(57)【要約】      （修正有）【課題】排出物がクリーンで、騒音値が低く、コンパクトで設置スペースが小さい電源システムを備えた交通管理システムを提供する。【解決手段】交通管理システム１は、燃料ガスｈを貯蓄する燃料ガス貯蓄装置２と、貯蓄した燃料ガスｈの供給を受け電力の発電を行う燃料電池装置３と、電力の供給を受け車両灯器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び歩行者灯器５Ａ、５Ｂを点滅させる交通信号機４、５と、を具備したことを特徴とする交通信号機非常用燃料電池としての電源システムを備えたものである。【選択図】図１
0003138954.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを貯蓄する燃料ガス貯蓄装置と、
前記貯蓄した燃料ガスの供給を受け電力の発電を行う燃料電池装置と、
前記電力の供給を受けて作動する交通信号機と、
を具備したことを特徴とする交通信号機非常用燃料電池としての電源システムを備えた交通管理システム。
【請求項２】
水素ガスを貯蓄する水素ボンベと、
前記貯蓄した水素ガスの供給を受け電力の発電を行う固体高分子型燃料電池と、
前記電力の供給を受けて発光ダイオードを用いた車両灯器を点滅させる交通信号機及び発光ダイオードを用いた歩行者灯器を点滅させる交通信号機と、
を具備したことを特徴とする交通信号機非常用燃料電池としての電源システムを備えた交通管理システム。
【請求項３】
燃料ガスを貯蓄する燃料ガス貯蓄装置と、
前記貯蓄した燃料ガスの供給を受け電力の発電を行う固体高分子型燃料電池及び固体高分子型燃料電池の運転・停止を制御する制御盤を備えた燃料電池装置と、
前記電力の供給を受けて発光ダイオードを用いた車両灯器を点滅させる交通信号機及び発光ダイオードを用いた歩行者灯器を点滅させる交通信号機と、
を具備したことを特徴とする交通信号機非常用燃料電池としての電源システムを備えた交通管理システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、排出物がクリーンで、騒音値が低く、コンパクトで設置スペースが小さく交通信号機非常用燃料電池としての電源システムを備えた交通管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における交通信号機用ディーゼルエンジン式発動発電機は、常用では商用電源を使用し、停電など商用電源が使用できないときは、非常用電源として、ディーゼルエンジンと発電機とを組み合わせた非常用発電設備を使用して発電をしていた。
【０００３】
特許文献１には、電力源を燃料電池装置とした交通信号機管理システムが提案されている。
【０００４】
しかし、特許文献１の交通信号機管理システムは、電力源を燃料電池装置とした交通信号機管理システムとして構成されてはいるが、それは、信号機システム、信号機を用いた情報提供収集方法、信号機を用いた情報提供収集プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供するものであり、本考案のように、排出物がクリーンで、騒音値が低く、電圧変動の少なく交通信号機非常用燃料電池としての電源システムを備えた交通管理システムではない。
【特許文献１】特開２００３−０２２４９３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の交通信号機用ディーゼルエンジン式発動発電機において、ディーゼルエンジンはＣＯ２、ＳＯｘ、ＮＯｘ、黒煙及び粒状物質等の大気汚染物質を排出することから対環境性が良好ではない。また、ディーゼルエンジンは、騒音レベルが高く、例えば、ディーゼルエンジンと発電機とを収納した筐体から数ｍ離れた場所においても、騒音レベルが７０ｄＢ程度と大きく、交差点近くの歩道上にこのシステムを置く場合、特に夜間など近隣の商店・民家から苦情を受ける場合があった。筐体に騒音対策を施すことも考えるが、このようにすると筐体が大きくなり、限られた設置スペースに設置するのは難しかった。更に歩道上への設置スペースは限られており、現状のものより更にコンパクトになることが望まれていた。
【０００６】
