JPH08153527A - Portable fuel cell - Google Patents

Portable fuel cell

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JPH08153527A
JPH08153527A JP6295107A JP29510794A JPH08153527A JP H08153527 A JPH08153527 A JP H08153527A JP 6295107 A JP6295107 A JP 6295107A JP 29510794 A JP29510794 A JP 29510794A JP H08153527 A JPH08153527 A JP H08153527A
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fuel cell
damper
exhaust gas
hydrogen storage
slide plate
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JP6295107A
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Nobuyoshi Nishizawa
信好 西沢
勝行 ▲まき▼原
Katsuyuki Makihara
Osamu Fujiwara
治 藤原
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/065Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by dissolution of metals or alloys; by dehydriding metallic substances
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PURPOSE: To provide a portable fuel cell in which an entire hydrogen-storage- alloy tank is evenly heated so that the hydrogen of the hydrogen storage alloy tank can be used sufficiently effectively. CONSTITUTION: A damper 47 has a main surface in a direction crossing the flow of exhaust gas expelled from a fuel cell main body 2, is in the form of a circle on a side view, with its center of curvature located upstream of the exhaust gas, and comprises a slide plate that slides along the main surface and a holding plate. When the slide plate is at the top, the exhaust gas from the fuel cell main body 2 is introduced into the lower portion of a hydrogen storage tank 7 through a lower-end cutting 58 and a lower-portion cutting 59. When the slide plate is at the bottom, the exhaust gas from the fuel cell main body 2 is guided along the main surface of the damper 47 and expelled outside through an upper-end cutting and an upper-portion cutting.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポータブル燃料電池に
関し、特にダンパの改良に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to portable fuel cells and more particularly to improved dampers.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、燃料電池を搭載した小型のポータ
ブル電源として、リン酸型の発電セルが積層されてなる
電池本体と、空気供給ファンと、水素吸蔵合金タンク等
の水素供給源を備えたポータブル燃料電池が開発されて
いる。このポータブル燃料電池は数百ワット程度の発電
が可能であり、従来から利用されているエンジンによっ
て発電機を駆動させて発電するポータブル電源と比べ
て、大気汚染物質の排出が少ない点、騒音の発生が少な
い点で優れている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a small portable power source equipped with a fuel cell, it has a battery main body in which phosphoric acid type power generating cells are stacked, an air supply fan, and a hydrogen supply source such as a hydrogen storage alloy tank. Portable fuel cells are being developed. This portable fuel cell can generate power of several hundreds of watts and emits less air pollutants than the portable power source that uses a conventional engine to drive a generator to generate electricity. Is excellent in that there are few.

【0003】従来のポータブル燃料電池としては、例え
ば、図11に示すようなものが知られている。このポー
タブル燃料電池は、ケースの下部中央に燃料電池本体1
02が配置されており、この燃料電池本体102内に
は、ファン(不図示)によって空気が水平方向に流され
る一方、複数個の水素吸蔵合金タンク107を備えた水
素貯蔵装置106から水素が供給されることにより発電
が行われるようになっている。
As a conventional portable fuel cell, for example, one shown in FIG. 11 is known. This portable fuel cell has a fuel cell body 1 at the bottom center of the case.
No. 02 is arranged in the fuel cell main body 102, while air is horizontally flown by a fan (not shown), while hydrogen is supplied from a hydrogen storage device 106 having a plurality of hydrogen storage alloy tanks 107. By doing so, power is generated.

【0004】そして、水素吸蔵合金タンク107は、上
下方向に積層された状態で燃料電池本体102の空気排
出側に装着されており、また、燃料電池本体102と水
素貯蔵装置106の間には、複数の短冊状の板150を
回動させて空気の通路を開閉するシャッタ140が設け
られている。そしてシャッタ140を開いた状態では、
燃料電池本体102から排出される高温の空気は、板1
50に沿って水平方向に導かれ、水素吸蔵合金タンク1
07の周囲を上方に通過しながら水素吸蔵合金タンク1
07を加熱するようになっている。
The hydrogen storage alloy tank 107 is mounted on the air discharge side of the fuel cell main body 102 in a vertically stacked state, and between the fuel cell main body 102 and the hydrogen storage device 106. A shutter 140 that opens and closes an air passage by rotating a plurality of strip-shaped plates 150 is provided. And with the shutter 140 open,
The high temperature air discharged from the fuel cell main body 102 is
Hydrogen storage alloy tank 1 guided horizontally along 50
Hydrogen storage alloy tank 1 while passing upward around 07
It is designed to heat 07.

【0005】従って、加熱によって水素吸蔵合金タンク
107の温度を制御し、これに従って燃料電池本体10
2への水素供給量を調整することができる。
Therefore, the temperature of the hydrogen storage alloy tank 107 is controlled by heating, and the fuel cell body 10 is controlled accordingly.
The amount of hydrogen supplied to 2 can be adjusted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造のシャッタを備えたポータブル燃料電池におい
ては、高温の空気が、開放されたシャッタを水平方向に
通過した後、水素吸蔵タンクの周辺を上方に通過するの
で、水素吸蔵タンクの下部、特に下端には高温の空気が
当りにくい。
However, in a portable fuel cell provided with a shutter having such a structure, high temperature air passes horizontally through the opened shutter and then moves upward around the hydrogen storage tank. Since it passes through, the high temperature air is hard to hit the lower part of the hydrogen storage tank, especially the lower end.

【0007】従って、水素吸蔵タンクの下部側は加熱さ
れにくく、上部側は加熱されやすいため、水素吸蔵合金
タンクの全体が均一的に加熱されず、水素吸蔵合金タン
クの水素を十分に有効に利用することができないという
課題があった。本発明は、このような課題に鑑み、水素
吸蔵合金タンクの全体を均一的に加熱し、水素吸蔵合金
タンクの水素を十分に有効に利用することのできるポー
タブル燃料電池を提供することを目的とする。
Therefore, since the lower side of the hydrogen storage alloy tank is less likely to be heated and the upper side thereof is likely to be heated, the entire hydrogen storage alloy tank is not uniformly heated, and the hydrogen in the hydrogen storage alloy tank is sufficiently and effectively utilized. There was a problem that I could not do it. In view of such a problem, the present invention aims to provide a portable fuel cell capable of uniformly heating the entire hydrogen storage alloy tank and sufficiently effectively utilizing hydrogen in the hydrogen storage alloy tank. To do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明によるポータブル燃料電池は、
水素と空気の供給を受けて発電を行う燃料電池本体と、
燃料電池本体から排出される排ガスの下流側に配され、
排ガスから受ける熱に応じて内部に貯蔵した水素を燃料
電池本体に供給する水素吸蔵合金タンクと、燃料電池本
体と水素吸蔵合金タンクとの間に配され、排ガスの水素
吸蔵合金タンクへの流量を制御するダンパとを備え、ダ
ンパは、排ガス流れ方向と交差する方向に主表面を有
し、主表面に沿ってスライドするスライド板と、スライ
ド板を保持する保持体とからなり、スライド板のスライ
ドによって、主表面の所定位置に開口を形成して排ガス
を水素吸蔵合金タンクの下部に導く第1の状態と、開口
を閉塞して排ガスを主表面に沿って直接外部へ排出する
第2の状態とに切り換え可能な構成であることを特徴と
している。
In order to achieve the above object, a portable fuel cell according to the invention of claim 1 comprises:
A fuel cell body that receives hydrogen and air to generate electricity,
It is arranged on the downstream side of the exhaust gas discharged from the fuel cell body,
It is arranged between the hydrogen storage alloy tank that supplies hydrogen stored internally to the fuel cell main body in accordance with the heat received from the exhaust gas, and between the fuel cell main body and the hydrogen storage alloy tank, and controls the flow rate of the exhaust gas to the hydrogen storage alloy tank. A damper for controlling the damper, the damper having a main surface in a direction intersecting with the exhaust gas flow direction, and comprising a slide plate that slides along the main surface and a holding body that holds the slide plate. The first state in which an opening is formed at a predetermined position on the main surface to guide the exhaust gas to the lower portion of the hydrogen storage alloy tank, and the second state in which the opening is closed to directly discharge the exhaust gas to the outside along the main surface. The feature is that it can be switched to and.

