JP2015196410A - 燃料電池船 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池を動力源として航行する燃料電池船において、船体内の居住性を向上させることができる技術を提供する。【解決手段】燃料電池４を動力源として航行する燃料電池船１であって、推力を発生するプロペラ３と、プロペラ３を駆動するモータ４と、モータ４を駆動する電力を発電する燃料電池４と、燃料電池４に供給する燃料を貯留する燃料タンク６と、を備え、燃料タンク６は、船体２外に配置されるものとする。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池を動力源として航行する燃料電池船の技術に関する。

従来、燃料電池を動力源として航行する燃料電池船に関する技術は公知となっている。
前記燃料電池船には、推力を発生するプロペラと、プロペラを駆動するモータと、複数個の燃料電池スタックを有し水素と酸素とを反応させてモータを駆動する電力を発生する燃料電池と、燃料である水素を貯留する燃料タンクと、を備えるものがある（特許文献１参照）。

特開２００６−３３９５１号公報

しかしながら、前記燃料電池船では、燃料電池、燃料タンク、およびバッテリ等が船体内に配置される。このことから、前記燃料電池では、船体内の居住性が悪くなるという問題があった。

発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、燃料電池船において船体内の居住性を向上させることができる技術を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、燃料電池を動力源として航行する燃料電池船であって、推力を発生するプロペラと、前記プロペラを駆動するモータと、前記モータを駆動する電力を発電する燃料電池と、前記燃料電池に供給する燃料を貯留する燃料タンクと、を備え、前記燃料タンクは、船体外に配置されるものである。

請求項２においては、前記燃料タンクは、船底よりも下方に位置するものである。

請求項３においては、前記モータは、船体外に配置されるものである。

請求項４においては、前記モータと、前記燃料タンクと、を収納する収納部を備え、前記収納部は、前記船底よりも下方に位置するものである。

請求項５においては、前記燃料タンクは、前記燃料電池船の左右それぞれに配置されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明によれば、燃料電池船において船体内の居住性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る燃料電池船の側面図。 同じく燃料電池船の正面図。 同じく燃料電池船のブロック図。 同じく燃料電池船の拡大一部断面図。 同じく燃料電池船の側面図。 同じく燃料電池船の正面図。 同じく燃料電池船のブロック図。 同じく燃料電池船の側面図。 同じく燃料電池船の正面図。 同じく燃料電池船の拡大一部断面図。 同じく燃料電池船の側面図。 同じく燃料電池船の正面図。

次に、図１から図４に記載の燃料電池船１について説明する。
なお、以下において、図中に示す黒色矢印Ｆは燃料電池船１の前進方向を示し、燃料電池船１の前進方向に対して左方を燃料電池船１（船体２）の左方と、燃料電池船１の前進方向に対して右方を燃料電池船１（船体２）の右方として説明する。

燃料電池船１は、燃料電池５（燃料電池５で発電された電力）を動力源として航行するように構成される。
図１から図３に示すように、燃料電池船１は、船体２と、プロペラ３と、モータ４と、燃料電池５と、燃料タンク６と、バッテリ７と、供給管８と、制御装置９と、を備える。

燃料電池船１の船体２は、数人乗用の船体２（例えば、小型ボート）で構成される。船体２の船底は、水中に位置する。なお、船体２は、数十人乗用の船体２（例えば、水上バス）で構成することもできる。

燃料電池船１のプロペラ３は、推力を発生する。プロペラ３は、船体２の後部（トランサムゲートの下方）に配置される。

燃料電池船１のモータ４は、電動モータであり、マリンギアを介してプロペラ３を駆動する。モータ４は、船体２内の後部に配置される。

燃料電池船１の燃料電池５は、負極活物質としての水素と空気中より取り込んだ正極活物質としての酸素とを反応させて電力を発生する。燃料電池５は、複数個の燃料電池スタックを有し、モータ４を駆動する電力を発電する。燃料電池５は、船体２内に配置される。

燃料電池船１の燃料タンク６は、金属素材または繊維強化プラスチック等で構成される所定のタンク（容器）であり、燃料電池５に供給する燃料を貯留する。前記燃料は水素である。燃料タンク６は、供給管８に接続され、供給管８を介して燃料を燃料電池５に供給する。

