(57)【要約】      （修正有）【課題】水素を内封する中空ガラス体を複数備える水素供給装置において、各中空ガラス体に封入された水素を有効利用する技術を提供する。【解決手段】水素供給装置１０であって、内部に水素が封入されており、所定波長を含む光が照射されることにより水素が透過可能となる複数の中空ガラス体１５と、各中空ガラス体を保持するための保持部と、光を照射することが可能であって、保持部に保持される全ての中空ガラス体に対して、光を照射することが可能な位置に配置される照射部１４とを備え、照射部から光の照射を受けた中空ガラス体から、内部に封入された水素が放出される。【選択図】図２
2008014436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素供給装置であって、
内部に水素が封入されており、所定波長を含む光が照射されることにより前記水素が透過可能となる複数の中空ガラス体と、
各中空ガラス体を保持するための保持部と、
前記光を照射することが可能であって、前記保持部に保持される全ての中空ガラス体に対して、前記光を照射することが可能な位置に配置される照射部と、
を備え、
前記照射部から前記光の照射を受けた前記中空ガラス体から、内部に封入された前記水素が放出されることを特徴とする水素供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水素供給装置において、
各中空ガラス体は、
チューブ状であって、曲部を有することを特徴とする水素供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水素供給装置において、
各中空ガラス体は、
コイル状に巻かれていることを特徴とする水素供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水素供給装置において、
各中空ガラス体は、螺旋状に巻かれていることを特徴とする水素供給装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の水素供給装置において、
各中空ガラス体は、
前記照射部の周りに巻かれて配置されていることを特徴とする水素供給装置。
【請求項６】
請求項１に記載の水素供給装置において、
各中空ガラス体は、チューブ状であって、
各中空ガラス体を集合させて束状に形成したことを特徴とする水素供給装置。
【請求項７】
請求項６に記載の水素供給装置において、
前記照射部は、束状に形成された各中空ガラス体の各側面に対して、前記光を照射することが可能な位置に配置されていることを特徴とする水素供給装置。
【請求項８】
請求項６に記載の水素供給装置において、
前記照射部は、束状に形成された各中空ガラス体の端部に対して、前記光を照射することが可能な位置に配置されていることを特徴する水素供給装置。
【請求項９】
請求項８に記載の水素供給装置において、
各中空ガラス体の前記端部は、平坦に形成されていることを特徴とする水素供給装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の水素供給装置において、
前記照射部は、水素供給装置の外部からの水素要求量に基づいて、特定の中空ガラス体を対象として、前記光を照射することを特徴とする水素供給装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の水素供給装置において、
各中空ガラス体のうち、前記水素の放出が完了した放出完了ガラス体を検知するガラス体検知部を備え、
前記照射部は、各中空ガラス体のうち、前記放出完了ガラス体を除いた中空ガラス体を対象として、前記光を照射することを特徴とする水素供給装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の水素供給装置において、
前記ガラス体検知部は、
前記照射部によって前記光が照射された時間に基づいて、各中空ガラス体において、前記放出完了ガラス体を検知することを特徴とする水素供給装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の水素供給装置において、
前記光は、赤外線であることを特徴とする水素供給装置。
【請求項１４】
内部が中空な中空ガラス体であって、
チューブ状であって、コイル状に巻かれおり、内部に水素が封入されている共に、所定波長を含む光が照射されることにより前記水素が透過可能となることを特徴とする中空ガラス体。
【請求項１５】
水素供給装置であって、
請求項１４に記載の中空ガラス体と、
前記中空ガラス体を保持するための保持部と、
前記中空ガラス体に前記所定波長を含む光を照射することが可能な照射部と、
を備えることを特徴とする水素供給装置。
【請求項１６】
燃料電池システムであって、
請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の水素供給装置と、
前記水素供給装置から燃料ガスとして水素が供給される燃料電池と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に水素が貯蔵される中空ガラス体を備えた水素供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば水素は燃料電池などに用いられ、貴重なエネルギ源として使用される機会が増えており、水素を供給するための水素供給装置の開発がなされている。そして、この水素供給装置の新たな技術として、内部が中空なガラス体（以下では、中空ガラス体と呼ぶ。）に水素を封入し、赤外線を照射することで、中空ガラス体から水素を放出させて、その水素を外部の所定の装置に供給する技術が検討されている（下記特許文献１，２参照）。このような水素供給装置としては、内部に水素が封入されている複数の中空ガラス体を束ねた中空ガラス体束と、その中空ガラス体束の外側面に設けられる熱線とを備え、熱線から中空ガラス体束に赤外線を照射することにより、中空ガラス体束から水素を放出させる装置が開示されている（下記非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】A.F.Chabak "Developing Hydrogen Accumulation with High Capacity and Instant Supplying it to Fuel Cells" International Forum  6-10 February 2006 Moscow
【非特許文献２】Douglas B. Rapp,James E.Shelby "Photo-induced hydrogen outgassing of glass" Journal of Non-Crystalline Solids 349(2004) p.254-259
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記非特許文献１に記載の技術では、中空ガラス体束の外側面に熱線が設けられているので、その熱線から発せられる赤外線は、中空ガラス体束の外周部に位置する中空ガラス体には届くが、中空ガラス体束の内部の中空ガラス体に届かないおそれがあり、中空ガラス体束の内部に位置する中空ガラス体からは、水素が放出されないおそれがあった。従って、中空ガラス体に封入された水素が有効利用されないおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、水素を内封する中空ガラス体を複数備える水素供給装置において、各中空ガラス体に封入された水素を有効利用する技術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】
【０００６】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の第１の水素供給装置では、
