JP2006127880A - Power supply system - Google Patents

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Keiichi Fukuzawa
敬一 福澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enjoy at the maximum high efficiency power generation and effect on quick charge of a fuel cell while small size and light weight are kept by mounting the fuel cell on a video camera in a divided state. <P>SOLUTION: A power generating means of the fuel cell is mounted on a video camera body, a fuel supply device attachable to and removable from the video camera body is installed, and the means such as a reformer and a hydrogen storage alloy are installed in the fuel supply means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、比較的大きな電力を要する携帯可搬装置、特に手元操作と小回り効くハンドリングが必要な道具、具体的には、動く対象に向けて画像データを取込むデジタルカメラ、デジタルビデオカメラを想定した電源供給システムに関する技術である。   The present invention assumes a portable device that requires relatively large electric power, particularly a tool that requires hand-operated operation and handling with a small turn, specifically, a digital camera and a digital video camera that capture image data toward a moving object. This is a technology related to the power supply system.

比較的大容量の電力を必要とするデジタル機器の中で、可搬性が重視されるカメラ特にビデオカメラは、小型化が進みバッテリーの占める面積や重量も大きなものとなっている。   Among digital devices that require a relatively large amount of power, cameras that are important for portability, especially video cameras, have become smaller and have a large area and weight.

そこで、現在のリチウムイオン二次電池よりもさらなる高効率なバッテリーシステムが求められている。   Therefore, there is a need for a battery system that is even more efficient than current lithium ion secondary batteries.

一方、最近注目を浴びてきている燃料電池は、変換効率がかなり高く電気自動車への応用以外にも、携帯機器への応用も期待されている。   On the other hand, fuel cells that have recently attracted attention are expected to be applied not only to electric vehicles but also to portable devices in addition to their considerably high conversion efficiency.

ここで、一般的な燃料電池を携帯機器に応用するにあたっての構成例について、図5に従って説明する。   Here, a configuration example in applying a general fuel cell to a portable device will be described with reference to FIG.

図において、100が燃料電池ユニットで、101はエタノール等の燃料タンク、102が蒸発器、103がエタノールから水素を含む成分に変換する改質器、104が生成された成分から水素を取り出す水素分離器、106は水素と酸素の化学反応で電子を取り出す燃料電池本体のスタック、107は取り出した電子で電気が充電される二次電池、108は燃料電池の化学反応で生成する水分を凝縮する水素凝縮器である。   In the figure, 100 is a fuel cell unit, 101 is a fuel tank such as ethanol, 102 is an evaporator, 103 is a reformer that converts ethanol into a component containing hydrogen, and 104 is a hydrogen separator that extracts hydrogen from the generated component , 106 is a stack of a fuel cell main body that extracts electrons by a chemical reaction between hydrogen and oxygen, 107 is a secondary battery that is charged with electricity by the extracted electrons, and 108 is hydrogen that condenses moisture generated by the chemical reaction of the fuel cell. It is a condenser.

ここで、電気の発生する過程を図5に従って説明する。   Here, the process of generating electricity will be described with reference to FIG.

電気供給オンになると制御部110により燃料タンク101の燃料供給が開始される。   When the electric supply is turned on, the control unit 110 starts the fuel supply to the fuel tank 101.

燃料タンク101より燃料電池の主燃料となるエタノールが蒸発器102に供給される。一方前記制御部110は、加熱部105に対しても加熱開始の指示を出し、蒸発器102と改質器103を加熱する。前記蒸発器102では、前記エタノール以外に後述する発電作用で生成する水分も供給されており、前記過熱操作によりエタノールと水分を蒸発させ改質器103へ供給する。加熱された改質器103では、ルテニウム(Ru)等の触媒により、供給されたエタノールと水分の気体が
CHOH+HO→CO+3H
の化学反応が起こし、水素(H)等が生成される。前記生成物は、パラジウム(Pd)等を利用した水素分離器104で、二酸化炭素と水素を分離し、水素だけを燃料電池のスタック106へ供給する。前記生成された水素は、一部加熱部105へ戻し、加熱部の燃焼作用にも利用している。
Ethanol, which is the main fuel of the fuel cell, is supplied from the fuel tank 101 to the evaporator 102. On the other hand, the control unit 110 instructs the heating unit 105 to start heating, and heats the evaporator 102 and the reformer 103. In the evaporator 102, moisture generated by a power generation action described later is also supplied in addition to the ethanol, and ethanol and moisture are evaporated and supplied to the reformer 103 by the overheating operation. In the heated reformer 103, the supplied ethanol and moisture gas is converted into CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 3H 2 by a catalyst such as ruthenium (Ru).
The chemical reaction occurs, and hydrogen (H 2 ) and the like are generated. The product is separated into carbon dioxide and hydrogen by a hydrogen separator 104 using palladium (Pd) or the like, and only hydrogen is supplied to the fuel cell stack 106. The generated hydrogen is partially returned to the heating unit 105 and used for the combustion action of the heating unit.

