入口側に供給管路4Aを介して接続され、また水素貯蔵器HSの出口側は燃料電池2の水素入口側に供給管路4Bを介して接続される。水素貯蔵器HSは改質器3により生成された水素を吸蔵し、次いでその吸蔵水素を放出して燃料電池2に供給することが可能である。空気用供給管路5において、その導入側にエアクリーナ6、モータ7を持つスーパチャージャ8およびインタクーラ9が装置され、また導出側は燃料電池2の空気入口側に接続される。その空気用供給管路5の燃料電池2近傍に第1二方弁V1が装置される。燃料電池2の一対の接続端子は一対の導線10を介して車両駆動モータ11に接続され、またそれら導線10にモータ駆動用補助バッテリ12の一対の接続端子が一対の導線13を介して接続される。
【0010】
燃料電池2の水素出口側および空気出口側はそれぞれ排出管路14,15を介して蒸発器用燃焼器16に接続され、また空気用排出管路15の燃焼器16近傍に第2二方弁V2が装置される。蒸発器17の一方の入口側にメタノールタンク18の一方の出口側が供給管路19を介して接続され、その供給管路19にポンプ20が装置される。また蒸発器17の他方の入口側には水タンク21の出口側が供給管路22を介して接続され、その供給管路22にポンプ23が装置される。蒸発器17の出口側はメタノールおよび水分よりなる混合蒸気用供給管路24を介して改質器3の導入側に接続される。またメタノールタンク18の他方の出口側は別の供給管路25を介して改質器始動用燃焼器26に接続され、その供給管路25にメタノールタンク18側より順次、ポンプ27および第3二方弁V3が装置される。また供給管路25において、ポンプ27および第3二方弁V3間がさらに別の供給管路28を介して蒸発器用燃焼器16の電気ヒータキャタライザ29に接続され、その供給管路28の電気ヒータキャタライザ29近傍に第4二方弁V4が装置される。改質器始動用燃焼器26は、グロープラグ30およびバッテリ、スイッチ等を有する電源部32を持つ加熱回路31を備えている。
【0011】
改質器側の供給管路4Aに、その改質器3側より順次、第5二方弁V5、ガス浄化器34、第6二方弁V6、熱交換器35および流量計36が装置される。空気用供給管路5において、燃料電池2近傍の第1二方弁V1上流側から分岐した供給管路37がさらに二つに分岐して改質器始動用燃焼器26および改質器3に接続され、その供給管路37の燃焼器26近傍および改質器3近傍にそれぞれ第7、第8二方弁V7、V8が装置される。空気は、燃焼器26においては燃焼と温度制御のために用いられ、また改質器3においては温度制御のために用いられる。ガス浄化器34および第6二方弁V6間はバイパス管路38を介して燃料電池2の改質ガス用排出管路14に接続される。そのバイパス管路38に流量制御弁39が装置される。
【0012】
水素貯蔵器HSにおいて、両供給管路4A,4Bに3本の第1〜第3管路40,41,42が並列に接続される。第1管路40には供給管路4A側より順次、第9二方弁V9、第1タンク43、第10二方弁V10および流量計44が装置される。また第2管路41には供給管路4A側より順次、第11二方弁V11、第2タンク45、第12二方弁V12および流量計46が装置される。さらに第3管路42には供給管路4A側より順次、第13二方弁V13、第3タンク47、第14二方弁V14および流量計48が装置される。第1〜第3タンク43,45,47には水素吸蔵材としての水素吸蔵合金MHが充填されている。水素吸蔵合金MHとしてはLaNi−Co−Al系合金が用いられる。
【0013】
また第1〜第3タンク40〜42にはガス式加熱装置49と、電気式加熱回路50とが付設される。
【0014】
ガス式加熱装置49は、改質器3および第5二方弁V5間において、供給管路4Aに接続され、且つ第15二方弁V15を有する導入管路51と、第5二方弁V5およびガス浄化器34間において供給管路4Aに接続された導出管路52と、導入管路51および導出管路52間に並列に接続されて、各タンク43,45,47内の水素吸蔵合金用加熱路を含む第1〜第3加熱管路53,54,55とよりなる。第1加熱管路53において、第1タンク43に関し入口側と出口側になる部分にそれぞれ第16、第17二方弁V16、V17が装置される。また第2加熱管路54において、第2タンク45に関し入口側と出口側になる部分それぞれ第18、第19二方弁V18、V19が装置される。さらに第3加熱管路55において、第3タンク47に関し入口側と出口側になる部分それぞれ第20、第21二方弁V20、V21が装置される。
【0015】
電気式加熱回路50は、各タンク43,45,47内の水素吸蔵合金MHを加熱する三個のヒータ56,57,58およびバッテリ、スイッチ等を有する電源部59とを備えている。
【0016】
