JP3110300U

JP3110300U - 可搬式燃料電池装置

Info

Publication number: JP3110300U
Application number: JP2005000610U
Authority: JP
Inventors: 和芳鈴木; 大介鈴木
Original assignee: 株式会社バンテック
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2011-02-09

Abstract

【課題】車両が進入不可能な通路でも、燃料電池装置を搬送可能にする。
【解決手段】縦長の筐体１と、筐体１前面に取り付けられた背負子２と、筐体１内の背負子２側の位置に配置された水素吸蔵合金体４と、水素吸蔵合金体４の背面に密接または近接して配置された固体高分子形燃料電池スタック５と、水素吸蔵合金体４および固体高分子形燃料電池スタック５の下方に配置されたインバータ８と、筐体１の天板９に形成され少なくとも燃料コックの摘みおよび出力用コンセントが配設された操作盤と、水素吸蔵合金体４から燃料コックを介して固体高分子形燃料電池スタック５へ配設された燃料供給管路と、固体高分子形燃料電池スタック５からインバータ８を介して出力用コンセントに接続された電気回路とを備える。
【選択図】図１

Description

本考案は可搬式燃料電池装置に関し、詳しくは、狭い通路でも自在に搬送することが可能であって、工事現場の電源、災害時の非常電源、レジャー用の電源として使用できる可搬式燃料電池装置に関する。

従来、無停電電源装置や非常用電源として、鉛バッテリーが使用されていた。この鉛バッテリーには寿命があり、定期的に交換する必要があった。また、鉛バッテリーは廃棄後の処理負担が大きいという問題があった。そこで、近年は、鉛バッテリーに比べ、環境への負担が少なくかつ変換効率に優れた電源装置として、燃料電池が注目されてきた。特に、燃料として水素を用いた燃料電池は、排出されるのが水であるため、環境に優しい電源装置として、普及が大いに期待されている。また、燃料から電力への変換効率に優れている燃料電池は、近年、小型で出力の大きいものも開発され、装置自体の移動が可能となり、その用途も、工事現場の電源、災害時の非常電源、レジャー用の電源等としての使用が可能になってきた。従来、装置の移動を可能にした燃料電池装置としては、特許文献１〜４に記載の「可搬式燃料電池装置」がすでに提案されている。
特開平１１−１５４５３０号公報特開平１１−１０２７１７号公報特開平１１−０９７０５０号公報特開平０６−３１０１６６号公報

しかしながら、上述した「可搬式燃料電池装置」は、それを構成する燃料容器等が必要な強度を確保するため堅牢な構造となり、その分、重量が増して、可搬式とはいうものの、容易に移動できるとは限らなかった。特に、地震災害等で、ライフラインや道路が寸断された山間地等には、電源確保のために上述した可搬式燃料電池装置を持ち込むことは、大変困難であった。そこで、本考案は、燃料電池装置を背負うことが可能な大きさおよび重量にするとともに、装置に背負子を取り付けることで、車両が進入不可能な通路でも、人間が装置を背負って自在に移動することを可能にした可搬式燃料電池装置を提案することを目的とした。

上記課題を解決するために、本考案に係る可搬式燃料電池装置は、縦長の筐体と、該筐体前面に取り付けられた背負子と、前記筐体内の前面側の位置に配置された水素吸蔵合金体と、該水素吸蔵合金体の背面に密接または近接して配置された固体高分子形燃料電池スタックと、前記筐体内に配置されたインバータと、前記筐体の天板に形成され少なくとも燃料コックおよび出力用コンセントが配設された操作盤と、前記水素吸蔵合金体から前記燃料コックを介して前記固体高分子形燃料電池スタックへ配設された燃料供給管路と、前記固体高分子形燃料電池スタックから前記インバータを介して前記出力用コンセントに接続された電気回路とを備えたことを特徴とする。ここで、前記可搬式燃料電池装置において、前記筐体の背負子側下端部にキャスターを設けることも可能である。

また、本考案に係る可搬式燃料電池装置は、縦長の筐体と、該筐体下端部に取り付けられたキャスターと、前記筐体内に配置された水素吸蔵合金体と、該水素吸蔵合金体の背面に密接または近接して配置された固体高分子形燃料電池スタックと、前記筐体内に配置されたインバータと、前記筐体の天板に形成され少なくとも燃料コックおよび出力用コンセントが配設された操作盤と、前記水素吸蔵合金体から前記燃料コックを介して前記固体高分子形燃料電池スタックへ配設された燃料供給管路と、前記固体高分子形燃料電池スタックから前記インバータを介して前記出力用コンセントに接続された電気回路とを備えたことを特徴とする。