一般的な水素を燃料とする燃料電池のスタック(本体)106の構造について、図6,図7に示す。図6において、201は燃料極側ガス通路、202は燃料極(アノード)、203はセパレータ、204は高分子固体電解質膜、205はセパレータ、206は空気極(カソード)、207は空気極側ガス通路である。図7に示すように、これらの部材201〜207が一組の重ね合わせ構造になってセルを構成し、前記セルをスタック構造に重ねた構造で、燃料電池の本体は構成されている。   6 and 7 show the structure of a stack (main body) 106 of a general fuel cell using hydrogen as a fuel. In FIG. 6, 201 is a fuel electrode side gas passage, 202 is a fuel electrode (anode), 203 is a separator, 204 is a polymer solid electrolyte membrane, 205 is a separator, 206 is an air electrode (cathode), and 207 is an air electrode side gas. It is a passage. As shown in FIG. 7, these members 201 to 207 form a set of overlapping structures to form a cell, and the fuel cell main body is configured to have a structure in which the cells are stacked in a stacked structure.

つぎに、燃料電池本体での発電動作について、図6を用いて説明する。まず、燃料となる水素が燃料極側のガス通路201の入口201aからに吸入される。燃料極203では、白金の触媒作用により、
2H→4H+4e
の化学反応が起こる。ここで発生した水素イオンは、電解質ポリマー204を移動する。電解質ポリマー204は水素イオンを伝導するだけで、電子は伝導しない。前記発生した電子はセパレータ205を介して外部の電気回路に流れ出す。
Next, the power generation operation in the fuel cell main body will be described with reference to FIG. First, hydrogen as fuel is sucked from the inlet 201a of the gas passage 201 on the fuel electrode side. In the fuel electrode 203, the catalytic action of platinum
2H 2 → 4H + + 4e
The chemical reaction occurs. The hydrogen ions generated here move through the electrolyte polymer 204. The electrolyte polymer 204 only conducts hydrogen ions, not electrons. The generated electrons flow out to an external electric circuit through the separator 205.

一方、空気極側では、外部から流れ込む電子がセパレータ205を介して、空気極206に流れる。空気極206では、外部からガス通路207に吸気された空気の中の酸素と、電解質ポリマー106を伝導してきた水素イオンと化学反応を起こす。
+4H+4e→2H
On the other hand, on the air electrode side, electrons flowing from the outside flow to the air electrode 206 through the separator 205. In the air electrode 206, a chemical reaction occurs between oxygen in the air sucked into the gas passage 207 from the outside and hydrogen ions conducted through the electrolyte polymer 106.
O 2 + 4H + + 4e → 2H 2 O

ここで、発生した水分はガス通路の出口207から排出される。   Here, the generated moisture is discharged from the outlet 207 of the gas passage.

全体の反応としては、
2H+O→2H
の発熱反応となり、電子の流れが発生するので、発電動作をしたことになる。
The overall reaction is
2H 2 + O 2 → 2H 2 O
The exothermic reaction occurs and the flow of electrons is generated, so that the power generation operation is performed.

以上のように、燃料電池のスタック106では発電動作が展開されるとともに、水分と熱も発生することになる。   As described above, the fuel cell stack 106 develops a power generation operation and also generates moisture and heat.

図5に戻ると、前記発生した水分は、水凝縮器108で回収され、前述した蒸発器102に供給される。また、発生した電気は二次電池107等に充電され、ポータブル携帯機器の電源にも利用できるとされている。   Returning to FIG. 5, the generated water is recovered by the water condenser 108 and supplied to the evaporator 102 described above. The generated electricity is charged in the secondary battery 107 or the like and can be used as a power source for portable portable devices.

しかしながら、燃料電池は上記のように、燃料電池本体だけでなく、改質器や加熱部等の複数の部材で構成され比較的大規模なシステムになりやすい。また、改質器等を省略し、水素を生の形で保存できる水素吸蔵合金なるものもあるが、重くなってしまう。   However, as described above, the fuel cell is constituted not only by the fuel cell main body but also by a plurality of members such as a reformer and a heating unit, and is likely to be a relatively large scale system. In addition, there is a hydrogen storage alloy that omits the reformer and can store hydrogen in a raw form, but it becomes heavy.