燃料電池2、車両駆動モータ11、グロープラグ30を有する加熱回路31の電源部32、各ポンプ20,23,27ならびにヒータ56〜58を有する加熱回路50の電源部59等は、始動スイッチ60をON状態にすることによってECU61を介して作動制御され、一方、始動スイッチ60をOFF状態にすることによって不作動となる。
【0017】
次に、図1〜図4を参照して始動モードおよびタンク切換えモードについて説明する。
【0018】
A.始動モード
このモード開始前において、水素貯蔵器HSの第1タンク43における水素吸蔵量は満状態にあり、他のタンク45,47は空状態であるとする。第1〜第21二方弁V1〜V21および流量制御弁39は「閉」状態である。
【0019】
図1、図2において、始動スイッチ60をON状態にすると、スーパチャージャ8が作動し、空気がエアクリーナ6、スーパチャージャ8およびインタクーラ9を経て、第1二方弁V1が「開」で、燃料電池2に供給され、また第7、第8二方弁V7、V8が「開」で、改質器3の燃焼器26および改質器3にそれぞれ供給される。燃料電池2から排出された空気は、第2二方弁V2が「開」で、蒸発器用燃焼器16に導入される。
【0020】
蒸発器用燃焼器16の電気ヒータキャタライザ29が通電され、それが昇温すると、ポンプ27が作動すると共に第4二方弁V4が「開」で、メタノールが電気ヒータキャタライザ29に噴射され、そのメタノールを燃焼器16で燃焼させて蒸発器17の加熱が行われる。
【0021】
第1タンク43のヒータ56が通電され、その第1タンク43がヒータ56により加熱される。そして、第1タンク43の出口部分の圧力を検知して、その圧力が所定圧力に達すると、第1タンク43の吸蔵水素が放出されると共に第10二方弁V10が「開」で、その放出水素が燃料電池2に供給され、それが運転を開始する。第1タンク43からの供給水素量は流量計44により検知される。燃料電池2における余剰水素は蒸発器用燃焼器16に導入され、そこで燃焼されて蒸発器17の加熱に利用される。
【0022】
改質器始動用燃焼器26のグロープラグ30が通電される。第3二方弁V3が「開」で、メタノールが燃焼器26に噴射され、そのメタノールの燃焼により改質器3が加熱される。改質器3の供給口部分のガス温度を検知して、それが所定値に達したときを改質器3の加熱完了としてグロープラグ30への通電が停止される。
【0023】
蒸発器17にメタノールおよび水が噴射されてメタノールおよび水分よりなる混合蒸気が生成され、その混合蒸気が改質器3に供給されて改質が行われる。
【0024】
改質ガスは、かなりのCOを含んでおり、第5二方弁V5が「開」で、ガス浄化器34に導入され、次いで、流量制御弁39が「開」で、バイパス管路38を経て燃焼器16に導入され、そこで水素等の可燃成分が燃焼される。
【0025】
改質ガスのCO濃度を検知するか、または改質ガス温度と時間との関係からCO濃度を調べ、そのCO濃度が所定値以下になったとき、第6、第13二方弁V6、V13が「開」で、ガス浄化器34からの清浄な改質ガスが、熱交換器35により温度を下げられた後第3タンク47へ供給されて、水素の吸蔵が開始される。
【0026】
第3タンク47への清浄改質ガスの供給を優先させるべく、流量制御弁39により、燃焼器16への清浄改質ガスの供給量が調節される。
【0027】
改質器3の供給口部における改質ガスの温度が、例えば200℃程度に達したとき、その改質器3が定常モードに達した、と判断され、第1タンク43のヒータ56への通電が停止される。同時に、加熱装置49の第15、第16、第17二方弁V15、V16、V17が「開」で、且つ第5二方弁V5が「閉」で、200℃程度の清浄改質ガスが導入管路51、第1加熱管路53および導出管路52を流通し、これにより第1タンク43が加熱されてそこからの水素の放出が続行されるので燃料電池2の運転が継続される。加熱装置49から排出された清浄改質ガスは燃焼器16および第3タンク47へ供給される。
【0028】
以後自立運転モードに移行する。
【0029】
B.タンク切換えモード(定常走行)
このモード開始時には、第1タンク43が水素放出状態にあり、また第2タンク45は空状態にあり、さらに第3タンク47が水素吸蔵状態にあるとする。
【0030】
図3に示すように、水素放出順序は、第1タンク43→第3タンク47→第2タンク45→第1タンク43であり、また水素吸蔵順序は、第3タンク47→第2タンク45→第1タンク43→第3タンク47である。
【0031】
図1、図4に示すように、タンク切換えモードの開始に伴い、運転マネジメントフローにより改質器3の生成改質ガス量が決定される。
【0032】
改質器3側の流量計36により第3タンク47に供給された改質ガス量が検知される。
【0033】
第3タンク47が満状態か否かが判断され、満状態でなければ、再び検知が続行される。
【0034】
第3タンク47が満状態のときは、第13二方弁V13が閉じられる。
【0035】
