(57)【要約】【課題】環境負荷を低減し、かつ容易に設置することができるパッケージ型圧縮機を提供する。【解決手段】パッケージ型圧縮機１は、防音カバーを有する箱体２内に、モータ３と、このモータ３によって駆動する例えばオイルフリー式の空気圧縮機６と、少なくともモータ３の駆動電力を発電する燃料電池７と、この燃料電池７に水素を供給する水素供給装置８と、空気圧縮機６で生成した圧縮空気の一部を燃料電池７に供給する圧縮供給手段（吐出配管１９、分岐配管２２、圧力調整弁２３、アフタークーラ２４、圧縮空気供給配管２５）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防音カバーを有する箱体内に、電動機と、この電動機によって駆動する空気圧縮機と、少なくとも前記電動機の駆動電力を発電する燃料電池と、この燃料電池に水素を供給する水素供給装置と、前記空気圧縮機で生成した圧縮空気の一部を前記燃料電池に供給する圧縮空気供給手段とを備えることを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項２】
防音カバーを有する箱体内に、電動機と、この電動機によって駆動するオイルフリー式空気圧縮機と、少なくとも前記電動機の駆動電力を発電する燃料電池と、この燃料電池に水素を供給する水素供給装置と、前記オイルフリー式空気圧縮機で生成した圧縮空気の一部を前記燃料電池に供給する圧縮空気供給手段とを備えることを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項３】
防音カバーを有する箱体内に、電動機と、この電動機によって駆動する給油式空気圧縮機と、少なくとも前記電動機の駆動電力を発電する燃料電池と、この燃料電池に水素を供給する水素供給装置と、前記給油式空気圧縮機で生成した圧縮空気から潤滑油を除去する潤滑油除去手段と、潤滑油が除去された圧縮空気の一部を前記燃料電池に供給する圧縮空気供給手段とを備えることを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項４】
防音カバーを有する箱体内に、電動機と、この電動機によって駆動する低圧用空気圧縮機と、前記電動機によって駆動し、前記低圧用空気圧縮機で生成した圧縮空気をさらに昇圧する高圧用空気圧縮機と、少なくとも前記電動機の駆動電力を発電する燃料電池と、この燃料電池に水素を供給する水素供給装置と、前記低圧用空気圧縮機で生成した圧縮空気の一部を前記燃料電池に供給する圧縮空気供給手段とを備えることを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項５】
防音カバーを有する箱体内に、電動機と、この電動機によって駆動する第１空気圧縮機及び第２空気圧縮機と、少なくとも前記電動機の駆動電力を発電する燃料電池と、この燃料電池に水素を供給する水素供給装置と、前記第２空気圧縮機で生成した圧縮空気を前記燃料電池に供給する圧縮空気供給手段とを備えることを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項６】
請求項１記載のパッケージ型圧縮機において、前記空気圧縮機は、圧縮行程中の圧縮空気の一部を吐出するための中間吐出ポートを有し、前記圧縮空気供給手段は、前記空気圧縮機の前記中間吐出ポートからの圧縮空気を前記燃料電池に供給することを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項７】
請求項１記載のパッケージ型圧縮機において、前記圧縮空気供給手段に圧縮空気を冷却する冷却器を設けたことを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項８】
請求項１記載のパッケージ型圧縮機において、前記箱体内に、前記燃料電池の発電開始前に前記電動機の駆動電力を供給し、また燃料電池の発電中には電力を充電可能なバッテリをさらに備えることを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項９】
