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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023077920
(43)【公開日】2023-06-06
(54)【発明の名称】水素貯蔵システム、制御方法、および減圧弁制御装置
(51)【国際特許分類】
F17C 11/00 20060101AFI20230530BHJP
【ＦＩ】
F17C11/00 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021191428
(22)【出願日】2021-11-25
(71)【出願人】
【識別番号】000002299
【氏名又は名称】清水建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】301021533
【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100161506
【弁理士】
【氏名又は名称】川渕 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】瀬川 裕太
(72)【発明者】
【氏名】下田 英介
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 成輝
(72)【発明者】
【氏名】前田 哲彦
【テーマコード（参考）】
3E172
【Ｆターム（参考）】
3E172AA02
3E172AA09
3E172AB01
3E172BA01
3E172FA01
3E172FA24
3E172FA27
3E172JA08
(57)【要約】
【課題】必要とする冷却能力を抑えることができる水素貯蔵システムを提供すること。
【解決手段】水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵させる水素貯蔵システムであって、水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁と、水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が閾値以下になると、減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置とを備える水素貯蔵システムである。
【選択図】図１
【解決手段】水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵させる水素貯蔵システムであって、水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁と、水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が閾値以下になると、減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置とを備える水素貯蔵システムである。
【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ガスを吸蔵させる水素貯蔵システムであって、
前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁と、
前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が閾値以下になると、前記減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置と
を備える水素貯蔵システム。
前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁と、
前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が閾値以下になると、前記減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置と
を備える水素貯蔵システム。
【請求項2】
前記減圧弁制御装置は、前記減圧弁の二次側圧力を上げる制御の後、前記流量が前記閾値以下になるまで、前記二次側圧力を段階的に下げる制御を行う、請求項１に記載の水素貯蔵システム。
【請求項3】
水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵させる水素貯蔵システムであって、
前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁と、
前記減圧弁の二次側圧力と合金タンク圧力の内圧との圧力差が閾値以下になると、前記減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置と
を備える水素貯蔵システム。
前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁と、
前記減圧弁の二次側圧力と合金タンク圧力の内圧との圧力差が閾値以下になると、前記減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置と
を備える水素貯蔵システム。
【請求項4】
前記減圧弁制御装置は、前記減圧弁の二次側圧力を上げる制御の後、前記減圧弁の二次側圧力と合金タンク圧力の内圧との圧力差が前記閾値以下になるまで、前記二次側圧力を段階的に下げる制御を行う、請求項３に記載の水素貯蔵システム。
【請求項5】
供給される水素ガスの圧力が第１の圧力のときに、前記水素吸蔵合金を冷却するための熱媒を循環させる第１のポンプと、
前記供給される水素ガスの圧力が前記第１の圧力のときに、前記熱媒を冷却する第１の冷却部と、
前記供給される水素ガスの圧力が前記第１の圧力より高い第２の圧力のときに、前記水素吸蔵合金を冷却するための前記熱媒を循環させる第２のポンプと、
前記供給される水素ガスの圧力が前記第２の圧力のときに、前記熱媒を冷却する第２の冷却部と
を備える、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水素貯蔵システム。
前記供給される水素ガスの圧力が前記第１の圧力のときに、前記熱媒を冷却する第１の冷却部と、
前記供給される水素ガスの圧力が前記第１の圧力より高い第２の圧力のときに、前記水素吸蔵合金を冷却するための前記熱媒を循環させる第２のポンプと、
前記供給される水素ガスの圧力が前記第２の圧力のときに、前記熱媒を冷却する第２の冷却部と
を備える、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水素貯蔵システム。
【請求項6】
前記水素吸蔵合金を格納する吸蔵合金タンクの外周と、前記水素吸蔵合金を貫通する管路と、を前記熱媒が通る、請求項５に記載の水素貯蔵システム。
【請求項7】