燃料電池船１のバッテリ７は、燃料電池５に接続されて、燃料電池５で発電した電力を蓄電する。バッテリ７は、モータ４に接続されて、蓄電した電力をモータ４に給電する。

燃料電池船１の制御装置９は、船体２の操舵室の、ハンドルおよびレバー等を有する操作部１０ａ、および、モニタおよび計器類等を有する表示部１０ｂに、電気的に接続される。
制御装置９は、操作部１０ａが操作されることによって、燃料電池５、燃料タンク６、および、モータ４等の動作を制御する。制御装置９は、燃料電池５における電力の出力、燃料タンク６から燃料電池５への燃料の供給量、燃料タンク６の燃料の残量、バッテリ７の電力の残量、モータ４の回転数、および航行速度等を表示部１０ｂに表示させる。

燃料電池船１の燃料タンク６は、船体２外に配置される。燃料タンク６は、プロペラ３、モータ４、燃料電池５、燃料タンク６、およびバッテリ７と、別体として構成される。

以上のように、燃料タンク６が船体２外に配置される、燃料電池船１では、燃料タンク６が船体２外に配置されることから、船体２内に燃料タンク６を配置するためのスペースが不要となる。
したがって、燃料電池船１によれば、船体２内の居住性を向上させることができる。

燃料電池船１は、燃料タンク６を支持する支持部１１を備える。
燃料電池船１の支持部１１は、前後二個ずつ備えられる。支持部１１は、船体２の底部にそれぞれ二個ずつ並べて配置される。支持部１１は、その基端部が船体２の底部に取付けられて、下方に延出するように構成される。
なお、燃料電池船１は、単数個の支持部１１を備える構成とすることもでき、また、三個以上の支持部１１を備える構成とすることもできる。

燃料電池船１の燃料タンク６は、支持部１１の先端部に設けられる。燃料タンク６は、水中に位置する。燃料タンク６は、船体２の船底（船体２の下端）よりも下方に位置する。

以上のように、燃料タンク６が船底２の船底の下方に位置する、燃料電池船１では、重量物である燃料タンク６が船体２の船底の下方に位置することから、燃料電池船１の重心が低くなり、航行中に揺れが生じることを抑制することができる。
したがって、燃料電池船１によれば、航行中における船体２内の居住性を向上させることができる。
また、燃料電池船１では、燃料タンク６が船体２の船底の下方に位置して船体２外に配置されることから、船体２内の居住性を向上させることができる。
また、燃料電池船１では、燃料タンク６が船体２の船底の下方に位置して水中に位置することから、燃料タンク６から燃料漏れが生じたときの船体２内の危険性を低減することができる。

燃料電池船１の燃料タンク６は、船体２における船首尾方向の中途部に配置される。燃料タンク６は、船体２の船首と船尾との間に位置するように配置される。

以上のように、燃料タンク６が船体２における船首尾方向の中途部に配置される、燃料電池船１では、燃料タンク６が船体２における船首尾方向の中途部に配置されることから、船体２の前後のバランスを安定させることができる。

燃料電池船１の燃料タンク６は、略円柱状に構成される。燃料タンク６は、その軸心方向が船首尾方向（前後方向）に沿うように配置される。

以上のように、燃料タンク６の軸心方向が船首尾方向に沿って平行するように燃料タンク６が配置される、燃料電池船１では、燃料タンク６の軸心方向が船首尾方向に平行することから、航行中に燃料タンク６が受ける水による推進抵抗を低減させることができる。
また、燃料電池船１では、燃料タンク６が略円柱状に構成されることから、燃料タンク６の強度を比較的高いものとすることができる。

燃料電池船１の燃料タンク６は、その前端部（先端部）が半球状に形成されて構成される。燃料タンク６は、魚雷型に構成される。

以上のように、燃料タンク６は、その前端部が半球状に形成されて構成される、燃料電池船１では、燃料タンク６の前端部が半球状に形成されることから、航行中に燃料タンク６が受ける水による推進抵抗を低減させることができる。

燃料電池船１の燃料タンク６は、船体２の船首部と船尾部とに亘るように構成される。燃料タンク６は、その軸心方向の長さが船体長の１／２の長さよりも長く構成される。燃料タンク６は、その軸心方向の長さが船体長の２／３の長さよりも長く構成される。

以上のように、燃料タンク６の軸心方向の長さが船体長の１／２の長さよりも長く燃料タンク６が構成される、燃料電池船１では、燃料タンク６を比較的大きく構成することができ、燃料タンク６の燃料の総貯留量を保持したままで搭載する燃料タンク６の個数を少なくすることができる。
したがって、燃料電池船１によれば、燃料タンク６の個数を少なくして燃料タンク６が連結される箇所を少なくし、当該燃料タンク６が連結される箇所から燃料漏れが生じる機会を低減させることができる。

