JPH1097862A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
- Publication number
- JPH1097862A JPH1097862A JP8251095A JP25109596A JPH1097862A JP H1097862 A JPH1097862 A JP H1097862A JP 8251095 A JP8251095 A JP 8251095A JP 25109596 A JP25109596 A JP 25109596A JP H1097862 A JPH1097862 A JP H1097862A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- power supply
- fuel container
- pressure
- container
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池による発電能力を向上させ、野外で
の電源使用を長時間可能にする。 【解決手段】 炭化水素燃料を充填した燃料容器2を、
電源装置本体1に着脱可能に接続する燃料容器接続部3
と着脱装置4とを備え、改質装置5により炭化水素燃料
を水素を含有する燃料ガスに改質して燃料電池部6に供
給するように構成されている。これによって、炭化水素
燃料を水素を含有する燃料ガスに改質するので、燃料電
池部6に供給する燃料ガスの体積は大きくなる。よって
電源装置を長時間運転できるとともに、燃料容器2内の
炭化水素燃料の圧力により燃料供給が可能となり、また
複雑なガス通路や水素吸蔵合金ボンベの温度制御部分が
不要となる。
の電源使用を長時間可能にする。 【解決手段】 炭化水素燃料を充填した燃料容器2を、
電源装置本体1に着脱可能に接続する燃料容器接続部3
と着脱装置4とを備え、改質装置5により炭化水素燃料
を水素を含有する燃料ガスに改質して燃料電池部6に供
給するように構成されている。これによって、炭化水素
燃料を水素を含有する燃料ガスに改質するので、燃料電
池部6に供給する燃料ガスの体積は大きくなる。よって
電源装置を長時間運転できるとともに、燃料容器2内の
炭化水素燃料の圧力により燃料供給が可能となり、また
複雑なガス通路や水素吸蔵合金ボンベの温度制御部分が
不要となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電源装置に関し、特
に燃料電池を用いた小型の電源装置に関するものであ
る。
に燃料電池を用いた小型の電源装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】リン酸型、溶融炭酸塩型、固体電解質型
等の燃料電池は、供給されるガスの化学エネルギーを、
直接電気エネルギーに変換することができるので、高い
発電効率が得られる。そのため、宇宙用から自動車用ま
で、大規模発電から小規模発電まで、種々の用途に使用
できる将来有望な新しい発電システムとして注目されて
いる。特に、近年では出力数100W程度の小型燃料電
池を使用した小規模電源が、移動通信用,建築・土木工
事用等の可搬式電源として実用化されつつある。
等の燃料電池は、供給されるガスの化学エネルギーを、
直接電気エネルギーに変換することができるので、高い
発電効率が得られる。そのため、宇宙用から自動車用ま
で、大規模発電から小規模発電まで、種々の用途に使用
できる将来有望な新しい発電システムとして注目されて
いる。特に、近年では出力数100W程度の小型燃料電
池を使用した小規模電源が、移動通信用,建築・土木工
事用等の可搬式電源として実用化されつつある。
【0003】ところで、燃料電池発電を行うためには、
燃料電池(アノード側)に水素を供給する必要がある。
そこで、従来この種の可搬型の電源装置には、特開平5
−190196号公報に記載されているような水素供給
源として水素貯蔵タンクを有するものがある。この装置
は図4に示されているように、ケース101内に燃料電
池本体102とともに収納された水素貯蔵タンク103
は、水素を吸蔵,放出する水素吸蔵合金を充填した複数
の水素吸蔵合金ボンベ104により構成され、燃料電池
本体102から排出される高温の排ガスを水素貯蔵タン
ク103周辺に導入して水素吸蔵合金ボンベ104の温
度や圧力を上昇させ、この際水素吸蔵合金が放出する水
素を燃料電池本体102のアノード側に供給することに
よって発電を行っていた。
燃料電池(アノード側)に水素を供給する必要がある。
そこで、従来この種の可搬型の電源装置には、特開平5
−190196号公報に記載されているような水素供給
源として水素貯蔵タンクを有するものがある。この装置
は図4に示されているように、ケース101内に燃料電
池本体102とともに収納された水素貯蔵タンク103
は、水素を吸蔵,放出する水素吸蔵合金を充填した複数
の水素吸蔵合金ボンベ104により構成され、燃料電池
本体102から排出される高温の排ガスを水素貯蔵タン
ク103周辺に導入して水素吸蔵合金ボンベ104の温
度や圧力を上昇させ、この際水素吸蔵合金が放出する水
素を燃料電池本体102のアノード側に供給することに
よって発電を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のような従来の電源装置では、持ち運んで使用する関
係上、軽量で、且つ、小型であることが望ましいので、
ケース内に収納する水素貯蔵タンク103の大きさに制
約があり、通常1個の水素貯蔵タンク103では1時間
程度しか発電を行うことができなかった。したがって、
更に長時間発電を行いたい場合には、電源と共に予備の
水素貯蔵タンク103を複数本持ち運ぶ必要がある。し
かしながら、水素を充填した水素貯蔵タンク103の運
搬や保管には、法律上の種々の制約がある。そのため、
特にキャンプ場等の野外で電源を使用する場合には、水