水素供給装置であって、
内部に水素が封入されており、所定波長を含む光が照射されることにより前記水素が透過可能となる複数の中空ガラス体と、
各中空ガラス体を保持するための保持部と、
前記光を照射することが可能であって、前記保持部に保持される全ての中空ガラス体に対して、前記光を照射することが可能な位置に配置される照射部と、
を備え、
前記照射部から前記光の照射を受けた前記中空ガラス体から、内部に封入された前記水素が放出されることを要旨とする。
【０００７】
上記構成の水素供給装置によれば、全ての中空ガラス体に対して、光を照射することが可能であるので、各中空ガラス体に封入された水素を有効利用することが可能となる。
【０００８】
上記水素供給装置において、
各中空ガラス体は、
チューブ状であって、曲部を有することが好ましい。
【０００９】
このようにすれば、中空ガラス体を所定の単位区間に収納することが可能となる。
【００１０】
なお、「チューブ状」とは、紐状、繊維状、糸状、棒状などの概念を含むものである。また、上記中空ガラス体は、チューブ状であった場合においても、端部が閉じられており、内部に封入されている水素は、端部から放出されることはない。
【００１１】
上記水素供給装置において、
各中空ガラス体は、コイル状に巻かれていることが好ましい。
【００１２】
このようにすれば、各中空ガラス体をコンパクトに形成することができる。なお、「コイル状に巻かれる」とは、三角形、四角形などの多角形状や、環状、または、略環状（半環状など）に巻かれた状態を含む概念である。
【００１３】
上記水素供給装置において、
各中空ガラス体は、螺旋状に巻かれていることが好ましい。
【００１４】
このようにすれば、中空ガラス体をコンパクトに形成することができると共に、各中空ガラス体をコイル状に形成することが容易となる。
【００１５】
上記水素供給装置において、
各中空ガラス体は、前記照射部の周りに巻かれて配置されていることが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、照射部の設置スペースを確保することができる。
【００１７】
上記水素供給装置において、
各中空ガラス体は、チューブ状であって、
各中空ガラス体を集合させて束状に形成するようにしてもよい。
【００１８】
このようにすれば、水素供給装置において、デッドスペースを抑制することが可能となる。
【００１９】
上記水素供給装置において、
前記照射部は、束状に形成された各中空ガラス体の各側面に対して、前記光を照射することが可能な位置に配置されていることが好ましい。
【００２０】
このようにすれば、光を精度よく中空ガラス体に照射することができる。
【００２１】
上記水素供給装置において、
前記照射部は、束状に形成された各中空ガラス体の端部に対して、前記光を照射することが可能な位置に配置されていることが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、照射部の配置の自由度を向上させることができる。
【００２３】
上記水素供給装置において、
各中空ガラス体の前記端部は、平坦に形成されていることが好ましい。
【００２４】
このようにすれば、照射部から光が中空ガラス体に照射された場合に、乱反射することを抑制することができる。
【００２５】
上記水素供給装置において、
前記照射部は、水素供給装置の外部からの水素要求量に基づいて、特定の中空ガラス体を対象として、前記光を照射することが好ましい。
【００２６】
このようにすれば、水素要求量に基づく水素量を供給することが可能となる。
【００２７】
上記水素供給装置において、
各中空ガラス体のうち、前記水素の放出が完了した放出完了ガラス体を検知するガラス体検知部を備え、
前記照射部は、各中空ガラス体のうち、前記放出完了ガラス体を除いた中空ガラス体を対象として、前記光を照射することが好ましい。
【００２８】
このようにすれば、水素要求量分の水素量に対して、供給する水素量が減少することを抑制することができる。
【００２９】
上記水素供給装置において、
前記ガラス体検知部は、
前記照射部によって前記光が照射された時間に基づいて、各中空ガラス体において、前記放出完了ガラス体を検知することが好ましい。
【００３０】
このようにすれば、他の検出器（圧力計や流量計等）を用いることなく、容易に放出完了ガラス体を検知することが可能となる。
【００３１】
上記水素供給装置において、
前記光は、赤外線であることが好ましい。また、この赤外線は、２〜３μｍの波長を含むことが好ましい。
【００３２】
このようにすれば、中空ガラス体から内部の水素を放出することが可能となる。
【００３３】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の中空ガラス体は、
内部が中空な中空ガラス体であって、
チューブ状であって、コイル状に巻かれおり、内部に水素が封入されている共に、所定波長を含む光が照射されることにより前記水素が透過可能となることを要旨とする。
【００３４】
上記構成の中空ガラス体によれば、中空ガラス体をコンパクトに形成することができ、省スペースで多くの水素を貯蔵することが可能となる。
【００３５】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の第２の水素供給装置は、
水素供給装置であって、
上記中空ガラス体と、
前記中空ガラス体を保持するための保持部と、
前記中空ガラス体に前記所定波長を含む光を照射することが可能な照射部と、
を備えることを要旨とする。
【００３６】
上記構成の水素供給装置によれば、小型化を実現できると共に、多くの水素を供給することが可能である。
【００３７】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の燃料電池システムは、
上記水素供給装置と、
前記水素供給装置から燃料ガスとして水素が供給される燃料電池と、
を備えることを要旨とする。
【００３８】
上記構成の燃料電池システムによれば、各中空ガラス体に封入された水素を有効利用することが可能な水素供給装置を用いているので、水素供給装置を小型化、軽量化することができ、燃料電池システム全体においても、装置を小型化、軽量化することができる。
【００３９】
なお、本発明は、上記した水素供給装置や燃料電池システムなどの態様に限ることなく、上記水素供給装置を備える水素自動車などの他の装置発明としての態様で実現することも可能である。また、これら装置発明の態様に限ることなく、水素供給方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。さらには、それら方法や装置を構築するためのコンピュータプログラムとしての態様や、そのようなコンピュータプログラムを記録した記録媒体としての態様や、上記コンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など、種々の態様で実現することも可能である。
【００４０】
また、本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、上記装置の動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき次の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．燃料電池システム１０００の構成：
Ａ２．水素供給装置１０の構成：
Ａ３．水素供給処理：
Ｂ．第２実施例：
Ｂ１．水素供給装置１０Ａの構成：
Ｂ２．水素供給処理：
Ｃ．第３実施例：
Ｃ１．水素供給装置１０Ｂの構成：
Ｄ．変形例：
【００４２】
Ａ．第１実施例：
Ａ１．燃料電池システム１０００の構成：
