JP4599772B2 - Power system - Google Patents

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    • Y02E60/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、電源システムに関し、特に、エネルギーの利用効率が高い可搬型の電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system, in particular, the utilization efficiency of energy related high portable power supply system.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、民生用や産業用のあらゆる分野において、様々な化学電池が使用されている。 Recently, in various fields for consumer and industrial, various chemical cells are used. 例えば、アルカリ乾電池やマンガン乾電池等の一次電池は、時計やカメラ、玩具、携帯型の音響機器等に多用されており、我が国に限らず、世界的な観点からも最も生産数量が多く、安価かつ入手が容易という特徴を有している。 For example, primary batteries such as alkaline batteries and manganese batteries, watches, cameras, toys, has been widely used in portable audio equipment or the like of, not only to our country, many most production volume from the global point of view, inexpensive and get has a feature of easy.
【0003】 [0003]
一方、ニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池等の二次電池は、近年普及が著しい携帯電話や携帯情報端末(PDA)、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の携帯機器に多用されており、繰り返し充放電ができることから経済性に優れた特徴を有している。 On the other hand, nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen storage battery, a secondary battery such as a lithium-ion battery has recently spread remarkably mobile phone or personal digital assistant (PDA), it is widely used in portable devices such as digital video cameras and digital still cameras and which has excellent characteristics in economy because it can repeatedly charged and discharged. また、二次電池のうち、鉛蓄電池は、車両や船舶の起動用電源、あるいは、産業設備や医療設備における非常用電源等として利用されている。 Also, among the secondary batteries, lead-acid batteries, starting power supply of a vehicle or a ship or have been utilized as an emergency power source or the like in industrial facilities and medical facilities.
【0004】 [0004]
ところで、近年、環境問題やエネルギー問題への関心の高まりに伴い、上述したような化学電池の使用後の廃棄に関する問題やエネルギー変換効率の問題がクローズアップされている。 In recent years, with the growing interest in environmental problems and energy problems, problems problems and energy conversion efficiency for disposal after use of chemical cells such as described above has been closed up.
とくに、一次電池においては、上述したように、製品価格が安価で入手が容易なうえ、電源として利用する機器も多く、しかも、基本的に一度放電されると電池容量を回復することができない、一回限りの利用(いわゆる、使い捨て)しかできないため、年間の廃棄量が数百万トンに上っている。 In particular, in the primary cell, as described above, after the product price is readily available and inexpensive, many devices utilized as a power source, moreover, unable to recover the battery capacity when basically is once discharged, use of one-time (so-called, disposable) because you can not only, amount of waste per year is up to a few hundred million tons. ここで、化学電池全体では、リサイクルにより回収される比率は、概ね20%程度に過ぎず、残りの80%程度が自然界に投棄または埋め立て処理されている、とする統計資料もあり、このような未回収の電池に含まれる水銀やインジウム等の重金属による環境破壊や、自然環境の美観の悪化が懸念されている。 Here, the entire electrochemical cell, the ratio is recovered by recycling, generally only about 20%, also statistical data to, about the remaining 80% is dumped or landfill in nature, like this environmental destruction and by heavy metals such as mercury or indium included in the battery of uncollected, it is feared that the deterioration of appearance of the natural environment.
【0005】 [0005]
また、エネルギー資源の利用効率の観点から上記化学電池を検証すると、一次電池においては、放電可能エネルギーの概ね300倍のエネルギーを使用して生産されているため、エネルギー利用効率が1%にも満たない。 Met also when verifying the electrochemical cell from the viewpoint of the utilization efficiency of energy resources, in primary batteries, because using generally 300 times the energy of the dischargeable energy is produced, the energy utilization efficiency than 1% Absent. これに対して、繰り返し充放電が可能で経済性に優れたある二次電池であっても、家庭用電源(コンセント)等から充電を行う場合、発電所における発電効率や送電損失等により、エネルギー利用効率が概ね12%程度にまで低下してしまうため、必ずしもエネルギー資源の有効利用が図られているとは言えなかった。 In contrast, even in some secondary batteries with excellent possible economic efficiency repeated charge and discharge, when charging from a domestic power supply (outlet) or the like, the power generation efficiency and transmission loss and the like in the power plants, the energy since utilization efficiency is reduced down to approximately about 12%, not always those effective use of energy resources is achieved.
【0006】 [0006]
そこで、近年、環境への影響が少なく、かつ、30〜40%程度の極めて高いエネルギー利用効率を実現することができる、いわゆる、燃料電池が注目され、車両用の駆動電源や家庭用のコジェネレーションシステム等への適用を目的として、あるいは、上述したような化学電池の代替えを目的として、実用化のための研究、開発が盛んに行われている。 In recent years, there is little impact on the environment, and it is possible to achieve very high energy utilization efficiency of about 30-40%, so-called fuel cells have attracted attention, cogeneration of driving power and home for a vehicle the purpose of application to systems such as, or for the purpose of alternative chemical cell as described above, research for practical application, development has been actively conducted. なお、燃料電池の具体的な構成等については、発明の詳細な説明において詳述する。 The specific configuration of the fuel cell will be described in the detailed description of the invention.
【0007】 [0007]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、今後、燃料電池等のエネルギー利用効率が高い電源システムを小型軽量化して、可搬型又は携帯型のポータブル電源、例えば、上述したような化学電池の代替え(互換品)として適用するためには、様々な問題を解決する必要がある。 However, the future, the power system energy use efficiency is high, such as fuel cells and reduction in size and weight, portable or handheld portable power, for example, for application as a substitute (replacements) of chemical cells such as described above , it is necessary to solve the various problems.
【0008】 [0008]
具体的には、燃料電池等においては、一般の化学電池と出力電圧の経時的変位の傾向が異なり、その出力電圧から残量を検出することが困難なため、利用者が電池交換時期を判断することができなかった。 Specifically, in the fuel cell or the like, unlike the tendency of temporal displacement of a general chemical cell and the output voltage, since it is difficult to detect the remaining amount from the output voltage, the user determines when to replace batteries it could not be. また、燃料の化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する電気化学反応を利用しているので、該反応に伴って、複生成物が生成され、排出される。 Moreover, the use of the electrochemical reactions that convert the chemical energy of fuel directly into electrical energy, with the reaction, double product is generated and discharged. このような副生成物は、大半は水(H2O)であり、その他に、二酸化炭素(CO2)、二酸化窒素(NO2)等も生成されることがある。 Such by-products, the majority is water (H2 O), the other carbon dioxide (CO2), which may be nitrogen dioxide (NO2), etc. are generated.
【0009】 [0009]
ここで、ポータブル電源として燃料電池を適用する場合にあっては、生成された水(又は、水分)を外部に排出したり、あるいは、漏出が生じたりすると、燃料電池が接続、又は、装着された機器本体や周辺機器(以下、「デバイス」と総称する)において、漏電や電気部品の劣化、接触不良等を生じるという問題を有していた。 Here, in the case of applying the fuel cell as a portable power source, the generated water (or moisture) or discharged to the outside, or when leakage or cause, the fuel cell is connected, or mounted equipment and peripherals (hereinafter collectively referred to as "device"), the deterioration of the leakage and electrical components, has a problem that results in a contact failure. また、二酸化炭素や二酸化窒素等についても、微量ながらも外部に排出することにより、地球温暖化等の環境への悪影響を及ぼすという問題を有していた。 As for the carbon dioxide and nitrogen dioxide, by discharging to the outside slight amount, it has a problem that an adverse effect on global warming and the like environment.
【0010】 [0010]
本発明の課題は、上述の問題を考慮し、燃料電池等の電源システムをポータブル電源に適用する場合に、電池寿命が容易に判断でき、電気エネルギーの発生時に生成される副生成物によるデバイスや自然環境への影響を極力抑制した電源システムを提供することである。 An object of the present invention, in consideration of the problems described above, in the case of applying the power supply system such as a fuel cell in a portable power source, can easily determine the battery life, device Ya by-products that are generated during electric energy it is to provide a power supply system that minimized the impact on the natural environment.
【0011】 [0011]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記の課題を解決するため、請求項1記載の電源システムは、発電用燃料が封入された所定の容量を有する燃料封入部と、前記発電用燃料を用いて電気エネルギーを発生する発電モジュールと、を備え、さらに前記電気エネルギーを発生する際に生成される副生成物のうち、少なくとも特定成分を分離、回収する分離回収手段と、少なくとも前記分離回収手段により回収された前記特定成分を前記燃料封入部内に保持する保持手段と、 前記燃料封入部内の発電用燃料の残量を検知する残量検知手段と、を備え、前記保持手段内に、前記特定成分を吸収保持可能な吸収保持部材を備え、前記燃料封入部が、該燃料封入部の外部から内部を透視可能な透視部を備え、前記保持手段の少なくとも一部が前記特定成分を前記透視部から透視可能な構造 To solve the above problems, the power supply system according to claim 1 is a fuel encapsulation having a predetermined capacity is the power generation fuel is enclosed, a power generation module that generates electric energy using the power generation fuel, the provided further among the by-products generated in generating the electrical energy, separating at least certain components, and separating and collecting means for collecting said fuel sealing the specific component that is recovered by at least the separation and recovery means holding means for holding the portion, and a remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the power generation fuel in the fuel sealed portion, in said holding means, comprising an absorbent holding member capable of absorbing holding the specific component the fuel containment section is provided with a transparent portion capable fluoroscopy inside from the outside of the fuel containment section, a least a portion of the retaining means can perspective the specific component from the perspective part structure 備えると共に、該保持手段内に前記特定成分を着色する所定量の色素が封入され、前記残量検知手段が、前記燃料封入部の外部に配設され、前記透視部を介して前記保持手段内の前記特定成分の色濃度を検出する濃度検出手段を備えることを特徴とする。 Together comprise a predetermined amount of dye to color the specific component in said holding means is sealed, said remaining amount detecting means is disposed outside of the fuel containment section, said holding means through said transparent portion characterized in that it comprises a concentration detection means for detecting the color density of the specific component.
【0012】 [0012]
請求項1記載の電源システムによれば、燃料封入部(燃料パック)に充填、封入された液体又は気体からなる発電用燃料(又は、該発電用燃料から供給される特定の燃料成分)を用いて発電を行う発電モジュール(発電器)を備えたポータブル型の電源システムにおいて、発電モジュールにより電気エネルギーを発生する際に生成される副生成物、例えば、二酸化炭素(CO2)、水(H2O)、窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)、酸素(O2)等のうち、少なくとも1成分が保持手段(回収袋)内の吸収保持部材に吸収・保持される。 According to the power supply system of claim 1, wherein, the fuel containment section filled in (the fuel pack), the power generation fuel consisting of enclosed liquid or gas (or a specific fuel component supplied from the power generation fuel) using in portable power supply system having a power generation module (generator) that generates power Te, by-products generated in generating electrical energy by the generator module, for example carbon dioxide (CO2), water (H2 O), nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), oxygen (O2) out of such, at least one component is absorbed and held in the absorbent storage member in the holding means (collection bag).
【0013】 [0013]
これにより、副生成物が燃料封入部内に保持されて、例えば、燃料封入部使用時や燃料封入部交換時等に、電源システム外部への排出又は漏出が抑制されるので、副生成物によるデバイスの動作不良や劣化等を防止することができる。 Thus, by-products are retained in the fuel sealed portion, for example, the fuel containment section use or fuel containment section replacement or the like, since the discharge or leakage of the power supply system outside is suppressed, a device according byproducts it is possible to prevent the malfunction or deterioration.
また、吸収保持部材が副生成物を燃料封入部内で不可逆的に保持するので、副生成物を燃料封入部から外部に取り出し、燃料封入部に発電用燃料を充填する行為(発電用燃料の詰め替え)を防止することができる。 Further, since the absorbent storage member is irreversibly retained by-products in the fuel sealed portion, a by-product outside the extraction from the fuel containment section, refill action (power generation fuel filling the fuel for power generation in the fuel containment section ) can be prevented.
また使用者が燃料封入部内の発電用燃料の残量を把握でき、燃料封入部の交換時期を正確に認識することができる。 The user can be grasped the remaining amount of power generation fuel in the fuel sealed portion, to accurately recognize the replacement timing of the fuel containment section.
さらに燃料封入部の内部に発電用燃料の残量を検知するための機構を設ける必要がなく、電源システムを容易に製造できる。 Furthermore there is no need to provide a mechanism for detecting the remaining amount of the power generation fuel in the fuel containment section, the power supply system can be easily manufactured. また、任意の色濃度に対応した発電用燃料の残量を表示可能な残量表示手段を追加構成とすれば、発電用燃料の残量をリアルタイムで把握できる。 Further, if adding configure remaining amount display means capable of displaying the remaining amount of power generation fuel corresponding to an arbitrary color density, it can grasp the remaining amount of power generation fuel in real time.
【0014】 [0014]
請求項2記載の電源システムは、 発電用燃料が封入された所定の容量を有する燃料封入部と、前記発電用燃料を用いて電気エネルギーを発生する発電モジュールと、を備え、さらに前記電気エネルギーを発生する際に生成される副生成物のうち、少なくとも特定成分を分離、回収する分離回収手段と、少なくとも前記分離回収手段により回収された前記特定成分を前記燃料封入部内に保持する保持手段と、前記燃料封入部内の発電用燃料の残量を検知する残量検知手段と、を備え、前記保持手段内に、前記特定成分を吸収保持可能な吸収保持部材を備え、前記残量検知手段が、前記特定成分を保持した状態の前記保持手段の抵抗率を検出する抵抗率検出手段を備えることを特徴とする。 Power system according to claim 2 includes a fuel containment section having a predetermined volume is the power generation fuel is enclosed, and a power generation module that generates electric energy using the power generation fuel, the more the electrical energy among by-products generated in generating, separating at least certain components, and separating and collecting means for collecting, holding means for holding said specific component is collected by at least the separation and recovery unit to the fuel sealed portion, and a remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the power generation fuel in the fuel sealed portion, in said holding means, said comprising the absorbent can hold the absorbent storage member specific component, said remaining amount detecting means, characterized in that it comprises a resistivity detecting means for detecting the resistivity of the holding means in the state of holding the specific component.
【0015】 [0015]
請求項2記載の電源システムによれば、請求項1と同様に、副生成物によるデバイスの動作不良や劣化等を防止することができる。 According to the power supply system of claim 2, wherein, similarly to the claim 1, it is possible to prevent a malfunction or deterioration of the device due to by-products. また、吸収保持部材が副生成物を燃料封入部内で不可逆的に保持するので、副生成物を燃料封入部から外部に取り出し、燃料封入部に発電用燃料を充填する行為(発電用燃料の詰め替え)を防止することができる。 Further, since the absorbent storage member is irreversibly retained by-products in the fuel sealed portion, a by-product outside the extraction from the fuel containment section, refill action (power generation fuel filling the fuel for power generation in the fuel containment section ) can be prevented. また使用者が燃料封入部内の発電用燃料の残量を把握でき、燃料封入部の交換時期を正確に認識することができる。 The user can be grasped the remaining amount of power generation fuel in the fuel sealed portion, to accurately recognize the replacement timing of the fuel containment section. また燃料封入部の内部に発電用燃料の残量を検知するための機構を設ける必要がなく、電源システムを容易に製造できる。 Also it is not necessary to provide a mechanism for detecting the remaining amount of the power generation fuel in the fuel containment section, the power supply system can be easily manufactured. また、任意の抵抗率に対応した発電用燃料の残量を表示可能な残量表示手段を追加構成とすれば、発電用燃料の残量をリアルタイムで把握できる。 Further, if adding configure remaining amount display means capable of displaying the remaining amount of power generation fuel corresponding to an arbitrary resistivity, it can grasp the remaining amount of power generation fuel in real time.