素貯蔵タンク103の運搬や保管等がいっそう困難であ
り、長時間発電を行わせるのは事実上困難であるという
課題を有していた。
成のような従来の電源装置では、持ち運んで使用する関
係上、軽量で、且つ、小型であることが望ましいので、
ケース内に収納する水素貯蔵タンク103の大きさに制
約があり、通常1個の水素貯蔵タンク103では1時間
程度しか発電を行うことができなかった。したがって、
更に長時間発電を行いたい場合には、電源と共に予備の
水素貯蔵タンク103を複数本持ち運ぶ必要がある。し
かしながら、水素を充填した水素貯蔵タンク103の運
搬や保管には、法律上の種々の制約がある。そのため、
特にキャンプ場等の野外で電源を使用する場合には、水
素貯蔵タンク103の運搬や保管等がいっそう困難であ
り、長時間発電を行わせるのは事実上困難であるという
課題を有していた。
【0005】また、燃料電池本体102から排出される
高温排ガスを水素吸蔵合金ボンベ104の温度や圧力を
制御しながら,水素貯蔵タンク103周辺に導入しなけ
れば水素を確実かつ安全に供給できないので、ガス通路
や制御部分が複雑になる。さらに、水素吸蔵合金は他の
燃料に比べて高価であるので、ランニングコストが非常
に高くなるという課題も有していた。
高温排ガスを水素吸蔵合金ボンベ104の温度や圧力を
制御しながら,水素貯蔵タンク103周辺に導入しなけ
れば水素を確実かつ安全に供給できないので、ガス通路
や制御部分が複雑になる。さらに、水素吸蔵合金は他の
燃料に比べて高価であるので、ランニングコストが非常
に高くなるという課題も有していた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、炭化水素燃料を充填した燃料容器を、電源
装置本体に着脱可能に接続する燃料容器接続部と着脱装
置とを備え、改質装置により炭化水素燃料を水素を含有
する燃料ガスに改質して燃料電池部に供給するものであ
る。
するために、炭化水素燃料を充填した燃料容器を、電源
装置本体に着脱可能に接続する燃料容器接続部と着脱装
置とを備え、改質装置により炭化水素燃料を水素を含有
する燃料ガスに改質して燃料電池部に供給するものであ
る。
【0007】上記発明によれば、炭化水素燃料を改質装
置で水素を含有する燃料ガスに改質するので、燃料電池
部に供給する燃料ガスの体積は大きくなり、電源装置を
長時間運転できるとともに、燃料容器内の炭化水素燃料
の圧力により燃料供給が可能となるので、燃料電池本体
から排出される高温排ガスを導入するガス通路や水素吸
蔵合金ボンベの温度制御部分が不要となる。
置で水素を含有する燃料ガスに改質するので、燃料電池
部に供給する燃料ガスの体積は大きくなり、電源装置を
長時間運転できるとともに、燃料容器内の炭化水素燃料
の圧力により燃料供給が可能となるので、燃料電池本体
から排出される高温排ガスを導入するガス通路や水素吸
蔵合金ボンベの温度制御部分が不要となる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は上記課題を解決するため
に以下の構成より成る。すなわち第1の構成としては、
炭化水素燃料を充填した燃料容器と、前記燃料容器を電
源装置本体に接続する燃料容器接続部と、前期燃料容器
接続部に燃料容器を着脱する着脱装置と、前記炭化水素
燃料を水素を含有する燃料ガスに改質する改質装置と、
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する
燃料電池部とを備えたものである。そして、改質装置内
の改質反応により炭化水素燃料から生成される燃料ガス
および含有水素の体積は、供給する炭化水素燃料の体積
より大きくなるので、燃料容器に充填した水素を直接電
源装置に供給するより長時間運転できる。また、燃料容
器内の炭化水素燃料の圧力により燃料供給が可能となる
ので、燃料電池本体から排出される高温排ガスを導入す
るガス通路や水素吸蔵合金ボンベの温度制御部分が不要
となる。加えて、燃料容器と電源装置本体を接続する際
に、ゴムホースや金属パイプなどを介することなく簡単
に燃料容器を接続することができ、経時劣化等によるゴ
ムホースなどからのガス漏れの危険性や点検の必要性が
なくなる。さらに、燃料を消費した後の容器交換も手軽
にでき、可搬性もよくなるので野外での使用性も高くな
る。加えて、プロパンやブタンなどの炭化水素燃料が充
填された燃料容器は入手しやすく安価なので、ランニン
グコストもかからない。
に以下の構成より成る。すなわち第1の構成としては、
炭化水素燃料を充填した燃料容器と、前記燃料容器を電
源装置本体に接続する燃料容器接続部と、前期燃料容器
接続部に燃料容器を着脱する着脱装置と、前記炭化水素
燃料を水素を含有する燃料ガスに改質する改質装置と、
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する
燃料電池部とを備えたものである。そして、改質装置内
の改質反応により炭化水素燃料から生成される燃料ガス
および含有水素の体積は、供給する炭化水素燃料の体積
より大きくなるので、燃料容器に充填した水素を直接電
源装置に供給するより長時間運転できる。また、燃料容
器内の炭化水素燃料の圧力により燃料供給が可能となる
ので、燃料電池本体から排出される高温排ガスを導入す
るガス通路や水素吸蔵合金ボンベの温度制御部分が不要
となる。加えて、燃料容器と電源装置本体を接続する際
に、ゴムホースや金属パイプなどを介することなく簡単
に燃料容器を接続することができ、経時劣化等によるゴ
ムホースなどからのガス漏れの危険性や点検の必要性が
なくなる。さらに、燃料を消費した後の容器交換も手軽
にでき、可搬性もよくなるので野外での使用性も高くな
る。加えて、プロパンやブタンなどの炭化水素燃料が充
填された燃料容器は入手しやすく安価なので、ランニン
グコストもかからない。
