(57)【要約】【課題】液化水素の冷熱により給気が冷却されるときのエアクーラ内での着霜を抑制することができる水素エンジンシステムを提供する。【解決手段】水素エンジンシステムは、水素ガスを燃料とするレシプロエンジンと、エンジンへ空気を供給する給気ラインと、液化水素を気化させる冷熱放出器と、冷熱放出器からエンジンへ水素ガスを導く燃料ラインと、給気ラインに設けられた少なくとも１つのエアクーラと、冷熱放出器と中間熱交換器との間で第１冷媒を循環させる第１回路と、中間熱交換器と少なくとも１つのエアクーラとの間で、第１冷媒よりも単位体積当たりの熱容量が大きい第２冷媒を循環させる第２回路と、を備える。【選択図】図１
2018080674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスを燃料とするレシプロエンジンと、
前記エンジンへ空気を供給する給気ラインと、
液化水素を気化させる冷熱放出器と、
前記冷熱放出器から前記エンジンへ前記水素ガスを導く燃料ラインと、
前記給気ラインに設けられた少なくとも１つのエアクーラと、
前記冷熱放出器と中間熱交換器との間で第１冷媒を循環させる第１回路と、
前記中間熱交換器と前記少なくとも１つのエアクーラとの間で、前記第１冷媒よりも単位体積当たりの熱容量が大きい第２冷媒を循環させる第２回路と、
を備える、水素エンジンシステム。
【請求項２】
前記第１回路には、第１冷媒を吸入して吐出する第１送出装置と、前記冷熱放出器から流出する第１冷媒の温度を検出する第１温度センサが設けられており、
前記第１温度センサで検出される温度が第１設定温度以上となるように前記第１送出装置を制御する制御装置を備える、請求項１に記載の水素エンジンシステム。
【請求項３】
前記第１回路には、第１冷媒を吸入して吐出する第１送出装置と、前記冷熱放出器をバイパスする第１バイパスラインと、前記冷熱放出器を通過する第１冷媒の流量と前記第１バイパスラインを流れる第１冷媒の流量との比率を変更する第１調整弁と、前記冷熱放出器から流出する第１冷媒の温度を検出する第１温度センサが設けられており、
前記第１温度センサで検出される温度が第１設定温度以上となるように前記第１調整弁を制御する制御装置を備える、請求項１に記載の水素エンジンシステム。
【請求項４】
前記第２回路には、第２冷媒を吸入して吐出する第２送出装置と、前記中間熱交換器から流出する第２冷媒の温度を検出する第２温度センサが設けられており、
前記第２温度センサで検出される温度が第２設定温度以上となるように前記第２送出装置を制御する制御装置を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水素エンジンシステム。
【請求項５】
前記第２回路には、第２冷媒を吸入して吐出する第２送出装置と、前記中間熱交換器をバイパスする第２バイパスラインと、前記中間熱交換器を通過する第２冷媒の流量と前記第２バイパスラインを流れる第２冷媒の流量との比率を変更する第２調整弁と、前記中間熱交換器から流出する第２冷媒の温度を検出する第２温度センサが設けられており、
前記第２温度センサで検出される温度が第２設定温度以上となるように前記第２調整弁を制御する制御装置を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水素エンジンシステム。
【請求項６】
前記第１回路には、第１冷媒を吸入して吐出する第１送出装置として前記中間熱交換器から流出する第１冷媒を圧縮する圧縮機が設けられているとともに、前記冷熱放出器から流出する第１冷媒を膨張する膨張器が設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の水素エンジンシステム。
【請求項７】
前記第２回路には、第２冷媒を吸入して吐出する第２送出装置として前記少なくとも１つのエアクーラから流出する第２冷媒を圧縮する圧縮機が設けられているとともに、前記中間熱交換器から流出する第２冷媒を膨張する膨張器が設けられている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の水素エンジンシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのエアクーラは、少なくとも２つのエアクーラを含み、