図１は、本発明の第１実施例としての水素供給装置１０を備えた燃料電池システム１０００の構成を示すブロック図である。この燃料電池システム１０００は、水素供給装置１０の他、燃料電池１００と、ブロワ３０と、水素循環ポンプ５０と、パージ弁８０と制御回路４００と、を備えている。
【００４３】
燃料電池１００は、固体高分子型の燃料電池であり、構成単位である単セル（以下単にセルと呼ぶ。）を複数積層したスタック構造を有している。各セルは、電解質膜（図示せず）を挟んでアノード（図示せず）とカソード（図示せず）とを配置した構成となっている。燃料電池１００は、各々のセルのアノード側に水素を含有する燃料ガスを供給し、カソード側に酸素を含有する酸化ガスを供給することで、電気化学反応が進行し、起電力を生じる。燃料電池１００は、生じた電力を燃料電池１００に接続される所定の負荷装置（例えば、モータや蓄電池。）に供給する。なお、燃料電池１００としては、上記した固体高分子型燃料電池の他、水素分離膜型燃料電池や、アルカリ水溶液電解質型や、リン酸電解質型や、あるいは溶融炭酸塩電解質型等、種々のタイプの燃料電池を用いることができる。以下では、燃料電池１００において、燃料ガスが流れる流路をアノード流路４５と呼び、酸化ガスが流れる流路をカソード流路３５と呼ぶ。
【００４４】
本発明の特徴部分である水素供給装置１０は、高圧の水素ガスを供給するための装置であり、燃料ガス供給流路４４を介して燃料電池１００のアノード流路４５に接続されている。この水素供給装置１０についての詳細は後述する。水素供給装置１０から供給される水素は、燃料ガスとして燃料ガス供給流路４４を介して燃料電池１００に供給される。
【００４５】
燃料電池１００のアノード流路４５は、燃料ガス排出流路４６と接続され、この燃料ガス排出流路４６上には、パージ弁８０が設けられている。燃料電池システム１０００の運転中において、パージ弁８０を定期的に開弁することで、アノードで電気化学反応に供された後の燃料ガスは、定期的に、燃料ガス排出流路４６、パージ弁８０を介し外部へ排出される。
【００４６】
燃料ガス排出流路４６において、パージ弁８０よりも燃料ガスを排出する流れ方向に対して上流側の位置から、燃料ガス供給流路４４へ接続されるガス循環流路４７が設けられている。このガス循環流路４７上には、水素循環ポンプ５０が設けられる。アノードで電気化学反応に供された後、燃料電池１００から燃料ガス排出流路４６に排出された燃料ガスは、この水素循環ポンプ５０によってガス循環流路４７を介して燃料ガス供給流路４４に導入される。ガス循環流路４７は、燃料ガスを循環させる役割を担っており、以上のようにして、燃料ガスに含まれる水素ガスは、循環して、燃料ガスとして再び発電に使用される。
【００４７】
ブロワ３０は、酸化ガス供給流路３４を介して燃料電池１００のカソード流路３５に接続されている。ブロワ３０で圧縮された空気は、酸化ガスとして燃料電池１００のカソード流路３５を介してカソードに供給される。また、燃料電池１００のカソード流路３５は、酸化ガス排出流路３６と接続されており、カソードで電気化学反応に供された後の酸化ガスは、酸化ガス排出流路３６に排出される。
【００４８】
制御回路４００は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵ（図示せず）と、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ（図示せず）と、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ（図示せず）と、各種信号を入出力する入出力ポート（図示せず）等を備え、水素供給装置１０、ブロワ３０、水素循環ポンプ５０、パージ弁８０などの燃料電池システム１０００に関する種々の制御を行う。
【００４９】
Ａ２．水素供給装置１０の構成：
図２は、本発明の第１実施例としての水素供給装置１０の概略構成を示す説明図である。本実施例の水素供給装置１０は、図２に示すように、水素貯蔵容器としての中空ガラス集合体２０と、シールパッキン１３と、中空ガラス集合体２０の内部に挿入される赤外線ランプ１４と、形状が直方体であり、中空ガラス集合体２０および赤外線ランプ１４を収納するための収納体１１と、供給装置制御回路２００と、収納蓋１２とを備えている。なお、水素供給装置１０において、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向を図２に示すように定める。
【００５０】
この水素供給装置１０では、後述のように、中空ガラス集合体２０の内部の空洞に赤外線ランプ１４が挿入されて配置される。この赤外線ランプ１４は、供給装置制御回路２００と接続される。供給装置制御回路２００は、収納蓋１２の略中央部に取り付けられて固定されている。収納蓋１２と収納体１１との間には、水素のリークを防止するためのシールパッキン１３が介装され、これらが、ボルト締めされることにより、密閉される。この際、収納体１１の内部において、中空ガラス集合体２０は、収納蓋１２（供給装置制御回路２００）と、収納蓋１２と対向する収納体１１の面との間の押圧力（ｚ方向）によって保持される。
【００５１】
図３は、中空ガラス集合体２０の概略構成を示す説明図である。図３（ａ）は、中空ガラス集合体２０の外面構成を示すと共に、赤外線ランプ１４が中空ガラス集合体２０の内部に挿入された状態を示す図である。図３（ｂ）は、点Ｉを通るｘ−ｙ平面をｚ方向に向かって見た図（点Ｉを通るｘ−ｙ平面図）である。図３（ｃ）は、中空ガラス集合体２０において、中空ガラス体１５を巻くための芯材であり、内部の長手方向（ｚ方向）に空隙を有するボビン１６を示す図である。
【００５２】
中空ガラス集合体２０は、ボビン１６と、複数の中空ガラス体１５とから構成される。中空ガラス体１５は、細長い紐状（若しくは、繊維状）であり、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を主成分とし、鉄系材料（例えば、Ｆｅ３Ｏ４）を含む中空なガラスからなり、この内部には、水素が高圧封入されている。この中空ガラス集合体２０は、ボビン１６に各中空ガラス体１５が巻き付けられて円柱状に形成される。この場合、各中空ガラス体１５は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ボビン１６の左側からｚ方向（右側）に向けて、ボビン１６の所定領域ごとに螺旋状（若しくは、渦状）に繰り返し巻かれて形成される。各中空ガラス体１５において、図３（ｂ）に示すように、端部は、それぞれ押圧されてヒレ状に形成されている。また、中空ガラス集合体２０の各中空ガラス体１５において、図３（ａ）の左側からｚ方向に向かって順番に、それぞれ中空ガラス体１５ａ、中空ガラス体１５ｂ、中空ガラス体１５ｃ、・・・、中空ガラス体１５ｊとも呼ぶ。さらに、中空ガラス集合体２０において、各中空ガラス体１５の巻き付けが緩まないように、ボビン１６に対して外側の端部付近は、接着剤により接着されている。
【００５３】
なお、中空ガラス集合体２０において、中空ガラス体１５の数、中空ガラス体１５の長さ、および、中空ガラス体１５に封入される水素量（水素圧）は、燃料電池システム１０００、または、水素供給装置１０の具体的な設計に応じて任意に設定される。
【００５４】
図４は、中空ガラス集合体２０の内側に配置された赤外線ランプ１４の動作を説明するための図である。赤外線ランプ１４は、円柱形であり、後述する供給装置制御回路２００からの指示に基づいて、２〜３μｍ（特に、２．７μｍ）の波長を含有する赤外線（以下では、単に赤外線と呼ぶ。）を全表面から放射可能である。この赤外線ランプ１４は、複数の区間に分けられ、このうちの任意の区間で、赤外線を一定強度で放射可能である。赤外線ランプ１４におけるこれらの区間を、図４の左からｚ方向（右側）に向かって順番に、それぞれ点灯領域１４ａ、１４ｂ、・・・、１４ｊとも呼ぶ。そして、赤外線ランプ１４において、これら複数の区間（点灯領域１４ａ〜１４ｊ）は、各中空ガラス体１５（中空ガラス体１５ａ〜中空ガラス体１５ｊ）のｙ方向への投影面とそれぞれ重なる位置に対応している（図４参照）。これにより、赤外線ランプ１４の任意の点灯領域において赤外線を放射すると、点灯領域に対応した中空ガラス体１５（の内側部分）に対して、赤外線が照射される。例えば、図４に示すように、赤外線ランプ１４において、点灯領域１４ｅから赤外線を放射すると、中空ガラス体１５ｅ（の内側部分）に対して赤外線が照射される。