【0009】また第2の構成としては、燃料電池部の負
荷電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段の
信号により燃料ガスの流量を調節する流量調節手段とを
備えたものである。そして、負荷電流に比例する燃料ガ
スの必要量に合わせて燃料ガスの供給流量を調節できる
ので、複雑な流路を構成することなく簡単な構成で、燃
料ガスを無駄に排出することなく省エネが実現でき、ま
た可燃ガスを未使用で廃棄する危険を防止することがで
きるので、安全に電源装置を使用することができる。
荷電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段の
信号により燃料ガスの流量を調節する流量調節手段とを
備えたものである。そして、負荷電流に比例する燃料ガ
スの必要量に合わせて燃料ガスの供給流量を調節できる
ので、複雑な流路を構成することなく簡単な構成で、燃
料ガスを無駄に排出することなく省エネが実現でき、ま
た可燃ガスを未使用で廃棄する危険を防止することがで
きるので、安全に電源装置を使用することができる。
【0010】また第3の構成としては、燃料容器接続部
と改質装置とを連通する燃料管の途中に圧力調整器を備
えたものである。そして、燃料ガス消費に伴う燃料容器
内の圧力低下や、高温または低温雰囲気による燃料容器
の圧力変動が生じても安定したガスの供給を実現でき
る。また急激な負荷変動が生じて燃料供給量を変化させ
る必要が生じても、燃料容器からの供給圧力が安定して
いるので、制御性良く燃料の供給量を調節することがで
きる。
と改質装置とを連通する燃料管の途中に圧力調整器を備
えたものである。そして、燃料ガス消費に伴う燃料容器
内の圧力低下や、高温または低温雰囲気による燃料容器
の圧力変動が生じても安定したガスの供給を実現でき
る。また急激な負荷変動が生じて燃料供給量を変化させ
る必要が生じても、燃料容器からの供給圧力が安定して
いるので、制御性良く燃料の供給量を調節することがで
きる。
【0011】また第4の構成としては、燃料電池部で生
成される生成水を回収する生成水回収部および前記生成
水回収部から改質装置に連接する循環路を備えたもので
ある。そして、改質装置内で炭化水素燃料の改質に必要
な水蒸気を、燃料電池部で生成される生成水を用いて供
給することができるので、電源装置の運転に際して水を
補給する必要がなくなり、使用性が良くなる。
成される生成水を回収する生成水回収部および前記生成
水回収部から改質装置に連接する循環路を備えたもので
ある。そして、改質装置内で炭化水素燃料の改質に必要
な水蒸気を、燃料電池部で生成される生成水を用いて供
給することができるので、電源装置の運転に際して水を
補給する必要がなくなり、使用性が良くなる。
【0012】また第5の構成としては、燃料容器接続部
と改質装置とを連通する燃料管の圧力を検知する圧力検
知部と、前記圧力検知部の出力により燃料管の圧力を表
示する圧力表示部を備えたものである。そして、燃料消
費に伴う燃料容器内の圧力低下を表示し、電源装置使用
者が確認することができるので、燃料が完全になくなっ
て電源装置が停止する前に燃料容器を交換することがで
きるとともに、交換の次期を使用者が前もって予測する
ことができる。
と改質装置とを連通する燃料管の圧力を検知する圧力検
知部と、前記圧力検知部の出力により燃料管の圧力を表
示する圧力表示部を備えたものである。そして、燃料消
費に伴う燃料容器内の圧力低下を表示し、電源装置使用
者が確認することができるので、燃料が完全になくなっ
て電源装置が停止する前に燃料容器を交換することがで
きるとともに、交換の次期を使用者が前もって予測する
ことができる。
【0013】また第6の構成としては、炭化水素燃料を
充填した燃料容器を電源装置本体に接続および着脱する
燃料容器接続部および着脱装置を複数個備え、各々の燃
料容器接続部と改質装置とを連通するそれぞれの燃料管
の途中に開閉弁を設けたものである。そして、炭化水素
燃料が消費されて、発電中に燃料容器の交換の必要性が
生じたときに、十分に炭化水素燃料が充填された新しい
燃料容器を、開閉弁を閉じた別の燃料容器接続部に接続
した後に開閉弁を開き、燃料が消費されて空になった燃
料容器側の開閉弁を閉じることにより、発電しながら燃
料容器の交換ができるので負荷の運転を止めずに簡単に
燃料容器の交換が可能となり、また容器交換中の燃料不
足による過負荷で燃料電池部が損傷することも防止でき
る。
充填した燃料容器を電源装置本体に接続および着脱する
燃料容器接続部および着脱装置を複数個備え、各々の燃
料容器接続部と改質装置とを連通するそれぞれの燃料管
の途中に開閉弁を設けたものである。そして、炭化水素
燃料が消費されて、発電中に燃料容器の交換の必要性が
生じたときに、十分に炭化水素燃料が充填された新しい
燃料容器を、開閉弁を閉じた別の燃料容器接続部に接続
した後に開閉弁を開き、燃料が消費されて空になった燃
料容器側の開閉弁を閉じることにより、発電しながら燃
料容器の交換ができるので負荷の運転を止めずに簡単に
燃料容器の交換が可能となり、また容器交換中の燃料不
足による過負荷で燃料電池部が損傷することも防止でき
る。
【0014】以下、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。 (実施例1)図1は本発明の実施例1の電源装置の概略
斜視図であり、図2は平面断面図である。図1、図2に
おいて電源装置本体1は、炭化水素燃料である液化プロ
パンを充填した燃料容器2を電源装置本体1に気密に嵌
合させ接続する燃料容器接続部3と、燃料容器接続部3
に燃料容器2を着脱する着脱装置4と、プロパンを改質
し水素を含有する燃料ガスにする改質装置5と、酸化剤
ガスである空気中の酸素と燃料ガスとの電気化学反応に
より発電する燃料電池部6とで構成されている。着脱装
置4は、電源装置本体1の前面に設けられた燃料容器着