さらに、前述したように化学反応を起こさせるのに加熱したりする操作も必要で、起動停止に関しては、多くに時間を消費してしまい、従来の二次電池のような扱いやすさがなくなっている。   Furthermore, as described above, it is necessary to perform an operation such as heating to cause a chemical reaction, and much time is consumed with regard to starting and stopping, and the handling as with a conventional secondary battery is lost. Yes.

以上のことから、従来の燃料電池をそのまま携帯機器に搭載し本電源に利用してしまうと、大きさや重さだけでなく、起動停止や発熱に関して、不向きな現象が多々発生することが予想される。   From the above, if a conventional fuel cell is directly installed in a portable device and used for this power supply, it is expected that many unsuitable phenomena will occur not only in terms of size and weight but also in terms of start / stop and heat generation. The

そこで、結局、携帯機器には本体には二次電池を装着し、その二次電池を充電するための、燃料電池を利用したポータブル充電器の提案は、特許文献1でなされている。
特開平6−310166号公報
Therefore, in the end, Patent Document 1 proposes a portable charger using a fuel cell for mounting a secondary battery on a main body of a portable device and charging the secondary battery.
JP-A-6-310166

しかしながら、特許文献1では、燃料電池で発生した電力を、一旦ビデオカメラ等の本体機器に装着する二次電池に充電して電力供給するので、携帯機器のバッテリーの使用時間は、従来と同様に二次電池に依存してしまう。つまり、燃料電池の本来と特性である高効率な発電能力を活用していない。また、電力の充電時間も、本来の燃料電池なら燃料を充填すればよいので比較的短時間で実現するのであるが、開示された従来例では、従来通りの二次電池の充電時間を消費してしまう。   However, in Patent Document 1, since the electric power generated in the fuel cell is charged and supplied to a secondary battery once mounted on a main device such as a video camera, the usage time of the battery of the portable device is the same as in the past. It depends on the secondary battery. In other words, it does not utilize the high-efficiency power generation capability that is the original characteristic of fuel cells. In addition, the charging time of electric power can be realized in a relatively short time because it is sufficient to fill the fuel with an original fuel cell. However, in the disclosed conventional example, the charging time of the secondary battery as in the conventional case is consumed. End up.

本発明は、以上の問題を解決するために、燃料電池への燃料供給部分を、可般型本体から分離し、可搬型本体には燃料電池の電力発生部を搭載することにより、携帯機器の大きさや重さを維持しつつ、かつ、燃料電池の高効率の電源システムを享受できるようになった電源供給システムを提供することを目的とする。   In order to solve the above problems, the present invention separates the fuel supply portion to the fuel cell from the portable main body, and the portable main body is equipped with the power generation unit of the fuel cell, thereby An object of the present invention is to provide a power supply system capable of enjoying a high-efficiency power supply system for a fuel cell while maintaining the size and weight.

この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。   The present invention can solve the above problems by providing the following configuration.

(1)燃料電池駆動型携帯可搬システムにおいて、携帯可搬型装置本体に、燃料電池の電力生成手段と、短期的で容量の少ない燃料備蓄手段を設け、前記本体と着脱可能な燃料供給装置に、燃料電池の燃料保存手段から燃料抽出する燃料抽出手段と、前記燃料備蓄手段への燃料供給手段と、燃料供給装置の着脱に応じて前記燃料抽出手段と前記燃料供給手段を制御する燃料供給制御手段を有することを特徴とする電源供給システム。   (1) In a fuel cell-driven portable portable system, a portable portable device main body is provided with a fuel cell power generation means and a short-term, low-capacity fuel storage means. A fuel extraction means for extracting fuel from the fuel storage means of the fuel cell, a fuel supply means for the fuel storage means, and a fuel supply control for controlling the fuel extraction means and the fuel supply means according to the attachment / detachment of the fuel supply device A power supply system comprising means.

本発明によれば、燃料電池への燃料供給部分を、可般型本体から分離することにより、携帯機器の大きさや重さを軽減し、かつ、燃料電池の高効率の電源システムを享受できるようにする。   According to the present invention, by separating the fuel supply portion to the fuel cell from the portable main body, the size and weight of the portable device can be reduced, and a highly efficient power supply system for the fuel cell can be enjoyed. To.

以下に、発明を実施した実施例を説明する。   Examples in which the invention is implemented will be described below.

図1は、本発明を実施したビデオカメラの電源システムの概念図である。   FIG. 1 is a conceptual diagram of a power supply system for a video camera embodying the present invention.