水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵させる水素貯蔵システムにおける制御方法であって、
前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が、閾値以下になると、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す、
制御方法。
前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が、閾値以下になると、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す、
制御方法。
【請求項8】
水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が、閾値以下になると、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置。
【請求項9】
水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵させる水素貯蔵システムにおける制御方法であって、
前記水素吸蔵合金が格納された合金タンクと、水素供給源と、の間に設けられた減圧弁の二次側圧力と、前記合金タンクの内圧との圧力差が、閾値以下になると、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す、
制御方法。
前記水素吸蔵合金が格納された合金タンクと、水素供給源と、の間に設けられた減圧弁の二次側圧力と、前記合金タンクの内圧との圧力差が、閾値以下になると、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す、
制御方法。
【請求項10】
水素吸蔵合金が格納された合金タンクと、水素供給源と、の間に設けられた減圧弁の二次側圧力と、前記合金タンクの内圧との圧力差が、閾値以下になると、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水素貯蔵システム、制御方法、および減圧弁制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
水素吸蔵合金に水素を吸蔵させるときは、反応熱が発生するため、水素吸蔵合金を冷却する必要がある（例えば、特許文献１参照）。例えば移動式の水素カードルから水素吸蔵合金に水素充填する際には、大量の反応熱が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１７０６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、水素吸蔵合金は温度が上昇すると、吸蔵できる水素の量が減少してしまうため、水素カードルなどから水素吸蔵合金タンクに大量の水素を貯蔵させる場合においては、大量の反応熱を取り除くために、大きな冷却能力を有する水素吸蔵合金タンクの冷却システムが必要になってしまうという問題がある。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、必要とする冷却能力を抑えることができる水素貯蔵システム、制御方法、および減圧弁制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵させる水素貯蔵システムであって、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁と、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が閾値以下になると、前記減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置とを備える水素貯蔵システムである。
【0007】
また、本発明の他の態様は、上述した水素貯蔵システムであって、前記減圧弁制御装置は、前記減圧弁の二次側圧力を上げる制御の後、前記流量が前記閾値以下になるまで、前記二次側圧力を段階的に下げる制御を行う。
【0008】
また、本発明の他の態様は、水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵させる水素貯蔵システムであって、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁と、前記減圧弁の二次側圧力と合金タンク圧力の内圧との圧力差が閾値以下になると、前記減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置とを備える水素貯蔵システムである。
【0009】
また、本発明の他の態様は、上述した水素貯蔵システムであって、前記減圧弁制御装置は、前記減圧弁の二次側圧力を上げる制御の後、前記減圧弁の二次側圧力と合金タンク圧力の内圧との圧力差が前記閾値以下になるまで、前記二次側圧力を段階的に下げる制御を行う。
【0010】
また、本発明の他の態様は、上述した水素貯蔵システムであって、供給される水素ガスの圧力が第１の圧力のときに、前記水素吸蔵合金を冷却するための熱媒を循環させる第１のポンプと、前記供給される水素ガスの圧力が前記第１の圧力のときに、前記熱媒を冷却する第１の冷却部と、前記供給される水素ガスの圧力が前記第１の圧力より高い第２の圧力のときに、前記水素吸蔵合金を冷却するための前記熱媒を循環させる第２のポンプと、前記供給される水素ガスの圧力が前記第２の圧力のときに、前記熱媒を冷却する第２の冷却部とを備える。
【0011】
また、本発明の他の態様は、上述した水素貯蔵システムであって、前記水素吸蔵合金を格納する吸蔵合金タンクの外周と、前記水素吸蔵合金を貫通する管路と、を前記熱媒が通る。
【0012】
また、本発明の他の態様は、水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵させる水素貯蔵システムにおける制御方法であって、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が、閾値以下になると、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す、制御方法である。
【0013】
また、本発明の他の態様は、水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が、閾値以下になると、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す、減圧弁制御装置である。
【0014】