本考案は、排出物がクリーンで、騒音値が低く、電圧変動の少なく交通信号機非常用燃料電池としての電源システムを備えた交通管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る考案による交通管理システム１は、前記目的を達成するために、図１に示すように、燃料ガスｈを貯蓄する燃料ガス貯蓄装置２と、貯蓄した燃料ガスｈの供給を受け電力の発電を行う燃料電池装置３と、前記電力の供給を受け車両灯器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び歩行者灯器５Ａ、５Ｂを点滅させる交通信号機４、５とを備える。
【０００８】
交通管理システム１を、上述のように構成すると、燃料ガス貯蓄装置２と、燃料電池装置３と、交通信号機４、５とを備えるので、燃料ガス貯蓄装置２に貯蓄した燃料ガスｈを燃料電池装置３に供給し、燃料電池装置３により電力を発電して、この電力を交通信号機４、５に供給して交通信号機４、５を作動させ、交通現場で交通信号機４、５による交通整理を行うことができる。
そして、燃料電池装置３は、排出物がクリーンで、騒音値が低く、コンパクトな設計とすることができるので、排出物がクリーンで、騒音値が低く、コンパクトで設置スペースが小さく、電圧変動の少ない交通信号機非常用燃料電池としての電源システムを備えた交通管理システム１とすることができる。燃料電池装置３が発電する電力は、典型的には非常用電力として使用される。
【０００９】
特に燃料ガスｈを水素とした場合は、排出物は生成水ｗのみで、極めてクリーンな電源システムとなり、電力消費量の少ない発光ダイオード（以下ＬＥＤと略記する）式灯器を使用した交通信号機４、５と組み合わせることにより、環境負荷低減型の交通管理システム１を構築することができる。
【００１０】
更に、この交通管理システム１は、交通信号機４、５を備えるので、電力を交通信号機４、５に供給し、交通信号機４、５の車両灯器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び歩行者灯器５Ａ、５Ｂを各々点滅させ、交通現場で交通信号機４、５による交通整理を行うことができる。
【００１１】
請求項２に係る考案による交通管理システム１は、前記目的を達成するために、図１に示すように、水素ガスｈを貯蓄する水素ボンベ６、７と、貯蓄した水素ガスｈの供給を受け電力の発電を行う固体高分子型燃料電池１９と、前記電力の供給を受けＬＥＤを用いた車両灯器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び歩行者灯器５Ａ、５Ｂを点滅させる交通信号機４、５とを備える。
請求項２に係る考案による交通管理システム１によっても、排出物がクリーンで、騒音値が低く、電圧変動の少なく交通信号機非常用燃料電池を使用した電源システムを備え、ＬＥＤを用いた車両灯器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び歩行者灯器５Ａ、５Ｂを具備する交通信号機４、５を作動させる交通管理システムを実現できる。
【００１２】
請求項３に係る考案による交通管理システム１は、前記目的を達成するために、燃料ガスｈを貯蓄する燃料ガス貯蓄装置２と、前記貯蓄した燃料ガスｈの供給を受け電力の発電を行う固体高分子型燃料電池１９及び商用電源２３の停電／復電を検出して固体高分子型燃料電池１９の運転・停止等を制御する制御盤２０を収容する燃料電池装置３と、前記電力の供給を受けＬＥＤを用いた車両灯器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び歩行者灯器５Ａ、５Ｂを点滅させる交通信号機４、５とを備える。
請求項３に係る考案による交通管理システム１によっても、前記請求項２記載の考案の場合と同様、ＬＥＤを用いた車両灯器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、歩行者灯器５Ａ、５Ｂを包含してこれらを点滅させる交通信号機構成として、排出物がクリーンで、騒音値が低く、電圧変動の少なく交通信号機非常用燃料電池を使用した電源システムを備えた交通管理システムを実現できる。
【考案の効果】
【００１３】