請求項１記載のパッケージ型圧縮機において、前記箱体内に、前記電動機の回転数を制御するインバータをさらに備えることを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項１０】
請求項５記載のパッケージ型圧縮機において、前記燃料電池からの排出空気を前記第１空気圧縮機の圧縮行程に設けた中間吸入ポートへ供給する排気配管を設けたことを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項１１】
請求項１記載のパッケージ型圧縮機において、前記箱体内に、前記燃料電池の排出空気から酸素ガスと分離して窒素ガスを生成する酸素分離装置と、この酸素分離装置からの窒素ガスを貯留する窒素ガス槽とをさらに備えることを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項１２】
請求項１記載のパッケージ型圧縮機において、前記燃料電池で発電した電力の一部を前記箱体の外部に供給するための電力供給手段とを備えることを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項１３】
防音カバーを有する箱体内に、電動機と、この電動機によって駆動する空気圧縮機と、少なくとも前記電動機の駆動電力を発電する燃料電池と、この燃料電池に水素を供給する水素供給装置と、前記燃料電池に空気を供給する空気供給手段とを備えることを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音カバーを有する箱体内に空気圧縮機を備えたパッケージ型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
パッケージ型圧縮機は、一般に、防音カバーを有する箱体内に空気圧縮機を備えている。ここで従来、例えば建設工事等の屋外または建設中の建物内等で使用されるパッケージ型圧縮機は、例えばエンジンを搭載し、このエンジンで空気圧縮機を駆動するようになっている（例えば、特許文献１参照）。あるいは、例えばモータ（電動機）を搭載し、電気配線等を介し外部電源から電力供給されることにより、モータで空気圧縮機を駆動するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１３４６４号公報
【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、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上記エンジン駆動式のパッケージ型圧縮機では、エンジンの燃焼により二酸化炭素等を多く含んだ排気ガスが生成され排出されるが、近年環境負荷を配慮し、排気ガス規制の要望が高まっている。また、エンジンはモータに比べ騒音が大きく、容量制御特性が十分でない等の課題が生じる。
【０００５】
一方、上記モータ駆動式のパッケージ型圧縮機では、外部電源からパッケージ型圧縮機までの電気配線を準備しなければならず、配線スペースを確保したり、配線や配線工事等のコスト高を招くため、その設置が容易とはいえなかった。また、工具用圧縮機等の比較的小型なパッケージ型圧縮機においても、作業場所に応じて移動させるときに外部電源までの電気配線が煩わしく、その移動が容易とはいえなかった。
【０００６】
本発明の目的は、環境負荷を低減し、かつ容易に設置・移動を行うことができるパッケージ型圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のパッケージ型圧縮機は、防音カバーを有する箱体内に、電動機と、この電動機によって駆動する空気圧縮機と、少なくとも前記電動機の駆動電力を発電する燃料電池と、この燃料電池に水素を供給する水素供給装置と、前記空気圧縮機で生成した圧縮空気の一部を前記燃料電池に供給する圧縮空気供給手段とを備える。
【０００８】
