WO2021020044A1 - 負荷試験装置 - Google Patents

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WO2021020044A1
WO2021020044A1 PCT/JP2020/026528 JP2020026528W WO2021020044A1 WO 2021020044 A1 WO2021020044 A1 WO 2021020044A1 JP 2020026528 W JP2020026528 W JP 2020026528W WO 2021020044 A1 WO2021020044 A1 WO 2021020044A1
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WO
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hydrogen
supply
unit
tank
load test
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/026528
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English (en)
French (fr)
Inventor
豊嗣 近藤
伸秀 濱野
Original Assignee
株式会社辰巳菱機
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Publication date
Application filed by 株式会社辰巳菱機 filed Critical 株式会社辰巳菱機
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Priority to JP2020552419A priority patent/JP6816911B1/ja
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Priority to CN202080053630.9A priority patent/CN114207453B/zh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines

Definitions

  • the present invention relates to a load test device.
  • Patent Document 1 a load test device using electrolysis of water has been proposed.
  • an object of the present invention is to provide a load test apparatus capable of efficiently storing generated hydrogen.
  • the load test apparatus is obtained by a connection part to which a test target power supply is connected, a hydrogen generation part that electrolyzes based on the electric power supplied from the test target power source to generate hydrogen, and a hydrogen generation part. It includes two or more supply units to which the carried hydrogen can pass and the portable tank can be attached and detached, and an operation unit having a load amount adjusting switch and a display unit. The load amount of the hydrogen generator can be switched depending on the operating state of the load amount adjustment switch.
  • the display unit displays at least one of the mounting status of the portable tank and the filling status of hydrogen in the two or more supply units.
  • the hydrogen supply status such as the flow rate and pressure in the pipes upstream of the plurality of supply units, the mounting status of the portable tank in the plurality of supply units, the hydrogen filling status, and the like are output to the display unit of the operation unit. Therefore, the user can grasp the information about these while performing the load test operation.
  • the load test apparatus further comprises a compressor that operates based on the power from the power source to be tested and compresses the hydrogen obtained in the hydrogen generator.
  • Hydrogen that has been made into a high-pressure state by the compression unit is supplied to two or more supply units.
  • the electric power supplied from the test target power supply is supplied not only to the resistance portion (electrode, electrolytic cell) but also to electrical equipment other than the resistance portion of the load test apparatus such as a compressor. Therefore, it is possible to obtain hydrogen while performing a load test of the test target power source by effectively utilizing the power generated by the test target power source without using an external power source other than the test target power source.
  • the load test device further includes a circuit breaker.
  • the electrodes of the hydrogen generating section are electrically connected to the connecting section via a circuit breaker.
  • the compressor is electrically connected to the connection without a circuit breaker.
  • the power supply to the resistance portion in the load test apparatus is performed through the circuit breaker, and the power supply to the electric equipment other than the resistance portion in the load test apparatus is performed without the circuit breaker. Therefore, even after the circuit breaker is turned off due to an electric leakage or the like, the power supply to the electric devices other than the resistance portion is maintained, and the on state can be maintained.
  • a first sensor for detecting the supply state of hydrogen from the compressor to the two or more supply units is provided in the pipe between the two or more supply units and the compressor. The degree of compression in the compressor is adjusted based on the information obtained by the first sensor.
  • two or more supply units are provided with a second sensor that detects the supply state of hydrogen to the portable tank attached to the supply unit.
  • the display unit displays at least one of the mounting status of the portable tank and the filling status of hydrogen in the two or more supply units based on the information obtained by the second sensor.
  • the supply unit has an opening on the supply unit side and an opening / closing unit on the supply unit side.
  • the supply unit side opening / closing unit closes the supply unit side opening by urging force, and the supply unit side opening is opened by attaching a portable tank.
  • the portable tank has a tank-side opening and a tank-side opening / closing part.
  • the tank-side opening / closing part closes the tank-side opening by urging force, and when attached to the supply part, the tank-side opening is opened by the pressure of hydrogen from the supply part.
  • the tank-side opening has an opening protrusion that is inserted into the supply section via the supply section-side opening.
  • the convex portion of the opening is formed of a hole or a notch, and is provided with a hydrogen introduction portion through which hydrogen passes.
  • the operation unit has a switch for selecting an operation mode in which the load test and electrolysis of the power supply to be tested are performed and an operation mode in which electrolysis is performed without performing the load test.
  • the degree of cooling of the liquid to be electrolyzed is controlled based on the operating state of the switch.
  • the load test device 1 in the present embodiment includes a connection unit 10, a circuit breaker 30, a hydrogen generation unit 50, a hydrogen storage unit 70, and an operation unit 110 (see FIG. 1).
  • connection unit 10 is connected to a circuit breaker 30 or the like inside the load test device 1, and is connected to a power supply to be tested outside the load test device 1.
  • the power source to be tested may be a device such as a generator or a battery that supplies power to the load test device 1.
  • the power source to be tested is described as a three-phase AC generator, but other devices such as a single-phase AC generator, a DC generator, and a battery that supply electric power to the outside may be used.
  • the rectifying unit 53 may be omitted.
  • test target power source is a three-phase alternator and the power line from the test target power source is composed of three lines will be described, but a single-phase alternator, a DC generator, a battery, etc.
  • the power line from the power source to be tested may be composed of two lines.
  • the circuit breaker 30 is composed of a molded case circuit breaker (MCCB), a vacuum circuit breaker (VCB), and the like, and is provided between the connection portion 10 and the hydrogen generation portion 50. That is, the negative electrode 55 (the first negative electrode 55a to the third negative electrode) is electrically connected to the connecting portion 10 via the circuit breaker 30.
  • MCCB molded case circuit breaker
  • VVB vacuum circuit breaker
  • the circuit breaker 30 when the circuit breaker 30 is on, the electric power from the test target power supply is supplied to the resistance portion 50a of the hydrogen generation unit 50, and when the circuit breaker 30 is off, the hydrogen generation unit 50 is supplied from the test target power supply. The power supply to the resistance portion 50a is stopped. However, when the circuit breaker 30 is off, the power from the test target power supply is supplied to the resistance portion 50a of the hydrogen generation unit 50, and when the circuit breaker 30 is on, the resistance portion of the hydrogen generation unit 50 is supplied from the test target power supply. The power supply to 50a may be stopped.
  • the electrolytic solution circulation circuit pump 61a and the cooler 63 of the hydrogen generation unit 50, the compressor 73 and the first sensor 75a and the second sensor 77c of the hydrogen storage unit 70, and the operation unit 110 are connected without using the circuit breaker 30. It is electrically connected to the unit 10.
  • the hydrogen generation unit 50 includes a switching unit 51 (first relay 51a, second relay 51b, third relay 51c) and a rectifying unit 53 (first AC / DC converter 53a, second AC / DC converter 53b, third AC / DC converter 53c). ), Negative electrode 55 (first negative electrode 55a, second negative electrode 55b, third negative electrode 55c), positive electrode 57, hydrogen collecting member 58, electrolytic cell 59, electrolytic solution circulation circuit 61, electrolytic solution circulation circuit pump 61a. , A cooler 63, an electrolytic solution introduction path 64, a deionizer 65, and a valve 66.
  • the hydrogen generation unit 50 performs electrolysis based on the electric power supplied from the power source to be tested to generate hydrogen.
  • the rectifying unit 53, the negative electrode 55, the positive electrode 57, the electrolytic cell 59, and the electrolytic solution in the electrolytic cell 59 form the resistance unit 50a of the hydrogen generating unit 50.
  • the switching unit 51 has a plurality of relays (first relay 51a to third relay 51c).
  • the rectifying unit 53 has a plurality of AC / DC converters (first AC / DC converter 53a to third AC / DC converter 53c).
  • a plurality of sets of relays and AC / DC converters are provided and connected in parallel with the power supply to be tested.
  • Negative electrodes 55 are connected to the negative electrode of each AC / DC converter of the rectifying unit 53, and the tip of each of the negative electrodes 55 is an electrolytic solution in the electrolytic cell 59. Connected to. That is, the plurality of negative electrodes 55 (first negative electrode 55a to third negative electrode 55c) are connected to the power supply to be tested in parallel.
  • a positive electrode 57 is connected to the positive electrode of each AC / DC converter of the rectifying unit 53, and the tip of the positive electrode 57 is connected to the electrolytic cell 59 or to the electrolytic solution in the electrolytic cell 59. ..
  • the hydrogen collecting member 58 is made of a member having water resistance and heat resistance such as acrylic resin, covers the upper part of each of the first negative electrode 55a to the third negative electrode 55c, and communicates with the buffer tank 71.