以上のように構成した本考案によれば、燃料ガス貯蓄装置と燃料電池装置と交通信号機とを設けたので、燃料ガス貯蓄装置に貯蓄した燃料ガスを燃料電池装置に供給し、燃料電池装置に電力の発電を行わせ、電力を交通信号機に供給し交通信号機を作動させ、交通現場で交通信号機による交通整理を行うことができる。燃料電池装置は、排出物がクリーンで、騒音値が低く、コンパクトな設計とすることができるので、排出物がクリーンで、騒音値が低く、コンパクトで設置スペースが小さく、特にＬＥＤを用いた交通信号機を使用する場合に好適な電源システムを備えた交通管理システムとすることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
本考案は、排出物がクリーンで、騒音値が低く、電圧変動の少なく交通信号機非常用燃料電池を使用した電源システムを備えた交通管理システムを提供するという目的を、燃料ガスを貯蓄する燃料ガス貯蓄装置と、前記貯蓄した燃料ガスの供給を受け電力の発電を行う燃料電池装置と、前記電力の供給を受けて作動する交通信号機と、を備える構成により実現した。
【実施例】
【００１５】
以下、本考案の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本考案の実施例に係る交通信号機非常用燃料電池としての電源システムを備えた交通管理システム１の構成を示すブロック図である。
この交通管理システム１は、燃料ガス貯蓄装置２と、燃料電池装置３と、車両灯器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び歩行者灯器５Ａ、５Ｂを備える交通信号機４、５とを備える。この交通管理システム１は、典型的に交通現場に常設され、非常用として使用される。
【００１７】
なお、前記各部を備えたこの交通管理システム１の燃料ガス貯蓄装置２と、燃料電池装置３を図１に示す例えばキュービクル構造の建屋２５中に収納するような構成とし、その中において、人間が移動可能なように形成し構成するか否かは自在である。
【００１８】
前記燃料ガス貯蓄装置２は、燃料ガス容器としての一対の水素ボンベ６、７と、手動弁９、１０と、水素ガス緊急遮断弁１１、１２と、水素ガス自動切替弁１５と、水素ガス調圧弁（水素ガス自動切替弁１５に付属）１６と、燃料ガス貯蓄装置２と燃料電池装置３とを接続する水素供給ライン１８と、窒素ボンベ８と、水素センサ１７とを備える。
【００１９】
前記水素ボンベ６、７は、燃料ガスとしての水素ガスｈを貯える。水素供給ライン１８は、各水素ボンベ６、７の出口６Ａ、７Ａに接続される２本の分岐ライン１３、１４と各水素ボンベ６、７のうちどちらか一方から水素ガスｈを固体高分子型燃料電池１９に供給する水素供給ライン１８とを含んで構成される。各分岐ライン１３、１４には、水素ボンベ６、７を分岐ライン１３、１４から分離可能とする手動弁９、１０がそれぞれ設置されている。手動弁９、１０は、燃料電池装置３の運転中は開となっているが、水素ボンベ６、７を燃料ガス貯蓄装置２から取り外す場合は、閉とする。
【００２０】
前記水素ガス自動切替弁１５の各接続口は、水素供給ライン１８、分岐ライン１３、１４に接続されている。水素ガス自動切替弁１５は、分岐ライン１３から水素供給ライン１８に流れる開閉位置ａ１と、分岐ライン１４から水素供給ライン１８に流れる開閉位置ａ２との間の切替が自動的に行われるよう構成されている。切替は水素ボンベ６の圧力と水素ボンベ７の圧力の差が予め設定された圧力以上になった場合に、各水素ボンベ６、７の図示しない水素ガス圧力センサにより検知して圧力の小さいボンベから圧力の大きいボンベに自動的に機械的に行われる。
【００２１】
前記水素ガス調圧弁（水素ガス自動切替弁１５に付属）１６は、固体高分子型燃料電池１９に供給される水素ガスｈの供給圧力を図示しない燃料供給圧力センサで検知して、制御盤２０からの制御信号ｉ１で調整している。
【００２２】
前記水素センサ１７は、燃料ガス貯蓄装置２及び燃料電池装置３内の水素ガスの濃度が危険値に達したことを検知し、水素検出信号ｉ３を制御盤２０に送る。
制御盤２０は、水素検出信号ｉ３を受けて作動信号ｉ２を水素ガス緊急遮断弁１１、１２に送り、窒素ボンベ８から窒素ガスにより、水素ボンベ６、７からの供給を遮断する。
【００２３】