本発明においては、電動機により空気圧縮機を駆動して圧縮空気を生成し、この圧縮空気の一部を圧縮空気供給手段で燃料電池に供給するとともに、水素供給装置から燃料電池に水素を供給する。その結果、燃料電池は、圧縮空気中の酸素と水素との化学反応により、少なくとも電動機の駆動電力を発電する。これにより、例えばエンジンで空気圧縮機を駆動する場合に比べ、騒音が低減され、また二酸化炭素等を多く含んだ排気ガスが排出されないので、環境負荷を低減することができる。また、本発明においては、燃料電池を箱体内に搭載するので、外部電源からの電気配線が不要となり、配線スペース及びコストを低減できる。これにより、容易にパッケージ型圧縮機を設置・移動させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、環境負荷を低減し、かつ容易に設置・移動が可能なパッケージ型圧縮機を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
本発明の第１の実施形態を図１〜図４により説明する。
図１は、本発明のパッケージ型圧縮機の第１の実施形態の概略構成を表す図であり、図２は、水素供給装置の概略構成を表す図である。
【００１２】
これら図１及び図２において、パッケージ型圧縮機１は、防音カバー等を有する箱体２内に、モータ（電動機）３と、このモータ３の回転数を制御するインバータ４と、モータ３によって駆動され、粉塵を除去する吸入フィルタ５を介し吸入した空気を圧縮するオイルフリー式（後述の圧縮作動室内を潤滑油のない状態で運転する）空気圧縮機６と、空気圧縮機６で生成した圧縮空気の一部が供給され、少なくともモータ３の駆動電力を発電する燃料電池７と、この燃料電池７に水素ガスを供給する水素供給装置８とを備える。
【００１３】
水素供給装置８は、例えば、メタノール等の燃料を貯蓄する燃料タンク９と、前記燃料を改質して水素ガスを生成する改質器１１と、燃料タンク９の燃料を改質器１１に供給するための燃料供給ポンプ１０と、改質器１１で生成した水素ガスから不純物を除去する不純物除去装置１２とを備えている。また、不純物除去装置１２と燃料電池７との間には水素供給配管１３が設けられ、この水素供給配管１３には水素ガスを規定圧力に調整する圧力調整弁１４が設けられている。これら水素供給配管１３及び圧力調整弁１４を介し、水素供給装置８からの水素ガスが燃料電池７に供給されている。なお、これとは別の水素供給手段として、別途生成した水素を高圧（例えば３５ＭＰａ程度）に充填した高圧タンク（図示せず）を設け、この高圧タンクから水素供給配管及び圧力調整弁１４を介し燃料電池７に水素を供給してもよい。
【００１４】
図３は、上記空気圧縮機６の詳細構造を表す軸方向縦断面図である。
【００１５】
この図３において、オイルフリー式空気圧縮機６は、図示のようにスクリュー圧縮機等であり、回転軸が平行でかつ螺旋状の歯が噛み合うようにそれぞれ回転する雄ロータ１５及び雌ロータ（図示せず）と、これら雄ロータ１５及び雌ロータを収納して複数の圧縮作動室を形成するケーシング１６とを備えている。
【００１６】
ケーシング１６には、雄ロータ１５及び雌ロータを収納する略円筒状ボア１７と、上記吸入フィルタ５を介し空気を吸入するための吸入口１８と、この吸入口１８と前記圧縮作動室とを連通する吸入ポート１９と、圧縮空気を吐出するための吐出口２０と、この吐出口２０と前記圧縮作動室の径方向側（図３中下側）及び軸方向側（図３中右側）とを連通する吐出ポート２１とが形成されている。
【００１７】
雄ロータ１５は、吸入側（図３中左側）及び吐出側（図３中右側）にそれぞれ設けた軸受２２Ａ，２２Ｂにより回動可能に支持され、前記雌ロータも同様に、吸入側及び吐出側にそれぞれ設けた軸受（図示せず）により回動可能に支持されている。また、雄ロータ１５及び雌ロータの吐出側端部には、一対のタイミングギヤ２３Ａ，２３Ｂ（但し図３中２３Ａのみ図示）が噛合され、雄ロータ１５の吸入側端部は、上記モータ３の回転動力が伝達されるようになっている。また、前記圧縮作動室と軸受２２Ａ，２２Ｂとの間にはそれぞれ軸封装置２４Ａ，２４Ｂが設けられ、前記圧縮作動室内に軸受２２Ａ，２２Ｂの潤滑油（グリス等）が流入しないようになっている。
