(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を備えたトルクモータにおいて、燃料電池が内部エネルギー源としてモータの回転軸線回りにリング状に固定してステータに配置されていることを特徴とするトルクモータ。
【請求項２】
モータがロータ（１）とステータ（６）からなり、上記ロータ上に永久磁石（２）が配され、上記ステータ内にアーマチュア巻き線が位置しており、上記アーマチュア巻き線はパワー電子部品を有する整流器（３）から給電され、その際、パワー電子部品を有する整流器（３）に燃料電池モジュール（４）と燃料電池供給・制御要素（５）が構造的にモジュール状に一体化されていることを特徴とする請求項１に記載のトルクモータ。
【請求項３】
モータの回転軸線上に永久磁石（２）はドラム状又はディスク状の構成で回転対称に配置され、ロータ（１）における電気トルクモータの外部励起が排除されることを特徴とする請求項１又は２に記載のトルクモータ。
【請求項４】
アーマチュア電流発生と整流とが、トルクモータのステータ（６）において起こり、その際、これらはステータパッケージにそれぞれモジュール的に配属されている燃料電池モジュール（４）から直接、給電されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のトルクモータ。
【請求項５】
燃料電池プロセスの制御・調整と電動機出力調整及び／又は回転数調整が、ステータ（６）に空間・物理的に一体化されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のトルクモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクモータ、特に燃料電池トルクモータに関する。当該トルクモータは装置の分離設置を回避しながらトルクモータの直接内部に液体燃料又はガス燃料の化学的に貯蔵されたエネルギーを、少なくとも一つの消費体を駆動するための機械的エネルギーに変換する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池スタック、Ｈ２とＯ２のガスタンクでなる供給モジュール、電気的切換・監視装置、ＤＣ／ＤＣ調節器／ＤＣ／ＡＣ調節器から構成され分離設置された燃料電池装置において液状若しくはガス状の燃料の化学的に貯蔵されたエネルギーから生じた電気エネルギーが、電気ケーブル若しくはレール装置を介して、ここから分離して設置され在来のＤＣ整流器又は変圧整流器を制御するＡＣモータ（交流電動機）に供給され、当該モータが消費体（電流発生のためのジェネレータ、船を駆動するためのスクリューシャフト、又は車両の回転軸駆動のための伝動装置軸若しくはハブ軸）のトルク駆動を調達することは、従来技術である（図１）。
【０００３】
Ｈ２／Ｏ２に化学的に繋がったエネルギーができるだけ損失なくエネルギー変換を介して消費体、作業機械に供給されるべきである。
燃料電池は（内燃機関／ジェネレータなしに）直接、化学的に結合したエネルギーを電気エネルギーに変化させる。永久磁石を励磁した電動機（電気モータ）は電気エネルギーを高効率で機械的な回転エネルギーにエネルギー損失なしで変化させる。
【０００４】
従来技術の欠点は、燃料電池（エネルギー変換器１：化学エネルギーを電流へ）で生じた電力（ＤＣ電流）を配線ケーブル、切換装置及び安全装置を介して在来の分離構築されたＥモータ（エネルギー変換器２：電気エネルギを機械エネルギーへ）に、複雑な配線接続で損失を負って伝えられる点にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
それ故に本発明の課題は、化学結合したエネルギーを直接、機械的なトルクエネルギーに変換することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この課題は、請求項１〜６の特徴構成により達成され、それらでは両方のエネルギー変換器が一つのコンパクトなエネルギー変換器に一体化される。
【０００７】
それによるとトルクモータは、内部のエネルギー源として燃料電池を備え、その際、燃料電池は本発明の好適な特徴構成によればモータの回転軸線回りにリング状に固定してステータに配置されている。
【０００８】
本発明の特別な特徴構成によれば、モータはロータとステータからなり、永久磁石が上記ロータに配され、アーマチュア巻き線がステータに存し、上記アーマチュア巻き線はパワー電子部品を備えた整流器から給電される。その際、整流器に、燃料電池モジュールと燃料電池供給・制御要素がに構造的にモジュール状に統合される。
【０００９】
燃料電池・トルクモータの回転軸線上に、永久磁石が更なる特徴構成にしたがってドラム状又はディスク状の構成で回転対称に配置されている。その際、ロータにおける電気トルクモータの外部励起を排除する。
【００１０】
アーマチュア電流発生と整流とは、他の特徴構成によれば、トルクモータのステータにおいて起こる。その際、これらはステータパッケージにそれぞれモジュール的に配属されている燃料電池モジュールから直接、給電される。
【００１１】
燃料電池プロセスの制御・調整と電動機出力調整及び／又は回転数調整は、本発明の好適な特徴構成によれば、トルクモータのステータに空間・物理的に一体化している。
【００１２】
永続的に励起されたコンパクトなモータは外部エネルギー供給なしで回転部分上で永久磁石のみを導く。ステータには、アーマチュアの電流出力・行程・方向に関しモジュールに組み立てられたパワー電子機器から給電されるアーマチュア巻き線が存する。このパワー電子機器モジュールは、直流形態の電気出力を直接パワー電子機器モジュールに供給する構造的に統合された燃料電池モジュールを有している。当該直流は、内部サークルに同じくリング状に配置され電気接続されパワー電子機器部品を備えた整流器に供給される。
【００１３】
モータの内部構造に燃料電池モジュールを挿入することによって、電気的／磁気的外部損失が回避され、構造サイズ乃至重量が一層小さくなる。別の損失を負う中間段階のない直接エネルギー変換器は、陸上車両、水上乃至水中船舶及び航空機の移動領域における多くの更なる燃料電池使用の導入を容易ならしめる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を、図面に基づき、実施例によって説明する。
トルクモータはロータ１とステータ６からなり、永久磁石２が上記ロータ１に配され、アーマチュア巻き線がステータ６に位置している。上記アーマチュア巻き線はパワー電子部品を有する整流器３から電流を供給される。その際、整流器３に燃料電池モジュール４と燃料電池供給・制御要素５が構造的にモジュール状に一体化される。
【００１５】
燃料電池トルクモータの回転軸線上に、永久磁石２がドラム状又はディスク状の構成で回転対称に配置される。その際、ロータ１における電気トルクモータの外部励起がなくなる。
【００１６】
アーマチュア電流発生と整流とは、トルクモータのステータ６において起こる。その際、これらはステータパッケージにそれぞれモジュールのように配属されている燃料電池モジュール４から直接、給電される。
【００１７】
燃料電池プロセスの制御・調整と電動機出力調整及び／又は回転数調整は、ステータ６に空間・物理的に一体化している。
燃料電池・電子機器モジュールは、燃料としてＨ２を、オキシダント（酸化体）としてＯ２又は空気を導入することによって供給され、アーマチュア巻き線に向けられ案内される出力（電力）並びに生成物としての水を生じる。
【００１８】
直接的な燃料電池エネルギー変換の際に生じる損失は、生成水で、場合によっては燃料電池スタックを貫流する冷却水によって除去される。水を導かれる部品全ては、全くトルクモータの固定され回転しない部分において装着されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術におけるトルク駆動の伝達を説明する図である。
【図２】  燃料電池トルクモータの断面図である。
【符号の説明】
１  永久磁石を備えたロータ
２  ロータ上の永久磁石
３  パワー電子部品を備えた整流器
４  ステータ内の燃料電池モジュール
５  ステータ内の燃料電池モジュール当たりの燃料電池供給・制御要素
６  ステータ
【図１】
0003757168.tif 000002
【図２】
0003757168.tif 000003