前記給気ラインには、前記少なくとも２つのエアクーラの間で前記空気中の水分を除去する水分除去装置が設けられている、請求項１〜７の何れか一項に記載の水素エンジンシステム。
【請求項９】
前記給気ラインには、前記少なくとも１つのエアクーラの上流側に過給機の圧縮機が設けられている、請求項１〜８の何れか一項に記載の水素エンジンシステム。
【請求項１０】
前記給気ラインには、前記圧縮機と前記少なくとも１つのエアクーラとの間に予冷用エアクーラが設けられているとともに、前記予冷用エアクーラと前記少なくとも１つのエアクーラとの間で前記空気中の水分を除去する水分除去装置が設けられている、請求項９に記載の水素エンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガスを燃料とするレシプロエンジンを含む水素エンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水素ガスを燃料とするレシプロエンジンを含む水素エンジンシステムが知られている。例えば、特許文献１には、図６に示すような車両に搭載される水素エンジンシステム１００が開示されている。
【０００３】
具体的に、図６に示す水素エンジンシステム１００は、液化水素を貯留するタンク１１０と、液化水素が気化した水素ガスを燃料とするレシプロエンジン１５０を含む。エンジン１５０には、過給機１３０の圧縮機から加圧された空気が供給される。具体的に、過給機１３０の圧縮機は、第１給気管１６１によりエアクーラ１４０と接続され、エアクーラ１４０は第２給気管１６２によりエンジン１５０と接続されている。
【０００４】
また、水素エンジンシステム１００は、タンク１１０からエアクーラ１４０へ液化水素を導く第１燃料ライン１２１と、エアクーラ１４０で気化した水素ガスをエンジン１５０へ導く第２燃料ライン１２２を含む。第１燃料ライン１２１には、電磁弁１２３が設けられている。電磁弁１２３は給気温度が所定温度より高いときに開かれ、これにより、エアクーラ１４０で、液化水素の冷熱（顕熱および気化熱）により給気が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１０４９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図６に示す水素エンジンシステム１００では、約−２５０℃と極低温の液化水素がエアクーラ１４０へ導かれるので、エアクーラ１４０内で給気中の水分が凍結して着霜が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、液化水素の冷熱により給気が冷却されるときのエアクーラ内での着霜を抑制することができる水素エンジン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】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の発明者らは、エアクーラとは別に冷熱放出器を設け、エアクーラと冷熱放出器との間で熱媒体を循環させれば、エアクーラ内での着霜を抑制できるのではないかと考えた。しかしながら、この場合には、エアクーラに流入する熱媒体の温度を着霜の抑制に適した０℃程度に抑えるために、熱媒体を非常に多くの流量で循環させなければならない。本発明は、このような観点からなされたものである。
【０００９】
すなわち、本発明の水素エンジンシステムは、水素ガスを燃料とするレシプロエンジンと、前記エンジンへ空気を供給する給気ラインと、液化水素を気化させる冷熱放出器と、前記冷熱放出器から前記エンジンへ前記水素ガスを導く燃料ラインと、前記給気ラインに設けられた少なくとも１つのエアクーラと、前記冷熱放出器と中間熱交換器との間で第１冷媒を循環させる第１回路と、前記中間熱交換器と前記少なくとも１つのエアクーラとの間で、前記第１冷媒よりも単位体積当たりの熱容量が大きい第２冷媒を循環させる第２回路と、を備える、ことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、冷熱放出器と少なくとも１つのエアクーラとの間に中間熱交換器が介在するので、中間熱交換器に流入する第１冷媒の温度は０℃よりもかなり低い温度とすることができる。従って、第１冷媒の循環流量をそれほど多くする必要がない。さらに、中間熱交換器から流出する第２冷媒は、第１冷媒よりも単位体積当たりの熱容量が大きいため、第２冷媒の循環流量を少なくしても、第１冷媒の流入温度までは冷却されない。そのため、少なくとも１つのエアクーラへ流入する第２冷媒の温度を、エアクーラ内で着霜が生じない程度に保つことができる。つまり、第１冷媒および第２冷媒の循環流量を少なく抑えながら、液化水素の冷熱により給気が冷却されるときのエアクーラ内での着霜を抑制することができる。