【００１８】
そして、雄ロータ１５及び雌ロータの噛合回転に伴い、前記圧縮作動室は吸入側から吐出側に移動するようになっている。最初は、圧縮作動室の容積が増加して吸入口１８及び吸入ポート１９から空気を吸入し、雄ロータ１５及び雌ロータが吸入側で噛合い圧縮作動室が閉じられると吸入行程が終了する。その後、圧縮作動室の容積が減少し、圧縮作動室内の空気を圧縮するようになっている。
【００１９】
図４は、上記圧縮作動室の圧縮行程の圧力変化を表す特性図である。横軸は圧縮作動室の容積を表し、縦軸は圧力を表している。
【００２０】
この図４において、圧縮開始時、圧縮作動室は最大容積Ｖ０でほぼ大気圧Ｐｓである。その後、圧縮作動室の容積の減少に従って圧縮作動室内の圧力が増加し、圧縮作動室が容積Ｖ１に減少すると圧力Ｐｄ（例えばゲージ圧で０．５〜１．０ＭＰａ程度）まで上昇する。そして、圧縮作動室が吐出ポート２１に開口し、圧力Ｐｄの圧縮空気が吐出口２０から吐出される。
【００２１】
図１に戻り、空気圧縮機６の吐出口２０に吐出配管２５を介し接続されたアフタークーラ２６と、このアフタークーラ２６で例えば１００℃以下に冷却した圧縮空気を箱体２の外部へ供給する外部供給配管２７とが設けられている。また、吐出配管２５のアフタークーラ２６上流側には分岐配管２８が分岐して設けられ、この分岐配管２８には圧縮空気を規定圧力（例えばゲージ圧で０．１〜０．３ＭＰａ程度）に調整する圧力調整弁２９が設けられている。そして、分岐配管２８の圧力調整弁２９下流側にはアフタークーラ３０（冷却器）が設けられ、このアフタークーラ３０で例えば１００℃以下に冷却した圧縮空気が圧縮空気供給配管３１を介し燃料電池７に供給されるようになっている。
【００２２】
アフタークーラ２６，３０は、冷却ファン３２ａを備えたファン用モータ３２の駆動により空気冷却されるようになっている。また、空気圧縮機６は、詳細は図示しないが空気冷却されており、モータ３は、その駆動軸に設けた冷却ファン３ａにより空気冷却されるようになっている。
【００２３】
燃料電池７は、空気圧縮機６からの圧縮空気中の酸素と水素供給装置８からの水素とを結合させて、その化学反応により発電する。そして、燃料電池７の発電電力によりモータ３、ファン用モータ３２、及び燃料供給ポンプ１０等が駆動するようになっている。また、燃料電池７の発電容量が大きく余剰電力がある場合は、Ｄ・Ｄコンバータ３３を介し燃料電池７に並列接続されたバッテリ３４に充電されるようになっている。なお、バッテリ３４は箱体２内に搭載されており、燃料電池７の発電開始前には、バッテリ３４の電力によりモータ３、ファン用モータ３２、及び燃料供給ポンプ１０等が駆動するようになっている。
【００２４】
また、燃料電池７では、上記化学反応により水が生成される。燃料電池７からの水分を多く含んだ排出空気は、排気配管３５及び圧力調整弁３６を介し加湿器３７に供給される。加湿器３７は、加湿配管３８を介し燃料電池７を加湿し（図１参照）、また加湿配管３９を介し改質器１１を加湿するようになっている（図２参照）。その結果、燃料電池７は電極に適度な湿度が与えられて効率よく発電し、改質器１１は適度な湿度が与えられて水素を生成するようになっている。なお、加湿器３７には、アフタークーラ２６，３０のドレン水が供給されてもよい。
【００２５】
本実施形態の動作及び作用効果を説明する。
【００２６】
例えばパッケージ型圧縮機１を運転開始すると、最初は燃料電池７が発電していないため、バッテリ３４の電力によりモータ３が駆動し、これによってオイルフリー式の空気圧縮機６が駆動して例えば圧力Ｐｄの圧縮空気を生成する。そして、生成した圧縮空気を吐出配管２５、アフタークーラ２６、及び外部供給配管２７を介し箱体２外部に供給するとともに、圧縮空気の一部を吐出配管２５、分岐配管２８、圧力調整弁２９、アフタークーラ３０、及び圧縮空気供給配管３１を介し燃料電池７に供給する。燃料電池７は空気圧縮機６からの圧縮空気中の酸素と水素供給装置８からの水素との化学反応により発電し、この発電電力によりモータ３等を駆動する。