【0009】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明に対して、ダンパは、側面視において排ガスの
上流側に曲率中心を持つ円弧状に形成されていることを
特徴としている。また、請求項3記載の発明は、請求項
2記載の発明に対して、ダンパは、第2の状態において
主表面に第2の開口を形成し、ポータブル燃料電池は、
第2の開口から直接外部に通じる通路を備えていること
を特徴としている。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in contrast to the invention according to claim 1, the damper is formed in an arc shape having a center of curvature on the upstream side of the exhaust gas in a side view. . The invention according to claim 3 is different from the invention according to claim 2, in which the damper forms the second opening in the main surface in the second state, and the portable fuel cell is
It is characterized in that it is provided with a passage leading directly to the outside from the second opening.

【0010】[0010]

【作用】本発明の請求項1記載のポータブル燃料電池に
よれば、ダンパが第1の状態をとっているときは、燃料
電池本体から排出される排ガスが、ダンパの開口を通っ
て水素吸蔵タンクの下部に導かれる。そして、そのま
ま、水素吸蔵タンクの下部から上部へと上昇しながら水
素吸蔵タンクを加熱する。従って、水素吸蔵タンクの全
体が排ガスの熱によって均一的に加熱されることにな
る。
According to the portable fuel cell of the first aspect of the present invention, when the damper is in the first state, the exhaust gas discharged from the fuel cell body passes through the opening of the damper and the hydrogen storage tank. Is guided to the bottom of. Then, as it is, the hydrogen storage tank is heated while rising from the lower part to the upper part of the hydrogen storage tank. Therefore, the entire hydrogen storage tank is uniformly heated by the heat of the exhaust gas.

【0011】一方、ダンパが第2の状態をとっていると
きは、燃料電池本体から排出される排ガスは、ダンパの
主表面に沿って直接外部へ導かれるので、水素吸蔵合金
タンクは加熱されない。この場合において、ダンパは、
燃料電池本体からの排ガスの流れと交差方向にスライド
板をスライドして、第1の状態と第2の状態とに切り換
えることができるので空気の抵抗をあまり受けずに、ダ
ンパの開閉駆動が可能になる。
On the other hand, when the damper is in the second state, the exhaust gas discharged from the fuel cell body is guided directly to the outside along the main surface of the damper, so that the hydrogen storage alloy tank is not heated. In this case, the damper
The slide plate can be slid in the direction intersecting with the flow of exhaust gas from the fuel cell body to switch between the first state and the second state, so the damper can be opened and closed without receiving much air resistance. become.

【0012】また、請求項2記載のポータブル燃料電池
によれば、ダンパが第1の状態をとっている時には、燃
料電池本体から排出される排ガスの中でダンパの上部に
当たるものはダンパの円弧の内側に沿って上から下に導
かれる。そして、ダンパの下部に供給される排ガスと共
に、開口を通って水素吸蔵タンクの下部に導かれる。ま
た、ダンパが第2の状態をとっている時には、燃料電池
本体から排出される排ガスの中でダンパの下部に当たる
ものはダンパの円弧の内側に沿って下から上に導かれ
る。そして、ダンパの上部に供給される排ガスと共に直
接外部へ排出される。
According to the portable fuel cell of the second aspect, when the damper is in the first state, the exhaust gas discharged from the fuel cell body that hits the upper part of the damper is a circular arc of the damper. Guided from top to bottom along the inside. Then, together with the exhaust gas supplied to the lower part of the damper, it is guided to the lower part of the hydrogen storage tank through the opening. Further, when the damper is in the second state, of the exhaust gas discharged from the fuel cell body, the exhaust gas that hits the lower part of the damper is guided from the bottom to the top along the inside of the arc of the damper. Then, it is directly discharged to the outside together with the exhaust gas supplied to the upper part of the damper.

【0013】このようなダンパの導風効果によって、排
ガスがスムースに導かれる。また、請求項3記載のポー
タブル燃料電池によれば、ダンパが第2の状態をとって
いるときは、燃料電池本体から排出される排ガスは、ダ
ンパの主表面に沿って、第2の開口から直接外部に通じ
る通路に導かれる。従って、排ガスは水素吸蔵合金タン
クを確実に回避して外部に排出される。
Exhaust gas is smoothly guided by such a wind guide effect of the damper. Further, according to the portable fuel cell of claim 3, when the damper is in the second state, the exhaust gas discharged from the fuel cell main body is discharged from the second opening along the main surface of the damper. Guided directly to the passage leading to the outside. Therefore, the exhaust gas is discharged to the outside while reliably avoiding the hydrogen storage alloy tank.

【0014】[0014]

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら具体的に説明する。 (実施例1) 〔ポータブル燃料電池の全体構成の説明〕図1は、本発
明の一実施例に係るポータブル燃料電池の斜視図であ
り、図2は、図1に示すポータブル燃料電池のX−X線
断面図である。なお、説明上、図2において、紙面の左
方向を前方向、右方向を後方向、紙面の表裏方向を左右
方向と称する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) [Description of Overall Configuration of Portable Fuel Cell] FIG. 1 is a perspective view of a portable fuel cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an X-portion of the portable fuel cell shown in FIG. It is an X-ray sectional view. For the sake of explanation, in FIG. 2, the left direction of the paper is referred to as the front direction, the right direction is referred to as the rear direction, and the front and back directions of the paper are referred to as the left and right directions.

【0015】このポータブル燃料電池は、ポータブルサ
イズのケース1の中に、水素と空気の供給を受けて発電
を行うリン酸型の燃料電池本体2と、燃料電池本体2か
ら排出される排ガスの流れを調整するダンパユニット4
0と、ダンパユニット40を駆動する開閉駆動装置70
と、燃料電池本体2に水素を供給する水素貯蔵装置6
と、燃料電池本体2に空気を供給する空気供給ファン9
と、起動時に空気供給ファン9によって供給される空気
を加熱する起動用ヒータ12と、燃料電池本体2から排
出される未反応の水素を処理する触媒燃焼器13と、触
媒燃焼器13に空気を供給する空気供給ファン15と、
出力電圧を一定(例えば12V)に制御するDC−DC
コンバータ16と、上記の開閉駆動装置70,空気供給
ファン15,起動用ヒータ12等を制御する制御装置1
7と、ヒューズリレーボックス18等が収納された構成
となっている。
In this portable fuel cell, a phosphoric acid type fuel cell main body 2 for supplying power by supplying hydrogen and air and a flow of exhaust gas discharged from the fuel cell main body 2 in a portable size case 1. Damper unit 4 for adjusting
0 and the opening / closing drive device 70 that drives the damper unit 40
And a hydrogen storage device 6 for supplying hydrogen to the fuel cell body 2
And an air supply fan 9 for supplying air to the fuel cell main body 2.
The heater 12 for starting, which heats the air supplied by the air supply fan 9 at the time of starting, the catalytic combustor 13 that processes unreacted hydrogen discharged from the fuel cell main body 2, and the air to the catalytic combustor 13. An air supply fan 15 for supplying,
DC-DC that controls the output voltage to be constant (for example, 12V)
A control device 1 for controlling the converter 16 and the opening / closing drive device 70, the air supply fan 15, the starting heater 12 and the like.
7, a fuse relay box 18 and the like are housed.

