(57)【要約】【課題】  システムを複雑化、大型化させることなく、応答性よく水素ガスを供給することを可能にする。【解決手段】  内部に液体水素を貯蔵する貯蔵部１１と、貯蔵部１１の外部全体を覆うように設けられ、真空層１２ａと隔壁１２ｂとを有する断熱部１２と、隔壁１２ｂが真空層１２ａを複数に分割している面積を調整する面積調整手段１９、２０とを設ける。面積調整手段は、隔壁の一部を移動させる移動隔壁部１９と、移動隔壁部１９に動力を付与する動力付与部２０とから構成し、移動隔壁部１９は断熱部１２の外部または貯蔵部１１の内部に設ける。移動隔壁部１９と動力付与部２０との間は非接触とし、動力は磁力によって伝達する。さらに、真空層１２ａの真空度を制御する真空度調整手段２１〜２３を設ける。【選択図】        図１
2006349135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体水素を内部に貯蔵し、前記液体水素が気化した水素ガスを水素消費設備に供給する水素貯蔵装置であって、
内部に液体水素を貯蔵する貯蔵部（１１）と、
前記貯蔵部（１１）の外部全体を覆うように設けられ、真空層（１２ａ）と前記真空層（１２ａ）を複数に分割する隔壁（１２ｂ）とを有する断熱部（１２）と、
前記隔壁（１２ｂ）の面積を調整する面積調整手段（１９、２０）とを備えることを特徴とする水素貯蔵装置。
【請求項２】
前記面積調整手段は、外部からの動力により前記隔壁の一部を移動させる移動隔壁部（１９）と、前記断熱部（１２）の外部に設けられ、前記移動隔壁部（１９）に動力を付与する動力付与部（２０）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の水素貯蔵装置。
【請求項３】
前記面積調整手段は、外部からの動力により前記隔壁の一部を移動させる移動隔壁部（１９）と、前記貯蔵部（１１）の内部に設けられ、前記移動隔壁部（１９）に動力を付与する動力付与部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の水素貯蔵装置。
【請求項４】
前記移動隔壁部（１９）と前記動力付与部（２０）との間は非接触であり、前記動力は磁力によって伝達されることを特徴とする請求項３に記載の水素貯蔵装置。
【請求項５】
前記動力付与部は、超伝導材料を用いたアクチュエータであることを特徴とする請求項３または４に記載の水素貯蔵装置。
【請求項６】
前記動力付与部（２０）は、前記貯蔵部（１１）内の圧力を検出する圧力センサ（１３）にて検出した圧力に基づいて前記移動隔壁部（１９）による前記隔壁の一部の移動量を制御することを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の水素貯蔵装置。
【請求項７】
前記動力付与部（２０）は、前記水素消費設備の水素ガス要求量に基づいて前記移動隔壁部（１９）による前記隔壁の一部の移動量を制御することを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１つに記載の水素貯蔵装置。
【請求項８】
前記真空層（１２ａ）の真空度を制御する真空度調整手段（２１〜２３）を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の水素貯蔵装置。
【請求項９】
前記真空度調整手段は、前記真空層（１２ａ）と外部とを連通させる通路（２１）と、前記通路（２１）を遮断または開放する開閉弁（２２）と、前記通路（２１）における前記開閉弁（２２）の下流側に設けられ、前記真空層（１２ａ）内部の気体を外部に吐出するポンプ（２３）とを備えることを特徴とする請求項８に記載の水素貯蔵装置。
【請求項１０】
前記真空度調整手段は、前記断熱部（１２）における鉛直方向の下方側に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の水素貯蔵装置。
【請求項１１】
前記真空度調整手段は、前記貯蔵部（１１）内の圧力を検出する圧力センサ（１３）にて検出した圧力に基づいて前記真空層（１２ａ）の真空度を制御することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１つに記載の水素貯蔵装置。