【0016】 [0016]
請求項3記載の電源システムは、請求項1または2記載の電源システムであって、 前記吸収保持部材が高吸水性ポリマーで構成されていることを特徴とする。 Power system according to claim 3, there is provided a claim 1 or 2, power supply system according, wherein the absorbent storage member is made of a superabsorbent polymer. 請求項3記載の電源システムによれば、請求項1または2と同様の効果を得られると共に、副生成物の保持力が向上することで、副生成物の漏洩をより確実に防止でき、また、発電用燃料の詰め替えをより確実に防止できる。 According to the power supply system according to claim 3, with the same effect can be obtained as claimed in claim 1 or 2, that the retention of by-products is improved, it can more reliably prevent the leakage of by-products, also It can more reliably prevent refilling of the power generation fuel. また、高吸水性ポリマーを用いることで吸水能力が向上する、即ち一定量の副生成物を吸収・保持するために必要となる吸収保持部材の体積が少量で済むため、結果的に、一定容量の燃料封入部内において、発電用燃料が充填される空間(第1の空間)が占める割合を大きくすることができ、発電用燃料の燃料封入部内における体積効率を向上させることができる。 Moreover, water uptake capacity is improved by the use of superabsorbent polymers, i.e. because it requires a small amount the volume of absorbing and retaining member which is required to absorb and hold a certain amount of by-products, consequently, constant volume in the fuel containment section can be power generation fuel to increase the proportion of the space (first space) to be filled, it is possible to improve the volumetric efficiency in the fuel containment section of the fuel for power generation.
【0017】 [0017]
請求項4記載の電源システムは、請求項1〜3のいずれか一つに記載の電源システムであって、前記吸収保持部材が生分解性を有することを特徴とする。 Power system according to claim 4 is a power supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the absorbent storage member has a biodegradability. 請求項記載の電源システムによれば、請求項1〜3と同様の効果を得られると共に、吸収保持部材として生分解性を有する部材を用い、燃料封入部全体が生分解性を有する部材から構成されるものとすれば、燃料封入部の投棄や埋め立て処理時等において、燃料封入部が水と二酸化炭素等に分解されるので、自然環境への悪影響を防止できる。 According to the power supply system according to claim 4, together with the obtained the same effect as claim 1, with a member having biodegradability as absorbent storage member, the entire fuel sealed portion is a member having a biodegradability if those composed, in dumping or landfill or the like of the fuel containment section, the fuel sealed portion is decomposed into water and carbon dioxide and the like, can prevent an adverse effect on the natural environment.
【0038】 [0038]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明に係る電源システムの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the power supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第1の実施形態〕 First Embodiment
図1は、本発明に係る電源システムの第一の実施形態を示すブロック図である。 Figure 1 is a block diagram showing a first embodiment of a power supply system according to the present invention. ここで、本実施形態に係る電源システムにおいては、発電モジュールを構成する発電部の例として、燃料改質方式を採用した固体高分子型の燃料電池を有しているものとして説明する。 Here, in the power supply system according to this embodiment, as an example of the power generation portion constituting the power module, it will be described as having a polymer electrolyte fuel cell that employs a fuel reforming scheme.
【0039】 [0039]
本実施形態に係る電源システムは、図1に示すように、大別して、発電用燃料が封入された燃料パック10(燃料封入部)と、該燃料パック10が着脱可能に結合され、燃料パック10から供給される発電用燃料に基づいて、電気エネルギーを発生(発電)する発電モジュール20と、を有して構成され、燃料パック10には回収保持部11(保持手段)が設けられ、また、発電モジュール20には発電部21(発電手段)、動作制御部22、出力制御部23、分離回収部24(分離回収手段)が設けられている。 Power system according to this embodiment, as shown in FIG. 1, roughly, a fuel for power generation is fuel pack is sealed 10 (fuel containment section), the fuel pack 10 is coupled detachably, fuel pack 10 based on the power generation fuel supplied from the power generation module 20 for generating electric energy (power generation), is configured to have a recovery holder 11 (holding means) in the fuel pack 10 is provided, also, power generation unit 21 to the power generation module 20 (power unit), the operation control unit 22, the output control section 23, the separation collection portion 24 (separating and collecting means).
【0040】 [0040]
以下、各構成について具体的に説明する。 It will be described in detail below each structure.
燃料パック10は、その組成に水素を含有する液体(又は、液化)燃料又は気体燃料が、充填、封入された密閉性の高い一定容積の燃料貯蔵容器であって、上記発電モジュール20に対して、着脱可能に結合された構成を有している。 The fuel pack 10, liquid (or liquefied) containing hydrogen in its composition fuel or gaseous fuel, filling a fuel storage container enclosed sealed highly constant volume, with respect to the power generation module 20 It has removably coupled configuration. 燃料パック10に封入された発電用燃料は、燃料パック10が発電モジュール20に結合された状態でのみ、出力制御部23を介して、発電部21により負荷34に出力される電気エネルギーを生成するために必要な所定の供給量が取り込まれる。 The power generation fuel charged in the fuel pack 10, only when the fuel pack 10 is coupled to the power generation module 20, via the output control unit 23, generates an electrical energy output to the load 34 by the power generation portion 21 predetermined supply amount is taken necessary.
【0041】 [0041]
また、燃料パック10の内部、又は、その一部に、後述する発電モジュール20において電気エネルギーを発生する際に生成、排出される副生成物のうち、分離回収部24により分離、回収された特定の成分又は物質のみを保持するための回収保持部11が設けられている。 Further, the inside of the fuel pack 10, or a part thereof, produced in generating electrical energy in the power generation module 20 to be described later, among the discharged are by-products, separated by the separation collection portion 24, recovered identified collecting holder 11 for holding only the component or material is provided. 具体的には、後述するが、燃料パック10が発電モジュール20に結合された状態でのみ、発電モジュール10の発電部21における電気化学反応や燃焼反応等により電気エネルギーが発生する際に生成される水(H2O)や窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)等の副生成物(特定の成分又は物質)の全て、又は、これらの一部が、回収保持部11(又は、燃料パック10)の外部に漏出又は排出しないように、不可逆的に保持するように構成されている。 Specifically, as described later, only when the fuel pack 10 is coupled to the power generation module 20 is generated when the electric energy is generated by the electrochemical reaction or the combustion reaction or the like in the power generation portion 21 of the power generation module 10 water (H2 O) and nitrogen oxides (NOx), all of sulfur oxides (SOx) by-products such as (specific components or materials), or a portion thereof, collecting holder 11 (or the fuel pack outside to prevent leakage or discharge of 10), and is configured to irreversibly retained.
【0042】 [0042]
ここで、水(H2O)は常温常圧下で液体であるので、回収保持部11内及び燃料パック10の気圧を高めて液化するための手段は特に必要ないが、電気エネルギーを発生する際に生成される恐れの有る窒素酸化物(NOx)及び硫黄酸化物(SOx)との気化点は、常圧で概ね常温未満であり、これらの副生成物ガスの量が多く、回収保持部11内で回収した水に溶けきれない分が回収保持部11の容積を越える恐れがある場合、回収保持部11内及び分離回収部24内の気圧を高くすることにより液化して副生成物の体積を縮小して回収保持部11に収容させる。 Since water (H2 O) is a liquid at normal temperature and pressure, but means there is no particular need for liquefying increase the pressure in the collecting holder 11 in and the fuel pack 10, generated when generating electrical energy nitrogen oxides that may (NOx) and sulfur oxides (SOx) and the vaporization point of being, is generally less than the normal temperature at normal pressure, the amount of these by-product gases often within the recovery holding portion 11 If min which can not be dissolved in the recovered water is likely to exceed the capacity of the collecting holder 11, reduces the volume of liquefied byproduct by increasing the pressure and separating and collecting unit 24 in the collection holding portion 11 and it is housed in the collection holding portion 11.
【0043】 [0043]
したがって、回収保持部11に適用される構成としては、上記特定の成分又は物質を不可逆的に吸収、吸着固定、定着等することができるように、吸収保持部材としての吸収ポリマーや、あるいは逆支弁等を備えていることが好ましい。 Accordingly, the configuration to be applied to the recovery holding portion 11, irreversibly absorbing the specific components or materials, as can be adsorbed and fixed to fixing or the like, absorbent polymers and or check valve as absorbent storage member preferably provided with a like. なお、燃料パック10及び回収保持部11の具体的な構成例及び作用については、後述する。 The specific configuration example and operation of the fuel pack 10 and the collection holding portion 11, described later.
【0044】 [0044]
また、燃料パック10は、人為的な過熱・焼却処理や薬品・化学処理等を行った場合であっても、有機塩素化合物(ダイオキシン類;ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン、ポリ塩化ジベンゾフラン)や塩化水素ガス、重金属等の有害物質、環境汚染物質の発生が少ない、又は、抑制された材料により構成されているものであってもよい。 The fuel pack 10, even when subjected to artificial overheating incineration or chemical and chemical treatment and the like, organic chlorine compounds (dioxins; polychlorinated dibenzo p-dioxin, polychlorinated dibenzofuran) or hydrogen chloride gas , harmful substances such as heavy metals, generation of environmental pollutants is small, or may be one which is constituted by being suppressing material.
【0045】 [0045]
また、本実施携帯に係る電源システムに用いられる発電用燃料としては、少なくとも、発電用の燃料が封入された上記燃料パック10が、自然界に投棄又は埋め立て処理されて、大気中や土壌中、水中に漏れ出した場合であっても、自然環境に対して汚染物質とならず、かつ、後述する発電モジュール20の主発電部21Aにおいて、高いエネルギー変換効率で電気エネルギーを生成することができる燃料、具体的には、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコールからなる液体燃料や、ジメチルエーテル、ブタン、天然ガス(CNG)等の炭化水素物からなる液化ガス、水素ガス等の気体燃料を良好に適用することができる。 As the power generation fuel used in the power supply system according to this embodiment a portable, at least, the fuel pack 10 in which the fuel for power generation is encapsulated, it is dumped or landfill in nature, or during soil air, water even when the leaks, not a contaminant with respect to the natural environment, and, in the main power generation portion 21A of the power generation module 20 to be described later, a fuel capable of generating electrical energy at high energy conversion efficiency, Specifically, methanol, ethanol, and the liquid fuel composed of alcohol butanol, dimethyl ether, butane, liquefied gas comprising a hydrocarbon material such as natural gas (CNG), to better apply gaseous fuel such as hydrogen gas can.
【0046】 [0046]
このような構成を有する燃料パック10及び発電用燃料によれば、本実施形態に係る電源システムにおいて電気エネルギーを発生する際に生成される副生成物が、燃料パック10内に設けられた回収保持部11に不可逆的に保持されるので、仮に、自然環境や、電源システムが接続又は装着されるデバイスに対して有害な副生成物(NOx、SOx、H2O等)が生成された場合であっても、該副生成物が電源システムの外部に排出されることがないので、大気汚染、地球温暖化等の環境への影響や、デバイスの漏電や電気部品の劣化、接触不良等の発生を抑制することができる。 According to the fuel pack 10 and the power generation fuel having a configuration, by-products generated in generating electrical energy in a power supply system according to this embodiment, recovery holds provided in the fuel pack 10 since the irreversibly held in the section 11, if, natural environment and harmful by-products with respect to devices to electrical system is connected or attached (NOx, SOx, H2 O, etc.) in a case it has been generated also, since there is no possible byproduct is discharged to the outside of the power supply system, suppressing air pollution, the influence of global warming and the like environment, device leakage and deterioration of the electrical components, the occurrence of contact failure can do.
【0047】 [0047]
また、燃料パック10を発電モジュール20に対して、着脱可能に構成することにより、封入された発電用燃料の残量が減少、又は、なくなった場合には、燃料パック10への発電用燃料の補充や燃料パック10の再利用(リサイクル)を行うことができるので、燃料パック10や発電モジュール20の廃棄量を大幅に削減することができる。 Further, with respect to the fuel pack 10 power generation module 20, by detachably attached, decrease remaining quantity of encapsulated power generation fuel, or, in the case of run out, the power generation fuel to the fuel pack 10 can be performed reuse refill and fuel pack 10 (recycle), it is possible to significantly reduce the amount of waste fuel pack 10 and power module 20. ここで、単一の発電モジュール20に対して、新たな燃料パックを交換して取り付けることができるので、汎用の化学電池と同様に、簡便な使用形態を提供することができる。 Here, for a single power generation module 20, it can be attached to replace the new fuel pack, similarly to the general-purpose chemical cell, it is possible to provide a convenient use forms.
また、発電用燃料がなくなった燃料パック10を回収することにより、回収保持部11に保持された副生成物を自然環境に負担を与えない方法で適切に処理することができるので、副生成物による自然環境の汚染や地球温暖化等を防止することができる。 Also, by collecting the fuel pack 10 is the power generation fuel runs out, it is possible to properly handle byproducts held in the collection holding portion 11 in a way that does not give a burden on the natural environment, by-products it is possible to prevent the pollution and global warming, such as the natural environment by.
【0048】 [0048]
図2は、本実施形態に係る発電モジュールに適用される発電部の第1の構成例を示す概略構成図である。 Figure 2 is a schematic configuration diagram showing a first configuration example of the power generation section applied to the power generation module according to this embodiment.
【0049】 [0049]
発電モジュール20は、図1に示すように、燃料パック10から供給される発電用燃料を用いて、電気化学反応や燃焼反応等により、少なくとも、電源システムに接続された負荷(電池で動作する電子機器)34の内部に搭載され、負荷34に駆動電源(電圧/電流)となる電気エネルギーを発生し、出力する発電部21と、負荷34の駆動状態(負荷駆動情報)に基づいて、動作制御信号を出力して、発電部21の動作状態を制御する動作制御部22と、動作制御部22からの動作制御信号に基づいて、発電部21における起動動作や電気エネルギーの発生量(発電量)等の発電状態を制御する出力制御部23と、発電部21における電気エネルギーの発生の際に生成される副生成物のうち、特定の成分又は物質を分離して、当該特定の成 Power generation module 20, as shown in FIG. 1, by using the power generation fuel supplied from the fuel pack 10, by the electrochemical reaction or the combustion reaction or the like, at least, to operate in the load connected (battery power system electronics mounted inside the device) 34, and generates electrical energy as a driving power source (voltage / current) to the load 34, the power generating unit 21 for outputting, based on the drive state of the load 34 (load drive information), operation control and it outputs the signal, an operation control unit 22 for controlling the operation state of the power generation unit 21, based on the operation control signal from the operation control unit 22, the amount of starting operation and electrical energy in the power generation portion 21 (power generation amount) an output control unit 23 for controlling the power generation state etc., of the by-products generated during the generation of electric energy in the power generation unit 21 separates the specific components or materials, the specific growth 又は物質のみを燃料パック10内に設けられた回収保持部11に不可逆的に回収、保持させる分離回収部24と、を有して構成されている。 Or is a material only irreversibly collected in the collecting holder 11 provided in the fuel pack 10, is configured to have a separate recovery unit 24 for holding the.
【0050】 [0050]
動作制御部22は、発電モジュール20の内部で生成、あるいは、発電モジュール20の外部から供給される電気エネルギー(動作電源)により動作し、本実施形態に係る電源システムに接続された負荷34の駆動状態に関する情報(負荷駆動情報)に基づいて、後述する発電部21の発電状態を制御する。 Operation control unit 22, generated in the power generation module 20, or operated by electrical energy supplied from the outside of the power generation module 20 (operating power), the driving of the load 34 connected to the power supply system according to this embodiment based on the information about the state (load drive information), and controls the power generation state of the power generating unit 21 described later. 具体的には、発電部21が駆動していない状態で、負荷34を起動する指令を検出した場合には、後述する出力制御部23に対して、発電部21を起動させるための動作制御信号を出力し、また、発電部21が駆動している状態で、負荷34を停止する指令を検出した場合には、出力制御部23に対して、発電部21を停止させるための動作制御信号を出力する。 Specifically, in a state in which the power generation unit 21 is not driven, when it detects a command to start the load 34, the output control unit 23 to be described later, the operation control signal for starting the power generation portion 21 outputs, also, in a state in which the power generation unit 21 is driven, when it detects an instruction to stop the load 34, the output control unit 23, an operation control signal for stopping the power generation portion 21 Output.
【0051】 [0051]
一方、発電部21が駆動している状態で、負荷34の駆動状態の変動を検出した場合には、出力制御部23に対して、発電部21から負荷34に供給される電気エネルギーが負荷34の駆動状態に対応した適切な値となるように、発電部21における電気エネルギーの発生量(発電量)を調整するための動作制御信号を出力する。 On the other hand, in a state in which the power generation unit 21 is driven, when detecting the fluctuation of the drive state of the load 34, the output control unit 23, the electric energy supplied from the power generation unit 21 to the load 34 loads 34 of such a suitable value that corresponds to the driving state, it outputs an operation control signal for adjusting the amount of generated electrical energy in the power generation portion 21 (power generation amount).