また、前記可搬式燃料電池装置において、前記固体高分子形燃料電池スタックに給気ファンを設置し、該給気ファンを前記固体高分子形燃料電池スタックの出力により駆動することを特徴とする。

以上述べたように本考案によれば、装置全体を収納する筐体に背負子を設けたことで、装置を背負って移動することが可能となり、災害被災地や山間等の道路が完備していない場所への持ち込みが可能となる。また、筐体にキャスターを設けた場合は、平地での移動の際にキャスターを使用することで、少ない労力での移動が可能となる。

以下、図に基づいて本考案の実施形態を説明する。
図１は本考案の係る可搬式燃料電池装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。図において、１は筐体であり、図の右側の正面に背負子２が取り付けられている。筐体１の背負子２側の内壁に、ケース３に納められた水素吸蔵合金４が着脱自在に支持されている。ケース３の背面には、ＰＥＦＣ（固体高分子形燃料電池スタック）５が配置されている。ＰＥＦＣ５の上面には、給気ファン６が配置され、給気ファン６からの吐出空気が、ダクト７を介して、ＰＥＦＣ５の側面に供給されるように構成されている。筐体１の底部にはインバータ８が配置されている。なお、筐体１内の各部品は互いにチューブ、電線で接続されているがそれらの図示は省略している。

図２は図１の筐体１の天板９の上面に形成された操作盤１１の配置を示す平面図である。操作盤１１の中央には、燃料の水素の供給と遮断を切り換えるコックの摘み１２が配置され、その上方にＰＥＦＣ５の発電電圧を示す電圧計１３，１４が配置されている。摘み１２の下方には、発電した電力を出力するための商用電源用コンセント１５が配置されている。

図３は図１の第１の実施形態において、燃料である水素ガスの流れを示す配管図である。図１の実施形態では、水素を貯蔵しておく水素吸蔵合金４を２本備え、それぞれが５００リットルの容量のものを用いている。水素吸蔵合金４から放出された水素ガスは、コック１７，１８を経て、レギュレータ１９に送られ、圧力が調整される。レギュレータ１９は、０〜０．１Ｍｐａの範囲を調節できるものである。レギュレータ１９で圧力調整された水素ガスは、操作盤１１の下面に配置されたコック２１に送られる。このコック２１の切り換え操作は、図２の摘み１２により、筐体１の外部からなされる。コック２１を通過した水素ガスは、２個のＰＥＦＣ５に送られて、別途、給気ファン６によりＰＥＦＣ５に供給された空気中の酸素と化合反応して、水となり、ドレンコック２２を経て排出される。

図４は図１の第１の実施形態における電気的構成を示す電気回路図である。図１の実施形態では、ＰＥＦＣ５として、容量５００Ｗのものを２個用いている。ＰＥＦＣ５で発電された電力は、２４Vの直流であり、インバータ８に送られて、商用電源と同じ、１００V５０Hzの交流に変換された後、操作盤１１のコンセント１５へ送られる。なお、コンセント１５の出力の電圧は、２００Vとすることも可能であり、周波数も６０Hzとすることも可能である。また、図４の回路図には記載されていないが、ＰＥＦＣ５にはそれぞれ給気ファン６が設置されており、その給気ファン６は、それぞれのＰＥＦＣ５の出力電力により駆動される。また、このとき、ＰＥＦＣ５の出力電圧が低下すると、それを検知して給気ファン６の回転速度を増すように制御する構成としておくことで、コンセント１５に接続されている負荷の変動に対応することが可能となる。

以上のように構成された第１の実施形態は、筐体１の外形が、縦２５０mm、横３３０mm、高さ５５０mmに納めることが可能となり、全体重量が約２０Kgとなる。その結果、背負子２により、人間が背負うことで、移動が可能となる。すなわち、道路がなくても人間が歩める場所であれば、自在に、本考案の可搬式燃料電池装置を持ち込み、電源として使用することが可能となる。なお、筐体１の内部の部品では、水素吸蔵合金４が最も重量があるため、水素吸蔵合金４を前面の背負子２側に寄せて配置し、重心を前方寄りにしたため、背負いやすい構造である。

また、この可搬式燃料電池装置は、定格出力８００Wで１時間３０分の出力が可能であり、通常の非常電源設備としては、十分に機能するものである。なお、この可搬式燃料電池装置は、１時間３０分の発電をした後、別に用意しておいた水素吸蔵合金４を交換すれば、さらに発電を連続することが可能である。さらに、この実施形態では、取り扱う燃料の水素ガスが、低圧であるため、取り扱いが安全である。また、発電中に、ＰＥＦＣ５の発熱が、ＰＥＦＣ５に近接して配置されている水素吸蔵合金４に伝導して水素吸蔵合金４を加熱するようにしてあるため、熱の再利用が行われて、熱サイクルのシステムとして理想的である。また、発電中は、有害な排気ガスを排出することがないため、室内等の密閉された空間でも、安全に使用することができる。