【００１１】
例えば、前記第１回路には、第１冷媒を吸入して吐出する第１送出装置と、前記冷熱放出器から流出する第１冷媒の温度を検出する第１温度センサが設けられており、上記の水素エンジンシステムは、前記第１温度センサで検出される温度が第１設定温度以上となるように前記第１送出装置を制御する制御装置を備えてもよい。あるいは、前記第１回路には、第１冷媒を吸入して吐出する第１送出装置と、前記冷熱放出器をバイパスする第１バイパスラインと、前記冷熱放出器を通過する第１冷媒の流量と前記第１バイパスラインを流れる第１冷媒の流量との比率を変更する第１調整弁と、前記冷熱放出器から流出する第１冷媒の温度を検出する第１温度センサが設けられており、上記の水素エンジンシステムは、前記第１温度センサで検出される温度が第１設定温度以上となるように前記第１調整弁を制御する制御装置を備えてもよい。
【００１２】
例えば、前記第２回路には、第２冷媒を吸入して吐出する第２送出装置と、前記中間熱交換器から流出する第２冷媒の温度を検出する第２温度センサが設けられており、上記の水素エンジンシステムは、前記第２温度センサで検出される温度が第２設定温度以上となるように前記第２送出装置を制御する制御装置を備えてもよい。あるいは、前記第２回路には、第２冷媒を吸入して吐出する第２送出装置と、前記中間熱交換器をバイパスする第２バイパスラインと、前記中間熱交換器を通過する第２冷媒の流量と前記第２バイパスラインを流れる第２冷媒の流量との比率を変更する第２調整弁と、前記中間熱交換器から流出する第２冷媒の温度を検出する第２温度センサが設けられており、上記の水素エンジンシステムは、前記第２温度センサで検出される温度が第２設定温度以上となるように前記第２調整弁を制御する制御装置を備えてもよい。
【００１３】
前記第１回路には、第１冷媒を吸入して吐出する第１送出装置として前記中間熱交換器から流出する第１冷媒を圧縮する圧縮機が設けられているとともに、前記冷熱放出器から流出する第１冷媒を膨張する膨張器が設けられていてもよい。この構成によれば、エンジンへの液化水素の供給量が限られている場合でも、少なくとも１つのエアクーラで冷却される給気の温度を低くすることができる。
【００１４】
前記第２回路には、第２冷媒を吸入して吐出する第２送出装置として前記少なくとも１つのエアクーラから流出する第２冷媒を圧縮する圧縮機が設けられているとともに、前記中間熱交換器から流出する第２冷媒を膨張する膨張器が設けられていてもよい。この構成によれば、エンジンへの液化水素の供給量が限られている場合でも、少なくとも１つのエアクーラで冷却される給気の温度を低くすることができる。
【００１５】
前記少なくとも１つのエアクーラは、少なくとも２つのエアクーラを含み、前記給気ラインには、前記少なくとも２つのエアクーラの間で前記空気中の水分を除去する水分除去装置が設けられていてもよい。この構成によれば、中間熱交換器から流出する第２冷媒の温度を氷点下としても、最も下流側に位置するエアクーラ内で着霜が生じることを抑制することができる。
【００１６】
例えば、前記給気ラインには、前記少なくとも１つのエアクーラの上流側に過給機の圧縮機が設けられていてもよい。
【００１７】
