JP7424356B2 - サービス提供移動体 - Google Patents

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Description

本発明は、サービス提供移動体に関する。
水素を、再利用可能な汎用性の高い水素貯蔵容器に貯蔵し、この水素貯蔵容器を燃料電池の設置されている任意の場所に運搬し、この水素貯蔵容器から燃料電池に水素を供給するようにした水素供給システムが公知である（例えば特許文献１を参照）。
特開２００３－５６７９８号公報
しかしながら、この水素供給システムでは、水素貯蔵容器に対し種々のサービスが提供可能な移動体について何らの示唆もなされていない。
本発明によれば、フレームと、フレームの底部に取り付けられた移動用車輪と、フレームに形成された複数個の水素貯蔵タンク挿入部と、フレーム内に配置された燃料電池とを具備しており、水素貯蔵タンク挿入部に挿入された水素貯蔵タンクからの燃料電池への水素供給サービスと、水素貯蔵タンク挿入部に挿入された水素貯蔵タンクの貸し出しサービスと、水素貯蔵タンク挿入部への使用済み水素貯蔵タンクの返却サービスと、水素貯蔵タンク挿入部に挿入された水素貯蔵タンクの保管サービスとを提供可能なサービス提供移動体が提供される。
水素貯蔵タンクに対して種々のサービスが提供可能である。
図１は、本発明によるサービス提供移動体の一実施例を図解的に示す側面断面図である。 図２は、図１に示されるサービス提供移動体の平面図である。 図３Ａは、図解的に表した水素貯蔵タンクの側面断面図、図３Ｂは、図３Ａの側面図、図３Ｃは、図解的に表した水素貯蔵タンク挿入部の側面断面図、図３Ｄは、水素貯蔵タンクが水素貯蔵タンク挿入部に挿入されたときを示す図である。 図４は、水素供給制御装置を示す図である。 図５は、電子制御装置および移動体管理サーバを示す図である。 図６は、管理リストの一例を示す図である。 図７Ａおよび図７Ｂは夫々、水素貯蔵タンクの貸し出しを要求するときの手順、および、使用済み水素貯蔵タンクの貸し出しを許可するときの手順を示す図である。 図８Ａおよび図８Ｂは夫々、使用済み水素貯蔵タンクの返却を要求するときの手順、および、使用済み水素貯蔵タンク２０の返却を許可するときの手順を示す図である。 図９は、開弁制御を行うためのフローチャートである。
図１は、サービス提供移動体の一実施例を図解的に表した側面断面図を示しており、図２は、図１に示されるサービス提供移動体の平面図を示している。図２からわかるように、サービス提供移動体１は、垂直面Ｘ―Ｘに関して対称的な形状を有しており、サービス提供移動体１の横幅（垂直面Ｘ―Ｘに対して垂直方向の長さ）は、サービス提供移動体１の垂直面Ｘ―Ｘに沿う水平方向長さおよびサービス提供移動体１の高さに比べて小さく形成されている。
図１に示されるように、このサービス提供移動体１は、水平軸線周りにおいて環状をなすフレーム２と、フレーム２の底部に取り付けられた移動用車輪４，５とを具備する。図１および図２に示されるように、フレーム２は、対面配置された上方フレーム部分２Ａおよび下方フレーム部分２Ｂと、対面配置された側方フレーム部分２Ｃおよび側方フレーム部分２Ｄとにより構成され、上方フレーム部分２Ａおよび下方フレーム部分２Ｂは一様な横幅でもって帯状に延びている。図１および図２に示されるように、これら上方フレーム部分２Ａ、下方フレーム部分２Ｂ、側方フレーム部分２Ｃおよび側方フレーム部分２Ｄにより。これら上方フレーム部分２Ａの平坦な内周面、下方フレーム部分２Ｂの平坦な内周面、側方フレーム部分２Ｃの平坦な内周面および側方フレーム部分２Ｄの平坦な内周面を外縁とするサービス提供空間３が形成される。図１および図２に示される例では、このサービス提供空間３は、側面から見ると、ほぼ四角形状をなすように形成されている。
一方、図１および図２に示されるように、帯状に延びる下方フレーム部分２Ｂの一端部には、一対の駆動輪４を有する小型トレーラ６が取り付けられており、下方フレーム部分２Ｂの他端部には、複数個の従動輪５が取り付けられている。本発明によるサービス提供移動体１は、この小型トレーラ６によって移動せしめられる。この小型トレーラ６は、自動運転により独立して移動可能であり、必要に応じて下方フレーム部分２Ｂの一端部に連結される。図１および図２は、小型トレーラ６が下方フレーム部分２Ｂの一端部に連結されているところを示している。
この小型トレーラ６はサービス提供移動体１を管理する移動体管理サーバと通信ネットワークを介して交信しており、移動体管理サーバの指令に基づき、必要としているサービス提供移動体１まで自動運転により移動せしめられ、必要としているサービス提供移動体１に連結される。次いで、移動体管理サーバの指令に基づき、サービス提供移動体１は、小型トレーラ６によって目的地まで移動せしめられる。次いで、小型トレーラ６は、移動体管理サーバの指令に基づき、サービス提供移動体１から切り離され、次に必要としているサービス提供移動体１まで自動運転により移動せしめられる。なお、この小型トレーラ６は、サービス提供移動体１に常時連結させた構成とすることもできる。この移動体管理サーバの構成については後述する。
図２に示されるように、フレーム２の内部は空洞となっており、フレーム２内には複数個の水素貯蔵タンク挿入部１０が形成されている。図１および図２に示される例では、側方フレーム部分２Ｃの外周壁には、垂直方向において互いに間隔を隔てて整列配置された複数個の水素貯蔵タンク挿入部１０が形成されており、側方フレーム部分２Ｄの外周壁には、垂直方向に間隔を隔てて整列配置された二列の水素貯蔵タンク挿入部１０が形成されている。更に、下方フレーム部分２Ｂの外周壁には、互いに間隔を隔てて複数個の水素貯蔵タンク挿入部１０が形成されている。これらの水素貯蔵タンク挿入部１０内には夫々、交換可能な水素貯蔵タンクが挿入される。