【請求項１２】
前記真空度調整手段は、前記水素消費設備の水素ガス要求量に基づいて前記真空層（１２ａ）の真空度を制御することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１つに記載の水素貯蔵装置。
【請求項１３】
前記断熱部（１２）の外表面における少なくとも一部に覆う発熱部材を備えることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の水素貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に液体水素を貯蔵し、液体水素を気化して水素ガスを水素消費設備に供給する水素貯蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムを搭載する燃料電池車両においては、燃料である水素充填１回当たりの航続距離を如何に大きくするかが主要課題の一つである。そのためには、水素貯蔵装置の水素貯蔵量を増加させる必要がある。車両では、搭載スペースに制限があるので、水素貯蔵装置の水素充填密度を向上させる必要がある。
【０００３】
現在、燃料電池車両で水素貯蔵装置として用いられているのは、高圧水素ガスタンク（７０ＭＰａ、３５ＭＰａ等）または液体水素タンクである。このうち液体水素タンクは、水素の充填密度を高圧水素ガスタンクより大きくできる利点があるが、液体水素を−２５３℃前後で貯蔵する必要がある。このため、外部からの熱の侵入が大きいと液体水素が気化し、タンク内圧が上昇する。タンク内圧がタンクの耐圧よりも上昇するとタンクを破壊することもあるので、タンク内圧がタンクの耐圧以下になるように気化した水素ガス（ボイルオフガス）を廃棄しなければならないという課題がある。
【０００４】
一方、燃料電池を発電させるときには、液体水素タンク内の液体水素を気化させた後、水素ガスを燃料電池に供給する必要があるが、液体水素が気化するときの吸熱によりタンク内部の温度が次第に低下し、液体水素タンクから水素ガスが取り出せなくなることがある。
【０００５】
そのため、液体水素タンク内に電気ヒータを設置して、液体水素に熱を与えて気化させる方法が提案されている（特許文献１参照）。あるいは、液体水素タンクの外部に蒸発器と圧力水素タンクを設け、水素ガスを燃料電池に応答性良く供給する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１３０６９２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成ではタンク内に電気ヒータを設置する必要があり、特許文献２ではタンク外に蒸発器と圧力水素タンクを設ける必要があり、これらの構成では、システムが複雑化し、システム全体が大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑み、システムを複雑化、大型化させることなく、応答性よく水素ガスを供給することを可能にする水素貯蔵装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴は、内部に液体水素を貯蔵する貯蔵部（１１）と、貯蔵部（１１）の外部全体を覆うように設けられ、真空層（１２ａ）と真空層（１２ａ）を複数に分割する隔壁（１２ｂ）とを有する断熱部（１２）と、隔壁（１２ｂ）の面積を調整する面積調整手段（１９、２０）とを備えることである。
【０００９】
これにより、真空層（１２ａ）において隔壁（１２ｂ）が存在しない非積層部分面積を調整することで、外部から熱輻射による熱の導入量を調整することができる。非積層部分面積を調整する機構を設けるだけでいいので、システムを複雑化、大型化させることなく、応答性よく水素ガスを供給することができる。
【００１０】
非積層部分面積を大きくすることで、外部からの熱の導入量を大きくすることができ、貯蔵部（１１）の温度が上昇し、液体水素の気化を促進でき、水素消費設備に水素を効率よく供給することができる。非積層部分面積を小さくすることで、外部からの熱の導入量を小さくすることができ、液体水素の気化を抑制でき、貯蔵部（１１）内の圧力が上昇しすぎることを防止できる。