また、本発明の他の態様は、水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵させる水素貯蔵システムにおける制御方法であって、前記水素吸蔵合金が格納された合金タンクと、水素供給源と、の間に設けられた減圧弁の二次側圧力と、前記合金タンク圧力の内圧との圧力差が、閾値以下になると、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す、制御方法である。
【0015】
また、本発明の他の態様は、水素吸蔵合金が格納された合金タンクと、水素供給源と、の間に設けられた減圧弁の二次側圧力と、前記合金タンク圧力の内圧との圧力差が、閾値以下になると、前記水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスを減圧する減圧弁の二次側圧力を上げる制御を繰り返す減圧弁制御装置である。
【発明の効果】
【0016】
この発明によれば、水素貯蔵システムが必要とする冷却能力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】第１の実施形態に係る水素貯蔵システム１０の構成を示す概略ブロック図である。
【図2】第１の実施形態に係る吸蔵合金タンクＴ１を示す模式図である。
【図3】第１の実施形態に係る第２冷却部Ｃ２の構成を示す概略ブロック図である。
【図4】第１の実施形態に係る水素貯蔵システム１０の動作モードを説明する表である。
【図5】第１の実施形態に係る減圧弁制御装置Ｅ１の動作を説明するフローチャートである。
【図6】第１の実施形態に係る減圧弁制御装置Ｅ１による制御内容を説明するグラフである。
【図7】第１の実施形態の変形例に係る水素貯蔵システム１０の構成を示す概略ブロック図である。
【図8】第１の実施形態の変形例に係る減圧弁制御装置Ｅ１の動作を説明するフローチャートである。
【図9】第２の実施形態による水素貯蔵システム７０の構成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】
【0018】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、この発明の第１の実施形態による水素貯蔵システム１０の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における水素貯蔵システム１０は、水素供給源Ｋ１からの水素ガスを、水素吸蔵合金に吸蔵させて貯蔵する。水素貯蔵システム１０は、吸蔵合金タンクＴ１を含む水素供給ユニットと、吸蔵合金タンクＴ１の加熱・冷却ユニットと、を備える。
（水素供給ユニット）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、この発明の第１の実施形態による水素貯蔵システム１０の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における水素貯蔵システム１０は、水素供給源Ｋ１からの水素ガスを、水素吸蔵合金に吸蔵させて貯蔵する。水素貯蔵システム１０は、吸蔵合金タンクＴ１を含む水素供給ユニットと、吸蔵合金タンクＴ１の加熱・冷却ユニットと、を備える。
（水素供給ユニット）
【0019】
水素供給ユニットは、吸蔵合金タンクＴ１、流量計Ｆ１、減圧弁Ｒ１、減圧弁制御装置Ｅ１、を備え、図１中の太線で示す水素の流路により、水素供給源Ｋ1から吸蔵合金タンクＴ１へ水素を供給可能としている。水素供給源Ｋ１は、水素カードル、水電解装置などであり、水素貯蔵システム１０に貯蔵する水素ガスを供給する。水素カードルに貯蔵されている水素ガスは、例えば、２０ＭＰａＧであるのに対し、水電解装置から供給される水素ガスは、例えば、１ＭＰａＧ程度であり、これらの圧力は大きく異なる。本明細書では、供給される水素ガスの圧力が水電解装置から供給される水素ガスの圧力、具体的には１ＭＰａＧを超える、水素カードルなどからの充填を「急速充填」と呼び、供給される水素ガスの圧力が１ＭＰａＧ以下である水電解装置などからの充填を「通常充填」と呼ぶ。
【0020】
水素供給ユニットにおいて、水素供給源Ｋ１から供給された水素は、減圧弁Ｒ１、流量計Ｆ１を順次、経て、吸蔵合金タンクＴ１に供給され、吸蔵合金タンクＴ１の水素吸蔵合金Ｔ３１に吸蔵される（図２）。流量計Ｆ１は、吸蔵合金タンクＴ１に流入する水素の流量を計測するものである。減圧弁Ｒ１は、吸蔵合金タンクＴ１へ供給される水素の圧力を減圧するものである。減圧弁Ｒ１としては、直動式減圧弁やパイロット作動形式減圧弁など、種々の減圧弁の他、二次側の圧力を所定の値とすることができる調節弁や電磁弁を用いることができる。本実施例に係る水素供給ユニットでは、減圧弁制御装置Ｅ１を備える。後ほど減圧弁制御装置Ｅ１による、吸蔵合金タンクＴ１へ供給する水素ガスの供給量を調整する構成について、詳細に説明を行う。
（加熱・冷却ユニット）
（加熱・冷却ユニット）
【0021】
加熱・冷却ユニットは、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、ポンプＰ１、Ｐ２、加熱部Ｈ１、第１冷却部Ｃ１、第２冷却部Ｃ２、吸蔵合金タンクＴ１で構成され、図１中の細線で示す熱媒の流路により、熱媒が循環可能とされている。なお、この熱媒としては、水あるいは不凍液を用いてもよい。
吸蔵合金タンクＴ１は、水素を吸蔵する水素吸蔵合金Ｔ３１を格納している（図２）。吸蔵合金タンクＴ１内の水素吸蔵合金Ｔ３１は、ポンプＰ１またはポンプＰ２が循環させている熱媒により、水素放出時は加熱され、水素充填時は冷却される。ポンプＰ１は、通常充填時、あるいは、水素放出時に、熱媒を循環させるものである。またポンプＰ２は、ポンプＰ１と並列に配置されており、急速充填時に、熱媒を循環させるものである。ポンプＰ２は、時間当たりの吐出流量が、例えば、ポンプＰ１の１０倍など、ポンプＰ１よりも大きいポンプである。加熱部Ｈ１は、吸蔵合金タンクＴ１から水素ガスを放出させる場合に、吸蔵合金タンクＴ１を加熱すべく、熱媒を加熱するためのものである。
吸蔵合金タンクＴ１は、水素を吸蔵する水素吸蔵合金Ｔ３１を格納している（図２）。吸蔵合金タンクＴ１内の水素吸蔵合金Ｔ３１は、ポンプＰ１またはポンプＰ２が循環させている熱媒により、水素放出時は加熱され、水素充填時は冷却される。ポンプＰ１は、通常充填時、あるいは、水素放出時に、熱媒を循環させるものである。またポンプＰ２は、ポンプＰ１と並列に配置されており、急速充填時に、熱媒を循環させるものである。ポンプＰ２は、時間当たりの吐出流量が、例えば、ポンプＰ１の１０倍など、ポンプＰ１よりも大きいポンプである。加熱部Ｈ１は、吸蔵合金タンクＴ１から水素ガスを放出させる場合に、吸蔵合金タンクＴ１を加熱すべく、熱媒を加熱するためのものである。
【0022】
以下では、加熱・冷却ユニットについて、詳細な説明を行う。各構成の相対位置については、加熱・冷却ユニットにおいて、熱媒が吸蔵合金タンクＴ１から出て、戻ってくる流れに着目し、「上流」「下流」の語を用いて説明する。吸蔵合金タンクＴ１につながる熱媒の流路は、２つに分岐し、それぞれバルブＶ１、バルブＶ２につながる。バルブＶ１は、ポンプＰ１の上流側に設置されており、ポンプＰ１への熱媒の流れを制御する。バルブＶ２は、ポンプＰ２の上流側に設置されており、ポンプＰ２への熱媒の流れを制御する。ポンプＰ２は、ポンプＰ１に比べて吐出能力が高い。これにより、バルブＶ１及びバルブＶ２を選択的にオン／オフすることにより、吸蔵合金タンクＴ１を流れる熱媒の流量を変えることができるように構成されている。