一方、図１に示されるように、フレーム２内には、燃料電池４０が配置されている。この燃料電池４０には、水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入された水素貯蔵タンクから水素が供給され、燃料電池４０はこの供給された水素により電力を発生する。この燃料電池４０の発生電力は、種々の目的のために使用される。例えば、この燃料電池４０の発生電力は、サービス提供空間３内に設置されるサービス提供体に対して供給される。このサービス提供体としては、例えば、商品陳列ラックや自動販売機が考えられる。また、この燃料電池４０の発生電力は、例えば、災害等により停電が生じたときの電力源として用いることができる。この場合には、サービス提供移動体１が移動発電所としての役目を果たす。
このように、本発明による実施例では、フレーム２が水平軸線周りにおいて環状をなし、フレーム２により、フレーム２の環状内周面を外縁とするサービス提供空間３が形成され、サービス提供空間３内に設置されるサービス提供体に対して燃料電池４０により電力の供給が可能である。この場合、本発明による実施例では、フレーム２が、対面配置されかつ帯状に延びる上方フレーム部分２Ａおよび下方フレーム部分２Ｂと、対面配置された一対の側方フレーム部分２Ｃ，２Ｄとにより構成され、これら上方フレーム部分２Ａ、下方フレーム部分２Ｂおよび側方フレーム部分２Ｃ，２Ｄにより四角形状のサービス提供空間３が形成されると共に、水素貯蔵タンク挿入部１０が、側方フレーム部分２Ｃ，２Ｄおよび下方フレーム部分２Ｂの少なくとも一方のフレーム部分に形成されている。また、本発明による実施例では、フレーム２が、帯状に延びる下方フレーム部分２Ｂを具備しており、下方フレーム部分２Ｂの一端部には、駆動輪４を有する小型トレーラ６が連結可能であり、下方フレーム部分２Ｂの他端部に従動輪５が取り付けられている。
次に、フレーム２内に形成された水素貯蔵タンク挿入部１０および水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入される水素貯蔵タンクについて、図３Ａから図３Ｄを参照しつつ説明する。図３Ａは、水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入される水素貯蔵タンク２０の図解的に表した側面断面図を示しており、図３Ｂは、図３Ａに示される水素貯蔵タンク２０を右方向から見たときの水素貯蔵タンク２０の側面図を示している。図３Ａを参照すると、水素貯蔵タンク２０は、タンク本体２１と、タンク本体２１を包囲する円筒状ケーシング２２により構成されている。図３Ａに示される例では、タンク本体２１内には高圧の水素ガスが充填されている。なお、タンク本体２１内には、水素吸蔵合金を配置することもできる。
タンク本体２１の一端部、即ち、水素貯蔵タンク２０の一端部には、水素流出部２３が形成されており、水素貯蔵タンク２０の他端部には、手で握ることのできるグリップ２４、即ち、掌握可能なグリップ２４が形成されている。図３Ａおよび図３Ｂに示される例では、円筒状ケーシング２２の両端面、即ち、水素貯蔵タンク２０の両端面は平坦面から形成されており、水素流出部２３は、水素貯蔵タンク２０の一方の平坦端面上から凹んだ凹状円筒溝の形をなしている。一方、水素貯蔵タンク２０の他方の平坦端面上には、円形の輪郭形状をなす凹溝２５が形成されており、この凹溝２５内には、掌握可能なように凹溝２５の底面から間隔を隔てて凹溝２５の対面する上縁部間を延びるグリップ２４が形成されている。
また、図３Ａには、水素流出部２３からの水素の流出を制御するためにタンク本体２１内に配置された常時閉鎖型流出制御弁２６が図解的に示されている。流出制御弁２６は、タンク本体２１内の圧縮水素圧により、通常、水素流出部２３を閉鎖している。一方、図３Ｃは、水素貯蔵タンク挿入部１０の拡大側面断面図を示している。図３Ｃを参照すると、水素貯蔵タンク挿入部１０の奥部には、水素貯蔵タンク挿入部１０の一端部を覆う端部壁２７から水素貯蔵タンク挿入部１０内に突出する凸状の水素流入部２８が形成されている。この凸状の水素流入部２８内には、燃料電池４０に接続された水素流入通路２９が形成されている。また、水素貯蔵タンク挿入部１０の開口端部には、水素貯蔵タンク挿入部１０の開口端部を閉鎖可能な開口閉じ蓋３３が取付けられている。
一方、図３Ｄは、水素貯蔵タンク２０が水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入されたときを示している。水素貯蔵タンク挿入部１０への水素貯蔵タンク２０の挿入作業は、手でグリップ２４を把持し、蓋３３を開けて、水素流出部２３が形成されている水素貯蔵タンク２０の端部を水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入し、水素貯蔵タンク２０を水素貯蔵タンク挿入部１０内に押し込むことにより行われる。水素貯蔵タンク２０が水素貯蔵タンク挿入部１０内に押し込まれると、凹状の水素流出部２３が凸状の水素流入部２８に嵌合せしめられる。このことを構造的な観点から説明すると、水素貯蔵タンク挿入部１０の周囲には、水素貯蔵タンク２０を水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入したときに水素貯蔵タンク２０の凹状水素流出部２３を凸状水素流入部２８に案内するための案内壁が形成されており、水素貯蔵タンク２０が水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入されたときに、この案内壁によって、水素貯蔵タンク２０の凹状水素流出部２３が凸状水素流入部２８に嵌合するように凸状水素流入部２８に向けて案内される。
この場合、この案内壁は、凹状水素流出部２３が凸状水素流入部２８に嵌合した状態でもって水素貯蔵タンク２０を保持する役割も果たしている。図３Ｃおよび図３Ｄに示される例では、この案内壁は円筒壁から形成されている。この場合、この案内壁は必ずしも円筒壁から形成する必要がなく、この案内壁として、例えば、図３Ｄにおいて、水素貯蔵タンク２０の周囲に沿って水素貯蔵タンク挿入部１０の長手方向に延びるガイドロッド或いはガイドローラ付きガイドロッドを用いることができる。