【００１１】
面積調整手段は、外部からの動力により隔壁の一部を移動させる移動隔壁部（１９）と、断熱部（１２）の外部に設けられ、移動隔壁部（１９）に動力を付与する動力付与部（２０）とから構成することができる。移動隔壁部（１９）と動力付与部（２０）との間は非接触とし、動力は磁力によって伝達するように構成することができる。
【００１２】
また、面積調整手段は、外部からの動力により隔壁の一部を移動させる移動隔壁部（１９）と、貯蔵部（１１）の内部に設けられ、移動隔壁部（１９）に動力を付与する動力付与部とから構成することができる。この場合、動力付与部は、液体水素により低温となるので、動力付与部を超伝導材料を用いたアクチュエータとすることで、電気抵抗を低減することができる。
【００１３】
また、動力付与部（２０）が貯蔵部（１１）内の圧力に基づいて移動隔壁部（１９）による隔壁の一部の移動量を制御するすることで、貯蔵部（１１）内の圧力を適正に保つことができる。
【００１４】
また、動力付与部（２０）が水素消費設備の水素ガス要求量に基づいて移動隔壁部（１９）による隔壁の一部の移動量を制御することで、水素消費設備への水素供給の応答性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の第２の特徴は、真空層（１２ａ）の真空度を制御する真空度調整手段（２１〜２３）を備えることである。
【００１６】
これにより、真空層（１２ａ）の真空度を調整することで、外部から熱の導入量を調整することができる。真空層（１２ａ）の真空度を調整する機構を設けるだけでいいので、システムを複雑化、大型化させることなく、応答性よく水素ガスを供給することができる。
【００１７】
真空層（１２ａ）の真空度を低くすることで、外部からの熱の導入量を大きくすることができ、貯蔵部（１１）の温度が上昇し、液体水素の気化を促進でき、水素消費設備に水素を効率よく供給することができる。真空層（１２ａ）の真空度を高くすることで、外部からの熱の導入量を小さくすることができ、液体水素の気化を抑制でき、貯蔵部（１１）内の圧力が上昇しすぎることを防止できる。
【００１８】
真空度調整手段は、真空層（１２ａ）と外部とを連通させる通路（２１）と、通路（２１）を遮断または開放する開閉弁（２２）と、通路（２１）における開閉弁（２２）の下流側に設けられ、真空層（１２ａ）内部の気体を外部に吐出するポンプ（２３）とから構成することができる。
【００１９】
また、真空度調整手段を、断熱部（１２）における鉛直方向の下方側に設けることで、真空層（１２ａ）内で底にたまった液化空気を容易に排出することができる。
【００２０】
また、真空度調整手段が貯蔵部（１１）内の圧力に基づいて真空層（１２ａ）の真空度を制御することで、貯蔵部（１１）内の圧力を適正に保つことができる。
【００２１】
また、真空度調整手段が水素消費設備の水素ガス要求量に基づいて真空層（１２ａ）の真空度を制御することで、水素消費設備への水素供給の応答性を向上させることができる。
【００２２】
また、断熱部（１２）の外表面における少なくとも一部に覆う発熱部材を設けることで、断熱部１２の表面に霜がついて熱抵抗となることを防止でき、外部からの熱を貯蔵部（１１）に効率よく導入することができる。
【００２３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態の水素貯蔵装置は、水素ガスを燃料とする移動体（例えば燃料電池自動車、水素エンジン自動車等）に搭載され、水素消費設備としての燃料電池や水素エンジンに水素を供給するように構成されている。
【００２５】
図１は、本実施形態の水素貯蔵装置１０の断面図である。水素貯蔵装置１０は、貯蔵部１１、断熱部１２、水素導入用配管１４、水素供給用配管１６、制御部１８等が設けられている。
【００２６】
貯蔵部１１は、液体水素を貯蔵するためのものである。液体水素は貯蔵部１１内で−２５３℃前後で貯蔵されるため、環境温度と温度差が大きいので断熱構造が必要となる。このため、貯蔵部１１の外部には、貯蔵部１１の外部全体を覆うように断熱部１２が設けられている。
【００２７】
