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公開番号2025140031
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024039175
出願日2024-03-13
発明の名称水素供給システムおよび方法
出願人三菱重工業株式会社,岩谷産業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類F17C 5/06 20060101AFI20250919BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】水素供給システムおよび方法において、所望の温度の水素を生成可能とすると共に信頼性の向上を図る。
【解決手段】水素供給経路と、水素供給経路に設けられて液体水素を昇圧する昇圧ポンプと、水素供給経路における昇圧ポンプより下流側に設けられて水素を昇温する熱交換器と、水素供給経路における熱交換器より下流側に設けられる第1制御弁と、水素供給経路における熱交換器と第1制御弁との間から分岐して水素供給経路における第1制御弁より下流側に合流するバイパス経路と、水素供給経路における昇圧ポンプと熱交換器との間に設けられて低温水素によりバイパス経路を流れる水素を冷却する冷却器と、バイパス経路における冷却器より上流側に設けられる第2制御弁とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素供給経路と、
前記水素供給経路に設けられて液体水素を昇圧する昇圧ポンプと、
前記水素供給経路における前記昇圧ポンプより下流側に設けられて水素を昇温する熱交換器と、
前記水素供給経路における前記熱交換器より下流側に設けられる第１制御弁と、
前記水素供給経路における前記熱交換器と前記第１制御弁との間から分岐して前記水素供給経路における前記第１制御弁より下流側に合流するバイパス経路と、
前記水素供給経路における前記昇圧ポンプと前記熱交換器との間に設けられて低温水素により前記バイパス経路を流れる水素を冷却する冷却器と、
前記バイパス経路における前記冷却器より上流側に設けられる第２制御弁と、
を備える水素供給システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記水素供給経路における前記バイパス経路の合流部より下流側に設けられて水素の温度を計測する温度センサと、前記温度センサの計測結果に基づいて前記第１制御弁および前記第２制御弁を開閉制御する制御装置とを有する、
請求項１に記載の水素供給システム。
【請求項３】
前記水素供給経路における前記バイパス経路の合流部より下流側に設けられて水素の圧力を計測する圧力センサを有し、前記制御装置は、前記圧力センサの計測結果に基づいて前記第１制御弁および前記第２制御弁を開閉制御する、
請求項２に記載の水素供給システム。
【請求項４】
前記水素供給経路における前記バイパス経路の合流部より下流側に設けられて水素の流量を計測する流量センサを有し、前記制御装置は、前記流量センサの計測結果に基づいて前記第１制御弁および前記第２制御弁を開閉制御する、
請求項２に記載の水素供給システム。
【請求項５】
前記水素供給経路における前記バイパス経路の合流部より下流側に設けられる第３制御弁を有し、前記制御装置は、水素供給の要求の有無に応じて前記第３制御弁を開閉制御する、
請求項２に記載の水素供給システム。
【請求項６】
前記水素供給経路における前記熱交換器と前記第１制御弁との間に蓄圧器が接続される、
請求項１に記載の水素供給システム。
【請求項７】
水素供給経路と、
前記水素供給経路に設けられて液体水素を昇圧する昇圧ポンプと、
前記水素供給経路における前記昇圧ポンプより下流側に設けられて水素を昇温する熱交換器と、
前記水素供給経路における前記熱交換器より下流側に設けられる第１制御弁と、
前記水素供給経路における前記熱交換器と前記第１制御弁との間から分岐して前記水素供給経路における前記第１制御弁より下流側に合流するバイパス経路と、
前記水素供給経路における前記昇圧ポンプと前記熱交換器との間に設けられて低温水素により前記バイパス経路を流れる水素を冷却する冷却器と、
前記バイパス経路における前記冷却器より上流側に設けられる第２制御弁と、
を備え、
前記水素供給経路における前記バイパス経路の合流部より下流側の水素の温度に基づいて前記第１制御弁および前記第２制御弁を開閉制御する、
水素供給方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、水素供給システムおよび方法に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンニュートラルを実現させるシステムとして、燃料として水素を適用することが考えられている。水素は、液体水素の状態でタンクに貯留され、タンクに貯留された液体水素を昇圧ポンプにより昇圧した後に、熱交換器を通して所定温度の水素を生成し、水素を、例えば、燃料電池や水素エンジンなどに供給する。液体水素を昇圧させて所定温度の水素を生成する技術としては、例えば、特許文献１に記載された技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－１６７７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、液体水素を昇圧ポンプにより昇圧した後に熱交換器を通して温度を上げた水素と、液体水素を昇圧ポンプにより昇圧した後に熱交換器をバイパスした低温の水素とを混合させることで、所定温度の水素を生成するものである。この技術では、水素が流れる水素供給ラインと低温の水素が流れるバイパスラインにそれぞれ流量調整弁が設けられる。そして、各流量調整弁の開度を調整して温度を上げた水素と低温の水素の流量をそれぞれ調整することで、供給する水素の温度が調整される。この場合、バイパスラインに設けられる流量調整弁は、低温の水素が接触することから、十分な信頼性を確保することができないおそれがある。
【０００５】
本開示は、上述した課題を解決するものであり、所望の温度の水素を生成可能とすると共に信頼性の向上を図る水素供給システムおよび方法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】
【０００６】
上記の目的を達成するための本開示の水素供給システムは、水素供給経路と、前記水素供給経路に設けられて液体水素を昇圧する昇圧ポンプと、前記水素供給経路における前記昇圧ポンプより下流側に設けられて水素を昇温する熱交換器と、前記水素供給経路における前記熱交換器より下流側に設けられる第１制御弁と、前記水素供給経路における前記熱交換器と前記第１制御弁との間から分岐して前記水素供給経路における前記第１制御弁より下流側に合流するバイパス経路と、前記水素供給経路における前記昇圧ポンプと前記熱交換器との間に設けられて低温水素により前記バイパス経路を流れる水素を冷却する冷却器と、前記バイパス経路における前記冷却器より上流側に設けられる第２制御弁と、を備える。
【０００７】
また、本開示の水素供給方法は、水素供給経路と、前記水素供給経路に設けられて液体水素を昇圧する昇圧ポンプと、前記水素供給経路における前記昇圧ポンプより下流側に設けられて水素を昇温する熱交換器と、前記水素供給経路における前記熱交換器より下流側に設けられる第１制御弁と、前記水素供給経路における前記熱交換器と前記第１制御弁との間から分岐して前記水素供給経路における前記第１制御弁より下流側に合流するバイパス経路と、前記水素供給経路における前記昇圧ポンプと前記熱交換器との間に設けられて低温水素により前記バイパス経路を流れる水素を冷却する冷却器と、前記バイパス経路における前記冷却器より上流側に設けられる第２制御弁と、を備え、前記水素供給経路における前記バイパス経路の合流部より下流側の水素の温度に基づいて前記第１制御弁および前記第２制御弁を開閉制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の水素供給システムおよび方法によれば、所望の温度の水素を生成することができると共に、信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本実施形態の水素供給システムを表す概略構成図である。
図２は、水素の供給方法を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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