【0052】 [0052]
ここで、動作制御部22において検出される指令等の負荷34の駆動状態に関する情報(負荷駆動情報)とは、負荷34となる周辺機器側から、その駆動状態(起動/変動)に応じて出力される特定の情報信号であってもよいし、汎用の化学電池のように正(+)極と負(−)極のみにより負荷34と電気的に接続された構成にあっては、例えば、後述する待機状態において、正(+)極及び負(−)極を介して、負荷34に対して常時モニタ電圧を供給して、その変動を常時監視することにより、負荷34の起動状態を検出し、また、後述する定常状態において、正(+)極及び負(−)極を介して、負荷34に供給される駆動電源となる電気エネルギー(特に、駆動電圧)の変動を常時監視することにより、負荷34の変動状態を検出す Here, the information (load drive information) relating to the drive state of the load 34 command or the like to be detected in the operation control unit 22, from the peripheral device as a load 34, in accordance with the drive state (start / change) Output may be a particular information signal, positive (+) and negative as general-purpose chemical cells (-) in the electrode only by the load 34 and electrically connected to the configuration, for example, in the standby state, which will be described later, the positive (+) and negative (-) through the electrode, by supplying a clock monitoring voltage to the load 34, by monitoring the change constantly, detecting the activation state of the load 34 and, also, in the steady state to be described later, the positive (+) and negative (-) via an electrode, electric energy as a driving power source supplied to the load 34 (in particular, the driving voltage) to constantly monitor the variation of Accordingly, to detect the variation state of the load 34 ものであってもよい。 It may be the one.
【0053】 [0053]
出力制御部23は、図1に示すように、上記動作制御部22からの動作制御信号に基づいて、発電部21への発電用燃料(水素ガス)の供給量を制御する燃料制御部23bと、発電部21への空気(酸素ガス)の供給量を制御する空気制御部23cと、発電用燃料を改質して、発電用燃料に含有される水素をガス化して供給する原料や生成物が導通する流路幅及び/又は高さが10μm〜1000μmのマイクロリアクタからなる改質部23dと、液体燃料からの燃料や水により自発的に発電し、少なくとも負荷34のオフ時に、燃料制御部23b、空気制御部23c、改質部23dに電力を供給する副発電部23eと、を有して構成されている。 The output control unit 23, as shown in FIG. 1, based on the operation control signal from the operation control unit 22, a fuel control unit 23b for controlling the supply amount of the power generation fuel to the power generation portion 21 (hydrogen gas) an air control unit 23c for controlling the supply amount of air (oxygen gas) to the generator unit 21, the power generation fuel by reforming a raw material and product supply hydrogen contained in the power generation fuel is gasified There a reforming portion 23d of the flow path width and / or height consists microreactor 10μm~1000μm conducting spontaneously generated by the fuel and water from the liquid fuel, when off at least the load 34, the fuel control unit 23b , air control unit 23c, and is configured to have a sub-power generation part 23e supplies electric power, the reforming section 23d.
【0054】 [0054]
副発電部23eは、燃料パック10に連通する管から毛細管現象により送出された液体燃料が改質器なしに直接供給されることにより発電する直接型燃料電池、或いは燃料パック10から送出された液体燃料が気化する際に上昇する圧力でタービンを回転し発電するガスタービン型やロータリーエンジン型発電器により構成され、少なくとも負荷34がオフ時に動作制御部22が負荷駆動情報をモニタリングするために必要な電力を動作制御部22に供給するとともに、オフ時の待機電力を負荷34に供給している。 The sub-power generation part 23e is a liquid fuel delivered from a tube communicating with the fuel pack 10 by the capillary phenomenon sent directly from the fuel cell or the fuel pack 10, which generates power by being supplied directly without reformer liquid fuel is constituted by a gas turbine or rotary engine type generator for rotating the generator turbine at a pressure rise at the time of vaporization, required for the operation control unit 22 at least the load 34 is at the oFF time will monitor the load drive information supplies power to the operation control unit 22, and supplies the standby power during off load 34. ここで、動作制御部22は、発電部21が駆動していない状態で、負荷34がオフ時からオン時に切り替わるときの負荷駆動情報信号を受け取ると、燃料制御部23b及び空気制御部23c(燃料制御部23bのみの場合もある)を起動させる。 Here, the operation control unit 22, in a state in which the power generation unit 21 is not driven, upon receiving the load drive information signal when the load 34 is switched to the ON state from the OFF state, the fuel control portion 23b and the air control portion 23c (fuel for the control unit 23b only sometimes) the activating. 燃料制御部23bは副発電部23eから供給された電力で駆動し、所定の量の液体燃料や水を改質部23dに送出し、改質部23d及び空気制御部23cが発電部21にそれぞれ水素ガス(H2)及び酸素ガス(O2)を供給することにより、発電部21を起動させて、所定の電気エネルギーを発生する動作状態(定常状態)に移行させる。 Fuel control unit 23b is driven by power supplied from the sub-power generation part 23e, and sends the liquid fuel and water in a predetermined amount to the reforming unit 23d, the reforming section 23d and the air control portion 23c respectively to the power generation portion 21 by supplying hydrogen gas (H2) and oxygen gas (O2), activates the power generation portion 21 shifts to the operating state for generating a predetermined electrical energy (steady state).
【0055】 [0055]
また、動作制御部22は、発電部21が駆動している状態で、負荷34がオン時からオフ時に切り替わるときの負荷駆動情報信号を受け取ると、燃料制御部23b(燃料制御部23b及び空気制御部23cの場合は燃料及び空気の供給を停止)を制御して、発電部21への燃料や水の供給を停止することにより、改質部23dの水素改質を停止することにより発電部21における電気エネルギーの発生(発電)を停止させて、待機状態に移行させる。 The operation control unit 22, in a state in which the power generation unit 21 is driven, the load 34 receives the load drive information signal when switched upon off from the ON state, the fuel control portion 23b (the fuel control portion 23b and the air control for part 23c stop supplying the fuel and air) by controlling, by stopping the supply of fuel and water to the power generation portion 21, the power generation unit 21 by stopping the hydrogen reformer of the reforming section 23d generation of electrical energy (power generation) is stopped in the shifts to the standby state.
【0056】 [0056]
燃料制御部23bは、動作制御部22から出力される動作制御信号に基づいて、発電部21において、所定の電気エネルギーを生成、出力するために必要な量の水素ガス(H2)となる分の燃料や水等を燃料パック10から供給して、改質部23dにより水素ガス(H2)に改質して、後述する発電部21(図2参照)の燃料極31に供給する制御を行い、また、空気制御部23cは、発電部21の空気極32に供給する酸素ガス(O2)の量を制御する。 Fuel control unit 23b, based on the operation control signal outputted from the operation control unit 22, in the power generation unit 21, generates a predetermined electrical energy, the amount of hydrogen gas required for outputting (H2) and becomes minute fuel or water is supplied from the fuel pack 10, by reforming the hydrogen gas (H2) by reforming section 23d, it performs control for supplying to the fuel electrode 31 of the power generation unit 21 (see FIG. 2) to be described later, the air control unit 23c controls the amount of oxygen gas (O2) is supplied to the air electrode 32 of the power generation unit 21. これらの制御部23b、23cによる発電部21への水素ガス(H2)及び酸素ガス(O2)の供給量を調整することにより、発電部(燃料電池本体)21における電気化学反応の進行状態が制御され、電気エネルギーの発生量(発電量)が制御される。 These control unit 23b, by adjusting the supply amount of hydrogen gas to the power generation portion 21 (H2) and oxygen gas (O2) by 23c, the power generation unit (fuel cell body) progress of the electrochemical reaction in the 21 control is, the amount of electrical energy (power generation amount) is controlled.
【0057】 [0057]
ここで、空気制御部23cは、発電部21の空気極32に供給する酸素ガスの量を電気的にポンプを駆動して供給するように設定されていてもよく、また、発電部21における単位時間当たりの酸素の最大消費量に相当する空気(大気)を供給できるものであれば、空気制御部23cを大気と発電部が繋がった通気孔とし、発電部21における電気化学反応に用いられる量の空気が通気孔を介して、常時供給されるように構成とすることで、出力制御部23が電気化学反応の進行状態を燃料制御部23bのみで制御することができる。 Here, the air control portion 23c may be set to supply to electrically driven pump the amount of oxygen gas supplied to the air electrode 32 of the power generation unit 21, The unit in the power generation portion 21 as long as it can supply the air (atmosphere) corresponding to the maximum consumption of oxygen per hour, the air control portion 23c and the air vents connected power generation unit with the atmosphere, the amount used for the electrochemical reaction in the power generation portion 21 air through the vent hole, with the construction as is always supplied, the output control unit 23 can control the progress of the electrochemical reaction only in the fuel control unit 23b.
【0058】 [0058]
また、改質部23dは、上述したように、燃料パック10に封入された発電用燃料に含まれる水素成分を抽出してガス化し、発電部21に供給する。 Further, the reforming unit 23d, as described above, by extracting the hydrogen components contained in the power generation fuel charged in the fuel pack 10 is gasified, and supplies to the power generation unit 21. 燃料パック10内の発電用燃料は、メタノール(CH3OH)のほかに、メタノールと等モルの水(H2O)が存在し、水とメタノールとは、均一に混合された状態で燃料パック10から出力制御部23に供給されるか、別途改質部23dに供給されることで改質部23d内で混合されるように設定されている。 Power generation fuel in the fuel pack 10, in addition to methanol (CH3 OH), there methanol and equimolar of water (H2 O) is, the water and methanol, uniformly mixed state output control from the fuel pack 10 in or supplied to the section 23, it is set so as to be mixed in the reformer unit 23d by being supplied separately reforming unit 23d. これらのメタノール等の水素を含む液体燃料(アルコール類)と水との混合物が、改質部23d内のヒータにより一旦気化し、さらにヒータの熱及び触媒作用により次の化学反応式(1)に示すように、水蒸気改質反応を引き起こして、水素ガス(H2)を生成する。 Mixture of water liquid fuel containing hydrogen, such as those of methanol (alcohols) is, once vaporized by a heater in the reforming portion 23d, further chemical reaction formula by thermal and catalytic action of the heater (1) as shown, causing steam reforming reaction to produce hydrogen gas (H2). なお、この改質反応により生成される水素以外の微量の生成物(主に、CO2)は、大気中に排出される。 Note that this modification traces of products other than hydrogen produced by the reaction (mainly, CO2) are discharged into the atmosphere.
CH3OH+H2O→3H2+CO2・・・(1) CH3OH + H2O → 3H2 + CO2 ··· (1)
【0059】 [0059]
また、発電部21は、図2に示すように、大別して、例えば、白金や白金・ルテニウム等の触媒微粒子が付着した炭素電極からなる燃料極(カソード)31と、白金等の触媒微粒子が付着した炭素電極からなる空気極(アノード)32と、燃料極31と空気極32の間に介装されたフィルム状のイオン導電膜(交換膜)33と、を有して構成されている。 Further, the power generation unit 21, as shown in FIG. 2, roughly, for example, a fuel electrode (cathode) 31 made of a carbon electrode catalyst particles are adhered, such as platinum or platinum-ruthenium, deposited catalyst particles such as platinum an air electrode (anode) 32 made of the carbon electrodes, a fuel electrode 31 and interposed a film-like ion conductive film (exchange membrane) between the air electrode 32 33 is configured to have a. ここで、燃料極31には、上述した改質部23dを介して抽出された水素ガス(H2)が供給され、一方、空気極32には大気中の酸素ガス(O2)が供給されることにより、電気化学反応により発電が行なわれ、負荷34に対して所定の駆動電源(電圧/電流)となる電気エネルギーが供給される。 Here, the fuel electrode 31, hydrogen gas is extracted through the reforming unit 23d described above (H2) is supplied, whereas, the oxygen gas in the air (O2) is supplied to the air electrode 32 Accordingly, power generation is performed by an electrochemical reaction, electric energy as a predetermined drive power source (voltage / current) is supplied to the load 34.
【0060】 [0060]
具体的には、燃料極31に水素ガス(H2)が供給されると、次の化学反応式(2)に示すように、上記触媒により電子(e−)が分離した水素イオン(プロトン;H+)が発生し、イオン導電膜33を介して空気極32側に通過するとともに、燃料極31を構成する炭素電極により電子が取り出されて負荷34に供給される。 Specifically, when hydrogen gas (H2) is supplied to the fuel electrode 31, as shown in the following chemical equation (2), electrons by the catalyst (e-) is separated hydrogen ions (protons; H +) is generated, while passing through the air electrode 32 side through the ion conductive film 33, electrons are supplied to the load 34 is taken out by the carbon electrode constituting the fuel electrode 31.
3H2→6H++6e− ・・・(2) 3H2 → 6H ++ 6e- ··· (2)
【0061】 [0061]
一方、空気極32に空気が供給されると、次の化学反応式(3)に示すように、上記触媒により負荷34を経由した電子とイオン導電膜33を通過した水素イオンと空気中の酸素ガスが反応して水が生成される。 On the other hand, when air is supplied to the air electrode 32, as shown in the following chemical equation (3), the oxygen of the hydrogen ions in the air that has passed through the electron and ion conductive film 33 through the load 34 by the catalyst gas reacts to produce water.
6H++3/2O2+6e−→3H2O ・・・(3) 6H ++ 3 / 2O2 + 6e- → 3H2O ··· (3)
このような一連の電気化学反応((2)式及び(3)式)は、概ね60〜80℃の比較的低温の環境下で進行する。 Such a series of electrochemical reactions (equation (2) and (3)) is generally proceeds at a relatively low temperature environment 60-80 ° C.. なお、上記化学反応式(1)〜(3)には記載していないが、副生成物として、水の他に燃料中に存在する微量の窒素、硫黄成分から合成される窒素酸化物(NOx)と、硫黄酸化物(SOx)が生じることがある。 Although not described in the chemical reaction formula (1) to (3), as a by-product, small amount of nitrogen present in the fuel in addition to water, nitrogen oxides synthesized from sulfur components (NOx ) and sometimes sulfur oxide (SOx) is produced.
【0062】 [0062]
なお、上述したような電気化学反応により負荷34に供給される駆動電力は、発電部21の燃料極31に供給される水素ガス(H2)の量に依存する。 The driving power supplied to the load 34 by an electrochemical reaction as described above, depends on the amount of hydrogen gas supplied to the fuel electrode 31 of the power generation portion 21 (H2). したがって、改質部23dによって発電部21の燃料極31に供給される水素ガス(H2)の量を制御することにより、ひいては燃料制御部23bによって水及びメタノール等の液体燃料の量を制御することにより負荷34に供給される電気エネルギーを任意に調整することができる。 Thus, by controlling the amount of hydrogen gas supplied to the fuel electrode 31 of the power generation portion 21 (H2) by reforming section 23d, controlling the amount of liquid fuel, such as water and methanol by eventual fuel controller 23b it is possible to arbitrarily adjust the electrical energy supplied to the load 34 by.
【0063】 [0063]
そして、分離回収部24は、上述した出力制御部23及び発電部21において、電気エネルギーを発生するための一連の化学反応に伴って生成される副生成物のうち、少なくとも一種類又はそれ以上の、特定の成分又は物質を分離して、上記燃料パック10に設けられた回収保持部11に送出する。 The separation and recovery unit 24, the output control unit 23 and the power generating unit 21 described above, of the by-product produced in accordance with the series of chemical reactions for generating electrical energy, at least one or more of separates a particular component or material is delivered to the collection holding portion 11 provided in the fuel pack 10.
【0064】 [0064]
具体的には、本実施形態に係る電源システムにおいては、出力制御部23の改質部23dにおける水蒸気改質反応(化学反応式(1))に伴って、水素ガスと共に生成される二酸化炭素(CO2)、及び、発電部21における電気化学反応(化学反応式(2)、(3))に伴って、電気エネルギーの発生とともに生成される水(H2O)が、改質部23d及び発電部21から排出されるが、二酸化炭素(CO2)は極めて微量であり、デバイスへの影響もほとんどないため、非回収物質として電源システム外に排出され、一方、水(H2O)等が分離回収部24により回収されて回収保持部11に送出され、不可逆的に保持される。 Specifically, in the power supply system according to this embodiment, with the steam reforming reaction in the reforming section 23d of the output control section 23 (reaction formula (1)), carbon dioxide produced together with hydrogen gas ( CO2), and electrochemical reaction in the power generation portion 21 (reaction formula (2), with the (3)), the water produced along with generation of electrical energy (H2 O) is, the reforming section 23d and the power generation portion 21 is discharged from the carbon dioxide (CO2) is extremely small, since almost no effect on the device, is discharged outside the power supply system as a non-collected material, while the aqueous (H2 O) and the like by the separation collection portion 24 be recovered is delivered to the collection holding portion 11, it is irreversibly retained.
