JP2009227115A - Mobile body for transporting automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車を搭載して運搬する自動車運搬用移動体に関する。 The present invention relates to an automobile carrying mobile body that carries and carries an automobile.
従来から、自動車の大量輸送においては、専用の自動車運搬用移動体、例えば船、車両、列車、そして飛行機が用いられる。 Conventionally, in mass transportation of automobiles, dedicated automobile transporting bodies such as ships, vehicles, trains, and airplanes are used.
自動車運搬用移動体には、ガソリンや重油などの燃料を動力源にして駆動するものがある。このような自動車運搬用移動体には、燃料を貯蔵する貯蔵タンクが設けられている。 Some vehicle transporting vehicles are driven using fuel such as gasoline or heavy oil as a power source. Such a vehicle carrying mobile body is provided with a storage tank for storing fuel.
下記特許文献1には、燃料を船底部に積載する自動車運搬船が記載されている。
下記特許文献2には、流出油類の回収処理装置を搭載し、この装置に設けられる燃料電池により生じた電気を動力源とする船が記載されている。 Patent Document 2 listed below describes a ship that is equipped with a spilled oil recovery processing apparatus and that uses electricity generated by a fuel cell provided in the apparatus as a power source.
燃料を動力源とする自動車運搬用移動体においては、燃料を貯蔵する貯蔵タンクが設けられているため、そのタンクが設けられる範囲については自動車を搭載することができない。一方、上記特許文献2のような電気を動力源とする自動車運搬用移動体においては、燃料を貯蔵する貯蔵タンクは必要ない。しかしながら、電気を動力源とする自動車運搬用移動体には、通常、電気を蓄えるバッテリまたは電気を発電する発電機の設置スペースが必要になり、そのスペースの範囲についても自動車を搭載することができない。 In a vehicle transporting mobile body that uses fuel as a power source, a storage tank for storing fuel is provided, and therefore a vehicle cannot be mounted in a range where the tank is provided. On the other hand, in the automobile transportation mobile body using electricity as a power source as in Patent Document 2, a storage tank for storing fuel is not necessary. However, an automobile transportation vehicle that uses electricity as a power source usually requires an installation space for a battery that stores electricity or a generator that generates electricity, and an automobile cannot be mounted within the range of the space. .
本発明の目的は、動力源を確保しつつ、自動車の搭載スペースをより増大させることができる自動車運搬用移動体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an automobile carrying mobile body that can increase the mounting space of an automobile while securing a power source.
本発明は、自動車を搭載して運搬する自動車運搬用移動体において、前記自動車は、これを駆動するモータに、発電して電力を供給する燃料電池を有し、前記燃料電池により生じた電力を前記移動体の動力源とすることを特徴とする。 The present invention relates to a vehicle transporting vehicle that carries and transports an automobile, wherein the automobile has a fuel cell that generates electric power and supplies electric power to a motor that drives the automobile, and generates electric power generated by the fuel cell. The power source of the moving body is used.
また、前記燃料電池は、水素と酸素を電気化学反応させて発電を行う電池であることが好適である。 The fuel cell is preferably a battery that generates electricity by electrochemical reaction of hydrogen and oxygen.
また、太陽エネルギを電気に変換する太陽電池と、前記太陽電池により生じた電力で水を電気分解する電気分解手段と、前記電気分解手段により生じた水素を前記燃料電池に供給する水素供給手段と、を有することができる。 A solar cell that converts solar energy into electricity; an electrolyzing unit that electrolyzes water with electric power generated by the solar cell; and a hydrogen supplying unit that supplies hydrogen generated by the electrolyzing unit to the fuel cell. , Can have.
また、前記移動体が船であることが好適である。 Moreover, it is preferable that the said mobile body is a ship.
また、前記移動体が船であり、前記電気分解手段は海水または淡水を電気分解することが好適である。 Further, it is preferable that the moving body is a ship and the electrolyzing means electrolyzes seawater or fresh water.