  • Hydrogen generated from the vicinity of the negative electrode 55 is sent to the buffer tank 71 via the hydrogen collecting member 58. Oxygen generated from the vicinity of the positive electrode 57 is released into the atmosphere.
  • the electrolytic cell 59 is made of a conductive material such as stainless steel, and functions as an anode by being connected to the positive electrode 57.
  • the electrolytic cell 59 stores an electrolytic solution (an aqueous solution containing 5% sodium hydroxide) used for electrolysis.
  • the electrolytic solution is not limited to an aqueous solution containing sodium hydroxide, and may be an aqueous solution containing other substances such as potassium hydroxide.
  • the electrolytic cell 59 is provided with a water level / temperature sensor 59a for measuring the water level and temperature of the electrolytic solution, so that the predetermined water level and the predetermined temperature are maintained based on the information from the water level / temperature sensor 59a.
  • the opening degree of the valve 66, the degree of cooling of the cooler 63, and the like, which will be described later, are adjusted. Details of these adjustments will be described later.
  • the inside of the tube forming the electrolytic solution circulation circuit 61 is filled with the electrolytic solution, and the electrolytic solution circulates in the electrolytic solution circulation circuit 61 including the electrolytic cell 59 via the electrolytic solution circulation circuit pump 61a.
  • the electrolytic solution circulation circuit 61 is provided with a cooler 63 such as a cooling tower and a radiator to cool the electrolytic solution heated by electrolysis.
  • an electrolytic solution introduction path 64 for replenishing the electrolytic solution from the outside is connected to the electrolytic solution circulation circuit 61 or the electrolytic cell 59.
  • the electrolytic solution introduction path 64 is provided with a deionizer 65 for eliminating foreign substances in the supplied electrolytic solution and keeping the intrinsic resistance of the electrolytic solution constant, and a valve 66 for adjusting the supply amount of the electrolytic solution.
  • a mode in which three sets of a relay, an AC / DC converter, and a negative electrode are provided has been described, but the number of sets is not limited to three sets, and two sets or two sets or two sets are used to adjust the load amount of the load test. It may be a form in which four or more sets are provided.
  • the negative electrode 55 is composed of a plurality of electrodes (first negative electrode 55a to the third negative electrode 55c) and the positive electrode 57 is composed of one electrode has been described, but the negative electrode 55 is one electrode.
  • the positive electrode 57 may be composed of a plurality of electrodes, or the negative electrode 55 and the positive electrode 57 may each be composed of a plurality of electrodes.
  • the hydrogen storage unit 70 includes a buffer tank 71, a compressor 73, a pipe 75, a supply unit 77, and a portable tank 79.
  • the buffer tank 71 temporarily stores hydrogen generated by electrolysis.
  • the compressor 73 compresses hydrogen and sends hydrogen to the portable tank 79 via the pipe 75 and the supply unit 77. At least one of the front stage and the rear stage of the compressor 73 is provided with a dehumidifying device (not shown) for drying hydrogen.
  • the pipe 75 communicates with the compressor 73 and the supply unit 77.
  • the tube 75 has a first sensor 75a.
  • the first sensor 75a detects the state of hydrogen supply from the compressor 73 to the supply unit 77.
  • the first sensor 75a is a pressure sensor and is provided on the inner wall of the pipe 75.
  • the first sensor 75a detects information on pressure as a hydrogen supply state from the compressor 73 to the supply unit 77, and transmits the information to the operation unit 110.
  • the information regarding the pressure detected by the first sensor 75a is output to the display unit 117 of the operation unit 110.
  • the supply unit 77 communicates with the portable tank 79 in a detachable state.
  • the portion of the supply unit 77 that communicates with the portable tank 79 in a detachable state includes a supply unit side opening 77a, a supply unit side opening / closing unit 77b, and a second sensor 77c (see FIG. 2).
  • a plurality of supply units 77 are provided.
  • four supply units 77 are provided, and a portable tank 79 can be attached to each of the four supply units 77 at the same time.
  • the number of supply units 77 is not limited to four.
  • the four supply units 77 will be described as being the first port P1, the second port P2, the third port P3, and the fourth port P4 from the side closer to the compressor 73.
  • the supply unit side opening 77a is provided at the end of the supply unit 77 to which the portable tank 79 is attached.
  • the supply unit side opening / closing unit 77b closes the supply unit side opening 77a by urging force.
  • a portable tank 79 is attached to the opening / closing portion 77b on the supply unit side, and the convex opening 79a1 of the portable tank 79 is inserted into the opening 77a on the supply unit side to close the opening 77a on the supply unit side. It is released and the supply portion side opening 77a is opened.
  • the second sensor 77c detects the state of hydrogen supply from the supply unit 77 to the portable tank 79.
  • the second sensor 77c is a pressure sensor and is provided on the opening / closing portion 77b on the supply portion side.
  • the second sensor 77c is a supply unit side opening / closing unit 77b, and when the portable tank 79 is not attached to the supply unit 77, it comes into contact with the atmosphere and the portable tank 79 is attached to the supply unit 77. It is provided in the region where hydrogen flows when hydrogen can be supplied from the supply unit 77 to the portable tank 79.
  • the second sensor 77c is provided at a position covered by the opening convex portion 79a1 of the portable tank 79 when the portable tank 79 is attached to the supply unit 77.
  • the second sensor 77c detects information on pressure as a hydrogen supply state from the supply unit 77 to the portable tank 79 and transmits it to the operation unit 110.
  • the display unit 117 of the operation unit 110 transfers hydrogen to the portable tank 79 at each port (1st port P1 to 4th port P4) of the supply unit 77 based on the information regarding the pressure detected by the 2nd sensor 77c. Display the supply status, etc.
  • the display unit 117 of the operation unit 110 states that the portable tank 79 is not attached. Is displayed "(see FIG. 3).
  • the display unit 117 of the operation unit 110 displays that "the portable tank 79 has been installed and is being filled with hydrogen".
  • the portable tank 79 When the pressure detected by the second sensor 77c is maintained close to the pressure threshold value tp, the portable tank 79 is attached to the supply unit 77, and hydrogen from the supply unit 77 to the portable tank 79. Assuming that the filling of the portable tank 79 is completed, the display unit 117 of the operation unit 110 gives "the portable tank 79 is already installed and the hydrogen filling is completed" and "an instruction to prompt the replacement of the portable tank 79". indicate.
  • FIG. 1 to 3 show a state in which the portable tank 79 is not attached to the first port P1 and the fourth port P4, and the portable tank 79 is attached to the second port P2, and hydrogen.
  • An example is shown in which the filling is completed, the third port P3 is in a state where the portable tank 79 is attached, and hydrogen is being filled.
  • the first sensor 75a and the second sensor 77c are described as pressure sensors, but other sensors that detect the hydrogen supply state, such as a flow rate sensor, may be used.
  • the portable tank 79 is a tank filled with hydrogen and is attached to the supply unit 77 in a detachable state.
  • the portable tank 79 has a tank-side opening 79a and a tank-side opening / closing portion 79b.
  • the tank-side opening 79a has an opening convex portion 79a1 and a hydrogen introduction portion 79a2.
  • the opening convex portion 79a1 is a ring-shaped convex portion, and is inserted into the supply portion 77 via the supply portion side opening 77a at the time of mounting.
  • the hydrogen introduction portion 79a2 is provided at a portion of the opening convex portion 79a1 that is inserted into the supply portion side opening 77a.
  • the hydrogen introduction section 79a2 is a hole or notch for supplying hydrogen from the supply section 77 to the portable tank 79 with the supply section side opening / closing section 77b open.
  • the tank-side opening / closing portion 79b closes the tank-side opening 79a by urging force.
  • the tank-side opening / closing unit 79b is attached to the supply unit 77, the tank-side opening 79a is released from the closed state by the pressure of hydrogen from the supply unit 77, and the tank-side opening 79a is opened.
  • the tank-side opening / closing unit 79b may be pushed away by the pressure of hydrogen. Since this is not possible, the closed state of the tank side opening 79a is not released.
  • the device (hydrogen utilization device 81) for receiving the supply of hydrogen filled in the portable tank 79 is provided with a hydrogen receiving side opening 81a, a hydrogen receiving side opening / closing part 81b, and a pressing part 81c (see FIG. 4). ).
  • the hydrogen utilization device 81 receives hydrogen from the portable tank 79 and uses the hydrogen to generate electricity.
  • the hydrogen receiving side opening 81a is provided at the end of the hydrogen utilization device 81 to which the portable tank 79 is attached.
  • a portable tank 79 is attached to the hydrogen receiving side opening / closing portion 81b, and the opening convex portion 79a1 of the portable tank 79 is inserted into the hydrogen receiving side opening 81a to close the hydrogen receiving side opening 81a. It is released and the hydrogen receiving side opening 81a is opened (see FIG. 5).