図において、20は燃料電池本体を搭載する携帯型ビデオカメラ、50は本体内の燃料電池に燃料を供給する燃料電池チャージ部である。チャージ部50には、燃料交換用タンクを矢印の部分から挿入することを示している。このように、本電源システムでは、燃料電池チャージ部50が、カメラ本体20とは別体になっているところ部分が特徴である。   In the figure, 20 is a portable video camera on which a fuel cell main body is mounted, and 50 is a fuel cell charging section for supplying fuel to the fuel cells in the main body. The charging unit 50 indicates that a fuel replacement tank is inserted from the arrowed portion. As described above, this power supply system is characterized in that the fuel cell charging unit 50 is separate from the camera body 20.

以下、本発明の構成および動作について、詳細ブロック図2をもとに説明していく。図において、10が本体内に内蔵された燃料電池電源システム、11が水素タンク、12が燃料電池本体のスタック、13が二次電池、14が保温水タンク、50が燃料電池チャージ部、51が燃料タンク、52が蒸発器、53が改質器、54が水素分離コンプレッサ部、55が加熱部、56が制御部である。   Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to the detailed block diagram 2. FIG. In the figure, 10 is a fuel cell power supply system built in the main body, 11 is a hydrogen tank, 12 is a stack of fuel cell main bodies, 13 is a secondary battery, 14 is a warm water tank, 50 is a fuel cell charging unit, 51 is A fuel tank, 52 is an evaporator, 53 is a reformer, 54 is a hydrogen separation compressor unit, 55 is a heating unit, and 56 is a control unit.

次に、本電源システムの動作について説明する。基本的な流れは、従来例で説明したもの同じ重複部分もあるので、該当部分はある程度簡略して説明する。   Next, the operation of the power supply system will be described. Since the basic flow includes the same overlapping parts as described in the conventional example, the relevant parts will be described with some simplification.

図2でチャージ部50の入口から挿入された燃料タンク51には、エタノールが充填されている。このような状態で、図1に示すように、チャージ部50と本体が合体すると、図2のマイコン制御部56が検出しチャージ部50の動作を開始する。   The fuel tank 51 inserted from the inlet of the charging unit 50 in FIG. 2 is filled with ethanol. In this state, as shown in FIG. 1, when the charging unit 50 and the main body are combined, the microcomputer control unit 56 in FIG. 2 detects and starts the operation of the charging unit 50.

まず、燃料タンク51に対しては、充填されているエタノールの蒸発器52への供給を開始する。蒸発器52では、制御部の指令を受けて、前記燃料タンク51からのエタノールと後述する電池本体から供給される熱水を加熱部55により受ける熱量で蒸発させる。前記加熱部55もまた、制御部56の指令を受けて動作している。上記処理により蒸発したエタノールと水分は、改質器53に送られ、Ru等の触媒と加熱部55の熱量により、水素と二酸化炭素に改質される。ここで、生成された気体は、水素分離&コンプレッサ部54内で、Pdにより水素成分だけ抽出され、さらにコンプレッサで、本体電池10内の水素タンク11に供給される。従来例と同様に、水素の一部は加熱部55の燃焼行程に利用され、改質器53と蒸発器52に熱を供給する。   First, supply of the filled ethanol to the evaporator 52 is started for the fuel tank 51. In the evaporator 52, in response to a command from the control unit, ethanol from the fuel tank 51 and hot water supplied from a battery body to be described later are evaporated by the amount of heat received by the heating unit 55. The heating unit 55 is also operated in response to a command from the control unit 56. The ethanol and water evaporated by the above process are sent to the reformer 53 and reformed to hydrogen and carbon dioxide by a catalyst such as Ru and the heat quantity of the heating unit 55. Here, the generated gas is extracted only by the hydrogen component by Pd in the hydrogen separation & compressor unit 54 and further supplied to the hydrogen tank 11 in the main battery 10 by the compressor. As in the conventional example, part of the hydrogen is used for the combustion stroke of the heating unit 55 and supplies heat to the reformer 53 and the evaporator 52.

チャージ部50で生成された水素は、本体の水素タンク11に逐次充填されるが、コンプレッサ54により、圧力をかけて充填されるので、効率的に水素を格納することができる。前記水素は、水素タンク11より燃料電池スタック12へ供給され、従来例で述べたように発電動作が開始される。発電により使用されない電気は、二次電池を充電するために使用される。   The hydrogen generated in the charging unit 50 is sequentially filled into the hydrogen tank 11 of the main body. However, since the compressor 54 fills with pressure, the hydrogen can be stored efficiently. The hydrogen is supplied from the hydrogen tank 11 to the fuel cell stack 12, and the power generation operation is started as described in the conventional example. Electricity that is not used by power generation is used to charge the secondary battery.