一方、凹状水素流出部２３および凸状水素流入部２８は、図３Ｄに示されるように凹状水素流出部２３が凸状水素流入部２８に嵌合せしめられた後に、凹状水素流出部２３を水素貯蔵タンク２０の長手中心軸線回りに回転させると凹状水素流出部２３が凸状水素流入部２８上に結合される結合構造を有している。この結合構造としては、例えば、凹状水素流出部２３の内周面上および凸状水素流入部２８の外周面上に夫々、ねじ山を形成したねじ構造とされる。従って、図３Ｃおよび図３Ｄに示される例では、水素貯蔵タンク２０が水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入されて凹状の水素流出部２３が凸状の水素流入部２８に嵌合せしめられた後、手で把持しているグリップ２４を水素貯蔵タンク２０の長手中心軸線回りに回転させることにより、凹状水素流出部２３が凸状水素流入部２８上に結合される。
一方、水素貯蔵タンク２０を交換するときには、手でグリップ２４を把持して水素貯蔵タンク２０を回転させることにより凹状水素流出部２３と凸状水素流入部２８との結合を解除し、次いで、水素貯蔵タンク２０を水素貯蔵タンク挿入部１０から引き抜き。新たな水素貯蔵タンク２０が水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入される。引き抜かれた水素貯蔵タンク２０には、水素充填装置により、新たな水素が水素流出部２３から注入される。
このように、水素貯蔵タンク挿入部１０内への水素貯蔵タンク２０の挿入作業および凹状水素流出部２３と凸状水素流入部２８との結合作業が、グリップ２４を掌握することにより達成できるので、水素貯蔵タンク保持装置８への水素貯蔵タンク２０の設置作業および取り外し作業、即ち、水素貯蔵タンク２０の交換作業を容易に行うことが可能となる。また、手でグリップ２４を把持することにより水素貯蔵タンク２０を容易に運搬することができる。また、水素貯蔵タンク２０の両端部が平坦面から形成されているので、水素貯蔵タンク２０を床上に立てておくことができ、また、水素貯蔵タンク２０同志を立てた状態で容易に積み重ねることができる。従って、水素貯蔵タンク２０の保管が容易となる。
一方、図３Ｃおよび図３Ｄに示されるように、開口閉じ蓋３３の一端部３４は、水素貯蔵タンク挿入部１０の開口端部の周辺部、例えば、フレーム２に回動可能に連結されている。この開口閉じ蓋３３には、通信機能を有する電子鍵止め装置３５が設置されており、この電子鍵止め装置３５によって、開口閉じ蓋３３の開錠作業および施錠作業が行われる。
上述したように、本発明による実施例では、各水素貯蔵タンク挿入部１０の奥部に燃料電池４０に接続された水素流入部２８が形成されている。水素貯蔵タンク２０を水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入したときに水素流入部２８に結合される水素流出部２３が各水素貯蔵タンク２０の一端部に形成されていると共に各水素貯蔵タンク２０の他端部に掌握可能なグリップ２４が形成されており、グリップ２４を掌握することにより水素貯蔵タンク挿入部１０内への水素貯蔵タンク２０の挿入作業および水素流入部２８と水素流出部２３との結合作業が行われる。この場合、本発明による実施例では、グリップ２４を掌握して水素貯蔵タンク２０を回転させることにより、水素流入部２８と水素流出部２３との結合作業が行われる。
また、本発明による実施例では、水素流入部２８が凸状をなすと共に水素流出部２３が凹状をなしており、水素貯蔵タンク２０の凹状水素流出部２３を凸状水素流入部２８上に嵌合することにより水素流入部２８と水素流出部２３とが結合される。この場合、この凹状水素流出部２３および凸状水素流入部２８は、凹状水素流出部２３を凸状水素流入部２８上に嵌合した後に凹状水素流出部２３を回転させると凹状水素流出部２３が凸状水素流入部２８上に結合される結合構造を有し、この結合構造がねじ構造からなる。また、本発明による実施例では、水素貯蔵タンク２０を水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入したときに水素貯蔵タンク２０の凹状の水素流出部２３を凸状の水素流入部２８に案内するための案内壁が水素貯蔵タンク挿入部１０に形成されており、この案内壁が円筒状をなしている。また、本発明による実施例では、水素貯蔵タンク２０の両端部が平坦面からなる。
一方、常時閉鎖型流出制御弁２６の開弁制御を行う開弁制御装置３０が凸状水素流入部２８に配置される。図３Ｃおよび図３Ｄには、この開弁制御装置３０が図解的に示されおり、図３Ｃおよび図３Ｄに示される例では、この開弁制御装置３０は、流出制御弁２６と係合可能な制御ロッド３１と，制御ロッド３１を駆動するための、例えば、ソレノイドからなるアクチュエータ３２とにより構成される。ソレノイドが付勢されると、制御ロッド３１が流出制御弁２６に当接して流出制御弁２６を押し上げる。その結果、流出制御弁２６が開弁し、タンク本体２１内の高圧の貯蔵水素が水素流入部２８の水素流入通路２９内に流入する。ソレノイドが消勢されると、流出制御弁２６は閉弁し、タンク本体２１からの貯蔵水素の流出が停止する。
また、図３Ａおよび図３Ｄに示されるように、水素流出部２３と反対側のタンク本体２１の端部、即ち、水素流出部２３と反対側の水素貯蔵タンク２０の端部側に水素貯蔵タンク２０内の貯蔵水素の状態を検出するためのセンサ３３が配置されている。このセンサ３３は、圧力および温度の少なくとも一方を検出するセンサからなる。図３Ｃおよび図３Ｄに示される例では、センサ３３が検出信号を外部に送信する送信装置を内蔵している。この場合、センサ３３の検出信号を信号線を介して外部に伝えることもできる。