そして、ポンプＰ１から排出された熱媒とポンプＰ２から排出された熱媒は、一度、合流し、一つの流れとなった後、再び２つに分岐し、それぞれバルブＶ３、バルブＶ４につながる。バルブＶ４は、加熱部Ｈ１の上流側に設置されており、加熱部Ｈ１への熱媒の流れを制御する。一方、バルブＶ３は、加熱部Ｈ１をバイパスするように設置されており、加熱部Ｈ１をバイパスする熱媒の流れを制御する。したがって、バルブＶ３及びバルブＶ４を選択的にオン／オフすることにより、吸蔵合金タンクＴ１を流れる熱媒を加熱部Ｈ１で加熱される流路とするか、バイパスして加熱しない流路とするか、変更可能とされている。
そして、ポンプＰ１から排出された熱媒とポンプＰ２から排出された熱媒は、一度、合流し、一つの流れとなった後、再び２つに分岐し、それぞれバルブＶ３、バルブＶ４につながる。バルブＶ４は、加熱部Ｈ１の上流側に設置されており、加熱部Ｈ１への熱媒の流れを制御する。一方、バルブＶ３は、加熱部Ｈ１をバイパスするように設置されており、加熱部Ｈ１をバイパスする熱媒の流れを制御する。したがって、バルブＶ３及びバルブＶ４を選択的にオン／オフすることにより、吸蔵合金タンクＴ１を流れる熱媒を加熱部Ｈ１で加熱される流路とするか、バイパスして加熱しない流路とするか、変更可能とされている。
【0023】
加熱部Ｈ１から排出された熱媒と、バルブＶ３を経た熱媒は、再び、合流し、ひとつの流れとなった後、３つに分岐し、それぞれバルブＶ５、バルブＶ６、バルブＶ７につながる。バルブＶ６は、第１冷却部Ｃ１の上流側に設置されており、第１冷却部Ｃ１への熱媒の流れを制御する。バルブＶ７は、第１冷却部Ｃ１よりも大きな冷却能力を有する第２冷却部Ｃ２の上流側に設置されており、第２冷却部Ｃ２への熱媒の流れを制御する。バルブＶ５は、第１冷却部Ｃ１および第２冷却部Ｃ２をバイパスするように設置されており、第１冷却部Ｃ１および第２冷却部Ｃ２をバイパスする熱媒の流れを制御する。したがって、バルブＶ５、バルブＶ６、そしてバルブＶ７を選択的にオン/オフすることにより、吸蔵合金タンクＴ１を流れる熱媒を必要とされる冷却能力に応じて、第１冷却部Ｃ１、第２冷却部Ｃ２、いずれかで冷却される流路とするか、それともバイパスして冷却しない流路とするか、変更可能とされている。
第１冷却部Ｃ１から排出された熱媒と、第２冷却部Ｃ２から排出された熱媒と、バルブＶ５を経た熱媒は、再び、合流し、ひとつの流れとなり、再び吸蔵合金タンクＴ１に到達し、吸蔵合金タンクＴ１を加熱・冷却する。
なお本実施形態では、熱媒が吸蔵合金タンクＴ１から出て、ポンプＰ１又はＰ２を経て、加熱部Ｈ１、第１冷却部Ｃ１、第２冷却部Ｃ２の何れかを経て、戻ってくるものとして説明を行ったものの、これに限らず、逆の経路を辿るものとしてもよい。加えて、本実施形態では、加熱構成と、冷却構成と、を別々とすべく、加熱構成には加熱部Ｈ１とバイパス経路、冷却構成には第１冷却部Ｃ１、第２冷却部Ｃ２に加え、バイパス経路、を備えたものとした。しかしながら、これに限らず、バイパス経路を設けずに、加熱部Ｈ１、第１冷却部Ｃ１、第２冷却部Ｃ２が並列に並んだ加熱・冷却構成を備えたものであってもよい。
第１冷却部Ｃ１から排出された熱媒と、第２冷却部Ｃ２から排出された熱媒と、バルブＶ５を経た熱媒は、再び、合流し、ひとつの流れとなり、再び吸蔵合金タンクＴ１に到達し、吸蔵合金タンクＴ１を加熱・冷却する。
なお本実施形態では、熱媒が吸蔵合金タンクＴ１から出て、ポンプＰ１又はＰ２を経て、加熱部Ｈ１、第１冷却部Ｃ１、第２冷却部Ｃ２の何れかを経て、戻ってくるものとして説明を行ったものの、これに限らず、逆の経路を辿るものとしてもよい。加えて、本実施形態では、加熱構成と、冷却構成と、を別々とすべく、加熱構成には加熱部Ｈ１とバイパス経路、冷却構成には第１冷却部Ｃ１、第２冷却部Ｃ２に加え、バイパス経路、を備えたものとした。しかしながら、これに限らず、バイパス経路を設けずに、加熱部Ｈ１、第１冷却部Ｃ１、第２冷却部Ｃ２が並列に並んだ加熱・冷却構成を備えたものであってもよい。
【0024】
ここで、本実施形態で用いた吸蔵合金タンクＴ１及び吸蔵合金タンクＴ１の冷却時における冷却構成について説明を行う。図２は、本実施形態における吸蔵合金タンクＴ１及び吸蔵合金タンクＴ１の冷却構成の断面を示す模式図である。図２（ａ）は、吸蔵合金タンクＴ１の長手方向の断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ－Ｘ断面図における断面図である。
吸蔵合金タンクＴ１は、図示しない水素供給経路及び水素放出経路につながり、内部に粒子状・砂状の水素吸蔵合金層Ｔ３１が格納されている。また、吸蔵合金タンクＴ１の外側にはオイルジャケットＴ２が被せられている。水素吸蔵合金層Ｔ３１は、水素供給経路から供給された水素を水素吸蔵合金層Ｔ３１で吸蔵するとともに、水素吸蔵合金層Ｔ３１から水素を水素放出経路へ放出することができるようにされている。図２（ａ）に示す通り、熱媒は管路Ｐ３１から流入し、吸蔵合金タンクＴ１の一方の端部から他方の端部へ、吸蔵合金タンクＴ１に格納された水素吸蔵合金層Ｔ３１を貫通する熱媒管による管路Ｐ３３を流れる。つまり図２(ａ)に示すように管路Ｐ３１から供給された熱媒は、吸蔵合金タンクＴ１の一方の端部の空間から水素吸蔵合金層Ｔ３１内に設けられた管路Ｐ３３へのみ流れるように構成されている。そして熱媒は、吸蔵合金タンクＴ１の他方の端部から図２（ｂ）に示す水素吸蔵合金層Ｔ３１の周囲の領域を流れ、管路Ｐ３２から排出される。したがって、図２（ｂ）において、管路Ｐ３３を流れる熱媒の方向と、水素吸蔵合金層Ｔ３１の周囲の領域を流れる熱媒の方向と、は対向する方向とされている。このように、吸蔵合金タンクＴ１の内部および外周を熱媒が流れることができるようにされているため、水素吸蔵合金層Ｔ３１が熱媒と接する面積が広くなり、効率よく水素吸蔵合金層Ｔ３１を冷却したり、加熱したりすることができる。なお、吸蔵合金タンクＴ１は、水素吸蔵合金層Ｔ３１を格納する１つの容器のみからなっていてもよいし、それぞれが水素吸蔵合金層Ｔ３１を格納する複数の容器からなっていてもよい。
また加熱部Ｈ１は、電熱線やヒートポンプ、さらには燃料電池の排熱等により、熱媒を加熱可能なものを用いることができる、本実施例では燃料電池の排熱、ヒートポンプで熱媒を加熱するものとした。
そして第１冷却部Ｃ１は、通常充填を行う時に熱媒を冷却するものであり、ラジエータ、ファン、チラーなどを用いることができる。本実施形態においては、水あるいは不凍液からなる熱媒がラジエータ内部を循環し、放熱することで熱媒が冷却される構成とされるとともに、さらにファンでラジエータに送風する構成とすることで、冷却効率を高めた構成としている。