【0065】 [0065]
ここで、発電部21における電気化学反応(化学反応式(2)、(3))は、概ね60〜90℃程度で進行するため、発電部21において生成される水(H2O)は、ほぼ水蒸気(気体)の状態で排出される。 Here, an electrochemical reaction in the power generation portion 21 (reaction formula (2), (3)), in order to proceed generally at about 60 to 90 ° C., water generated in the power generation unit 21 (H2 O) is approximately steam It is discharged in the form of (gaseous). そこで、分離回収部24は、例えば、発電部21から排出される水蒸気を冷却することにより、あるいは、圧力を加えることにより、水(H2O)の成分のみを液化して、他の成分から分離、回収する。 Therefore, separation and recovery section 24 is, for example, by cooling the steam discharged from the power generation unit 21 or, by applying pressure, liquefying only a component of water (H2 O), separated from the other components, to recover.
【0066】 [0066]
なお、本実施形態においては、発電用燃料としてメタノール(CH3OH)を適用した場合を示したので、電気エネルギーの発生に伴う副生成物は、大半が水(H2O)であって、微量の二酸化炭素(CO2)を電源システム外に排出する態様を採用することにより、分離回収部24における特定の成分又は物質(すなわち、水)の分離、回収を比較的簡易な構成により実現することができるが、発電用燃料として他の物質を適用した場合には、水(H2O)とともに比較的大量の二酸化炭素(CO2)等が生成される場合もある。 Since in the present embodiment, showing a case of applying the methanol (CH3 OH) as a power generation fuel, by-products due to the generation of electrical energy, mostly it is water (H2 O), traces of carbon dioxide by employing a mode for discharging (CO2) to the outside of the power supply system, the specific components or materials in the separation collection portion 24 (i.e., water) separation, it can be implemented by a relatively simple configuration collected, when applying the other material as a fuel for power generation is sometimes relatively large amounts of carbon dioxide along with water (H2O) (CO2) or the like is generated.
【0067】 [0067]
このような場合には、分離回収部24により、例えば、水(H2O)と、その他の大量に生成される特定の成分又は物質(二酸化炭素)を分離した後、燃料パック10に設けた単一又は複数の回収保持部11に、合一又は個別に保持するように構成してもよい。 Single In such a case, the separation collection portion 24, for example, water (H2 O), after separating the other large amounts specified components or substances produced (carbon dioxide), which is provided in the fuel pack 10 or a plurality of collection holding portion 11, may be configured to coalesce or individually held.
【0068】 [0068]
このように、本実施形態に係る電源システムによれば、発電モジュール20により電気エネルギーを発生する際に生成される副生成物、例えば、二酸化炭素(CO2)、水(H2O)等のうち、少なくとも1成分が燃料パック10内に設けられた回収保持部11に保持されることにより、副生成物が燃料パック10内に不可逆的に保持されて、電源システム外部への排出又は漏出が抑制されるので、複製製物(水)によるデバイスの動作不良や劣化等を防止することができるとともに、燃料封入部に保持された副生成物を自然環境に負担を与えない方法で適切に処理することができるので、副生成物(二酸化炭素)による自然環境の汚染や地球温暖化等を防止することができる。 Thus, according to the power supply system according to this embodiment, by-products generated in generating electrical energy by the generator module 20, for example carbon dioxide (CO2), of the water (H2 O) and the like, at least by one component is held in the collection holding portion 11 provided in the fuel pack 10, by-product is irreversibly held in the fuel pack 10, the discharge or leakage to the power supply system outside is suppressed since, it is possible to prevent duplicate preparations (aqueous) device malfunction or deterioration due to such, be properly processed by-products retained in the fuel sealed portion in a way that does not give a burden on the natural environment since it is possible to prevent the by-products (carbon dioxide) pollution and global warming of the natural environment by such. また、窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)についても、水(H2O)とは別の回収保持部11に回収するようにしてもよい。 Moreover, nitrogen oxides (NOx), for also sulfur oxides (SOx), may be collected in a separate collecting holder 11 and the water (H2 O).
【0069】 [0069]
また、本実施形態に係る電源システムにおいては、電源システムに接続される負荷(デバイス)34の駆動状態(負荷駆動情報)に応じて、所定の駆動電源となる電気エネルギーの供給、停止制御、及び、電気エネルギーの発生量の調整制御を行うことができるので、発電用燃料を効率的に消費することができる。 In the power supply system according to this embodiment, the load connected to the power supply system in accordance with the driving state of the (device) 34 (load drive information), the supply of electrical energy a predetermined drive power supply, stop control, and , it is possible to adjust the control of the generation of electrical energy, it is possible to consume the power generation fuel efficiently. したがって、所定の電気的特性を実現しつつ、エネルギーの利用効率が極めて高い電源システムを提供することができる。 Therefore, while realizing a predetermined electrical characteristics, utilization efficiency of energy can be provided extremely high power systems.
【0070】 [0070]
さらに、本実施形態にかかる電源システムにおいては、後述するように、本実施形態に係る電源システム(発電モジュール)を、半導体製造技術を適用して小型軽量化し、汎用の化学電池と同等の形状になるように構成することにより、外形状及び電気的特性(電圧/電流特性)のいずれにおいても汎用の化学電池との高い互換性を実現することができ、既存の電池市場における普及を一層容易なものとすることができる。 Further, in the power supply system according to the present embodiment, as described later, the power supply system according to this embodiment (power generation module), smaller and lighter by applying a semiconductor manufacturing technology, the same shape as the general-purpose chemical cell by configuring such that, in any external shape and electrical properties (voltage / current characteristics) can also achieve high compatibility with a general-purpose chemical cell, as easier to spread in the existing cell market it can be a thing. これにより、環境問題やエネルギー利用効率等の点で課題が多い既存の科学電池に替えて、燃料電池を用いた電源システムを容易に普及させることができるので、環境への影響を抑制しつつ、高いエネルギー利用効率を実現することができる。 Thus, in place of the existing scientific battery there are many problems in terms of such environmental problems and energy efficiency, since the power supply system using a fuel cell can be easily spread, while suppressing the influence on the environment, it is possible to achieve high energy efficiency.
【0071】 [0071]
次に、本実施形態に係る燃料パックの具体的な構成と、燃料パックと回収保持部との関係について、図面を参照して説明する。 Next, a specific configuration of the fuel pack of the present embodiment, the relationship between the fuel pack and the collection holding portion will be described with reference to the drawings.
図3は、本実施形態に係る燃料パックと回収保持部との関係を示す概略図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing the relationship between the recovery holding unit fuel pack according to the present embodiment.
【0072】 [0072]
図3(a)に示すように、本実施形態に係る燃料パック10は、一定の容積を有し、上述したような分解性を有する高分子材料(プラスチック)により構成されているとともに、例えば、メタノール等の発電用燃料が充填された空間12A(第1の空間)と、分離回収部24から送出される水等の副生成物(特定の成分又は物質)が保持される空間12B(第2の空間)と、後述するように、空間12Bの容積を相対的に可変し、空間12Bを空間12Aから隔絶する回収袋(保持手段)13と、分離回収部24から送出される副生成物を空間12B、即ち、回収袋内に取り込むための副生成物取込弁14Bとを有して構成されている。 As shown in FIG. 3 (a), the fuel pack 10 according to this embodiment has a constant volume, with is made of a polymer material (plastic) having degradable as described above, for example, a space 12A which power generation fuel is filled, such as methanol (first space), space 12B by-products such as water sent from the separation collection portion 24 (the specific components or materials) is held (second and space), as will be described later, relatively variable volume of the space 12B, and the collection bag (holding means) 13 for isolating the space 12B from the space 12A, the by-products to be delivered from the separation collection portion 24 space 12B, i.e., is configured to include a by-product Tokomiben 14B for taking in the collection bag. そして、発電モジュール20には、燃料パック10の空間12Aに封入された発電用燃料を燃料制御部23bに供給する燃料供給管14Aが設けられ、燃料パック10に嵌合することにより燃料供給管14Aが空間12A内に挿入され、分離回収部24が副生成物取込弁14Bと接続される。 Then, the power generation module 20, the fuel supply pipe 14A for supplying the power generation fuel which is sealed in the space 12A to the fuel control portion 23b of the fuel pack 10 is provided, the fuel supply pipe 14A by fitting in the fuel pack 10 There is inserted into the space 12A, the separation collection portion 24 is connected to the by-product Tokomiben 14B.
【0073】 [0073]
ここで、副生成物取込管14Bは、燃料パック10が発電モジュール20に結合された状態でのみ、発電用燃料の供給や、副生成物の取り込みが可能となるように、逆止弁が設けられている。 Here, by-product intake pipe 14B is only when the fuel pack 10 is coupled to the power generation module 20, the supply and the power generation fuel, as incorporation of by-products is possible, the check valve It is provided. これにより、燃料パック10が発電モジュール20から取り外された状態においては、空間12Aに封入された発電用燃料及び空間12Bに保持された副生成物は、燃料パック10の外部に漏出することがない(漏出を防止できる)。 Thus, in a state in which the fuel pack 10 is detached from the power generation module 20, by-products retained in the fuel for power generation and space 12B is sealed in the space 12A has never leak to the outside of the fuel pack 10 (leakage can be prevented). なお、副生成物取込弁14Bに逆止弁の機能を設ける替わりに、または、逆止弁の機能を設けると共に、後述するように、空間12B(回収袋13)に吸収(吸水)ポリマー等の吸収保持部材を充填した構成を有するものであってもよい。 Note that instead of providing the function of the check valve to the by-product Tokomiben 14B, or, provided with a function of the check valve, as will be described later, absorbing the space 12B (collection bag 13) (water absorption) polymer or the like the absorption retaining member may have a structure filled.
【0074】 [0074]
このような構成を有する燃料パック10において、空間12Aに封入された発電用燃料が燃料供給管14Aを介して発電モジュール20(発電部21)に供給されることにより、所定の電気エネルギーを発生する動作が実行されるとともに、上記分離回収部24により電気エネルギーの発生に伴って生成された副生成物のうち、特定の成分又は物質(例えば、水)のみが回収されて、副生成物取込弁14Bを介して空間12Bに取込、保持される。 In the fuel pack 10 having such a configuration, by the power generation fuel sealed in the space 12A is supplied to the power generation module 20 (power generation portion 21) via a fuel supply pipe 14A, generates a predetermined electrical energy together with the operation is performed, among the by-products generated with the generation of electrical energy by the separation collection portion 24, a specific component or substance (e.g., water) only is recovered, by-product take- taking into the space 12B through the valve 14B, it is maintained.
【0075】 [0075]
これにより、空間12Aに封入された発電用燃料の容積が減少するとともに、相対的に、空間12Bに保持される特定の成分又は物質の容積が増大する。 Thus, the volume is reduced of encapsulated power generation fuel to the space 12A, relatively, the volume of a particular component or substance held in the space 12B is increased.
このとき、後述するように、空間12B(回収袋13)に吸収保持部材が充填されていれば、回収され、取り込まれた副生成物の実質的な容積に比較して、より大きな容積を有するように空間12Bの容積を制御することができる。 At this time, as described later, if the absorbent storage member is filled in the space 12B (collection bag 13), are recovered, compared to the substantial volume of the by-products captured, with a greater volume it is possible to control the volume of the space 12B so.
【0076】 [0076]
したがって、空間12Aと12Bの関係は、発電モジュール20における電気エネルギーの発生(発電)動作に伴って、単に、相対的に増減するだけでなく、空間12Bに保持された副生成物の量に応じて、図3(b)に示すように、所定の圧力で回収袋13を押圧することにより、空間12Aに封入された発電用燃料に圧力が印加されることになるので、発電モジュール20への発電用燃料の供給を適切に行うことができ、図3(c)に示すように、空間12Bに保持される副生成物により、空間12Aに封入された発電用燃料をほぼ完全になくなるまで供給することができる。 Therefore, the relationship between the space 12A and 12B, with the generation of electrical energy (power generation) operation in the power generation module 20, merely not only relatively increased or decreased, depending on the amount of by-products which are held in the space 12B Te, as shown in FIG. 3 (b), by pressing the recovery bag 13 at a predetermined pressure, it means that the pressure is applied to the power generation fuel sealed in the space 12A, to the power generation module 20 the supply of the power generation fuel can be performed appropriately, as shown in FIG. 3 (c), by-products which are held in the space 12B, supplied until no power generation fuel sealed in a space 12A almost completely can do.
【0077】 [0077]
ここで、上記(1)式〜(3)式により、1モルのメタノール(CH3OH)及び1モルの水(H2O)に対して、3モルの割合で水(H2O)が生成されるが、液体の状態で1モルのメタノール(CH3OH)は、40.56cm3程度であるのに対して、1モルの水(H2O)は、18.02cm3程度であるので、燃料パック10の空間12Aに初期状態で封入されたメタノール(CH3OH)をMcm3とすると、空間12Aは水を含めて1.444Mcm3の容積となる。 Here, the above (1) to (3), 1 mol with respect to methanol (CH3 OH) and 1 mole of water (H2 O), Water (H2 O) is generated in a ratio of 3 moles, liquid 1 mole of methanol state (CH3 OH), to the range of about 40.56Cm3, 1 mole of water (H2 O) are the order of 18.02Cm3, the space 12A of the fuel pack 10 in the initial state When the encapsulated methanol (CH3OH) Mcm3, space 12A becomes the volume of 1.444Mcm3 including water.
【0078】 [0078]
そして、全てのメタノール(CH3OH)が反応すると、副生成物の水(H2O)は1.333Mcm3となり、初期状態の液体燃料(メタノール(CH3OH)と水(H2O)との混合物)との体積比が92.31%程度になるので、副生成物の容積のほとんどを水が占める場合、副生成物が生成されるにしたがって、燃料パック10の空間12A内の発電用燃料の容積と空間12B内の複生成物の容積との和は減少するため、予め液体燃料が入らない複生成物用の空間12Bを大きく設ける必要がないので、初期状態で燃料パック10内に有効に液体燃料を充填することができる。 When all of the methanol (CH3 OH) are reacted, the volume ratio of the by-product water (H2 O) is next 1.333Mcm3, the initial state liquid fuel (mixture of methanol (CH3 OH) and water (H2 O)) is since about 92.31%, the most of the volume of by-products when occupied by water, in accordance with by-product is produced, the power generation fuel in the space 12A of the fuel pack 10 volume and space 12B of since the sum of the volume of the double product decreases, since previously the liquid fuel does not need a space 12B increases provided for multiple products that do not fit, effectively filling the liquid fuel to the fuel pack 10 in the initial state can.
【0079】 [0079]
また、上述のように回収袋13内には吸収保持部材40が封入されている(図4を参照)。 Further, the absorption holding member 40 is sealed in the collection bag 13 as described above (see Figure 4).
吸収保持部材40は、副生成物(特定の成分又は物質)を回収袋13内に不可逆的に吸収、吸着固定、定着するための部材である。 The absorbent storage member 40 is irreversibly absorbed into the collection bag 13 by-product (specific components or materials), adsorbed and fixed, a member for fixing.
吸収保持部材40としては、副生成物と化学的に安定で、親和性が高く、かつ副生成物を吸収することで膨潤する性質を有する部材を用いる。 The absorbent storage member 40, by-products and chemically stable, high affinity, and use a member having a property of swelling by absorbing by-products. このような性質を有する部材としては、例えば、多孔質の発泡体(吸水スポンジ)等が挙げられる。 The members having such properties, for example, a porous foam (water sponge) and the like.
【0080】 [0080]
吸収保持部材40として吸水スポンジを用いる場合、図4(a)に示すように、初期状態、つまり回収袋13内に副生成物が存在しない状態では、吸水スポンジは圧縮されている。 When using a water sponge as absorbent storage member 40, as shown in FIG. 4 (a), the initial state, i.e. in the state where in the collection bag 13 is not by-product is present, water sponge is compressed. そして、空間12Aに封入された発電用燃料が燃料制御部23bへ供給されるに従い、分離回収部24から空間12B(回収袋13)に副生成物が送出される。 Then, in accordance with the power generation fuel sealed in the space 12A is supplied to the fuel control unit 23b, by-product is sent from the separation collection portion 24 into the space 12B (collection bag 13). そして、回収袋13に封入された吸水スポンジが副生成物を吸収するに従って、図4(b)に示すように、この吸水スポンジは燃料パック10内において、空間12A方向に膨張していき、最終的には、図4(c)に示すように、燃料パック10内のほぼ全域にまで膨張する。 Then, in accordance with water absorption sponge enclosed in a collection bag 13 absorbs by-product, as shown in FIG. 4 (b), in this water sponge fuel pack 10, continue to expand in the space 12A direction, final thereof it includes, as shown in FIG. 4 (c), expanded to substantially the entire fuel pack 10.