断熱部１２の内部には、真空状態に保たれた真空層１２ａが設けられている。真空層１２ａには、真空層１２ａは複数の層に分割して積層構造とする複数の隔壁１２ｂが設置されている。隔壁１２ｂは、貯蔵部１１の外壁と平行に配置され、所定間隔をもって複数設けられている。隔壁１２ｂは熱輻射シールド板として作用し、外部と貯蔵部１１との間における輻射熱移動を減少させている。
【００２８】
貯蔵部１１内に貯蔵されている液体水素は、気化された後で水素ガスとして外部の水素消費設備（図示せず）に供給される。貯蔵部１１には、貯蔵部１１の内部圧力を検出する圧力センサ１３が設けられている。圧力センサ１３は、貯蔵部１１内における上方であって、気化した水素ガスが存在する部位に設けられている。
【００２９】
水素導入用配管１４は、外部の液体水素供給装置（図示せず）から貯蔵部１１に液体水素を導入する水素導入通路を構成するものである。水素導入用配管１４には、通路を開閉する開閉弁１５が設けられている。開閉弁１５は、貯蔵部１１に水素を導入する際に開放し、それ以外のときには閉鎖している。
【００３０】
水素供給用配管１６は、外部の水素消費設備（図示せず）に水素ガスを供給する水素供給通路を構成するものである。水素供給用配管１６には、通路を開閉する開閉弁１７が設けられている。開閉弁１７は、水素消費設備に水素を供給する際に開放し、それ以外のときには閉鎖している。
【００３１】
制御部（ＥＣＵ）１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種演算などの処理を実行し、各機器を制御するように構成されている。制御部１８は、車両制御用ＥＣＵと一体として構成してもよく、あるいは車両制御用ＥＣＵと別体として他のＥＣＵと通信するように構成してもよい。
【００３２】
次に、本実施形態の水素貯蔵装置１０の水素供給量制御について説明する。水素消費設備としての燃料電池等を駆動源とする車両においては、車両走行状態によって水素消費量が大きく変わる。このため、貯蔵部１１から水素供給用配管１６を介して燃料電池等に供給する水素量を、燃料電池等の水素要求量に応じてダイナミックに変化させる必要がある。
【００３３】
水素ガスを貯蔵部１１から供給する際、貯蔵部１１内で液体水素の一部が気化する。このとき、熱を奪うので貯蔵部１１の内部温度が低下する。温度低下が進行すると、次第に水素ガスが貯蔵部１１から取り出せなくなるので、貯蔵部１１に熱を供給する必要がある。
【００３４】
熱輻射によって外部から貯蔵部１１に移動する熱量Ｑは、以下の数式１で表される。数式１から隔壁１２ｂの面積を減らすことで熱輻射による熱移動を増加させることができることがわかる。
【００３５】
【数１】
2006349135.tif 000003
そこで、本実施形態では、貯蔵部１１に外部から熱を取り入れる手段として、断熱部１２の隔壁１２ｂの面積を変更する面積調整機構（面積調整手段）１９、２０を設け、外部と貯蔵部１１との間における輻射熱の移動量を変更できるように構成している。
【００３６】
図２は面積調整機構１９、２０の拡大断面図であり、（ａ）は水素非供給時を示し、（ｂ）は水素供給時を示している。
【００３７】
図２に示すように、面積調整機構１９、２０は、外部の動力により隔壁１２ｂの一部を移動させる移動隔壁部１９と、移動隔壁部１９に動力を付与するアクチュエータとしての動力付与部２０とを備えている。移動隔壁部１９は、真空層１２ａの内部に配置され、動力付与部２０は断熱部１２の外壁に設けられている。これらの間は非接触となっており、磁力を用いて動力付与部２０から移動隔壁部１９に動力が伝達される。
【００３８】
移動隔壁部１９は、強磁性体ブロック１９ａと可動隔壁１９ｂとが一体化している。強磁性体ブロック１９ａの材料としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルトあるいはそれらの組み合わせを主原料とする金属を用いることができる。可動隔壁１９ｂは、隔壁１２ｂと同一数設けられ、隔壁１２ｂの一部を構成している。可動隔壁１９ｂは、図２における左右方向に移動可能となっている。
【００３９】
