JP2005033996A - 電気式の駆動装置と燃料電池系とを備えた構内運搬車及び構内運搬車を運転する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気式の駆動装置と燃料電池系とを備えた構内運搬車を改良して、ストック燃料の迅速かつ簡単な補充を行うことができるようにする。
【解決手段】電気式の駆動装置と燃料電池系８とを備えた構内運搬車１において、簡単に交換可能な少なくとも１つの燃料タンク１１が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気式の駆動装置と燃料電池系とを備えた構内運搬車に関する。本発明はまた同様に、電気式の駆動装置と燃料電池系とを備えた構内運搬車を運転する方法に関する。

構内運搬車（Flurfoerderzeug）は、例えば構内における物品運搬のために働く。すなわち構内運搬車はしばしば、エミッションのない運転が保証されねばならない閉鎖された建物内において使用される。従って多くの場合、主として構内領域において使用される構内運搬車では、エミッションのない運転を可能にするために、電気駆動装置が使用される。電気式の駆動装置のためのエネルギ供給装置としては、多くの場合バッテリが使用される。それというのは、バッテリの場合には成熟した技術を使用できるからである。しかしながらまた特に良好な効率に基づいて、燃料電池の使用も今日益々注目されている。燃料電池は多くの場合水素によって運転されるが、水素の貯蔵は、定置の場合でも車両においても面倒なもしくは高価なタンク系を必要とする。特に燃料電池自動車の燃料タンクの補給過程は、大きな手間もしくは費用を必要とし、このことは時間を要するのみならず、水素獲得又は水素貯蔵のための適宜な設備を要する。このような系においては一群の構内運搬車への分散的な供給は、特に手間がかかり、これに対して集中的な供給設備は、特に大きな工場もしくは構内では、不必要に長い走行距離を必要とし、ひいては耐用寿命に基づく故障の原因となる。

ゆえに本発明の課題は、従来公知の、電気式の駆動装置と燃料電池系とを備えた構内運搬車を改良して、ストック燃料の迅速かつ簡単な補充を行うことができるようにすることである。本発明の別の課題は、電気式の駆動装置と燃料電池系とを備えた構内運搬車を運転する方法を改良して、ストック燃料の補充を迅速かつ簡単に行うことができるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の構内運搬車では、簡単に交換可能な少なくとも１つの燃料タンクが設けられているようにした。

本発明のように構成された構内運搬車では、空の燃料タンクを充填する代わりに、満タンの燃料タンクと簡単に交換することができる。交換は、タンクの新たな充填に比べて、迅速かつ簡単に実施することができる。

本発明の特に有利な構成では、少なくとも２つの燃料タンクが設けられており、該燃料タンクが同時に燃料電池系への燃料供給のために使用可能である。このように構成されていると、１つの別の燃料タンクを大きな出力が必要な場合に使用することが可能であり、タンクの接続管路を、個々の接続管路が最大の所要出力をカバーするために使用されるような場合に比べて、それぞれ小さく設計することができる。

本発明の別の有利な構成では、少なくとも２つの燃料タンクが設けられており、該燃料タンクが選択的に燃料電池系への燃料供給のために使用可能である。このように構成されていると、タンクが空になるやいなや満タンのタンクを使用することができ、これによって例えば、構内運搬車を運転して、空のタンクを満タンのタンクと交換できる箇所に達することができる。さらに、異なった燃料を備えたタンクを使用することも可能である。

本発明の別の有利な構成では、燃料電池系への燃料供給のために使用される燃料タンクのうちの少なくとも１つが、操作員によって選択可能である。このようになっていると、操作員は、自分が最も適していると思うタンクを選択することができる。

本発明の特に有利な別の構成では、燃料電池系への燃料供給のために使用される燃料タンクのうちの少なくとも１つが、自動的に選択可能である。この場合選択は、運転状況によって自動的に行われるので、操作員は構内運搬車の運転に集中することができる。

また、燃料電池系への燃料供給のために使用される少なくとも１つの燃料タンクの選択が、少なくとも１つの燃料タンクの充填レベルに関連して実施可能であると、有利である。このようになっていると、空のタンクを不活性にして、満タンのタンクを燃料電池系への供給のために選び出すことができる。

