(57)【要約】【課題】  燃料電池発電装置の生成水を利用して、壁面を自動的に洗浄する。【解決手段】  建物２の壁面に光触媒３を含む自己浄化材料４を設ける。建物２の内部に電力消費機器５と、電力消費機器５に電力を供給する燃料電池発電装置６と、燃料電池発電装置６が生成した温水Ｗを貯留するタンク７とを設置する。タンク７内の温水Ｗを導管１０で建物２の屋根と周壁とに導き、ノズル１１から吐出して外壁面を洗浄する。導管１０上に温水Ｗの熱を回収する熱交換器１２と、水位センサー１５の動作信号に応答して温水Ｗをタンク７からノズル１１に供給するポンプ１３とを設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力消費機器に電力を供給する燃料電池発電装置と、燃料電池発電装置の生成水を貯留するタンクと、生成水をタンクから構造物の壁面に導く導管と、導管から生成水を吐出して壁面を洗浄するノズルとを備えたことを特徴とする壁面浄化システム。
【請求項２】
前記構造物の壁面に光触媒を含む自己浄化材料を設けた請求項１記載の壁面浄化システム。
【請求項３】
前記導管上に生成水の熱を回収する熱交換器を設けた請求項１又は２記載の壁面浄化システム。
【請求項４】
前記タンクの水位が所定値を超えたときに、生成水をタンクからノズルに供給するアクチュエータを備えた請求項１、２又は３記載の壁面浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の生成水を利用して壁面を浄化するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光触媒を用いて壁面を自己浄化させる技術が知られている。例えば、特許文献１，特許文献２には、建物の外装部材（塗料、タイル等）に酸化チタン等の光触媒を含ませ、太陽光エネルギーで光触媒を励起させて壁面に親水性を与え、壁面に付着した汚れを分解して雨水で洗浄する技術が記載されている。この技術によれば、汚れの分解と洗浄に自然エネルギーを利用し、壁面清掃作業に要する手間を省略できる利点がある。
【特許文献１】特開２００５−１０８０１９号公報
【特許文献１】特開２００１−１５２０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、自然エネルギーに依存した従来技術は、当然、気象条件による影響を受けやすかった。例えば、晴天時には、汚れの分解は促進されるが、分解した汚れを直ちに洗い流すことができなかった。また、雨天時には、光触媒作用が不十分になるため、雨水が流れても、汚れが壁面に残るという問題点があった。このため、汚れが目に付く場合は、結局、水道水や井戸水等の専用水を流して壁面を清掃する必要があった。
【０００４】
本発明の目的は、気象条件に左右されることなく、専用水を使用する必要もなく、壁面を自動的に洗浄できる壁面浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の壁面浄化システムを提供する。
（１）電力消費機器に電力を供給する燃料電池発電装置と、燃料電池発電装置の生成水を貯留するタンクと、生成水をタンクから構造物の壁面に導く導管と、導管から生成水を吐出して壁面を洗浄するノズルとを備えた壁面浄化システム。
【０００６】
（２）構造物の壁面に光触媒を含む自己浄化材料を設けた壁面浄化システム。
（３）導管上に生成水の熱を回収する熱交換器を設けた壁面浄化システム。
（４）タンクの水位が所定値を超えたときに、生成水をタンクからノズルに供給するポンプ又はバルブ等のアクチュエータを備えた壁面浄化システム。
【０００７】
ここで、燃料電池発電装置とは、固体燃料又は気体燃料中の水素と空気中の酸素との電気化学反応により電気と水を生成する燃料電池を備えた装置である。燃料電池としては、特定のタイプに限定されず、例えば、固体高分子型（ＰＥＦＣ）、りん酸形（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩形（ＭＣＦＣ）、固体電解質形（ＳＯＦＣ）等の燃料電池を使用できる。
【０００８】
燃料電池発電装置が生成した水（温水）はタンクに貯留され、構造物の壁面を浄化するための洗浄水として利用される。タンクは、洗浄水専用の容器として使用することもできるが、構造物に設備された温水利用機器と兼用するのが好ましい。また、タンク内の生成水を燃料電池発電装置に循環させて再使用することも可能である。
【０００９】