吸蔵合金タンクＴ１は、図示しない水素供給経路及び水素放出経路につながり、内部に粒子状・砂状の水素吸蔵合金層Ｔ３１が格納されている。また、吸蔵合金タンクＴ１の外側にはオイルジャケットＴ２が被せられている。水素吸蔵合金層Ｔ３１は、水素供給経路から供給された水素を水素吸蔵合金層Ｔ３１で吸蔵するとともに、水素吸蔵合金層Ｔ３１から水素を水素放出経路へ放出することができるようにされている。図２（ａ）に示す通り、熱媒は管路Ｐ３１から流入し、吸蔵合金タンクＴ１の一方の端部から他方の端部へ、吸蔵合金タンクＴ１に格納された水素吸蔵合金層Ｔ３１を貫通する熱媒管による管路Ｐ３３を流れる。つまり図２(ａ)に示すように管路Ｐ３１から供給された熱媒は、吸蔵合金タンクＴ１の一方の端部の空間から水素吸蔵合金層Ｔ３１内に設けられた管路Ｐ３３へのみ流れるように構成されている。そして熱媒は、吸蔵合金タンクＴ１の他方の端部から図２（ｂ）に示す水素吸蔵合金層Ｔ３１の周囲の領域を流れ、管路Ｐ３２から排出される。したがって、図２（ｂ）において、管路Ｐ３３を流れる熱媒の方向と、水素吸蔵合金層Ｔ３１の周囲の領域を流れる熱媒の方向と、は対向する方向とされている。このように、吸蔵合金タンクＴ１の内部および外周を熱媒が流れることができるようにされているため、水素吸蔵合金層Ｔ３１が熱媒と接する面積が広くなり、効率よく水素吸蔵合金層Ｔ３１を冷却したり、加熱したりすることができる。なお、吸蔵合金タンクＴ１は、水素吸蔵合金層Ｔ３１を格納する１つの容器のみからなっていてもよいし、それぞれが水素吸蔵合金層Ｔ３１を格納する複数の容器からなっていてもよい。
また加熱部Ｈ１は、電熱線やヒートポンプ、さらには燃料電池の排熱等により、熱媒を加熱可能なものを用いることができる、本実施例では燃料電池の排熱、ヒートポンプで熱媒を加熱するものとした。
そして第１冷却部Ｃ１は、通常充填を行う時に熱媒を冷却するものであり、ラジエータ、ファン、チラーなどを用いることができる。本実施形態においては、水あるいは不凍液からなる熱媒がラジエータ内部を循環し、放熱することで熱媒が冷却される構成とされるとともに、さらにファンでラジエータに送風する構成とすることで、冷却効率を高めた構成としている。
【0025】
第２冷却部Ｃ２は、第１冷却部Ｃ１よりも大きな冷却能力を有し、急速充填を行う時に熱媒を冷却するものであり、チラー、冷水タンクなどを用いることができる。以下では、本実施例で用いた、大きな冷却能力を確保できる第２冷却部Ｃ２の構成について、図３を用いて説明を行う。第２冷却部Ｃ２は、熱交換器Ｈ２１、温度計Ｔ２１、ポンプＰ２１、バルブＶ２１、第１冷水タンクＷ２１、バルブＶ２２、第２冷水タンクＷ２２を備える。第２冷却部Ｃ２は、図２中で示す第２の熱媒の流路により、第２冷却部Ｃ２内で熱媒が循環可能とされている。なお、第１の熱媒の流路は、図１で示した熱媒の流路である。具体的には、熱交換器Ｈ２１から出た熱媒は、バルブＶ２１を経由して第１冷水タンクＷ２１を流れる流れと、バルブＶ２２を経由して第２冷水タンクＷ２２を流れる流れと、に分岐した後、再度合流し、ポンプＰ２１、温度計Ｔ２１を順次経て、熱交換器Ｈ２１に戻るように構成されている。なお、以下の記載における「上流」及び「下流」とは、熱交換器Ｈ２１を出て、第１冷水タンクＷ２１または第２冷水タンクＷ２２を経て、熱交換器Ｈ２１に戻ってくる熱媒の流れにおける「上流」、「下流」を指すものとして説明を行う。熱交換器Ｈ２１は、吸蔵合金タンクＴ１を冷却する熱媒と、ポンプＰ２１が循環させている熱媒との間で熱交換を行う。
【0026】
熱交換器Ｈ２１につながる熱媒の流路は、２つに分岐し、それぞれバルブＶ２１、バルブＶ２２につながる。バルブＶ２１は、第１冷水タンクＷ２１の上流側に配置されている。バルブＶ２１は、ポンプＰ２１が循環させている熱媒であって、第１冷水タンクＷ２１に流入する熱媒の流れを制御する。第１冷水タンクＷ２１は、ポンプＰ２１が循環させている熱媒を冷却するための冷水を格納する。一方、バルブＶ２２は、第２冷水タンクＷ２２の上流側に配置されている。バルブＶ２２は、ポンプＰ２１が循環させている熱媒であって、第２冷水タンクＷ２２に流入する熱媒の流れを制御する。第２冷水タンクＷ２２は、第１冷水タンクＷ２１と並列に配置されており、ポンプＰ２１が循環させている熱媒を冷却するための冷水を格納する。
第１冷水タンクＷ２１、第２冷水タンクＷ２２を経た熱媒は、合流し、ポンプＰ２１に供給される。ポンプＰ２１は、吸蔵合金タンクＴ１を冷却するための熱媒を、熱交換器Ｈ２１で冷却するため、第１冷水タンクＷ２１、第２冷水タンクＷ２２で冷やした熱媒を熱交換器Ｈ２１に循環させる。温度計Ｔ２１は、ポンプＰ２１と熱交換器Ｈ２１の間に設けられ、ポンプＰ２１で循環させられた熱媒であって、熱交換器Ｈ２１に流入する熱媒の温度を測定することができるように構成されている。
第１冷水タンクＷ２１、第２冷水タンクＷ２２を経た熱媒は、合流し、ポンプＰ２１に供給される。ポンプＰ２１は、吸蔵合金タンクＴ１を冷却するための熱媒を、熱交換器Ｈ２１で冷却するため、第１冷水タンクＷ２１、第２冷水タンクＷ２２で冷やした熱媒を熱交換器Ｈ２１に循環させる。温度計Ｔ２１は、ポンプＰ２１と熱交換器Ｈ２１の間に設けられ、ポンプＰ２１で循環させられた熱媒であって、熱交換器Ｈ２１に流入する熱媒の温度を測定することができるように構成されている。
【0027】
例えば、最初は、バルブＶ２１を開け、バルブＶ２２を閉めた状態にし、熱媒が第１冷水タンクＷ２１の方に流入するようにする。そして、第１冷水タンクＷ２１の冷却能力が下がり、温度計Ｔ２１の測定する温度が、例えば、４０℃以上となると、バルブＶ２２を開け、バルブＶ２１を閉めた状態にし、熱媒が第２冷水タンクＷ２２の方に流入するようにする。これにより、第１冷水タンクＷ２１の温度が上がってしまっても、第２冷水タンクＷ２２を用いることで冷却能力を維持することができ、ひいては継続的に高い冷却能力を維持することができる。
【0028】
なお、第２冷却部Ｃ２は、２つの冷水タンク（第１冷水タンクＷ２１、第２冷水タンクＷ２２）を備える構成としたが、冷水タンクの数は複数であればよく、２つ以上備えていても良い。
（水素貯蔵システム１０の動作モード）
（水素貯蔵システム１０の動作モード）
【0029】
図４は、本実施形態における水素貯蔵システム１０の動作モードを説明する表である。図４では、水電解装置などからの水素ガスを充填する通常充填時と、水素カードルなどからの水素ガスを充填する急速充填時と、水素放出時のそれぞれにおける、加熱・冷却ユニットのポンプＰ１、Ｐ２のＯＮ／ＯＦＦと、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７の開／閉とを記載している。
【0030】
通常充填時には、ポンプＰ１を“ＯＮ”、ポンプＰ２を“ＯＦＦ”、バルブＶ１を“開”、バルブＶ２を“閉”、バルブＶ３を“開”、バルブＶ４を“閉”、バルブＶ５を“閉”、バルブＶ６を“開”、バルブＶ７を“閉”にする。これにより、熱媒は、ポンプＰ１により循環され、第１冷却部Ｃ１により冷却される。したがって、吸蔵合金タンクＴ１は、熱媒により冷却される。
