JP3121967U - Modular fuel cell - Google Patents
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Abstract
【課題】モジュール式燃料電池の提供。
【解決手段】本考案は一種のモジュール式燃料電池に関わるもので、燃料電池モジュール、制御モジュール、燃料供給モジュールなど様々なモジュールを利用者の需要に応じて、組み合わせ使用ができる。プリント基板形態の燃料供給モジュールを設け、電気化学反応により、電気を発生する。制御モジュールに電気回路板、および電気回路板上に設ける電気回路を設ける。そのうち、電気回路は一つ以上の電子素子を設ける。燃料供給モジュールは燃料保存タンク、およびも一つ以上のポンプおよび/またはバルブを設け、ポンプおよび/またはバルブは制御モジュールによって制御される。そのうち、一つ以上のポンプおよび/またはバルブは燃料供給モジュールと界面接続方式により接続する。
【選択図】図1A modular fuel cell is provided.
The present invention relates to a kind of modular fuel cell, and various modules such as a fuel cell module, a control module, and a fuel supply module can be used in combination according to user demand. A fuel supply module in the form of a printed circuit board is provided, and electricity is generated by an electrochemical reaction. An electric circuit board and an electric circuit provided on the electric circuit board are provided in the control module. Among them, the electric circuit is provided with one or more electronic elements. The fuel supply module includes a fuel storage tank and one or more pumps and / or valves, which are controlled by the control module. Among them, one or more pumps and / or valves are connected to the fuel supply module by an interface connection method.
[Selection] Figure 1
Description
本考案一種の燃料電池、特に一種のモジュール式燃料電池に関わるもので、実務の要求に基づいて、燃料電池を柔軟に組み合わせることができる。 The present invention relates to a kind of fuel cell, particularly a kind of modular fuel cell, and can be combined flexibly based on practical requirements.
公知の燃料電池は燃料電池のコア部品のほか、燃料保存タンク、ポンプ、バルブ、ファン、電気回路などの電気周辺部品を含まれる。これらの電気部品は公知技術の燃料電池では、各電気部品をかき集めて組み合わせている。よって、公知の燃料電池は大量生産することができない。また、燃料電池の品質管理に困難がある。 Known fuel cells include the fuel cell core components as well as electrical peripheral components such as fuel storage tanks, pumps, valves, fans, and electrical circuits. In the fuel cell of the known technology, these electrical components are collected by combining the electrical components. Therefore, known fuel cells cannot be mass-produced. In addition, there is a difficulty in quality control of the fuel cell.
本考案者は前記した公知の燃料電池の欠点に対し、実務の要求に応え、柔軟に組み合わせることのできるモジュール式燃料電池を考案した。 The present inventor has devised a modular fuel cell that can flexibly combine the above-mentioned drawbacks of the known fuel cells in response to practical requirements.
制御モジュールに電気回路板、および電気回路板上に設ける電気回路を設ける。そのうち、電気回路に一つ以上の電子素子を設ける。 An electric circuit board and an electric circuit provided on the electric circuit board are provided in the control module. Among them, one or more electronic elements are provided in the electric circuit.
燃料供給モジュールを設け、燃料保存タンク、および一つ以上のポンプおよび/またはバルブを設け、ポンプおよび/またはバルブは制御モジュールによって制御される。そのうち、一つ以上のポンプおよび/またはバルブは燃料電池モジュールと界面接続する。本考案はこれらの部品構成により、燃料電池モジュール、制御モジュール、センサーモジュール、燃料供給モジュールおよび流場循環モジュールなどのモジュール部品は、利用者の需要に応じて組み合わせて使用することができる。 A fuel supply module is provided, a fuel storage tank, and one or more pumps and / or valves are provided, the pumps and / or valves being controlled by the control module. Of these, one or more pumps and / or valves interface with the fuel cell module. According to the present invention, module parts such as a fuel cell module, a control module, a sensor module, a fuel supply module, and a flow field circulation module can be used in combination according to user demands.