【００５５】
中空ガラス集合体２０の中空ガラス体１５は、赤外線ランプ１４から赤外線を照射されると、内部に封入してある水素を外部に放出する。この水素放出のメカニズムは、以下の通りである。すなわち、中空ガラス体１５において、赤外線ランプ１４から赤外線を照射されていない場合には、中空ガラス体１５に変化はなく、中空ガラス体１５内部に水素が封入された状態のままであるが、赤外線ランプ１４から赤外線を照射されると、中空ガラス体１５が含有する鉄系材料が共振して、分子間距離が広がり、水素分子が通過可能となり、中空ガラス体１５中の水素が外部に放出される。
【００５６】
供給装置制御回路２００は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵ（図示せず）と、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ（図示せず）と、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ（図示せず）と、各種信号を入出力する入出力ポート（図示せず）等を備え、赤外線ランプ１４を制御する。この供給装置制御回路２００は、制御回路４００と接続される。そして、供給装置制御回路２００は、照射対象体特定部２１０と、放出完了体検知部２２０と、照射制御部２３０としても機能し、制御回路４００からの指示に基づいて後述の水素供給処理を実行する。
【００５７】
なお、放出完了体検知部２２０は、赤外線ランプ１４における各点灯領域ごとに、赤外線を放射した放射累積時間を記憶している。この放射累積時間は、その点灯領域に対応する中空ガラス体１５に赤外線が照射された累積時間（以下では、トータル照射時間Ｔとも呼ぶ。）と対応する。従って、放出完了体検知部２２０は、記憶している放射累積時間から、各中空ガラス体１５のトータル照射時間Ｔを把握することが可能である。また、このトータル照射時間Ｔは、赤外線ランプ１４の各点灯領域において、その点灯領域に対応する中空ガラス体１５から水素が放出された累積時間にも対応するので、その点灯領域に対応する中空ガラス体１５から放出された水素放出量に比例する。
【００５８】
以上のように、本実施例の水素供給装置１０では、各中空ガラス体１５が巻かれて形成される中空ガラス集合体２０の空隙内において、赤外線ランプ１４の各区間が各中空ガラス体１５（中空ガラス体１５ａ〜中空ガラス体１５ｊ）とそれぞれ対応するように、赤外線ランプ１４を配置するようにしている（図３、図４参照）。このようにすれば、各中空ガラス体１５に対して、赤外線を照射することが可能であるので、水素が放出されない中空ガラス体１５が存在することがなく、各中空ガラス体１５に封入された水素を有効利用することが可能となる。
【００５９】
また、本実施例の水素供給装置１０では、ボビン１６に各中空ガラス体１５を環状に巻き付けることにより中空ガラス集合体２０を形成するようにしている。このようにすれば、中空ガラス集合体２０をコンパクトに形成することができる。さらに、上記水素供給装置１０では、各中空ガラス体１５に赤外線を照射するための赤外線ランプ１４を中空ガラス集合体２０の空洞部分に配置するようにしている。このようにすれば、中空ガラス集合体２０の空洞部分を赤外線ランプ１４の設置スペースに有効利用することができ、水素供給装置１０をコンパクトに形成することができる。
【００６０】
さらに、本実施例の水素供給装置１０では、水素が封入された複数の中空ガラス体１５を用いて、水素貯蔵容器としての中空ガラス集合体２０を形成している。このようにすれば、例えば、水素供給装置１０に外部からの所定の応力が加わることにより、中空ガラス集合体２０が破損したとしても、その破損部に含まれない中空ガラス体１５からは水素が放出されることがないので、水素供給装置１０からの水素漏れを抑制することができる。
【００６１】
上記水素供給装置１０では、中空ガラス体１５（水素封入済み）の重さに対して、２０〜４０重量％程度の水素を貯蔵することが可能となる。従って、本実施例の水素供給装置１０は、従来の水素供給装置（水素貯蔵装置）と比較して、飛躍して装置重量を軽減することが可能となる。
【００６２】
なお、収納体１１、収納蓋１２は、請求項における保持部に該当し、赤外線ランプ１４は、請求項における照射部に該当する。
【００６３】
ところで、本実施例の水素供給装置１０は、制御回路４００からの指示に基づいて、燃料電池１００に対して水素を供給するための水素供給処理を実行する。
【００６４】
Ａ３．水素供給処理：
図５は、水素供給装置１０が行う水素供給処理のフローチャートである。この水素供給処理前では、中空ガラス集合体２０の各中空ガラス体１５に封入されている水素量は、同量であるとする。
【００６５】
燃料電池システム１０００において、制御回路４００は、外部から発電情報（発電要求量を表わす情報）を受信すると、水素供給装置１０に対する水素要求量を決定し、それを水素要求情報として、水素供給装置１０（供給装置制御回路２００）に送信する。一方、本実施例の水素供給装置１０において、供給装置制御回路２００は、制御回路４００からの水素要求情報を受信する（ステップＳ１０）。なお、制御回路４００は、外部からの発電情報を受信し、その発電要求量が変化する度に、水素供給装置１０に対して水素要求情報を送信する。
【００６６】
供給装置制御回路２００が水素要求情報を受信すると、放出完了体検知部２２０は、中空ガラス集合体２０において、各中空ガラス体１５のうち水素残留が少ない（または、水素残量がない）中空ガラス体１５（以下では、放出完了ガラス体Ｓとも呼ぶ。）を検知する（ステップＳ２０）。この場合、放出完了体検知部２２０は、例えば、上述のごとくトータル照射時間Ｔと中空ガラス体１５から放出された水素放出量は比例するので、各中空ガラス体１５のうち、トータル照射時間Ｔが閾値α以上である中空ガラス体１５を放出完了ガラス体Ｓとして特定する。閾値αは、燃料電池システム１０００、または、水素供給装置１０の具体的な設計に応じて任意に設定される。
【００６７】
続いて、照射対象体特定部２１０は、制御回路４００からの水素要求情報（水素要求量）に基づいて、赤外線ランプ１４による赤外線照射の対象とする中空ガラス体１５（以下では、照射対象ガラス体Ｈとも呼ぶ。）の数を決定する。この場合、照射対象体特定部２１０は、水素要求情報（水素要求量）に基づいて、水素要求量と照射対象ガラス体Ｈの数とが比例するように決定する。なお、これに限られず、照射対象体特定部２１０は、例えば、水素要求量が増えると照射対象ガラス体Ｈの数も増えるような所定の関係式によって照射対象ガラス体Ｈの数を決定するようにしてもよい。その後、照射対象体特定部２１０は、決定した照射対象ガラス体Ｈの数分、各中空ガラス体１５のうち放出完了ガラス体Ｓを除いた中空ガラス体１５から照射対象ガラス体Ｈを特定する（ステップＳ３０）。例えば、照射対象体特定部２１０は、照射対象ガラス体Ｈの数を決定後、照射対象ガラス体Ｈを特定する場合には、各中空ガラス体１５のうち、図４の左からｚ方向（右側）に向かって順番に特定するようにする。この場合、照射対象ガラス体Ｈの数が３つの場合であって、放出完了ガラス体Ｓが中空ガラス体１５ａのみであったとすると、特定される中空ガラス体１５は、中空ガラス体１５ｂ、中空ガラス体１５ｃ、および、中空ガラス体１５ｄとなる。
【００６８】