このように、本発明による実施例では、水素流出部２３に水素貯蔵タンク２０からの水素の流出を制御する常時閉鎖型流出制御弁２６が配置されており、水素流入部２８に流出制御弁２６の開弁制御を行う開弁制御装置３０が配置されている。また、本発明による実施例では、水素流出部２３と反対側の水素貯蔵タンク２０の端部側に水素貯蔵タンク２０内の貯蔵水素の状態を検出するためのセンサ３３が配置されている。
図４は、燃料電池４０への水素の供給を制御するための水素供給制御装置の全体図を示している。この図４には、図１および図２においてフレーム２内に形成されている全ての水素貯蔵タンク挿入部１０が図解的に示されており、図４に示す例では、説明の便宜上、各水素貯蔵タンク挿入部１０に対して夫々、Ｎo.１、Ｎo.２、・・・Ｎo.ｎの符号付けがなされている。
図４に示されるように、全ての水素貯蔵タンク２０は、実線で示される水素流入通路２９を介して燃料電池４０に接続されており、各水素貯蔵タンク挿入部１０に設けられている開弁制御装置３０は、破線で示されるように電子制御装置５０に接続されている。この電子制御装置５０は、図２に示されるように、フレーム２内に配置されている。図５には、この電子制御装置５０が示されている。図５に示されるように、この電子制御装置５０内には電子制御ユニット５１が設けられている。この電子制御ユニット５１はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス５２によって互いに接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）５３、ＲＯＭおよびＲＡＭからなるメモリ５４および入出力ポート５５を具備する。
また、電子制御装置５０には通信装置５６が設けられており、この通信装置５６は電子制御ユニット５１に接続されている。各水素貯蔵タンク２０のセンサ３３から発せられる検出信号は、通信装置５６を介しては電子制御ユニット５１に入力される。また、図５に示されるように、開弁制御装置３０は電子制御ユニット５１に接続されており、電子制御ユニット５１の出力信号に基づいて、開弁制御装置３０による流出制御弁２６の開弁制御が行われる。また、表示画面を有する表示装置５７が電子制御ユニット５１に接続されており、電子制御ユニット５１の出力信号に基づいて、表示装置５７の表示画面上の表示の制御が行われる。
本発明による実施例では、いずれか一つの水素貯蔵タンク２０から燃料電池４０に水素が供給され、この水素貯蔵タンク２０内の残留水素量が少なくなると、新たな水素貯蔵タンク２０からの燃料電池４０への水素の供給が開始され、これまで用いられてきた水素貯蔵タンク２０からの燃料電池４０への水素の供給が停止される。従って、燃料電池４０への水素の供給は停止されることなく継続可能となり、従って、燃料電池４０は継続して出力を発生し続けることができる。従って、例えば、災害等により停電が生じたときに、サービス提供移動体１を移動発電所として用いると、水素貯蔵タンク２０を交換し続けるだけで、電力を発生し続けることができる。従って、各地域において、サービス提供移動体１と多数個の水素貯蔵タンク２０を常備しておくことには大きな意味があると言える。
一方、本発明による実施例では、水素貯蔵タンク挿入部１０への水素貯蔵タンク２０の出し入れが、移動体管理サーバにより管理されている。図５には、この移動体管理サーバ６０も示されている。図５に示されるように、この移動体管理サーバ６０内には電子制御ユニット６１が設けられている。この電子制御ユニット６１はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス６２によって互いに接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）６３、ＲＯＭおよびＲＡＭからなるメモリ６４および入出力ポート６５を具備する。また、移動体管理サーバ６０内には通信装置６６が設けられており、電子制御装置５０の通信装置５６は通信ネットワークを介して移動体管理サーバ６０の通信装置６６と通信可能である。
図６は、移動体管理サーバ６０において管理されている管理リストの一例を示している。図６を参照すると、この管理リストには、サービス提供移動体１毎に付された移動体番号Ｎｏ.ｋ（＝１，２，３・・・）と、各サービス提供移動体１に形成されている水素貯蔵タンク挿入部１０毎に付された挿入部番号Ｎｏ.１，２，３・・・ｎと、各水素貯蔵タンク挿入部１０の使用状態と、各水素貯蔵タンク挿入部１０の使用目的と、水素貯蔵タンク２０を特定するために水素貯蔵タンク２０に付与されているタンクＩＤと、水素貯蔵タンク挿入部１０を利用する利用者を特定するために利用者に付与されている利用者ＩＤと、水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入された水素貯蔵タンク２０内の残留水素量が列挙されている。この管理リストは、移動体管理サーバ６０のメモリ６４内に記憶されている。
この場合、水素貯蔵タンク挿入部１０の使用状態は各サービス提供移動体１に設置されている電子制御装置５０において判別される。例えば、水素貯蔵タンク２０が水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入されたときに反応するセンサ、或いは、水素貯蔵タンク２０の凹状水素流出部２３が水素貯蔵タンク挿入部１０の凸状水素流入部２８に嵌合したときに反応するセンサが各水素貯蔵タンク挿入部１０に設置されており、このセンサの出力信号から電子制御装置５０において、水素貯蔵タンク挿入部１０が使用中であるか、或いは、水素貯蔵タンク挿入部１０が空であるのかが判別される。この判別結果が電子制御装置５０から移動体管理サーバ６０に送信され、図６に示される水素貯蔵タンク挿入部１０の使用状態の欄に記憶される。
一方、本発明による実施例では、各水素貯蔵タンク２０内に配置されているセンサ３３の検出信号がタンクＩＤと共に、電子制御装置５０に送信される。この場合、本発明による実施例では、センサ３３により水素貯蔵タンク２０内の貯蔵水素の圧力Ｐが検出されており、電子制御装置５０において、この検出された圧力Ｐから、水素貯蔵タンク２０内の残留水素量が算出される。この算出された残留水素量は、水素貯蔵タンク２０の挿入場所を示す挿入部番号およびタンクＩＤと共に、電子制御装置５０から移動体管理サーバ６０に送信され、これらタンクＩＤおよび残留水素量は夫々、図６において、この挿入部番号に対応したタンクＩＤの欄および残留水素量の欄に記憶される。