【0081】 [0081]
このように、吸収保持部材40として吸水スポンジを用いることにより、副生成物が燃料パック10内に保持されるので、例えば、燃料パック10使用時や燃料パック10交換時等に、副生成物が副生成物取込弁14Bを介して外部に漏洩することを防止できる。 Thus, by using the water-absorbing sponge as absorbent storage member 40, since the by-product is retained in the fuel pack 10, for example, in the fuel pack 10 to use or the fuel pack 10 exchange or the like, by-products It can be prevented from leaking to the outside through the by-products Tokomiben 14B.
また、吸水スポンジが副生成物を燃料パック10内で不可逆的に保持するので、副生成物取込弁14Bを介して副生成物を外部に取り出し、第1の空間12Aの容量を拡大し、燃料供給管14Aを介して、この第1の空間に発電用燃料を充填する行為(発電用燃料の詰め替え)を防止することができる。 Further, the water absorbing sponge-products because irreversibly held in the fuel pack 10, by-product via a by-product Tokomiben 14B taken out to the outside, to expand the capacity of the first space 12A, through the fuel supply pipe 14A, it is possible to prevent the act of filling the power generation fuel in the first space (refill of fuel for power generation).
【0082】 [0082]
また、副生成物の大部分を水が占める場合には、吸収保持部材40としていわゆる高吸水(吸収)性ポリマーを用いても良い。 Also, most of the by-product when occupied by water, may be used a so-called super absorbent (absorbent) polymer as absorbing and retaining member 40.
高吸水性ポリマーは、水を瞬時に吸収し、膨張して、水をゲル化させる性質を有しており、また、吸収した水に対して高い保持力を有し、圧力を加えても離水しにくいという性質も有している。 Superabsorbent polymers, water instantly absorb, expand to, water has the property of gelling, also has a high retention force to absorb water, even under pressure syneresis also it has a nature that it is difficult.
高吸水性ポリマーとしては、例えば、デンプン系のグラフト重合体、カルボキシルメチル化体、セルロース系のグラフト重合体、カルボキシルメチル化体、合成ポリマーとしてのポリアクリル酸系、ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、ポリアクリルアミド系、ポリオキシエチレン系、イソブチレンマレイン酸塩系等の単体もしくはこれら各々の合成体、又は、デンプン系、セルロース系、合成ポリマー系の各混合体等が挙げられる。 The superabsorbent polymer, for example, graft polymer of starch-based, carboxy methylated derivatives, graft polymers of cellulose, carboxyl methylated product, polyacrylic as synthetic polymers, polyacrylic acid salts, polyvinyl alcohol system, polyacrylamide, polyoxyethylene, alone or composite of each of these, such as isobutylene maleic salt, or starch-based, cellulose-based, the mixture of synthesis polymer systems.
【0083】 [0083]
このように、吸収保持部材40として高吸水性ポリマーを用いることにより、吸収保持部材40として吸水スポンジを用いた場合と比較して、以下のような効果を奏することができる。 Thus, by using a superabsorbent polymer as the absorbent retaining member 40, as compared with the case of using the water sponge as absorbent storage member 40, it is possible to achieve the following effects.
まず、副生成物の保持力が向上することで、副生成物の漏洩をより確実に防止でき、また、発電用燃料の詰め替えをより確実に防止できる。 First, by holding force of the by-products is increased, the leakage of by-products can more reliably prevent, also can be more reliably prevented refill of the power generation fuel.
また、吸水能力が向上する、即ち一定量の副生成物を吸収・保持するために必要となる高吸水性ポリマーの体積が、吸水スポンジの体積と比較して少量で済むため、結果的に、一定容量の燃料パック10内において、発電用燃料が充填される空間12A(第1の空間)が占める割合を大きくすることができ、発電用燃料の燃料パック10内体積効率を向上させることができる。 Moreover, water uptake capacity is increased, i.e. the volume of the superabsorbent polymer needed to absorb and hold a certain amount of by-products, because it requires a small amount compared to the volume of water sponge, consequently, in the fuel pack 10 having a constant volume, the proportion of the space 12A in which the power generation fuel is charged (first space) can be increased, thereby improving the fuel pack 10 in the volumetric efficiency of the power generation fuel .
【0084】 [0084]
また、吸収保持部材40として、土壌や水中の微生物により分解される生分解性を有する部材を用いても良い。 Furthermore, as the absorbent storage member 40 may be used a member having a biodegradability is degraded by microorganisms in soil or water.
このような特性を有する部材としては、例えば、生分解性を有する原料により多孔質あるいは中空構造を備えるように製造された繊維部材が挙げられる。 The member having such characteristics, for example, fiber member manufactured to include a porous or hollow structure by material having biodegradability. そして、毛細管現象を利用し、この繊維部材が副生成物を吸収・保持するものとしても良い。 Then, using a capillary phenomenon, the fiber members may be a by-product as to absorb and retain.
生分解性を有する原料としては、天然高分子、合成高分子、微生物により作られたものが挙げられ、例えば、植物細胞膜の主成分をなす多糖類であるセルロース、デンプン、脂肪族ポリエステル等の周知の原料を使用できる。 As a raw material having biodegradability, natural polymer, synthetic polymer, include those made by microorganisms, for example, cellulose, a polysaccharide which forms a major component of plant cell membranes, starch, known and aliphatic polyester raw materials can be used for.
【0085】 [0085]
このように、吸収保持部材40として生分解性を有する部材を用いることにより、燃料パック10全体が生分解性を有し、燃料パック10の投棄や埋め立て処理時等において、燃料パック10が水と二酸化炭素等に分解されるので、自然環境への悪影響を防止できる。 Thus, by using a member having biodegradability as absorbent storage member 40, the entire fuel pack 10 has a biodegradability in dumping and landfill or the like of the fuel pack 10, the fuel pack 10 and the water because it is decomposed into carbon dioxide, it can prevent an adverse effect on the natural environment.
【0086】 [0086]
なお、上述した構成は、発電モジュール20に適用される発電部21の一例を示したに過ぎず、本発明に係る電源システムの構成を何ら限定するものではない。 Incidentally, the above-described configuration, only an example of the power generation unit 21 which is applied to the power generation module 20, does not limit the configuration of the power supply system according to the present invention. 要するに、本発明に適用される発電部21は、燃料パック10に封入された液体燃料又は気体燃料が直接又は間接的に供給されることにより、発電部21内部で電気化学反応や燃焼反応等により電気エネルギーを発生することができるものであれば、他の構成を有するものであってもよく、例えば、ロータリーエンジンやスターリングエンジン、パルス燃焼エンジン等の内燃機関又は外燃機関(エンジン)と電磁誘導や圧電変換による発電器とを組み合わせたもの、熱音響効果による外力発生手段と電磁誘導や圧電変換による発電器とを組み合わせたもの、あるいは、電磁流体力学(MHD)発電器等を良好に適用することができる。 In short, the power generation portion 21 applied to the present invention, by a liquid fuel or gas fuel charged in the fuel pack 10 is directly or indirectly supplied by an electrochemical reaction or the combustion reaction or the like within the power generation portion 21 as long as it can generate electric energy, it may be those having other configurations, for example, electromagnetic induction and rotary engines and Stirling engines, internal combustion engine or an external combustion engine such as a pulse combustion engine (engine) or a combination of a power generator by the piezoelectric transducer, as a combination of a power generator by the external force generating means and electromagnetic induction or piezoelectric conversion by the thermoacoustic effect, or to favorably apply the electromagnetic hydrodynamics (MHD) power generation, etc. be able to.
【0087】 [0087]
次に、上記第一の実施の形態に示した電源システムの構成に、燃料パック10内の発電用燃料の残量を検知するための残量検知手段を付加した場合の電源システムの構成を第二から第九の実施の形態として図を用いて説明する。 Next, the structure of the power supply system shown in the first embodiment, a configuration of a power supply system in the case of adding the remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of power generation fuel in the fuel pack 10 first It will be described with reference to FIG from the two in the form of the ninth embodiment. なお、以下の実施の形態にかかる電源システムにおいて、上記第一の実施の形態と同様の構成となる部分には図面中同一の符号を付し、それらの説明は省略する。 Incidentally, in the power supply system according to the following embodiments, the same reference numerals in the figures are the portions that are similar in configuration in the first embodiment described above, the description thereof is omitted. また、以下の各実施の形態の説明においては、電源システムが一つの燃料パック10に対して一つの残量検知手段を備えるものとしたが、一つの燃料パック10に対して複数の残量検知手段を備えるものとしても良い。 Further, in the description of the following embodiments, although the power supply system is intended to comprise one of the remaining amount detecting means for one of the fuel pack 10, a plurality of remaining amount detection for one of the fuel pack 10 it may be as comprising means.
【0088】 [0088]
〔第二の実施の形態〕 [Second Embodiment
負荷34が、例えば一般的なデジタルビデオ、デジタルスチルカメラのように、汎用の電池により駆動し、汎用の電池の出力電圧の変位より電池残量を算出して残量を表示部で示すものである場合、図5に示すように、第二の実施の形態に係る電源システムは残量検知手段50を備え、残量検知手段50は残量に応じた発電用燃料情報となる信号を検知して出力制御部23に制御信号を出力すると、出力制御部23は生成する水素量を制御し、結果として発電部21から出力される出力電圧値を変位するように設定されている。 Load 34, such as in a typical digital video, digital still cameras, driven by a general-purpose battery, shows on the display unit the remaining amount by calculating a battery remaining amount from the displacement of the output voltage of a general-purpose battery in some cases, as shown in FIG. 5, the power supply system according to the second embodiment includes a remaining amount detecting means 50, the remaining amount detecting means 50 detects the signal as a fuel for power generation information corresponding to the remaining amount and it outputs a control signal to the output control section 23 Te, the output control unit 23 controls the amount of hydrogen generated is set so as to displace the output voltage value output from the power generation unit 21 as a result. 負荷34は、発電モジュール20内からの出力電圧の電圧値を検知する出力電圧検知手段53と、出力電圧検知手段53により検知された電圧値に応じて所定のテーブルを参照して電池残量を算出する電池残量算出手段54と、電池残量算出手段54により判断された電池の残量を負荷34の利用者に表示する残量表示手段52と、を備えている。 Load 34 includes an output voltage detecting means 53 for detecting a voltage value of the output voltage from the power generation module 20 within the battery remaining amount by referring to a predetermined table in accordance with the voltage value detected by the output voltage detection means 53 When battery calculating means 54 for calculating, and a remaining amount display unit 52 for displaying the remaining amount of the battery is determined by the battery residual quantity calculation unit 54 to the user of the load 34.
発電用燃料情報となる信号は、後述する第三の実施の形態以降の各実施の形態での情報でもよい。 Signal which becomes fuel for power generation information may be information in each of the embodiments of the subsequent form of the third embodiment to be described later.
【0089】 [0089]
次いで、本実施形態に係る電源システムの出力電圧特性について、図面を参照して説明する。 Then, the output voltage characteristics of the power supply system according to this embodiment will be described with reference to the drawings.
図6は、本実施形態に係る電源システムの出力電圧の経時変化を示す特性図である。 Figure 6 is a characteristic diagram showing a change with time of the output voltage of the power supply system according to this embodiment. ここでは、上述した電源システムの構成(図1)を適宜参照する。 Here, reference configuration of the power supply system described above (FIG. 1) appropriately. また、本実施形態に係る電源システムの有効性を明確にするために、汎用の化学電池及び従来の燃料電池における起電力特性と対比しながら説明する。 In order to clarify the effectiveness of the power supply system according to this embodiment will be described in comparison with the electromotive force characteristic in the general-purpose chemical cell and a conventional fuel cell.
【0090】 [0090]
図6に示すように、本実施形態に係る電源システムにおける第1の出力電圧特性Saは、一般に汎用された化学電池における放電に伴う出力電圧特性の経時的な変化傾向と略同等の変化傾向を示すように出力電圧が制御される。 As shown in FIG. 6, the first output voltage characteristic Sa in the power supply system according to this embodiment, generally the temporal changing tendency substantially equal change tendency of the output voltage characteristics due to discharge in the general-purpose chemical cell output voltage is controlled as shown. すなわち、発電モジュール20の発電部21における発電状態が、放電に伴う時間の経過(換言すれば、燃料パック10における液体燃料の残量)に応じて減衰するように、少なくとも改質部23bによる発電部21の燃料極31への水素ガスの供給量が減少するように設定される。 That is, power generation state in the power generation portion 21 of the power generation module 20, (in other words, the remaining amount of the liquid fuel in the fuel pack 10) over time due to the discharge so as to attenuate depending on, according to at least reformer 23b the supply amount of the hydrogen gas to the fuel electrode 31 parts 21 is set so as to decrease.
【0091】 [0091]
具体的には、出力電圧の制御方法は、まず、残量検知手段50により燃料パック10に残存する液体燃料の量が検出され、その残量検出信号が継続的又は定期的に燃料制御部23bに入力される。 Specifically, the control method for the output voltage, first, the amount of liquid fuel remaining in the fuel pack 10 is detected by the remaining amount detecting means 50, the remaining amount detection signal is continuously or periodically the fuel control unit 23b It is input to. ここで、液体燃料の残量は、放電に伴う時間の経過に応じて減少するので、液体燃料の残量と経過時間とは密接な相関関係を有することになる。 Here, the remaining amount of liquid fuel, because decreases with the passage of time associated with the discharge, will have a close correlation between the elapsed time and remaining amount of liquid fuel.
【0092】 [0092]
一方、燃料制御部23bは、汎用の化学電池(マンガン電池、アルカリ電池、アルカリボタン電池、リチウムコイン電池、二次電池等)における放電に伴う出力電圧の経時的な変化傾向と同様に、液体燃料の残量と出力電圧との相関関係が一義的に規定された出力電圧特性Saに基づく相関テーブルを備えている。 On the other hand, the fuel control unit 23b, a general-purpose chemical cell (a manganese cell, an alkaline battery, an alkaline button battery, a lithium coin battery, rechargeable battery or the like) similar to the temporal changing tendency of the output voltage due to discharge in the liquid fuel correlation between the remaining amount and the output voltage of the is provided with a correlation table based on the uniquely defined output voltage characteristic Sa. そして、燃料制御部23bは、残量検出信号による液体燃料の残量(すなわち、放電に伴う時間の経過)に基づいて、一義的に出力電圧を決定し、この出力電圧に対応した量の水素ガスを発電部21に供給するように、液体燃料の供給量を調整する。 The fuel control unit 23b, the remaining amount of the liquid fuel by the residual quantity detection signal (i.e., the elapsed time associated with discharge) based on, determines uniquely the output voltage, the hydrogen of an amount corresponding to the output voltage to supply the gas to the power generation portion 21 adjusts the supply amount of the liquid fuel. ここで、液体燃料の残量と出力電圧との相関関係を一義的に規定するとは、図6に示したように、液体燃料の残量に対して出力電圧が1対1で対応する関係を意味し、曲線的な変化傾向を示すものに限らず、一次直線的に変化するものであってもよい。 Here, uniquely defining the correlation between the remaining amount and the output voltage of the liquid fuel, as shown in FIG. 6, the relationship where the output voltage with respect to the remaining amount of liquid fuel corresponding one-to-one refers to, not limited to those showing a curve change trend may be one that varies the primary linear.
【0093】 [0093]
また、汎用の化学電池の出力は、例えば、単1型〜単5型やコイン型のように容量に応じて出力電圧の経時的変位は異なるので、本発明に係る燃料電池の形状、大きさは、規格に則った汎用の化学電池の形状、大きさに従うとともに、燃料電池の燃料の残存量に応じた出力電圧は、同一型の化学電池の残りの寿命に応じた出力電圧に合わせるように出力制御部23が設定されている。 The output of the general-purpose chemical cell, for example, since the time displacement of the output voltage in accordance with the capacity as a single 1-inch-single-5 type or coin type different shapes of the fuel cell according to the present invention, the size the shape of the general-purpose chemical cells conforming to the standard, with follow size, output voltage corresponding to the remaining amount of fuel of the fuel cell, to match the output voltage corresponding to the remaining life of the same type of electrochemical cell output control unit 23 is set. したがって、例えば、単1型の燃料電池の出力電圧の経時的変化の軌跡は、単一型のマンガン電池等の各種化学電池のいずれかの起電力の減衰する出力電圧の経時的変化の軌跡に合同、或いは、時間軸に沿って拡大又は縮小する。 Thus, for example, the trajectory of the time course of the output voltage of the fuel cell of the single type 1, the trajectory of the time course of one of the electromotive force attenuation output voltage of the various chemical batteries such as a single type manganese battery joint, or enlarged or reduced along the time axis.
