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公開番号2024158215
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023073222
出願日2023-04-27
発明の名称水素供給装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類F17C 7/04 20060101AFI20241031BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】動力装置に供給する水素ガスの温度を所定の温度範囲に保つ。
【解決手段】加熱器20と、気化器40と、加熱器20と気化器40の間に熱媒体を循環させる循環流路30と、加熱器20をバイパスするように循環流路30に接続されるバイパス流路35と、熱媒体が加熱器20を通流し、バイパス流路35を通流しない第1流路と、熱媒体がバイパス流路35を通流し、加熱器20を通流しない第2流路と、の間で流路を切り換える加熱器入口弁36とバイパス弁37と、制御部70と、を含み、制御部70は、気化器入口熱媒体温度TLが設定温度TS未満の場合に、熱媒体の流路を第1流路に切り換え、気化器入口熱媒体温度TLが設定温度TS以上の場合に、熱媒体の流路を第2流路に切り換える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
熱媒体を加熱する加熱器と、
加熱された前記熱媒体により液体水素を気化させて水素ガスとする気化器と、
前記加熱器と前記気化器の間に前記熱媒体を循環させる循環流路と、
前記加熱器をバイパスするように前記循環流路に接続されるバイパス流路と、
前記熱媒体が前記加熱器を通流し、前記バイパス流路を通流しない第１流路と、前記熱媒体が前記バイパス流路を通流し、前記加熱器を通流しない第２流路と、の間で流路を切り換える切り換え弁と、
前記切り換え弁の動作を調節する制御部と、を含む水素供給装置であって、
前記制御部は、
前記気化器に流入する前記熱媒体の温度が設定温度未満の場合に、前記切り換え弁によって前記熱媒体の流路を前記第１流路に切り換え、
前記気化器に流入する前記熱媒体の温度が前記設定温度以上の場合に、前記切り換え弁によって前記熱媒体の流路を前記第２流路に切り換えること、
を特徴とする水素供給装置。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
請求項１に記載の水素供給装置であって、
前記制御部は、
前記気化器から流出する前記水素ガスが供給される動力装置の出力と、前記気化器から流出する前記水素ガスの温度と、が入力され、
前記気化器から流出する前記水素ガスの温度と前記動力装置の出力に基づいて前記設定温度を算出すること、
を特徴とする水素供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水素供給装置であって、
前記制御部は、
前記気化器から流出する前記水素ガスの温度に基づいてベース設定温度を計算し、
前記動力装置の出力に基づいて設定温度補正値を算出し、
前記ベース設定温度と前記設定温度補正値との合計を前記設定温度とすること、
を特徴とする水素供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水素供給装置であって、
前記制御部は、
前記気化器から流出する前記水素ガスの温度が高くなるにつれ前記ベース設定温度が低くなるように前記ベース設定温度を算出し、
前記動力装置の出力が大きくなるにつれて前記設定温度補正値が大きくなるように前記設定温度補正値を算出すること、
を特徴とする水素供給装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体水素を気化して水素ガスを供給する水素供給装置の水素ガスの温度制御に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンに供給する燃料を気化する気化器において、周囲の温度に応じて燃料流量を変化させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平８－２８４７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、ガソリンに代わって水素ガスを直接燃焼させる水素エンジンを搭載した水素エンジン車両が用いられている。これらの水素エンジン車両では、液体水素を気化させた水素ガスを水素エンジンに供給する方法が用いられている。水素エンジンに供給される水素ガスの温度が高すぎると水素エンジンの出力が低下してしまい、水素ガスの温度が低すぎると極低温の水素ガスにより水素配管が損傷する場合がある。このため、水素エンジンに供給する水素ガスは所定の温度範囲とすることが求められている。
【０００５】
そこで、本開示の水素供給装置は、動力装置に供給する水素ガスの温度を所定の温度範囲に保つことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の水素供給装置は、熱媒体を加熱する加熱器と、加熱された前記熱媒体により液体水素を気化させて水素ガスとする気化器と、前記加熱器と前記気化器の間に前記熱媒体を循環させる循環流路と、前記加熱器をバイパスするように前記循環流路に接続されるバイパス流路と、前記熱媒体が前記加熱器を通流し、前記バイパス流路を通流しない第１流路と、前記熱媒体が前記バイパス流路を通流し、前記加熱器を通流しない第２流路と、の間で流路を切り換える切り換え弁と、前記切り換え弁の動作を調節する制御部と、を含む水素供給装置であって、前記制御部は、前記気化器に流入する前記熱媒体の温度が設定温度未満の場合に、前記切り換え弁によって前記熱媒体の流路を前記第１流路に切り換え、前記気化器に流入する前記熱媒体の温度が前記設定温度以上の場合に、前記切り換え弁によって前記熱媒体の流路を前記第２流路に切り換えること、を特徴とする。
【０００７】
これにより、気化器から流出する水素ガスの温度を所定の温度範囲に保つことができる。
【０００８】
本開示の水素供給装置において、前記制御部は、前記気化器から流出する前記水素ガスが供給される動力装置の出力と、前記気化器から流出する前記水素ガスの温度と、が入力され、前記気化器から流出する前記水素ガスの温度と前記動力装置の出力に基づいて前記設定温度を算出してもよい。
【０００９】
これにより、動力装置の出力が変化した場合でも、動力装置に供給される水素ガスの温度を所定の温度範囲に保つことができる。
【００１０】
本開示の水素供給装置において、前記制御部は、前記気化器から流出する前記水素ガスの温度に基づいてベース設定温度を計算し、前記動力装置の出力に基づいて設定温度補正値を算出し、前記ベース設定温度と前記設定温度補正値との合計を前記設定温度としてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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