【0016】ケース1は、アルミニウムやジュラルミン
等の軽金属製で、直方体状のケース下部1aと角錘体状
のケース上部1bとから形成されており、ケース上部1
bの傾斜面には、外部から空気を取り込む吸気孔21と
外部に排出ガスを排出する排気孔22と、燃料電池本体
2で発電された電力を取り出す数個のコネクタ23が設
けられている。また、ケース上部1bの上面部分には、
水素吸蔵合金タンク7内の水素残圧を表示するランプ
や、水素吸蔵合金タンク7内の水素圧力を調整する圧力
スイッチや、弁の開閉を行う弁開閉スイッチ等(いずれ
も図示せず)を備えた操作パネル24が設けられてい
る。
The case 1 is made of a light metal such as aluminum or duralumin, and is formed of a rectangular parallelepiped case lower portion 1a and a pyramidal case upper portion 1b.
On the inclined surface of b, an intake hole 21 for taking in air from the outside, an exhaust hole 22 for exhausting exhaust gas to the outside, and several connectors 23 for taking out the electric power generated by the fuel cell main body 2 are provided. In addition, on the upper surface of the case upper portion 1b,
A lamp for displaying the residual hydrogen pressure in the hydrogen storage alloy tank 7, a pressure switch for adjusting the hydrogen pressure in the hydrogen storage alloy tank 7, a valve opening / closing switch for opening and closing the valve, etc. (none of which are shown) are provided. An operation panel 24 is provided.

【0017】また、ケース上部1bは、ケース1と同様
の材料で形成された蓋体30で覆蓋することができ、蓋
体30とケース1とは、止め具31によって密閉固定で
きるようになっている。ここで、ケース1と蓋体30と
が接する部分には、ケース1の密閉性を高めるため、パ
ッキン32が取付けられている。また、蓋体30の上部
には、ポータブル燃料電池を持ち運ぶための把手33が
取付けられている。
The case upper portion 1b can be covered with a lid 30 made of the same material as that of the case 1, and the lid 30 and the case 1 can be hermetically fixed by a stopper 31. There is. Here, a packing 32 is attached to a portion where the case 1 and the lid 30 are in contact with each other in order to enhance the airtightness of the case 1. A handle 33 for carrying the portable fuel cell is attached to the upper portion of the lid 30.

【0018】燃料電池本体2は、リン酸型の発電セルが
積層されてなる直方体状の電池スタック3と、電池スタ
ック3の上面を覆い電池スタック3に水素を分配する上
マニホールド5aと、電池スタック3の下面を覆い電池
スタック3からの未反応水素を含む排ガスを回収する下
マニホールド5bとから構成されており、ケース1の中
央下部に配置されている。
The fuel cell main body 2 has a rectangular parallelepiped cell stack 3 formed by stacking phosphoric acid power generation cells, an upper manifold 5a for covering the upper surface of the cell stack 3 and distributing hydrogen to the cell stack 3, and a cell stack. 3 and a lower manifold 5b that covers the lower surface of the battery stack 3 and collects the exhaust gas containing unreacted hydrogen from the battery stack 3, and is arranged in the lower central part of the case 1.

【0019】電池スタック3は、長方形状のリン酸型の
発電セル4(図示せず)が左右方向に所定枚数(例えば
30枚)積層されて構成されている。この発電セル4
は、図示はしないが、電解質マトリックスの両面にアノ
ードとカソードが配されたものが、水素の通路と空気の
通路となる溝が形成されたバイポーラプレートに挟持さ
れて構成されており、電池スタック3内には、前後方向
に走る多数の空気の通路と、上下方向に走る多数の水素
の通路が形成され、この通路を通して各発電セル4に空
気と水素が供給されるようになっている。
The battery stack 3 is formed by stacking a predetermined number (for example, 30) of rectangular phosphoric acid type power generating cells 4 (not shown) in the left-right direction. This power generation cell 4
Although not shown in the drawing, the battery stack 3 is configured such that an anode and a cathode are arranged on both surfaces of an electrolyte matrix, and the anode and cathode are sandwiched by a bipolar plate having grooves for hydrogen passages and air passages. A large number of air passages running in the front-rear direction and a large number of hydrogen passages running in the up-down direction are formed therein, and air and hydrogen are supplied to each power generation cell 4 through the passages.

【0020】そして、電池スタック3を後方向に通り抜
けた空気は、電池スタック3の後方側面から排出される
ようになっている。ダンパユニット40の構成について
は後で詳しく説明するが、燃料電池本体2の後方側面を
覆うダンパ47を備えており、開閉駆動装置70がダン
パ47を開閉することにより、燃料電池本体2から排出
された排ガスを水素貯蔵装置6の下部に導いたり上方に
排出したりする。
The air passing through the battery stack 3 in the rear direction is discharged from the rear side surface of the battery stack 3. Although the configuration of the damper unit 40 will be described in detail later, the damper unit 40 is provided with a damper 47 that covers the rear side surface of the fuel cell main body 2, and the opening / closing drive device 70 opens and closes the damper 47 to discharge the fuel cell main body 2. The exhaust gas is guided to the lower part of the hydrogen storage device 6 or discharged upward.

【0021】水素貯蔵装置6は、水素吸蔵合金を充填し
た複数本(図示例では5本)の水素吸蔵合金タンク7を
備えており、ダンパユニット40をはさんで燃料電池本
体2の後方側面に装着することができるようになってい
る。水素吸蔵合金タンク7は、熱伝導性を有する金属板
で形成された外径約40mmの円筒形状の容器の中にミ
ッシュメタルが充填され、満充填状態において370リッ
トルの水素を吸蔵することができるものである。そして、
装着時には、燃料電池本体2から排出される高温の排ガ
スの熱を効率よく受けることができるよう、5本の水素
吸蔵合金タンク7は、その長手方向を左右方向に合わせ
て水平に寝かせた状態で、上下に積層されている。5本
の水素吸蔵合金タンク7の下端から上端までの高さは、
燃料電池本体2の高さよりも若干高く設定され、水素吸
蔵合金タンク7の長さは燃料電池本体2の左右方向の幅
より短く設定されている。
The hydrogen storage device 6 is provided with a plurality of hydrogen storage alloy tanks 7 (five in the illustrated example) filled with hydrogen storage alloys, and is placed on the rear side surface of the fuel cell body 2 with the damper unit 40 interposed therebetween. It can be installed. The hydrogen storage alloy tank 7 is capable of storing 370 liters of hydrogen when a misch metal is filled in a cylindrical container having an outer diameter of about 40 mm formed of a metal plate having heat conductivity and filled with hydrogen. It is a thing. And
When installed, the five hydrogen storage alloy tanks 7 are laid horizontally with their longitudinal directions aligned in the left-right direction so that the heat of the high-temperature exhaust gas discharged from the fuel cell body 2 can be efficiently received. , Stacked one above the other. The height from the lower end to the upper end of the five hydrogen storage alloy tanks 7 is
The height of the hydrogen storage alloy tank 7 is set to be slightly higher than the height of the fuel cell body 2, and the length of the hydrogen storage alloy tank 7 is set to be shorter than the width of the fuel cell body 2 in the left-right direction.

【0022】また水素貯蔵装置6の装着時には、水素吸
蔵合金タンク7から放出される水素は、水素供給弁(不
図示)で調整されながら水素導入管8を通して上マニホ
ールド5aに供給されるようになっている。なお、図2
において、水素貯蔵装置6から燃料電池本体2に到る水
素導入管8の途中部分は隠れている。空気供給ファン9
は、燃料電池本体2に対して水素貯蔵装置6と反対側の
上方に設置されており、上述した吸気孔21は、この空
気供給ファン9に近傍に開設されている。また、空気供
給ファン9の下方に仕切り板10が設けられることによ
って、燃料電池本体2の側面と仕切り板10との間に、
空気供給ファン9から燃料電池本体2に到る空気通路1
1が形成されている。
When the hydrogen storage device 6 is mounted, the hydrogen released from the hydrogen storage alloy tank 7 is supplied to the upper manifold 5a through the hydrogen introduction pipe 8 while being adjusted by the hydrogen supply valve (not shown). ing. Note that FIG.
In, the middle part of the hydrogen introducing pipe 8 from the hydrogen storage device 6 to the fuel cell main body 2 is hidden. Air supply fan 9
Is installed above the fuel cell main body 2 on the side opposite to the hydrogen storage device 6, and the above-described intake hole 21 is opened near the air supply fan 9. Further, by providing the partition plate 10 below the air supply fan 9, between the side surface of the fuel cell main body 2 and the partition plate 10,
Air passage 1 from the air supply fan 9 to the fuel cell body 2
1 is formed.