可動隔壁１９ｂは所定面積を有しており、可動隔壁１９ｂが移動することで隔壁１２ｂの面積を変更でき、真空層１２ａが隔壁１２ｂにより複数層に分割されている面積を変更することができる。具体的には、可動隔壁１９ｂ図２中の右側から左側に移動することで、隔壁１２ｂが存在しない領域の面積である非積層部分面積を拡大することができる。
【００４０】
可動隔壁１９ｂは、バネ１９ｃを介して断熱部１２の内壁に固定されている。強磁性体ブロック１９ａと可動隔壁１９ｂは、通常時はバネ１９ｃの押しつけ力により図２における右側に位置している。
【００４１】
動力付与部２０は、直線的に動くリニアモータとして構成されている。動力付与部２０は、断熱部１２の外壁に固定された第１ヨーク２０ａと、第１ヨーク２０ａの内部に配置された第２ヨーク２０ｂが設けられている。ヨーク２０ａ、２０ｂの材料としては磁性体が好ましい。
【００４２】
第２ヨーク２０ｂには、永久磁石２０ｃが固定されている。第２ヨーク２０ｂは、バネ２０ｄで第１ヨーク２０ａの内壁に固定されており、第２ヨーク２０ｂと永久磁石２０ｃは図２の左右方向に移動可能な可動子として構成されている。第２ヨーク２０ｂと永久磁石２０ｃは、通常時はバネ２０ｄの引っ張り力により図２における右側に位置している。
【００４３】
第１ヨーク２０ａには、コイル枠２０ｅが固定されており、コイル枠２０ｅをガイドとしてコイル２０ｆが巻かれている。コイル枠２０ｅ、コイル２０ｆは固定子として構成されている。また、コイル枠２０ｅ、コイル２０ｆは、永久磁石２０ｃと非接触に配置されている。
【００４４】
コイル２０ｆは、移動隔壁１９ｂの移動方向に沿って複数設けられている。複数のコイル２０ｆのうち電流を流すコイル２０ｆを変えることで、第２ヨーク２０ｂと永久磁石２０ｃを移動させることができる。第２ヨーク２０ｂと永久磁石２０ｃが移動することで、磁力により強磁性体ブロック１９ａも非接触で移動させることができる。このように、永久磁石２０ｃは自分自身がリニアモータとして移動すると同時に、真空層１２ａ内の強磁性体ブロック１９ａを移動させることができる。
【００４５】
水素消費設備に水素を供給する必要がない通常状態には、コイル２０ｆに通電が行われず、図２（ａ）に示すように、第２ヨーク２０ｂと永久磁石２０ｃは図中の右側に位置しており、同様に強磁性体ブロック１９ａと移動隔壁１９ｂも図中の右側に位置している。このとき、隔壁１２ｂの面積は最大であり、真空層１２ａにおいて隔壁１２ｂが存在しない非積層部分面積はゼロになっており、外部から熱輻射により貯蔵部１１に伝達される熱量は小さい。
【００４６】
水素消費設備に水素を供給する水素供給状態では、コイル２０ｆに通電され、第２ヨーク２０ｂと永久磁石２０ｃは図中の左側に移動し、同様に強磁性体ブロック１９ａと移動隔壁１９ｂも図中の左側に移動する。これにより、移動隔壁１９ｂの移動量に応じて隔壁１２ｂ全体の面積が小さくなる。つまり、真空層１２ａにおいて隔壁１２ｂが存在しない非積層部分面積が大きくなり、外部から熱輻射により貯蔵部１１に伝達される熱量が大きくなる。これにより、外部から熱を導入することができるので、貯蔵部１１の温度が上昇し、液体水素の気化を促進でき、水素消費設備に水素を効率よく供給することができる。
【００４７】
仮に故障等でコイル２０ｆに電流が流れなくなっても、強磁性体ブロック１９ａと可動隔壁１９ｂはバネ１９ｃ、２０ｄにより初期位置（図中の右側）に戻るので、外部から伝達される熱量が多くなって水素の気化量が増大することを防ぐことができる。
【００４８】
本実施形態では、断熱部１２の真空層１２ａにおける真空度を調整する真空度調整機構（真空度調整手段）２１〜２３を設け、非積層部分面積の調整に加え、真空層１２ａの真空度を調整することで、外部から貯蔵部１１に移動する熱量を変化させるように構成されている。断熱部１２には、真空層１２ａと外部とを連通させる通路を構成する真空度調整用配管２１が設けられている。真空度調整用配管２１は、断熱部１２における鉛直方向の最下部に配置されている。真空度調整用配管２１には、通路を開閉する開閉弁２２が設けられている。真空度調整用配管２１における開閉弁２２より外部に近い側には、真空ポンプ２３が設けられている。
【００４９】