【0031】
また、急速充填時には、ポンプＰ１を“ＯＦＦ”、ポンプＰ２を“ＯＮ”、バルブＶ１を“閉”、バルブＶ２を“開”、バルブＶ３を“開”、バルブＶ４を“閉”、バルブＶ５を“閉”、バルブＶ６を“閉”、バルブＶ７を“開”にする。これにより、熱媒は、ポンプＰ１に比べて吐出性能が高いポンプＰ２により循環され、第１冷却部Ｃ１に比べて冷却能力の高い第２冷却部Ｃ２により冷却される。したがって、吸蔵合金タンクＴ１は、熱媒により冷却される。このため、水素カードルなどから水素ガスを充填する急速充填の際も、吸蔵合金タンクＴ１の上昇を抑えることができる。
【0032】
水素放出時には、ポンプＰ１を“ＯＮ”、ポンプＰ２を“ＯＦＦ”、バルブＶ１を“開”、バルブＶ２を“閉”、バルブＶ３を“閉”、バルブＶ４を“開”、バルブＶ５を“開”、バルブＶ６を“閉”、バルブＶ７を“閉”にする。これにより、熱媒は、ポンプＰ１により循環され、加熱部Ｈ１により加熱される。したがって、吸蔵合金タンクＴ１は、熱媒により加熱される。
（水素供給ユニットにおける制御について）
本実施例に係る水素供給ユニットでは、減圧弁制御装置Ｅ１を備える。減圧弁制御装置Ｅ１は、流量計Ｆ１の計測結果を用いて、減圧弁Ｒ１を制御する。急速充填時には、減圧弁Ｒ１により減圧することで水素ガスを断熱膨張させ、水素ガスの温度が下がるようにし、充填する水素ガスによって吸蔵合金タンクＴ１内の水素吸蔵合金を冷却する。減圧弁制御装置Ｅ１は、水素ガスの温度低下が、より大きくなるように減圧弁Ｒ１を制御する。これにより、第２冷却部Ｃ２が必要とする冷却能力を抑えることができる。
（水素供給ユニットにおける制御について）
本実施例に係る水素供給ユニットでは、減圧弁制御装置Ｅ１を備える。減圧弁制御装置Ｅ１は、流量計Ｆ１の計測結果を用いて、減圧弁Ｒ１を制御する。急速充填時には、減圧弁Ｒ１により減圧することで水素ガスを断熱膨張させ、水素ガスの温度が下がるようにし、充填する水素ガスによって吸蔵合金タンクＴ１内の水素吸蔵合金を冷却する。減圧弁制御装置Ｅ１は、水素ガスの温度低下が、より大きくなるように減圧弁Ｒ１を制御する。これにより、第２冷却部Ｃ２が必要とする冷却能力を抑えることができる。
【0033】
図５は、本実施形態による減圧弁制御装置Ｅ１の動作を説明するフローチャートである。まず、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の二次側圧力（下流側の圧力）を、予め決められた初期値Ｐｉに制御する（ステップＳ５１）。つまり減圧弁Ｒ１は開度により二次側圧力を所定の圧力とすることができるため、具体的には二次側圧力を初期値Ｐｉとすべく、減圧弁Ｒ１を所定の開度とする。次に、減圧弁制御装置Ｅ１は、流量計Ｆ１が測定した水素ガスの流量、すなわち減圧弁Ｒ１の下流側の流量を取得する（Ｓ５２）。
次に、減圧弁制御装置Ｅ１は、ステップＳ５２で取得した流量が、予め決められた閾値Ｖｔ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。流量が閾値Ｖｔ以下でないと判定したときは（ステップＳ５３－Ｎｏ）、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を調整することで二次側圧力を段階的に下げる制御を行う（ステップＳ５７）。このときの二次側圧力を下げる速度（圧力／時間）は、予め決められたものであってもよいし、流量が大きいほど、下げる速度が大きくなるようにしてもよい。ステップＳ５７の後、減圧弁制御装置Ｅ１の処理は、ステップＳ５２に戻る。また、ステップＳ５３において、流量が閾値Ｖｔ以下であると判定したときは（ステップＳ５３－Ｙｅｓ）、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を調整することで二次側圧力を予め決められた値Ｐａだけ上げるように制御する（ステップＳ５４）。
次に、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の二次側圧力が、予め決められた閾値Ｐｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５５）。具体的には、減圧弁Ｒ１の二次側圧力は、減圧弁Ｒ１の開度に基づき、算出し、予め決められた閾値Ｐｔ以上であるか否かの判定を行う。減圧弁Ｒ１の二次側圧力が、閾値Ｐｔ以上でないと判定したときは（ステップＳ５５－Ｎｏ）、減圧弁制御装置Ｅ１の処理は、ステップＳ５２に戻る。予め決められた閾値Ｐｔは、初期値Ｐｉより大きい値で、充填完了時の吸蔵合金タンクＴ１内の圧力としてもよい。また、ステップＳ５５において、減圧弁Ｒ１の二次側圧力が、閾値Ｐｔ以上であると判定したときは（ステップＳ５５－Ｙｅｓ）、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を調整することで二次側圧力を閾値Ｐｔに制御し（ステップＳ５６）、ステップＳ５２に戻る。
次に、減圧弁制御装置Ｅ１は、ステップＳ５２で取得した流量が、予め決められた閾値Ｖｔ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。流量が閾値Ｖｔ以下でないと判定したときは（ステップＳ５３－Ｎｏ）、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を調整することで二次側圧力を段階的に下げる制御を行う（ステップＳ５７）。このときの二次側圧力を下げる速度（圧力／時間）は、予め決められたものであってもよいし、流量が大きいほど、下げる速度が大きくなるようにしてもよい。ステップＳ５７の後、減圧弁制御装置Ｅ１の処理は、ステップＳ５２に戻る。また、ステップＳ５３において、流量が閾値Ｖｔ以下であると判定したときは（ステップＳ５３－Ｙｅｓ）、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を調整することで二次側圧力を予め決められた値Ｐａだけ上げるように制御する（ステップＳ５４）。
次に、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の二次側圧力が、予め決められた閾値Ｐｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５５）。具体的には、減圧弁Ｒ１の二次側圧力は、減圧弁Ｒ１の開度に基づき、算出し、予め決められた閾値Ｐｔ以上であるか否かの判定を行う。減圧弁Ｒ１の二次側圧力が、閾値Ｐｔ以上でないと判定したときは（ステップＳ５５－Ｎｏ）、減圧弁制御装置Ｅ１の処理は、ステップＳ５２に戻る。予め決められた閾値Ｐｔは、初期値Ｐｉより大きい値で、充填完了時の吸蔵合金タンクＴ１内の圧力としてもよい。また、ステップＳ５５において、減圧弁Ｒ１の二次側圧力が、閾値Ｐｔ以上であると判定したときは（ステップＳ５５－Ｙｅｓ）、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を調整することで二次側圧力を閾値Ｐｔに制御し（ステップＳ５６）、ステップＳ５２に戻る。