脱レバー7と、スプリング8と、押え板9とで構成さ
れ、燃料容器扉10でカバーされている。そして、燃料
容器接続部3と改質装置5とは燃料管11で連通され、
燃料管11の途中には圧力調整器12が設けられてい
る。圧力調整器12のすぐ下方には流量調節手段13が
設けられて改質装置5へ通じており、電源装置本体1前
面の発電された電力を取り出す端子14と燃料電池部6
とを接続する電線15の途中に設けられた電流検知手段
16は、制御装置17と流量調節手段13とに信号線1
8により接続されている。また、燃料電池部6の空気
(酸化剤ガス)の排出側には気液分離容積部として形成
され、その下部から改質装置5に連通する循環路19を
備えた生成水回収部20が設けられた構成になってい
る。
明する。 (実施例1)図1は本発明の実施例1の電源装置の概略
斜視図であり、図2は平面断面図である。図1、図2に
おいて電源装置本体1は、炭化水素燃料である液化プロ
パンを充填した燃料容器2を電源装置本体1に気密に嵌
合させ接続する燃料容器接続部3と、燃料容器接続部3
に燃料容器2を着脱する着脱装置4と、プロパンを改質
し水素を含有する燃料ガスにする改質装置5と、酸化剤
ガスである空気中の酸素と燃料ガスとの電気化学反応に
より発電する燃料電池部6とで構成されている。着脱装
置4は、電源装置本体1の前面に設けられた燃料容器着
脱レバー7と、スプリング8と、押え板9とで構成さ
れ、燃料容器扉10でカバーされている。そして、燃料
容器接続部3と改質装置5とは燃料管11で連通され、
燃料管11の途中には圧力調整器12が設けられてい
る。圧力調整器12のすぐ下方には流量調節手段13が
設けられて改質装置5へ通じており、電源装置本体1前
面の発電された電力を取り出す端子14と燃料電池部6
とを接続する電線15の途中に設けられた電流検知手段
16は、制御装置17と流量調節手段13とに信号線1
8により接続されている。また、燃料電池部6の空気
(酸化剤ガス)の排出側には気液分離容積部として形成
され、その下部から改質装置5に連通する循環路19を
備えた生成水回収部20が設けられた構成になってい
る。
【0015】上記構成により、電源使用時には燃料容器
扉10を開け、燃料容器2を燃料容器接続部3に嵌合す
る位置にセットし、上方に上げられた燃料容器着脱レバ
ー7を押し下げると、押え板9が前方に移動して燃料容
器2を燃料容器接続部3に押し付け、電源装置本体1に
気密に接続した状態で保持され、燃料容器内のプロパン
ガスの圧力によりプロパン供給が可能となる。したがっ
て、水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵タンクのように燃料
電池部6から排出される高温排ガスを導入するガス通路
や水素吸蔵合金ボンベの温度制御部分を備える必要がな
くなる。また、燃料容器と電源装置本体の接続にゴムホ
ースや金属パイプなどを介することなく簡単に燃料容器
を接続することができ、経時劣化等によるゴムホースな
どからのガス漏れの危険性や点検の必要性がなくなる。
さらに、プロパンやブタンなどの炭化水素燃料が充填さ
れた燃料容器は入手しやすく安価なので、ランニングコ
ストもかからない。
扉10を開け、燃料容器2を燃料容器接続部3に嵌合す
る位置にセットし、上方に上げられた燃料容器着脱レバ
ー7を押し下げると、押え板9が前方に移動して燃料容
器2を燃料容器接続部3に押し付け、電源装置本体1に
気密に接続した状態で保持され、燃料容器内のプロパン
ガスの圧力によりプロパン供給が可能となる。したがっ
て、水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵タンクのように燃料
電池部6から排出される高温排ガスを導入するガス通路
や水素吸蔵合金ボンベの温度制御部分を備える必要がな
くなる。また、燃料容器と電源装置本体の接続にゴムホ
ースや金属パイプなどを介することなく簡単に燃料容器
を接続することができ、経時劣化等によるゴムホースな
どからのガス漏れの危険性や点検の必要性がなくなる。
さらに、プロパンやブタンなどの炭化水素燃料が充填さ
れた燃料容器は入手しやすく安価なので、ランニングコ
ストもかからない。
【0016】燃料容器2内のプロパンガスは、燃料容器
接続部3から燃料管11を通り圧力調整器12で適当な
圧力に調整されて流量調節手段13に入る。一方、電流
検知手段16では端子14に接続された負荷の電流値を
検出し、その電気信号は信号線18を介して制御装置1
7および流量調節手段13に入り、流量調節手段13で
負荷電流に比例するプロパンガスの必要量に合わせてプ
ロパンガスの供給流量を調節し、改質装置5に供給され
る。こうして、プロパンガスは圧力調整器12で圧力を
調整され、流量調節手段13で負荷に応じて流量を調節
されるので、プロパン消費に伴う燃料容器2内の圧力低
下や、高温または低温雰囲気により燃料容器2の圧力に
変動が生じても、安定したプロパンガスの供給を実現で
きる。また急激な負荷変動が生じてプロパン供給量を変
化させる必要が生じても、燃料容器2からのプロパン供
給圧力が安定しているので、制御性良くプロパンの供給
量を調節することができる。さらに、水素吸蔵合金ボン
ベの温度や圧力を制御する複雑な流路を構成することな
く、簡単な構成で燃料ガスを無駄に排出せず省エネが実
現でき、また可燃ガスを未使用で廃棄する危険を防止す
ることができるので、安全に電源装置を使用することが
できる。
接続部3から燃料管11を通り圧力調整器12で適当な
圧力に調整されて流量調節手段13に入る。一方、電流
検知手段16では端子14に接続された負荷の電流値を
検出し、その電気信号は信号線18を介して制御装置1
7および流量調節手段13に入り、流量調節手段13で
負荷電流に比例するプロパンガスの必要量に合わせてプ
ロパンガスの供給流量を調節し、改質装置5に供給され
る。こうして、プロパンガスは圧力調整器12で圧力を