通常は、断熱部１２における真空層１２ａは、真空に近い低圧状態に維持されており、高い断熱性能を確保している。開閉弁２２は通常、遮断されている。貯蔵部１１への熱の導入が必要なときには、開閉弁２２を開放することで真空層１２ａの真空度を低下させる。これにより、真空層１２ａの断熱性を低下させることができ、貯蔵部１１への伝熱量を増大させることができる。真空層１２ａの真空度を上げるときには、真空ポンプ２３を回転させた状態で、開閉弁２２を開放し、真空に引けばよい。
【００５０】
真空断熱層に空気（主に窒素と酸素の混合物）が侵入すると、空気の温度が沸点以下に低下し、その一部が液化することがある。次回、真空層１２ａの真空度を上げる際に、すばやく真空度を上げるためには、液化空気を液体のまま真空層１２ａから排出することが望ましい。このため、真空度調整用配管２１を断熱部１２における最下部に設けることで、真空層１２ａ内で底にたまった液化空気を容易に排出することができる。
【００５１】
また、開閉弁２２を経由して真空層１２ａに導入される空気は、予め貯蔵部１１から放出される水素ガスと熱交換して冷却されることで、空気に含まれる水蒸気や二酸化炭素等を除去しておくことが望ましい。これにより、水等が真空度調整用配管２１、開閉弁２２、真空ポンプ２３で凍結してガス閉塞等が発生することを防止できる。
【００５２】
次に、本実施形態の水素貯蔵装置１０の作動を図３に基づいて説明する。図３は、水素貯蔵装置１０の作動を示すフローチャートであり、制御部１８のＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって行う処理を示している。
【００５３】
本実施形態では、貯蔵部１１内の圧力Ｐが所定圧力Ｐ１、Ｐ２程度の圧力を保つように、外部から貯蔵部１１に導入される熱量を制御している。具体的には、面積調整機構１９、２０により貯蔵部１１内の圧力Ｐが第１所定圧力Ｐ１程度になるように制御し、真空度調整機構２１〜２３により貯蔵部１１内の圧力Ｐが第１所定圧力Ｐ１より高く設定された第２所定圧力Ｐ２程度になるように制御する。所定圧力Ｐ１、Ｐ２は、貯蔵部１１の耐圧より低い圧力であり、かつ、必要に応じて水素消費設備（図示せず）に水素ガスを供給可能な圧力である。第２所定圧力Ｐ２は、第１所定圧力Ｐ１より高い圧力として設定されている。
【００５４】
まず、圧力センサ１３で貯蔵部１１内の圧力Ｐを検出する（Ｓ１０）。そして、貯蔵部内圧Ｐに応じて面積調整機構１９、２０で非積層部分面積を制御する（Ｓ１１）。具体的には、動力付与部２０により強磁性体ブロック１９ａをスライドさせて、非積層部分面積を調整する。貯蔵部内圧Ｐが低いほど、非積層部分面積を大きくし、貯蔵部内圧Ｐが高いほど、非積層部分面積を小さくする。
【００５５】
制御部１８は、貯蔵部内圧Ｐと非積層部分面積とを関連づけたマップを予め用意しておき、このマップを用いて測定した貯蔵部内圧Ｐに対応する非積層部分面積を決定すればよい。
【００５６】
次に、圧力センサ１３で貯蔵部１１内の圧力Ｐを検出し（Ｓ１２）、貯蔵部内圧Ｐが第１所定圧力Ｐ１を下回っているか否かを判定する（Ｓ１３）。この結果、貯蔵部内圧Ｐが第１所定圧力Ｐ１を下回っていないと判定された場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１０に戻り、貯蔵部内圧Ｐが第１所定圧力Ｐ１を下回るまで、面積調整機構１９、２０による非積層部分面積の制御を繰り返し行う。
【００５７】
貯蔵部内圧Ｐが第１所定圧力Ｐ１を下回っていると判定された場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、真空度調整機構２１〜２３により貯蔵部内圧Ｐに応じて断熱部１２の真空層１２ａの真空度を制御する（Ｓ１４）。具体的には、貯蔵部１１内の圧力Ｐが低いほど、真空層１２ａの真空度を低くし、貯蔵部１１内の圧力Ｐが高いほど、真空層１２ａの真空度を高くする。
【００５８】
制御部１８は、貯蔵部内圧Ｐと真空層１２ａの真空度とを関連づけたマップを予め用意しておき、このマップを用いて測定した貯蔵部内圧Ｐに対応する非積層部分面積を決定すればよい。
【００５９】
次に、圧力センサ１３で貯蔵部１１内の圧力Ｐを検出し（Ｓ１５）、貯蔵部内圧Ｐが第２所定圧力Ｐ２を下回っているか否かを判定する（Ｓ１６）。この結果、貯蔵部内圧Ｐが第２所定圧力Ｐ２を下回っていないと判定された場合には（Ｓ１６：ＮＯ）、Ｓ１２に戻り、貯蔵部内圧Ｐが第２所定圧力Ｐ２を下回るまで、真空度調整機構２１〜２３により真空層１２ａの真空度の制御を繰り返し行う。