【0023】空気供給ファン9によって、約200ml
/minの空気が、空気通路11を通って燃料電池本体
2に供給され、電池スタック3内を後方向に通り抜けて
排ガスとしてダンパユニット40に導かれる。起動用ヒ
ータ12は、空気通路11内に設置されており、燃料電
池本体2が本運転の温度に上昇するまでの間、燃料電池
本体2に供給される空気を加熱する。
About 200 ml by the air supply fan 9
/ Min of air is supplied to the fuel cell main body 2 through the air passage 11, passes through the inside of the cell stack 3 in the rear direction, and is guided to the damper unit 40 as exhaust gas. The startup heater 12 is installed in the air passage 11 and heats the air supplied to the fuel cell main body 2 until the temperature of the fuel cell main body 2 rises to the temperature of the main operation.

【0024】触媒燃焼器13には白金等の触媒が充填さ
れており、起動用ヒータ12下側の空気通路11内に設
置されている。燃料電池本体2における未反応水素は、
下マニホールド5bから排ガス送出管14を通って触媒
燃焼器13に導かれ、空気供給ファン15から供給され
る空気で触媒燃焼される。そして、ポータブル燃料電池
の外に未反応水素が放出されないようになっている。
The catalyst combustor 13 is filled with a catalyst such as platinum and is installed in the air passage 11 below the starting heater 12. The unreacted hydrogen in the fuel cell body 2 is
It is guided from the lower manifold 5b through the exhaust gas delivery pipe 14 to the catalytic combustor 13, and catalytically burned by the air supplied from the air supply fan 15. Then, unreacted hydrogen is not released to the outside of the portable fuel cell.

【0025】DC−DCコンバータ16及び制御装置1
7は、仕切り板10に対して空気通路11と反対側に設
置されており、制御装置17は、空気供給ファン15の
回転数を制御して触媒燃焼器13に供給する空気量を調
整したり、燃料電池本体2が本運転の温度まで達した時
に起動用ヒータ12を停止させたり、開閉駆動装置70
を制御してダンパ47を開閉したりする。
DC-DC converter 16 and controller 1
7 is installed on the side opposite to the air passage 11 with respect to the partition plate 10, and the control device 17 controls the rotation speed of the air supply fan 15 to adjust the amount of air supplied to the catalytic combustor 13. When the fuel cell main body 2 reaches the temperature of the main operation, the starting heater 12 is stopped, and the opening / closing drive device 70
To open and close the damper 47.

【0026】なお、本ポータブル燃料電池の定格出力は
250Wであって、空気供給ファン9,起動用ヒータ1
2,空気供給ファン15は、燃料電池本体2で発電され
る電力によって駆動するようになっている。図1及び図
2において、矢印Aはケース1外から吸入された空気の
流れを、矢印Bは燃料電池本体2の発電に伴って生じる
排ガスの流れを示している。
The rated output of this portable fuel cell is 250 W, and the air supply fan 9 and the starting heater 1 are used.
2. The air supply fan 15 is driven by the electric power generated by the fuel cell main body 2. 1 and 2, arrow A indicates the flow of air sucked from the outside of the case 1, and arrow B indicates the flow of exhaust gas that accompanies the power generation of the fuel cell main body 2.

【0027】空気供給ファン9の駆動によって、吸気孔
21から取り込まれた空気は、大部分が発電用として燃
料電池本体2に直接供給される一方、残余の空気は制御
装置17やDC−DCコンバータ16等の周辺を経由し
て、これら制御装置17やDC−DCコンバータ16等
を冷却した後、燃料電池本体2に供給される。そして、
詳しくは後述するが、燃料電池本体2から排出される高
温の排ガスは、ダンパ47が開かれている状態において
は、ダンパ47の下部の開口を通って水素貯蔵装置6の
周辺を経由して水素貯蔵装置6を加熱した後、排気孔2
2からケース1の外に排出され、ダンパ47が閉じられ
ているときは、ダンパ47の上部の開口を通ってそのま
ま排気孔22から排出される。
Most of the air taken in from the intake hole 21 by driving the air supply fan 9 is directly supplied to the fuel cell main body 2 for power generation, while the remaining air is supplied to the control device 17 and the DC-DC converter. After cooling the control device 17, the DC-DC converter 16 and the like via the periphery of 16 and the like, they are supplied to the fuel cell main body 2. And
As will be described later in detail, the high-temperature exhaust gas discharged from the fuel cell main body 2 passes through the opening at the bottom of the damper 47 and passes through the periphery of the hydrogen storage device 6 when the damper 47 is open. After heating the storage device 6, the exhaust port 2
2 is discharged from the case 1 to the outside of the case 1, and when the damper 47 is closed, it is discharged as it is from the exhaust hole 22 through the opening in the upper part of the damper 47.

【0028】〔ダンパユニット40についての説明〕図
3は、ダンパユニット40の斜視図であり、直方体状の
枠体41の中に、ダンパ47が収容されている。ダンパ
47は、側面視において、前方に曲率の中心を持つ円弧
状に形成されている。枠体41は、その前面側と下面側
とが開放されており、後面は長方形状の仕切り板42で
形成され、側面は1対の長方形状の側板44で形成さ
れ、上面は長方形状のワイヤクロス45で形成されてい
る。
[Description of Damper Unit 40] FIG. 3 is a perspective view of the damper unit 40. A damper 47 is housed in a rectangular parallelepiped frame 41. The damper 47 is formed in an arc shape having a center of curvature forward when viewed from the side. The front side and the lower side of the frame body 41 are open, the rear surface is formed by a rectangular partition plate 42, the side surface is formed by a pair of rectangular side plates 44, and the upper surface is formed by a rectangular wire. The cross 45 is formed.

【0029】仕切り板42は、例えば高さ約200mm
で、左右幅はそれより若干短く形成され、燃料電池本体
2の後方側面とほぼ同等の大きさに設定されている。ま
た、仕切り板42の下端中央部には、排ガスを水素貯蔵
装置6へ導く窓となる長方形状の開口43が形成されて
いる。開口43の幅は、水素吸蔵合金タンク7の長さよ
り少し大きく設定され、開口43の高さは仕切り板42
の高さの1/3程度に設定されている。
The partition plate 42 has a height of about 200 mm, for example.
The lateral width is slightly shorter than that of the fuel cell body 2 and is set to be substantially the same as the rear side surface of the fuel cell body 2. Further, a rectangular opening 43 serving as a window for guiding the exhaust gas to the hydrogen storage device 6 is formed in the center of the lower end of the partition plate 42. The width of the opening 43 is set to be slightly larger than the length of the hydrogen storage alloy tank 7, and the height of the opening 43 is set to the partition plate 42.
The height is set to about 1/3.

【0030】側板44及びワイヤクロス45の幅は、円
弧状のダンパ47の円弧の山の高さに合わせて設定され
ている。このような枠体41によって、ダンパユニット
40が燃料電池本体2の後面に装着された状態で、側板
44によって、燃料電池本体2からダンパ47に到る通
路が形成される。また、仕切り板42及び側板44によ
って、ダンパ47の上部から排出される排ガスを仕切っ
て直接排気孔22の方に導く通路と、ダンパ47の下部
から排出される排ガスを水素吸蔵合金タンク7の下部に
導く通路が形成される。
The widths of the side plate 44 and the wire cloth 45 are set according to the height of the peak of the arc of the arc damper 47. With the frame 41, the side plate 44 forms a passage from the fuel cell body 2 to the damper 47 in a state where the damper unit 40 is mounted on the rear surface of the fuel cell body 2. Further, the partition plate 42 and the side plate 44 partition the exhaust gas discharged from the upper part of the damper 47 and directly guide the exhaust gas to the exhaust hole 22, and the exhaust gas discharged from the lower part of the damper 47 to the lower part of the hydrogen storage alloy tank 7. A passage leading to the is formed.