【0034】
図６は、本実施形態による減圧弁制御装置Ｅ１による制御内容を説明するグラフである。図６のグラフは、横軸が時間であり、縦軸が減圧弁Ｒ１の二次側圧力の制御値である。まず、図５のステップＳ５１で、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を所定の開度とし、二次側圧力を初期値Ｐｉに制御する。これが、図６のグラフの左端の状態である。この初期値Ｐｉが十分に小さければ、水素ガスが吸蔵合金タンクＴ１に流入していく。このとき、吸蔵合金タンクＴ１に流入する水素ガスは、減圧弁Ｒ１で圧力Ｐｉまで断熱膨張をしているため、温度が下がる。
【0035】
吸蔵合金タンクＴ１への水素ガスの流量がＶｔ以下の間は、ステップＳ５７により二次側圧力は、下がり続ける。図６のグラフでは、右下がりの線となる。このとき、吸蔵合金タンクＴ１に流入する水素ガスは、減圧弁Ｒ１で圧力Ｐｉより低い圧力まで断熱膨張をしているため、二次側圧力がＰｉのときよりも、さらに温度が下がる。しかし、減圧弁Ｒ１の二次側圧力を下げ続けると、吸蔵合金タンクＴ１内の圧力と二次側圧力との差が小さくなってくる。すると、吸蔵合金タンクＴ１に流入する水素ガスの流量が小さくなっていく。
【0036】
吸蔵合金タンクＴ１に流入する水素ガスの流量が、閾値Ｖｔ以下になると、ステップＳ５４で、減圧弁制御装置Ｅ１は、二次側圧力をＰａだけ上げる。図６のグラフでは、垂直にＰａだけ上がる。これにより、吸蔵合金タンクＴ１内の圧力と二次側圧力との差が十分に大きくなり、吸蔵合金タンクＴ１に流入する水素ガスの流量がＶｔを超える値となる。吸蔵合金タンクＴ１への水素ガスの流量がＶｔ以下の間は、ステップＳ５７により二次側圧力は、下がり続ける。
【0037】
このように、二次側圧力がＰｔを超えない間は、減圧弁制御装置Ｅ１は、二次側圧力を段階的に下げることと、Ｐａだけ上げることとを繰り返す。これにより、水素ガスが断熱膨張する際の圧力差が大きくなるように、すなわち、断熱膨張による温度の低下幅が大きくなるように制御している。これにより、水素ガスそのものによる吸蔵合金タンクＴ１の冷却能力が上がり、第２冷却部Ｃ２に必要な冷却能力を抑えることができる。
【0038】
このように、二次側圧力を段階的に下げる制御と、Ｐａだけ上げる制御とを繰り返していると、Ｐａだけ上げたときに、閾値Ｐｔを超えてしまうようになる。その場合、ステップＳ５６で、減圧弁制御装置Ｅ１は、二次側圧力を閾値Ｐｔに制御する。この場合、二次側圧力の上昇幅は、Ｐａよりも小さくなる。このように、二次側圧力の上限を閾値Ｐｔとすることにより、吸蔵合金タンクＴ１に過剰な圧力がかかることを避けることができる。
（変形例）
なお、上記実施例では、吸蔵合金タンクＴ１に流入する水素の流量を計測する流量計Ｆ１の計測結果に基づき、減圧弁制御装置Ｅ１は二次側圧力を変化させるべく減圧弁の開度を制御したものの、これに限らない。例えば、図７に示すように流量計Ｆ１の代わりに吸蔵合金タンクＴ１内の圧力（内圧）を測定する圧力計Ｍ１を備える構成としてもよく、このような構成であっても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
この構成では、図８に示す通り、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の二次側圧力（下流側の圧力）を、予め決められた初期値Ｐｉに制御（ステップＳ５１）した後、減圧弁制御装置Ｅ１は、圧力計Ｍ1が測定した吸蔵合金タンクＴ１内の圧力を取得する（Ｓ５８）。
次に、減圧弁制御装置Ｅ１は、ステップＳ５８で取得した圧力と、減圧弁Ｒ１の開度に応じた二次側圧力と、の差が、予め決められた閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５９）。圧力差が閾値以上でないと判定したときは（ステップＳ５９－Ｎｏ）、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を調整することで二次側圧力を段階的に下げる制御を行う（ステップＳ５７）。このときの二次側圧力を下げる速度（圧力／時間）は、予め決められたものであってもよいし、圧力差が小さいほど、下げる速度が大きくなるようにしてもよい。ステップＳ５７の後、減圧弁制御装置Ｅ１の処理は、ステップＳ５８に戻る。
また、ステップＳ５９において、圧力差が閾値未満であると判定したときは（ステップＳ５９－Ｙｅｓ）、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を調整することで二次側圧力を予め決められた値Ｐａだけ上げるように制御する（ステップＳ５４）。ステップＳ５５およびステップS５６については、上記実施例と同様とする。
（変形例）
なお、上記実施例では、吸蔵合金タンクＴ１に流入する水素の流量を計測する流量計Ｆ１の計測結果に基づき、減圧弁制御装置Ｅ１は二次側圧力を変化させるべく減圧弁の開度を制御したものの、これに限らない。例えば、図７に示すように流量計Ｆ１の代わりに吸蔵合金タンクＴ１内の圧力（内圧）を測定する圧力計Ｍ１を備える構成としてもよく、このような構成であっても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
この構成では、図８に示す通り、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の二次側圧力（下流側の圧力）を、予め決められた初期値Ｐｉに制御（ステップＳ５１）した後、減圧弁制御装置Ｅ１は、圧力計Ｍ1が測定した吸蔵合金タンクＴ１内の圧力を取得する（Ｓ５８）。
次に、減圧弁制御装置Ｅ１は、ステップＳ５８で取得した圧力と、減圧弁Ｒ１の開度に応じた二次側圧力と、の差が、予め決められた閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５９）。圧力差が閾値以上でないと判定したときは（ステップＳ５９－Ｎｏ）、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を調整することで二次側圧力を段階的に下げる制御を行う（ステップＳ５７）。このときの二次側圧力を下げる速度（圧力／時間）は、予め決められたものであってもよいし、圧力差が小さいほど、下げる速度が大きくなるようにしてもよい。ステップＳ５７の後、減圧弁制御装置Ｅ１の処理は、ステップＳ５８に戻る。
また、ステップＳ５９において、圧力差が閾値未満であると判定したときは（ステップＳ５９－Ｙｅｓ）、減圧弁制御装置Ｅ１は、減圧弁Ｒ１の開度を調整することで二次側圧力を予め決められた値Ｐａだけ上げるように制御する（ステップＳ５４）。ステップＳ５５およびステップS５６については、上記実施例と同様とする。