  • the pressing portion 81c presses the tank-side opening / closing portion 79b to open the tank-side opening 79a.
  • the hydrogen utilization device 81 shown in FIGS. 4 and 5 shows only the area where the portable tank 79 is attached, and the device in the subsequent stage is not shown.
  • the pressing portion 81c is attached to the hydrogen receiving side opening / closing portion 81b. That is, the pressing portion 81c is attached to the hydrogen receiving side opening / closing portion 81b in a state where it can be moved by the urging state of the hydrogen receiving side opening / closing portion 81b. However, the pressing portion 81c may be fixedly attached to a location (for example, an inner wall) different from the hydrogen receiving side opening / closing portion 81b of the hydrogen utilization device 81.
  • the operation unit 110 includes an on / off switch 111, a mode switch 113, a load amount adjusting switch 115, and a display unit 117.
  • the operation unit 110 is provided on the outer wall of the load test device 1.
  • the switch area including the on / off switch 111, the mode switch 113, and the load amount adjusting switch 115, and the display unit 117 may be provided on the same surface of the outer wall or on different surfaces. It may be provided in.
  • a switch area including the load amount adjusting switch 115 and the like is arranged on the front surface, and the display unit 117 is arranged on the side surface.
  • the on / off switch 111 is used to select either the overall on state or the off state of the load test device 1.
  • the circuit breaker 30 is turned on so that the electric power from the test target power supply can be supplied to the resistance portion 50a.
  • the mode switch 113 is used to select either an operation mode in which the load test of the power supply to be tested is performed and electrolysis is performed, or an operation mode in which electrolysis is performed without performing the load test.
  • the load test mode is selected, the on / off state of the switching unit 51 (first relay 51a to third relay 51c) is controlled according to the operating state of the load amount adjusting switch 115, and the load amount is adjusted. ..
  • the switching unit 51 first relay 51a to third relay 51c
  • the switching unit 51 is turned on (the load amount does not change) regardless of the operating state of the load amount adjustment switch 115. ..
  • the load amount adjusting switch 115 (first switch 115a, second switch 115b, third switch 115c) is used to select the load amount in the load test mode.
  • the on / off states of the first relay 51a to the third relay 51c are switched and controlled in response to the on / off states of the first switch 115a to the third switch 115c.
  • the on / off switch 111 is turned on, the mode switch 113 is put into the load test mode, and the load amount adjusting switch 115 is turned on by the first switch 115a corresponding to the first relay 51a.
  • the power from the test target power supply is supplied to the first AC / DC converter 53a, and a current flows between the first negative electrode 55a and the positive electrode 57.
  • the second AC / DC converter 53b and the third AC / DC converter 53c are not supplied with power from the power supply to be tested, and are between the second negative electrode 55b and the positive electrode 57 and between the third negative electrode 55c and the positive electrode 57. No current flows.
  • the display unit 117 displays the operating state of each switch, the water level of the electrolytic solution measured by the water level / temperature sensor 59a, the temperature of the electrolytic solution, and the like. Further, the display unit 117 displays the pressure status of the pipe 75, the mounting status of the portable tank 79 to the supply unit 77, the hydrogen filling status of the portable tank 79 mounted on the supply unit 77, and the like.
  • the mode switch 113 is set to the load test mode, the first switch 115a is turned on, the second switch 115b and the third switch 115c are turned off, and the electrolyte water level is ⁇ cm.
  • the electrolyte temperature is XX ° C
  • the internal pressure of the pipe 75 is 35 MPa
  • the portable tank 79 is not attached to the first port P1
  • the portable tank 79 is attached to the second port P2.
  • a state in which the portable tank 79 is attached to the third port P3 and the hydrogen is being filled, and the portable tank 79 is not attached to the fourth port P4 is displayed.
  • the display unit 117 of FIG. 3 displays a notification that the portable tank 79 mounted on the second port P2 is already filled with hydrogen and prompts the replacement of the portable tank 79.
  • a portable tank 79 is attached to some (at least one) of the supply units 77 in advance.
  • the opening / closing unit 77b on the supply unit side is opened by the opening convex portion 79a1 of the portable tank 79. Therefore, the portable tank 79 can be filled with hydrogen from the supply unit 77.
  • the tank-side opening / closing portion 79b of the portable tank 79 is in a closed state, and the portable tank 79 is filled with hydrogen. Not done.
  • the opening / closing unit 77b on the supply unit side is maintained in a closed state.
  • the electric power generated by the power source to be tested is supplied to the water level / temperature sensor 59a, the electrolyte circulation circuit pump 61a, the cooler 63, the compressor 73, the second sensor 77c, and the operation unit 110 via the connection unit 10.
  • the connection unit 10 As a result, each of the water level / temperature sensor 59a, the electrolyte circulation circuit pump 61a, the cooler 63, the compressor 73, the second sensor 77c, and the operation unit 110 is turned on.
  • the electric power generated by the power supply to be tested is converted from alternating current to direct current via the connection unit 10, the circuit breaker 30, the switching unit 51, and the rectifying unit 53, and is supplied to the electrolytic solution in the electrolytic cell 59.
  • electricity flows through the negative electrode 55 connected to the electrolytic solution and the positive electrode 57 connected to the electrolytic cell 59, causing electrolysis of the electrolytic solution.
  • Hydrogen is generated from the vicinity of the negative electrode 55 and is collected in the buffer tank 71 via the hydrogen collecting member 58.
  • Oxygen is generated from the vicinity of the positive electrode 57 and released into the atmosphere.
  • the water level / temperature sensor 59a provided in the electrolytic cell 59 measures the water level and temperature of the electrolytic solution.
  • the display unit 117 displays information on the water level and temperature of the electrolytic solution. Further, the opening degree of the valve 66, the degree of cooling of the cooler 63, and the like are adjusted based on the information from the water level / temperature sensor 59a. As a result, a predetermined water level and a predetermined temperature are maintained. However, the user may manually adjust the opening degree of the valve 66, the degree of cooling of the cooler 63, and the like while observing the water level and temperature displayed on the display unit 117.
  • the mode switch 113 When the mode switch 113 is set to the load test mode and the load test of the test target power supply connected to the connection portion 10 of the load test device 1 is performed, it corresponds to the first relay 51a to the third relay 51c depending on the user. On / off control of the first switch 115a to the third switch 115c is performed. When many of the first switch 115a to the third switch 115c are turned on, the number of relays (first relay 51a to third relay 51c) turned on increases, and the load amount increases. Increase.
  • the electrolytic solution is used as a load, and the temperature of the electrolytic solution is set to the first temperature in order to keep the electric resistance constant.
  • the degree of cooling of the cooler 63 is controlled so as to be maintained at T1.
  • the first relay The 51a to the third relay 51c are turned on so that electrolysis is performed on all the negative electrodes 55. Further, in order to facilitate the flow of current, it is desirable that the degree of cooling of the cooler 63 is controlled so that the temperature of the electrolytic solution is maintained at the second temperature T2 (T2> T1). In this case, since the electrolytic solution is easily electrolyzed, the opening degree of the valve 66 is made larger than that in the case of performing the load test, so that the replenishing electrolytic solution can easily flow through the electrolytic solution introduction path 64. desirable.
  • Cooling degree is controlled.
  • the compressor 73 compresses the hydrogen stored in the buffer tank 71, and fills the portable tank 79 attached to the supply unit 77 with hydrogen in a high-pressure state.
  • the opening / closing unit 77b on the supply unit side is opened by the opening convex portion 79a1 of the portable tank 79. Therefore, the portable tank 79 can be filled with hydrogen from the supply unit 77.
  • the portable tank 79 in the second port P2 and the third port P3, the portable tank 79 is attached to the supply unit 77, and the portable tank 79 can be filled with hydrogen from the supply unit 77. ..
  • Hydrogen put into a high-pressure state by the compressor 73 passes through the pipe 75 and the supply section 77 to which the portable tank 79 is attached, and presses the tank-side opening / closing section 79b.
  • the opening / closing portion 79b on the tank side is opened by the force pressed by the hydrogen in the high pressure state, and the hydrogen is inside the portable tank 79. Inflow to.
  • the tank-side opening / closing unit 79b cannot be opened by the pressing force of hydrogen in the high-pressure state.
  • the tank-side opening / closing portion 79b is maintained in a closed state. In this case, hydrogen does not flow into the portable tank 79.
