JP6354031B2 - 発電装置 - Google Patents
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Description
水素ボンベの重量が大きいため可搬性において劣ることや大量の水素がリークする危険性があるため、安全対策として常時水素検知センサーを動かす消費電力が大きいなどの問題もあった。
即ち、本発明の発電装置は、
内部空間の圧力により反応液を加圧して排出する加圧容器と、
前記加圧容器から反応液が供給され、その反応液と反応して水素を発生させる水素発生剤を気密状態で収容する反応容器と、
前記反応容器から供給された水素で発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池から充電が可能であり、外部への出力を行なう蓄電手段と、
前記燃料電池を間欠的に起動させて前記蓄電手段を充電する制御を行なう制御手段と、
少なくとも前記燃料電池の間欠的な起動の際に、前記加圧容器内の圧力が一定以上になるように、前記加圧容器内の圧力を維持又は回復させる圧力調節機構と、
を備えることを特徴とする。
前記蓄電手段を複数設けると共に、前記制御手段は、何れかの蓄電手段から外部へ出力を行ないながら、他の蓄電手段に燃料電池から充電するための制御を更に行なうことが好ましい。この構成により、外部への出力と蓄電手段への充電とを独立して行なうことができるため、外部への出力による影響を避けながら、好適な条件で別の蓄電手段への充電を行なえるようになる。
本発明の発電装置は、図1に示すように、内部空間の圧力により反応液1aを加圧して排出する加圧容器1と、加圧容器1から反応液1aが供給され、反応液1aと反応して水素を発生させる水素発生剤2aを気密状態で収容する反応容器2と、水素を供給するアノード側供給部3dを有し、アノード3aに供給された水素で発電を行う燃料電池3とを備えている。
また、本実施形態のように、圧力調節弁5a(圧力レギュレータ)を設けて、圧力制御を、二次側の圧力に応じた弁の開閉によって、二次側の圧力一定以下に制御する圧力調節弁5aを用いて行ってもよい。圧力調節弁5aの二次側の設定圧力としては、例えば50〜200kPaが挙げられる。
本発明の第2実施形態の発電装置は、第1実施形態と比較して、圧力調節機構の形態と、その制御の形態のみが異なるものである。
本発明の第3実施形態の発電装置は、第1実施形態と比較して、圧力調節機構の形態と、その制御の形態のみが異なるものである。
(1)前述の実施形態では、初期の起動時に反応液導入路7を経由して、反応液1aを反応容器2内に導入する例を示したが、加圧容器内を初期に加圧することも可能である。その場合、空気、窒素ガス、水素ガスなどを用いて加圧することができる。
、クリプトンなどが挙げられる。
逆に、少電力蓄電手段33を蓄電手段31と同等の電力容量に設定し、蓄電手段31が外部出力専用で機能しているときには、他方の蓄電手段31を燃料電池システムからの充電専用とすることで、燃料電池システムが外部負荷の大きさに依存しない形態での駆動方法も可能である。つまり、本発明では、2つ以上の蓄電手段31を設けることが可能である。
また、反応容器圧検出器22aの替わりに加圧容器圧検出器を経路6に設け、加圧容器圧の下限値による圧力回復方法を実施することも可能である。更に、加圧容器圧検出器が設けられている場合は、上記(4)で前述した送液手段の輸送媒体を空気として、加圧容器1の圧力を上昇させて反応容器2の圧力と差圧を生じさせて起動させることも可能である。
1a 反応液
2 反応容器
2a 水素発生剤
3 燃料電池
3a 電極層(アノード)
3b 固体高分子電解質層
3c 電極層(カソード)
3d アノード側供給部
3e アノード側排出部
4 反応液供給路
5 水素供給路
5a 圧力調節弁
5b 第1電磁弁
5c 圧力調節弁
6 加圧用経路
6a 逆止弁
6b 圧力調節弁
14 金属層(アノード側)
14a 開孔
15 金属層(カソード側)
15a 開孔
21 主制御部(制御手段)
24 電圧監視制御部(制御手段)
29 充放電制御部(制御手段)
Claims (5)
- 内部空間の圧力により反応液を加圧して排出する加圧容器と、
前記加圧容器から反応液が供給され、その反応液と反応して水素を発生させる水素発生剤を気密状態で収容する反応容器と、
前記反応容器から供給された水素で発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池から充電が可能であり、外部への出力を行なう蓄電手段と、
前記燃料電池を間欠的に起動させて前記蓄電手段を充電する制御を行なう制御手段と、
少なくとも前記燃料電池の間欠的な起動の際に、前記加圧容器内の圧力が一定以上になるように、前記加圧容器内の圧力を維持又は回復させる圧力調節機構と、を備える発電装置であって、
前記制御手段は、前記蓄電手段の電圧が下限設定値以下の場合に前記燃料電池を起動させ、前記蓄電手段の電圧が上限設定値以上の場合に前記燃料電池を停止させる制御を行ない、前記燃料電池を停止させる際に、前記蓄電手段の電圧が下限設定値以下であるかを判定する回路のみに電力を供給する制御を行なう発電装置。 - 内部空間の圧力により反応液を加圧して排出する加圧容器と、
前記加圧容器から反応液が供給され、その反応液と反応して水素を発生させる水素発生剤を気密状態で収容する反応容器と、
前記反応容器から供給された水素で発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池から充電が可能であり、外部への出力を行なう蓄電手段と、
前記燃料電池を間欠的に起動させて前記蓄電手段を充電する制御を行なう制御手段と、
少なくとも前記燃料電池の間欠的な起動の際に、前記加圧容器内の圧力が一定以上になるように、前記加圧容器内の圧力を維持又は回復させる圧力調節機構と、を備える発電装置であって、
前記圧力調節機構は、
前記加圧容器からの液体の流入を許容する逆止弁を介して、前記反応容器と前記加圧容器に接続された反応液供給路と、
前記反応容器からの気体の流入を許容する逆止弁を介して、前記反応容器と前記加圧容器に接続された加圧用経路と、
その加圧用経路の前記逆止弁より上流側に設けられ、二次側の圧力を一定以下に調節する圧力調節弁と、
前記燃料電池に水素を供給する水素供給路に設けたノーマルクローズ型の第1電磁弁と、を備え、
前記圧力調節機構は、更に、
前記反応液供給路の前記逆止弁より下流側に設けたノーマルクローズ型の第2電磁弁と、
その第2電磁弁を間欠的に開操作する弁制御部と、を備える発電装置。 - 前記加圧容器には、最初の起動時に、水素ガスより分子量の大きい気体が充填されている請求項2に記載の発電装置。
- 前記制御手段は、前記燃料電池の間欠的な起動の際に、予め前記燃料電池を予備起動して、前記反応容器の圧力を低下させることで、前記加圧容器から前記反応容器へ反応液を供給して、前記加圧容器内の圧力を回復させる請求項2に記載の発電装置。
- 前記蓄電手段を複数設けると共に、前記制御手段は、何れかの蓄電手段から外部へ出力を行ないながら、他の蓄電手段に燃料電池から充電するための制御を更に行なう請求項1〜4いずれかに記載の発電装置。
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JP2013243734A JP6354031B2 (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 発電装置 |
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JP6354031B2 true JP6354031B2 (ja) | 2018-07-11 |
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Family Applications (1)
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JP2013243734A Active JP6354031B2 (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 発電装置 |
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