また、上述したように、本発明による実施例では、いずれか一つの水素貯蔵タンク２０から燃料電池４０に水素が供給されており、燃料電池４０に水素供給中の水素貯蔵タンク２０の挿入場所を示す挿入部番号がタンクＩＤと共に、電子制御装置５０から移動体管理サーバ６０に送信される。従って、移動体管理サーバ６０側において、燃料電池４０に水素供給中の水素貯蔵タンク２０に識別が可能となっている。また、本発明による実施例では、電子制御装置５０において、燃料電池４０に水素供給中の水素貯蔵タンク２０の残留水素量が少なくなったか否か、即ち、水素貯蔵タンク２０の交換が必要であるか否かが判別されており、水素貯蔵タンク２０の交換が必要であると判別された場合には、水素貯蔵タンク２０の交換が必要である旨の表示、例えば、タンク交換要の表示が表示装置５７の表示画面に表示される。また、この場合、水素貯蔵タンク２０の交換が必要である旨が電子制御装置５０から移動体管理サーバ６０に送信され、図６に示される管理リストの対応する欄にタンク交換要の表示が記憶される。この場合、例えば、表示装置５７の表示画面を見た、或いは、移動体管理サーバ６０から連絡を受信したサービス提供移動体１の管理者により、水素貯蔵タンク２０の交換が行われる。
一方、この水素貯蔵タンク２０は汎用性に富んでおり、燃料電池により駆動される車両用の交換可能な水素貯蔵タンク、燃料電池により駆動される電動スクータ用の交換可能な水素貯蔵タンク、水素の燃焼火炎を用いる調理装置用の交換可能な水素貯蔵タンク、水素の燃焼熱を利用した暖房装置用の交換可能な水素貯蔵タンク等の種々の水素貯蔵タンクとして用いることができる。この場合、本発明による実施例では、水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入されている水素貯蔵タンク２０を、種々の目的のために使用し得るように、使用を希望する水素貯蔵タンク２０の利用者に対して、水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入されている水素貯蔵タンク２０を貸し出すサービスが行われている。
図７Ａは、使用を希望する水素貯蔵タンク２０の利用者が水素貯蔵タンク２０の貸し出しを要求するときの手順の一例を示しており、図７Ｂは、水素貯蔵タンク２０の貸し出しを許可するときの手順の一例を示している。水素貯蔵タンク２０の貸し出しを要求するときには、水素貯蔵タンク２０の利用者は、例えば、携帯端末の水素貯蔵タンク２０の貸し出し要求画面において、図７ＡのＡ１に示されるように水素貯蔵タンク２０の希望貸し出し場所を登録し、次いで、図７ＡのＡ２に示されるように、水素貯蔵タンク２０の利用者を特定するための利用者ＩＤを登録する。次いで、図７ＡのＡ３に示されるように、これらの登録データと共に水素貯蔵タンク２０の貸し出し要求を携帯端末から移動体管理サーバ６０に送信する。
移動体管理サーバ６０が水素貯蔵タンク２０の貸し出し要求を受信すると、移動体管理サーバ６０では、水素貯蔵タンク２０の貸し出しの許可判別が行われる。この場合、例えば、移動体管理サーバ６０では、各サービス提供移動体１の全ての水素貯蔵タンク２０について、燃料電池４０への水素の供給状態および残留水素量に基づき、水素貯蔵タンク２０が貸し出し可能であるか否かが継続的に判別されており、この判別結果が、図６に示されるように、管理リストの対応する欄に記憶されている。従って、移動体管理サーバ６０が水素貯蔵タンク２０の貸し出し要求を受信すると、登録された水素貯蔵タンク２０の希望貸し出し場所、或いは、その近くにいるサービス提供移動体１について、管理リストから、貸し出し可能な水素貯蔵タンク２０が存在するか否かが判別され、貸し出し可能な水素貯蔵タンク２０が存在する場合には、貸し出し可能な水素貯蔵タンク２０が決定され、図７ＢのＢ１からＢ４に示される各通知が移動体管理サーバ６０から携帯端末に送信される。
即ち、対応する携帯端末に対して、図７ＢのＢ１に示されるように、水素貯蔵タンク２０の貸し出しを許可する旨が通知され、次いで、図７ＢのＢ２に示されるように、水素貯蔵タンク２０を受け取るサービス提供移動体１の位置およびサービス提供移動体１の番号等が通知され、次いで、図７ＢのＢ３に示されるように、受け取る水素貯蔵タンク２０が挿入されている水素貯蔵タンク挿入部１０の番号が通知され、次いで、図７ＢのＢ４に示されるように、受け取る水素貯蔵タンク２０を特定するタンクＩＤが通知される。これらの通知を受けると、通知を受けた水素貯蔵タンク挿入部１０の開口閉じ蓋３３に設置された電子鍵止め装置３５に、通知を受けたタンクＩＤと利用者ＩＤを読み込ませることにより、開口閉じ蓋３３の開錠作業が可能となり、水素貯蔵タンク２０を受け取ることが可能となる。
一方、水素貯蔵タンク２０の貸し出しサービスを利用して、水素貯蔵タンク２０を受け取った後、水素貯蔵タンク２０内の水素を消費したときには、水素貯蔵タンク２０を返却する必要がある。この場合、本発明による実施例では、サービス提供移動体１により、使用済み水素貯蔵タンク２０の返却を希望する水素貯蔵タンク２０の利用者に対して、使用済み水素貯蔵タンク２０を返却するサービスが行われている。
図８Ａは、水素貯蔵タンク２０の利用者が使用済み水素貯蔵タンク２０の返却を要求するときの手順の一例を示しており、図８Ｂは、使用済み水素貯蔵タンク２０の返却を許可するときの手順の一例を示している。使用済み水素貯蔵タンク２０の返却を要求するときには、水素貯蔵タンク２０の利用者は、例えば、携帯端末の水素貯蔵タンク２０の返却要求画面において、図８ＡのC１に示されるように使用済み水素貯蔵タンク２０の希望返却場所を登録し、次いで、図８ＡのC２に示されるように、使用済み水素貯蔵タンク２０を特定するための返却タンクＩＤを登録し、次いで、図８ＡのC３に示されるように、水素貯蔵タンク２０の利用者を特定するための利用者ＩＤを登録する。次いで、図８ＡのC４に示されるように、これらの登録データと共に使用済み水素貯蔵タンク２０の返却要求を携帯端末から移動体管理サーバ６０に送信する。