また、前記燃料電池の排熱と、海水または淡水との温度差を利用して発電する温度差発電装置を有し、前記温度差発電装置により生じた電力を前記移動体の動力源とすることができる。 A temperature difference power generation device that generates power using a temperature difference between the exhaust heat of the fuel cell and seawater or fresh water, and the electric power generated by the temperature difference power generation device is used as a power source of the mobile body. Can do.
本発明の自動車運搬用移動体によれば、動力源を確保しつつ、自動車の搭載スペースをより増大させることができる。 According to the vehicle transportation vehicle of the present invention, it is possible to further increase the mounting space of the vehicle while securing a power source.
以下、本発明に係る自動車運搬用移動体の実施形態について図を用いて説明する。一例として、自動車を搭載して運搬する船を挙げ、これについて説明する。なお、本発明は船に限らず、自動車を搭載して運搬する他の移動体、例えば自動車、列車、飛行機にも適用できる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an automobile carrying mobile body according to the present invention will be described with reference to the drawings. As an example, a ship carrying a car and carrying it will be described. Note that the present invention is not limited to a ship, and can be applied to other mobile objects that carry and carry automobiles, such as automobiles, trains, and airplanes.
図1は、本実施形態に係る船の概略構成を示す図である。船1には、複数の自動車12が搭載されている。船1は、原動機である船用モータ2と、これの回転力を推進力に変えるプロペラ型推進装置4とを有する。船用モータ2は、船用インバータ6を介して各自動車12に電気的に接続される。自動車12は、後述するように直流電力を出力することができる。各自動車12から出力される直流電力が船用インバータ6により三相交流電力に変換され船用モータ2に供給される。そして、船用モータ2の駆動により、駆動力が船用モータ2からプロペラ型推進装置4に伝達され、船1が運行する。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a ship according to the present embodiment. A plurality of
本実施形態における自動車12は、車両の走行に必要な電力を発電する燃料電池14を有する燃料電池自動車である。
The
燃料電池14の概略構成について説明する。燃料電池14は、2種の反応ガスである燃料ガスと酸化剤ガスとを電気化学反応させて発電を行う電池である。なお、本実施形態の燃料電池14に用いられる燃料ガスは水素であり、酸化剤ガスは空気(酸素)である。
A schematic configuration of the
燃料電池14は、例えばフッ素樹脂などの高分子材料により形成されたプロトン導電性の膜体である電解質膜を有する固体高分子型の燃料電池である。この電池の単位セル(図示せず)は、電解質膜を燃料極と空気極とで挟んで構成される膜−電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)を、二枚のセパレータで更に挟んで構成される。この単位セルを複数積層することにより、燃料電池14が構成される。
The
燃料電池14内における電気化学反応について説明する。燃料極に水素が供給され、空気極に空気が供給される。燃料極では、水素がプロトンと電子に解離され、解離されたプロトンが電解質膜を、これに含まれる水を媒体として、透過して空気極に移動する。一方、空気極では、電解質膜を透過したプロトンと、燃料電池の外部回路を通って供給された電子とが、空気に含まれる酸素と反応することにより、水が生成される。この一連の電気化学反応により、燃料電池14が発電する。
An electrochemical reaction in the
自動車12は、上述した燃料電池14の他に、バッテリ16と、自動車用インバータ18と、自動車用モータ20とを有し、これらは、電気的に接続されている。
The
燃料電池14で発電される電力は、直流電力である。この直流電力の少なくとも一部は、バッテリ16に充電される。バッテリ16は、充放電可能な二次電池であり、例えばニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリなどで構成される。もちろん、バッテリ16に代えて二次電池以外の充放電可能な蓄電器、例えばキャパシタを用いることもできる。
The power generated by the