  • FIG. 2 shows a state in which the portable tank 79 attached to the supply unit 77 of the third port P3 is not sufficiently filled with hydrogen, and hydrogen is flowing from the supply unit 77 into the portable tank 79. .. Further, the portable tank 79 attached to the supply unit 77 of the second port P2 is sufficiently filled with hydrogen, and shows a state in which hydrogen does not flow into the portable tank 79 from the supply unit 77.
  • the first sensor 75a detects the state of hydrogen supply from the compressor 73 to the supply unit 77.
  • the information detected by the first sensor 75a is output to the display unit 117 of the operation unit 110.
  • the degree of compression in the compressor 73 is adjusted so that the internal pressure of the pipe 75 is maintained at a predetermined pressure value (for example, a value near the pressure threshold value tp).
  • the second sensor 77c detects the state of hydrogen supply from the supply unit 77 to the portable tank 79.
  • the display unit 117 of the operation unit 110 transfers hydrogen to the portable tank 79 at each port (1st port P1 to 4th port P4) of the supply unit 77 based on the information regarding the pressure detected by the 2nd sensor 77c. Display the supply status, etc.
  • hydrogen can be generated and filled in the portable tank 79 while performing a load test of the power source to be tested.
  • the display unit 117 of the operation unit 110 shows the hydrogen supply status such as the flow rate and pressure in the pipe 75 upstream of the plurality of supply units 77, the mounting status of the portable tank 79 in the plurality of supply units 77, and the hydrogen filling status. Is output to. Therefore, the user can grasp the information about these while performing the load test operation.
  • the electric power supplied from the test target power supply is supplied not only to the resistance portion 50a but also to an electric device other than the resistance portion 50a of the load test device 1 such as the compressor 73. Therefore, it is possible to obtain hydrogen while performing a load test of the test target power source by effectively utilizing the power generated by the test target power source without using an external power source other than the test target power source.
  • the power supply to the resistance unit 50a in the load test device 1 is performed via the circuit breaker 30, and the power supply to the electrical equipment other than the resistance unit 50a in the load test device 1 is performed without the circuit breaker 30.
  • a partition wall made of an ion exchange membrane or the like may be provided between the negative electrode 55 and the positive electrode 57 in the electrolytic cell 59 of the hydrogen generating unit 50 for electrolysis. Further, an intermediate chamber may be provided between the partition wall on the negative electrode 55 side and the partition wall on the positive electrode 57 side. Further, the space between the negative electrode 55 and the positive electrode 57 may be composed of an electrolyte such as a polymer electrolyte membrane (PEM). In this case, pure water is used without using an electrolytic solution.
  • PEM polymer electrolyte membrane

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Abstract

発生した水素を効率よく貯蔵することが可能な負荷試験装置を提供する。　負荷試験装置は、試験対象電源が接続される接続部と、試験対象電源から供給される電力に基づいて電気分解を行って水素を発生させる水素生成部と、水素生成部で得られた水素が通り可搬タンクが着脱可能な状態で取り付けられる２以上の供給部と、負荷量調整スイッチと表示部とを有する操作部とを備える。負荷量調整スイッチの操作状態によって水素生成部の負荷量が切り替えられる。表示部は、２以上の供給部における可搬タンクの取付状況と水素の充填状況の少なくとも一方を表示する。

Description

負荷試験装置
　本発明は、負荷試験装置に関する。
　従来、特許文献１のように、水の電気分解を用いた負荷試験装置が提案されている。
特開２００５－１５９２８６号公報
　しかし、発生した水素を効率よく貯蔵することが考慮されていない。
　したがって本発明の目的は、発生した水素を効率よく貯蔵することが可能な負荷試験装置を提供することである。
　本発明に係る負荷試験装置は、試験対象電源が接続される接続部と、試験対象電源から供給される電力に基づいて電気分解を行って水素を発生させる水素生成部と、水素生成部で得られた水素が通り可搬タンクが着脱可能な状態で取り付けられる２以上の供給部と、負荷量調整スイッチと表示部とを有する操作部とを備える。負荷量調整スイッチの操作状態によって水素生成部の負荷量が切り替えられる。表示部は、２以上の供給部における可搬タンクの取付状況と水素の充填状況の少なくとも一方を表示する。
　試験対象電源の負荷試験を行いながら、水素を生成し可搬タンクに充填させることが可能になる。