次に、照射制御部２３０は、赤外線ランプ１４に、照射対象ガラス体Ｈに対応する点灯領域（図４参照）から赤外線を放射させることにより、照射対象ガラス体Ｈを対象として、赤外線ランプ１４に赤外線を一定強度で照射させる（ステップＳ４０）。例えば、照射対象ガラス体Ｈが、中空ガラス体１５ｂ、中空ガラス体１５ｃ、および、中空ガラス体１５ｄの場合には、照射制御部２３０は、赤外線ランプ１４を制御して、赤外線ランプ１４の点灯領域１４ｂ、点灯領域１４ｃ、および、点灯領域１４ｄから赤外線を放射させる。
【００６９】
次に、供給装置制御回路２００は、次の水素要求情報を制御回路４００から受信したか否かを判断する（ステップＳ５０）。
【００７０】
供給装置制御回路２００が、次の水素要求情報を制御回路４００から受信していない場合には（ステップＳ５０：ＮＯ）、続いて、照射対象体特定部２１０は、照射対象ガラス体Ｈの何れかが放出完了ガラス体Ｓとなったか否かを判断する（ステップＳ６０）。この判断の手法は、上述のステップＳ２０の処理と同様に行えばよい。
【００７１】
照射対象体特定部２１０が、照射対象ガラス体Ｈの何れかが放出完了ガラス体Ｓとなっていない場合には（ステップＳ６０：ＮＯ）、ステップＳ４０の処理にリターンし、照射対象ガラス体Ｈに対する赤外線照射を継続する。
【００７２】
また、照射対象体特定部２１０は、照射対象ガラス体Ｈの何れかが放出完了ガラス体Ｓとなった場合には（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、この放出完了ガラス体Ｓと、ステップＳ２０の処理で検知された放出完了ガラス体Ｓとを除いた各中空ガラス体１５の中から、代わりの新たな照射対象ガラス体Ｈを選定する。この場合、照射対象ガラス体Ｈから放出完了ガラス体Ｓとなった数の分だけ、新たな照射対象ガラス体Ｈの選定を行う。その後、ステップＳ４０の処理にリターンする。
【００７３】
供給装置制御回路２００が、次の水素要求情報を制御回路４００から受信した場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２０の処理にリターンする。
【００７４】
以上のように、本実施例の水素供給装置１０では、水素供給処理（図５）において、制御回路４００からの水素要求量に基づいて、照射対象ガラス体Ｈを決定し、その照射対象ガラス体Ｈを対象として、赤外線ランプ１４に赤外線を照射させるようにしている。このようにすれば、制御回路４００からの水素要求量に基づく水素を燃料電池１００に対して供給することが可能となる。
【００７５】
また、本実施例の水素供給装置１０では、水素供給処理（図５）において、放出完了ガラス体Ｓを検知し、放出完了ガラス体Ｓを除いた中空ガラス体１５の中から照射対象ガラス体Ｈを決定し、その照射対象ガラス体Ｈを対象として、赤外線ランプ１４に赤外線を照射させるようにしている。このようにすれば、制御回路４００からの水素要求量分の水素量に対して、燃料電池１００に供給する水素量が減少することを抑制することができる。
【００７６】
さらに、本実施例の水素供給装置１０では、水素供給処理（図５）において、各中空ガラス体１５における放出完了ガラス体Ｓをトータル照射時間Ｔに基づいて検知するようにしている。このようにすれば、中空ガラス集合体２０において、他の検出器（圧力計や流量計等）を用いることなく、容易に放出完了ガラス体Ｓを検知することが可能となる。
【００７７】
Ｂ．第２実施例：
Ｂ１．水素供給装置１０Ａの構成：
図６は、本発明の第２実施例としての水素供給装置１０Ａの概略構成を示す説明図である。水素供給装置１０Ａは、第１実施例の水素供給装置１０と類似する構成を有し、共通する部分については同じ参照番号を付して詳しい説明は省略する。本実施例の水素供給装置１０Ａと第１実施例の水素供給装置１０との相違点は、以下の通りである。すなわち、本実施例の水素供給装置１０Ａは、赤外線ランプ１４を備えておらず、また、第１実施例の水素供給装置１０における中空ガラス集合体２０とは異なる中空ガラス集合体２０Ａを備えている。なお、以下では、燃料電池システム１０００において、第１実施例の水素供給装置１０の代わりに、本実施例の水素供給装置１０Ａが用いられることとする。
【００７８】
図７は、本実施例の中空ガラス集合体２０Ａの概略構成を示す説明図である。詳しくは、図７（ａ）は、図６における点Ｊを通るｘ−ｚ平面をｙ方向に向かって見た図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＢ−Ｂ断面をｘ方向から見た図の一部である。なお、この図７（ａ）において、収納体１１やシールパッキン１３は省略されている。
【００７９】
中空ガラス集合体２０Ａは、図７（ａ）に示すように、電極配線基盤１７ａと、電極基盤１７ｂと、複数の中空ガラス体１５Ａａと、熱線１４Ａａとから構成される。
【００８０】
中空ガラス体１５Ａａは、細長い棒状であり、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を主成分とし、鉄系材料（例えば、Ｆｅ３Ｏ４）を含む中空なガラスからなり、この内部には、水素が高圧封入されている。なお、中空ガラス集合体２０Ａにおいて、中空ガラス体１５Ａａの数、中空ガラス体１５Ａａの長さ、および、中空ガラス体１５Ａａに封入される水素量（水素圧）等は、水素供給装置１０Ａの具体的な設計に応じて任意に設定される。
【００８１】
熱線１４Ａａは、通電すると、２〜３μｍ（特に、２．７μｍ）の波長を含有する赤外線を放射する。この中空ガラス集合体２０Ａは、図７（ａ），（ｂ）に示すように、熱線１４Ａａと中空ガラス体１５Ａａとが交互に同方向に並べられて配置され、直方体をした束状に形成される。これにより、熱線１４Ａａからの赤外線は、隣接する中空ガラス体１５Ａａの側面に照射される。熱線１４Ａａは、端部がそれぞれ電極配線基盤１７ａ、電極基盤１７ｂにメタル溶着によって接続される。このようにすれば、熱線１４Ａａと、電極配線基盤１７ａまたは電極基盤１７ｂとの接触面積を高くすることができる。また、中空ガラス体１５Ａａは、電極配線基盤１７ａと電極基盤１７ｂとの間の押圧力によって保持される。電極配線基盤１７ａと電極基盤１７ｂは、それぞれ供給装置制御回路２００Ａに接続される。
【００８２】
供給装置制御回路２００Ａは、燃料電池システム１０００の制御回路４００と接続される。そして供給装置制御回路２００Ａは、照射対象体特定部２１０Ａと、放出完了体検知部２２０Ａと、照射制御部２３０Ａとしても機能し、制御回路４００からの指示に基づいて後述の水素供給処理を実行する。特に、照射制御部２３０Ａは、電極配線基盤１７ａおよび電極基盤１７ｂを介して、熱線１４Ａａに通電させる制御を行う。この場合、電極配線基盤１７ａは、上述のごとく熱線１４Ａａおよび供給装置制御回路２００Ａと接続されるが、各熱線１４Ａａと供給装置制御回路２００Ａとがそれぞれ独立して通電可能なように配線されている。これにより、照射制御部２３０Ａは、任意な熱線１４Ａａに対して通電することが可能となっており、すなわち、任意の中空ガラス体１５Ａａから水素を放出可能となっている。
【００８３】
なお、放出完了体検知部２２０Ａは、各熱線１４Ａａごとに、通電した通電累積時間を記憶している。この通電累積時間は、その熱線１４Ａａの周囲にある中空ガラス体１５Ａａに赤外線が照射された累積時間（以下では、トータル照射時間ＴＴとも呼ぶ。）と対応する。従って、放出完了体検知部２２０Ａは、記憶している通電累積時間から、各中空ガラス体１５Ａａのトータル照射時間ＴＴを把握することが可能である。また、このトータル照射時間ＴＴは、熱線１４Ａａの周囲にある中空ガラス体１５Ａａから水素が放出された累積時間にも対応するので、熱線１４Ａａの周囲にある中空ガラス体１５Ａａから放出された水素放出量に比例する。
【００８４】