また、燃料電池14で発電される直流電力の少なくとも一部は、通常の車両走行においては、自動車用インバータ18を介して自動車用モータ20に供給される。自動車用インバータ18は、パルス幅変調方式のPWMインバータである。自動車用インバータ18は、与えられる制御指令に応じて燃料電池14またはバッテリ16から出力される直流電力を三相交流電力に変換し、自動車用モータ20へ供給する。自動車用モータ20は、車輪(図示せず)を駆動するためのモータであり、例えば高回転高出力の埋込磁石型モータ(IPM)である。
In addition, at least a part of the DC power generated by the
自動車12は、燃料電池14で生じた直流電力、またはバッテリ16から放電される直流電力を外部に出力することができる外部出力端子22を有する。この外部出力端子22は、例えば、コンセントである。したがって、外部出力端子22にプラグを差し込むことにより、自動車12から直流電力を容易に取り出すことができる。
The
このような自動車12を搭載する船1によれば、動力源が電気であるため、燃料を貯蔵する貯蔵タンクを省くことができる。よって、その省略されたスペースに自動車12を搭載することができるので、より多くの自動車12の運搬が可能になる。また、船1の動力源である電気は各自動車12から供給されるので、電気を発電するための装置や電気を蓄えるバッテリなどを省くこともできる。
According to the
次に、本実施形態の船1に搭載される水素発生装置30について、図2を用いて説明する。なお、この水素発生装置30においては、自動車、列車、飛行機などの移動体より船1で使用するほうが有効である。
Next, the
水素発生装置30は、太陽電池32と、電気分解装置34と、水素供給手段36とを有する。太陽電池32は、太陽エネルギを電気に変換する電池であり、例えばアモルファス・シリコンにより構成される。太陽電池32で生じた電気は、電気分解装置34に供給される。なお、太陽電池32で生じた電気は、太陽電池用バッテリ(図示せず)に蓄えてから電気分解装置34に供給されてもよい。
The
電気分解装置34は、電力により水を電気分解する装置である。電気分解装置34には、太陽電池32から電気が供給され、また、船1の周囲から海水または淡水(H2O)(以降、単に水と記す)が汲み上げポンプ38により汲み上げられて供給されて、その電気分解が行われる。電気分解により生成された水素(H2)は、水素供給手段36の水素タンク36aに貯蔵される。
The
水素供給手段36は、電気分解装置34により生じた水素を自動車12の燃料電池14にそれぞれ供給する手段であり、水素流路により構成される。水素タンク36aに貯蔵された水素は、水素流路を介して燃料電池14に供給され、燃料電池14で電気化学反応が行われる。
The hydrogen supply means 36 is means for supplying hydrogen generated by the
本実施形態における水素発生装置30によれば、船1の周囲にある水により水素を効率的に生成することができる。また、航行中に燃料電池14で使用される全ての水素を予め水素タンク36aに貯蔵する場合に比べ、水素タンク36aの容量を大幅に減少させることができる。よって、その減少したスペースに自動車12を搭載することができるので、より多くの自動車12の運搬が可能になる。
According to the
次に、船1に搭載される温度差発電装置40について、図3を用いて説明する。なお、この温度差発電装置40においては、自動車、列車、飛行機などの移動体より船1で使用するほうが有効である。
Next, the temperature difference
温度差発電装置40は、燃料電池14の排熱と、船1の周囲にある水との温度差を利用して発電する装置である。温度差発電装置40は冷却液が循環する冷却液循環系42と、流体が二相(液体と流体)に変化しながら自然循環する作動流体循環系44とを有する。作動流体循環系44の作動流体は、沸点の低い媒体、例えばアンモニアが用いられる。
The temperature difference
冷却液循環系42には、自動車12の燃料電池14がそれぞれ接続される。また、冷却液循環系42には、冷却液を循環させる循環ポンプ46が設けられており、循環ポンプ46の動作により、冷却液は、電気化学反応で発熱する燃料電池14の熱を除去し、燃料電池14を冷却する。
The
冷却液循環系42と作動流体循環系44とは、加熱用熱交換器48を介して熱的に接続される。すなわち冷却液循環系42で燃料電池14から除去した熱(排熱)が、加熱用熱交換器48を介して作動流体循環系44に移動する。加熱用熱交換器48による熱の移動により、冷却液循環系42においては冷却液が冷却され、一方作動流体循環系44においては作動流体が加熱されて気化する。
The
作動流体循環系44は、タービン50を有する。タービン50は、作動流体の運動エネルギを回転運動のエネルギに変換する装置であり、これに発電機(図示せず)が連結され発電を行う。また、作動流体循環系44は、放熱用熱交換器52を介して例えば海水または淡水内に熱的に接続される。すなわち作動流体循環系44の作動流体の熱が、放熱用熱交換器52を介して海水または淡水に移動する。放熱用熱交換器52による熱の移動により、作動流体が冷却されて液化する。なお、本実施形態における作動流体循環系44は、作動流体が自然循環する場合について説明したが、ポンプなどを用いて作動流体を強制的に循環させてもよい。
The working
温度差発電装置40の動作について説明する。まず燃料電池14の排熱が加熱用熱交換器48から作動流体循環系44に移動し、受熱する作動流体が気化する。気化した作動流体は、タービン50により仕事をし、これにより発電が行われる。その後、作動流体は、放熱用熱交換器52で放熱し液化する。そして、作動流体は再び加熱用熱交換器48に戻る。