　複数の供給部よりも上流の管における流量、圧力などの水素の供給状態、複数の供給部における可搬タンクの取付状況、水素の充填状況などが、操作部の表示部に出力される。
　このため、使用者は、負荷試験の操作を行いながら、これらに関する情報を把握することが可能になる。
　また、可搬タンクが着脱可能な状態で取り付けられる供給部が複数設けられるので、同時に複数の可搬タンク７９への水素の充填が可能になる。また、供給部に取り付けられた可搬タンクについて、一方の可搬タンクで水素の充填を行いながら、他方の可搬タンクを新しい可搬タンクに取り替えることも可能になる。
　また、小さな容量の可搬タンクを複数用いて、大容量の水素を充填させることが可能になる。
　可搬タンクの容量が小さければ、大きい容量の可搬タンクを用いる場合に比べて、規制に準じた仕様の可搬タンクの製造が容易に出来る。
　このため、負荷試験で発生した水素を効率よく可搬タンクに充填させることが可能になる。
　好ましくは、負荷試験装置は、試験対象電源からの電力に基づいて動作し、水素生成部で得られた水素を圧縮する圧縮機を更に備える。２以上の供給部へは、圧縮部で高圧状態にされた水素が供給される。
　試験対象電源から供給される電力は、抵抗部（電極、電解槽）にだけでなく、圧縮機など、負荷試験装置の抵抗部以外の電気機器にも供給される。
　このため、試験対象電源以外の外部の電源を用いずに、試験対象電源で発生する電力を有効に活用して、試験対象電源の負荷試験を行いながら、水素を得ることが可能になる。
　さらに好ましくは、負荷試験装置は、遮断器を更に備える。水素生成部の電極は、遮断器を介して、接続部と電気的に接続される。圧縮機は、遮断器を介さずに、接続部と電気的に接続される。
　負荷試験装置における抵抗部への電力供給は遮断器を介して行われ、負荷試験装置における抵抗部以外の電気機器への電力供給は遮断器を介さないで行われる。
　このため、漏電などで遮断器がオフ状態にされた後も、抵抗部以外の電気機器への電力供給が維持され、オン状態を維持することが可能になる。
　また、好ましくは、２以上の供給部と、圧縮機の間の管には、圧縮機から２以上の供給部への水素の供給状態を検知する第１センサーが設けられる。第１センサーで得られた情報に基づいて、圧縮機における圧縮度合いが調整される。
　また、好ましくは、２以上の供給部には、供給部に取り付けられた可搬タンクへの水素の供給状態を検知する第２センサーが設けられる。表示部は、第２センサーで得られた情報に基づいて、２以上の供給部における可搬タンクの取付状況と水素の充填状況の少なくとも一方を表示する。
　また、好ましくは、供給部は、供給部側開口部と、供給部側開閉部を有する。供給部側開閉部は、付勢力により供給部側開口部を閉状態にし、可搬タンクが取り付けられることにより、供給部側開口部を開状態にするものである。
　さらに好ましくは、可搬タンクは、タンク側開口部と、タンク側開閉部を有する。タンク側開閉部は、付勢力によりタンク側開口部を閉状態にし、供給部に取り付けられた際に、供給部からの水素の圧力によってタンク側開口部を開状態にする。
　さらに好ましくは、タンク側開口部は、供給部側開口部を介して供給部に挿入される開口凸部を有する。開口凸部には、孔若しくは切り欠きで構成され、水素が通る水素導入部が設けられる。
　また、好ましくは、操作部は、試験対象電源の負荷試験を行い且つ電気分解を行う動作モードと、負荷試験を行わずに電気分解を行う動作モードを選択するためのスイッチを有する。スイッチの操作状態に基づいて、電気分解の対象となる液体の冷却度合いが制御される。
　以上のように本発明によれば、発生した水素を効率よく貯蔵することが可能な負荷試験装置を提供することができる。
本実施形態における負荷試験装置の構成を示す模式図である。 供給部と可搬タンクの断面構成図である。 操作部の構成図である。 可搬タンクと、可搬タンクが取り付けられる前の水素利用装置の断面構成図である。 可搬タンクと、可搬タンクが取り付けられた後の水素利用装置の断面構成図である。
　以下、本実施形態について、図を用いて説明する。
　なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。また、各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることができる。
　本実施形態における負荷試験装置１は、接続部１０、遮断器３０、水素生成部５０、水素貯蔵部７０、操作部１１０を備える（図１参照）。
　（接続部１０）
　接続部１０は、負荷試験装置１の内部で、遮断器３０などと接続され、負荷試験装置１の外部で試験対象電源と接続される。
　試験対象電源は、発電機、バッテリーなど、負荷試験装置１に電力を供給する装置が考えられる。
　本実施形態では、試験対象電源が、三相交流発電機であるとして説明するが、単相交流発電機、直流発電機、バッテリーなど、外部に電力を供給する他の装置であってもよい。
　なお、直流発電機、バッテリーなど、外部に直流電力を供給する場合には、整流部５３が省略されてもよい。
　また、本実施形態では、試験対象電源が三相交流発電機であり、試験対象電源からの電力線が３本で構成される例を説明するが、単相交流発電機、直流発電機、バッテリーなど、試験対象電源からの電力線が２本で構成されてもよい。
　（遮断器３０）
　遮断器３０は、配線用遮断器（ＭＣＣＢ：Molded Case Circuit Breaker）、真空遮断器（ＶＣＢ：Vacuum Circuit Breaker）などで構成され、接続部１０と水素生成部５０の間に設けられる。
　すなわち、マイナス電極５５（第１マイナス電極５５ａ～第３マイナス電極）は、遮断器３０を介して、接続部１０と電気的に接続される。
　本実施形態では、遮断器３０がオン状態の時に、試験対象電源からの電力が水素生成部５０の抵抗部５０ａに供給され、遮断器３０がオフ状態の時に、試験対象電源から水素生成部５０の抵抗部５０ａへの電力供給が停止される。ただし、遮断器３０がオフ状態の時に、試験対象電源からの電力が水素生成部５０の抵抗部５０ａに供給され、遮断器３０がオン状態の時に、試験対象電源から水素生成部５０の抵抗部５０ａへの電力供給が停止されてもよい。
　水素生成部５０の電解液循環回路ポンプ６１ａと冷却機６３、水素貯蔵部７０の圧縮機７３と第１センサー７５ａと第２センサー７７ｃ、及び操作部１１０は、遮断器３０を介さずに、接続部１０と電気的に接続される。
　（水素生成部５０）
　水素生成部５０は、スイッチング部５１（第１リレー５１ａ、第２リレー５１ｂ、第３リレー５１ｃ）、整流部５３（第１ＡＣ／ＤＣコンバーター５３ａ、第２ＡＣ／ＤＣコンバーター５３ｂ、第３ＡＣ／ＤＣコンバーター５３ｃ）、マイナス電極５５（第１マイナス電極５５ａ、第２マイナス電極５５ｂ、第３マイナス電極５５ｃ）、プラス電極５７、水素収集部材５８、電解槽５９、電解液循環回路６１、電解液循環回路ポンプ６１ａ、冷却機６３、電解液導入路６４、純水器６５、バルブ６６を有する。
　水素生成部５０は、試験対象電源から供給される電力に基づいて電気分解を行って、水素を発生させる。
　整流部５３、マイナス電極５５、プラス電極５７、電解槽５９、電解槽５９内の電解液が、水素生成部５０の抵抗部５０ａを構成する。
　（水素生成部５０の各部）
　水素生成部５０の各部について説明する。
　スイッチング部５１は、複数のリレー（第１リレー５１ａ～第３リレー５１ｃ）を有する。
　整流部５３は、複数のＡＣ／ＤＣコンバーター（第１ＡＣ／ＤＣコンバーター５３ａ～第３ＡＣ／ＤＣコンバーター５３ｃ）を有する。
　リレーとＡＣ／ＤＣコンバーターのセットが、複数セット設けられ、試験対象電源と並列に接続される。
　整流部５３それぞれのＡＣ／ＤＣコンバーターの負極には、マイナス電極５５（第１マイナス電極５５ａ～第３マイナス電極５５ｃ）が接続され、当該マイナス電極５５それぞれの先端は、電解槽５９内の電解液に接続される。
　すなわち、複数のマイナス電極５５（第１マイナス電極５５ａ～第３マイナス電極５５ｃ）は、並列で試験対象電源と接続される。
　整流部５３それぞれのＡＣ／ＤＣコンバーターの正極には、プラス電極５７が接続され、当該プラス電極５７の先端は、電解槽５９に接続される、若しくは、電解槽５９内の電解液に接続される。
　水素収集部材５８は、アクリル樹脂など、耐水性及び耐熱性を有する部材で構成され、第１マイナス電極５５ａ～第３マイナス電極５５ｃそれぞれの上部を覆い、バッファタンク７１に連通する。
　水の電気分解により、マイナス電極５５の近傍からは水素が発生し、プラス電極５７の近傍からは酸素が発生する。
　マイナス電極５５の近傍から発生した水素は、水素収集部材５８を介して、バッファタンク７１に送られる。
　プラス電極５７の近傍から発生した酸素は、大気中に放出される。
　電解槽５９は、ステンレスなどの導電性材料で構成され、プラス電極５７と接続されることにより、陽極として機能する。
　電解槽５９は、電気分解に用いる電解液（水酸化ナトリウムが５％含まれる水溶液）を貯留する。
　電解液は、水酸化ナトリウムが含まれる水溶液に限るものではなく、水酸化カリウムなど他の物質が含まれる水溶液であってもよい。