調整され、流量調節手段13で負荷に応じて流量を調節
されるので、プロパン消費に伴う燃料容器2内の圧力低
下や、高温または低温雰囲気により燃料容器2の圧力に
変動が生じても、安定したプロパンガスの供給を実現で
きる。また急激な負荷変動が生じてプロパン供給量を変
化させる必要が生じても、燃料容器2からのプロパン供
給圧力が安定しているので、制御性良くプロパンの供給
量を調節することができる。さらに、水素吸蔵合金ボン
ベの温度や圧力を制御する複雑な流路を構成することな
く、簡単な構成で燃料ガスを無駄に排出せず省エネが実
現でき、また可燃ガスを未使用で廃棄する危険を防止す
ることができるので、安全に電源装置を使用することが
できる。
【0017】そして、改質装置5に入ったプロパンガス
は、生成水回収部20から循環路19を通ってきた水と
混合され、次式に表される水蒸気改質反応 C3H8+3H2O→3CO+7H2 により、1体積のプロパンガスは7体積の水素を含有す
る燃料ガスに改質される。また、燃料容器2に液化状態
で充填されているプロパンが、ガスとして気化した状態
で使用されることも合わせると数千倍の体積増加になる
ので、水素を充填した燃料容器を使用するより遥かに長
時間運転することができる。また、次式 C3H8+3/2O2→3CO+4H2 で表される部分改質反応を用いた改質装置5であっても
同様に長時間運転することができる。
は、生成水回収部20から循環路19を通ってきた水と
混合され、次式に表される水蒸気改質反応 C3H8+3H2O→3CO+7H2 により、1体積のプロパンガスは7体積の水素を含有す
る燃料ガスに改質される。また、燃料容器2に液化状態
で充填されているプロパンが、ガスとして気化した状態
で使用されることも合わせると数千倍の体積増加になる
ので、水素を充填した燃料容器を使用するより遥かに長
時間運転することができる。また、次式 C3H8+3/2O2→3CO+4H2 で表される部分改質反応を用いた改質装置5であっても
同様に長時間運転することができる。
【0018】燃料電池部6では、改質装置5から供給さ
れた燃料ガス中の水素と、別途供給された酸化剤ガスで
ある空気中の酸素が、例えば次式 H2→2H++2e- 2H++1/2O2+2e-→H2O で表される電気化学反応により発電し、それに伴い水が
生成される。この生成水は燃料電池部6の空気排出側に
設けられた生成水回収部20に排ガスとともに流入し、
生成水回収部20の空間の下方に排ガスとは分離されて
溜り、循環路19を通って改質装置5に送られるので、
炭化水素燃料であるプロパンの改質装置5内での改質に
必要な水蒸気を、燃料電池部6で生成される生成水を用
いて供給することができるので、電源装置の運転に際し
て水を補給する必要がなくなり、使用性が良くなる。
れた燃料ガス中の水素と、別途供給された酸化剤ガスで
ある空気中の酸素が、例えば次式 H2→2H++2e- 2H++1/2O2+2e-→H2O で表される電気化学反応により発電し、それに伴い水が
生成される。この生成水は燃料電池部6の空気排出側に
設けられた生成水回収部20に排ガスとともに流入し、
生成水回収部20の空間の下方に排ガスとは分離されて
溜り、循環路19を通って改質装置5に送られるので、
炭化水素燃料であるプロパンの改質装置5内での改質に
必要な水蒸気を、燃料電池部6で生成される生成水を用
いて供給することができるので、電源装置の運転に際し
て水を補給する必要がなくなり、使用性が良くなる。
【0019】燃料容器2内のプロパンが発電により消費
され交換が必要になったときは、燃料容器2の装着時と
は逆に燃料容器着脱レバー7を上げると、スプリング8
の作用とともに押え板9が後方に移動して燃料容器2を
燃料容器接続部3から解除するので、燃料を消費した後
の容器交換も手軽にでき、可搬性もよくなるので野外で
の使用性も高くなる。
され交換が必要になったときは、燃料容器2の装着時と
は逆に燃料容器着脱レバー7を上げると、スプリング8
の作用とともに押え板9が後方に移動して燃料容器2を
燃料容器接続部3から解除するので、燃料を消費した後
の容器交換も手軽にでき、可搬性もよくなるので野外で
の使用性も高くなる。
【0020】ここでは、燃料ガスとしてプロパンを用い
たもので説明を行ったが、メタンガスでは水蒸気改質は CH4+H2O→CO+3H2 で表される反応であり、部分改質は、 CH4+1/2O2→CO+2H2 で表される反応であるので、液化状態で充填されていな
いメタンガスでも水素充填燃料容器の倍以上の運転時間
となり、また、ブタンガスを液化状態で充填した燃料容
器ではプロパンガスのものよりもさらに長時間運転する
ことができる。
たもので説明を行ったが、メタンガスでは水蒸気改質は CH4+H2O→CO+3H2 で表される反応であり、部分改質は、 CH4+1/2O2→CO+2H2 で表される反応であるので、液化状態で充填されていな
いメタンガスでも水素充填燃料容器の倍以上の運転時間
となり、また、ブタンガスを液化状態で充填した燃料容
器ではプロパンガスのものよりもさらに長時間運転する
ことができる。
【0021】(実施例2)図3は本発明の実施例2の電
源装置の平面断面図であり、図1、図2と同符号のもの
は相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図
において、燃料容器接続部3と、燃料容器着脱レバー7
とスプリング8と押え板9とを有する着脱装置4を各々
2つ備え、2本の燃料容器2を接続できるようになって
いる。2つの燃料容器接続部3と1つの圧力調整器12
を連通する2本の燃料管11の途中には、それぞれ1つ
ずつの開閉弁21が設けられている。また、燃料管11
の燃料容器接続部3と開閉弁21との間には燃料管11
の圧力を検知する圧力検知部22が設けられ、電源装置
本体1の前面の2つの燃料容器着脱レバー7の間に設け
られた2つの圧力表示部23と2カ所の圧力検知部22