以上のように、本実施例の水素供給装置１０Ａでは、中空ガラス集合体２０Ａにおいて、各中空ガラス体１５Ａａと熱線１４Ａａとを同方向に並べ交互に配置するようにしている（図６、図７参照）。このようにすれば、各中空ガラス体１５Ａａに対して、赤外線を照射することが可能であるので、水素が放出されない中空ガラス体１５Ａａが存在することがなく、各中空ガラス体Ａａに封入された水素を有効利用することが可能となる。また、このように、中空ガラス集合体２０Ａにおいて、各中空ガラス体１５Ａａと熱線１４Ａａとが同方向に向けて交互に配置されており、これにより、熱線１４Ａａからの赤外線は、隣接する中空ガラス体１５Ａａの側面に照射される。従って、このようにすれば、熱線１４Ａａからの赤外線を精度よく隣接する中空ガラス体１５Ａａに照射することができる。
【００８５】
また、本実施例の水素供給装置１０Ａでは、中空ガラス集合体２０を、直方体をした束状に形成するようにしている。このようにすれば、直方体をした収納体１１に収納した場合に、収納体１１におけるデッドスペースを抑制することが可能となる。
【００８６】
さらに、本実施例の水素供給装置１０Ａでは、水素が封入された複数の中空ガラス体１５Ａａを用いて、水素貯蔵容器としての中空ガラス集合体２０Ａを形成している。このようにすれば、例えば、水素供給装置１０Ａに外部からの所定の応力が加わることにより、中空ガラス集合体２０Ａが破損したとしても、その破損部に含まれない中空ガラス体１５Ａａからは水素が放出されることがないので、水素供給装置１０Ａからの水素漏れを抑制することができる。
【００８７】
上記水素供給装置１０Ａでは、中空ガラス体１５Ａａ（水素封入済み）の重さに対して、２０〜４０重量％程度の水素を貯蔵することが可能となる。従って、本実施例の水素供給装置１０Ａでは、従来の水素供給装置（水素貯蔵装置）と比較して、飛躍して装置重量を軽減することが可能となる。
【００８８】
ところで、本実施例の水素供給装置１０Ａは、制御回路４００からの指示に基づいて、燃料電池１００に対して水素を供給するための水素供給処理を実行する。
【００８９】
Ｂ２．水素供給処理：
図８は、水素供給装置１０Ａが行う水素供給処理のフローチャートである。この水素供給処理前では、中空ガラス集合体２０Ａの各中空ガラス体１５Ａａに封入されている水素量は、同量であるとする。なお、この水素供給処理において、以下では、熱線１４Ａａの周囲の隣接する４つの中空ガラス体１５Ａａを１組とし、これを単位中空ガラス体１５ＡＡと呼ぶ。
【００９０】
燃料電池システム１０００において、制御回路４００は、外部から発電情報（発電要求量を表わす情報）を受信すると、水素供給装置１０Ａに対する水素要求量を決定し、それを水素要求情報として、水素供給装置１０Ａ（供給装置制御回路２００Ａ）に送信する。一方、本実施例の水素供給装置１０Ａにおいて、供給装置制御回路２００Ａは、制御回路４００からの水素要求情報を受信する（ステップＳ１１０）。なお、制御回路４００は、外部からの発電情報を受信し、その発電要求量が変化する度に、水素供給装置１０Ａに対して水素要求情報を送信する。
【００９１】
供給装置制御回路２００Ａが水素要求情報を受信すると、放出完了体検知部２２０Ａは、中空ガラス集合体２０Ａにおいて、各中空ガラス体１５Ａａのうち水素残留が少ない（または、水素残量がない）中空ガラス体を含む単位中空ガラス体１５ＡＡ（以下では、放出完了ガラス組ＳＳとも呼ぶ。）を検知する（ステップＳ１２０）。この場合、放出完了体検知部２２０Ａは、例えば、トータル照射時間ＴＴと単位中空ガラス体１５ＡＡから放出された水素放出量は比例するので、各単位中空ガラス体１５ＡＡのうち、トータル照射時間ＴＴが閾値β以上である単位中空ガラス体１５ＡＡを放出完了ガラス組ＳＳとして特定する。閾値βは、燃料電池システム１０００、または、水素供給装置１０Ａの具体的な設計に応じて任意に設定される。
【００９２】
続いて、照射対象体特定部２１０Ａは、制御回路４００からの水素要求情報（水素要求量）に基づいて、熱線１４Ａａによる赤外線照射の対象とする単位中空ガラス体１５ＡＡ（以下では、照射対象ガラス組ＨＨともよぶ。）の数を決定する。この場合、照射対象体特定部２１０Ａは、水素要求量と照射対象ガラス組ＨＨの数とが比例するように決定する。なお、これに限られず、照射対象体特定部２１０Ａは、例えば、水素要求量が増えると照射対象ガラス組ＨＨの数も増えるような所定の関係式によって照射対象ガラス組ＨＨの数を決定するようにしてもよい。その後、照射対象体特定部２１０Ａは、決定した照射対象ガラス組ＨＨの数分、各単位中空ガラス体１５ＡＡのうち放出完了ガラス組ＳＳを除いた単位中空ガラス体１５ＡＡから照射対象ガラス組ＨＨを特定する（ステップＳ１３０）。
【００９３】
次に、照射制御部２３０Ａは、照射対象ガラス組ＨＨの中空ガラス体１５Ａａに取り囲まれた熱線１４Ａａに一定電流で通電し、赤外線を一定強度で放射させることにより、照射対象ガラス組ＨＨを対象として、赤外線を照射させる（ステップＳ１４０）。
【００９４】
次に、供給装置制御回路２００Ａは、次の水素要求情報を制御回路４００から受信したか否かを判断する（ステップＳ１５０）。
【００９５】
供給装置制御回路２００Ａが、次の水素要求情報を制御回路４００から受信していない場合には（ステップＳ１５０：ＮＯ）、続いて、照射対象体特定部２１０Ａは、照射対象ガラス組ＨＨの何れかが放出完了ガラス組ＳＳとなったか否かを判断する（ステップＳ１６０）。この判断の手法は、上述のステップＳ１２０の処理と同様に行えばよい。
【００９６】
照射対象体特定部２１０Ａが、照射対象ガラス組ＨＨの何れかが放出完了ガラス組ＳＳとなっていない場合には（ステップＳ１６０：ＮＯ）、ステップＳ１４０の処理にリターンし、照射対象ガラス組ＨＨに対する赤外線照射を継続する。
【００９７】
また、照射対象体特定部２１０Ａは、照射対象ガラス組ＨＨの何れかが放出完了ガラス組ＳＳとなった場合には（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、その照射対象ガラス組ＨＨと、ステップＳ１２０の処理で検知された放出完了ガラス組ＳＳとを除いた単位中空ガラス体１５ＡＡの中から、代わりの新たな照射対象ガラス組ＨＨを選定する。この場合、照射対象ガラス組ＨＨから放出完了ガラス組ＳＳとなった数の分だけ、新たな照射対象ガラス組ＨＨの選定を行う。その後、ステップＳ１４０の処理にリターンする。
【００９８】
供給装置制御回路２００Ａが、次の水素要求情報を制御回路４００から受信した場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１２０の処理にリターンする。
【００９９】
以上のように、本実施例の水素供給装置１０Ａでは、水素供給処理（図８）において、制御回路４００からの水素要求量に基づいて、照射対象ガラス組ＨＨを決定し、その照射対象ガラス組ＨＨを対象として、対応する熱線１４Ａａに通電し赤外線を照射させるようにしている。このようにすれば、制御回路４００からの水素要求量に基づく水素を燃料電池１００に対して供給することが可能となる。
【０１００】
また、本実施例の水素供給装置１０Ａでは、水素供給処理（図８）において、放出完了ガラス組ＳＳを検知し、放出完了ガラス組ＳＳを除いた単位中空ガラス体１５ＡＡの中から照射対象ガラス組ＨＨを決定し、その照射対象ガラス組ＨＨを対象として、対応する熱線１４Ａａに通電し赤外線を照射させるようにしている。このようにすれば、制御回路４００からの水素要求量分の水素量に対して、燃料電池１００に供給する水素量が減少することを抑制することができる。
【０１０１】
さらに、本実施例の水素供給装置１０Ａでは、水素供給処理（図８）において、各単位中空ガラス体１５ＡＡにおける放出完了ガラス組ＳＳをトータル照射時間ＴＴに基づいて検知するようにしている。このようにすれば、中空ガラス集合体２０Ａにおいて、他の検出器（圧力計や流量計等）を用いることなく、容易に放出完了ガラス組ＳＳを検知することが可能となる。
【０１０２】
なお、上記中空ガラス体１５Ａａは、棒状のものに限らず、紐状であって、両端部を引っ張るようにして直線状にして、電極配線基盤１７ａと電極基盤１７ｂとの間に配置するようにしてもよい。