【００６０】
貯蔵部内圧Ｐが第２所定圧力Ｐ２を下回っていると判定された場合には（Ｓ１６：ＹＥＳ）、Ｓ１５に戻り、貯蔵部内圧Ｐが第２所定圧力Ｐ２を下回っているか否かの判定を繰り返し行う。
【００６１】
以上の構成により、貯蔵部内圧Ｐ、つまり貯蔵部１１内の水素ガスの圧力を所定圧力Ｐ１、Ｐ２程度に保つことができる。つまり、貯蔵部内圧Ｐが低いときには外部から導入される熱量を増加させることで、貯蔵部１１内の圧力が低くなり過ぎて貯蔵部１１から水素ガスを取り出せなくなることを防止できる。
【００６２】
本実施形態のように、真空層１２ａの隔壁１２ｂの面積を調整したり、真空層１２ａの真空度を調整することで、液体水素と外部環境との間の温度差を利用し、外部環境から必要なときだけ熱を供給することができるので、貯蔵部１１の内部に電気ヒータのような加熱装置を設ける必要がない。また、貯蔵部１１内の圧力が高いときには外部から導入される熱量を減少させることで、貯蔵部１１内の圧力が高くなり過ぎて水素ガスを廃棄することを防止できる。
【００６３】
（他の実施形態）
なお、貯蔵部１１内に液体水素を補助的に加熱する電気ヒータを設けてもよい。この場合、電気ヒータは貯蔵部１１の下方に設置し、常に液体水素に触れるようにする。外部から導入される熱量だけでは不足する場合に、電気ヒータに通電し熱を導入する。電気ヒータは不足分の熱量だけを補えばよいので容量を小さくできる。面積調整機構１９、２０による非積層部分面積制御、真空度調整機構２１〜２３による真空度制御、電気ヒータによる加熱制御は、単独あるいは任意の組合せで実施することができる。
【００６４】
また、断熱部１２の外表面にシート状の発熱部材を設置してもよい。外部から熱を導入する際に、断熱部１２の表面温度も低下し、断熱部１２の表面に霜がつくことがある。断熱部１２の表面に霜がつくと、熱抵抗となるため外部からうまく熱を導入できなくなることがある。このためシート状の発熱部材で、断熱部１２の外表面を加熱することが望ましい。発熱部材は、断熱部１２の外表面全体を覆うように設けてもよく、断熱部１２の外表面の少なくとも一部を覆うように設けてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、貯蔵部１１の内圧Ｐに基づいて制御を行っているが、水素消費設備からの要求水素量に基づいて制御を行うことも可能である。そうすることで、水素消費設備への水素ガス供給の応答性をさらに向上することができる。この場合には、要求水素量が大きいときには、外部からの熱の導入量を増加させ、要求水素量が小さいときには、外部からの熱の導入量を減少させればよい。
【００６６】
また、面積調整機構１９、２０のアクチュエータを構成する動力付与部２０を、貯蔵部２０の内部に設けてもよい。この場合、永久磁石２０等が水素雰囲気にさらされるので、水素環境に強い材料を選択することが望ましい。また、例えばコイル２０ｆを超伝導材料で構成すれば、電気抵抗を低減できる。
【００６７】
また、真空層に圧力を検出する圧力センサを設け、その検出値を用いて、真空層の真空度の制御を行っても良い。この場合には、真空度を直接把握できるので、真空ポンプを用いて真空度を上げる際に真空ポンプを効率的に駆動できるメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】上記実施形態の水素貯蔵装置の断面図である。
【図２】面積調整機構の拡大断面図であり、（ａ）は水素非供給時を示し、（ｂ）は水素供給時を示している。
【図３】水素貯蔵装置の作動を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１０…水素貯蔵装置、１１…貯蔵部、１２…断熱部、１３…圧力センサ、１８…制御部、１９…移動隔壁部、２０…動力付与部、２１…真空度調整用配管、２２…開閉弁、２３…真空ポンプ。
【図１】
2006349135.tif 000004
【図２】
2006349135.tif 000005
【図３】
2006349135.tif 000006