本発明の別の有利な構成では、燃料電池系への燃料供給のために使用される少なくとも１つの燃料タンクの選択が、燃料電池系の燃料需要に関連して実施可能である。このようになっていると、複数の燃料タンクを活性化する、つまり同時に使用することによって、大きな燃料需要がカバーされる。

また、燃料電池系が異なった燃料によって運転可能であると、有利である。このようになっていると、異なった燃料を有する燃料タンクを使用することができ、異なった運転条件において異なった燃料の利点を利用することができる。

燃料として水素が使用されると、特に有利である。水素によって運転される燃料電池は、広く使用されており、有害なエミッションなしに運転可能である。

方法に関して前記課題を解決するために本発明では、少なくとも１つの簡単に交換可能な燃料タンクを構内運搬車の使用箇所においてストックするようにした。構内運搬車の燃料タンクが空になると、この空になった燃料タンクは、ストックされている満タンのタンクと簡単に交換することができる。燃料タンクの交換は、充填作業に比べて著しく迅速に行われる。これによって車両の停止時間は著しく短くなる。

一群の構内運搬車を運転すると有利である。一群の構内運搬車というのは、同じ運転現場において使用される構内運搬車又は、それ以外の形式で工場における作業において組織的に結び付けられる構内運搬車のことである。このような車両が複数存在する場合には、車両の数に比べて少数の燃料タンクをストックするだけでよく、これによって各車両に対する運転コストは低下する。燃料タンクの簡単な交換によって、充填装置は不要である。また複数の燃料タンクを簡単に分配及び貯蔵することができるので、充填ステーションまでの長い走行移動距離は省かれる。

さらにまた、特に種々様々な構造形式の一群の構内運搬車の種々異なった車両のために、同一の燃料タンクをストックすると、有利である。このようにすると、一群の車両の間において燃料タンクを自由に交換することが可能になり、これによって燃料タンクの在庫管理が簡単になる。一群の車両の中に、燃料タンクに貯えられた燃料によって運転するのに適した内燃機関を備えた車両が存在する場合には、このような車両もまた交換タンクからの燃料によって運転することができ、ひいては燃料供給を簡単にすることができる。

次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１には本発明による産業用トレーラ１が示されている。フレーム２は車両１の主要なエレメントを保持している。主要なエレメントは、操縦可能な前車軸３、図示されていない電気式の駆動モータを備えた後車軸４、牽引装置５、荷台６、及び例えば走行駆動モータのような電気式の装置を制御する装置（同様に図示せず）である。操作員はドライバ室７に座っており、そこから車両１を制御する。牽引装置５において、荷物を搬送するための台車を引っ掛け、車両１によって牽引することができる。車軸３と車軸４との間の空間において荷台６の下には、燃料電池系８が設けられており、この燃料電池系８は主として燃料電池ユニット９と電子制御装置１０とから成っている。燃料電池系８の後ろには２つの燃料タンク１１が配置されている。ドライバ室７の操作員によって認識される、燃料電池系８の制御及び監視機能のために、相応な接続部及び導電路（図示せず）が設けられている。燃料電池系８及び燃料タンク１１の個々の構成部材は、従来技術に基づいてその都度使用される燃料のために構成されている。例えば水素運転の場合には燃料タンク１１は低温圧力タンクとして又はメタルハイブリッドタンク（Metallhybridspeicher）として構成されている。室温において液状の燃料、例えばメタノールを用いて運転する場合には、燃料タンク１１は比較的単純に構成されていることができる。そのためにこの場合汎用の燃料電池の使用時には、燃料電池において変換可能な分子に燃料を分解するためのいわゆる改質器（Reformer）が必要であり、これは付加的なスペースを必要とする。

燃料を分解するための改質器が不要ないわゆるダイレクト燃料電池（Direktbrennstoffzelle）の使用によって、燃料としてメタノールを使用する場合にも、コンパクトな寸法を得ることができる。