加熱装置49における第1加熱管路53の第16、第17二方弁V16、V17が「閉」で、且つ第3加熱管路55の第20、第21二方弁V20、V21が「開」で、第1タンク43の加熱が終了され、一方、第3タンク47の加熱が開始される。第1タンク43からは、その余熱を利用した水素吸蔵合金MHの吸熱反応で水素の放出が続行される。
【0036】
第11二方弁V11が「開」で、第2タンク45における水素の吸蔵が開始される。
【0037】
第3タンク47の出口部分の圧力を検知して、その圧力が所定圧力に達すると、第3タンク43の吸蔵水素が放出され、第14二方弁V14が「開」で、その放出水素が燃料電池2に供給される。この時点では第1タンク43の水素放出が続行している。
【0038】
第1タンク43の出口側に在る流量計44により第1タンク43から放出された水素量が検知される。
【0039】
第1タンク43が空状態か否かが判断され、空状態でなければ、再び検知が続行される。
【0040】
第1タンク43が空状態のときは、第10二方弁V10が閉じられて、次の水素吸蔵に備えられる。
【0041】
以後の工程は、前記同様のシーケンス制御で行われるので、詳細な説明は省略する。図4に以後の工程を簡略に示す。
【0042】
なお、本発明にはタンクを2個以上使用する水素供給システムに適用される。また水素を燃料とする機器としては、燃料電池の外に内燃機関を挙げることができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、機器の運転開始をそれらタンクの少なくとも1つからの放出水素で行い、また機器の運転継続下では、少なくとも1つのタンクが水素放出状態にあるとき、別の少なくとも1つのタンクが水素吸蔵状態にあり、且つ少なくとも1つのタンクが水素放出状態を終了する前に、別の少なくとも1つのタンクが水素放出状態にあるので、機器の運転開始を迅速に行い、また機器への水素供給を間断なく行って、その運転を確実に継続することが可能であって、改質器が持つ問題点が水素供給に影響しないようにした水素供給システムを提供することができる。
【0044】
さらに水素放出状態にある少なくとも1つのタンクの水素放出終了準備開始点を、次に水素放出状態となる少なくとも1つのタンクの水素吸蔵終了時点とするので、水素吸蔵材の吸放出幅を狭い範囲で利用することにより、その水素吸蔵材の膨脹収縮幅を小さくすることができ、これにより水素吸蔵材の微細化の進行を遅らせてその水素吸蔵材の耐久性を向上させ、延いては各タンクの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 水素供給システムの説明図である。
【図2】 始動モードのフローチャートである。
【図3】 タンクの水素吸蔵・放出タイミングの説明図である。
【図4】 タンク切換えモードのフローチャートである。
【符号の説明】
1……………水素供給システム
2……………燃料電池(機器)
3……………改質器
43…………第1タンク
45…………第2タンク
47…………第3タンク
49…………ガス式加熱装置
50…………電気式加熱回路
56,57,58……ヒータ
53,54,55……加熱管路
59…………電源部
HS…………水素貯蔵器
MH…………水素吸蔵合金(水素吸蔵材)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrogen supply system for hydrogen fueled devices, and more particularly to a hydrogen supply system that generates hydrogen from raw materials such as alcohol and gasoline in order to supply hydrogen to hydrogen fueled devices.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of hydrogen supply system is equipped with a reformer for hydrogen production.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the current reformer has a long time to start, and therefore, there is a problem that an electric vehicle using a fuel cell as a power source as the device cannot start immediately even if a start switch is turned on. .