　電解槽５９には、電解液の水位及び温度を計測する水位・温度センサー５９ａが設けられ、水位・温度センサー５９ａからの情報に基づいて、所定の水位及び所定の温度が維持されるように、後述するバルブ６６の開度、冷却機６３の冷却度合いなどが調整される。
　これらの調整の詳細については、後述する。
　電解液循環回路６１を形成する管の内部には、電解液が充填され、電解液は、電解液循環回路ポンプ６１ａを介して、電解槽５９を含む電解液循環回路６１内を循環する。
　電解液循環回路６１には、クーリングタワー、ラジエーターなどの冷却機６３が設けられ、電気分解により加熱された電解液を冷却する。
　また、電解液循環回路６１、若しくは、電解槽５９には、外部から電解液を補充するための電解液導入路６４が接続される。
　電解液導入路６４には、供給される電解液の異物を排除して、電解液の固有抵抗を一定に保つための純水器６５及び電解液の供給量を調整するバルブ６６が設けられる。
　本実施形態では、リレーとＡＣ／ＤＣコンバーターとマイナス電極が３セット設けられる形態を説明したが、セット数は３セットに限るものではなく、負荷試験の負荷量を調整するために、２セット若しくは、４セット以上設けられる形態であってもよい。
　また、マイナス電極５５が複数の電極（第１マイナス電極５５ａ～第３マイナス電極５５ｃ）で構成され、プラス電極５７が１つの電極で構成される形態を説明したが、マイナス電極５５が１つの電極で構成され、プラス電極５７が複数の電極で構成される形態であってもよいし、マイナス電極５５とプラス電極５７のそれぞれが複数の電極で構成される形態であってもよい。
　（水素貯蔵部７０）
　水素貯蔵部７０は、バッファタンク７１、圧縮機７３、管７５、供給部７７、可搬タンク７９を有する。
　（水素貯蔵部７０の各部）
　水素貯蔵部７０の各部について説明する。
　（バッファタンク７１）
　バッファタンク７１は、電気分解によって発生する水素を一時的に貯蔵する。
　（圧縮機７３）
　圧縮機７３は、水素を圧縮し、管７５と供給部７７を介して、可搬タンク７９に水素を送り込む。
　圧縮機７３の前段と後段の少なくとも一方には、水素を乾燥させる除湿装置（不図示）が設けられる。
　なお、本実施形態では、電解槽５９を含む電解スタックからは常圧の水素が発生し、圧縮機７３を使って高圧の水素を発生させる例を説明する。
　しかしながら、電解スタックの中で高圧の水素を発生させる形態であってもよい。
　この場合には、圧縮機７３は省略され、高圧電解スタックの後段に除湿装置が設けられる。
　（管７５、第１センサー７５ａ）
　管７５は、圧縮機７３及び供給部７７と連通する。
　管７５は、第１センサー７５ａを有する。
　第１センサー７５ａは、圧縮機７３から供給部７７への水素の供給状態を検知する。
　例えば、第１センサー７５ａは、圧力センサーで、管７５の内壁に設けられる。
　第１センサー７５ａは、圧縮機７３から供給部７７への水素の供給状態として、圧力に関する情報を検知し、操作部１１０に送信する。
　第１センサー７５ａで検出された圧力に関する情報は、操作部１１０の表示部１１７に出力される。
　また、第１センサー７５ａで検出された圧力に関する情報に基づいて、圧縮機７３における圧縮度合いが調整される。
　例えば、第１センサー７５ａで検出された圧力が圧力閾値ｔｐ（例えば、ｔｐ＝３５ＭＰａ）よりも小さい場合には、圧縮度合いが高くなるように圧縮機７３の動作制御が行われ、当該圧力が圧力閾値ｔｐよりも大きい場合には、圧縮度合いが低くなるように圧縮機７３の動作制御が行われる。
　（供給部７７）
　供給部７７は、可搬タンク７９と着脱可能な状態で連通する。
　供給部７７の可搬タンク７９と着脱可能な状態で連通する部分は、供給部側開口部７７ａ、供給部側開閉部７７ｂ、第２センサー７７ｃを有する（図２参照）。
　供給部７７は、複数設けられる。
　本実施形態では、供給部７７が４つ設けられ、同時に４つの供給部７７のそれぞれに、可搬タンク７９が装着可能な例を示す。
　ただし、供給部７７の数は、４つに限定されるものではない。
　本実施形態では、４つの供給部７７について、圧縮機７３に近い側から第１ポートＰ１、第２ポートＰ２、第３ポートＰ３、第４ポートＰ４であるとして説明する。
　供給部側開口部７７ａは、供給部７７の可搬タンク７９が取り付けられる端部に設けられる。
　供給部側開閉部７７ｂは、付勢力により供給部側開口部７７ａを閉状態にする。
　供給部側開閉部７７ｂは、可搬タンク７９が取り付けられて、可搬タンク７９の開口凸部７９ａ１が供給部側開口部７７ａに挿入されることにより、供給部側開口部７７ａの閉状態を解除し、供給部側開口部７７ａを開状態にする。
　第２センサー７７ｃは、供給部７７から可搬タンク７９への水素の供給状態を検知する。
　例えば、第２センサー７７ｃは、圧力センサーで、供給部側開閉部７７ｂに設けられる。
　具体的には、第２センサー７７ｃは、供給部側開閉部７７ｂであって、可搬タンク７９が供給部７７に取り付けられていない時に、大気と接し、可搬タンク７９が供給部７７に取り付けられ、且つ供給部７７から可搬タンク７９に水素が供給可能な状態になった時に、水素が流れる領域に設けられる。
　本実施形態では、第２センサー７７ｃは、可搬タンク７９が供給部７７に取り付けられた時に、可搬タンク７９の開口凸部７９ａ１に覆われる位置に設けられる例を示す。
　第２センサー７７ｃは、供給部７７から可搬タンク７９への水素の供給状態として、圧力に関する情報を検知し、操作部１１０に送信する。
　操作部１１０の表示部１１７は、第２センサー７７ｃで検出された圧力に関する情報に基づいて、供給部７７の各ポート（第１ポートＰ１～第４ポートＰ４）における可搬タンク７９への水素の供給状態などを表示する。
　例えば、第２センサー７７ｃで検出された圧力が大気圧に近い場合、可搬タンク７９が供給部７７に取り付けられていないとして、操作部１１０の表示部１１７は、「可搬タンク７９が未装着であること」を表示する（図３参照）。
　また、第２センサー７７ｃで検出された圧力が上昇している場合、可搬タンク７９が供給部７７に取り付けられていて、供給部７７から可搬タンク７９に水素が充填されている状態であるとして、操作部１１０の表示部１１７は、「可搬タンク７９が装着済みで、且つ水素充填中であること」を表示する。
　また、第２センサー７７ｃで検出された圧力が圧力閾値ｔｐに近い状態で維持されている場合、可搬タンク７９が供給部７７に取り付けられていて、供給部７７から可搬タンク７９への水素の充填が完了したとして、操作部１１０の表示部１１７は、「可搬タンク７９が装着済みで、且つ水素充填が完了していること」、及び「可搬タンク７９の取り替えを促す指示」を表示する。
　図１～図３は、第１ポートＰ１と第４ポートＰ４が、可搬タンク７９が取り付けられていない状態であり、第２ポートＰ２が、可搬タンク７９が取り付けられていて、且つ水素の充填が完了している状態であり、第３ポートＰ３が、可搬タンク７９が取り付けられていて、且つ水素の充填が行われている状態である例を示す。
　本実施形態では、第１センサー７５ａ及び第２センサー７７ｃが圧力センサーであるとして説明するが、水素の供給状態を検知する他のセンサー、例えば、流量センサーなどであってもよい。
　（可搬タンク７９）
　可搬タンク７９は、水素を充填するタンクで、供給部７７に着脱可能な状態で取り付けられる。
　可搬タンク７９は、タンク側開口部７９ａ、タンク側開閉部７９ｂを有する。
　タンク側開口部７９ａは、開口凸部７９ａ１と、水素導入部７９ａ２を有する。
　開口凸部７９ａ１は、リング状の凸部で、取付時に、供給部側開口部７７ａを介して供給部７７に挿入される。
　水素導入部７９ａ２は、開口凸部７９ａ１における供給部側開口部７７ａの内部に挿入される部分に設けられる。
　水素導入部７９ａ２は、供給部側開閉部７７ｂが開状態で、供給部７７から可搬タンク７９に水素を供給するための孔若しくは切り欠きである。
　タンク側開閉部７９ｂは、付勢力によりタンク側開口部７９ａを閉状態にする。
　タンク側開閉部７９ｂは、供給部７７に取り付けられた際に、供給部７７からの水素の圧力によって、タンク側開口部７９ａの閉状態を解除し、タンク側開口部７９ａを開状態にする。
　ただし、可搬タンク７９への水素の充填が完了していて、可搬タンク７９の内圧が、供給部７７の圧力よりも高い場合には、タンク側開閉部７９ｂを水素の圧力で押しのけることが出来ないため、タンク側開口部７９ａの閉状態は解除されない。
　可搬タンク７９が、供給部７７から取り外された状態で、タンク側開閉部７９ｂが押圧されると、タンク側開口部７９ａが開状態とされ、可搬タンク７９の水素が外部に放出される。
　このため、可搬タンク７９に充填された水素の供給を受ける装置（水素利用装置８１）には、水素受け側開口部８１ａ、水素受け側開閉部８１ｂ、押圧部８１ｃが設けられる（図４参照）。
　水素利用装置８１は、可搬タンク７９から水素の供給を受け、当該水素を使って発電などを行う。
　水素受け側開口部８１ａは、水素利用装置８１の可搬タンク７９が取り付けられる端部に設けられる。
　水素受け側開閉部８１ｂは、可搬タンク７９が取り付けられて、可搬タンク７９の開口凸部７９ａ１が水素受け側開口部８１ａに挿入されることにより、水素受け側開口部８１ａの閉状態を解除し、水素受け側開口部８１ａを開状態にする（図５参照）。