図４に示すように、燃料電池船１の燃料タンク６は、外壁６ａと内壁６ｂとを有する二重構造で構成することもできる。
このとき、燃料タンク６は、外壁６ａと内壁６ｂとの間に所定の空間が形成さて構成される。燃料タンク６は、内壁６ｂ内に燃料を貯留し、外壁６ａと内壁６ｂとの間の空間に空気を貯留する。

以上のように、燃料電池船１の燃料タンク６が、外壁６ａと内壁６ｂとを有する二重構造で構成され、内壁６ｂ内に燃料を貯留する、燃料電池船１では、例えば、燃料タンク６が障害物に接触して損傷した場合であっても、外壁６ａによって、燃料が貯留される内壁６ｂを保護することができる。
したがって、燃料電池船１によれば、燃料タンク６が損傷した場合であっても、燃料タンク６から燃料が漏洩することを抑制することができる。

次に、図５から図７に記載の燃料電池船１について説明する。
なお、図５から図７に記載の燃料電池船１の説明では、図１から図４に記載の燃料電池船１と同様の構成の部分については適宜省略し、図１から図４に記載の燃料電池船１の構成と異なる部分を中心に説明する。

図５から図７に示すように、燃料電池船１は、船体２と、プロペラ３と、モータ４と、燃料電池５と、燃料タンク６と、バッテリ７と、供給管８と、制御装置９と、を備える。

燃料電池船１では、燃料タンク６が二個（左右一対）備えられ、支持部１１が左右それぞれ二個ずつ備えられる。
左方の二個の支持部１１は、左方の燃料タンク６を支持する。右方の二個の支持部１１は、右方の燃料タンク６を支持する。支持部１１は、船体２の左側と右側とにそれぞれ二個ずつ並べて配置される。
燃料タンク６は、支持部１１の先端部に設けられて、船体２の左右にそれぞれ配置される。燃料タンク６は、船体２を中心にして左右対称となる位置に配置される。

以上のように、燃料タンク６が船体２の左右にそれぞれ配置される、燃料電池船１では、重量物である燃料タンク６が船体２の左右に配置されることから、船体２の左右のバランスを安定させることができる。

次に、図８から図１０に記載の燃料電池船１について説明する。
なお、図８から図１０に記載の燃料電池船１の説明では、図１から図７に記載の燃料電池船１と同様の構成の部分については適宜省略し、図１から図７に記載の燃料電池船１の構成と異なる部分を中心に説明する。

図８から図９に示すように、燃料電池船１は、船体２と、プロペラ３と、モータ４と、燃料電池５と、燃料タンク６と、バッテリ７と、制御装置９と、収納部１４と、舵１５と、を備える。

燃料電池船１では、モータ４と、燃料タンク６と、が船外に配置される。

以上のように、モータ４と、燃料タンク６と、が船体２外に配置される、燃料電池船１では、モータ４と燃料電池５と燃料タンク６とが船体２外に配置されることから、モータ４と燃料タンク６とを船体２内に配置するためのスペースが不要となる。
したがって、燃料電池船１によれば、船体２内の居住性を向上させることができる。
また、燃料電池船１では、モータ４が船体２外に配置されることから、モータ４の駆動音が騒音として船体２内（キャビン内）に聞こえることを抑制することができる。

燃料電池船１の収納部１４は、金属素材で構成されるケース（容器）であり、モータ４と、燃料タンク６と、を覆うように収納する。収納部１４には、モータ４と、燃料タンク６と、が比較的近接するように収納される。モータ４、および燃料タンク６は、収納部１４に収納されて一体的に構成される。

以上のように、収納部１４を備える燃料電池船１では、モータ４が船体２外に配置されるとともに収納部１４に収納されることから、モータ４の駆動音が騒音として船体２内（キャビン内）に聞こえることを確実に抑制することができる。

燃料電池船１のプロペラ３は、収納部１４の後端部に設けられる。プロペラ３と、モータ４と、燃料タンク６と、が比較的近接するように配置される。プロペラ３、モータ４、および燃料タンク６が、一体的に構成される。