また、換気ファン装置２２は、制御盤２０から作動信号ｉ４を受け作動し、燃料電池装置３の換気を行う。
【００２４】
前記燃料電池装置３は、固体高分子型燃料電池１９と、制御盤２０と、無停電電源装置２１と、換気ファン装置２２と、水素センサ１７と、図示しないが温度センサと、ヒータと、燃料供給圧力センサと、水素ボンベ圧力センサと、窒素ガス圧力センサ等とを備える。
【００２５】
前記固体高分子型燃料電池１９は、固体高分子型燃料電池１９のアノード側（不図示）に水素ガス調圧弁１６から水素ガスｈが供給され、カソード側（不図示）に酸化剤ガスとしての空気（不図示）が大気から供給される。固体高分子型燃料電池１９は、水素と空気中の酸素との電気化学反応により直流電力を発電する。固体高分子型燃料電池１９からは水素と酸素より生成される生成水ｗが排出される。
【００２６】
なお、固体高分子型燃料電池１９は、直流電力を発電するが、この直流電力を図示しないＤＣ／ＡＣインバータを付加して交流電力に変換し、交流電力を交通信号機４及び交通信号機５に供給する構成とする。
【００２７】
前記制御盤２０は、商用電源２３の停電／復電を検出して、信号制御器２４を介して交通管理システム１の運転／停止を制御する。燃料供給圧力センサ、水素ボンベ圧力センサ、窒素ガス圧力センサ、温度センサ、水素センサ等からの作動信号を受け各種の制御をする。
【００２８】
前記無停電電源装置２１は、商用電源２３（例えば、ＡＣ１００Ｖ）の停電時に制御盤２０の起動用電力を供給する。通常は商用電源２３から電力を受け充電されている。
【００２９】
前記固体高分子型燃料電池１９は、空冷式であっても良い。また、固体高分子型燃料電池１９は、貯湯槽（図示せず）を備え、この貯湯槽は、固体高分子型燃料電池１９に供給され、固体高分子型燃料電池１９を冷却した後に排出される温水（図示せず）を冷却する冷却水（図示せず）を貯えるものであっても良い。
【００３０】
前記燃料電池装置３、交通信号機４、５の電気的仕様として、例えば交通信号機４、５としては、１個当たり約１０ＷのＬＥＤを使用し、交通信号機４の車両灯器８灯で約８０Ｗ、交通信号機５の歩行者灯器８灯で約８０Ｗ、信号制御器２４は約３０Ｗ、固体高分子型燃料電池１９のベース負荷１８０Ｗで合計約３７０Ｗ、固体高分子型燃料電池１９の出力約１ｋＷの構成例を挙げることができる。
【００３１】
次に、図１を参照し、本実施の形態の作用について説明する。
前記交通管理システム１の起動前に、水素ガス自動切替弁１５は、開閉位置ａ１または開閉位置ａ２のいずれかの開閉位置にある。
【００３２】
前記水素ボンベ６、７には、水素ガスｈが十分充填されており、ここでは水素ガス自動切替弁１５の開閉位置をａ１に設定する場合で説明する。また、水素ガス調節弁１６は、閉の位置にある。交通管理システム１の起動により、制御盤２０から制御信号ｉ１が水素ガス調節弁１６に送られ、この水素ガス調節弁１６が開となる。
【００３３】
前記水素ガス調節弁１６が開となることにより、前記水素ボンベ６から水素ガス自動切替弁１５を介して、水素ガスｈが供給される。水素ガスｈは、水素ガス調節弁１６によって供給圧力が調節されて、水素供給ライン１８を経て固定高分子型燃料電池１９に供給される。
固定高分子型燃料電池１９は、水素と空気中の酸素の電気化学的反応により電力を発電する。発電された電力は、制御盤２０、信号制御器２４を介して交通信号機４、交通信号機５に供給され、これらが作動する。
【００３４】
運転中に、水素ボンベ６の圧力が低下した場合には、水素ガス自動切替弁１５の開閉位置がａ１からａ２に自動的に機械的に切り替わり、水素ボンベ７から水素ガスｈが固定高分子型燃料電池１９に供給される。
【００３５】
以上のように本実施の形態の交通管理システム１によれば、クリーンで静寂な燃料電池装置３を電源として使用することにより、環境性の高い交通管理システム１の構築が可能となる。燃料である水素ガスｈを収納する水素ボンベ６、７を燃料電池装置３と一体のシステムとして構成しているため、交通管理システム１のコンパクト化が可能であり、交通管理システム１の燃料ガス貯蓄装置２や燃料電池装置３を、例えば交差点付近の歩道近傍にも設置可能である。交通管理システム１の運転時の排出物は、主として、燃料水素と空気中の酸素より生成されたる生成水ｗであり、極めてクリーンな発電システムを備える交通管理システム１とすることができる。