前記給気ラインには、前記圧縮機と前記少なくとも１つのエアクーラとの間に予冷用エアクーラが設けられているとともに、前記予冷用エアクーラと前記少なくとも１つのエアクーラとの間で前記空気中の水分を除去する水分除去装置が設けられていてもよい。この構成によれば、予冷用エアクーラの直ぐ下流側に位置するエアクーラに流入する第２冷媒の温度を氷点下としても、そのエアクーラ内で着霜が生じることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、液化水素の冷熱により給気が冷却されるときのエアクーラ内での着霜を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水素エンジンシステムの概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る水素エンジンシステムの概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る水素エンジンシステムの概略構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る水素エンジンシステムの概略構成図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る水素エンジンシステムの概略構成図である。
【図６】従来の水素エンジンシステムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る水素エンジンシステム１Ａを示す。この水素エンジンシステム１Ａは、液化水素を貯留するタンク３０と、その液化水素が気化した水素ガスを燃料とするレシプロエンジン１１を含む。
【００２１】
エンジン１１は、図示は省略するが、シリンダとピストンとで形成される複数の燃焼室を含み、各燃焼室内で、空気と水素ガスの混合気が燃焼される。エンジン１１へは給気ライン２Ａを通じて空気が供給され、エンジン１１からは排気ライン２Ｂを通じて排気が排出される。エンジン１１は、発電機を駆動するために用いられてもよいし、車両や船のような移動体の推進手段を駆動するために用いられてもよい。
【００２２】
本実施形態では、エンジン１１に過給機１２が接続されている。このため、給気ライン２Ａの途中に過給機１２の圧縮機１３が設けられ、排気ライン２Ｂの途中に過給機１２のタービン１４が設けられている。
【００２３】
給気ライン２Ａには、圧縮機１３の下流側に、給気を冷却するための予冷用エアクーラ２１が設けられている。予冷用エアクーラ２１は、給気の熱を大気中に放出する放熱器であってもよいし、給気と熱媒体（例えば、海水によって冷却される清水）との間で熱交換を行う熱交換器であってもよい。
【００２４】
さらに、給気ライン２Ａには、予冷用エアクーラ２１の下流側に、給気を冷却するための少なくとも１つのエアクーラ２３が設けられている。本実施形態では、エアクーラ２３が１つだけ設けられている。エアクーラ２３の詳細については後述する。
【００２５】
また、給気ライン２Ａには、予冷用エアクーラ２１とエアクーラ２３との間に水分除去装置２２が設けられている。水分除去装置２２は、給気ライン２Ａに流れる空気中の水分を除去する。例えば、水分除去装置２２は、ミストキャッチャーまたはドライヤーである。さらに、本実施形態では、水分除去装置２２がエアクーラ２３とエンジン１１の間にも設けられている。
【００２６】
上述したタンク３０は、導出ライン３Ａにより冷熱放出器３２と接続されており、冷熱放出器３２は、燃料ライン３Ｂによりエンジン１１と接続されている。導出ライン３Ａには、ポンプ３１が設けられている。つまり、導出ライン３Ａは、液化水素をタンク３０から冷熱放出器３２へ導く。冷熱放出器３２は、液化水素を気化させる。燃料ライン３Ｂは、冷熱放出器３２で気化した水素ガスをエンジン１１へ導く。
【００２７】
本実施形態では、液化水素が気化することにより放出された冷熱が冷熱放出器３２からエアクーラ２３へ伝達される。具体的に、冷熱放出器３２とエアクーラ２３の間には、中間熱交換器５が設けられている。そして、冷熱放出器３２と中間熱交換器５との間で第１冷媒が第１回路４を通じて循環され、中間熱交換器５とエアクーラ２３との間で第２冷媒が第２回路６を通じて循環される。
【００２８】
第１冷媒は、液化水素の温度でも凝固しない流体である。第１冷媒は、気体であってもよいし液体であってもよい。例えば、第１冷媒としては、ヘリウムや水素などを用いることができる。
【００２９】
第１回路４には、第１冷媒を吸入して吐出する第１送出装置４１が設けられている。第１送出装置４１は、例えば、ポンプ、ブロアまたは圧縮機である。図例では、第１送出装置４１が中間熱交換器５の下流側であって冷熱放出器３２の上流側に位置しているが、第１送出装置４１は冷熱放出器３２の下流側であって中間熱交換器５の上流側に位置してもよい。