以上のように、プロペラ３が収納部１４の後端部に配置されて、モータ４と近接するように配置される、燃料電池船１では、プロペラ３がモータ４と近接するように配置されることから、モータ４が船体２内に配置されるものに比べて、モータ４の動力をプロペラ３に伝達するためのギア等（トランスミッション）を簡易な構成とすることができる。

燃料電池船１は、収納部１４を支持する支持部１１を備える。
燃料電池船１の支持部１１は、前後二個ずつ備えられる。支持部１１は、船体２の底部にそれぞれ二個ずつ並べて配置される。支持部１１は、その基端部が船体２の底部に取付けられて、下方に延出するように構成される。

燃料電池船１の収納部１４は、支持部１１の先端部に設けられる。収納部１４は、水中に位置する。収納部１４は、船体２の船底（船体２の下端）よりも下方に位置する。

以上のように、収納部１４が船底２の船底の下方に位置する、燃料電池船１では、重量物である収納部１４が船体２の船底の下方に位置することから、燃料電池船１の重心が低くなり、航行中に揺れが生じることを抑制することができる。
したがって、燃料電池船１によれば、航行中における船体２内の居住性を向上させることができる。
また、燃料電池船１では、収納部１４が船体２の船底の下方に位置して船体２外に配置されることから、船体２内の居住性を向上させることができる。
また、燃料電池船１では、収納部１４が船体２の船底の下方に位置して水中に位置することから、収納部１４に収納される燃料タンク６から燃料漏れが生じたときの船体２内の危険性を低減することができる。

燃料電池船１の収納部１４は、船体２における船首尾方向の中途部に配置される。収納部１４は、船体２の船首と船尾との間に位置するように配置される。

以上のように、収納部１４が船体２における船首尾方向の中途部に配置される、燃料電池船１では、収納部１４が船体２における船首尾方向の中途部に配置されることから、船体２の前後のバランスを安定させることができる。

燃料電池船１の収納部１４は、略円柱状に構成される。収納部１４は、その軸心方向が船首尾方向（前後方向）に沿うように配置される。

以上のように、収納部１４の軸心方向が船首尾方向に沿って平行するように収納部１４が配置される、燃料電池船１では、収納部１４の軸心方向が船首尾方向に平行することから、航行中に収納部１４が受ける水による推進抵抗を低減させることができる。
また、燃料電池船１では、収納部１４が略円柱状に構成されることから、収納部１４の強度を比較的高いものとすることができる。

燃料電池船１の収納部１４は、その前端部（先端部）が半球状に形成されて構成される。収納部１４は、魚雷型に構成される。

以上のように、収納部１４は、その前端部が半球状に形成されて構成される、燃料電池船１では、燃料タンク６の前端部が半球状に形成されることから、航行中に収納部１４が受ける水による推進抵抗を低減させることができる。

燃料電池船１の収納部１４は、船体２の船首部と船尾部とに亘るように構成される。収納部１４は、その軸心方向の長さが船体長の１／２の長さよりも長く構成される。収納部１４は、その軸心方向の長さが船体長の２／３の長さよりも長く構成される。

以上のように、収納部１４の軸心方向の長さが船体長の１／２の長さよりも長く収納部１４が構成される、燃料電池船１では、収納部１４を比較的大きく構成することができ、収納部１４に収納される燃料タンク６の燃料の総貯留量を保持したままで搭載する燃料タンク６の個数を少なくすることができる。
したがって、燃料電池船１によれば、燃料タンク６の個数を少なくして燃料タンク６が連結される箇所を少なくし、当該燃料タンク６が連結される箇所から燃料漏れが生じる機会を低減させることができる。

燃料電池船１の舵１５は、収納部１４に設けられる。舵１５は、収納部１４の後部に配置される。

燃料電池船１の制御装置９は、操作部１０ａが操作されることによって、舵１５の動作を制御する。制御装置９は、舵１５の向き（回動角度）を表示部１０ｂに表示させる。

図１０に示すように、燃料電池船１の収納部１４は、外壁１４ａと内壁１４ｂとを有する二重構造で構成することもできる。
このとき、収納部１４は、外壁１４ａと内壁１４ｂとの間に所定の空間が形成さて構成される。収納部１４は、内壁１４ｂ内にモータ４および燃料タンク６を収納し、外壁１４ａと内壁１４ｂとの間の空間に空気を貯留する。