移動体管理サーバ６０が使用済み水素貯蔵タンク２０の返却要求を受信すると、移動体管理サーバ６０では、使用済み水素貯蔵タンク２０の返却の許可判別が行われる。この場合、移動体管理サーバ６０では、使用済み水素貯蔵タンク２０の返却要求を受信すると、登録された使用済み水素貯蔵タンク２０の希望返却場所、或いは、その近くにいるサービス提供移動体１について、管理リストから、空の状態にある水素貯蔵タンク挿入部１０が存在するか否かが判別され、空の状態にある水素貯蔵タンク挿入部１０が存在する場合には、使用可能な空の水素貯蔵タンク挿入部１０が決定され、図８ＢのD１からD３に示される各通知が移動体管理サーバ６０から携帯端末に送信される。
即ち、対応する携帯端末に対して、図８ＢのD１に示されるように、使用済み水素貯蔵タンク２０の返却を許可する旨が通知され、次いで、図８ＢのD２に示されるように、使用済み水素貯蔵タンク２０の返却を行うサービス提供移動体１の位置およびサービス提供移動体１の番号等が通知され、次いで、図８ＢのD３に示されるように、使用済み水素貯蔵タンク２０を挿入する空の水素貯蔵タンク挿入部１０の番号が通知される。これらの通知を受けると、通知を受けた水素貯蔵タンク挿入部１０の開口閉じ蓋３３に設置された電子鍵止め装置３５に、返却タンクＩＤと利用者ＩＤを読み込ませることにより、開口閉じ蓋３３の開錠作業が可能となり、水素貯蔵タンク挿入部１０内に使用済み水素貯蔵タンク２０を挿入することが可能となる。
また、サービス提供移動体１により、水素貯蔵タンク２０の利用者に対して、空の水素貯蔵タンク挿入部１０に水素貯蔵タンク２０を保管するサービスも行われている。水素貯蔵タンク２０の保管を要求するときの手順は、図８Ａに示される水素貯蔵タンク２０の返却を要求するときの手順と同様であり、水素貯蔵タンク２０の保管を許可するときの手順も、図８Ｂに示される水素貯蔵タンク２０の返却を許可するときの手順と同様であるので、水素貯蔵タンク２０の保管を要求するときの手順、および、水素貯蔵タンク２０の保管を許可するときの手順については、説明を省略する。
このように、本発明による実施例では、フレーム２と、フレーム２の底部に取り付けられた移動用車輪４，５と、フレーム２に形成された複数個の水素貯蔵タンク挿入部１０と、フレーム２内に配置された燃料電池４０とを具備しており、水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入された水素貯蔵タンク２０からの燃料電池４０への水素供給サービスと、水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入された水素貯蔵タンク２０の貸し出しサービスと、水素貯蔵タンク挿入部１０への使用済み水素貯蔵タンク２０の返却サービスと、水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入された水素貯蔵タンクの保管サービスとが提供可能である。
また、本発明による実施例では、水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入された水素貯蔵タンク２０内の残留燃料量が検出され、検出された水素貯蔵タンク２０内の残留燃料量に基づいて、水素貯蔵タンク２０からの燃料電池４０への水素供給サービスおよび水素貯蔵タンク２０の貸し出しサービスが行われる。この場合、本発明による実施例では、水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入された水素貯蔵タンク２０の貸し出し要求があったときに、検出された水素貯蔵タンク２０内の残留燃料量に基づいて、貸し出し可能な水素貯蔵タンク２０が決定される。
一方、本発明による実施例では、水素貯蔵タンク挿入部１０の使用状態が記憶装置に記憶されており、記憶装置に記憶されている水素貯蔵タンク挿入部１０の使用状態に基づいて、水素貯蔵タンク２０の返却サービスおよび水素貯蔵タンク２０の保管サービスが行われる。この場合、本発明による実施例では、水素貯蔵タンク挿入部１０への使用済み水素貯蔵タンク２０の返却要求があったときに、記憶装置に記憶されている水素貯蔵タンク挿入部１０の使用状態に基づいて、使用済み水素貯蔵タンク２０を挿入可能な水素貯蔵タンク挿入部１０が決定される。
また、本発明による実施例では、記憶装置が、管理サーバ６０の電子制御ユニット６１に設けられており、水素貯蔵タンク挿入部１０に挿入された水素貯蔵タンク２０内の残留燃料量が検出されると共に検出された残留燃料量が、この記憶装置に記憶されており、管理サーバ６０と通信を行う通信装置５６を具備していて、通信装置５６により管理サーバ６０と通信を行うことにより水素貯蔵タンク２０からの燃料電池４０への水素供給サービス、水素貯蔵タンク２０の貸し出しサービス、水素貯蔵タンク２０の返却サービスおよび水素貯蔵タンク２０の保管サービスが行われる。
一方、前述したように、本発明による実施例では、いずれか一つの水素貯蔵タンク２０から燃料電池４０に水素が供給され、この水素貯蔵タンク２０内の残留水素量が少なくなると、新たな水素貯蔵タンク２０からの燃料電池４０への水素の供給が開始され、これまで用いられてきた水素貯蔵タンク２０からの燃料電池４０への水素の供給が停止される。図７は、燃料電池４０への水素の供給を行うための常時閉鎖型流出制御弁２６の開弁制御ルーチンを示しており、このルーチンは、電子制御装置５０の電子制御ユニット５１において繰り返し実行される。