【００２７】
このように本実施形態においては、空気圧縮機６をモータ３によって駆動させ、このモータ３の駆動電力を燃料電池７で発電する。これにより、例えばエンジンで空気圧縮機を駆動する場合に比べ、騒音が低減され、また二酸化炭素等を多く含んだ排気ガスが排出されないので、環境負荷を低減することができる。また本実施形態においては、燃料電池７を箱体２内に搭載するので、外部電源からの電気配線等が不要となり、配線スペース及びコストを低減することができる。したがって、パッケージ型圧縮機を容易に設置・移動させることができる。
【００２８】
本発明の第２の実施形態を図５〜図７により説明する。本実施形態は、空気圧縮機に中間吐出ポートを設けた実施形態である。
【００２９】
図５は、本実施形態によるパッケージ型圧縮機１’の概略構成を表す図であり、図６は、本実施形態による空気圧縮機６’の詳細構造を表す軸方向縦断面図である。なお、これら図５及び図６において、上記第１の実施形態と同等の部分には、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３０】
本実施形態において、オイルフリー式の空気圧縮機６’のケーシング１６’には、圧縮作動室内の圧力が燃料電池７へ供給する所定圧力Ｐｉ（例えばゲージ圧０．１〜０．３ＭＰａ程度）となる位置で圧縮作動室に開口する中間吐出ポート４０が設けられている。この中間吐出ポート４０は、例えば、雄ロータ１５の螺旋状の歯にほぼ平行な開口形状を有する。
【００３１】
図７は、上記空気圧縮機６’における圧縮作動室の圧縮行程の圧力変化を表す特性図である。横軸は圧縮作動室の容積を表し、縦軸は圧力を表している。
【００３２】
この図７において、圧縮開始時、圧縮作動室は最大容積Ｖ０でほぼ大気圧Ｐｓである。その後、圧縮作動室の容積の減少に従って圧縮作動室内の圧力が増加し、圧縮作動室が容積Ｖ２（但しＶ２＜Ｖ１）で圧力Ｐｉとなる。そして、圧縮作動室が中間吐出ポート４０に開口すると、圧力Ｐｉの圧縮空気の一部が中間吐出口（図示せず）から吐出され、圧縮作動室が容積Ｖ３に減少しても圧力Ｐｉで保持される。中間吐出ポート４０が閉じられると、再び圧縮作動室の容積の減少に従って圧縮作動室内の圧力が増加し、圧縮作動室が容積Ｖ４（但しＶ４＜Ｖ１）に減少すると圧力Ｐｄ（例えばゲージ圧０．５〜１．０ＭＰａ程度）まで上昇する。そして、圧縮作動室が吐出ポート２１に開口し、圧力Ｐｄの圧縮空気が吐出口２０から吐出される。
【００３３】
図５に戻り、空気圧縮機６’の前記中間吐出口には中間吐出配管４１が接続されている。そして、空気圧縮機６’の中間吐出ポート４０からの圧縮空気は、中間吐出配管４１、上記圧力調整弁２９、上記アフタークーラ３０、及び上記圧縮空気供給配管３１を介し燃料電池７に供給される。
【００３４】
以上のように構成した本実施形態においても、上記実施形態同様、環境負荷を低減し、かつ容易に設置・移動が可能なパッケージ型圧縮機を実現することができる。
【００３５】
本発明の第３の実施形態を図８により説明する。本実施形態は、給油式空気圧縮機を設けた実施形態である。
【００３６】
図８は、本実施形態によるパッケージ型圧縮機の概略構成を表す図である。なお、この図８において、上記第１の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３７】
本実施形態において、パッケージ型圧縮機４２は、上記モータ３によって駆動され、上記吸入フィルタ５を介し吸入した空気を圧縮する給油式（圧縮作動室内に潤滑油がある状態で運転する）の空気圧縮機４３と、この空気圧縮機４３に吐出配管４４を介し接続され、空気圧縮機４３で生成した圧縮空気から潤滑油を１次除去するオイルセパレータ４５（潤滑油除去手段）と、このオイルセパレータ４５の下流側に吐出配管４６を介し接続された上記アフタークーラ２６と、このアフタークーラ２６で冷却した圧縮空気を箱体２の外部に供給する上記外部供給配管２７とを備えている。