前記燃料電池スタック12の発電動作により発生した水分および発熱量は、保温水タンク14に回収される。保温水タンク14は、反応により生成された水分を回収するだけでなく、前記水分を燃料電池スタック12の周りを巡回させて水分に熱を吸収させ、熱水状態で水分を回収する構成となっている。つまり、保温水タンク14は、反応熱を水分とともに回収することが可能で、その熱容量を逃がさないような保温構造となっている。   The water and heat generated by the power generation operation of the fuel cell stack 12 are collected in the hot water tank 14. The insulated water tank 14 not only collects the water generated by the reaction, but also circulates the water around the fuel cell stack 12 to absorb the heat into the water and collects the water in the hot water state. ing. That is, the heat insulation water tank 14 has a heat insulation structure that can collect reaction heat together with moisture and does not release the heat capacity.

前記保水タンク14に回収された熱水は、前述したように、チャージ部50の蒸発器52へ供給され、エタノールの改質作業に利用される。このように、本発明では、燃料電池で発生した熱と水分を保温水タンク14に一旦蓄積し、チャージ部の改質作業の要求に応じて、水分と熱を供給できる熱交換システムとなっている。また、本実施例では、水素タンク11に水素を充填するとき高圧にするので、このとき発生する熱量もまた、保温水タンク14の回収システムに利用すると、さらに効率のよい熱交換システムとなる。   As described above, the hot water collected in the water retention tank 14 is supplied to the evaporator 52 of the charging unit 50 and used for the ethanol reforming operation. As described above, in the present invention, heat and water generated in the fuel cell are temporarily stored in the heat retaining water tank 14, and the heat exchange system can supply water and heat according to the request for the reforming operation of the charging unit. Yes. Further, in this embodiment, when the hydrogen tank 11 is filled with hydrogen, the pressure is increased. Therefore, if the amount of heat generated at this time is also used for the recovery system of the warm water tank 14, a more efficient heat exchange system is obtained.

以上は、本体電池10とチャージ部50を合体したときの動作である。このときの動作は、燃料電池スタック12の発電動作による二次電池の充電完了を待たずに、逐次水素タンク11に水素を供給している。つまり、燃料電池へのチャージ時間は、チャージ部50の改質器53の反応速度にのみ依存することになる。そして、これは、改質器の化学反応が一旦開始されてしまえば、二次電池への充電動作よりも速い速度で水素を生成することができるので、燃料電池スタックによる二次電池の充電が完了する前に、水素タンク11に所定量の水素が充填されてしまう。よって、前述したような水素充填動作が完了してしまえば、本体電池10とチャージ部50を切り離すことが可能となる。   The above is the operation when the main battery 10 and the charging unit 50 are combined. In this operation, hydrogen is sequentially supplied to the hydrogen tank 11 without waiting for the completion of charging of the secondary battery by the power generation operation of the fuel cell stack 12. That is, the charging time for the fuel cell depends only on the reaction rate of the reformer 53 of the charging unit 50. This is because, once the chemical reaction of the reformer is started, hydrogen can be generated at a faster rate than the charging operation of the secondary battery, so that the secondary battery can be charged by the fuel cell stack. Before completion, the hydrogen tank 11 is filled with a predetermined amount of hydrogen. Therefore, once the hydrogen filling operation as described above is completed, the main battery 10 and the charging unit 50 can be separated.

そこで、今度は、チャージ部が切り離されたときの動作について説明する。切り離されたチャージ部50は、切り離し状態を制御部56が検出すると、燃料タンク51へ燃料供給停止を指示する。蒸発器52では、エタノールだけでなく、本体が分離されたので、熱水も供給されなくなり、改質器53への供給はとまる。すると、加熱部での改質反応は終了し水素分離コンプレッサ54への水素供給も終了する。したがって、水素の生成は停止する。制御部56は、同時に、コンプレッサ54や加熱部55の動作も停止させる。   Therefore, this time, the operation when the charging unit is disconnected will be described. The separated charging unit 50 instructs the fuel tank 51 to stop fuel supply when the control unit 56 detects the separated state. In the evaporator 52, not only ethanol but also the main body is separated, so that hot water is not supplied and supply to the reformer 53 is stopped. Then, the reforming reaction in the heating unit is finished, and the hydrogen supply to the hydrogen separation compressor 54 is also finished. Therefore, the production of hydrogen stops. At the same time, the control unit 56 stops the operations of the compressor 54 and the heating unit 55.