　押圧部８１ｃは、水素利用装置８１に可搬タンク７９が取り付けられた時に、タンク側開閉部７９ｂを押圧し、タンク側開口部７９ａを開状態にする。これにより、可搬タンク７９に充填された水素が、水素利用装置８１に流入する。
　なお、図４と図５に示す水素利用装置８１は、可搬タンク７９が取り付けられる領域だけを示し、後段の装置の図示を省略している。
　押圧部８１ｃは、水素受け側開閉部８１ｂに取り付けられる。すなわち、水素受け側開閉部８１ｂの付勢状態により移動可能な状態で、押圧部８１ｃが水素受け側開閉部８１ｂに取り付けられる。ただし、押圧部８１ｃは、水素利用装置８１の水素受け側開閉部８１ｂとは別の箇所（例えば、内壁）に、固定的に取り付けられてもよい。
　（操作部１１０）
　操作部１１０について、説明する。
　操作部１１０は、オンオフスイッチ１１１、モードスイッチ１１３、負荷量調整スイッチ１１５、表示部１１７を有する。
　操作部１１０は、負荷試験装置１の外壁に設けられる。
　オンオフスイッチ１１１とモードスイッチ１１３と負荷量調整スイッチ１１５とを含むスイッチ領域と、表示部１１７とは、図３に示すように、当該外壁の同じ面上に設けられてもよいし、異なる面上に設けられても良い。
　例えば、負荷量調整スイッチ１１５などを含むスイッチ領域が前面に配置され、表示部１１７が側面に配置される形態が考えられる。
　オンオフスイッチ１１１は、負荷試験装置１の全体のオン状態とオフ状態のいずれかを選択するために使用される。
　使用者の操作により、オンオフスイッチ１１１がオン状態にされると、遮断器３０がオン状態にされ、試験対象電源からの電力が、抵抗部５０ａに供給され得る状態にされる。
　モードスイッチ１１３は、試験対象電源の負荷試験を行い且つ電気分解を行う動作モードと、負荷試験を行わずに電気分解を行う動作モードのいずれかを選択するために使用される。
　負荷試験モードが選択された場合には、負荷量調整スイッチ１１５の操作状態に応じて、スイッチング部５１（第１リレー５１ａ～第３リレー５１ｃ）のオンオフ状態が制御され、負荷量が調整される。
　電気分解モードが選択された場合には、負荷量調整スイッチ１１５の操作状態に関係なく、スイッチング部５１（第１リレー５１ａ～第３リレー５１ｃ）がオン状態にされる（負荷量は変わらない）。
　負荷量調整スイッチ１１５（第１スイッチ１１５ａ、第２スイッチ１１５ｂ、第３スイッチ１１５ｃ）は、負荷試験モード時に、負荷量を選択するために使用される。
　第１スイッチ１１５ａ～第３スイッチ１１５ｃのオンオフ状態に対応して、第１リレー５１ａ～第３リレー５１ｃのオンオフ状態が切替制御される。
　図３のスイッチ領域は、オンオフスイッチ１１１がオン状態にされ、モードスイッチ１１３が負荷試験モードにされ、負荷量調整スイッチ１１５は、第１リレー５１ａに対応する第１スイッチ１１５ａがオン状態にされ、第２リレー５１ｂに対応する第２スイッチ１１５ｂがオフ状態にされ、第３リレー５１ｃに対応する第３スイッチ１１５ｃがオフ状態にされた状態を示す。
　この場合、第１ＡＣ／ＤＣコンバーター５３ａに試験対象電源からの電力が供給され、第１マイナス電極５５ａとプラス電極５７の間に電流が流れる。
　第２ＡＣ／ＤＣコンバーター５３ｂ及び第３ＡＣ／ＤＣコンバーター５３ｃには試験対象電源からの電力供給は行われず、第２マイナス電極５５ｂとプラス電極５７の間及び第３マイナス電極５５ｃとプラス電極５７の間には電流が流れない。
　表示部１１７は、各スイッチの操作状態、水位・温度センサー５９ａで計測された電解液の水位、当該電解液の温度などを表示する。
　また、表示部１１７は、管７５の圧力状況、可搬タンク７９の供給部７７への取付状況、及び供給部７７に装着された可搬タンク７９への水素の充填状況などを表示する。
　図３の表示部１１７は、モードスイッチ１１３が負荷試験モードにされ、第１スイッチ１１５ａがオン状態にされ、第２スイッチ１１５ｂと第３スイッチ１１５ｃがオフ状態にされ、電解液水位が●●ｃｍで、電解液温度が○○℃で、管７５の内圧が３５ＭＰａで、第１ポートＰ１には可搬タンク７９が未装着で、第２ポートＰ２には可搬タンク７９が装着されていて且つ水素が充填済みで、第３ポートＰ３には可搬タンク７９が装着されていて且つ水素が充填中で、第４ポートＰ４には可搬タンク７９が未装着である状態を表示している。
　また、図３の表示部１１７は、第２ポートＰ２に装着された可搬タンク７９は、水素が充填済みであり、可搬タンク７９の交換を促す通知を表示している。
　（動作手順）
　本実施形態における負荷試験装置１の動作手順について説明する。
　予め、供給部７７の幾つか（少なくとも１つ）には、可搬タンク７９が取り付けられている。
　可搬タンク７９が取り付けられた供給部７７は、供給部側開閉部７７ｂが可搬タンク７９の開口凸部７９ａ１によって開状態にされている。
　このため、供給部７７から可搬タンク７９に水素が充填可能な状態にされている。
　ただし、この時点では圧縮機７３により、管７５を流れる水素の圧力が高められていないため、可搬タンク７９のタンク側開閉部７９ｂが閉状態になっており、可搬タンク７９に水素は充填されない。
　可搬タンク７９が取り付けられていない供給部７７は、供給部側開閉部７７ｂが閉状態に維持されている。
　試験対象電源で発生した電力は、接続部１０を介して、水位・温度センサー５９ａ、電解液循環回路ポンプ６１ａ、冷却機６３、圧縮機７３、第２センサー７７ｃ、操作部１１０に供給される。
　これにより、水位・温度センサー５９ａ、電解液循環回路ポンプ６１ａ、冷却機６３、圧縮機７３、第２センサー７７ｃ、操作部１１０のそれぞれがオン状態にされる。
　また、試験対象電源で発生した電力は、接続部１０、遮断器３０、スイッチング部５１、整流部５３を介して、交流から直流に変換され、電解槽５９の電解液に供給される。
　これにより、電解液に接続されたマイナス電極５５と、電解槽５９に接続されたプラス電極５７を介して、電解液に電気が流れ、電解液の電気分解が起きる。
　マイナス電極５５の近傍からは、水素が発生し、水素収集部材５８を介して、バッファタンク７１に集められる。
　プラス電極５７の近傍からは、酸素が発生し、大気中に放出される。
　電解槽５９に設けられた水位・温度センサー５９ａは、電解液の水位及び温度を計測する。
　表示部１１７は、電解液の水位及び温度に関する情報を表示する。
　また、水位・温度センサー５９ａからの情報に基づいて、バルブ６６の開度、冷却機６３の冷却度合いなどが調整される。これにより、所定の水位及び所定の温度が維持される。
　ただし、表示部１１７に表示された水位及び温度を見ながら、使用者が手動でバルブ６６の開度、冷却機６３の冷却度合いなどを調整する形態であってもよい。
　モードスイッチ１１３が負荷試験モードに設定され、負荷試験装置１の接続部１０に接続された試験対象電源の負荷試験を行う場合には、使用者によって第１リレー５１ａ～第３リレー５１ｃに対応する第１スイッチ１１５ａ～第３スイッチ１１５ｃのオンオフ制御が行われる。
　第１スイッチ１１５ａ～第３スイッチ１１５ｃのうち、多くのスイッチをオン状態にした場合には、オン状態にされるリレー（第１リレー５１ａ～第３リレー５１ｃ）の数が多くなり、負荷量が増える。
　また、負荷試験装置１の接続部１０に接続された試験対象電源の負荷試験を行う場合には、電解液を負荷として用い、電気抵抗を一定に保つために、電解液の温度が第１温度Ｔ１で維持されるように、冷却機６３の冷却度合いが制御される。
　モードスイッチ１１３が電気分解モードに設定され、当該負荷試験を行なわずに、負荷試験装置１の接続部１０に接続された試験対象電源で得られた電力で電気分解を行う場合は、第１リレー５１ａ～第３リレー５１ｃをオン状態にして、総てのマイナス電極５５で電気分解が行われるようにする。
　また、電流を流れやすくするために、電解液の温度が第２温度Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）で維持されるように、冷却機６３の冷却度合いが制御されるのが望ましい。
　この場合、電解液の電気分解が行われやすくなるため、バルブ６６の開度は、負荷試験を行う場合よりも大きくして、補充用の電解液が電解液導入路６４を流れやすくするのが望ましい。
　すなわち、モードスイッチ１１３の操作状態（負荷試験モードが選択されたか、電気分解モードが選択されたか）に基づいて、冷却機６３の冷却度合い、すなわち電気分解の対象の液体（電解液、純水など）の冷却度合いが制御される。
　これにより、電気抵抗を大きくすることにより負荷量を増やして負荷試験を行う形態と、電気抵抗を小さくして電気分解による水素の単位時間あたりの発生量を多くする形態とを使い分けることが可能になる。
　圧縮機７３は、バッファタンク７１に貯蔵された水素を圧縮し、高圧状態の水素を、供給部７７に取り付けられた可搬タンク７９に充填させる。
　可搬タンク７９が取り付けられた供給部７７は、供給部側開閉部７７ｂが可搬タンク７９の開口凸部７９ａ１によって開状態にされている。
　このため、供給部７７から可搬タンク７９に水素が充填可能な状態にされている。