がそれぞれ接続されて、電源装置本体1の前面で2本の
燃料容器2の圧力が視認できる構成になっている。
源装置の平面断面図であり、図1、図2と同符号のもの
は相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図
において、燃料容器接続部3と、燃料容器着脱レバー7
とスプリング8と押え板9とを有する着脱装置4を各々
2つ備え、2本の燃料容器2を接続できるようになって
いる。2つの燃料容器接続部3と1つの圧力調整器12
を連通する2本の燃料管11の途中には、それぞれ1つ
ずつの開閉弁21が設けられている。また、燃料管11
の燃料容器接続部3と開閉弁21との間には燃料管11
の圧力を検知する圧力検知部22が設けられ、電源装置
本体1の前面の2つの燃料容器着脱レバー7の間に設け
られた2つの圧力表示部23と2カ所の圧力検知部22
がそれぞれ接続されて、電源装置本体1の前面で2本の
燃料容器2の圧力が視認できる構成になっている。
【0022】上記構成において、電源使用時には燃料容
器2をセットし、燃料容器着脱レバー7を押し下げて燃
料容器2を燃料容器接続部3に接続した後、閉じられて
いた開閉弁21を開くと、燃料容器2内のプロパンガス
の圧力によりプロパン供給が開始され、燃料容器接続部
3から燃料管11、開閉弁21を通り圧力調整器12で
適当な圧力に調整されて流量調節手段13で流量を調節
され、改質装置5を経て燃料電池部6で発電が行われ
る。このとき、燃料管11には圧力検知部22が設けら
れており、接続された燃料容器2内のプロパンの圧力を
圧力表示部23に表示されるので、燃料消費に伴う燃料
容器内の圧力低下を電源装置使用者が確認することがで
き、燃料が完全になくなって電源装置が停止する前に燃
料容器を交換することができるとともに、交換の時期を
使用者が前もって予測することができる。
器2をセットし、燃料容器着脱レバー7を押し下げて燃
料容器2を燃料容器接続部3に接続した後、閉じられて
いた開閉弁21を開くと、燃料容器2内のプロパンガス
の圧力によりプロパン供給が開始され、燃料容器接続部
3から燃料管11、開閉弁21を通り圧力調整器12で
適当な圧力に調整されて流量調節手段13で流量を調節
され、改質装置5を経て燃料電池部6で発電が行われ
る。このとき、燃料管11には圧力検知部22が設けら
れており、接続された燃料容器2内のプロパンの圧力を
圧力表示部23に表示されるので、燃料消費に伴う燃料
容器内の圧力低下を電源装置使用者が確認することがで
き、燃料が完全になくなって電源装置が停止する前に燃
料容器を交換することができるとともに、交換の時期を
使用者が前もって予測することができる。
【0023】そして、プロパンが消費されて、発電中に
燃料容器2の交換の必要性が生じたときは、十分にプロ
パンが充填された新しい燃料容器2を、燃料容器2が接
続されていないもう一方の燃料容器接続部3に接続した
後に、閉じられていた開閉弁21を開き、燃料が消費さ
れて空になった燃料容器2側の開閉弁21を閉じること
により、発電しながら燃料容器2の交換ができるので負
荷の運転を止めずに簡単に燃料容器2の交換が可能とな
り、また容器交換中の燃料不足による過負荷で燃料電池
部6が損傷することも防止できる。
燃料容器2の交換の必要性が生じたときは、十分にプロ
パンが充填された新しい燃料容器2を、燃料容器2が接
続されていないもう一方の燃料容器接続部3に接続した
後に、閉じられていた開閉弁21を開き、燃料が消費さ
れて空になった燃料容器2側の開閉弁21を閉じること
により、発電しながら燃料容器2の交換ができるので負
荷の運転を止めずに簡単に燃料容器2の交換が可能とな
り、また容器交換中の燃料不足による過負荷で燃料電池
部6が損傷することも防止できる。
【0024】また、ここでは着脱装置4の操作と開閉弁
21の操作を別々に説明したが、燃料容器着脱レバー7
の操作に連動して開閉弁21が開閉できる構成にしてお
くと使用性が向上する。
21の操作を別々に説明したが、燃料容器着脱レバー7
の操作に連動して開閉弁21が開閉できる構成にしてお
くと使用性が向上する。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電源装置
は、以下に述べる効果を有するものである。
は、以下に述べる効果を有するものである。
【0026】すなわち、第1の構成の炭化水素燃料を充
填した燃料容器と、燃料容器接続部と、燃料容器の着脱
装置と、炭化水素燃料を水素を含有する燃料ガスに改質
する改質装置と、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反
応により発電する燃料電池部とを備えた構成としている
ので、改質反応により生成される燃料ガスおよび含有水
素の体積は、供給する炭化水素燃料より大きくなり、燃
料容器に充填した水素を直接電源装置に供給するより長
時間運転できる。また、燃料を消費した後の容器交換も
手軽にでき、可搬性もよくなるので野外での使用性も高
くなる。さらに、プロパンやブタンなどの炭化水素燃料
が充填された燃料容器は入手しやすく安価なので、ラン
ニングコストもかからない。
填した燃料容器と、燃料容器接続部と、燃料容器の着脱
装置と、炭化水素燃料を水素を含有する燃料ガスに改質
する改質装置と、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反
応により発電する燃料電池部とを備えた構成としている
ので、改質反応により生成される燃料ガスおよび含有水
素の体積は、供給する炭化水素燃料より大きくなり、燃
料容器に充填した水素を直接電源装置に供給するより長
時間運転できる。また、燃料を消費した後の容器交換も
手軽にでき、可搬性もよくなるので野外での使用性も高
くなる。さらに、プロパンやブタンなどの炭化水素燃料
が充填された燃料容器は入手しやすく安価なので、ラン