一方、切り離された本体電池10での動作は、水素タンク11に水素がある限り燃料電池の発電動作は続く。そして、発電動作で発生する熱と水分は、保温水タンク14に逐次回収されていく。このように、分離されても発電動作は引きつづき継続されている。したがって、この状態で本体機器の電源を入れることが可能で、燃料電池で発電された電池を直接利用することができる。つまり、高効率で生成された電力を直接利用することができる。また、利用されなり電力は二次電池を充電している。たとえば、本体電源を切った場合でも、燃料電池は水素タンクに水素が残っている限り発電動作を継続し、起動停止の制御しやすい二次電池を充電している。   On the other hand, the operation of the disconnected main battery 10 continues the power generation operation of the fuel cell as long as there is hydrogen in the hydrogen tank 11. Then, heat and moisture generated by the power generation operation are sequentially collected in the warm water tank 14. Thus, even if it isolate | separates, electric power generation operation continues. Accordingly, the main device can be turned on in this state, and the battery generated by the fuel cell can be directly used. That is, power generated with high efficiency can be directly used. Moreover, the electric power used is charging the secondary battery. For example, even when the main power supply is turned off, the fuel cell continues the power generation operation as long as hydrogen remains in the hydrogen tank, and charges the secondary battery that can be easily controlled for starting and stopping.

このように、本体とチャージ部を切り離したあとも充電動作は継続することができる。これは、通常二次電池を充電する時間より短時間で燃料電池に水素をチャージし、本体を分離して使用可能な状態にできるので、実質充電時間を短縮化している効果がある。   In this way, the charging operation can be continued even after the main body and the charging unit are separated. This is because the fuel cell can be charged with hydrogen in a shorter time than the normal charging time of the secondary battery, and the main body can be separated for use, so that the substantial charging time is shortened.

さらに、燃料電池のシステムを分離することにより、燃料電池スタックのみの本体内蔵が実現することができるので、コンパクトな大きさと軽い重量を維持することができる。   Further, by separating the fuel cell system, it is possible to realize a built-in main body of only the fuel cell stack, so that a compact size and a light weight can be maintained.

さらに、保温水タンクで本体内の発熱反応とチャージ部の吸熱反応の熱交換システムを実現することができるので、燃料電池を分離しても効率よく発電することができるのである。   Furthermore, since the heat exchange system of the exothermic reaction in the main body and the endothermic reaction in the charging portion can be realized by the heat retaining water tank, it is possible to generate power efficiently even if the fuel cell is separated.

次に、本発明を実施した第二の実施例について、図3を使って説明する。図において、第一の実施例と同じ番号で示されたものは、同じものなので、説明は省略する。60は燃料電池のチャージ部、61は水素吸蔵合金、62はコンプレッサ、63は加熱部、64は制御部である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals as those in the first embodiment are the same, and the description is omitted. 60 is a charging part of the fuel cell, 61 is a hydrogen storage alloy, 62 is a compressor, 63 is a heating part, and 64 is a control part.

ここで、電池本体10とチャージ部60を合体したときの動作を説明する。水素吸蔵合金61には、水素が貯蔵されており加熱により水素成分を取り出すことができる。図3において、本体電池10とチャージ部60の合体が検知されると、制御部64は加熱部63に対して指示をだす。加熱部63は制御部の指示にしたがって、加熱を開始し水素吸蔵合金61を加熱する。加熱された水素吸蔵合金61からは、水素が発生し、コンプレッサ62に供給される。生成された水素は、コンプレッサ62により本体電池10の水素タンク11に充填される。   Here, the operation when the battery body 10 and the charging unit 60 are combined will be described. Hydrogen is stored in the hydrogen storage alloy 61, and a hydrogen component can be taken out by heating. In FIG. 3, when the combination of the main battery 10 and the charging unit 60 is detected, the control unit 64 gives an instruction to the heating unit 63. The heating unit 63 starts heating and heats the hydrogen storage alloy 61 in accordance with an instruction from the control unit. Hydrogen is generated from the heated hydrogen storage alloy 61 and supplied to the compressor 62. The generated hydrogen is filled into the hydrogen tank 11 of the main battery 10 by the compressor 62.

以下発電動作は、実施例1と同じであるので、説明を省略する。なお、本体の燃料電池スタック12で生成された熱と水分は、前述と同様に保温水タンク14に回収されるが、その熱水を、チャージ部60の加熱部63に供給している。これにより、燃料電池で発生した反応熱を、水素を取出すための吸熱反応に利用する熱交換システムが成り立ち、より効率的な発電動作が実現できる。   Since the power generation operation is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. The heat and moisture generated by the fuel cell stack 12 of the main body are collected in the heat retaining water tank 14 as described above, but the hot water is supplied to the heating unit 63 of the charging unit 60. As a result, a heat exchange system that uses the reaction heat generated in the fuel cell for an endothermic reaction to extract hydrogen is realized, and a more efficient power generation operation can be realized.