【0031】図4の(a)は、保持板50の斜視図であ
り、(b)は、(a)に示す保持板50のY−Y線断面
図である。また、図5はスライド板60の斜視図であ
る。ダンパ47は、円弧状のアルミ板からなる保持板5
0と、保持板50の円弧に沿ってスライド可能な状態で
保持されている円弧状のアルミ板からなるスライド板6
0とから構成されている。
FIG. 4A is a perspective view of the holding plate 50, and FIG. 4B is a sectional view of the holding plate 50 shown in FIG. Further, FIG. 5 is a perspective view of the slide plate 60. The damper 47 is a holding plate 5 made of an arc-shaped aluminum plate.
0, and a slide plate 6 made of an arc-shaped aluminum plate held slidably along the arc of the holding plate 50.
0.

【0032】保持板50の円弧の曲率半径は約220m
mであって、保持板50の高さは電池スタック3の高さ
とほぼ同じであり、保持板50の幅は枠体41の幅とほ
ぼ同じである。そして、保持板50は、その円弧が上下
方向に向けられ、円弧面の曲率の中心が前方に向くよう
枠体41の中央部に取り付けられている。ここで、仕切
り板42の中央部に開けられた孔46と、保持板50の
中央部に開けられた孔55とを保持ネジで締結すること
によって、保持板50は枠体41に固定されている。こ
のとき、保持板50の上端50aと下端50bの前後位
置は、枠体41の前面(開口面)とほぼ一致している。
The radius of curvature of the arc of the holding plate 50 is about 220 m.
The height of the holding plate 50 is substantially the same as the height of the battery stack 3, and the width of the holding plate 50 is substantially the same as the width of the frame body 41. The holding plate 50 is attached to the central portion of the frame body 41 such that its arc is oriented in the vertical direction and the center of curvature of the arc surface faces forward. Here, the holding plate 50 is fixed to the frame body 41 by fastening the hole 46 formed in the central portion of the partition plate 42 and the hole 55 formed in the central portion of the holding plate 50 with a holding screw. There is. At this time, the front and rear positions of the upper end 50a and the lower end 50b of the holding plate 50 are substantially aligned with the front surface (opening surface) of the frame body 41.

【0033】また、保持板50は、円弧状のアルミ板
(厚さ1mm)からなる内板51と外板52とが、1.
5mmの間隙を介して接合された構造となっている。図
4(b)に示されるように、内板51と外板52は、保
持板50の左右両側に沿った幅5mの接合部53で接合
されており、内板51と外板52と接合部53とに囲ま
れた円弧状の間隙部54は、スライド板60がスライド
するための通路となる。
The holding plate 50 includes an inner plate 51 and an outer plate 52, which are made of an arc-shaped aluminum plate (thickness: 1 mm).
The structure is such that they are joined together with a gap of 5 mm. As shown in FIG. 4 (b), the inner plate 51 and the outer plate 52 are joined at joint portions 53 having a width of 5 m along the left and right sides of the holding plate 50, and the inner plate 51 and the outer plate 52 are joined together. The arcuate gap 54 surrounded by the portion 53 serves as a passage for the slide plate 60 to slide.

【0034】また、保持板50の上端中央部及び上部中
央部には、排ガスを上方に導く窓となる長方形状の上端
切抜き56と、長方形状の上部切抜き57とが開設さ
れ、保持板50の下端中央及び下部中央には、排ガスを
下方に導く窓となる長方形状の下端切抜き58と、長方
形状の下部切抜き59とが開設されている。4つの上端
切抜き56,上部切抜き57,下端切抜き58,下部切
抜き59の上下幅は、同じ長さ(この長さを長さWとす
る)に設定され、4つの切抜きの左右幅も同じ長さに設
定されている。また、上端切抜き56と上部切抜き57
との間隔及び下端切抜き58と下部切抜き59との間隔
も、長さWに設定されている。
Further, a rectangular upper end cutout 56 and a rectangular upper cutout 57, which serve as windows for guiding the exhaust gas upward, are opened at the upper end center portion and the upper center portion of the holding plate 50. A rectangular lower end cutout 58 and a rectangular lower cutout 59 are provided at the center of the lower end and the center of the lower part to serve as windows for guiding the exhaust gas downward. The upper and lower widths of the four upper cutouts 56, the upper cutouts 57, the lower end cutouts 58, and the lower cutouts 59 are set to the same length (this length is referred to as length W), and the left and right widths of the four cutouts are also the same. Is set to. Also, the upper end cutout 56 and the upper cutout 57
And the distance between the lower cutout 58 and the lower cutout 59 are also set to the length W.

【0035】スライド板60は、円弧状のアルミ板(厚
さ1mm)からなり、円弧の曲率半径は保持板50とほ
ぼ同じである。またスライド板60の円弧の長さは、ス
ライド板50よりも長さWだけ短く設定され、スライド
板60の左右幅は、スライド板50の左右幅より接合部
53の分だけ短く設定されている。また、スライド板6
0の上部中央部には、排ガスを上方に導く窓となる長方
形状の上部切抜き61が開設され、スライド板60の下
部中央には、排ガスを下方に導く窓となる長方形状の下
部切抜き62が開設されている。
The slide plate 60 is made of an arc-shaped aluminum plate (thickness: 1 mm), and the radius of curvature of the arc is almost the same as that of the holding plate 50. The length of the arc of the slide plate 60 is set shorter than the slide plate 50 by the length W, and the left and right width of the slide plate 60 is set shorter than the left and right width of the slide plate 50 by the joint portion 53. . Also, the slide plate 6
A rectangular upper cutout 61 serving as a window for guiding exhaust gas upward is provided in the upper center part of 0, and a rectangular lower cutout 62 serving as a window for guiding exhaust gas downward is provided in the lower center of the slide plate 60. It has been opened.

【0036】上部切抜き61,下部切抜き62は、共に
切抜き56〜59と同じサイズであって、それぞれスラ
イド板60の上端60a,下端60bからの間隔も、長
さWに設定されている。また、スライド板60が間隙部
54の中をスライドするとき、上記固定ネジによってス
ライドが妨げられないように、スライド板60の中央部
には保持板50の孔55に対応して上下方向に長い中部
切抜き63が開設されている。
Both the upper cutout 61 and the lower cutout 62 have the same size as the cutouts 56 to 59, and the distance from the upper end 60a and the lower end 60b of the slide plate 60 is also set to the length W. When the slide plate 60 slides in the gap 54, the center of the slide plate 60 is long in the up-down direction so as not to be obstructed by the fixing screw. A central cutout 63 has been opened.

【0037】スライド板60の円弧の長さは、保持板5
0の円弧の長さより長さWだけ短いので、スライド板6
0は、保持板50の間隙部54の中を長さWにわたって
上下方向にスライドすることができる。なお、スライド
板60の上端中央部には、スライド板60を駆動させる
ための駆動ワイヤ71が取り付けられている。この駆動
ワイヤ71は、スライド板60円弧を上方に延長する方
向に延びている。
The length of the arc of the slide plate 60 is determined by the holding plate 5
Since the length W is shorter than the length of the circular arc of 0, the slide plate 6
0 can slide vertically in the gap 54 of the holding plate 50 over the length W. A drive wire 71 for driving the slide plate 60 is attached to the center of the upper end of the slide plate 60. The drive wire 71 extends in a direction in which the circular arc of the slide plate 60 extends upward.