【０１０３】
Ｃ．第３実施例：
Ｃ１．水素供給装置１０Ｂの構成：
図９は、本発明の第３実施例としての水素供給装置１０Ｂの概略構成を示す説明図である。水素供給装置１０Ｂは、第１実施例の水素供給装置１０と類似する構成を有し、共通する部分については同じ参照番号を付して詳しい説明は省略する。本実施例の水素供給装置１０Ｂは、第１実施例の水素供給装置１０における中空ガラス集合体２０とは異なる中空ガラス集合体２０Ｂを備えている点、および、第１実施例の水素供給装置１０における赤外線ランプ１４とは異なる赤外線ランプ１４Ｂｂを備えている点で、第１実施例の水素供給装置１０と相違する。なお、以下では、燃料電池システム１０００において、第１実施例の水素供給装置１０の代わりに、本実施例の水素供給装置１０Ｂが用いられることとする。
【０１０４】
図１０は、本実施例の中空ガラス集合体２０Ｂの概略構成を示す説明図である。詳しくは、図１０（ａ）は、図９における点Ｋを通るｘ−ｚ平面をｙ方向に向かって見た図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＣ−Ｃ断面をｘ方向から見た図の一部である。なお、この図１０（ａ）において、収納体１１やシールパッキン１３は省略されている。
【０１０５】
本実施例の水素供給装置１０Ｂが備える赤外線ランプ１４Ｂｂは、図９、図１０（ａ）に示すように、直方体をしており、赤外線を照射可能である赤外線照射面Ｌを備えている。この赤外線ランプ１４Ｂｂは、収納蓋１２の内側に設けられる供給装置制御回路２００Ｂに制御される。そして、この赤外線ランプ１４Ｂｂは、中空ガラス集合体２０Ｂの上方に配置されると共に、赤外線照射面Ｌが中空ガラス集合体２０Ｂに向くように配置される。
【０１０６】
中空ガラス集合体２０Ｂは、図１０（ａ）に示すように、複数の中空ガラス体１５Ｂｂから構成される。中空ガラス体１５Ｂｂは、細長い棒状であり、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を主成分とし、鉄系材料（例えば、Ｆｅ３Ｏ４）を含む中空なガラスからなり、この内部には、水素が高圧封入されている。なお、中空ガラス集合体２０Ｂにおいて、中空ガラス体１５Ｂｂの数、中空ガラス体１５Ｂｂの長さ、および、中空ガラス体１５Ｂｂに封入される水素量（水素圧）等は、水素供給装置１０Ａの具体的な設計に応じて任意に設定される。
【０１０７】
中空ガラス集合体２０Ｂは、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、中空ガラス体１５Ｂｂを集合させて、直方体をした束状に形成する。この場合、各中空ガラス体１５Ｂｂは、接着剤で接着されている。また、図１０（ａ）に示すように、各中空ガラス体１５Ｂｂにおいて、一方の端部が平坦に形成され、その端部は、平坦な面が赤外線ランプ１４Ｂｂに対向するように配置される。なお、中空ガラス集合体２０Ｂは、赤外線ランプ１４Ｂｂに対向する面の反対面が収納体１１に接着剤で固定されて保持される。
【０１０８】
以上のように、本実施例の水素供給装置１０Ｂでは、中空ガラス集合体２０Ｂにおける各中空ガラス体１５Ｂｂの端部が、赤外線ランプ１４Ｂｂの赤外線照射面Ｌと対向するように配置されている。このようにすれば、各中空ガラス体１５Ｂｂに対して、赤外線を照射することが可能であるので、水素が放出されない中空ガラス体１５Ｂｂが存在することがなく、各中空ガラス体Ｂｂに封入された水素を有効利用することが可能となる。
【０１０９】
また、本実施例の水素供給装置１０Ｂでは、各中空ガラス体１５Ｂｂにおいて、一方の端部が平坦に形成され、その端部の平坦面が赤外線ランプ１４Ｂｂの赤外線照射面Ｌに対向するように配置される。このようにすれば、赤外線ランプ１４Ｂｂからの赤外線が中空ガラス体１５Ｂｂに照射された場合に、乱反射することを抑制することができる。
【０１１０】
さらに、本実施例の水素供給装置１０Ｂでは、水素が封入された複数の中空ガラス体１５Ｂｂを用いて、水素貯蔵容器としての中空ガラス集合体２０Ｂを形成している。このようにすれば、例えば、水素供給装置１０Ｂに外部からの所定の応力が加わることにより、中空ガラス集合体２０Ｂが破損したとしても、その破損部に含まれない中空ガラス体１５Ｂｂからは水素が放出されることがないので、水素供給装置１０Ｂからの水素漏れを抑制することができる。
【０１１１】
上記水素供給装置１０Ｂでは、中空ガラス体１５ｂ（水素封入済み）の重さに対して、２０〜４０重量％程度の水素を貯蔵することが可能となる。従って、本実施例の水素供給装置１０Ｂでは、従来の水素供給装置（水素貯蔵装置）と比較して、飛躍して装置重量を軽減することが可能となる。
【０１１２】
なお、本実施例の水素供給装置１０Ｂにおいて、中空ガラス集合体２０Ｂを複数の領域に分けるようにしてもよい。この場合、赤外線ランプ１４Ｂｂは、中空ガラス集合体２０Ｂの各領域の中空ガラス体１５Ｂｂに対して、それぞれ赤外線を照射可能な複数の区間に分けられ、このうちの任意の区間で赤外線を放射可能な構成とする。そして、水素供給装置１０Ｂは、制御回路４００からの水素要求情報を受信すると、その水素要求量に基づいて、赤外線の照射対象とする中空ガラス集合体２０Ｂの領域（以下では、照射対象領域ＨＨＨとも呼ぶ。）の数を決定すると共に、各領域の中から照射対象領域ＨＨＨを特定し、その照射対象領域ＨＨＨを対象として、赤外線ランプ１４Ｂｂの照射対象領域ＨＨＨに対応する区間から赤外線を照射させるようにしてもよい。このようにすれば、制御回路４００からの水素要求量に基づく水素を燃料電池１００に対して供給することが可能となる。
【０１１３】
Ｄ．変形例：
なお、本発明では、上記した実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【０１１４】
Ｄ１．変形例１：
上記第１実施例の水素供給装置１０では、収納体１１が直方体に形成されているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、中空ガラス集合体２０に合わせて、収納体１１を円柱状にしてもよい。この場合、シールパッキン１３や収納蓋１２などもこれに合わせて円形状に形成する。このように、中空ガラス集合体２０の形状と収納体１１の形状とを合致させるようにすることが好ましい。このようにすれば、収納体１１内において、中空ガラス集合体２０以外のスペースを減少させることができ、水素供給装置１０を小型化することが可能となる。
【０１１５】
Ｄ２．変形例２：
上記燃料電池システム１０００において、制御回路４００は、水素供給装置１０に備えられていてもよい。
【０１１６】
Ｄ３．変形例３：
上記第１実施例の水素供給装置１０では、中空ガラス集合体２０において、中空ガラス体１５は、ボビン１６に巻かれて円柱状に形成されたもの用いているが、本発明は、これに限られるものではない。以下のように、少なくとも１以上の曲部を備えた中空ガラス体１５を用いるようにしてもよい。この場合、例えば、多角柱（三角柱、五角柱など。）のボビンを用意し、中空ガラス体１５をそのボビンに沿って多角形状に巻くことにより、中空ガラス体１５を、多角柱状に形成したものを用いるようにしてもよい。また、中空ガラス体１５を、半円柱状に形成したものを用いるようにしてもよい。さらには、中空ガラス体１５を、平面に沿ってギザギザ状、波状、蛇腹状に形成したものを用いるようにしてもよい。以上のようにしても、上記実施例の効果を奏することができる。なお、上記第１または第２実施例および本変形例の水素供給装置において、ボビン１６を備えない構成としてもよい。このようにすれば、水素供給装置１０の重量を軽減することが可能となる。
【０１１７】
Ｄ４．変形例４：