【００３８】
また、吐出配管４６のアフタークーラ２６上流側には上記分岐配管２８が分岐して接続され、この分岐配管２８の上記圧力調整弁２９下流側には、圧縮空気から潤滑油を２次除去する油フィルタ４７（潤滑油除去手段）が設けられている。そして、給油式の空気圧縮機４３で生成した圧縮空気の一部は、分岐配管２８、圧力調整弁２９、油フィルタ４７、及び上記圧縮空気供給配管３１を介し上記燃料電池７に供給される。
【００３９】
以上のように構成した本実施形態においても、上記実施形態同様、環境負荷を低減し、かつ容易に設置・移動が可能なパッケージ型圧縮機を実現することができる。
【００４０】
本発明の第４の実施形態を図９により説明する。本実施形態は、例えば工具用圧縮機等の比較的小型のパッケージ型圧縮機を対象とした実施形態である。
【００４１】
図９は、本実施形態によるパッケージ型圧縮機の概略構成を表す図である。なお、この図９において、上記第１の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４２】
本実施形態において、パッケージ型圧縮機４８は、上記アフタークーラ２６で冷却した圧縮空気を吐出配管４９を介し貯留する空気タンク５０を箱体２内に備えており、この空気タンク５０の圧縮空気を上記外部供給配管２７を介し箱体２の外部に供給する。また、本実施形態においては、上記モータ３等の駆動電力が比較的小さく、上記燃料電池７の発電容量も小さくてすむため、燃料電池７は例えば吸入配管５１等（空気供給手段）を介し空気を自然吸入する。
【００４３】
以上のように構成した本実施形態においても、上記実施形態同様、環境負荷を低減し、かつ容易に設置・移動が可能なパッケージ型圧縮機を実現することができる。
【００４４】
なお、上記第４の実施形態においては、オイルフリー式の空気圧縮機６を備えた構成を例にとって説明したが、これに限られず、例えば上記給油式の空気圧縮機４３を備えた構成に適用してもよいことは言うまでもない。
【００４５】
本発明の第５の実施形態を図１０により説明する。本実施形態は、低圧用空気圧縮機と、この低圧用空気圧縮機で生成した圧縮空気をさらに昇圧する高圧用空気圧縮機とを設けた実施形態である。
【００４６】
図１０は、本実施形態によるパッケージ型圧縮機の概略構成を表す図である。なお、この図１０において、上記第１の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４７】
本実施形態において、パッケージ型圧縮機５２は、上記モータ３によって駆動され、上記吸入フィルタ５を介し吸入した空気を例えば上記圧力Ｐｉ（ゲージ圧０．１〜０．３ＭＰａ程度）まで圧縮する例えばオイルフリー式の低圧用空気圧縮機５３と、この低圧用空気圧縮空気５３の吐出側に吐出配管５４を介し接続されたアフタークーラ５５と、アフタークーラ５５の下流側に接続された吐出配管５６と、モータ３によって駆動され、アフタークーラ５５で冷却した圧縮空気を例えば上記圧力Ｐｄ（ゲージ圧０．５〜１．０ＭＰａ程度）まで昇圧する例えばオイルフリー式の高圧用空気圧縮機５７とを備えている。
【００４８】
そして、吐出配管５４のアフタークーラ５５上流側には上記分岐配管２８が分岐して設けられ、低圧用空気圧縮空気４９で生成した圧縮空気の一部は、分岐配管２８、上記圧力調整弁２９、上記アフタークーラ３０、及び上記圧縮空気供給配管３１を介し上記燃料電池７に供給される。
【００４９】
以上のように構成した本実施形態においても、上記実施形態同様、環境負荷を低減し、かつ容易に設置・移動が可能なパッケージ型圧縮機を実現することができる。
【００５０】
なお、上記第５実施形態においては、低圧用空気圧縮機５３及び高圧用空気圧縮機５７がオイルフリー式である構成を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば高圧用空気圧縮機を給油式とし、吐出配管１９に上記オイルセパレータ４５等を設けてもよい。この場合も上記同様の効果を得ることができる。