請求項1の考案は、プリント基板形態の燃料電池モジュールを設け、電気化学反応により、電気を発生する、
制御モジュールに電気回路板、および電気回路板上に設ける電気回路を設ける、そのうち、電気回路に一つ以上の電子素子を設ける、
燃料供給モジュールを設け、燃料保存タンク、および一つ以上のポンプおよび/またはバルブを設け、ポンプおよび/またはバルブは制御モジュールによって制御される、そのうち、一つ以上のポンプおよび/またはバルブは燃料電池モジュールと界面接続する、
燃料供給モジュールを設け、燃料保存タンク、および一つ以上のポンプおよび/またはバルブを設け、ポンプおよび/またはバルブは制御モジュールによって制御される、そのうち、一つ以上のポンプおよび/またはバルブは燃料電池モジュールと界面接続することを特徴とする一種のモジュール式燃料電池としている。
請求項2の考案は、電子素子のうち、マイクロプロセッサーを含まれる構造であることを特徴とする請求項1記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項3の考案は、燃料保存タンクに高濃度燃料保存タンク、低濃度燃料保存タンク、燃料混合タンクを設ける構造であることを特徴とする請求項1記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項4の考案は、燃料電池モジュールと界面接続するポンプは、制御モジュールの制御により、燃料保存タンクに保存された燃料は、特定の流量出力に燃料電池モジュールに供給する構造であることを特徴とする請求項1記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項5の考案は、燃料混合タンクは高濃度燃料保存タンク、低濃度燃料保存タンクにそれぞれ接続し、燃料電池モジュールと界面接続するポンプは、制御モジュールの制御により、燃料混合タンクに保存された混合燃料を特定の流量出力に燃料電池モジュールに供給する構造であることを特徴とする請求項3記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項6の考案は、燃料電池モジュールと制御モジュールはプリン基板を共用する構造であることを特徴とする請求項1記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項7の考案は、制御モジュールと燃料供給モジュールは一体化に構築した単体構造であることを特徴とする請求項1記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項8の考案は、制御モジュールと燃料供給モジュールはそれぞれに独立した構造であることを特徴とする請求項1記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項9の考案は、センサーモジュールを設け、燃料電池モジュールの燃料の量および/または燃料濃度を検出し、制御モジュールと電気接続して、制御モジュールにより、燃料の量および/または燃料濃度を検出および判断処理により、ポンプ制御を行い、燃料保存タンクに保存された燃料の流量出力を調節する構造であることを特徴とする請求項1記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項10の考案は、センサーモジュールは燃料量センサーおよび燃料濃度センサーを含まれる構造であることを特徴とする請求項9記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項11の考案は、センサーモジュールは燃料電池モジュールに設ける構造であることを特徴とする請求項9記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項12の考案は、燃料電池モジュールは2極型の燃料電池セルを含まれる構造であることを特徴とする請求項1記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項13の考案は、センサーモジュールはさらに、温度センサーを設け、この温度センサーは燃料電池モジュールに設けて、制御モジュールと電気接続する構造であることを特徴とする請求項9記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項14の考案は、温度センサーは熱電対、サーミスター抵抗のいずれを含まれる構造であることを特徴とする請求項13記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項15の考案は、流場循環モジュールを設け、制御モジュールの制御により、燃料電池モジュールに適温および良好な流場の操作環境を提供する構造であることを特徴とする請求項1記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項16の考案は、流場循環モジュールはファン、熱導管、水冷系統のいずれを含まれる構造であることを特徴とする請求項15記載のモジュール式燃料電池としている。
請求項17の考案は、燃料電池モジュールと制御モジュールはそれぞれに独立した構造であることを特徴とする請求項1記載のモジュール式燃料電池としている。
The invention of claim 1 is provided with a fuel cell module in the form of a printed circuit board, and generates electricity by an electrochemical reaction.
An electric circuit board and an electric circuit provided on the electric circuit board are provided in the control module, and one or more electronic elements are provided in the electric circuit.
A fuel supply module is provided, a fuel storage tank, and one or more pumps and / or valves are provided, the pumps and / or valves are controlled by a control module, of which one or more pumps and / or valves are fuel cells Interface with module,
A fuel supply module is provided, a fuel storage tank, and one or more pumps and / or valves are provided, the pumps and / or valves are controlled by a control module, of which one or more pumps and / or valves are fuel cells It is a kind of modular fuel cell characterized by interface connection with the module.
The invention of claim 2 is a modular fuel cell according to claim 1, wherein the electronic element has a structure including a microprocessor.
The invention of claim 3 is a modular fuel cell according to claim 1, wherein the fuel storage tank is provided with a high concentration fuel storage tank, a low concentration fuel storage tank, and a fuel mixing tank.
According to a fourth aspect of the present invention, the pump connected to the fuel cell module has a structure in which the fuel stored in the fuel storage tank is supplied to the fuel cell module at a specific flow rate output under the control of the control module. The modular fuel cell according to claim 1.
According to the invention of claim 5, the fuel mixing tank is connected to the high-concentration fuel storage tank and the low-concentration fuel storage tank, and the pump connected to the interface with the fuel cell module is stored in the fuel mixing tank under the control of the control module. 4. The modular fuel cell according to claim 3, wherein the mixed fuel is supplied to the fuel cell module at a specific flow rate output.