このように、本実施例では、燃料電池の水素供給手段の水素吸蔵合金を着脱可能なチャージ部に分離することにより、比較的大きな重量となる燃料電池部を本体から取り除くことができた。つまり、携帯機器に最適な小型軽量の燃料電池を搭載することが可能となっている。   As described above, in this embodiment, by separating the hydrogen storage alloy of the hydrogen supply means of the fuel cell into the detachable charge portion, the fuel cell portion having a relatively large weight could be removed from the main body. That is, it is possible to mount a small and lightweight fuel cell that is optimal for portable devices.

また、燃料電池本体で発生した熱を、分離したチャージ部に供給することにより、熱交換システムを実現することができ、さらに効率的な発電動作を実現することができる。   Further, by supplying the heat generated in the fuel cell main body to the separated charge unit, a heat exchange system can be realized, and a more efficient power generation operation can be realized.

さらに、本発明を実施した第三の実施例を図4にしめす。先と同様に、同じ番号の部分は同じ機能を有する部分であるので、説明は省略する。図において、15は本体電池10に搭載されたコンデンサ、70は燃料電池のチャージ部を搭載するストロボ、71は液体水素ボンベ、72はコンプレッサ、73は加熱部、74は制御部、75はコンデンサ、76はストロボ発光回路である。   Further, FIG. 4 shows a third embodiment in which the present invention is implemented. Similarly to the above, the parts having the same numbers have the same functions, and thus the description thereof is omitted. In the figure, 15 is a capacitor mounted on the main battery 10, 70 is a strobe mounting a charging unit of the fuel cell, 71 is a liquid hydrogen cylinder, 72 is a compressor, 73 is a heating unit, 74 is a control unit, 75 is a capacitor, Reference numeral 76 denotes a strobe light emitting circuit.

次に、ストロボ部70の水素生成動作について、説明する。図において、本体10にストロボ部70を装着すると、制御部74がこれを検出し、液体水素ボンベの弁を開放する。液体水素ボンベから放出された水素はコンプレッサ部72に供給され、本体10の水素タンク11に充填される。   Next, the hydrogen generation operation of the strobe unit 70 will be described. In the figure, when the strobe unit 70 is attached to the main body 10, the control unit 74 detects this and opens the valve of the liquid hydrogen cylinder. Hydrogen released from the liquid hydrogen cylinder is supplied to the compressor unit 72 and filled in the hydrogen tank 11 of the main body 10.

以下、カメラ本体内の発電動作は、前述と同じである。また、発電反応で生成された熱は、熱水となってストロボ部70の加熱部73を供給される。加熱部73では、液体水素ボンベ71からの水素の放出を促進するために、前記液体水素ボンベ71を暖める部分で、前記熱水が通ることで、液体水素ボンベ71を暖めている。このように、本実施例においても、水分を媒体とした熱交換システムを構成することで、より効率的な水素生成を実現している。   Hereinafter, the power generation operation in the camera body is the same as described above. Further, the heat generated by the power generation reaction becomes hot water and is supplied to the heating unit 73 of the strobe unit 70. In the heating unit 73, in order to promote the release of hydrogen from the liquid hydrogen cylinder 71, the liquid hydrogen cylinder 71 is heated by allowing the hot water to pass through the portion where the liquid hydrogen cylinder 71 is heated. Thus, also in the present embodiment, more efficient hydrogen generation is realized by configuring a heat exchange system using moisture as a medium.

また、本体10における発電動作において、発生した電力の一部をコンデンサ15に蓄積している。この電荷は、ストロボ70が本体に装着されてときの、ストロボ用電力がチャージされていないとき、ストロボ部70のコンデンサ75に充填される。そして、制御部74の指示により、コンデンサ75に充填された電荷で、ストロボ発光回路に電力が供給されストロボが発光する。このように、本実施例では、ストロボ部70には、燃料電池の水素を生成する部位は内蔵されているだけで、ストロボを発光させるための電池は搭載されていない。そして、その内蔵された水素生成部位は液体水素ボンベという比較的軽い部品なので、軽いコンパクトなストロボを実現することが可能となる。   Further, in the power generation operation in the main body 10, a part of the generated power is accumulated in the capacitor 15. This charge is charged in the capacitor 75 of the flash unit 70 when the flash power is not charged when the flash 70 is attached to the main body. Then, according to an instruction from the control unit 74, electric power is supplied to the strobe light emitting circuit with the charge charged in the capacitor 75, and the strobe light is emitted. As described above, in this embodiment, the strobe unit 70 has only a built-in portion for generating hydrogen of the fuel cell, and is not equipped with a battery for causing the strobe to emit light. And since the built-in hydrogen generation site is a relatively light component such as a liquid hydrogen cylinder, a light and compact strobe can be realized.