【0094】 [0094]
このような出力電圧特性を有する電源システムによれば、動作電源として既存の携帯機器等に適用した場合、電源システムからの出力電圧が、一般的な化学電池の場合と同等の経時的な変化傾向を示すので、負荷34となる携帯機器側で既存の構成を用いて、この出力電圧の変化を出力電圧検知手段53で検出することにより、所定のテーブルを参照して電池残量算出手段54が電池の残量を判断し、定期的又は継続的に電池残量や機器の駆動可能時間を残量表示手段52で表示したり、携帯機器等の動作保証電圧範囲を下回る電圧に達した場合に、携帯機器等のデバイスが電池の交換や充電等を促す残量通知を正確に行うことができる。 According to the power supply system having such an output voltage characteristic, when applied to existing mobile devices such as the operating power supply, the output voltage from the power supply system, comparable over time change tendency as in the general chemical cell it indicates, using the existing configuration in the load 34 the mobile device side, by detecting the change in the output voltage by the output voltage detection unit 53, battery remaining amount calculating unit 54 with reference to a predetermined table is determining the remaining amount of the battery, or display driving time of the periodic or continuous battery level and equipment level display unit 52, when it reaches a voltage below the guaranteed operating voltage range of a portable device or the like , it is possible to carry out the remaining amount notification devices such as portable devices promote the exchange and charging of the battery accurately.
【0095】 [0095]
また、後述するように、本実施形態に係る電源システム(発電モジュール)を、半導体製造技術を適用して小型軽量化し、市販の化学電池と同等の形状を適用することにより、外形形状及び電圧特性において市販の化学電池との完全な互換生を実現することができ、既存の電池市場における普及を一層容易なものとすることができる。 As described later, the power supply system according to this embodiment (power generation module), smaller and lighter by applying a semiconductor manufacturing technology, by applying the commercially available chemical cell equivalent shape, external shape and voltage characteristics in can be realized fully compatible raw and commercial chemical cell, the spread in the existing cell market can be made more easily. これにより、環境問題やエネルギー利用効率等の点で課題が多い既存の化学電池に替えて、燃料電池を用いた電源システムを普及させることができるので、環境への影響を抑制しつつ、高いエネルギー利用効率を実現することができる。 Thus, in place of the existing chemical cell there are many problems in terms of such environmental problems and energy efficiency, it is possible to spread the power supply system using a fuel cell, while suppressing the influence on the environment, high energy it is possible to realize the utilization efficiency.
【0096】 [0096]
なお、上述したように、液体燃料の残量と経過時間とは密接な相関関係を有するものであるが、その関係は、必ずしも汎用の化学電池における電池残量と放電に伴う経過時間との関係とは一致しなくてもよい。 As described above, although the elapsed time and remaining amount of liquid fuel and has a close correlation, the relationship is necessarily the relationship between the elapsed time associated with the discharge battery residual quantity in the general-purpose chemical cells You may not agree with. したがって、燃料電池においては、エネルギー変換効率が汎用の化学電池に比較して極めて高い特徴を有しているので、例えば、図6における第2の出力電圧特性Sbに示すように、汎用の化学電池における経時的な電圧変化傾向に対応した第1の出力電圧特性Saよりも長い時間単位で電圧が変化(低下)するものであってもよい。 Accordingly, in the fuel cell, the energy conversion efficiency has a very high characteristic as compared with the general-purpose chemical cell, for example, as shown in the second output voltage characteristic Sb in FIG. 6, the general-purpose chemical cell it may be one that over time the voltage first voltage change in a long time unit than the output voltage characteristic Sa corresponding to a change tendency (decrease) in.
【0097】 [0097]
ここで、第1の出力電圧特性Saにおいては、動作保証電圧範囲の下限を電圧V0とし、電圧V0に至るまでの時間をT0としたときに、時間T0の半分の時間、つまり、残りの寿命が半分になるときの時間をT0.5とし、そのときの電圧をV0.5とする。 Here, in the first output voltage characteristic Sa, operation guaranteed voltage V0 the lower limit of the voltage range, the time until the voltage V0 is taken as T0, the half time T0 time, that is, the remaining life There was a T0.5 the time when halved, the voltage at that time to V0.5. そして、携帯機器等のデバイスが、電池の出力電圧を電圧V0に達したと検知すると残量通知Iaを行うように予め設定されている。 The devices such as portable devices are preset to perform detection for the remaining amount notifying Ia and the output voltage reaches the voltage V0 of the battery.
【0098】 [0098]
また、燃料電池の第2の出力電圧特性Sbにおいては、燃料電池の残量がほぼなくなるときの電圧を上記化学電池の電圧V0と等しくなるようにし、電圧V0に至るまでの時間をT0′としたときに、時間T0′の半分の時間、つまり、残りの寿命が半分になるときの時間をT0.5′とし、そのときの電圧を上記化学電池の電圧V0.5と等しくなるように設定されている。 Further, in the second output voltage characteristic Sb of the fuel cell, the voltage when the remaining amount of the fuel cell is substantially eliminated to be equal to the voltage V0 of the electrochemical cell, and the time until the voltage V0 T0 ' when, 'half the time, that is, the time when the remaining lifetime halved T0.5' time T0 and, setting the voltage at that time to be equal to the voltage V0.5 of the electrochemical cell It is.
【0099】 [0099]
すなわち、本発明の燃料電池の燃料の残量が半分になったときの電圧が、汎用の化学電池の動作保証電圧範囲での起電力の残量が半分になったときの電圧と等しく、本発明の燃料電池の燃料の残量がほぼなくなりかけたときの電圧が、汎用の化学電池の動作保証電圧範囲での起電力の残量がほぼなくなりかけたときの電圧と等しいように、出力制御部23が燃料の供給量や酸素又は空気の供給量を制御する。 That is, the voltage at which the remaining amount of fuel of the fuel cell becomes half of the present invention, equal to the voltage at which the electromotive force remaining in the certification voltage range of the general-purpose chemical cell becomes half, the voltage when the remaining amount of fuel in the fuel cell of the invention was about to disappear almost is, as equal to the voltage at which the electromotive force remaining in the certification voltage range of the general-purpose chemical cell is about to disappear almost output control part 23 controls the supply amount of the supply amount and oxygen or air in the fuel.
【0100】 [0100]
このように、携帯機器等のデバイスに本発明の燃料電池を用いた場合、放電に伴う経過時間に関わらず、液体燃料の残量に基づいて一義的に決定された出力電圧が、携帯機器等の動作保証電圧範囲を下回る電圧に達した場合に、携帯機器等のデバイスが電池の交換や充電等を促す残量通知Ibが行われることになり、このタイミングは、汎用化学電池を用いたときの残量通知Iaのタイミングと一致させる必要はない。 Thus, when using a fuel cell of the present invention to a device such as a mobile device, regardless of the elapsed time associated with the discharge, the output voltage uniquely determined based on the remaining amount of the liquid fuel, portable equipment, etc. when it reaches a voltage below the guaranteed operating voltage range of the device, such as portable devices will be the remaining amount notifying Ib is performed to prompt the replacement or charging of the battery, this timing is when using a general-purpose chemical cell necessary to the match the timing of the remaining amount notifying Ia no.
【0101】 [0101]
したがって、本発明の燃料電池の寿命T0′は一般の化学電池の寿命T0と一致させる必要はなく、時間軸Tに沿って拡大又は縮小した軌跡を描くような時間−出力電圧特性にすればよい。 Therefore, the lifetime T0 'of the fuel cell of the present invention need not match the lifetime T0 of general chemical cell, such time as drawing enlarged or reduced trajectory along the time axis T - may be the output voltage characteristic . なお、残量検知手段50は、残量が半分やほぼなくなるときのみに限らず残量が33%、25%のとき等のように、より細かく分割された残量を検知してもよく、いずれも化学電池の起電力の残量に応じた出力電圧とほぼ一致するような出力電圧に設定すればよい。 Incidentally, the remaining amount detecting means 50, only limited without remaining 33% when the remaining half Ya almost eliminated, as such at 25% may be detected more finely divided residual quantity, both may be set to an output voltage that substantially matches the output voltage corresponding to the remaining amount of electromotive force of the cell.
【0102】 [0102]
〔第三の実施の形態〕 [Third Embodiment
図7に示すように、第三の実施の形態に係る電源システムの残量検知手段60は、光照射手段61と、反射板62と、光検出手段63と、残量表示手段(図示せず)とを備える。 As shown in FIG. 7, the remaining amount detecting means 60 of the power supply system according to the third embodiment includes a light irradiation unit 61, a reflector 62, a light detection means 63, without remaining display means (not ) and a. なお、残量表示手段については後述する第九の実施の形態で示した残量表示手段52と同様のものを用いるものとする。 Note that the remaining amount display means shall be used the same as the remaining amount display unit 52 shown in the ninth embodiment described below.
光照射手段61は、発光ダイオード(LED)などの発光素子を備え、燃料パック10の外部から後述する反射板62に光を照射するために配設される。 Light irradiating means 61 includes a light emitting element such as a light emitting diode (LED), a is arranged to irradiate light to the reflection plate 62 to be described later from the outside of the fuel pack 10.
【0103】 [0103]
反射板62は、前記光照射手段61により照射される光を反射するための部材であり、燃料パック10内の所定位置に回転可能に軸支される。 Reflector 62 is a member for reflecting light emitted by the light irradiation unit 61 is rotatably supported at a predetermined position of the fuel pack 10. なお、所定位置とは、回収袋13が所定量の副生成物を保持した際に、膨張した回収袋13の前面部分に反射板62の背面側が当接する位置を指す。 The predetermined position, when the collection bag 13 holds the predetermined amount of by-products, refer to the position in which the rear side of the reflector 62 in front portion of the collection bag 13 inflated abuts. そして、反射板62は、膨張する回収袋13により押圧され、所定位置まで回転することで光の反射方向を所定範囲内で変更する。 Then, the reflecting plate 62 is pressed by the recovery bag 13 to expand and change the reflection direction of light within a predetermined range by rotating to a predetermined position.
光検出手段63は、上述のように、回収袋13に押圧され所定位置まで回転した状態の反射板62からの反射光を受光(検知)するために設けられる。 Light detecting means 63, as described above, it provided the reflected light from the reflecting plate 62 in the state of being rotated to a predetermined pressed into the collection bag 13 positioned to receive (detect). 光検出手段63としては、例えば、周知の光学センサを用いる。 The light detection means 63, for example, a known optical sensor.
なお、燃料パック10の一部には、光照射手段61からの照射光及び反射板62からの反射光を透過するための光透過部10aが形成されている。 Incidentally, a part of the fuel pack 10, the light transmission portion 10a for transmitting the reflected light from the irradiation light and the reflection plate 62 from the light irradiating means 61 is formed.
【0104】 [0104]
このような構成を備える電源システムにおいては、まず、図7(a)に示すように、光照射手段61から反射板62に対して光が照射され、この反射板62からの反射光は、光検知手段により検知されない方向(図7では上方)に反射する。 In the power supply system having such a configuration, first, as shown in FIG. 7 (a), is irradiated with light to reflector 62 from the light irradiating means 61, the reflected light from the reflecting plate 62, the light reflected in a direction which is not detected (in FIG. 7 above) by the detection means. そして、図7(b)に示すように、副生成物の保持に伴い左方向に膨張する回収袋13により反射板62が押圧され、半時計回りに所定位置まで回転する。 Then, as shown in FIG. 7 (b), the reflection plate 62 by the collecting bag 13 that expands to the left with the retention of by-products are pressed, rotated counterclockwise to a predetermined position. この反射板62の回転により、反射光の進行方向が変わり、所定位置に配設された光検出手段63に検出される。 By the rotation of the reflecting plate 62, the traveling direction of the reflected light changes, is detected in the light detection means 63 arranged at a predetermined position. そして、光検出手段63が反射光を検出した時点で、予め設定されている発電用燃料の残量が残量表示手段に表示される。 Then, when the light detection means 63 detects the reflected light, the remaining amount of the power generation fuel which is set in advance is displayed on the remaining amount display unit.
【0105】 [0105]
本実施の形態で示した電源システムによれば、前記第一の実施の形態で示した電源システムと同様の効果を得られると共に、発電用燃料の残量を燃料パック10毎に表示することができ、燃料パック10毎に発電用燃料の残量を把握できる。 According to the power supply system described in this embodiment, the conjunction obtain the same effects as the power supply system shown in the first embodiment, may display the remaining amount of power generation fuel in each fuel pack 10 can, the remaining amount of fuel for power generation can be grasped for each fuel pack 10.
なお、図8(a)〜(c)に示すように、残量検知手段60を回収袋13が膨張する方向(左方向)に沿って複数(例えば3つ)配設してもよい。 Incidentally, as shown in FIG. 8 (a) ~ (c), (three for example) a plurality along a direction (left direction) a remaining amount detecting means 60 collecting bag 13 is inflated may be disposed. 即ち、前記反射板62を、回収袋13が膨張する方向(左方向)に沿って複数配設し、各反射板62に対応して前記光照射手段61及び前記光検出手段63を配設するものとしてもよい。 That is, the reflecting plate 62, a collection bag 13 is more arranged along the direction (leftward) to expand, disposing the light irradiation unit 61 and the light detecting means 63 corresponding to each reflection plate 62 it may be a thing. この場合は、発電用燃料の残量を複数の段階で表示することができ、発電用燃料の残量をより正確に把握することができる。 In this case, it is possible to display the remaining amount of power generation fuel in a plurality of stages, the remaining amount of the power generation fuel can be more accurately grasped.
【0106】 [0106]
また、本実施の形態においては、反射板62が回収袋13に押圧される前の状態では、反射板62からの反射光が、光検出手段63によって検出されない方向に反射しているものとしたが、これに限らず、反射板62が回収袋13に押圧される前の状態において、反射光が光検出手段63によって検知される方向に反射しており、その後、反射板62が回収袋13に押圧されることによって、反射光の進行方向が光検出手段63により検知されない方向に変更されるものとしてもよい。 Further, in the present embodiment, in the state before the reflecting plate 62 is pressed to the collection bag 13, the reflected light from the reflecting plate 62 was assumed to be reflected in a direction which is not detected by the light detecting means 63 but not limited thereto, in the state before the reflecting plate 62 is pressed to the collection bag 13, and then reflected in the direction which the reflected light is detected by the light detecting means 63, then reflecting plate 62 collecting bag 13 by being pressed into, or as the traveling direction of the reflected light is changed in a direction which is not detected by the light detecting means 63.
【0107】 [0107]
〔第四の実施の形態〕 [Fourth Embodiment
図9に示すように、第四の実施の形態に係る電源システムの残量検知手段70は、光照射手段71と、光検出手段72と、残量表示手段とを備える。 As shown in FIG. 9, the remaining amount detecting means 70 of the power supply system according to the fourth embodiment includes a light irradiation unit 71, a light detection means 72, and a remaining amount display means. なお、残量表示手段については前記第九の実施の形態で示した残量表示手段52と同様のものを用いるものとする。 Note that the remaining amount display unit shall be used the same as the remaining amount display unit 52 shown in the ninth embodiment.
燃料パック10は、後述する光照射手段71により照射される光を透過させるための光透過部10bを備える。 The fuel pack 10 is provided with a light transmitting portion 10b for transmitting the light emitted by the light emitting means 71 to be described later.
光照射手段71は、発光ダイオード(LED)などの発光素子を備え、所定位置において燃料パック10の外部から前記光透過部10bを介して燃料パック10内に光を照射するために設けられる。 Light irradiating means 71 includes a light emitting element such as a light emitting diode (LED), it is provided for irradiating light from the outside of the fuel pack 10 through the light transmitting portion 10b in the fuel pack 10 at the predetermined position.