The invention of claim 6 is a modular fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell module and the control module share a printed circuit board.
The invention according to claim 7 is the modular fuel cell according to claim 1, wherein the control module and the fuel supply module have a single structure constructed integrally.
The invention according to claim 8 is the modular fuel cell according to claim 1, wherein the control module and the fuel supply module are independent of each other.
The invention of claim 9 is provided with a sensor module, detects the fuel amount and / or fuel concentration of the fuel cell module, is electrically connected to the control module, and detects the fuel amount and / or fuel concentration by the control module. 2. The modular fuel cell according to claim 1, wherein pump control is performed by the determination processing to adjust the flow rate output of the fuel stored in the fuel storage tank.
The invention of
The invention of claim 11 is the modular fuel cell according to claim 9, wherein the sensor module is provided on the fuel cell module.
The invention of claim 12 is the modular fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell module has a structure including a bipolar fuel cell.
The invention according to claim 13 is characterized in that the sensor module further includes a temperature sensor, and the temperature sensor is provided in the fuel cell module and is electrically connected to the control module. It is a battery.
The invention of claim 14 is the modular fuel cell according to claim 13, wherein the temperature sensor has a structure including either a thermocouple or a thermistor resistor.
15. The module according to claim 1, wherein the flow field circulation module is provided, and the fuel cell module is provided with an appropriate temperature and good flow field operation environment by the control of the control module. This is a fuel cell.
The invention of claim 16 is the modular fuel cell according to claim 15, characterized in that the flow field circulation module includes a fan, a heat conduit, or a water cooling system.
The invention according to claim 17 is the modular fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell module and the control module have independent structures.
本考案はモジュール式燃料電池、制御モジュールに電気回路板、および電気回路板上に設ける電気回路を設ける。そのうち、電気回路に一つ以上の電子素子を設ける。 The present invention provides a modular fuel cell, a control module with an electrical circuit board and an electrical circuit provided on the electrical circuit board. Among them, one or more electronic elements are provided in the electric circuit.
図1に示すものは、本考案のモジュール式燃料電池実施例1における素子関係図である。実施例1とおり、モジュール式燃料電池10の燃料電池モジュール101は発電素子であり、制御モジュール102、燃料供給モジュール103、センサーモジュール104などは電気周辺部品である。燃料電池モジュール101はプリント基板形態の燃料電池である。一例として、燃料電池モジュール101はメタン燃料電池を使用する。多層のFR4板またはガラスエポキシ樹脂基板、セラミックス基板、高分子可塑性機材またはコンポジット部材の基板を使用し、それらの基板を重ねあわせる。その挟み層に電気化学反応するため、一つ以上のフィルム電極組を設ける。
What is shown in FIG. 1 is an element relation diagram in the modular fuel cell embodiment 1 of the present invention. As in the first embodiment, the