ニングコストもかからない。
【0027】また第2の構成の、燃料電池部の負荷電流
を検知する電流検知手段と、電流検知手段の信号により
燃料ガスの流量を調節する流量調節手段とを備えた構成
としているので、負荷電流に比例する燃料ガスの必要量
に合わせて燃料ガスの供給流量を調節でき、燃料ガスを
無駄に排出することなく省エネが実現でき、また可燃ガ
スを未使用で廃棄する危険を防止することができるの
で、安全に電源装置を使用することができる。
を検知する電流検知手段と、電流検知手段の信号により
燃料ガスの流量を調節する流量調節手段とを備えた構成
としているので、負荷電流に比例する燃料ガスの必要量
に合わせて燃料ガスの供給流量を調節でき、燃料ガスを
無駄に排出することなく省エネが実現でき、また可燃ガ
スを未使用で廃棄する危険を防止することができるの
で、安全に電源装置を使用することができる。
【0028】また第3の構成の、燃料容器接続部と改質
装置とを連通する燃料管の途中に圧力調整器を備えた構
成としているので、燃料ガス消費に伴う燃料容器内の圧
力低下や、高温または低温雰囲気による燃料容器の圧力
変動が生じても安定したガスの供給を実現できる。また
急激な負荷変動が生じて燃料供給量を変化させる必要が
生じても、燃料容器からの供給圧力が安定しているの
で、制御性良く燃料の供給量を調節することができる。
装置とを連通する燃料管の途中に圧力調整器を備えた構
成としているので、燃料ガス消費に伴う燃料容器内の圧
力低下や、高温または低温雰囲気による燃料容器の圧力
変動が生じても安定したガスの供給を実現できる。また
急激な負荷変動が生じて燃料供給量を変化させる必要が
生じても、燃料容器からの供給圧力が安定しているの
で、制御性良く燃料の供給量を調節することができる。
【0029】また第4の構成の、燃料電池部で生成され
る生成水を回収する生成水回収部と、生成水回収部から
改質装置に連接する循環路を備えた構成としているの
で、改質装置内で炭化水素燃料の改質に必要な水蒸気
を、燃料電池部で生成される生成水を用いて供給するこ
とができ、電源装置の運転に際して水を補給する必要が
なくなり、使用性が良くなる。
る生成水を回収する生成水回収部と、生成水回収部から
改質装置に連接する循環路を備えた構成としているの
で、改質装置内で炭化水素燃料の改質に必要な水蒸気
を、燃料電池部で生成される生成水を用いて供給するこ
とができ、電源装置の運転に際して水を補給する必要が
なくなり、使用性が良くなる。
【0030】また第5の構成の、燃料容器接続部と改質
装置とを連通する燃料管の圧力を検知する圧力検知部
と、圧力検知部の出力により燃料管の圧力を表示する圧
力表示部を備えた構成としているので、燃料消費に伴う
燃料容器内の圧力低下を表示し、電源装置使用者が確認
することができるので、燃料が完全になくなって電源装
置が停止する前に燃料容器を交換することができる。
装置とを連通する燃料管の圧力を検知する圧力検知部
と、圧力検知部の出力により燃料管の圧力を表示する圧
力表示部を備えた構成としているので、燃料消費に伴う
燃料容器内の圧力低下を表示し、電源装置使用者が確認
することができるので、燃料が完全になくなって電源装
置が停止する前に燃料容器を交換することができる。
【0031】また第6の構成の、炭化水素燃料を充填し
た燃料容器を電源装置本体に接続および着脱する燃料容
器接続部および着脱装置を複数個備え、各々の燃料容器
接続部と改質装置とを連通するそれぞれの燃料管の途中
に開閉弁を設けた構成としているので、発電中に燃料容
器交換の必要性が生じたときに、十分に炭化水素燃料が
充填された新しい燃料容器を、開閉弁を閉じた別の燃料
容器接続部に接続した後に開閉弁を開き、燃料が消費さ
れて空になった燃料容器側の開閉弁を閉じることにより
発電しながら燃料容器の交換ができ、負荷の運転を止め
ずに簡単に燃料容器の交換が可能となり、また容器交換
中の燃料不足による過負荷で燃料電池部が損傷すること
も防止できる。
た燃料容器を電源装置本体に接続および着脱する燃料容
器接続部および着脱装置を複数個備え、各々の燃料容器
接続部と改質装置とを連通するそれぞれの燃料管の途中
に開閉弁を設けた構成としているので、発電中に燃料容
器交換の必要性が生じたときに、十分に炭化水素燃料が
充填された新しい燃料容器を、開閉弁を閉じた別の燃料
容器接続部に接続した後に開閉弁を開き、燃料が消費さ
れて空になった燃料容器側の開閉弁を閉じることにより
発電しながら燃料容器の交換ができ、負荷の運転を止め
ずに簡単に燃料容器の交換が可能となり、また容器交換
中の燃料不足による過負荷で燃料電池部が損傷すること
も防止できる。
【図1】本発明の実施例1の電源装置の概略斜視図
【図2】同装置の平面断面図
【図3】本発明の実施例2の電源装置の平面断面図
【図4】従来の電源装置の斜視図
1 電源装置本体 2 燃料容器 3 燃料容器接続部 4 着脱装置 5 改質装置 6 燃料電池部 11 燃料管 12 圧力調整器 13 流量調節手段 16 電流検知手段 19 循環路 20 生成水回収部 21 開閉弁 22 圧力検知部 23 圧力表示部
Claims (6)
- 【請求項1】炭化水素燃料を充填した燃料容器と、前記
燃料容器を電源装置本体に接続する燃料容器接続部と、
前記燃料容器接続部に前記燃料容器を着脱する着脱装置
と、前記炭化水素燃料を水素を含有する燃料ガスに改質
する改質装置と、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反
応により発電する燃料電池部とを備えた電源装置。 - 【請求項2】燃料電池部の負荷電流を検知する電流検知
手段と、前記電流検知手段の信号により燃料ガスの流量
を調節する流量調節手段とを備えた請求項1記載の電源
装置。 - 【請求項3】燃料容器接続部と改質装置とを連通する燃
料管の途中に圧力調整器を備えた請求項1〜2のいずれ
か1項に記載の電源装置。 - 【請求項4】燃料電池部で生成される生成水を回収する