上記第１実施例の水素供給装置１０では、水素供給処理（図５）において、放出完了ガラス体を検知する場合に、トータル照射時間Ｔに基づいて、放出完了ガラス体Ｓを特定するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、燃料電池システム１０００の燃料ガス供給流路４４、若しくは、水素供給装置の出口部分等に流量センサや圧力センサを設け、水素供給装置１０の放出完了体検知部２２０は、水素供給装置１０から燃料ガス供給流路４４に供給される水素供給量や水素供給圧力を検出し、これら水素供給量や水素供給圧力に基づいて、放出完了ガラス体Ｓを特定するようにしてもよい。このようにしても、上記第１実施例と同様な効果を奏することができる。
【０１１８】
Ｄ５．変形例５：
上記第２および第３実施例の水素供給装置において、各中空ガラス体は、棒状としているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、各中空ガラス体を紐状、若しくは繊維状としてもよい。このようにしても上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【０１１９】
Ｄ６．変形例６：
上記実施例の水素供給装置は、燃料電池システム１０００に用いられているが、本発明は、これに限られるものではない。上記実施例の水素供給装置を、水素の供給が必要な他のシステム、例えば、水素エンジンを備えたシステムにおいて、用いるようにしてもよい。
【０１２０】
Ｄ７．変形例７：
上記第１実施例の水素供給装置１０において、中空ガラス集合体２０が、赤外線ランプ１４を中心軸として回転するような構成としてもよい。この場合、中空ガラス集合体２０は、収納体１１内に固定された回転装置によって回転する。この回転装置は、請求項における保持部に該当する。
【０１２１】
Ｄ８．変形例８：
上記第１実施例の水素供給装置１０では、水素供給処理（図５）において、放出完了ガラス体Ｓを検知後、照射対象ガラス体Ｈを特定するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、照射対象ガラス体Ｈを決定後、放出完了ガラス体Ｓを検知するようにしてもよい。この場合、照射対象ガラス体Ｈに検知した放出完了ガラス体Ｓが含まれるならば、代わりに新たな照射対象ガラス体Ｈを選定しなおす。そして、照射対象ガラス体Ｈに赤外線を照射するようにする。このようにしても、上記実施例の効果を奏することができる。
【０１２２】
Ｄ９．変形例９：
上記第１実施例の水素供給装置１０では、中空ガラス集合体２０において、紐状の各中空ガラス体１５をコイル状に形成したものを用いているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、中空ガラス体をドーナツ状（または、リング状）に形成したものを用いるようにしてもよい。この場合、中空ガラス集合体は、ドーナツ状に形成された中空ガラス体を並列に並べて、略中心付近に外部と連通する空洞部を有するように形成する。そして、赤外線ランプを、この空洞部に挿入して配置する。このようにしても、上記第１実施例の水素供給装置１０と同様の効果を奏することができる。さらに、この場合、中空ガラス体をドーナツ状ではなく、円盤状、若しくは、多角形の板状なものを用いるようにしてもよく、このような中空ガラス体を並列に並べて、中空ガラス集合体を形成するようにしてもよい。
【０１２３】
Ｄ１０．変形例１０：
上記燃料電池システム１０００の燃料ガス供給流路４４、若しくは、水素供給装置１０の出口部分等に流量センサや圧力センサを設けるようにしてもよい。そして、上記第１または第２実施例の水素供給装置は、水素供給処理において、水素供給装置から燃料ガス供給流路４４に供給される水素供給量や水素供給圧力を検出し、これら水素供給量や水素供給圧力に基づいて、フィードバック制御を行うようにしてもよい。
【０１２４】
Ｄ１１．変形例１１：
上記実施例の水素供給装置では、中空ガラス体を構成するガラスは、赤外線ランプ若しくは熱線からの赤外線によって共振する鉄系材料を含むものとしたが、本発明は、これに限られるものではない。中空ガラス体を構成するガラスは、一般に、照射装置から照射される所定波長を有する照射光が照射されることによって共振する所定の物質を含み、照射光が照射されたときに、上記物質が共振して分子間の距離が広がることによって、封入された水素が透過可能となるガラスであればよい。この場合の所定波長、および、所定の物質の組み合わせは、適宜選択可能である。このようにしても上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【０１２５】
Ｄ１２．変形例１２：
上記第１実施例の水素供給装置１０では、中空ガラス集合体２０のボビン１６の内側に赤外線ランプ１４を配置するものとしたが、中空ガラス集合体２０の外側に赤外線ランプ１４を配置するものとしてもよい。このようにすれば、ボビン１６の直径を小さくして、内部の空隙を小さくすることができ、その分中空ガラス体１５をボビン１６に多く巻くことができる。
【０１２６】
Ｄ１３．変形例１３：
上記実施例の水素供給装置では、供給装置制御回路が、水素供給装置内であって、収納蓋１２の内側に取り付けられているが、本発明は、これに限られるものではない。供給装置制御回路において、例えば、水素供給装置の外部など、赤外線ランプから離れた位置に設けるようにしてもよい。この場合、例えば、供給装置制御回路と赤外線ランプとの間は、所定の信号線で結ばれている。このようにすれば、赤外線ランプが放射する赤外線によって加熱されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の第１実施例としての水素供給装置１０を備えた燃料電池システム１０００の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例としての水素供給装置１０の概略構成を示す説明図である。
【図３】中空ガラス集合体２０の概略構成を示す説明図である。
【図４】中空ガラス集合体２０の内側に配置された赤外線ランプ１４の動作を説明するための図である。
【図５】水素供給装置１０が行う水素供給処理のフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施例としての水素供給装置１０Ａの概略構成を示す説明図である。
【図７】第２実施例の中空ガラス集合体２０Ａの概略構成を示す説明図である。
【図８】水素供給装置１０Ａが行う水素供給処理のフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施例としての水素供給装置１０Ｂの概略構成を示す説明図である。
【図１０】第３実施例の中空ガラス集合体２０Ｂの概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０，１０Ａ，１０Ｂ...水素供給装置
１１...収納体
１２...収納蓋
１３...シールパッキン
１４，１４Ｂｂ...赤外線ランプ
１４Ａａ...熱線
１５，１５Ａａ，１５Ｂｂ...中空ガラス体
１６...ボビン
１７ａ...電極配線基盤
１７ｂ...電極基盤
２０，２０Ａ，２０Ｂ...中空ガラス集合体
３０...ブロワ
３４...酸化ガス供給流路
３５...カソード流路
３６...酸化ガス排出流路
４４...燃料ガス供給流路
４５...アノード流路
４６...燃料ガス排出流路
４７...ガス循環流路
５０...水素循環ポンプ
８０...パージ弁
１００...燃料電池
２００，２００Ａ，２００Ｂ...供給装置制御回路
２１０，２１０Ａ...照射対象体特定部
２２０，２２０Ａ...放出完了体検知部
２３０，２３０Ａ...照射制御部
４００...制御回路
１０００...燃料電池システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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