光検出手段72は、前記光照射手段71が照射し、燃料パック10内を通過した光を、燃料パック10の外部において検出するために設けられる。 Light detecting means 72, the light irradiation unit 71 irradiates, with light that has passed through the fuel pack 10 is provided for detecting the outside of the fuel pack 10. 光検出手段72としては、例えば周知の光学センサを用いる。 The light detection means 72, for example, a known optical sensor.
【0108】 [0108]
このような構成を備える電源システムにおいては、光照射手段71より光検出手段72に対して常時光が照射されている。 In the power supply system having such a configuration, light always are irradiated to the light detection means 72 from the light irradiating means 71. そして、副生成物の保持に伴い、左方向に膨張する回収袋13が光を遮断し、光検出手段72が光を検出できなくなった時点で、予め設定されている発電用燃料の残量が残量表示手段に表示される。 Along with the retention of by-products, blocks the light collection bag 13 that expands to the left, when the light detection means 72 can no longer detect light, the remaining amount of the power generation fuel which is set in advance It is displayed on the remaining power level display unit.
【0109】 [0109]
本実施の形態で示した電源システムによれば、前記第一の実施の形態で示した電源システムと同様の効果を得られると共に、燃料パック10内部に、例えば前記第三の実施の形態で示した反射板62のような発電用燃料の残量を検知するための機構を設ける必要がなく、電源システムの製造が容易となる。 According to the power supply system described in this embodiment, the conjunction obtain the same effects as the power supply system shown in the first embodiment, inside the fuel pack 10, for example, shown in the third embodiment it is not necessary to provide a mechanism for detecting the remaining amount of the power generation fuel such as reflector 62, it is easy to manufacture the power supply system.
【0110】 [0110]
〔第五の実施の形態〕 [Fifth Embodiment
図10に示すように、第五の実施の形態に係る電源システムの残量検知手段80は、導電体81と、電極82と、絶縁体83と、導通検知手段84と、残量表示手段とを備える。 As shown in FIG. 10, the remaining amount detecting means 80 of the power supply system according to the fifth embodiment, the conductor 81, an electrode 82, an insulator 83, a conduction detection unit 84, a remaining amount display unit equipped with a. なお、残量表示手段については前記第九の実施の形態で示した残量表示手段52と同様のものを用いるものとする。 Note that the remaining amount display unit shall be used the same as the remaining amount display unit 52 shown in the ninth embodiment.
導電体81は、燃料パック10内において前記回収袋13の表面から外部に突出して配設され、燃料パック10の副生成物の保持による膨張に伴い、燃料パック10内を左方向に移動する。 Conductor 81 is disposed to protrude to the outside from the surface of the collection bag 13 in the fuel pack 10, with the expansion due to the holding of the by-products of the fuel pack 10, to move the fuel pack 10 to the left.
電極82は、燃料パック10の左端側に、前記導電体81に対向して複数配設される。 Electrode 82, the left end side of the fuel pack 10, are a plurality disposed opposite to the conductor 81.
絶縁体83は、燃料パック10内において、前記導電体81と電極82の間に配設され、これら導電体81と電極82とを電気的に絶縁するために配設される。 Insulator 83, in the fuel pack 10, the disposed between the conductor 81 and the electrode 82 is disposed to electrically insulate the these conductor 81 and the electrode 82.
導通検知手段84は、前記導電体81が電極82に接触することによる該電極82の導通を検知するために設けられる。 Conduction detection means 84 is provided for detecting the conduction of the electrode 82 due to the conductor 81 contacts the electrode 82.
【0111】 [0111]
このような構成を備える電源システムにおいては、図10(a)に示すように、回収袋13内に副生成物が存在しない状態から、図10(b)に示すように、副生成物の保持によって回収袋13が膨張し、図10(c)に示すように、燃料パック10内を左方向に移動する導電体81が、前記絶縁体83を挿通し、前記電極82に接触することによって電極82が導通状態となる。 In the power supply system having such a configuration, as shown in FIG. 10 (a), from the state in the collection bag 13 is not by-product is present, as shown in FIG. 10 (b), the holding of the by-products electrode by the recovery bag 13 is inflated, as shown in FIG. 10 (c), the conductive body 81 to move the fuel pack 10 to the left direction, and inserting the insulator 83, in contact with the electrode 82 by 82 becomes conductive. そして、この導通状態を導通検知手段84が検知し、この時点で、予め設定されている発電用燃料の残量が残量表示手段に表示される。 Then, the conduction state conduction detection means 84 detects, at this point, the remaining amount of the power generation fuel which is set in advance is displayed on the remaining amount display unit.
【0112】 [0112]
本実施の形態で示した電源システムによれば、前記第一の実施の形態で示した電源システムと同様の効果を得られると共に、例えば前記第三及び第四の実施の形態で示した光照射手段61、71及び光検出手段63、72のような比較的複雑かつ高額な装置を設置する必要がなく、導電体81、電極82、導通検知手段84等の比較的簡易かつ安価な装置を用いて、発電用燃料の残量を容易に把握でき、また、電源システムの製造コストを抑えることができる。 According to the power supply system described in this embodiment, the obtain the same effects as the power supply system shown in the first embodiment, for example, light irradiation shown in the third and fourth embodiments relatively complex and it is not necessary to install a costly device such as means 61 and 71 and the light detecting means 63 and 72, the conductor 81, electrode 82, using a relatively simple and inexpensive devices such as conduction detection means 84 Te, the remaining amount of fuel for power generation can be easily grasped, and can reduce the manufacturing cost of the power supply system.
【0113】 [0113]
〔第六の実施の形態〕 [Sixth Embodiment
図11に示すように、第六の実施の形態に係る電源システムの残量検知手段90は、反応剤保持手段91と、突起92と、反応検知手段93と、残量表示手段とを備える。 As shown in FIG. 11, the remaining amount detecting means 90 of the power supply system according to the sixth embodiment includes a reagent holding means 91, a protrusion 92, a reaction detection means 93, and a remaining amount display means. なお、残量表示手段については前記第九の実施の形態で示した残量表示手段52と同様のものを用いるものとする。 Note that the remaining amount display unit shall be used the same as the remaining amount display unit 52 shown in the ninth embodiment.
反応剤保持手段91は、副生成物と化学的に反応可能な反応剤94を内部に保持すると共に、前記回収袋13前方の少なくとも一部を覆うように配設され、該回収袋13の副生成物の保持による膨張に伴い燃料パック10内を左方向に移動する部材である。 Reagent holding means 91 holds the by-product and the chemically reactive reactants 94 therein is arranged to cover at least a part of the collection bag 13 forward, the sub of the collecting bag 13 the fuel pack 10 with the expansion due to the holding of the product is a member that moves in the left direction. なお、反応剤94の種類としては、例えば、副生成物の大部分を水が占める場合には硫酸アンモニウムや尿素またはこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、副生成物と化学的に反応可能であって、この化学反応が後述する反応検知手段93により検知可能なものであればよい。 As the type of the reactant 94, for example, most of the by-products but such ammonium sulfate or urea, or mixtures thereof when occupied by water, is not limited to, by-products and a chemically reactive, the chemical reaction may be one capable of detecting the reaction detecting means 93 to be described later.
【0114】 [0114]
突起92は、燃料パック10内の左端側に、反応剤保持手段91に対向して配設される部材である。 Projection 92, the left end side of the fuel pack 10 is a member that is disposed opposite to the reactant retainer 91.
反応検知手段93は反応剤94と副生成物との化学反応を検知するために配設される。 The reaction detecting means 93 is arranged to detect a chemical reaction with the reactant 94 with the by-products. なお、化学反応とは、例えば、発熱反応や吸熱反応であり、反応検知手段93は、これら化学反応の種類に対応して、サーミスタ、熱電対、白金測温抵抗体等の温度センサを用いるものとする。 Incidentally, as the chemical reaction, for example, is an exothermic reaction and an endothermic reaction, the reaction detecting means 93, which corresponds to the type of chemical reaction, using a thermistor, a thermocouple, a temperature sensor such as a platinum resistance temperature detector to.
【0115】 [0115]
このような構成を備える電源システムにおいては、図11(a)に示すように、回収袋13内に副生成物が存在しない状態から、図11(b)に示すように、副生成物の保持によって回収袋13が膨張し、図11(c)に示すように、燃料パック10内を左方向に移動する反応剤保持手段91及び回収袋13の内部を突起92が挿通し、前記反応剤94と前記副生成物とが化学的に反応し、この化学反応が反応検知手段93により検知される。 In the power supply system having such a configuration, as shown in FIG. 11 (a), from the state in the collection bag 13 is not by-product is present, as shown in FIG. 11 (b), the holding of the by-products collection bag 13 is inflated by, as shown in FIG. 11 (c), the internal projections 92 of the reagent holding means 91 and the recovery bag 13 to move the fuel pack 10 to the left is inserted, the reactant 94 wherein the by-product reacts chemically, the chemical reaction is detected by the reaction detecting means 93 and. そして、この時点で、予め設定されている発電用燃料の残量が残量表示手段に表示される。 Then, at this point, the remaining amount of the power generation fuel which is set in advance is displayed on the remaining amount display unit.
なお、反応剤保持手段91及び回収袋13を突起92が挿通した際に、反応剤保持手段91及び回収袋13が大きく破断し、反応剤94及び副生成物が発電用燃料が封入されていた第一の空間12Aにまで漏出しないように、反応剤保持手段91及び回収袋13の強度を予め調節しておくものとする。 Incidentally, when the reagent holding means 91 and the collection bag 13 projection 92 is inserted, the reactant retainer 91 and collection bag 13 to break large, reactant 94 and by-products are the fuel for power generation have been sealed so as not to leak to the first space 12A, it is assumed that the intensity of the reaction agent retainer 91 and collection bag 13 in advance adjusted.
【0116】 [0116]
本実施の形態で示した電源システムによれば、前記第一の実施の形態で示した電源システムと同様の効果を得られると共に、例えば前記第三及び第四の実施の形態で示した光照射手段61、71及び光検出手段63、72のような比較的複雑かつ高額な装置を設置する必要がなく、反応剤94、反応剤保持手段91、反応検知手段93等の比較的簡易かつ安価な装置を用いて、発電用燃料の残量を容易に把握でき、また、電源システムの製造コストを抑えることができる。 According to the power supply system described in this embodiment, the obtain the same effects as the power supply system shown in the first embodiment, for example, light irradiation shown in the third and fourth embodiments relatively complex and it is not necessary to install a costly device such as means 61 and 71 and the light detecting means 63 and 72, reactant 94, reactant retainer 91, a relatively simple and inexpensive, such as reaction detecting means 93 using the apparatus, the remaining amount of fuel for power generation can be easily grasped, and can reduce the manufacturing cost of the power supply system.
【0117】 [0117]
〔第七の実施の形態〕 [Seventh Embodiment
図12に示すように、第七の実施の形態に係る電源システムの残量検知手段100は、濃度検出手段101と、残量表示手段とを備える。 As shown in FIG. 12, the seventh power supply system of the remaining amount detecting unit 100 according to the embodiment of the comprises a concentration detector 101, and a remaining amount display means. なお、残量表示手段については前記第九の実施の形態で示した残量表示手段52と同様のものを用いるものとする。 Note that the remaining amount display unit shall be used the same as the remaining amount display unit 52 shown in the ninth embodiment.
燃料パック10は、所定位置において該燃料パック10の外部から内部を透視可能な透視部10cを備える。 The fuel pack 10 is provided with a see-through perspective section 10c inside from the outside of the fuel pack 10 at the predetermined position.
【0118】 [0118]
回収袋13の少なくとも一部には、副生成物を前記透視部10cから透視可能とする透明部13aが形成され、また、回収袋13の内部には副生成物を着色するための所定量の色素が封入される。 At least a portion of the collection bag 13, the transparent part 13a to enable fluoroscopic by-products from the see-through portion 10c is formed, also in the interior of the collection bag 13 in a predetermined amount for coloring by-products dye is enclosed. 色素としては、副生成物に容易に溶解する、例えば染料等を用いるものとする。 The dye readily soluble byproducts, shall be used, for example, dyes and the like.
濃度検出手段101は、燃料パック10の外部に配設され、透視部10cを介して回収袋13内の副生成物の色濃度を検出するために配設される。 Concentration detector 101 is disposed outside of the fuel pack 10 is arranged to detect the color density of the by-products of the collection bag 13 through the see-through portion 10c. 濃度検出手段101には、予め副生成物の色濃度に対応した発電用燃料の残量が入力されている。 The density detection unit 101, the remaining amount of the power generation fuel corresponding to the color density of the pre-product is input. なお、濃度検出手段101としては、例えば、周知の色センサを用いる。 As the concentration detection means 101, for example, using well known color sensor.
【0119】 [0119]
このような構成を備える電源システムにおいては、図12(a)に示すように、回収袋13内に副生成物が存在しない状態から、図12(b)に示すように、副生成物の保持によって回収袋13が膨張し、図12(c)に示すように、色素により着色された副生成物の色(色濃度)が薄くなっていく。 In the power supply system having such a configuration, as shown in FIG. 12 (a), from the state in the collection bag 13 is not by-product is present, as shown in FIG. 12 (b), the holding of the by-products collection bag 13 is inflated by, as shown in FIG. 12 (c), the color of the by-product that is colored by the dye (color density) is gradually thinner. 上述のように、濃度検出手段101には予め副生成物が示す色濃度に対応した発電用燃料の残量が入力されており、所定の色濃度毎の発電用燃料の残量が残量表示手段に表示される。 As described above, are the density detection unit 101 is input remaining amount of power generation fuel corresponding to the color density indicated by the pre-products, the remaining amount of the power generation fuel of a predetermined color for each density level indicator It is displayed on the means.
【0120】 [0120]
本実施の形態で示した電源システムによれば、前記第一の実施の形態で示した電源システムと同様の効果を得られると共に、燃料パック10内部に、例えば前記第三の実施の形態で示した反射板62のような、発電用燃料の残量を検知するための機構を設ける必要がなく、電源システムを容易に製造できる。 According to the power supply system described in this embodiment, the conjunction obtain the same effects as the power supply system shown in the first embodiment, inside the fuel pack 10, for example, shown in the third embodiment It was such as reflector 62, there is no need to provide a mechanism for detecting the remaining amount of the power generation fuel, the power system can be easily manufactured.
また、任意の色濃度に対応した発電用燃料の残量を濃度検出手段101に入力しておくものとすれば、任意の色濃度における発電用燃料の残量を残量表示手段に表示でき、発電用燃料の残量をリアルタイムで把握できる。 Also, can display the remaining amount of power generation fuel corresponding to the desired color density Assuming be input in the concentration detection means 101, the remaining amount of power generation fuel in an arbitrary color density on the remaining amount display unit, the remaining amount of fuel for power generation can be grasped in real time.
【0121】 [0121]
〔第八の実施の形態〕 [Eighth Embodiment
図13に示すように、第八の実施の形態に係る電源システムの残量検知手段110は、抵抗率検出手段111と、残量表示手段とを備える。 As shown in FIG. 13, the eighth power supply system of the remaining amount detecting means 110 according to the embodiment of the includes a resistivity detecting means 111, and a remaining amount display means. なお、残量表示手段については前記第九の実施の形態で示した残量表示手段52と同様のものを用いるものとする。 Note that the remaining amount display unit shall be used the same as the remaining amount display unit 52 shown in the ninth embodiment. また、本実施の形態においては、回収袋13内には第一の実施の形態で示した高吸水性ポリマー等の吸収保持部材40が常に封入されているものとする。 Further, in this embodiment, it is in the collection bag 13 it is assumed that the absorbing and retaining member 40, such as a superabsorbent polymer shown in the first embodiment is always sealed.
【0122】 [0122]
抵抗率検出手段111は、副生成物(水)を保持した状態の吸収保持部材40の抵抗率を検出するために設けられ、回収袋13の内部にまで挿通する電極111aを備える。 Resistivity detecting means 111, by-products provided for detecting the resistivity of the absorber holding member 40 while maintaining the (water), comprising an electrode 111a which is inserted into the interior of the collection bag 13. また、抵抗率検出手段111には、副生成物の保持により変化する吸収保持部材40の抵抗率に対応した発電用燃料の残量が入力されている。 Further, the resistivity detection unit 111, the remaining amount of the power generation fuel corresponding to the resistivity of the absorbent storage member 40 that changes the hold of by-product is input. なお、この吸収保持部材40の抵抗率に対応した発電用燃料の残量は、副生成物と吸収保持部材40の組合せごとに設定されているものとする。 Incidentally, the remaining amount of the power generation fuel corresponding to the resistivity of the absorber holding member 40 is assumed to be set for each combination of absorbent storage member 40 and the by-products.