【００３６】
また、純水素を燃料とする固体高分子型燃料電池１９は、起動時間が短く（例えば１分以内）、停電が発生してから短時間に交通信号機４、５に電源を投入できるため、本実施例の交通管理システム１は、バッテリを持たなくても、停電が発生した場合に、固体高分子型燃料電池１９により短時間で交通信号機４、５に電力を供給して、運転することができる。
【００３７】
現在流通性の高い水素ボンベ６、７の圧力は、１５ＭＰＡであるが７０ＭＰＡの超高圧ボンベの商用化が進みつつある。この超高圧ボンベを使用すれば、同一電源容量に対して交通管理システム１の全体の大きさを従来のディーゼル式発電機を使用した電源システムの大きさの２／３以下にすることが可能である。
【００３８】
また、本実施の形態の交通管理システム１においては、上述した燃料ガス貯蓄装置２における水素ボンベ６、７、水素センサ１７等を、図２に示すように、前記建屋２５と別置のボンベ用筐体３０内に配置する構成とすることも可能である。
【００３９】
このボンベ用筐体３０は、箱形状に構成され、その内部に水素ボンベ６、７を収納するとともに、天井壁３１に水素センサ１７を配置し、側面壁３２の下部に換気口３２Ａを設け、背面側に搬入、搬出用の背面扉３３を設けた構造としている。
【００４０】
このような水素ボンベ６、７を別置として交通管理システム１を構成した場合にも、既述した場合と同様な効果を発揮させることができる。
【００４１】
なお、本実施の形態の交通管理システム１の燃料ガス貯蓄装置２、燃料電池装置３、建屋２５、更には、前記ボンベ用筐体３０等の実際の構築に際しては、電気事業法施行規則第４８条第４項５号に定める発電用の電気工作物として、電気事業法第３９条第１項の規定に基づく発電用火力設備に関する技術基準を定める省令第３０条乃至３５条の燃料電池設備の材料、燃料電池設備の構造、安全弁、ガスの漏洩対策、非常停止装置、燃料ガスの置換等に関する規定や、消防法施行令第５条及び第５条の２の規定に基づく対象火気設備等の位置、構造及び管理並びに対象火気器具等の取扱いに関する条例第１２条の振動又は衝撃に対する構造に関する規定、同条例第１６条の対象火気設備等の位置、構造及び管理に関する規定等に留意するものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本考案によれば、排出物がクリーンで、騒音値が低く、コンパクトで設置スペースが小さい態様で交通管理システム１用の電源システムを構成できるので、交通信号機等への適用の他、その他の諸種の場所における電源システムとして広範に応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本考案の実施例に係る交通管理システムの配管系及び制御系を示す概略構成図である。
【図２】本考案の実施例に係る交通管理システムの水素ボンベを別置構成としてボンベ用筐体に収納した状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    交通管理システム
２    燃料ガス貯蓄装置
３    燃料電池装置
４    交通信号機
４Ａ〜４Ｃ  車両灯器
５    交通信号機
５Ａ、５Ｂ  歩行者灯器
６    水素ボンベ
６Ａ  出口
７    水素ボンベ
７Ａ  出口
８    窒素ボンベ
９    手動弁
１０    手動弁
１１    水素ガス緊急遮断弁
１２    水素ガス緊急遮断弁
１３    分岐ライン
１４    分岐ライン
１５    水素ガス自動切替弁
１６    水素ガス調圧弁
１７    水素センサ
１８    水素供給ライン
１９    固体高分子型燃料電池
２０    制御盤
２１    無停電電源装置
２２    換気ファン装置
２３    商用電源
２４    信号制御器
２５    建屋
３０    ボンベ用筐体
３１    天井壁
３２    側面壁
３２Ａ  換気口
３３    背面扉
ｉ１    制御信号
ｉ２    作動信号
ｉ３    水素検出信号
ｉ４    作動信号
【図１】
0003138954.tif 000003
【図２】
0003138954.tif 000004