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公開番号2025027338
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-27
出願番号2023132065
出願日2023-08-14
発明の名称水素貯蔵供給システム
出願人清水建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F17C 11/00 20060101AFI20250219BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】水素貯蔵供給システムにおいて、水素吸蔵合金に対する水素の吸蔵速度及び放出速度が高くても冷温熱源の設備容量を小さく抑えることができるようにする。
【解決手段】水素吸蔵合金が封入されるとともに水素吸蔵合金と熱交換する熱媒が通る合金タンク10と、熱媒を冷却したり加熱したりする冷温熱源20と、熱媒を所定の温度で蓄える蓄熱槽30と、熱媒が冷温熱源20と蓄熱槽30との間で循環する第一循環経路部と、熱媒が合金タンク10と冷温熱源20及び蓄熱槽30との間で循環する第二循環経路部と、を備える水素貯蔵供給システム1を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素吸蔵合金に水素を吸蔵させたり、前記水素吸蔵合金から前記水素を放出させたりする水素貯蔵供給システムであって、
前記水素吸蔵合金が封入されるとともに前記水素吸蔵合金と熱交換する熱媒が通る合金タンクと、
前記熱媒を冷却したり加熱したりする冷温熱源と、
前記熱媒を所定の温度で蓄える蓄熱槽と、
前記熱媒が前記冷温熱源と前記蓄熱槽との間で循環する第一循環経路部と、
前記熱媒が前記合金タンクと前記冷温熱源及び前記蓄熱槽との間で循環する第二循環経路部と、を備える水素貯蔵供給システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記水素吸蔵合金に対する前記水素の吸蔵又は放出が無い場合に前記熱媒を前記第一循環経路部に流し、かつ、前記水素吸蔵合金に対する前記水素の吸蔵又は放出がある場合に前記熱媒を前記第二循環経路部に流す制御装置を備える請求項１に記載の水素貯蔵供給システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記水素吸蔵合金に対する前記水素の吸蔵又は放出がある場合に、前記合金タンクの温度、前記合金タンクに導入される直前における前記熱媒の温度、前記蓄熱槽の温度、及び、前記合金タンク内の圧力の少なくとも１つに応じて、前記蓄熱槽のみから前記熱媒を前記合金タンクに供給する第一供給パターン、前記冷温熱源及び前記蓄熱槽の両方から前記熱媒を前記合金タンクに供給する第二供給パターン、及び、前記冷温熱源のみから前記熱媒を前記合金タンクに供給する第三供給パターン、のいずれかを選択する請求項２に記載の水素貯蔵供給システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記水素吸蔵合金に対する前記水素の吸蔵時に、少なくともいずれか１つの前記温度が所定の温度閾値を上回った際に、あるいは、前記圧力が所定の圧力閾値を上回った際に、前記第一供給パターンから前記第二供給パターンに切り替える、あるいは、前記第二供給パターンから前記第三供給パターンに切り替える請求項３に記載の水素貯蔵供給システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記水素吸蔵合金からの前記水素の放出時に、少なくともいずれか１つの前記温度が所定の温度閾値を下回った際に、あるいは、前記圧力が所定の圧力閾値を下回った際に、前記第一供給パターンから前記第二供給パターンに切り替える、あるいは、前記第二供給パターンから前記第三供給パターンに切り替える請求項３に記載の水素貯蔵供給システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記水素吸蔵合金に対する前記水素の吸蔵流量あるいは前記水素の放出流量に応じて、前記蓄熱槽のみから前記熱媒を前記合金タンクに供給する第一供給パターン、前記冷温熱源及び前記蓄熱槽の両方から前記熱媒を前記合金タンクに供給する第二供給パターン、及び、前記冷温熱源のみから前記熱媒を前記合金タンクに供給する第三供給パターン、のいずれかを選択する請求項２に記載の水素貯蔵供給システム。
【請求項７】
前記合金タンクと前記冷温熱源とを接続する第一接続経路部と、
前記合金タンクと前記蓄熱槽とを接続する第二接続経路部と、
前記蓄熱槽と前記冷温熱源とを接続する第三接続経路部と、
前記第一接続経路部から分岐して前記第二接続経路部に接続される第一バイパス経路部と、
前記第二接続経路部のうち前記第一バイパス経路部との接続点と前記蓄熱槽との間の部位から分岐して前記第三接続経路部に接続される第二バイパス経路部と、
前記第三接続経路部のうち前記第二バイパス経路部との接続点と前記冷温熱源との間の部位から分岐して、前記第一接続経路部のうち前記冷温熱源と前記第一バイパス経路部との分岐点との間の部位に接続される第三バイパス経路部と、を備え、