【００５１】
本発明の第６の実施形態を図１１により説明する。本実施形態は、複数の空気圧縮機を備え、そのうちの１つの圧縮機で生成した圧縮空気を燃料電池に供給する実施形態である。
【００５２】
図１１は、本実施形態によるパッケージ型圧縮機の概略構成を表す図である。なお、この図１１において、上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５３】
本実施形態によるパッケージ型圧縮機５８は、第１のモータ５９と、この第１のモータ５９の回転数を制御するインバータ６０と、第１のモータ５９によって駆動され、吸入フィルタ６１を介し吸入した空気を圧縮する例えば給油式の空気圧縮機６２（第１空気圧縮機）と、第２のモータ６３と、この第２のモータ６３の回転数を制御するインバータ６４と、第２のモータ６３によって駆動され、吸入フィルタ６５を介し吸入した空気を圧縮する例えばオイルフリー式の空気圧縮機６６（第２空気圧縮機）とを上記箱体２内に備えている。また、空気圧縮機６２，６６は、詳細は図示しないが空気冷却されており、モータ５９，６３は、それら駆動軸に設けた冷却ファン５９ａ，６３ａにより空気冷却されるようになっている。
【００５４】
そして、給油式の空気圧縮機６２で生成した圧縮空気は、上記吐出配管４４、上記オイルセパレータ４５、上記配管４６、上記アフタークーラ２６、及び上記外部供給配管２７を介し箱体２の外部に供給する。また、オイルフリー式の空気圧縮機６６の吐出側には吐出配管６７が接続され、空気圧縮機６６で生成した圧縮空気は、吐出配管６７、上記アフタークーラ３０、及び上記圧縮空気供給配管３１を介し上記燃料電池７に供給する。
【００５５】
以上のように構成された本実施形態においては、空気圧縮機６２，６６をモータ５９，６３によって駆動させ、これらモータ５９，６３の駆動電力を燃料電池７で発電する。したがって、上記実施形態同様、環境負荷を低減し、かつ容易に設置・移動が可能なパッケージ型圧縮機を実現することができる。
【００５６】
本発明の第７の実施形態を図１２により説明する。本実施形態は、燃料電池からの排出空気を上記第１空気圧縮機の圧縮作動室に供給する実施形態である。
【００５７】
図１２は、本実施形態によるパッケージ型圧縮機５８’の概略構成を表す図である。この図１２において、上記第６の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５８】
本実施形態においては、上記燃料電池７から上記排気配管３５及び上記圧力調整弁３６を介し上記加湿器３７に排出され、さらに上記加湿器３７で水分と分離され排出された排出空気（大気圧より若干高い圧力を有する空気）を上記空気圧縮機６２（第１空気圧縮機）に供給する排気配管６８を設けている。図示しないが、空気圧縮機６２のケーシングには、圧縮作動室内の圧力が燃料電池７からの排出空気の圧力とほぼ等しくなる位置で圧縮作動室に開口する中間吸入ポート（例えば上記第２実施形態の上記中間吸入ポート４０と同様な形状）が設けられており、この中間吸入ポートへ排気配管６８からの空気が供給される。これにより、空気圧縮機６２の圧縮動力を一部軽減し、省エネ効果を得ることができる。
【００５９】
このような本実施形態においても、上記実施形態同様、環境負荷を低減し、かつ容易に設置・移動が可能なパッケージ型圧縮機を実現することができる。
【００６０】
本発明の第８の実施形態を図１３により説明する。本実施形態は、燃料電池の排出空気から生成した窒素ガスを貯留する窒素ガス槽と、燃料電池の発電電力の一部を箱体外部に供給するための電力供給手段とを設けた実施形態である。
【００６１】
図１３は、本実施形態によるパッケージ型圧縮機の概略構成を表す図である。この図１３において、上記第６の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６２】