【0038】図6は、ダンパ47の断面の模式図であっ
て、図の(a)はダンパ47の開状態,(b)はダンパ
47の閉状態を示している。図に示されるように、ダン
パ47においては、スライド板60が上下にスライドさ
れることにより、排ガスが通る開口部を開閉する。
(a)の状態においては、スライド板60が上位置にあ
り、保持板50の上端50aとスライド板60の上端6
0aとが一致している。この状態においては、スライド
板60の下端60bと下端切抜き58の上端とが一致し
て下端切抜き58が開かれ、下部切抜き59も下部切抜
き62と一致して開かれる。また、上端切抜き56,上
部切抜き57は、いずれもスライド板60によって閉じ
られる。
6A and 6B are schematic cross-sectional views of the damper 47, where FIG. 6A shows the damper 47 in an open state and FIG. 6B shows the damper 47 in a closed state. As shown in the figure, in the damper 47, the slide plate 60 is slid up and down to open and close the opening through which the exhaust gas passes.
In the state of (a), the slide plate 60 is in the upper position, and the upper end 50a of the holding plate 50 and the upper end 6 of the slide plate 60 are
0a matches. In this state, the lower end 60b of the slide plate 60 and the upper end of the lower end cutout 58 are aligned to open the lower end cutout 58, and the lower cutout 59 is also opened to match the lower cutout 62. The upper cutout 56 and the upper cutout 57 are both closed by the slide plate 60.

【0039】従って、燃料電池本体2から後方に排出さ
れる排ガスの中で、ダンパ47の上部に向かう排ガス
(矢印B1)は、ダンパ47の円弧に沿って下方向に導
かれ、ダンパ47の下部に向かう排ガス(矢印B2)と
共に、下端切抜き58及び下部切抜き59を通過する。
そして、通過した排ガス(矢印B)は、ダンパユニット
40の開口43を通って、水素貯蔵装置6の下部に導か
れる(図2参照)。
Therefore, in the exhaust gas discharged rearward from the fuel cell body 2, the exhaust gas (arrow B1) directed to the upper part of the damper 47 is guided downward along the arc of the damper 47, and the lower part of the damper 47. It passes through the lower end cutout 58 and the lower cutout 59 together with the exhaust gas (arrow B2) directed toward.
Then, the passed exhaust gas (arrow B) is guided to the lower portion of the hydrogen storage device 6 through the opening 43 of the damper unit 40 (see FIG. 2).

【0040】一方(b)の状態においては、スライド板
60が下位置にあり、保持板50の下端50bとスライ
ド板60の下端60bとが一致している。この状態にお
いては、スライド板60の上端60aと上端切抜き56
の下端とが一致して上端切抜き56が開かれ、上部切抜
き57も上部切抜き61と一致して開かれる。また、下
端切抜き58,下部切抜き59は、いずれもスライド板
60によって閉じられる。
On the other hand, in the state (b), the slide plate 60 is at the lower position, and the lower end 50b of the holding plate 50 and the lower end 60b of the slide plate 60 are aligned with each other. In this state, the upper end 60a of the slide plate 60 and the upper end cutout 56
The upper cutout 56 is opened so as to coincide with the lower end of the upper cutout 57, and the upper cutout 57 is also opened so as to coincide with the upper cutout 61. The lower cutout 58 and the lower cutout 59 are both closed by a slide plate 60.

【0041】従って、燃料電池本体2から後方に排出さ
れる排ガスの中で、ダンパ47の下部に向かう排ガス
(矢印B2)は、ダンパ47の円弧に沿って上方向に導
かれ、ダンパ47の上部に向かう排ガス(矢印B1)と
共に、上端切抜き56及び上部切抜き57を通過する。
そして、通過した排ガス(矢印B)は、ダンパユニット
40のワイヤクロス45を通って上方に排出され、水素
貯蔵装置6には導かれない。
Therefore, among the exhaust gas discharged rearward from the fuel cell main body 2, the exhaust gas (arrow B2) directed to the lower part of the damper 47 is guided upward along the arc of the damper 47, and the upper part of the damper 47. It passes through the upper cutout 56 and the upper cutout 57 with the exhaust gas (arrow B1) directed toward.
Then, the passed exhaust gas (arrow B) is discharged upward through the wire cloth 45 of the damper unit 40 and is not guided to the hydrogen storage device 6.

【0042】また、図2に示すように、開閉駆動装置7
0は、ダンパ47の円弧の上方への延長線上に設けられ
ている。この開閉駆動装置70は、駆動ワイヤ71を介
してダンパ47のスライド板60を上下に駆動させるも
のであって、例えば、モータと、モータの回転運動を往
復運動に変換するカム機構とからなり、駆動ワイヤ71
の上端がカム機構に連結され、駆動ワイヤ71を上方に
引っ張ったり下方に押し出したりすることができるよう
になっている。
Further, as shown in FIG. 2, the opening / closing drive device 7
0 is provided on an upward extension line of the circular arc of the damper 47. The opening / closing drive device 70 drives the slide plate 60 of the damper 47 up and down via a drive wire 71, and includes, for example, a motor and a cam mechanism that converts the rotational movement of the motor into reciprocating movement. Drive wire 71
The upper end of the drive wire 71 is connected to a cam mechanism so that the drive wire 71 can be pulled upward or pushed downward.

【0043】なお、本実施例において、制御装置17
は、水素貯蔵装置6における水素の圧力に基づいて、圧
力が5kg/cm2以上のときはダンパ47を閉じ、圧
力が3kg/cm2に低下すれば開くよう開閉駆動装置
70を制御する。 〔ポータブル燃料電池の動作についての説明〕次に、こ
のポータブル燃料電池の動作について説明する。
In this embodiment, the control device 17
Controls the opening / closing drive device 70 based on the pressure of hydrogen in the hydrogen storage device 6 so that the damper 47 is closed when the pressure is 5 kg / cm 2 or more and opened when the pressure drops to 3 kg / cm 2. [Description of Operation of Portable Fuel Cell] Next, the operation of the portable fuel cell will be described.

【0044】先ず、操作者がケース1から蓋体30を取
り外し、ケース1の上面に設けた操作パネル24の弁開
閉スイッチを操作して水素貯蔵装置6の水素供給弁を開
成すると、ケース1内に残留している空気と、水素貯蔵
装置6から供給される水素とによって反応が生じ予備発
電が開始される。この予備発電によって空気供給ファン
9が起動し、吸気孔21から吸入された空気が起動用ヒ
ータ12で加熱されて燃料電池本体2内に供給され、燃
料電池本体2の温度は徐々に上昇して本発電に入る。
First, when the operator removes the lid 30 from the case 1 and operates the valve opening / closing switch of the operation panel 24 provided on the upper surface of the case 1, the hydrogen supply valve of the hydrogen storage device 6 is opened. The remaining air and the hydrogen supplied from the hydrogen storage device 6 cause a reaction to start preliminary power generation. By this preliminary power generation, the air supply fan 9 is activated, the air sucked in through the intake hole 21 is heated by the activation heater 12 and supplied into the fuel cell main body 2, and the temperature of the fuel cell main body 2 gradually rises. Enter the main power generation.

【0045】起動時においては、ダンパ47は開かれて
いる。水素吸蔵合金タンク7は、水素を供給し続ける
と、ミッシュメタルからの水素の放出に伴う吸熱によ
り、温度が低下しようとするが、燃料電池本体2の発電
に伴って排出される高温の排ガスが、ダンパユニット4
0を通過し、水素貯蔵装置6の下部から上部に通り抜け
るので、水素貯蔵装置6全体が均一的に加熱され、水素
吸蔵合金タンク7は燃料電池本体2の発電に必要な水素
を供給することができる。
At startup, the damper 47 is open. When the hydrogen storage alloy tank 7 is continuously supplied with hydrogen, the temperature tends to decrease due to the heat absorption due to the release of hydrogen from the misch metal, but the high temperature exhaust gas discharged along with the power generation of the fuel cell main body 2 is , Damper unit 4
Since the hydrogen storage device 6 passes through 0 and passes from the lower part to the upper part of the hydrogen storage device 6, the entire hydrogen storage device 6 is uniformly heated, and the hydrogen storage alloy tank 7 can supply hydrogen necessary for power generation of the fuel cell main body 2. it can.