燃料電池を搭載したビデオカメラシステムの概念図Conceptual diagram of a video camera system equipped with a fuel cell 本発明を実施した第一の実施例のブロック図Block diagram of the first embodiment of the present invention 本発明を実施した第二の実施例のブロック図Block diagram of a second embodiment embodying the present invention 本発明を実施した第三の実施例のブロック図Block diagram of a third embodiment embodying the present invention 従来の一般的な燃料電池のブロック図Conventional general fuel cell block diagram 燃料電池本体の模式図Schematic diagram of the fuel cell body 燃料電池本体の概要図Overview of the fuel cell body

符号の説明Explanation of symbols

20 燃料電池を搭載したビデオカメラ本体
10 本体内に内蔵された燃料電池電源システム(本体電池)
11 水素タンク
12 燃料電池本体
14 保温水タンク
50 燃料電池チャージ部(充電器)
51 燃料タンク
52 蒸発器
53 改質器
54 コンプレッサ
55 加熱部
56 制御部
20 Video camera body 10 equipped with a fuel cell Fuel cell power supply system (main battery) built in the body
11 Hydrogen tank 12 Fuel cell body 14 Insulated water tank 50 Fuel cell charging unit (charger)
51 Fuel Tank 52 Evaporator 53 Reformer 54 Compressor 55 Heating Unit 56 Control Unit

Claims (7)

燃料電池駆動型携帯可搬システムにおいて、携帯可搬型装置本体に、燃料電池の電力生成手段と、短期的で容量の少ない燃料備蓄手段を設け、前記本体と着脱可能な燃料供給装置に、燃料電池の燃料保存手段から燃料抽出する燃料抽出手段と、前記燃料備蓄手段への燃料供給手段と、燃料供給装置の着脱に応じて前記燃料抽出手段と前記燃料供給手段を制御する燃料供給制御手段を有することを特徴とする電源供給システム。   In a fuel cell-driven portable transport system, a fuel cell power generation means and a short-term, low-capacity fuel storage means are provided in a portable portable device body, and the fuel supply device detachable from the body is provided with a fuel cell. A fuel extraction means for extracting fuel from the fuel storage means, a fuel supply means for the fuel storage means, and a fuel supply control means for controlling the fuel extraction means and the fuel supply means in accordance with attachment / detachment of a fuel supply device A power supply system characterized by that. 前記形態可搬装置に、燃料電池の電力生成部から発生する水分と熱を回収する手段と、前記回収した水分と熱を一時蓄積する手段を設け、前記燃料供給装置に、前記形態可搬型装置から前記水分と熱を取込む受給手段と、前記受給手段からの水分と熱を前記燃料抽出手段に供給する回収手段を有することを特徴とする請求項1記載の電源供給システム。   The configuration portable device is provided with means for recovering moisture and heat generated from the power generation unit of the fuel cell, and means for temporarily storing the recovered moisture and heat, and the fuel supply device has the configuration portable device. The power supply system according to claim 1, further comprising: a receiving unit that takes in the moisture and heat from the fuel; and a recovery unit that supplies the fuel extraction unit with the moisture and heat from the receiving unit. 前記燃料供給手段は水素ガスを供給することを特徴とする請求項1記載の電源供給システム。   The power supply system according to claim 1, wherein the fuel supply means supplies hydrogen gas. 前記燃料保存手段はエタノール液体ボンベで、前記燃料抽出手段は燃料改質器であることを特徴とする請求項1記載の電源供給システム。   2. The power supply system according to claim 1, wherein the fuel storage means is an ethanol liquid cylinder, and the fuel extraction means is a fuel reformer. 前記燃料保存手段は水素吸蔵合金で、前記燃料抽出手段は加熱手段であることを特徴とする請求項1記載の電源供給システム。   2. The power supply system according to claim 1, wherein the fuel storage means is a hydrogen storage alloy, and the fuel extraction means is a heating means. 前記携帯可搬装置はデジタルカメラ機器であり、前記燃料供給装置にストロボ発光手段を有し、前記携帯可搬装置から電力を供給する手段を有するストロボ発光装置とすることを特徴とする請求項1記載の電源供給システム。   2. The portable light-emitting device is a digital camera device, and is a strobe light-emitting device having a strobe light emitting means in the fuel supply device and a means for supplying electric power from the portable portable device. The power supply system described. 前記携帯可搬装置に二次電池を設け、前記燃料電池で発生する電力で二次電池を充電する手段を有することを特徴とする請求項1記載の電源供給システム。   The power supply system according to claim 1, further comprising a secondary battery provided in the portable portable device, and means for charging the secondary battery with electric power generated by the fuel cell.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008041496A (en) * 2006-08-08 2008-02-21 Casio Comput Co Ltd Placing board of electronic equipment
JP2008084846A (en) * 2006-08-30 2008-04-10 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell and fuel supply device for fuel cell

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