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides the hydrogen supply system provided with a hydrogen storage device, so that only hydrogen released from the hydrogen supply device is supplied to the equipment so that the problems of the reformer do not affect the hydrogen supply to the equipment. The purpose is to provide.
[0005]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a reformer that generates hydrogen from a raw material such as alcohol and gasoline, and the hydrogen generated by the reformer are occluded through a first supply line , and then the hydrogen releasing occluded hydrogen as well as organic and capable hydrogen reservoir be supplied through the second supply line to the appliance to be fuel, its hydrogen reservoir is the first, second supply pipe It is provided with a plurality of tanks intercalated in parallel with each other and each containing a hydrogen storage material . The plurality of tanks promote the release of the stored hydrogen by heating the hydrogen storage material in each tank. A gas heating device and an electric heating circuit are provided, and the electric heating circuit includes a plurality of heaters capable of individually heating the hydrogen storage material in each tank, and a power supply unit capable of energizing each heater. The gas heating device comprises the first A plurality of pipes that are connected to the supply pipes so as to be bypassed, and that allow the reformed gas generated in the reformer to circulate and heat the hydrogen storage material in each tank individually by the heat of the reformed gas. The apparatus is started with the hydrogen released from at least one of the tanks, and when the apparatus is continuously operated, when at least one of the tanks is in a hydrogen releasing state, Hydrogen is fueled so that at least one of the tanks is in a hydrogen storage state and at least one of the other tanks is in a hydrogen release state before at least one of the tanks exits the hydrogen release state A system for supplying hydrogen to equipment, wherein at the start of operation of the equipment, at least one tank having a full hydrogen storage capacity is heated by the corresponding heater, and the at least one tank is heated. The hydrogen is released, the reformer is started, and then the heating by the heater is stopped when the reformed gas from the reformer reaches a predetermined temperature, and the at least one The tank is heated by the corresponding heating line of the gas-type heating device, and when the operation of the equipment is continued, the hydrogen discharge end preparation start point of at least one of the tanks in the hydrogen release state is A hydrogen supply system for hydrogen fueled equipment is provided, characterized in that at least one of the tanks in a hydrogen releasing state is at the end of hydrogen storage .
[0006]
For example, the reformer is operated while the equipment is out of service, and the hydrogen produced by the reformer is stored in one or more tanks of the hydrogen storage. At the start of operation of the device, for example, hydrogen is released from one tank and supplied to the device. The supply of the released hydrogen is performed after the reformer started simultaneously with the start of the operation of the equipment reaches a steady state, for example, until there is no hydrogen in the hydrogen-released tank . Its to the tank in the hydrogen release condition, before exiting the state and the separate tank is hydrogen release state, without interruption of hydrogen is supplied to the apparatus, this operation of the device is continued by . Therefore, according to the hydrogen supply system can be a problem of the response delay in the reformer to avoid affecting the hydrogen supply to the equipment.
[0007]
In addition, when the hydrogen release completion preparation start point of the tank in the hydrogen release state, for example, the heating end point is set as the hydrogen storage end point of the tank in the next hydrogen release state, and hence the heating start point, the tank in the hydrogen release state is Then, the release of hydrogen is continued by the endothermic reaction of the hydrogen storage material using the residual heat, which reduces the time lag when restarting the next hydrogen storage mode by generating a temperature drop in the tank. Bring. On the other hand, since the heating of the tank in the hydrogen releasing state can be started with a sufficient margin, it is possible to reliably overlap the hydrogen releasing states of both tanks.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A hydrogen supply system 1 shown in FIG. 1 is mounted on an electric vehicle using a fuel cell 2 as a power source as a power source.
[0009]
In the hydrogen supply system 1, the reformer 3 generates reformed gas mainly composed of hydrogen from raw materials such as alcohol and gasoline, and the supply side is connected to the supply line 4 </ b> A on the inlet side of the hydrogen storage HS. Also, the outlet side of the hydrogen storage HS is connected to the hydrogen inlet side of the fuel cell 2 via the supply line 4B. The hydrogen storage HS can store the hydrogen generated by the reformer 3, and then discharge the stored hydrogen and supply it to the fuel cell 2. In the
[0010]
The hydrogen outlet side and the air outlet side of the fuel cell 2 are connected to the
[0011]
A fifth two-way valve V5, a
[0012]
In the hydrogen storage HS, three first to
[0013]
The first to
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
Next, the start mode and the tank switching mode will be described with reference to FIGS.