なお、構造物としては、特定の物体に限定されず、建物、機械設備、道路、防音壁等の固定構造物、あるいは、自動車、鉄道車両、飛行機等の可動構造物等を例示できる。構造物の壁面に設けられる自己浄化材料としては、太陽エネルギーを受けて壁面に親水性を与える材料、例えば、酸化チタンや酸化亜鉛等の光触媒を含有する塗料、タイル、瓦、ガラス、舗装材、あるいは、光触媒含有層で被覆された外壁ボード、トタン板等を使用できる。また、本発明の壁面浄化システムを建造物や道路等の融雪装置に適用することも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）の壁面浄化システムによれば、燃料電池発電装置が電力需要に応じて水を継続的に生成するので、気象条件による影響を受けることなく、生成水をタンク内に常備することができる。従って、専用水を使用することなく、タンク内の生成水を利用して構造物の壁面を自動的に洗浄できるという優れた効果を奏する。
【００１１】
（２）の壁面浄化システムによれば、構造物の壁面に光触媒を含む自己浄化材料を設けたので、光触媒作用によって分解した汚れを燃料電池発電装置の生成水で即座に洗い流すことができ、特に、晴天が続く気象条件下で洗浄効果を高めることができる。
【００１２】
（３）の壁面浄化システムによれば、熱交換器が生成水の熱を回収するので、燃料電池発電装置の排熱エネルギーを効率よく利用できる効果がある。
【００１３】
（４）の壁面浄化システムによれば、タンクの水位が所定値を超えたときに、アクチュエータが生成水をノズルに供給するので、壁面を自動的に洗浄できるとともに、水需要を高めて燃料電池発電装置に運転を継続させ、総合発電効率を改善できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を建物の壁面浄化システムに具体化した実施例１を示す。図２は本発明を鉄道車両の壁面浄化システムに具体化した実施例２を示す。図３は本発明を自動車の壁面浄化システムに具体化した実施例３を示す。図４は本発明を屋外に設置された燃料電池発電設備の壁面浄化システムに具体化した実施例４を示す。各実施例において、同一の部材については図面に同一の符号を付した。
【実施例１】
【００１５】
図１に示すように、実施例１の壁面浄化システム１は住宅や工場等の建物２に設備されている。建物２の屋根および周壁には光触媒３を含む自己浄化材料４が使用されている。例えば、屋根は光触媒３を混合して焼成された瓦、又は光触媒３を含有する塗料で塗装されたトタン板等の自己浄化材料４で葺かれている。周壁は光触媒３を混合して焼成されたタイル、光触媒３を含有する塗料で塗装された外壁パネル等の自己浄化材料４で建て付けられている。
【００１６】
建物２の内部には、各種の電力消費機器５と、電力消費機器５に電力を供給する燃料電池発電装置６と、燃料電池発電装置６が生成した温水Ｗを貯留するタンク７とが設置されている。燃料電池発電装置６は、周知のように、気体又は固体燃料から水素を得る燃料改質器と、水素と酸素の電気化学反応により直流電流を発生するセルスタックと、直流電流を交流電流に変換するインバータと、燃料改質器の熱およびセルスタックの水蒸気を回収して温水Ｗを生成する排熱回収器とから構成されている。
【００１７】
タンク７には、温水Ｗを洗面所や浴室等の温水利用機器８に供給する配管９と、温水Ｗを建物２の外壁面に導く導管１０とが設けられている。導管１０は建物２の屋根を延びる屋根側導管１０ａと建物２の周壁を延びる壁側導管１０ｂとに分岐し、それぞれに多数のノズル１１が配設されている。分岐点よりタンク７側において、導管１０上には熱交換器１２とポンプ１３とが設けられている。熱交換器１２には補充管１４が接続され、水道水又は井戸水等の冷水Ｃが適時に熱交換器１２を通ってタンク７に補充される。
【００１８】
そして、熱交換器１２は導管１０内の温水Ｗと補充管１４内の冷水Ｃとの間で熱交換を行い、タンク７から吐出された温水Ｗの熱を冷水Ｃにより回収して、タンク７に戻すように構成されている。タンク７には温水Ｗが所定水位に達したときに動作する水位センサー１５が設けられ、水位センサー１５の動作信号に応答してポンプ１３が駆動し、タンク７内の温水Ｗが導管１０ａ，１０ｂを通ってノズル１１に供給され、ノズル１１が吐出した温水Ｗによって建物２の外壁面が洗浄される。
【００１９】
この実施例の壁面浄化システム１によれば、燃料電池発電装置６が電力需要に応じて温水Ｗを継続的に生成するので、気象条件による影響を受けることなく、温水Ｗがタンク７内に常備される。このため、専用の洗浄水を用いることなく、タンク７内の温水Ｗの一部を利用して建物２の外壁面を自動的に浄化できる。特に、晴天時には、自己浄化材料４中の光触媒３が豊富な太陽エネルギーを受けて壁面の汚れを効率よく分解するので、分解した汚れを温水Ｗで即座に洗い流し、人手を要することなく壁面をきれいに清掃できる。
【００２０】