以上のように、燃料電池船１の収納部１４が、外壁１４ａと内壁１４ｂとを有する二重構造で構成され、内壁１４ｂ内にモータ４および燃料タンク６を収納する、燃料電池船１では、例えば、収納部１４が障害物に接触して損傷した場合であっても、外壁１４ａによって、内壁１４ｂに収納されるモータ４および燃料タンク６等を保護することができる。

次に、図１１から図１２に記載の燃料電池船１について説明する。
なお、図１１から図１２に記載の燃料電池船１の説明では、図１から図１０に記載の燃料電池船１と同様の構成の部分については適宜省略し、図１から図１０に記載の燃料電池船１の構成と異なる部分を中心に説明する。

図１１から図１２に示すように、燃料電池船１は、船体２と、プロペラ３と、モータ４と、燃料電池５と、燃料タンク６と、バッテリ７と、制御装置９と、収納部１４と、舵１５と、を備える。

燃料電池船１では、収納部１４が二個（左右一対）備えられ、支持部１１が左右それぞれ二個ずつ備えられる。
左方の二個の支持部１１は、左方の収納部１４を支持する。右方の二個の支持部１１は、右方の収納部１４を支持する。支持部１１は、船体２の左側と右側とにそれぞれ二個ずつ並べて配置される。
収納部１４は、支持部１１の先端部に設けられて、船体２の左右にそれぞれ配置される。燃料タンク６は、船体２を中心にして左右対称となる位置に配置される。

以上のように、収納部１４が船体２の左右にそれぞれ配置される、燃料電池船１では、重量物である収納部１４が船体２の左右に配置されることから、船体２の左右のバランスを安定させることができる。

燃料電池船１では、プロペラ３が、左右の収納部１４の後端部にそれぞれ配置され、モータ４が、左右の収納部１４のそれぞれに収納される。

燃料電池船１の左右のモータ４は、その回転数または回転方向がそれぞれ異なるように、それぞれ独立して駆動可能に構成される。左右のモータ４がそれぞれ独立して駆動することによって、左右のプロペラ３は、その回転数または回転方向がそれぞれ異なるように、それぞれ駆動可能に構成される。
燃料電池船１は、左右のプロペラ３の回転数または回転方向がそれぞれ異なった状態で航行可能に構成される。

燃料電池船１の制御装置９は、操作部１０ａが操作されることによって、左右のモータ４の動作をそれぞれ独立して制御する。制御装置９は、左右のモータ４の回転数を表示部１０ｂに表示させる。

以上のように、左右のプロペラ３の回転数または回転方向がそれぞれ異なるように、左右のプロペラ３がそれぞれ駆動可能に構成される、燃料電池船１では、回転数または回転方向が異なるように左右のプロペラ３をそれぞれ駆動させることによって、左右のプロペラ３の回転数差または回転向きの違いを生じさせて、燃料電池船１の航行方向を変更することができる。
したがって、燃料電池船１によれば、燃料電池船１の操作性を向上させることができる。

燃料電池船１は、二個（左右）の舵１５を備える。
左方の舵１５は、左方の収納部１４に設けられる。左方の舵１５は、左方の収納部１４の後部に配置される。右方の舵１５は、右方の収納部１４に設けられる。右方の舵１５は、収納部１４の後部に配置される。

以上のように、左右の舵１５を備える、燃料電池船１では、左右の舵１５を動作させることによって、比較的高い精度で燃料電池船１の航行方向を変更する操作を行うことができる。
したがって、燃料電池船１によれば、燃料電池船１の操作性を向上させることができる。

１ 燃料電池船
２ 船体
３ プロペラ
４ モータ
５ 燃料電池
６ 燃料タンク
７ バッテリ
８ 供給管
９ 制御装置
１１ 支持部
１４ 収納部

Claims (5)

1. 燃料電池を動力源として航行する燃料電池船であって、
   推力を発生するプロペラと、
   前記プロペラを駆動するモータと、
   前記モータを駆動する電力を発電する燃料電池と、
   前記燃料電池に供給する燃料を貯留する燃料タンクと、
   を備え、
   前記燃料タンクは、船体外に配置される、
   燃料電池船。
2. 前記燃料タンクは、船底よりも下方に位置する、
   請求項１に記載の燃料電池船。
3. 前記モータは、船体外に配置される、
   請求項１または請求項２に記載の電動船舶。
4. 前記モータと、前記燃料タンクと、を収納する収納部を備え、
   前記収納部は、前記船底よりも下方に位置する、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電動船舶。
5. 前記燃料タンクは、前記燃料電池船の左右それぞれに配置される、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料電池船。

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