図1に示すとおり、制御モジュール102と燃料供給モジュール103を一緒に設けて、単体構造を構成する。図2に示すものは、本考案の制御モジュールと燃料供給モジュールを一緒に設けて単体構造の表示図である。これらの単体構造は界面接続方式により、部品である燃料電池モジュール101に接続する。制御モジュール102はプリント基板102aと電気回路102bより構成し、電気回路102bは一つ以上電子素子により構成した制御回路である。さらに、これらの電子素子にマイクロプロセッサーを設ける。燃料供給モジュール103に燃料保存タンク103a、ポンプ103b、バルブ103cを設ける。燃料保存タンク103aに保存された燃料は、ポンプ103bの搬送により、燃料電池モジュール101に供給する。燃料保存タンク103aは単一の保存タンク構造とする。図3に示すとおり、燃料保存タンク103aは高濃度燃料保存タンク1031、低濃度燃料保存タンク1033、および燃料混合タンク1035より構成する。そのうち、燃料混合タンク1035はポンプ103d、バルブ103eなどの素子により、高濃度燃料保存タンク1031と低濃度燃料保存タンク1033に接続しておく、高濃度燃料保存タンク1031、低濃度燃料保存タンク1033、燃料混合タンク1035三者間に接続するポンプ103dまたはバルブ103eは、制御モジュール102によって制御される。ポンプ103bとバルブ103cは制御モジュール102と電気接続して、制御モジュール102の制御を受ける。制御モジュール102は、ポンプ103bとバルブ103cに対する制御により、単体構造の燃料保存タンク103aの燃料、または燃料混合タンク1035の燃料は、特定の流量出力により、燃料電池モジュール101に供給できる。
As shown in FIG. 1, the
図4に示すものは、本考案のモジュール式燃料電池実施例2における素子関係図である。図4における制御モジュール102と燃料供給モジュール103はそれぞれに独立した構造であり、両者は界面接続方式により接続する。制御モジュール102と燃料供給モジュール103を構成する部品は、実施例1と同じである。
FIG. 4 is an element relation diagram in the modular fuel cell embodiment 2 of the present invention. The
燃料供給モジュール103はプリン基板形態の燃料電池である。これにより、実施例2の変化例として、図5に示すとおり、制御モジュール102と燃料電池モジュール101はプリン基板を共用することにより、制御モジュール102と燃料電池モジュール101を一体化に構築して、単体構造に仕上げる。
The
さらに、実施例1と実施例2におけるモジュール式燃料電池10はさらに、センサーモジュール104を設け、燃料電池モジュール101の燃料の量、燃料濃度などを検出し、この検出信号を制御モジュール102に伝送する。制御モジュール102は検出信号に基づいて判断処理した後、ポンプ103bに対する制御を行い、燃料の流量出力制御を行う。センサーモジュール104に燃料量センサーおよび燃料濃度センサーを設け、これらのセンサーは燃料電池モジュール101の内部に設ける。
Further, the
実施例1と実施例2におけるセンサーモジュール104はさらに、一つ以上の温度センサーを設け、稼働中の燃料電池モジュール101の温度を検出し、これらのセンサーは制御モジュール102と電気接続する。温度センサーの素子態様は、温度熱電対、サーミスター抵抗などを使用する。
The
実施例1と実施例2におけるモジュール式燃料電池10はさらに、流場循環モジュール105を設け、燃料電池モジュール101を適温調節および流場操作環境を提供する。流場循環モジュール105は制御モジュール102と電気接続し、制御モジュール102の制御を受ける。流場循環モジュール105の素子態様は、ファン、熱導管、水冷系統などを実施できる。
The
制御モジュール102は温度センサーより検出された温度信号を受信し、その時点の温度状況により、流場循環モジュール105を制御し、電気化学反応が有効に行えるような良好温度条件を燃料電池モジュール101に提供する。
The
実施例1と実施例2におけるモジュール式燃料電池102はさらに、電力整合回路を設け、燃料電池モジュール101より発生した電気を調節し、安定した特定電圧を出力する。
The
本考案のモジュール式燃料電池10構造の特長は、燃料電池モジュール101、制御モジュール102、燃料供給モジュール103、センサーモジュール104および流場循環モジュール105ともモジュール構造を採用する。モジュール式燃料電池10を組み立てのとき、組立作業者は実務の要求に基づいて、様々なモジュールを組み合わせることにより、必要に応えるモジュール式燃料電池10に組み合わせることを実現できる。
The feature of the
10 モジュール式燃料電池
101 燃料電池モジュール
102 制御モジュール
102a 電気回路板
102b 電気回路
103 燃料供給モジュール
103a 燃料保存タンク
103b ポンプ
103c バルブ
103d ポンプ
103e バルブ
104 センサーモジュール
105 流場循環モジュール
1031 高濃度燃料保存タンク
1033 低濃度燃料保存タンク
1035 燃料混合タンク
DESCRIPTION OF
Claims (17)
燃料供給モジュールを設け、燃料保存タンク、および一つ以上のポンプおよび/またはバルブを設け、ポンプおよび/またはバルブは制御モジュールによって制御され、そのうち、一つ以上のポンプおよび/またはバルブは燃料電池モジュールと界面接続し、
燃料供給モジュールを設け、燃料保存タンク、および一つ以上のポンプおよび/またはバルブを設け、ポンプおよび/またはバルブは制御モジュールによって制御され、そのうち、一つ以上のポンプおよび/またはバルブは燃料電池モジュールと界面接続することを特徴とする一種のモジュール式燃料電池。 A fuel cell module in the form of a printed circuit board is provided, electricity is generated by an electrochemical reaction, and an electric circuit board and an electric circuit provided on the electric circuit board are provided in the control module, of which one or more electronic elements are provided in the electric circuit Provided,
A fuel supply module is provided, a fuel storage tank, and one or more pumps and / or valves are provided, the pumps and / or valves are controlled by a control module, of which one or more pumps and / or valves are fuel cell modules Interface with
A fuel supply module is provided, a fuel storage tank, and one or more pumps and / or valves are provided, the pumps and / or valves are controlled by a control module, of which one or more pumps and / or valves are fuel cell modules A kind of modular fuel cell, characterized in that it is interfaced with the fuel cell.
2. The modular fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell module and the control module have independent structures.
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