前記第一循環経路部が、前記第一バイパス経路部と、前記第二接続経路部のうち前記第一バイパス経路部との接続点から前記蓄熱槽までの間の部位と、前記第三接続経路部と、前記第一接続経路部のうち前記冷温熱源から前記第一バイパス経路部との分岐点までの間の部位によって構成され、
前記第二循環経路部が、前記第一接続経路部と、前記第二接続経路部と、前記第三接続経路部と、前記第二バイパス経路部と、前記第三バイパス経路部とによって構成される請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の水素貯蔵供給システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素貯蔵供給システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
水素を建物等で利用する際には、水素を一定期間貯蔵しておく必要がある。水素の貯蔵方法としては、水素を吸蔵する性質を有する水素吸蔵合金を利用することが考えられる。水素吸蔵合金に水素を吸蔵する際には水素吸蔵合金を冷却する必要がある。一方、水素吸蔵合金から水素を放出する際には水素吸蔵合金を加温する必要がある。水素吸蔵合金を合金タンクの内部に封入し、合金タンク内に熱媒を流して合金タンク内の水素吸蔵合金を冷却あるいは加温することで、水素吸蔵合金に対する水素の吸蔵あるいは放出を実現できる。
【０００３】
特許文献１には、水素吸蔵合金を封入した合金タンクと蓄熱槽との間で熱媒（冷水、温水）を循環させるとともに、蓄熱槽からの熱媒を冷熱源で冷却、あるいは燃料電池（温熱源）で加熱した上で合金タンク内に熱媒を供給することで、水素吸蔵合金を冷却あるいは加温する水素利用システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７２０１１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、熱媒の冷却や加温に要する熱源（冷熱源、温熱源）の出力は、水素吸蔵合金に対する水素の吸蔵速度及び放出速度に関係がある。例えば、水素吸蔵合金に対する水素の吸蔵速度を高くするためには、熱媒の冷却に要する冷熱源の出力を高くする必要がある。一方、水素吸蔵合金に対する水素の放出速度を高くするためには、熱媒の加熱に要する温熱源の出力を高くする必要がある。
このことから、水素を外部から急速に合金タンク内の水素吸蔵合金に吸蔵する場合、及び、単位時間あたりの水素消費量が多い設備に水素を供給する場合には、大きな設備容量の熱源（冷熱源、温熱源）が必要となる。しかしながら、熱源の設備容量が大きい場合には、水素を貯蔵及び供給する水素貯蔵供給システムの設置コストが高くなるため、好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、水素吸蔵合金に対する水素の吸蔵速度及び放出速度が高くても熱源の設備容量を小さく抑えることが可能な水素貯蔵供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、水素吸蔵合金に水素を吸蔵させたり、前記水素吸蔵合金から前記水素を放出させたりする水素貯蔵供給システムであって、前記水素吸蔵合金が封入されるとともに前記水素吸蔵合金と熱交換する熱媒が通る合金タンクと、前記熱媒を冷却したり加熱したりする冷温熱源と、前記熱媒を所定の温度で蓄える蓄熱槽と、前記熱媒が前記冷温熱源と前記蓄熱槽との間で循環する第一循環経路部と、前記熱媒が前記合金タンクと前記冷温熱源及び前記蓄熱槽との間で循環する第二循環経路部と、を備える水素貯蔵供給システムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水素吸蔵合金に対する水素の吸蔵速度及び放出速度が高くても、水素貯蔵供給システムに備える熱源（冷温熱源）の設備容量を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第一実施形態に係る水素貯蔵供給システムを示す概略ブロック図である。
本発明の第二実施形態に係る水素貯蔵供給システムを示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔第一実施形態〕
以下、図１を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１に示す第一実施形態に係る水素貯蔵供給システム１は、水素を外部から取り込んで水素吸蔵合金に吸蔵させたり、水素吸蔵合金から水素を放出させて外部に供給したりするシステムである。水素貯蔵供給システム１は、合金タンク１０と、冷温熱源２０と、蓄熱槽３０と、第一循環経路部と、第二循環経路部と、制御装置４０と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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