[0018]
A. Start Mode Before this mode is started, it is assumed that the hydrogen storage amount in the
[0019]
1 and 2, when the
[0020]
When the
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Methanol and water are injected into the
[0024]
The reformed gas contains a considerable amount of CO, and the fifth two-way valve V5 is “open” and is introduced into the
[0025]
The CO concentration of the reformed gas is detected, or the CO concentration is checked from the relationship between the reformed gas temperature and time, and when the CO concentration becomes a predetermined value or less, the sixth and thirteenth two-way valves V6 and V13 Is "open", the clean reformed gas from the
[0026]
In order to give priority to the supply of the clean reformed gas to the
[0027]
When the temperature of the reformed gas at the supply port of the reformer 3 reaches, for example, about 200 ° C., it is determined that the reformer 3 has reached the steady mode, and the
[0028]
After that, it shifts to the independent operation mode.
[0029]
B. Tank switching mode (steady running)
At the start of this mode, it is assumed that the
[0030]
As shown in FIG. 3, the hydrogen release order is the
[0031]
As shown in FIGS. 1 and 4, the generated reformed gas amount of the reformer 3 is determined by the operation management flow with the start of the tank switching mode.
[0032]
The amount of reformed gas supplied to the
[0033]
It is determined whether or not the
[0034]
When the
[0035]
In the
[0036]
When the eleventh two-way valve V11 is “open”, occlusion of hydrogen in the second tank 45 is started.
[0037]
When the pressure at the outlet portion of the
[0038]
The amount of hydrogen released from the
[0039]
It is determined whether or not the
[0040]
When the
[0041]
Subsequent steps are performed by the same sequence control as described above, and thus detailed description thereof is omitted. FIG. 4 briefly shows the subsequent steps.
[0042]
The present invention is applied to a hydrogen supply system that uses two or more tanks. Further, as an apparatus using hydrogen as a fuel, an internal combustion engine can be cited in addition to a fuel cell.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, the operation of the equipment is started with the hydrogen released from at least one of these tanks, and when the equipment continues to operate, when at least one of the tanks is in a hydrogen releasing state, at least one other tank Is in a hydrogen occlusion state and at least one other tank is in a hydrogen release state before at least one tank finishes the hydrogen release state. It is possible to provide a hydrogen supply system in which the supply can be performed without interruption and the operation can be reliably continued, and the problem of the reformer does not affect the hydrogen supply.
[0044]
Further, since the hydrogen release completion preparation start point of at least one tank in the hydrogen release state is set as the hydrogen storage end point of at least one tank in the next hydrogen release state, the storage / release width of the hydrogen storage material is set within a narrow range. By using this, it is possible to reduce the expansion and contraction width of the hydrogen storage material, thereby delaying the progress of the miniaturization of the hydrogen storage material and improving the durability of the hydrogen storage material, and thus, for each tank. Life can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a hydrogen supply system.
FIG. 2 is a flowchart of a start mode.
FIG. 3 is an explanatory diagram of hydrogen storage / release timing of a tank.
FIG. 4 is a flowchart of a tank switching mode.