燃料タンク１１のうちの１つが空になると、空になった燃料タンク１１は供給装置１２を介して再充填するか又は交換することができる。交換は図示の実施例では、特殊な荷物受容装置を備えたパレットトラック又はフォークリフト又は特殊装置によって側部から行われる。燃料タンク１１と車両１との間における図示されていない接続部、例えば燃料タンク１１を監視及び制御するための導電路及び燃料管路は、従来技術におけるように、それらが簡単に接続遮断できるように構成されている。有利には安全性の理由から、燃料タンクの取外しの可能性が存在する場合には、自動的な切離しが行われる。これは例えば、カバーフード１３の開放又は図示されていない保持装置の開放に関連していることができる。相応な設備が存在する場合には、燃料タンク１１の充填は直接、交換ステーションにおいて行うことができる。充填過程は、構内運搬車１の運転時間に比べて短い時間で行うことが望まれているので、２つの燃料タンク１１が設けられていることによって、事実上燃料タンク１１の交換によってしか中断されない運転が可能である。構内運搬車が多数存在する場合には、この方法はさらに有利である。このような場合、構内運搬車毎に２つの燃料タンクよりも少ない数の燃料タンクしか必要なく、これによって、１つの車両の場合に比べて車両毎のコストは著しく安価になる。しかしながらまた、空の燃料タンクのための充填ステーションが構内運搬車の使用箇所に存在しない場合に、本発明による方法は特に有利である。燃料タンクは簡単に運搬、貯蔵及び交換が可能であるので、燃料タンクはほぼ任意の箇所に貯蔵しておくことができ、ひいては交換を構内運搬車の使用場所において直接行うことができ、これに対して充填ステーションは空間的に大きく離れていることができる。充填は例えばそのために特殊化された運転によって、相応に大型の作業効率の良い設備を用いて行うことができ、このような設備はまた燃料タンクの保守をも行い、ひいては構内運搬車の使用者をこのような作業から解放する。この方法は、まったく異なった車両型式、例えば産業用トレーラ、フォークリフト、パレットトラックのような車両であっても、多数の車両が同一の燃料タンクによって運転できるようになっていると、特に効果的である。燃料タンクの同一性は、この場合特に、燃料のための接続部、燃料タンクを制御及び監視するための導電路及び機械的な保持装置に関連しており、これに対して構内運搬車の運転のために重要でない値、例えば内部構造、使用される燃料又はソケット容量（Fassungskapazitaet）のような値は、種々のバリエーションが可能である。燃料タンクが自由に交換可能であることに基づいて、一群（Flotte）の種々様々な車両におけるフレキシブルな使用が可能である。これによって在庫管理におけるコストが著しく減じられる。保守もまた、種々異なった多数の燃料タンク型式に比べて著しく簡単になる。

燃料タンク１１の取付け形式はもちろん、構内運搬車１の構造形式に関連しており、従って例えばカウンタバランス式フォークリフトのような他の型式の構内運搬車では、図示の実施例とは異なった形式で構成することができる。

図示の実施例ではトレーラ１は、交換可能な２つの燃料タンク１１を有している。しかしながらまた、少なくとも１つの交換可能な燃料タンク１１の他に、単数又は複数の燃料タンクが車両に固定的に設置されているような実施形態も可能である。このような実施形態は、充填可能性が構内運搬車１の使用箇所に存在していて、構内運搬車１の運転が、燃料タンク充填のために十分に長い運転休止を可能にするような場合に有利である。これによって管路の解離可能な接続部を省くことができ、ひいては車両１の構造費用及び製造コストが減じられる。固定的に設置された燃料タンクは、交換ステーションへの構内運搬車１の戻りを可能にするために、例えばリザーブタンクとしても働くことができ、相応に小さく構成されていることができる。特にリザーブタンクの場合には、交換可能なメインタンク１１を介しての充填も可能である。

図示の実施例では、燃料はまず初め両方の燃料タンク１１のうちの一方から取り出される。この一方の燃料タンク１１が空になると、自動的に、なお満タンの他方の燃料タンク１１に切り換えられる。この切換えは、操作員による操作なしに電子制御装置１０によって行われる。コックピット１４には選択された燃料タンク１１が表示される。さらに、充填レベル表示又は、空の燃料タンク１１のための表示がなされ、これによって操作員は、燃料タンク１１を交換もしくは充填しなくてはならないということを知ることができる。さらにまた、操作員自身が燃料タンク１１の切換えもしくはアクティブな燃料タンク１１の選択を行うような実施形態も可能である。