本実施形態において、パッケージ型圧縮機６９は、上記加湿器３７に排出配管７０を介し接続され、加湿器３７の排出空気を例えば気体膜分離法等により酸素と窒素に分離する酸素分離装置７１と、この酸素分離装置７１で生成した窒素ガスを窒素配管７２を介し導入し貯留する窒素ガス槽７３とを備えている。そして、窒素ガス槽７３の窒素は、外部供給配管７４を介し箱体２の外部に供給することができる。
【００６３】
また本実施形態において、箱体２の外側には、上記燃料電池７から電気配線等を介し接続された接続端子７５Ａ，７５Ｂ（電力供給手段）が設けられている。そして、燃料電池７の発電容量を大きく設定することで、接続端子７５Ａ，７５Ｂに外部の各種機器を接続し電力を供給することができる。
【００６４】
以上のように構成した本実施形態においても、上記実施形態同様、環境負荷を低減し、かつ容易に設置・移動が可能なパッケージ型圧縮機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明のパッケージ型圧縮機の第１の実施形態の概略構成を表す図である。
【図２】本発明のパッケージ型圧縮機の第１の実施形態を構成する水素供給装置の概略構成を表す図である。
【図３】本発明のパッケージ型圧縮機の第１の実施形態を構成する空気圧縮機の詳細構造を表す軸方向縦断面図である。
【図４】本発明のパッケージ型圧縮機の第１の実施形態を構成する空気圧縮機において圧縮作動室の圧縮行程の圧力変化を表す特性図である。
【図５】本発明のパッケージ型圧縮機の第２の実施形態の概略構成を表す図である。
【図６】本発明のパッケージ型圧縮機の第２の実施形態を構成する空気圧縮機の詳細構造を表す軸方向縦断面図である。
【図７】本発明のパッケージ型圧縮機の第２の実施形態を構成する空気圧縮機において圧縮作動室の圧縮行程の圧力変化を表す特性図である。
【図８】本発明のパッケージ型圧縮機の第３の実施形態の概略構成を表す図である。
【図９】本発明のパッケージ型圧縮機の第４の実施形態の概略構成を表す図である。
【図１０】本発明のパッケージ型圧縮機の第５の実施形態の概略構成を表す図である。
【図１１】本発明のパッケージ型圧縮機の第６の実施形態の概略構成を表す図である。
【図１２】本発明のパッケージ型圧縮機の第７の実施形態の概略構成を表す図である。
【図１３】本発明のパッケージ型圧縮機の第８の実施形態の概略構成を表す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    パッケージ型圧縮機
２    箱体
３    モータ（電動機）
４    インバータ
６    オイルフリー式空気圧縮機
７    燃料電池
８    水素供給装置
２５  吐出配管（圧縮空気供給手段）
２８  分岐配管（圧縮空気供給手段）
２９  圧力調整弁（圧縮空気供給手段）
３０  アフタークーラ（冷却器）
３１  圧縮空気供給配管（圧縮空気供給手段）
３４  バッテリ
４０  中間吐出ポート
４１  中間吐出配管（圧縮空気供給手段）
４２  パッケージ型圧縮機
４３  給油式空気圧縮機
４４  吐出配管（圧縮空気供給手段）
４５  オイルセパレータ（潤滑油除去手段）
４６  吐出配管（圧縮空気供給手段）
４７  油フィルタ（潤滑油除去手段）
４８  パッケージ型圧縮機
５１  吸入配管（空気供給手段）
５２  パッケージ型圧縮機
５３  低圧用空気圧縮機
５４  吐出配管
５７  高圧用空気圧縮機
５８  パッケージ型圧縮機
５９  モータ（電動機）
６２  給油式空気圧縮機（第１の空気圧縮機）
６３  モータ（電動機）
６６  オイルフリー式空気圧縮機（第２の空気圧縮機）
６７  吐出配管（圧縮空気供給手段）
６８  排気配管
６９  パッケージ型圧縮機
７１  酸素分離装置
７３  窒素ガス槽
７５Ａ，７５Ｂ  接続端子（電力供給手段）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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