[Explanation of symbols]
1 …………… Hydrogen supply system 2 …………… Fuel cell (equipment)
3 …………
49 ………… Gas type heating device
50 ………… Electric heating circuit
56, 57, 58 …… Heater
53, 54, 55 ... Heating pipeline
59 ………… Power supply HS ………… Hydrogen storage MH ………… Hydrogen storage alloy (hydrogen storage material)
Claims (1)
その複数のタンク(43,45,47)には、各タンク(43,45,47)内の水素吸蔵材(MH)を加熱することで吸蔵水素の放出を促すためのガス式加熱装置(49)及び電気式加熱回路(50)が付設され、
前記電気式加熱回路(50)が、各タンク(43,45,47)内の水素吸蔵材(MH)を個別に加熱し得る複数のヒータ(56,57,58)と、各ヒータ(56,57,58)に通電し得る電源部(59)とを備え、
前記ガス式加熱装置(49)が、前記第1の供給管路(4A)にその途中をバイパスするように接続され、前記改質器(3)で生じた改質ガスを流通させて該改質ガスの熱で各タンク(43,45,47)内の水素吸蔵材(MH)を個別に加熱し得る複数の加熱管路(53,54,55)を備え、
前記機器(2)の運転開始をそれらタンク(43,45,47)の少なくとも1つからの放出水素で行い、また前記機器(2)の運転継続下では、少なくとも1つの前記タンク(43,45,47)が水素放出状態にあるとき、別の少なくとも1つの前記タンク(43,45,47)が水素吸蔵状態にあり、且つ少なくとも1つの前記タンク(43,45,47)が水素放出状態を終了する前に、別の少なくとも1つの前記タンク(43,45,47)が水素放出状態にあるようにした、水素を燃料とする機器への水素供給システムであって、
前記機器(2)の運転開始時には、水素吸蔵量が満状態にある少なくとも1つのタンク(43,45,47)を対応する前記ヒータ(56,57,58)で加熱して該少なくとも1つのタンク(43,45,47)を水素放出状態にすると共に、前記改質器(3)を始動させ、その後、前記改質器(3)からの改質ガスが所定温度に達するのに応じて該ヒータ(56,57,58)による加熱を停止させると共に、該少なくとも1つのタンク(43,45,47)を、前記ガス式加熱装置(49)の対応する前記加熱管路(53,54,55)により加熱するようにし、
また前記機器(2)の運転継続下では、水素放出状態にある少なくとも1つの前記タンク(43,45,47)の水素放出終了準備開始点を、次に水素放出状態となる少なくとも1つの前記タンク(43,45,47)の水素吸蔵終了時点とするようにしたことを特徴とする、水素を燃料とする機器への水素供給システム。A reformer (3) that generates hydrogen from raw materials such as alcohol and gasoline, and the hydrogen generated by the reformer (3) is stored through the first supply line (4A) , and then the stored hydrogen is stored. while organic and release to the second supply line to the device (2) using hydrogen as a fuel (4B) hydrogen reservoir capable of supplying through (HS), the hydrogen reservoir (HS) is, A plurality of tanks (43, 45, 47) each interposing in parallel between the first and second supply pipes (4A, 4B ) and each containing a hydrogen storage material (MH) ;
In the plurality of tanks (43, 45, 47), a gas heating device (49) for promoting the release of the stored hydrogen by heating the hydrogen storage material (MH) in each tank (43, 45, 47). ) And an electric heating circuit (50),
The electric heating circuit (50) includes a plurality of heaters (56, 57, 58) capable of individually heating the hydrogen storage material (MH) in each tank (43, 45, 47), and each heater (56, 57, 58) and a power supply unit (59) capable of energizing,
The gas-type heating device (49) is connected to the first supply pipe (4A) so as to bypass the middle thereof, and the reformed gas generated in the reformer (3) is circulated to the reformer. A plurality of heating pipes (53, 54, 55) capable of individually heating the hydrogen storage material (MH) in each tank (43, 45, 47) with the heat of the gas,
The operation of the device (2) is started with hydrogen released from at least one of the tanks (43, 45, 47), and at least one of the tanks (43, 45, 45) while the operation of the device (2) is continued. 47) is in a hydrogen releasing state, another at least one tank (43, 45, 47) is in a hydrogen storage state, and at least one of the tanks (43, 45, 47) is in a hydrogen releasing state. A hydrogen supply system for hydrogen fueled equipment in which at least one other said tank (43, 45, 47) is in a hydrogen release state before it is finished ,
At the start of operation of the device (2), the at least one tank (43, 45, 47) in which the hydrogen storage amount is full is heated by the corresponding heater (56, 57, 58), and the at least one tank (43, 45, 47) are brought into a hydrogen releasing state, the reformer (3) is started, and then the reformed gas from the reformer (3) reaches the predetermined temperature in accordance with Heating by the heaters (56, 57, 58) is stopped, and the at least one tank (43, 45, 47) is connected to the corresponding heating line (53, 54, 55) of the gas heating device (49). )
In addition, when the operation of the device (2) is continued, the hydrogen discharge end preparation start point of at least one of the tanks (43, 45, 47) in the hydrogen release state is set as the next hydrogen release state at least one of the tanks. (43, 45, 47) A hydrogen supply system for equipment using hydrogen as a fuel, characterized in that the hydrogen storage end time is reached .
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