図９を参照すると、まず初めに、ステップ７０では、現在使用中の水素貯蔵タンク２０のセンサ３３により検出された現在使用中の水素貯蔵タンク２０内の貯蔵水素の圧力Ｐが取得される。図９に示される例では、この圧力Ｐが、水素貯蔵タンク２０内の残留水素量を推定する値として用いられている。次いで、ステップ７１では、現在使用中の水素貯蔵タンク２０内の貯蔵水素の圧力Ｐが、残留水素量の許容限界値を示す設定圧力ＰＸよりも低下したか否か、即ち、水素貯蔵タンク２０の推定残留水素量が設置された水素量よりも低下したか否かが判別される。現在使用中の水素貯蔵タンク２０内の貯蔵水素の圧力Ｐが設定圧力ＰＸよりも低下していないと判別されたときには、ステップ７６にジャンプする。これに対し、ステップ７１において、現在使用中の水素貯蔵タンク２０内の貯蔵水素の圧力Ｐが設定圧力ＰＸよりも低下したと判別されたときには、ステップ７２に進む。
ステップ７２では、例えば、電子制御ユニット５１にメモリ５４内に記憶されている水素貯蔵タンク２０内の残留水素量に基づいて、次に使用可能な水素貯蔵タンク２０が検索される。次いで、ステップ７３では、検索された次に使用可能な水素貯蔵タンク２０の流出制御弁２６が開弁せしめられ、次いで、ステップ７４では、現在使用中の水素貯蔵タンク２０の流出制御弁２６が閉弁せしめられる。次いで、ステップ７５では、現在使用中の水素貯蔵タンク２０の交換が必要である旨の表示、例えば、タンク交換要の表示が表示装置５７の表示画面に表示される。また、この場合、現在使用中の水素貯蔵タンク２０の交換が必要である旨が、移動体管理サーバ６０に送信される。次いで、ステップ７６に進む。ステップ７６では、水素貯蔵タンク２０の交換が行われたか否かが判別される。水素貯蔵タンク２０の交換が行われたと判別されたときには、ステップ７７に進んで、水素貯蔵タンク２０の交換が必要である旨の表示が終了される。このようにして、現在使用中の水素貯蔵タンク２０内の流出制御弁２６および次に使用可能な水素貯蔵タンク２０内の流出制御弁２６の制御が行われる。
前述したように、本発明による実施例では、水素貯蔵タンク２０から燃料電池４０への水素の供給を制御する水素供給制御装置を具備している。この水素供給制御装置が、水素貯蔵タンク２０内の残留水素量を推定する残留水素量推定部を有しており、水素貯蔵タンク２０内の推定残留水素量に基づいて燃料電池４０への水素の供給を行う水素貯蔵タンク２０が選択される。この場合、電子制御ユニット５１がこの残留水素量推定部を形成している。
また、この場合、本発明による実施例では、フレーム２内に複数の水素貯蔵タンク挿入部１０が形成されており、各水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入されている水素貯蔵タンク２０の中から少なくとも一つの水素貯蔵タンク２０が選択されて、選択された水素貯蔵タンク２０から燃料電池４０に水素が供給され、選択された水素貯蔵タンク２０の推定残留水素量が設置された水素量よりも低下したときには、水素貯蔵タンク挿入部１０内に挿入されている水素貯蔵タンク２０の中から次の少なくとも一つの水素貯蔵タンク２０が選択され、選択された次の水素貯蔵タンク２０から燃料電池４０に水素が供給される。
また、本発明による実施例では、この水素供給制御装置は、水素貯蔵タンク２０の推定残留水素量が、設置された水素量よりも低下したときに、水素貯蔵タンク２０を交換すべき表示を行う表示装置５７を有している。また、本発明による実施例では、水素流出部２３と反対側の水素貯蔵タンク２０の端部側に水素貯蔵タンク２０内の貯蔵水素の状態を検出するためのセンサ３３が配置されており、上述の残留水素量推定部は、センサ３３の検出信号に基づいて水素貯蔵タンク２０内の残留水素量を推定する。
一方、再び、図１および図４を参照すると、サービス提供移動体１には、燃料電池４０の出力端子に接続された電力供給端子８０、即ち、燃料電池４０の発生電力の供給端子８０が設けられている。また、水素流入通路２９からは水素流入枝通路８１が分岐され、サービス提供移動体１には、この水素流入枝通路８１に接続された水素の供給端子８２が設けられている。この水素流入枝通路８１内には電子制御ユニット５１により制御される流量制御弁８３が配置されている。このように、本発明による実施例では、外部に電力を提供し得るように、燃料電池４０の発生電力の供給端子８０がフレーム２上に設けられている。なお、図１に示される例では、燃料電池４０の発生電力の供給端子８０および水素の供給端子８２が、サービス提供空間３に面しているフレーム２上に設けられている。従って、図１に示される例では、サービス提供空間３内に設置されたサービス提供体は、燃料電池４０の発生電力を使用できるばかりでなく、水素を使用することができる。
１ サービス提供移動体
２ フレーム
３ サービス提供空間
６ 小型トレーラ
１０ 水素貯蔵タンク挿入部
２０ 水素貯蔵タンク
４０ 燃料電池

Claims (25)

  1. フレームと、フレームの底部に取り付けられた移動用車輪と、フレームに形成された複数個の水素貯蔵タンク挿入部と、フレーム内に配置された燃料電池とを具備しており、該水素貯蔵タンク挿入部に挿入された水素貯蔵タンクからの該燃料電池への水素供給サービスと、該水素貯蔵タンク挿入部に挿入された水素貯蔵タンクの貸し出しサービスと、該水素貯蔵タンク挿入部への使用済み水素貯蔵タンクの返却サービスと、該水素貯蔵タンク挿入部に挿入された水素貯蔵タンクの保管サービスとを提供可能なサービス提供移動体。
  2. 該水素貯蔵タンク挿入部に挿入された水素貯蔵タンク内の残留燃料量が検出され、検出された水素貯蔵タンク内の残留燃料量に基づいて、水素貯蔵タンクからの燃料電池への水素供給サービスおよび水素貯蔵タンクの貸し出しサービスが行われる請求項１に記載のサービス提供移動体。
  3. 該水素貯蔵タンク挿入部に挿入された水素貯蔵タンクの貸し出し要求があったときに、検出された水素貯蔵タンク内の残留燃料量に基づいて、貸し出し可能な水素貯蔵タンクが決定される請求項２に記載のサービス提供移動体。
  4. 水素貯蔵タンク挿入部の使用状態が記憶装置に記憶されており、該記憶装置に記憶されている水素貯蔵タンク挿入部の使用状態に基づいて、水素貯蔵タンクの返却サービスおよび水素貯蔵タンクの保管サービスが行われる請求項１に記載のサービス提供移動体。