【0046】また、水素吸蔵合金タンク7が加熱される
ことによって、圧力が上昇し5kg/cm2に達する
と、ダンパ47が閉じらる。ダンパ47が閉じられる
と、水素吸蔵合金タンク7の加熱は停止し、水素吸蔵合
金タンク7の温度は低下し、圧力も低下する。そして、
圧力が3kg/cm2に達すると再びダンパ47が開か
れる。
Further, when the hydrogen storage alloy tank 7 is heated and the pressure rises to 5 kg / cm 2, the damper 47 is closed. When the damper 47 is closed, the heating of the hydrogen storage alloy tank 7 is stopped, the temperature of the hydrogen storage alloy tank 7 drops, and the pressure also drops. And
When the pressure reaches 3 kg / cm 2, the damper 47 is opened again.

【0047】このようにして、ダンパ47が開閉される
ことによって、水素貯蔵装置6の圧力は3〜5kg/c
m2の範囲に保たれる。 〔比較試験〕このような本実施例のポータブル燃料電池
と、図11に示す従来のポータブル燃料電池を用いて、
水素吸蔵合金タンク7,107に水素を満充填した後、
室温25℃、定格出力250Wで運転させ、各水素吸蔵
合金タンク7,107について、温度差や発電時間等を
比較する試験を行った。
By opening and closing the damper 47 in this manner, the pressure of the hydrogen storage device 6 is 3 to 5 kg / c.
It is kept in the m2 range. [Comparative Test] Using the portable fuel cell of this example and the conventional portable fuel cell shown in FIG. 11,
After fully filling the hydrogen storage alloy tank 7, 107 with hydrogen,
The hydrogen storage alloy tanks 7 and 107 were operated at a room temperature of 25 ° C. and a rated output of 250 W, and a test for comparing the temperature difference and the power generation time was conducted.

【0048】図11に示される従来のポータブル燃料電
池は、本実施例のポータブル燃料電池と同様の構成であ
るが、ダンパユニット40の代わりに、燃料電池本体1
02から排ガスが排出される位置に、複数の短冊状の板
150を回動させて開閉するシャッタ140が設けられ
ている。そして、運転時において、シャッタ140が開
かれると、燃料電池本体102からの高温の排ガスが水
平方向に水素貯蔵装置106の水素吸蔵合金タンク10
7の方に導かれ、シャッタ140が閉じられると、燃料
電池本体102からの高温の排ガスは遮断されて上方に
流れて排気孔122から排出されるようになっている。
The conventional portable fuel cell shown in FIG. 11 has the same structure as the portable fuel cell of the present embodiment, but instead of the damper unit 40, the fuel cell main body 1 is used.
A shutter 140 that opens and closes by rotating a plurality of strip-shaped plates 150 is provided at a position where exhaust gas is discharged from 02. Then, during operation, when the shutter 140 is opened, the high temperature exhaust gas from the fuel cell main body 102 is horizontally directed to the hydrogen storage alloy tank 10 of the hydrogen storage device 106.
7, when the shutter 140 is closed, the high temperature exhaust gas from the fuel cell main body 102 is blocked, flows upward, and is discharged from the exhaust hole 122.

【0049】比較試験の結果を表1に示す。The results of the comparative test are shown in Table 1.

【0050】[0050]

【表1】 表1において、タンクの温度差は、運転開始60分後に
おいて、水素貯蔵装置106の水素吸蔵合金タンク10
7の最上段のものの温度から最下段のものの温度を引い
た値、及び水素貯蔵装置6の水素吸蔵合金タンク7の最
上段のものの温度から最下段のものの温度を引いた値で
あり、タンク下部の水量は、水素吸蔵合金タンク107
及び水素吸蔵合金タンク7の表面に付着していた水の重
量の比率である(従来の方を100としている)。
[Table 1] In Table 1, the temperature difference between the tanks is the hydrogen storage alloy tank 10 of the hydrogen storage device 106 60 minutes after the start of operation.
The value obtained by subtracting the temperature of the lowermost one from the temperature of the uppermost one of 7 and the value of the temperature of the uppermost one of the hydrogen storage alloy tank 7 of the hydrogen storage device 6 minus the temperature of the lowermost one. The amount of water of the hydrogen storage alloy tank 107
And the weight ratio of the water adhering to the surface of the hydrogen storage alloy tank 7 (the conventional one is 100).

【0051】本実施例のポータブル燃料電池において
は、従来のものと比べてタンクの温度差が小さくなって
おり、タンク下部の水量も少なくなっている。これは、
水素貯蔵装置6の水素吸蔵合金タンク7がより均一的に
加熱されたことを示している。また、発電時間は、定格
運転を持続することができた時間であり、本実施例のポ
ータブル燃料電池においては、発電時間も長くなってい
る。これは、水素吸蔵合金タンク7がより均一的に加熱
されることによって、水素吸蔵合金タンク7の水素をよ
り効率的に使用できたためと考えられる。
In the portable fuel cell of this embodiment, the temperature difference in the tank is smaller and the amount of water in the lower part of the tank is smaller than that in the conventional one. this is,
It shows that the hydrogen storage alloy tank 7 of the hydrogen storage device 6 was heated more uniformly. Further, the power generation time is the time during which the rated operation could be continued, and the power generation time is also long in the portable fuel cell of this embodiment. It is considered that this is because the hydrogen storage alloy tank 7 was heated more uniformly, so that the hydrogen in the hydrogen storage alloy tank 7 could be used more efficiently.

【0052】〔その他の事項〕なお、上記実施例におい
て、ダンパ47は長方形板を円弧状に曲げた形状の一対
の保持板50とスライド板60とから構成されている
が、本発明のポータブル燃料電池におけるシャッタは、
これに限定されることなく、次の(1)〜(4)に示す
ような様々な変形例が可能である。
[Other Matters] In the above embodiment, the damper 47 is composed of a pair of holding plates 50 and a slide plate 60 each having a rectangular plate bent in an arc shape. The shutter in the battery is
Without being limited to this, various modifications as shown in the following (1) to (4) are possible.

【0053】(1)図7に示す円弧状のダンパ80のよ
うに、保持板81に対して2枚のスライド板82を左右
方向にスライドさせることにより、保持板81に開設さ
れた下部切抜き83及び上部切抜き84を開閉させるも
の。図7において、(a)は、スライド板82が左右に
開いて下部切抜き83を開放し、上部切抜き84を閉塞
している状態、(b)は、スライド板82が中央部に閉
じて下部切抜き83を閉塞し、上部切抜き84を開放し
ている状態を示している。
(1) Like the circular damper 80 shown in FIG. 7, by sliding two slide plates 82 to the left and right with respect to the holding plate 81, the lower cutout 83 formed in the holding plate 81. And that opens and closes the upper cutout 84. In FIG. 7, (a) shows a state where the slide plate 82 is opened to the left and right to open the lower cutout 83 and closes the upper cutout 84, and (b) is a state where the slide plate 82 is closed at the center and the lower cutout is shown. The state where 83 is closed and the upper cutout 84 is opened is shown.

【0054】(2)図8に示すダンパ85のように、円
弧状の固定枠体86と、長方形板を円弧状に曲げたスラ
イド板87とからなり、固定枠体86に沿ってスライド
板87を上下に移動することにより窓88を開閉するも
の。図8においては、スライド板87が上に位置して、
スライド板87の下側に窓88が形成されているが、ス
ライド板87が下にスライドするとスライド板87の上
側に窓が形成される。
(2) Like a damper 85 shown in FIG. 8, it comprises an arc-shaped fixed frame body 86 and a slide plate 87 formed by bending a rectangular plate into an arc shape. The slide plate 87 extends along the fixed frame body 86. The window 88 is opened and closed by moving up and down. In FIG. 8, the slide plate 87 is located above,
The window 88 is formed on the lower side of the slide plate 87, but when the slide plate 87 slides downward, the window is formed on the upper side of the slide plate 87.

【0055】(3)図9に示すダンパ90のように、切
抜き92が開設された円形板を球面状に曲げて形成した
スライド板91が、スライド板91の中心点93を軸に
回転可能に保持されており、スライド板91が回転スラ
イドする(図中矢印で示す)ことにより切抜き92が上
下に移動するもの。なお、スライド板91の周囲は、排
ガスをスライド板91に導くための固定板94に囲まれ
ている。
(3) Like the damper 90 shown in FIG. 9, a slide plate 91 formed by bending a circular plate having a cutout 92 into a spherical shape is rotatable about a center point 93 of the slide plate 91. It is held, and the cutout 92 is moved up and down by the sliding movement of the slide plate 91 (indicated by the arrow in the figure). The periphery of the slide plate 91 is surrounded by a fixed plate 94 for guiding the exhaust gas to the slide plate 91.