また、熱交換器１２がタンク７の吐出側で温水Ｗの熱を回収し、冷水Ｃを媒介してタンク７に戻すので、燃料電池発電装置６が発生した熱エネルギーを建物２の外部に廃棄する無駄をなくし、建物２全体の熱利用効率を高めることができる。一方、夏期や昼間は温水需要が低下し、タンク７が満水状態になりやすいが、このとき水位センサー１５が動作し、ポンプ１３がタンク７内の温水Ｗをノズル１１に供給し、タンク７に受水空間が用意される。従って、従来の燃料電池排熱利用システムと比較し、燃料電池発電装置６の運転時間を長くして、総合発電効率を高めることができる。
【実施例２】
【００２１】
図２に示すように、実施例２の壁面浄化システム２１は電車や気動車等の鉄道車両２２に設備されている。鉄道車両２２の車体２３は壁面全体が光触媒３を含む自己浄化性塗料２４で塗装されている。車体２３の内部には各種の電力消費機器（図示略）が設備され、車体２３の屋根に電力消費機器に電力を供給する燃料電池発電装置６と、燃料電池発電装置６が生成した温水Ｗを貯留するタンク７とが設置されている。
【００２２】
タンク７には、温水Ｗを車体２３の内部に供給する配管９と、温水Ｗを車体２３の各部壁面に導く導管１０と、導管１０内の温水Ｗと補充管１４内の冷水Ｃとの間で熱交換を行う熱交換器１２と、水位センサー１５とが設けられている。導管１０上には、温水Ｗを吐出する多数のノズル１１と、水位センサー１５の動作信号に応答して温水Ｗをノズル１１に供給するソレノイドバルブ２５（又はポンプ）とが配設され、ノズル１１から吐出された温水Ｗによって車体２３の壁面を洗浄するようになっている。
【００２３】
従って、実施例２の壁面浄化システム２１によっても、燃料電池発電装置６が生成した温水Ｗをタンク７内に常備し、気象条件による影響を受けることなく、また専用の洗浄水を用いることもなく、タンク７内の温水Ｗの一部を利用して鉄道車両２２の壁面を自動的に洗浄することができる。その他の作用効果は実施例１と同様である。なお、燃料電池発電装置６およびタンク７は、車体２３の内部に設置することもできる。
【実施例３】
【００２４】
図３に示すように、実施例３の壁面浄化システム３１は乗用車やバス等の自動車３２に設備されている。自動車３２のボディ３３は光触媒３を含む自己浄化性塗料２４で塗装されている。ボディ３３の内部には、各種の電力消費機器（図示略）と、電力消費機器に電力を供給する燃料電池発電装置６と、燃料電池発電装置６が生成した温水Ｗを貯留するタンク７とが設置されている。
【００２５】
タンク７には、温水Ｗをボディ３３の外壁面に導く導管１０と、導管１０と補充管１４との間で熱交換を行う熱交換器１２と、水位センサー１５とが設けられている。そして、導管１０上に温水Ｗを吐出する多数のノズル１１と、ノズル１１に温水Ｗを供給するポンプ１３とが配設されている。従って、実施例３の壁面浄化システム３１によっても、実施例１と同様、燃料電池発電装置６が生成した温水Ｗを利用して自動車３２の壁面を自動的に洗浄することができる。
【実施例４】
【００２６】
図４に示すように、実施例４の壁面浄化システム４１は、燃料電池発電装置６とタンク７とが建物２の外部に設置された燃料電池発電設備４２に適用されている。燃料電池発電装置６およびタンク７の壁面は光触媒３を含む自己浄化性塗料２４で塗装されている。タンク７には、温水Ｗを建物２内の温水利用機器（図示略）に供給する配管９、温水Ｗを燃料電池発電装置６とタンク７の壁面に導く導管１０、熱交換器１２、および水位センサー１５が設けられている。そして、燃料電池発電装置６が生成した温水Ｗをタンク７に貯留し、ポンプ１３により導管１０を介してノズル１１から吐出し、燃料電池発電設備４２それ自体を自動的に洗浄できるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を建物の壁面浄化システムに具体化した実施例１を示す概略図である。
【図２】本発明を鉄道車両の壁面浄化システムに具体化した実施例２を示す概略図である。
【図３】本発明を自動車の壁面浄化システムに具体化した実施例３を示す概略図である。
【図４】本発明を燃料電池発電設備の壁面浄化システムに具体化した実施例４を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    壁面浄化システム（実施例１）
２    建物
３    光触媒
４    自己浄化材料
５    電力消費機器
６    燃料電池発電装置
７    タンク
１０    導管
１１    ノズル
１２    熱交換器
２１    壁面浄化システム（実施例２）
２２    鉄道車両
２４    自己浄化性塗料
２５    ソレノイドバルブ
３１    壁面浄化システム（実施例３）
３２    自動車
４１    壁面浄化システム（実施例４）
４２    燃料電池発電設備
【図１】
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【図２】
2007115455.tif 000004
【図３】
2007115455.tif 000005
【図４】
2007115455.tif 000006