　本実施形態では、第２ポートＰ２と第３ポートＰ３では、供給部７７に可搬タンク７９が取り付けられていて、供給部７７から可搬タンク７９に水素の充填が可能な状態にされている。
　圧縮機７３により、高圧状態にされた水素は、管７５と、可搬タンク７９が取り付けられた供給部７７を通り、タンク側開閉部７９ｂを押圧する。
　可搬タンク７９の内部の圧力が、供給部７７の圧力よりも低い場合には、高圧状態の水素が押圧する力でタンク側開閉部７９ｂが開状態にされ、水素が可搬タンク７９の内部に流入する。
　可搬タンク７９の内部の圧力が、供給部７７の圧力と同等かそれ以上に高い場合には、高圧状態の水素が押圧する力でタンク側開閉部７９ｂを開状態にすることが出来ず、タンク側開閉部７９ｂは閉状態が維持される。この場合、水素の可搬タンク７９の内部への流入は行われない。
　図２は、第３ポートＰ３の供給部７７に取り付けられた可搬タンク７９は、水素の充填が十分でなく、供給部７７から可搬タンク７９に水素が流入している状態を示している。
　また、第２ポートＰ２の供給部７７に取り付けられた可搬タンク７９は、水素が十分に充填されていて、供給部７７から可搬タンク７９に水素が流入していない状態を示している。
　第１センサー７５ａは、圧縮機７３から供給部７７への水素の供給状態を検知する。
　第１センサー７５ａで検出された情報は、操作部１１０の表示部１１７に出力される。
　第１センサー７５ａで検出された情報に基づいて、管７５の内圧が所定の圧力値（例えば、圧力閾値ｔｐ近傍の値）に維持されるように、圧縮機７３における圧縮度合いが調整される。
　第２センサー７７ｃは、供給部７７から可搬タンク７９への水素の供給状態を検知する。
　操作部１１０の表示部１１７は、第２センサー７７ｃで検出された圧力に関する情報に基づいて、供給部７７の各ポート（第１ポートＰ１～第４ポートＰ４）における可搬タンク７９への水素の供給状態などを表示する。
　（効果）
　本実施形態では、試験対象電源の負荷試験を行いながら、水素を生成し可搬タンク７９に充填させることが可能になる。
　複数の供給部７７よりも上流の管７５における流量、圧力などの水素の供給状態、複数の供給部７７における可搬タンク７９の取付状況、水素の充填状況などが、操作部１１０の表示部１１７に出力される。
　このため、使用者は、負荷試験の操作を行いながら、これらに関する情報を把握することが可能になる。
　また、可搬タンク７９が着脱可能な状態で取り付けられる供給部７７が複数設けられるので、同時に複数の可搬タンク７９への水素の充填が可能になる。また、供給部７７に取り付けられた可搬タンク７９について、一の可搬タンク７９で水素の充填を行いながら、他の可搬タンク７９を新しい可搬タンク７９に取り替えることも可能になる。
　また、小さな容量の可搬タンク７９を複数用いて、大容量の水素を充填させることが可能になる。
　可搬タンク７９の容量が小さければ、大きい容量の可搬タンク７９を用いる場合に比べて、規制に準じた仕様の可搬タンク７９の製造が容易に出来る。
　このため、負荷試験で発生した水素を効率よく可搬タンク７９に充填させることが可能になる。
　試験対象電源から供給される電力は、抵抗部５０ａにだけでなく、圧縮機７３など、負荷試験装置１の抵抗部５０ａ以外の電気機器にも供給される。
　このため、試験対象電源以外の外部の電源を用いずに、試験対象電源で発生する電力を有効に活用して、試験対象電源の負荷試験を行いながら、水素を得ることが可能になる。
　負荷試験装置１における抵抗部５０ａへの電力供給は遮断器３０を介して行われ、負荷試験装置１における抵抗部５０ａ以外の電気機器への電力供給は遮断器３０を介さないで行われる。
　このため、漏電などで遮断器３０がオフ状態にされた後も、抵抗部５０ａ以外の電気機器への電力供給が維持され、オン状態を維持することが可能になる。
　なお、電気分解を行う水素生成部５０の電解槽５９におけるマイナス電極５５と、プラス電極５７の間には、イオン交換膜などで構成された隔壁が設けられても良い。
　また、マイナス電極５５側の隔壁と、プラス電極５７側の隔壁の間に中間室が設けられてもよい。
　また、マイナス電極５５とプラス電極５７の間は、高分子電解質膜（ＰＥＭ：Polymer Electrolyte Membrane）などの電解質で構成されてもよい。この場合、電解液を用いずに、純水が用いられる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
　１　負荷試験装置
　１０　接続部
　３０　遮断器
　５０　水素生成部
　５０ａ　抵抗部
　５１　スイッチング部
　５１ａ　第１リレー
　５１ｂ　第２リレー
　５１ｃ　第３リレー
　５３　整流部
　５３ａ　第１ＡＣ／ＤＣコンバーター
　５３ｂ　第２ＡＣ／ＤＣコンバーター
　５３ｃ　第３ＡＣ／ＤＣコンバーター
　５５　マイナス電極
　５５ａ　第１マイナス電極
　５５ｂ　第２マイナス電極
　５５ｃ　第３マイナス電極
　５７　プラス電極
　５８　水素収集部材
　５９　電解槽
　５９ａ　水位・温度センサー
　６１　電解液循環回路
　６１ａ　電解液循環回路ポンプ
　６３　冷却機
　６４　電解液導入路
　６５　純水器
　６６　バルブ
　７０　水素貯蔵部
　７１　バッファタンク
　７３　圧縮機
　７５　管
　７５ａ　第１センサー
　７７　供給部
　７７ａ　供給部側開口部
　７７ｂ　供給部側開閉部
　７７ｃ　第２センサー
　７９　可搬タンク
　７９ａ　タンク側開口部
　７９ａ１　開口凸部
　７９ａ２　水素導入部
　７９ｂ　タンク側開閉部
　８１　水素利用装置
　８１ａ　水素受け側開口部
　８１ｂ　水素受け側開閉部
　８１ｃ　押圧部
　１１０　操作部
　１１１　オンオフスイッチ
　１１３　モードスイッチ
　１１５　負荷量調整スイッチ
　１１５ａ～１１５ｃ　第１スイッチ～第３スイッチ
　１１７　表示部
　Ｐ１　第１ポート
　Ｐ２　第２ポート
　Ｐ３　第３ポート
　Ｐ４　第４ポート
　Ｔ１　第１温度
　Ｔ２　第２温度
　ｔｐ　圧力閾値

Claims (9)

  1. 　試験対象電源が接続される接続部と、
    　前記試験対象電源から供給される電力に基づいて電気分解を行って水素を発生させる水素生成部と、
    　前記水素生成部で得られた水素が通り、可搬タンクが着脱可能な状態で取り付けられる、２以上の供給部と、
    　負荷量調整スイッチと、表示部とを有する操作部とを備え、
    　前記負荷量調整スイッチの操作状態によって前記水素生成部の負荷量が切り替えられ、
    　前記表示部は、前記２以上の供給部における前記可搬タンクの取付状況と水素の充填状況の少なくとも一方を表示する、負荷試験装置。
  2. 　前記試験対象電源からの電力に基づいて動作し、前記水素生成部で得られた水素を圧縮する圧縮機を更に備え、
    　前記２以上の供給部へは、前記圧縮部で高圧状態にされた水素が供給される、請求項１に記載の負荷試験装置。
  3. 　遮断器を更に備え、
    　前記水素生成部の電極は、前記遮断器を介して、前記接続部と電気的に接続され、
    　前記圧縮機は、前記遮断器を介さずに、前記接続部と電気的に接続される、請求項２に記載の負荷試験装置。
  4. 　前記２以上の供給部と、前記圧縮機の間の管には、前記圧縮機から前記２以上の供給部への水素の供給状態を検知する第１センサーが設けられ、
    　前記第１センサーで得られた情報に基づいて、前記圧縮機における圧縮度合いが調整される、請求項２または請求項３に記載の負荷試験装置。
  5. 　前記２以上の供給部には、前記供給部に取り付けられた前記可搬タンクへの水素の供給状態を検知する第２センサーが設けられ、
    　前記表示部は、前記第２センサーで得られた情報に基づいて、前記２以上の供給部における前記可搬タンクの取付状況と水素の充填状況の少なくとも一方を表示する、請求項１～請求項４のいずれかに記載の負荷試験装置。
  6. 　前記供給部は、供給部側開口部と、供給部側開閉部を有し、
    　前記供給部側開閉部は、付勢力により前記供給部側開口部を閉状態にし、前記可搬タンクが取り付けられることにより、前記供給部側開口部を開状態にするものである、請求項１～請求項５のいずれかに記載の負荷試験装置。
  7. 　前記可搬タンクは、タンク側開口部と、タンク側開閉部を有し、
    　前記タンク側開閉部は、付勢力により前記タンク側開口部を閉状態にし、前記供給部に取り付けられた際に、前記供給部からの水素の圧力によって前記タンク側開口部を開状態にする、請求項６に記載の負荷試験装置。
  8. 　前記タンク側開口部は、前記供給部側開口部を介して前記供給部に挿入される開口凸部を有し、
    　前記開口凸部には、孔若しくは切り欠きで構成され、水素が通る水素導入部が設けられる、請求項７に記載の負荷試験装置。
  9. 　前記操作部は、前記試験対象電源の負荷試験を行い且つ電気分解を行う動作モードと、前記負荷試験を行わずに電気分解を行う動作モードを選択するためのスイッチを有し、
    　前記スイッチの操作状態に基づいて、電気分解の対象となる液体の冷却度合いが制御される、請求項１～請求項８のいずれかに記載の負荷試験装置。
     
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