【００３０】
第２冷媒は、第１冷媒よりも単位体積当たりの熱容量が大きい流体である。「単位体積当たりの熱容量が大きい」とは、第２冷媒が第１冷媒よりも密度および／または比熱が高いことを意味する。第２冷媒は、気体であってもよいし液体であってもよい。例えば、第２冷媒としては、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、ＰＦＣ（パーフルオロカーボン）、アルコール、アセトン、アンモニアなどを用いることができる。
【００３１】
第２回路６には、第２冷媒を吸入して吐出する第２送出装置６１が設けられている。第２送出装置６１は、例えば、ポンプ、ブロアまたは圧縮機である。図例では、第２送出装置６１がエアクーラ２３の下流側であって中間熱交換器５の上流側に位置しているが、第１送出装置４１は中間熱交換器５の下流側であってエアクーラ２３の上流側に位置してもよい。
【００３２】
上述した第１送出装置４１および第２送出装置６１は、制御装置７により制御される。なお、図１では、図面の簡略化のために一部の信号線のみを描いている。例えば、制御装置７は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとＣＰＵを有し、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵにより実行される。
【００３３】
第１回路４には、冷熱放出器３２から流出する第１冷媒の温度を検出する第１温度センサ７１が設けられている。制御装置７は、第１温度センサ７１で検出される温度が第１設定温度Ｔ１以上となるように第１送出装置４１を制御する。第１設定温度Ｔ１は、例えば、−７０℃程度である。
【００３４】
第２回路６には、中間熱交換器５から流出する第２冷媒の温度を検出する第２温度センサ７２が設けられている。制御装置７は、第２温度センサ７２で検出される温度が第２設定温度Ｔ２以上となるように第２送出装置６１を制御する。第２設定温度Ｔ２は、例えば、０℃程度である。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の水素エンジンシステム１Ａでは、冷熱放出器３２とエアクーラ２３との間に中間熱交換器５が介在するので、中間熱交換器５に流入する第１冷媒の温度は０℃よりもかなり低い温度とすることができる。従って、第１冷媒の循環流量をそれほど多くする必要がない。さらに、中間熱交換器５から流出する第２冷媒は、第１冷媒よりも単位体積当たりの熱容量が大きいため、第２冷媒の循環流量を少なくしても、第１冷媒の流入温度までは冷却されない。そのため、エアクーラ２３へ流入する第２冷媒の温度を、エアクーラ２３内で着霜が生じない程度に保つことができる。つまり、第１冷媒および第２冷媒の循環流量を少なく抑えながら、液化水素の冷熱により給気が冷却されるときのエアクーラ２３内での着霜を抑制することができる。
【００３６】
そして、本実施形態では、液化水素の冷熱によって給気が冷却されるため、給気を相対的に低い温度（例えば、１０℃程度）に維持することができる。これにより、エンジン１１のシリンダ内温度の低下によって熱損失が抑制されるとともに、エンジン１１の圧縮工程での圧縮比が増大するため、エンジン１１の燃費を改善することができる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、予冷用エアクーラ２１とエアクーラ２３の間に水分除去装置２２が設けられているので、エアクーラ２３に流入する第２冷媒の温度を氷点下としても、そのエアクーラ２３内で着霜が生じることを抑制することができる。これにより、第２冷媒の循環流量をさらに少なくすることができ、第２送出装置６１の容量を低減することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
図２に、本発明の第２実施形態に係る水素エンジンシステム１Ｂを示す。なお、本実施形態および後述する第３〜第５実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３９】
本実施形態では、給気ライン２Ａに２つのエアクーラ２３が設けられている。ただし、エアクーラ２３の数は、３つ以上であってもよい。さらに、給気ライン２Ａには、２つのエアクーラ２３の間に水分除去装置２２が設けられている。