次に、本考案の第２の実施形態について説明する。図５は本考案の係る可搬式燃料電池装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。図において、１は筐体であり、図の右側の正面側寄り下面にキャスター２４が取り付けられ、同じく、正面側上端に把手２５が取り付けられている。筐体１の正面側の内壁に、ケース３に納められた水素吸蔵合金４が着脱自在に支持されている。ケース３の背面には、ＰＥＦＣ（固体高分子形燃料電池スタック）５が配置されている。ＰＥＦＣ５の上面には、給気ファン６が配置され、給気ファン６からの吐出空気が、ダクト７を介して、ＰＥＦＣ５の側面に供給されるように構成されている。筐体１の底部にはインバータ８が配置されている。なお、筐体１内の各部品は互いにチューブ、電線で接続されているがそれらの図示は省略している。

図５の筐体１の天板９の上面には、操作盤が形成されているが、その配置は、第１の実施形態の操作盤を示した図２と同一であるので、図示および説明は省略する。同様に、燃料である水素ガスの流れを示す配管図も、第１の実施形態の配管図を示した図３と同一であるので、図示および説明は省略する。同じく、電気的接続を示す回路図も第１の実施形態の回路図を示した図４と同一であるので、図示および説明は省略する。このように、第２の実施形態は、燃料電池装置としての構成が、第１の実施形態と同一であるが、キャスター２４と把手２５が取り付けられていることで、平地の移動の際に、把手２５を把持し、キャスター２４を転動させて移動可能であり、背負子によって移動する第１の実施形態よりも移動に要する労力が軽減される。

なを、図示しないが第３の実施形態として、筐体の内部は図１および図５と同一構成にしておき、第１の実施形態と同じく筐体に背負子を取り付けるとともに、第２の実施形態と同じく筐体にキャスターと把手を取り付けることも可能である。この場合は、道のない場所での移動は背負子を用い、平坦な道路等を移動する場合はキャーターを使用することで、移動に要する労力を少なくすることが可能である。

本考案は、移動が容易であるため、工事現場の電源、災害時の非常電源、レジャー用の電源として使用可能である。

本考案の係る可搬式燃料電池装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。図１の筐体の天板の上面に形成された操作盤の配置を示す平面図である。図１の第１の実施形態における水素ガスの流れを示す配管図である。図１の第１の実施形態における電気的構成を示す電気回路図である。本考案の係る可搬式燃料電池装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。

符号の説明

１筐体
２背負子
３ケース
４水素吸蔵合金
５ＰＥＦＣ（固体高分子形燃料電池スタック）
６給気ファン
７ダクト
８インバータ
９天板
１１操作盤
１２摘み
１３，１４電圧計
１５商用電源用コンセント
１７，１８コック
１９レギュレータ
２１コック
２２ドレンコック
２４キャスター
２５把手

Claims

縦長の筐体と、該筐体前面に取り付けられた背負子と、前記筐体内の前面側の位置に配置された水素吸蔵合金体と、該水素吸蔵合金体の背面に密接または近接して配置された固体高分子形燃料電池スタックと、前記筐体内に配置されたインバータと、前記筐体の天板に形成され少なくとも燃料コックおよび出力用コンセントが配設された操作盤と、前記水素吸蔵合金体から前記燃料コックを介して前記固体高分子形燃料電池スタックへ配設された燃料供給管路と、前記固体高分子形燃料電池スタックから前記インバータを介して前記出力用コンセントに接続された電気回路とを備えたことを特徴とする可搬式燃料電池装置。
請求項１に記載の可搬式燃料電池装置において、
前記筐体の背負子側下端部にキャスターを設けたことを特徴とする可搬式燃料電池装置。
縦長の筐体と、該筐体下端部に取り付けられたキャスターと、前記筐体内に配置された水素吸蔵合金体と、該水素吸蔵合金体の背面に密接または近接して配置された固体高分子形燃料電池スタックと、前記筐体内に配置されたインバータと、前記筐体の天板に形成され少なくとも燃料コックおよび出力用コンセントが配設された操作盤と、前記水素吸蔵合金体から前記燃料コックを介して前記固体高分子形燃料電池スタックへ配設された燃料供給管路と、前記固体高分子形燃料電池スタックから前記インバータを介して前記出力用コンセントに接続された電気回路とを備えたことを特徴とする可搬式燃料電池装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の可搬式燃料電池装置において、
前記固体高分子形燃料電池スタックに給気ファンを設置し、該給気ファンを前記固体高分子形燃料電池スタックの出力により駆動することを特徴とした可搬式燃料電池装置。