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公開番号2025069565
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-01
出願番号2023179360
出願日2023-10-18
発明の名称水素燃料供給システム及び水素の液化方法
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類F17C 9/02 20060101AFI20250423BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】液化水素タンクに戻す水素を液化するための冷凍機の省略、又は、小型化が可能な水素燃料供給システムの提供。
【解決手段】液化水素タンクと、液化水素タンクと水素燃料機関をつなぎ水素燃料機関に水素ガスを供給する供給ラインと、供給ラインに位置し、液化水素を臨界圧以上まで加圧する加圧ポンプと、供給ラインの加圧ポンプよりも下流の部分と液化水素タンクをつなぐ戻りラインと、戻りラインに位置し、加圧ポンプによって加圧された水素のうち戻りラインに流入した戻り水素を逆転温度曲線付近の圧力まで減圧して昇温させる減圧昇温弁と、供給ライン及び戻りラインにまたがって位置し、加圧ポンプによって加圧された水素のうち水素燃料機関に供給する供給水素を冷媒として、減圧昇温弁によって昇温された戻り水素を冷却する熱交換器と、戻りラインに位置し、熱交換器を通過した戻り水素を減圧して液化水素に変化させる減圧液化弁と、を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
液化水素を貯蔵する液化水素タンクと、
前記液化水素タンクと水素燃料機関をつなぎ前記水素燃料機関に水素ガスを供給する供給ラインと、
前記供給ラインに位置し、液化水素を臨界圧以上まで加圧する加圧ポンプと、
前記供給ラインの前記加圧ポンプよりも下流の部分と前記液化水素タンクをつなぐ戻りラインと、
前記戻りラインに位置し、前記加圧ポンプによって加圧された水素のうち前記戻りラインに流入した戻り水素を逆転温度曲線付近の圧力まで減圧して昇温させる減圧昇温弁と、
前記供給ライン及び前記戻りラインにまたがって位置し、前記加圧ポンプによって加圧された水素のうち前記水素燃料機関に供給する供給水素を冷媒として、前記減圧昇温弁によって昇温された戻り水素を冷却する熱交換器と、
前記戻りラインに位置し、前記熱交換器を通過した戻り水素を減圧して液化水素に変化させる減圧液化弁と、を備えている、水素燃料供給システム。
続きを表示（約 140 文字）【請求項２】
加圧された水素を第１の水素と第２の水素に分岐し、前記第１の水素を逆転温度曲線付近の圧力まで減圧して昇温させ、昇温させた前記第１の水素を前記第２の水素と熱交換させることにより冷却し、冷却した前記第１の水素をさらに減圧して液化水素に変化させる、水素の液化方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、水素燃料供給システム及び水素の液化方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、カーゴタンクから貯蔵タンクに液化ガスを受け入れる際に、冷凍機によって液化ガスをサブクール状態にまで冷却した状態で、貯蔵タンクに送液する制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／２０９８５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、環境保護の観点から、水素燃料が注目されている。水素燃料機関に水素ガスを供給する水素燃料供給システムにおいても、余剰の水素を液化水素タンクに戻す場合に、冷凍機を用いることで余剰の水素を冷却して液化できる。ただし、容量の大きい冷凍機を用いると、水素燃料供給システムの重量、製造コスト、運用コスト、及び、サイズが大きくなり好ましくない。
【０００５】
本開示は、液化水素タンクに戻す水素を液化するための冷凍機の省略、又は、小型化が可能な水素燃料供給システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る水素燃料供給システムは、液化水素を貯蔵する液化水素タンクと、前記液化水素タンクと水素燃料機関をつなぎ前記水素燃料機関に水素ガスを供給する供給ラインと、前記供給ラインに位置し、液化水素を臨界圧以上まで加圧する加圧ポンプと、前記供給ラインの前記加圧ポンプよりも下流の部分と前記液化水素タンクをつなぐ戻りラインと、前記戻りラインに位置し、前記加圧ポンプによって加圧された水素のうち前記戻りラインに流入した戻り水素を逆転温度曲線付近の圧力まで減圧して昇温させる減圧昇温弁と、前記供給ライン及び前記戻りラインにまたがって位置し、前記加圧ポンプによって加圧された水素のうち前記水素燃料機関に供給する供給水素を冷媒として、前記減圧昇温弁によって昇温された戻り水素を冷却する熱交換器と、前記戻りラインに位置し、前記熱交換器を通過した戻り水素を減圧して液化水素に変化させる減圧液化弁と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様に係る水素燃料供給システムによれば、液化水素タンクに戻す水素を液化するための冷凍機の省略、又は、小型化が可となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、水素燃料供給システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る水素燃料供給システム１００のブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る水素燃料供給システム１００は、液化水素タンク１１と、供給ライン１２と、加圧ポンプ１３と、加熱器１４と、戻りライン１５と、減圧昇温弁１６と、熱交換器１７と、減圧液化弁１８と、を備えている。以下、これらの構成要素について順に説明する。
【００１０】
液化水素タンク１１は、液化水素を貯蔵するタンクである。液化水素タンク１１は、液化水素で満たされた液相部２１と、水素ガスで満たされた気相部２２とを含んでいる。液化水素タンク１１では、内部圧力が上昇して許容値を超えると、気相部２２から水素ガスの一部が排出される。通常、液化水素タンク１１から排出された水素ガスは大気に放出されたり焼却されたりするなどして処分される。したがって、水素燃料を無駄に消費しないためにも、液化水素タンク１１の内部圧力を抑えることが望ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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