The operation of the temperature
タービン50の動作により発電した電力は三相交流電力である。よって、この電力を船用モータ2に供給することができる。
The power generated by the operation of the
本実施形態の温度差発電装置40によれば、燃料電池14の排熱と船1の周囲にある水との温度差を利用して効率よく発電を行うことができるので、動力源である電力を容易に確保することができる。
According to the temperature difference
1 船(自動車運搬用移動体)、12 自動車、14 燃料電池、20 自動車用モータ、32 太陽電池、34 電気分解装置、36 水素供給手段、40 温度差発電装置。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記自動車は、これを駆動するモータに、発電して電力を供給する燃料電池を有し、
前記燃料電池により生じた電力を前記移動体の動力源とする、
ことを特徴とする自動車運搬用移動体。 In a car transporter that carries and transports automobiles,
The automobile has a fuel cell that generates power and supplies electric power to a motor that drives the automobile,
The power generated by the fuel cell is used as a power source for the moving body.
A moving body for carrying an automobile.
前記燃料電池は、水素と酸素を電気化学反応させて発電を行う電池である、
ことを特徴とする自動車運搬用移動体。 In the vehicle transportation vehicle according to claim 1,
The fuel cell is a battery that generates electricity by electrochemical reaction of hydrogen and oxygen.
A moving body for carrying an automobile.
太陽エネルギを電気に変換する太陽電池と、
前記太陽電池により生じた電力で水を電気分解する電気分解手段と、
前記電気分解手段により生じた水素を前記燃料電池に供給する水素供給手段と、
を有することを特徴とする自動車運搬用移動体。 In the vehicle transportation vehicle according to claim 2,
A solar cell that converts solar energy into electricity;
Electrolysis means for electrolyzing water with electric power generated by the solar cell;
Hydrogen supply means for supplying hydrogen generated by the electrolysis means to the fuel cell;
A vehicle for transporting automobiles, characterized by comprising:
前記移動体が船であることを特徴とする自動車運搬用移動体。 In the mobile body for automobile transportation according to any one of claims 1 to 3,
A moving body for carrying an automobile, wherein the moving body is a ship.
前記移動体が船であり、
前記電気分解手段は海水または淡水を電気分解することを特徴とする自動車運搬用移動体。 In the vehicle transportation vehicle according to claim 3,
The moving body is a ship;
The electrolyzing means electrolyzes seawater or fresh water.
前記燃料電池の排熱と、海水または淡水との温度差を利用して発電する温度差発電装置を有し、
前記温度差発電装置により生じた電力を前記移動体の動力源とすることを特徴とする自動車運搬用移動体。 The mobile body for transporting automobiles according to claim 4 or 5,
A temperature difference power generation device that generates power using the temperature difference between the exhaust heat of the fuel cell and seawater or fresh water;
An automobile carrying mobile body characterized in that electric power generated by the temperature difference power generation device is used as a power source of the mobile body.
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