複数の燃料タンク１１を備えた構成では、燃料タンク１１を異なった燃料で満たすことも可能である。例えばメタノールタンクと水素タンクとが設けられていてもよい。水素は、有害なエミッションを発生させないので、特に室内における長時間使用の場合に適している。車両１が戸外において使用される場合には、長い走行区間を考慮する必要があり、これによって頻繁な燃料補給が必要になる。このような作業は、室温において液状であるメタノールを使用すると、例えば燃料タンク１１及び接続管路においてあまり高価な装置を必要とせず、水素運転の場合に比べて簡単かつ迅速に実施することができる。従って例えばメタノールタンクを固定的に設置して、水素タンク１１だけを簡単に交換可能にしておくことができる。この場合においても切換えは、操作員が行っても又は、建物のゲート通過時に自動的に行われてもよい。

他の実施形態では構内運搬車１は、通常運転時には両方の燃料タンク１１のうちの一方によって運転される。特に出力に関して高い要求が課せられた場合、ゆえに多くの燃料が必要な場合には、付加的に第２の燃料タンク１１も活性化され、その結果多量の燃料を使用することができる。第２の燃料タンク１１の接続もまた同様に、操作員によって行われても又は自動的に行われてもよい。

別の実施形態では構内運搬車１は、通常運転時に両方の燃料タンク１１から同時に運転される。これは、２つの燃料タンク１１を使用する場合に最も簡単な構造である。

上に述べた燃料タンク１１の使用に関する使用可能性のいずれを選択するかは、操作エレメント、供給管路及び制御装置を相応に構成することによって、単に電子制御装置１０のプログラミングにしか依存していない。これによって、構内運搬車１の運転条件又は装備に応じて前記可能性の間で選択することが可能であり、かつその都度の要求に対する最適な適合が可能になる。

２つよりも多くの燃料タンク１１が設けられている場合にも、アクティブな燃料タンク１１の選択時において同じ運転可能性が与えられており、つまり例えばすべての燃料タンク１１を同時に使用することも、ただ１つの燃料タンク１１を使用することも又は任意の数の燃料タンク１１を使用することも可能である。

本発明による構内運搬車を示す図である。

符号の説明

１ 構内運搬車、 ２ フレーム、 ３ 前車軸、 ４ 後車軸、 ５ 牽引装置、 ６ 荷台、 ７ ドライバ室、 ８ 燃料電池系、 ９ 燃料電池ユニット、 １０ 電子制御装置、 １１ 燃料タンク、 １２ 供給装置、 １３ カバーフード、 １４ コックピット

Claims (12)

1. 電気式の駆動装置と燃料電池系（８）とを備えた構内運搬車（１）であって、簡単に交換可能な少なくとも１つの燃料タンク（１１）が設けられていることを特徴とする、電気式の駆動装置と燃料電池系とを備えた構内運搬車。
2. 少なくとも２つの燃料タンク（１１）が設けられており、該燃料タンク（１１）が同時に燃料電池系（８）への燃料供給のために使用可能である、請求項１記載の構内運搬車。
3. 少なくとも２つの燃料タンク（１１）が設けられており、該燃料タンク（１１）が選択的に燃料電池系（８）への燃料供給のために使用可能である、請求項１記載の構内運搬車。
4. 燃料電池系（８）への燃料供給のために使用される燃料タンク（１１）のうちの少なくとも１つが、操作員によって選択可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の構内運搬車。
5. 燃料電池系（８）への燃料供給のために使用される燃料タンク（１１）のうちの少なくとも１つが、自動的に選択可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の構内運搬車。
6. 燃料電池系（８）への燃料供給のために使用される少なくとも１つの燃料タンク（１１）の選択が、少なくとも１つの燃料タンク（１１）の充填レベルに関連して実施可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の構内運搬車。
7. 燃料電池系（８）への燃料供給のために使用される少なくとも１つの燃料タンク（１１）の選択が、燃料電池系（８）の燃料需要に関連して実施可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の構内運搬車。
8. 燃料電池系（８）が異なった燃料によって運転可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の構内運搬車。
9. 燃料として水素が使用される、請求項１から８までのいずれか１項記載の構内運搬車。
10. 電気式の駆動装置と燃料電池系（８）とを備えた少なくとも１つの構内運搬車（１）を運転する方法であって、少なくとも１つの簡単に交換可能な燃料タンク（１１）を構内運搬車（１）の使用箇所においてストックすることを特徴とする、構内運搬車を運転する方法。
11. 一群の構内運搬車を運転する、請求項１０記載の方法。
12. 特に種々様々な構造形式の一群の構内運搬車（１）の種々異なった車両（１）のために、同一の燃料タンク（１１）をストックする、請求項１０又は１１記載の方法。

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