【0056】(4)図10に示すダンパ95のように、
長方形板を円弧状に曲げたスライド板96が、スライド
板96の左右両端に取り付けられた側板97によって、
円弧の曲率中心98において軸支されたもので、スライ
ド板96を上下に移動することにより窓99を開閉す
る。側板97は、図10(b)に示すように燃料電池本
体2の左右両側に位置する。図10(b)においては、
スライド板96が上に位置して、スライド板96の下側
に窓99が形成されているが、スライド板96が下にス
ライド(図中矢印)するとスライド板96の上側に窓が
形成される。
(4) Like the damper 95 shown in FIG.
A slide plate 96 obtained by bending a rectangular plate in an arc shape is formed by side plates 97 attached to both left and right ends of the slide plate 96.
It is pivotally supported at the center 98 of curvature of the arc, and the window 99 is opened and closed by moving the slide plate 96 up and down. The side plates 97 are located on both left and right sides of the fuel cell body 2 as shown in FIG. In FIG. 10 (b),
The slide plate 96 is located on the upper side, and the window 99 is formed on the lower side of the slide plate 96, but when the slide plate 96 slides down (arrow in the figure), the window is formed on the upper side of the slide plate 96. .

【0057】また、上記実施例において、ダンパ47
は、長方形板を円弧状に曲げずに平面状に形成すること
もできるが、円弧状に形成する場合のような導風効果は
得られない。また、上記実施例においては、圧力に応じ
てダンパ47を開くか閉じるかの制御を行う例を示した
が、圧力に応じてダンパ47の開閉量を調整すれば、圧
力の制御をなめらかに行うことも可能である。
In the above embodiment, the damper 47 is used.
Can form a rectangular plate in a flat shape without bending it in an arc shape, but it cannot obtain the air guide effect as in the case of forming it in an arc shape. Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the damper 47 is controlled to be opened or closed according to the pressure, but the pressure can be smoothly controlled by adjusting the opening / closing amount of the damper 47 according to the pressure. It is also possible.

【0058】[0058]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、水素吸蔵合金
タンクの全体が均一的に加熱されるので、水素吸蔵合金
タンクの水素を十分に有効に利用することができる。加
えて、スライド板のスライドによって排ガスの水素吸蔵
合金タンクへの供給を制御しているので、ダンパの開閉
動作が軽く操作性に富んでいる。
According to the invention of claim 1, since the entire hydrogen storage alloy tank is heated uniformly, hydrogen in the hydrogen storage alloy tank can be sufficiently and effectively utilized. In addition, since the supply of the exhaust gas to the hydrogen storage alloy tank is controlled by the slide of the slide plate, the opening / closing operation of the damper is light and the operability is high.

【0059】請求項2の発明によれば、ダンパが円弧状
に形成されることによって、ダンパの導風効果が期待で
き、これによって排ガスが整流状になって水素吸蔵合金
タンクへ供給したり、外部へ排出したりすることができ
る。請求項3の発明によれば、ダンパが閉じているとき
排ガスは水素吸蔵合金タンクを確実に回避して外部に排
出される。
According to the second aspect of the present invention, since the damper is formed in an arc shape, a wind guide effect of the damper can be expected, whereby the exhaust gas is rectified and supplied to the hydrogen storage alloy tank, It can be discharged to the outside. According to the invention of claim 3, when the damper is closed, the exhaust gas is discharged to the outside while reliably avoiding the hydrogen storage alloy tank.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るポータブル燃料電池の
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a portable fuel cell according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すポータブル燃料電池のX−X線断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of the portable fuel cell shown in FIG.

【図3】ダンパユニット40の斜視図である。3 is a perspective view of a damper unit 40. FIG.

【図4】保持板50の斜視図と、そのY−Y線断面図で
ある。
FIG. 4 is a perspective view of a holding plate 50 and a sectional view taken along line YY.

【図5】スライド板60の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a slide plate 60.

【図6】ダンパ47の断面の模式図である。FIG. 6 is a schematic view of a cross section of a damper 47.

【図7】変形例に係る円弧状のダンパ80の斜視図であ
る。
FIG. 7 is a perspective view of an arc-shaped damper 80 according to a modified example.

【図8】変形例に係る円弧状のダンパ85の斜視図であ
る。
FIG. 8 is a perspective view of an arc-shaped damper 85 according to a modification.

【図9】変形例に係る球面状のスライド板91を備えた
ダンパ90の斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view of a damper 90 including a spherical slide plate 91 according to a modification.

【図10】変形例に係る円弧状のダンパ95の斜視図と
側面図である。
FIG. 10 is a perspective view and a side view of an arc-shaped damper 95 according to a modified example.

【図11】従来のポータブル燃料電池の一例を示す部分
断面図である。
FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing an example of a conventional portable fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 燃料電池本体 6 水素貯蔵装置 7 水素吸蔵合金タンク 40 ダンパユニット 47 ダンパ 50 保持板 60 スライド板 2 Fuel cell body 6 Hydrogen storage device 7 Hydrogen storage alloy tank 40 Damper unit 47 Damper 50 Holding plate 60 Slide plate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水素と空気の供給を受けて発電を行う燃
料電池本体と、 前記燃料電池本体から排出される排ガスの下流側に配さ
れ、排ガスから受ける熱に応じて内部に貯蔵した水素を
前記燃料電池本体に供給する水素吸蔵合金タンクと、 前記燃料電池本体と水素吸蔵合金タンクとの間に配さ
れ、排ガスの水素吸蔵合金タンクへの流量を制御するダ
ンパとを備え、 前記ダンパは、 排ガス流れ方向と交差する方向に主表面を有し、 前記主表面に沿ってスライドするスライド板と、該スラ
イド板を保持する保持体とからなり、 スライド板のスライドによって、前記主表面の所定位置
に開口を形成して排ガスを水素吸蔵合金タンクの下部に
導く第1の状態と、前記開口を閉塞して排ガスを前記主
表面に沿って直接外部へ排出する第2の状態とに切り換
え可能な構成であることを特徴とするポータブル燃料電
池。
1. A fuel cell main body for generating power by receiving supply of hydrogen and air, and hydrogen stored inside according to heat received from the exhaust gas, which is arranged downstream of the exhaust gas discharged from the fuel cell main body. A hydrogen storage alloy tank to be supplied to the fuel cell main body, and a damper arranged between the fuel cell main body and the hydrogen storage alloy tank, for controlling the flow rate of exhaust gas to the hydrogen storage alloy tank, the damper, It has a main surface in a direction intersecting with the exhaust gas flow direction, and comprises a slide plate that slides along the main surface and a holding body that holds the slide plate, and the slide plate slides to a predetermined position on the main surface. A first state in which an opening is formed to guide the exhaust gas to the lower part of the hydrogen storage alloy tank, and a second state in which the opening is closed to discharge the exhaust gas directly to the outside along the main surface. A portable fuel cell having a replaceable structure.
【請求項2】 前記ダンパは、側面視において排ガスの
上流側に曲率中心を持つ円弧状に形成されていることを
特徴とする請求項1記載のポータブル燃料電池。
2. The portable fuel cell according to claim 1, wherein the damper is formed in an arc shape having a center of curvature on the upstream side of the exhaust gas in a side view.
【請求項3】 前記ダンパは、第2の状態において前記
主表面に第2の開口を形成し、 前記ポータブル燃料電池は、第2の開口から直接外部に
通じる通路を備えていることを特徴とする請求項2記載
のポータブル燃料電池。
3. The damper forms a second opening in the main surface in the second state, and the portable fuel cell has a passage communicating directly to the outside from the second opening. The portable fuel cell according to claim 2.
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