【0039】
このように吸蔵合金タンクＴ１に流入する水素ガスの流量の代わりに、吸蔵合金タンクＴ１内の圧力と二次側圧力との差に基づき、減圧弁制御装置Ｅ１が減圧弁Ｒ１の開度を調整することで、上記実施例と同様の吸蔵合金タンクＴ1の冷却効果を得ることができる。
【0040】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、通常充填時も、急速充填時も、吸蔵合金タンクＴ１に水素を充填した。第２の実施形態における水素貯蔵システム７０では、吸蔵合金タンクを２つ備え、１つは、水素カスケードなどの圧力の高い水素ガスを充填する急速充填専用としており、もう１つは、水電解装置などの、急速充填専用の場合に比べて圧力の低い水素ガスを充填する通常充填専用としている。
第１の実施形態では、通常充填時も、急速充填時も、吸蔵合金タンクＴ１に水素を充填した。第２の実施形態における水素貯蔵システム７０では、吸蔵合金タンクを２つ備え、１つは、水素カスケードなどの圧力の高い水素ガスを充填する急速充填専用としており、もう１つは、水電解装置などの、急速充填専用の場合に比べて圧力の低い水素ガスを充填する通常充填専用としている。
【0041】
図９は、第２の実施形態における水素貯蔵システム７０の構成を示す概略ブロック図である。水素貯蔵システム７０は、図１の水素貯蔵システム１０と同様に、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、ポンプＰ１、Ｐ２、加熱部Ｈ１、第１冷却部Ｃ１、第２冷却部Ｃ２、吸蔵合金タンクＴ１、流量計Ｆ１、減圧弁Ｒ１、減圧弁制御装置Ｅ１を備える。
【0042】
水素貯蔵システム７０は、これらに加えて、吸蔵合金タンクＴ１と直列に配置された第２吸蔵合金タンクＴ７２を備える。また、低圧水素供給源Ｋ７２は、水電解装置などであり、比較的低圧の水素ガスを水素貯蔵システム７０の第２吸蔵合金タンクＴ７２に供給する。高圧水素供給源Ｋ７１は、水素カスケードなどであり、低圧水素供給源Ｋ７２に比べての高い圧力の水素ガスを水素貯蔵システム７０の吸蔵合金タンクＴ１に供給する。バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、ポンプＰ１、Ｐ２、加熱部Ｈ１、第１冷却部Ｃ１、第２冷却部Ｃ２、吸蔵合金タンクＴ１、流量計Ｆ１、減圧弁Ｒ１、減圧弁制御装置Ｅ１は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【0043】
このように、水素貯蔵システム７０は、高圧水素供給源Ｋ７１用の吸蔵合金タンクＴ１と、低圧水素供給源Ｋ７２用の第２吸蔵合金タンクＴ７２とを別々に備えていても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、吸蔵合金タンクＴ１と、第２吸蔵合金タンクＴ７２とのそれぞれに、迂回するバイパスを設けるようにしてもよい。その場合は、該バイパス各々と、吸蔵合金タンクＴ１の上流側と、第２吸蔵合金タンクＴ７２の上流側とに、バルブを配置して、これらへの熱媒の流入を制御する。これにより、水素放出を、吸蔵合金タンクＴ１と、第２吸蔵合金タンクＴ７２のいずれか一方のみで行うようにすることができる。
また、第２吸蔵合金タンクＴ７２は、図２に示した吸蔵合金タンクＴ１と同様に、第２吸蔵合金タンクＴ７２の内部および外周を熱媒が流れるようにしてもよいし、内部のみを熱媒が流れるようにしてもよい。
なお、吸蔵合金タンクＴ１と、第２吸蔵合金タンクＴ７２とのそれぞれに、迂回するバイパスを設けるようにしてもよい。その場合は、該バイパス各々と、吸蔵合金タンクＴ１の上流側と、第２吸蔵合金タンクＴ７２の上流側とに、バルブを配置して、これらへの熱媒の流入を制御する。これにより、水素放出を、吸蔵合金タンクＴ１と、第２吸蔵合金タンクＴ７２のいずれか一方のみで行うようにすることができる。
また、第２吸蔵合金タンクＴ７２は、図２に示した吸蔵合金タンクＴ１と同様に、第２吸蔵合金タンクＴ７２の内部および外周を熱媒が流れるようにしてもよいし、内部のみを熱媒が流れるようにしてもよい。
【0044】
また、図５のステップＳ５７において、減圧弁制御装置Ｅ１は、二次側圧力を段階的に下げる制御をしているが、二次側圧力を変更しなくてもよい。すなわち、減圧弁制御装置Ｅ１は、水素吸蔵合金に吸蔵させる水素ガスの流量が、閾値Ｖｔ以下になると、減圧弁Ｒ１の二次側圧力を上げる制御を繰り返すようにしてもよい。その場合、図６のグラフにおいて、右肩下がりの線の部分は、水平な線になる。
また、図５のステップＳ５４におけるＰａは、固定値でなくてもよい。例えば、ステップＳ５７により二次側圧力を段階的に下げる制御をし続けた時間に応じて変えてもよい。具体的には、該時間が長いほど、Ｐａを小さくしてもよい。また、ステップＳ５４で実際に制御する前に、制御結果が閾値Ｐｔを超えるか否かを判定するようにしてもよい。
また、図５のステップＳ５４におけるＰａは、固定値でなくてもよい。例えば、ステップＳ５７により二次側圧力を段階的に下げる制御をし続けた時間に応じて変えてもよい。具体的には、該時間が長いほど、Ｐａを小さくしてもよい。また、ステップＳ５４で実際に制御する前に、制御結果が閾値Ｐｔを超えるか否かを判定するようにしてもよい。
【0045】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【0046】
１０、７０…水素貯蔵システム
Ｃ１…第１冷却部
Ｃ２…第２冷却部
Ｅ１…減圧弁制御装置
Ｆ１…流量計
Ｈ１…加熱部
Ｈ２１…熱交換器
Ｋ１…水素供給源
Ｋ７１…高圧水素供給源
Ｋ７２…低圧水素供給源
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ２１…ポンプ
Ｒ１…減圧弁
Ｔ１…吸蔵合金タンク
Ｔ２…オイルジャケット
Ｔ２１…温度計
Ｔ７２…第２吸蔵合金タンク
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ２１、Ｖ２２…バルブ
Ｗ２１…第１冷水タンク
Ｗ２２…第２冷水タンク
Ｃ１…第１冷却部
Ｃ２…第２冷却部
Ｅ１…減圧弁制御装置
Ｆ１…流量計
Ｈ１…加熱部
Ｈ２１…熱交換器
Ｋ１…水素供給源
Ｋ７１…高圧水素供給源
Ｋ７２…低圧水素供給源
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ２１…ポンプ
Ｒ１…減圧弁
Ｔ１…吸蔵合金タンク
Ｔ２…オイルジャケット
Ｔ２１…温度計
Ｔ７２…第２吸蔵合金タンク
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ２１、Ｖ２２…バルブ
Ｗ２１…第１冷水タンク
Ｗ２２…第２冷水タンク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】