なお、高吸水性ポリマーは、極性が高い水と高い親和性を示すことから、一般に、水を吸収した状態で比較的高い導電率(低い抵抗率)を示す。 Incidentally, superabsorbent polymers exhibit since the polarity exhibit high water and high affinity, in general, relatively high conductivity in a state that absorbs water (low resistivity). また、導電率は水中における高吸水性ポリマーの濃度、即ち吸水量に依存し、吸水量が多くなれば導電率の低下、即ち抵抗値の上昇が起こる。 The electric conductivity is dependent on high concentrations of water-absorbing polymers, i.e. water absorption in water, reduction in conductivity The more water absorption, i.e. increase in the resistance value occurs. 一方、全く吸水していない状態の高吸水性ポリマーは高い抵抗値を示す。 On the other hand, the superabsorbent polymer in a state that is not completely water exhibits a high resistance value. 従って、高吸水性ポリマーが副生成物である水を吸収し始めると抵抗率は一旦低下し、その後吸収量が増加していくにつれて抵抗率が徐々に増加していくことになる。 Therefore, the resistivity of the superabsorbent polymer begins to absorb water as a by-product is reduced once, the resistivity as subsequent absorption amount increases gradually increases.
【0123】 [0123]
このような構成を備える電源システムにおいては、回収袋13内の副生成物の量が増えるにしたがって、吸収保持部材40中の副生成物の含有量が変化していき、吸収保持部材40の抵抗率が変化していく。 In the power supply system having such a configuration, according to the amount of by-products in the collection bag 13 is increased, the content of by-products in the absorbent retaining member 40 will change the resistance of the absorbent storage member 40 the rate will change. 上述のように、抵抗率検出手段111には、予め吸収保持部材40の抵抗率に対応した発電用燃料の残量が入力されており、抵抗率検出手段111が検出した所定の抵抗率に対応した発電用燃料の残量が残量表示手段に表示される。 As described above, the resistivity detection unit 111, is inputted remaining amount of power generation fuel corresponding to the resistivity of the preabsorbed holding member 40, corresponding to a predetermined resistivity resistivity detecting means 111 detects the remaining amount of the fuel for power generation that is displayed on the remaining power level display unit.
本実施の形態で示した電源システムによれば、前記第一の実施の形態で示した電源システムと同様の効果を得られると共に、燃料パック10内部に、例えば前記第三の実施の形態で示した反射板62のような、発電用燃料の残量を検知するための機構を設ける必要がなく、電源システムを容易に製造できる。 According to the power supply system described in this embodiment, the conjunction obtain the same effects as the power supply system shown in the first embodiment, inside the fuel pack 10, for example, shown in the third embodiment It was such as reflector 62, there is no need to provide a mechanism for detecting the remaining amount of the power generation fuel, the power system can be easily manufactured.
また、任意の抵抗率に対応した発電用燃料の残量を抵抗率検出手段111に入力しておくものとすれば、任意の抵抗率における発電用燃料の残量を残量表示手段に表示でき、発電用燃料の残量をリアルタイムで把握できる。 Further, if that should enter the remaining amount of power generation fuel corresponding to an arbitrary resistivity resistivity detecting means 111, can display the remaining amount of power generation fuel in an arbitrary resistivity quantity display means You can grasp the remaining amount of fuel for power generation in real time.
【0124】 [0124]
〔第九の実施の形態〕 [Ninth Embodiment
図14に示すように、第九の実施の形態に係る電源システムの残量検知手段50は残量算出手段51と残量表示手段52とを備え、これら残量算出手段51と残量表示手段52は発電モジュール20内に配設される。 As shown in FIG. 14, the remaining amount detecting means 50 of the power supply system according to the ninth embodiment includes a remaining amount calculating unit 51 and the remaining amount display unit 52, those remaining amount calculating unit 51 and the remaining amount display unit 52 is disposed in the power generation module 20.
残量算出手段51は、燃料パック10から発電モジュール20に供給される発電用燃料の流入量を算出し、この発電用燃料の流入量に基づき、燃料パック10内の発電用燃料の残量を算出するために配設される。 Remaining amount calculating unit 51 calculates the flow rate of the power generation fuel supplied from the fuel pack 10 to the power generation module 20, based on the inflow amount of the power generation fuel, the remaining amount of power generation fuel in the fuel pack 10 It is arranged to calculate.
残量算出手段51による具体的な発電用燃料の残量算出方法としては、例えば、残量算出手段51に未使用状態の燃料パック10に封入されている発電用燃料の容量(初期燃料量)を予め入力しておく。 The remaining amount calculation method for specific power generation fuel by the remaining amount calculating unit 51, for example, the capacity of the power generation fuel is charged in the fuel pack 10 in the unused state on the remaining amount calculating unit 51 (initial amount of fuel) previously inputted to. そして、この初期燃料量から、発電モジュール20に供給された発電用燃料の流入量を減ずることにより算出する方法等が挙げられる。 Then, from this initial amount of fuel, the method and the like be calculated by subtracting the flow rate of the power generation fuel supplied to the power generation module 20.
【0125】 [0125]
残量表示手段52は、残量算出手段51が算出した発電用燃料の残量を表示し、使用者が目視確認できるようにするために配設される。 Quantity display unit 52 displays the remaining amount of power generation fuel remaining amount calculating unit 51 is calculated, the user is provided to allow visual check.
残量表示手段52は、使用者が発電用燃料の残量を目視可能な構造であればよく、例えば、液晶表示や指針による表示など、周知の表示手段を用いるものとする。 Quantity display unit 52 may be any visible structure the remaining amount of the power generation fuel by the user, for example, a display by the liquid crystal display and hands, and those using known display means. 負荷34は、発電モジュール20を収容する部位から残量表示手段52が見えるような窓を設けてもよい。 Load 34 may be provided with a window, such as the remaining amount display unit 52 from the portion for accommodating the power generation module 20 looks. 、また、残量表示手段52が、発電用燃料の残量以外であっても、例えば、燃料パック10の取替え時期や、燃料パック10の使用可能時間や、発電用燃料の残量が残りわずか(エンプティ状態)であることを表示するものとしてもよい。 In addition, the remaining amount display unit 52, be other than the remaining amount of fuel for power generation, for example, replacement timing and the fuel pack 10, the available time and the fuel pack 10, only the remaining the remaining amount of power generation fuel may be displayed that the (empty state).
【0126】 [0126]
本実施の形態で示した電源システムによれば、前記第一の実施の形態で示した電源システムと同様の効果を得られると共に、使用者が燃料パック10内の発電用燃料の残量を把握でき、燃料パック10交換時期を正確に認識することができる。 According to the power supply system described in this embodiment, the conjunction obtain the same effects as the power supply system shown in the first embodiment, grasp the remaining amount of the power generation fuel in the user fuel pack 10 can, the fuel pack 10 replacement timing can be recognized accurately. また、燃料パック10自体に、発電用燃料の残量を検知するための機構を設ける必要がないので、燃料パック10の製造コストを抑えることができる。 Further, in the fuel pack 10 itself, it is not necessary to provide a mechanism for detecting the remaining amount of the power generation fuel can be suppressed manufacturing cost of the fuel pack 10.
【0127】 [0127]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、本発明によれば、電気エネルギーを発生する際に生成される副生成物が保持手段内の吸収保持部材に吸収・保持されるので、例えば、燃料封入部使用時や燃料封入部交換時等に、電源システム外部への排出又は漏出が抑制され、副生成物によるデバイスの動作不良や劣化等を防止することができる。 As described above, according to the present invention, since the by-products generated in generating electrical energy is absorbed and held in the absorbent storage member in the holding means, for example, the fuel containment section to use or fuel the enclosure replacement or the like, discharge or leakage to the power supply system outside is suppressed, it is possible to prevent a malfunction or deterioration of the device due to by-products.
また、吸収保持部材が副生成物を燃料封入部内で不可逆的に保持するので、副生成物を燃料封入部から外部に取り出し、燃料封入部に発電用燃料を充填する行為を防止することができる。 Further, since the absorbent storage member is irreversibly retained by-products in the fuel sealed portion, a by-product outside the extraction from the fuel enclosure, it is possible to prevent the act of filling the power generation fuel to the fuel containment section .
また、燃料封入部内の発電用燃料の残量を検知する残量検知手段を備えることにより、使用者が燃料封入部内の発電用燃料の残量を把握でき、燃料封入部の交換時期を正確に認識することができる。 Further, by providing the remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the power generation fuel in the fuel sealed portion, the user can grasp the remaining amount of power generation fuel in the fuel sealed portion, the replacement timing of the fuel containment section accurately it can be recognized.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明に係る電源システムの第一の実施の形態を示すブロック図である。 Is a block diagram showing a first embodiment of a power supply system according to the present invention; FIG.
【図2】第一の実施の形態に係る発電モジュールに適用される発電部の構成例を示す概略構成図である。 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of the power generation section applied to the power generation module according to the first embodiment.
【図3】第一の実施の形態に係る燃料パックと回収保持部との関係を示す概略図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing the relationship between the recovery holding unit fuel pack according to the first embodiment.
【図4】第一の実施の形態に係る回収袋内に吸収保持部材が封入された状態を示す概略図である。 Absorbing holding member in FIG. 4 in the collection bag according to the first embodiment is a schematic diagram showing a state of being sealed.
【図5】第二の実施の形態に係る電源システムを示すブロック図である。 5 is a block diagram showing a power supply system according to a second embodiment.
【図6】第二の実施の形態に係る電源システムの出力電圧の経時変化を示す特性図である。 6 is a characteristic diagram showing a change with time of the output voltage of the power supply system according to a second embodiment.
【図7】第三の実施の形態に係る燃料パックと残量検知手段との関係を示す概略図である。 7 is a schematic diagram showing the relationship between the fuel pack remaining amount detecting means according to a third embodiment.
【図8】第三の実施の形態に係る燃料パックと残量検知手段との関係を示す概略図である。 8 is a schematic diagram showing the relationship between the fuel pack remaining amount detecting means according to a third embodiment.
【図9】第四の実施の形態に係る燃料パックと残量検知手段との関係を示す概略図である。 9 is a schematic diagram showing the relationship between the fuel pack remaining amount detecting means according to a fourth embodiment.
【図10】第五の実施の形態に係る燃料パックと残量検知手段との関係を示す概略図である。 10 is a schematic diagram showing the relationship between the fuel pack remaining amount detecting means according to a fifth embodiment.
【図11】第六の実施の形態に係る燃料パックと残量検知手段との関係を示す概略図である。 11 is a schematic diagram showing the relationship between the fuel pack remaining amount detecting means according to a sixth embodiment.
【図12】第七の実施の形態に係る燃料パックと残量検知手段との関係を示す概略図である。 12 is a schematic diagram showing the relationship between the fuel pack remaining amount detecting means according to the seventh embodiment.
【図13】第八の実施の形態に係る燃料パックと残量検知手段との関係を示す概略図である。 13 is a schematic diagram showing the relationship between the fuel pack remaining amount detecting means according to the eighth embodiment.
【図14】第九の実施の形態に係る燃料パックと残量検知手段との関係を示す概略図である。 14 is a schematic diagram showing the relationship between the fuel pack remaining amount detecting means according to a ninth embodiment.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
10 燃料封入部10b 光透過部10c 透視部11 保持手段20 発電モジュール24 分離回収手段40 吸収保持部材50 残量検知手段51 残量算出手段52 残量表示手段60 残量検知手段61 光照射手段62 反射板63 光検出手段70 残量検知手段71 光照射手段72 光検出手段80 残量検知手段81 導電体82 電極83 絶縁体84 導通検知手段90 残量検知手段91 反応剤保持手段92 突起93 反応検知手段94 反応剤100 残量検知手段101 濃度検出手段110 残量検知手段111 抵抗率検出手段 10 fuel containment section 10b light transmission portion 10c fluoroscopy unit 11 holding means 20 the power generation module 24 separating and collecting means 40 absorb and retain member 50 remaining amount detecting means 51 remaining calculating means 52 remaining power level display unit 60 remaining amount detecting means 61 the light irradiation means 62 reflector 63 photodetection means 70 remaining amount detecting means 71 the light irradiation means 72 photodetection means 80 remaining amount detecting means 81 conductor 82 the electrode 83 insulator 84 conduction detection means 90 remaining amount detecting means 91 reagent holding means 92 protruding 93 reaction detection means 94 reagent 100 remaining amount detecting means 101 concentration detector 110 remaining amount detecting means 111 resistivity detecting means

Claims (4)

  1. 発電用燃料が封入された所定の容量を有する燃料封入部と、前記発電用燃料を用いて電気エネルギーを発生する発電モジュールと、を備えた電源システムにおいて、 A fuel sealed portion having a predetermined capacity power generation fuel is sealed, in a power supply system and a power generation module that generates electric energy using the power generation fuel,
    前記電気エネルギーを発生する際に生成される副生成物のうち、少なくとも特定成分を分離、回収する分離回収手段と、 Among by-products generated in generating the electrical energy, separating at least certain components, and separating and collecting means for collecting,
    少なくとも前記分離回収手段により回収された前記特定成分を前記燃料封入部内に保持する保持手段と、 Holding means for holding the recovered the specific component in the fuel sealed portion by at least the separation and recovery means,
    前記燃料封入部内の発電用燃料の残量を検知する残量検知手段と、 A remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the power generation fuel in the fuel containment section,
    を備え、 Equipped with a,
    前記保持手段内に、前記特定成分を吸収保持可能な吸収保持部材を備え、 In said holding means, comprising an absorbent holding member capable of absorbing holding the specific component,
    前記燃料封入部が、該燃料封入部の外部から内部を透視可能な透視部を備え、 Wherein the fuel containment section is provided with a transparent portion capable fluoroscopy inside from the outside of the fuel enclosure,
    前記保持手段の少なくとも一部が前記特定成分を前記透視部から透視可能な構造を備えると共に、該保持手段内に前記特定成分を着色する所定量の色素が封入され、 Along with at least a portion comprises a see-through structure the specific component from the perspective of the retaining means, a predetermined amount of dye to color the specific component in said holding means is sealed,
    前記残量検知手段が、前記燃料封入部の外部に配設され、前記透視部を介して前記保持手段内の前記特定成分の色濃度を検出する濃度検出手段を備えることを特徴とする電源システム。 The power supply system the remaining amount detecting means is disposed outside of the fuel containment section, characterized in that it comprises a concentration detection means for detecting the color density of said particular component in the holding means through the transparent section .
  2. 発電用燃料が封入された所定の容量を有する燃料封入部と、前記発電用燃料を用いて電気エネルギーを発生する発電モジュールと、を備えた電源システムにおいて、 A fuel sealed portion having a predetermined capacity power generation fuel is sealed, in a power supply system and a power generation module that generates electric energy using the power generation fuel,
    前記電気エネルギーを発生する際に生成される副生成物のうち、少なくとも特定成分を分離、回収する分離回収手段と、 Among by-products generated in generating the electrical energy, separating at least certain components, and separating and collecting means for collecting,
    少なくとも前記分離回収手段により回収された前記特定成分を前記燃料封入部内に保持する保持手段と、 Holding means for holding the recovered the specific component in the fuel sealed portion by at least the separation and recovery means,
    前記燃料封入部内の発電用燃料の残量を検知する残量検知手段と、 A remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the power generation fuel in the fuel containment section,
    を備え、 Equipped with a,
    前記保持手段内に、前記特定成分を吸収保持可能な吸収保持部材を備え、 In said holding means, comprising an absorbent holding member capable of absorbing holding the specific component,
    前記残量検知手段が、前記特定成分を保持した状態の前記保持手段の抵抗率を検出する抵抗率検出手段を備えることを特徴とする電源システム。 The remaining amount detecting means, the power supply system characterized in that it comprises a resistivity detecting means for detecting the resistivity of the holding means in the state of holding the specific component.
  3. 請求項1 または2記載の電源システムであって、 A claim 1 or 2, power supply system according,
    前記吸収保持部材が高吸水性ポリマーで構成されていることを特徴とする電源システム。 Power supply system, wherein the absorbent storage member is made of a superabsorbent polymer.
  4. 請求項1〜3のいずれか一つに記載の電源システムであって、 The power supply system according to any one of claims 1 to 3,
    前記吸収保持部材が生分解性を有することを特徴とする電源システム。 Power supply system, wherein the absorbent storage member has a biodegradability.
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