【００４０】
本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、中間熱交換器５から流出する第２冷媒の温度を氷点下としても、最も下流側に位置するエアクーラ２３内で着霜が生じることを抑制することができる。これにより、第２冷媒の循環流量を第１実施形態よりもいっそう少なくすることができる。
【００４１】
（第３実施形態）
図３に、本発明の第３実施形態に係る水素エンジンシステム１Ｃを示す。本実施形態の水素エンジンシステム１Ｃが第１実施形態の水素エンジンシステム１Ａと異なる点は、第１回路４に、冷熱放出器３２から流出する第１冷媒を膨張する膨張器４２が設けられている点である。このため、第１送出装置４１は、中間熱交換器５から流出する第１冷媒を圧縮する圧縮機である。膨張器４２は、例えば、ジュールトムソン弁、膨張タービンなどである。
【００４２】
本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、中間熱交換器５の上流側で第１冷媒が膨張器４２によって膨張されるため、中間熱交換器５に流入する第１冷媒の温度を第１実施形態よりも低下させることができる。つまり、液化水素から得られる冷熱量が第１実施形態と同様の場合においても、中間熱交換器５へ伝達する冷熱量を増やすことができる。従って、本実施形態の構成では、エンジン１１への液化水素の供給量が限られている場合でも、エアクーラ２３で冷却される給気の温度を低くすることができる。
【００４３】
なお、図示は省略するが、第１回路４に膨張器４２が設けられる代わりに、第２回路６に、中間熱交換器５から流出する第２冷媒を膨張する膨張器が設けられてもよい。この場合、第２送出装置６１は、エアクーラ２３から流出する第２冷媒を圧縮する圧縮機である。この構成でも、エンジン１１への液化水素の供給量が限られている場合でも、エアクーラ２３で冷却される給気の温度を低くすることができる。あるいは、第１回路４と第２回路６の双方に膨張器が設けられてもよい。
【００４４】
（第４実施形態）
図４に、本発明の第４実施形態に係る水素エンジンシステム１Ｄを示す。本実施形態の水素エンジンシステム１Ｄが第１実施形態の水素エンジンシステム１Ａと異なる点は、第１実施形態では中間熱交換器５が単一のユニットであるのに対し、本実施形態では中間熱交換器５が第１熱交換ユニット５１と第２熱交換ユニット５２を含む点である。
【００４５】
第１回路４は、冷熱放出器３２と第１熱交換ユニット５１との間で第１冷媒を循環させ、第２回路６は、第２熱交換ユニット５２とエアクーラ２３との間で第２冷媒を循環させる。さらに、中間熱交換器５は、第１熱交換ユニット５１と第２熱交換ユニット５２の間で第３冷媒を循環させる回路５３を含む。
【００４６】
第３冷媒は、第１冷媒よりも単位体積当たりの熱容量が大きく、かつ、第２冷媒よりも単位体積当たりの熱容量が小さい流体である。第３冷媒は、気体であってもよいし液体であってもよい。例えば、第３冷媒としては、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、ＰＦＣ（パーフルオロカーボン）、アルコール、アセトン、アンモニアなどを用いることができる。
【００４７】
回路５３には、第３冷媒を吸入して吐出する送出装置５４が設けられている。送出装置５４は、例えば、ポンプ、ブロアまたは圧縮機である。図例では、送出装置５４が第２熱交換ユニット５２の下流側であって第１熱交換ユニット５１の上流側に位置しているが、送出装置５４は第１熱交換ユニット５１の下流側であって第２熱交換ユニット５２の上流側に位置してもよい。
【００４８】
本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、第２冷媒と第３冷媒の合計循環流量を、第１実施形態の第２冷媒の循環流量よりも低減することができる。従って、冷媒循環に要する動力を低減することができる。
【００４９】
（第５実施形態）
図５に、本発明の第５実施形態に係る水素エンジンシステム１Ｅを示す。なお、図５では、図面の簡略化のために制御装置７および温度センサ７１，７２の作図を省略する。
【００５０】