  5. 該水素貯蔵タンク挿入部への使用済み水素貯蔵タンクの返却要求があったときに、該記憶装置に記憶されている水素貯蔵タンク挿入部の使用状態に基づいて、使用済み水素貯蔵タンクを挿入可能な水素貯蔵タンク挿入部が決定される請求項４に記載のサービス提供移動体。
  6. 該記憶装置が、管理サーバの電子制御ユニットに設けられており、該水素貯蔵タンク挿入部に挿入された水素貯蔵タンク内の残留燃料量が検出されると共に検出された残留燃料量が該記憶装置に記憶されており、該管理サーバと通信を行う通信装置を具備していて、該通信装置により該管理サーバと通信を行うことにより水素貯蔵タンクからの燃料電池への水素供給サービス、水素貯蔵タンクの貸し出しサービス、水素貯蔵タンクの返却サービスおよび水素貯蔵タンクの保管サービスが行われる請求項４に記載のサービス提供移動体。
  7. 上記フレームが水平軸線周りにおいて環状をなし、該フレームにより、該フレームの環状内周面を外縁とするサービス提供空間が形成され、該サービス提供空間内に設置されるサービス提供体に対して燃料電池により電力の供給が可能である請求項１に記載のサービス提供移動体。
  8. 該フレームが、対面配置されかつ帯状に延びる上方フレーム部分および下方フレーム部分と、対面配置された一対の側方フレーム部分とにより構成され、これら上方フレーム部分、下方フレーム部分および側方フレーム部分により四角形状のサービス提供空間が形成され、該水素貯蔵タンク挿入部が、該側方フレーム部分および該下方フレーム部分の少なくとも一方のフレーム部分に形成される請求項７に記載のサービス提供移動体。
  9. 該フレームが、帯状に延びる下方フレーム部分を具備しており、該下方フレーム部分の一端部には、駆動輪を有する小型トレーラが連結可能であり、該下方フレーム部分の他端部に従動輪が取り付けられている請求項７に記載のサービス提供移動体。
  10. 該フレーム上に、燃料電池の発生電力の供給端子が形成されている請求項７に記載のサービス提供移動体。
  11. 該フレーム上に、燃料電池の発生電力の供給端子および水素の供給端子が形成されている請求項１０に記載のサービス提供移動体。
  12. 該水素貯蔵タンク挿入部の奥部に燃料電池に接続された水素流入部が形成されており、
    水素貯蔵タンクを水素貯蔵タンク挿入部に挿入したときに該水素流入部に結合される水素流出部が水素貯蔵タンクの一端部に形成されていると共に水素貯蔵タンクの他端部に掌握可能なグリップが形成されており、該グリップを掌握することにより水素貯蔵タンク挿入部内への水素貯蔵タンクの挿入作業および該水素流入部と該水素流出部との結合作業が行われる請求項１に記載のサービス提供移動体。
  13. 該グリップを掌握して水素貯蔵タンクを回転させることにより、該水素流入部と該水素流出部との結合作業が行われる請求項１２に記載のサービス提供移動体。
  14. 該水素流入部が凸状をなすと共に該水素流出部が凹状をなしており、水素貯蔵タンクの
    凹状水素流出部を該凸状水素流入部上に嵌合することにより該水素流入部と該水素流出部とが結合される請求項１２に記載のサービス提供移動体。
  15. 該凹状水素流出部および該凸状水素流入部は、該凹状水素流出部を該凸状水素流入部上に嵌合した後に該凹状水素流出部を回転させると該凹状水素流出部が該凸状水素流入部上に結合される結合構造を有する請求項１４に記載のサービス提供移動体。
  16. 該結合構造がねじ構造からなる請求項１５に記載のサービス提供移動体。
  17. 水素貯蔵タンクを水素貯蔵タンク挿入部に挿入したときに水素貯蔵タンクの凹状の水素流出部を凸状の水素流入部に案内するための案内壁が水素貯蔵タンク挿入部に形成されている請求項１２に記載のサービス提供移動体。
  18. 案内壁が円筒状をなす請求項１７に記載のサービス提供移動体。
  19. 水素貯蔵タンクの他端部側に水素貯蔵タンク内の貯蔵水素の状態を検出するためのセンサが配置されている請求項１２に記載のサービス提供移動体。
  20. 水素貯蔵タンクの両端部が平坦面からなる請求項１２に記載のサービス提供移動体。
  21. 該水素流出部に水素貯蔵タンクからの水素の流出を制御する常時閉鎖型流出制御弁が配置されており、該水素流入部に該流出制御弁の開弁制御を行う開弁制御装置が配置される請求項１２に記載のサービス提供移動体。
  22. 水素貯蔵タンクから燃料電池への水素の供給を制御する水素供給制御装置を具備しており、該水素供給制御装置が、水素貯蔵タンク内の残留水素量を推定する残留水素量推定部を有しており、水素貯蔵タンク内の推定残留水素量に基づいて燃料電池への水素の供給を行う水素貯蔵タンクが選択される請求項１２に記載のサービス提供移動体。
  23. 該フレーム内に複数の水素貯蔵タンク挿入部が形成されており、各水素貯蔵タンク挿入部内に挿入されている水素貯蔵タンクの中から少なくとも一つの水素貯蔵タンクが選択されて、選択された水素貯蔵タンクから燃料電池に水素が供給され、選択された水素貯蔵タンクの推定残留水素量が設置された水素量よりも低下したときには、水素貯蔵タンク挿入部内に挿入されている水素貯蔵タンクの中から次の少なくとも一つの水素貯蔵タンクが選択され、選択された該次の水素貯蔵タンクから燃料電池に水素が供給される請求項２２に記載のサービス提供移動体。
  24. 水素供給制御装置は、水素貯蔵タンクの推定残留水素量が、設置された水素量よりも低下したときに、水素貯蔵タンクを交換すべき表示を行う表示部を有する請求項２２に記載のサービス提供移動体。
  25. 水素貯蔵タンクの他端部側に水素貯蔵タンク内の貯蔵水素の状態を検出するためのセンサが配置されており、該残留水素量推定部は、該センサの検出信号に基づいて水素貯蔵タンク内の残留水素量を推定する請求項２２に記載のサービス提供移動体。
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