生成水回収部と、前記生成水回収部から改質装置に連接
する循環路を備えた請求項1〜3のいずれか1項に記載
の電源装置。 - 【請求項5】燃料容器接続部と改質装置とを連通する燃
料管の圧力を検知する圧力検知部と、前記圧力検知部の
出力により燃料管の圧力を表示する圧力表示部を備えた
請求項1〜4のいずれか1項に記載の電源装置。 - 【請求項6】燃料容器接続部および着脱装置を複数個備
え、各々の前記燃料容器接続部と改質装置とを連通する
それぞれの燃料管の途中に開閉弁を設けた請求項1〜5
のいずれか1項に記載の電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8251095A JPH1097862A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8251095A JPH1097862A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1097862A true JPH1097862A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17217579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8251095A Pending JPH1097862A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1097862A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004207052A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Yazaki Corp | 燃料電池システムへの燃料ガス供給方法及びその装置 |
EP1495506A1 (en) * | 2002-04-18 | 2005-01-12 | Altergy Systems | Integrated fuel cell power system |
JP2007080794A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | 燃料電池装置 |
JP2010503159A (ja) * | 2006-09-07 | 2010-01-28 | エネルディ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 少なくとも1つの燃料電池スタックを収容するためのハウジング |
US7951499B2 (en) | 2006-01-17 | 2011-05-31 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel cell system which cools condenser and mixes air without requiring separate power units |
KR101185767B1 (ko) | 2012-05-07 | 2012-10-02 | 주식회사 화니텍 | 개폐가 가능한 연료 전지 커버 |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP8251095A patent/JPH1097862A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1495506A1 (en) * | 2002-04-18 | 2005-01-12 | Altergy Systems | Integrated fuel cell power system |
EP1495506A4 (en) * | 2002-04-18 | 2007-10-10 | Altergy Systems | INTEGRATED FUEL CELL POWER SUPPLY GROUP |
JP2004207052A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Yazaki Corp | 燃料電池システムへの燃料ガス供給方法及びその装置 |
JP2007080794A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | 燃料電池装置 |
US7951499B2 (en) | 2006-01-17 | 2011-05-31 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel cell system which cools condenser and mixes air without requiring separate power units |
JP2010503159A (ja) * | 2006-09-07 | 2010-01-28 | エネルディ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 少なくとも1つの燃料電池スタックを収容するためのハウジング |
KR101185767B1 (ko) | 2012-05-07 | 2012-10-02 | 주식회사 화니텍 | 개폐가 가능한 연료 전지 커버 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050223 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050621 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050623 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060822 |