本実施形態の水素エンジンシステム１Ｅが第１実施形態の水素エンジンシステム１Ａと異なる点は、第１実施形態では中間熱交換器５が単一のユニットであるのに対し、本実施形態では中間熱交換器５が第１熱交換ユニット５５と第２熱交換ユニット５６を含む点である。さらに、本実施形態では、燃料ライン３Ｂに、サブ冷熱放出器３３が設けられている。
【００５１】
第１回路４は、冷熱放出器３２と第１熱交換ユニット５１との間で第１冷媒を循環させる。中間熱交換器５は、第１熱交換ユニット５５と第２熱交換ユニット５６とを接続する流路５７を含み、第２回路６は、第１および第２熱交換ユニット５５，５６とエアクーラ２３との間で第２冷媒を循環させる。さらに、第２熱交換ユニット５６とサブ冷熱放出器３３との間では、第３回路８を通じて第３冷媒が循環される。
【００５２】
第３冷媒は、第１冷媒よりも単位体積当たりの熱容量が大きく、かつ、第２冷媒と単位体積当たりの熱容量が等しい、または、第２冷媒よりも単位体積当たりの熱容量が小さい流体である。第３冷媒は、気体であってもよいし液体であってもよい。第３冷媒の具体例は、第４実施形態と同じである。
【００５３】
第３回路８には、第３冷媒を吸入して吐出する第３送出装置８１が設けられている。第３送出装置８１は、例えば、ポンプ、ブロアまたは圧縮機である。図例では、第３送出装置８１が第２熱交換ユニット５６の下流側であってサブ冷熱放出器３３の上流側に位置しているが、第３送出装置８１はサブ冷熱放出器３３の下流側であって第２熱交換ユニット５６の上流側に位置してもよい。
【００５４】
本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、第１冷媒と第３冷媒の合計循環流量を第１実施形態の第１冷媒の循環流量よりも低減し、かつ、第２冷媒の循環流量を第１実施形態の第２冷媒の循環流量よりも低減することができる。従って、冷媒循環に要する動力を低減することができる。
【００５５】
（その他の実施形態）
本発明は上述した第１〜第５実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００５６】
例えば、給気ライン２Ａには、エアクーラ２３の上流側に予冷用エアクーラ２１が設けられなくてもよい。さらに、過給機１２が省略され、エンジン１１へは給気ライン２Ａを通じて大気中の空気が直接供給されてもよい。
【００５７】
また、制御装置７は、必ずしも第１温度センサ７１で検出される温度が第１設定温度Ｔ１以上となるように第１送出装置４１を制御する必要はない。例えば、図示は省略するが、第１回路４には、冷熱放出器３２をバイパスする第１バイパスラインと、冷熱放出器３２を通過する第１冷媒の流量と第１バイパスラインを流れる第１冷媒の流量との比率を変更する第１調整弁が設けられてもよい。そして、制御装置７は、第１温度センサ７１で検出される温度が第１設定温度Ｔ１以上となるように前記第１調整弁を制御してもよい。
【００５８】
また、制御装置７は、必ずしも第２温度センサ７２で検出される温度が第２設定温度Ｔ２以上となるように第２送出装置６１を制御する必要はない。例えば、図示は省略するが、第２回路６には、中間熱交換器５をバイパスする第２バイパスラインと、中間熱交換器５を通過する第２冷媒の流量と第２バイパスラインを流れる第２冷媒の流量との比率を変更する第２調整弁が設けられてもよい。そして、制御装置７は、第２温度センサ７２で検出される温度が第２設定温度Ｔ２以上となるように前記第２調整弁を制御してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１Ａ〜１Ｅ  水素エンジンシステム
１１  エンジン
１２  過給機
１３  圧縮機
２Ａ  給気ライン
２１  予冷用エアクーラ
２２  水分除去装置
２３  エアクーラ
３Ｂ  燃料ライン
３２  冷熱放出器
４    第１回路
４１  第１送出装置
４２  膨張器
５    中間熱交換器
６    第２回路
６１  第２送出装置
７    制御装置
７１  第１温度センサ
７２  第２温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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