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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023165542
(43)【公開日】2023-11-16
(54)【発明の名称】流体補給管理システム
(51)【国際特許分類】
F17C 13/02 20060101AFI20231109BHJP
H01M 8/04 20160101ALI20231109BHJP
B65G 1/137 20060101ALI20231109BHJP
G06Q 10/083 20230101ALI20231109BHJP
H01M 8/10 20160101ALN20231109BHJP
【ＦＩ】
F17C13/02 301A
H01M8/04 Z
B65G1/137 A
G06Q10/08 300
H01M8/10 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022076715
(22)【出願日】2022-05-06
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100150717
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 和也
(74)【代理人】
【識別番号】100208188
【弁理士】
【氏名又は名称】榎並 薫
(72)【発明者】
【氏名】中澤 啓輔
【テーマコード（参考）】
3E172
3F522
5H126
5H127
5L049
【Ｆターム（参考）】
3E172AA02
3E172AA05
3E172AA09
3E172AB01
3E172AB03
3E172AB04
3E172AB20
3E172BA01
3E172BB13
3E172BD01
3E172BD03
3E172DA87
3E172FA01
3F522BB29
3F522CC09
3F522FF30
3F522GG04
3F522GG26
3F522GG45
3F522KK03
3F522LL62
5H126BB06
5H127AA06
5H127AB01
5H127AB21
5H127BA02
5H127BA22
5H127BA28
5H127BA59
5H127BB02
5H127BB12
5H127BB18
5H127BB37
5H127CC01
5H127CC02
5L049AA16
(57)【要約】
【課題】流体の供給源となるタンクの交換又は再充填を適切なタイミングで効率よく行うことが可能な流体補給管理システムを提供する。
【解決手段】流体補給管理システム１は、流体の供給を受ける装置１１と、流体を装置１１に供給するタンク２１と、当該タンク２１内の流体の残量に関する値を計測する計測器２４と、当該タンク２１の位置を検出する位置検出器２５と、計測器２４によって計測された計測情報と位置検出器２５で検出されたタンク位置情報とを発信する発信機２６と、タンク２１の流体の残量の管理を行う管理部５０と、を備えている。管理部５０は、計測情報及びタンク位置情報を受信する通信機５１と、計測情報に基づいてタンク２１の交換又は再充填が必要か否かを判定する判定部５３と、タンク２１の交換又は再充填の必要性を当該タンク２１のタンク位置情報と共に報知する報知部５４と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】流体補給管理システム１は、流体の供給を受ける装置１１と、流体を装置１１に供給するタンク２１と、当該タンク２１内の流体の残量に関する値を計測する計測器２４と、当該タンク２１の位置を検出する位置検出器２５と、計測器２４によって計測された計測情報と位置検出器２５で検出されたタンク位置情報とを発信する発信機２６と、タンク２１の流体の残量の管理を行う管理部５０と、を備えている。管理部５０は、計測情報及びタンク位置情報を受信する通信機５１と、計測情報に基づいてタンク２１の交換又は再充填が必要か否かを判定する判定部５３と、タンク２１の交換又は再充填の必要性を当該タンク２１のタンク位置情報と共に報知する報知部５４と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体の供給を受ける装置と、
前記流体が充填され、前記装置に接続されて前記流体を前記装置に供給するタンクと、
前記タンクに取り付けられて前記タンク内の前記流体の残量に関する値を計測する計測器と、
前記タンクに取り付けられて前記タンクの位置を検出する位置検出器と、
前記タンクに取り付けられ、前記計測器によって計測された値に関する情報である計測情報と、前記タンクの前記位置検出器で検出された前記タンクの位置に関する情報であるタンク位置情報とを発信する発信機と、
前記タンクの前記流体の残量の管理を行う管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記発信機によって発信された前記計測情報及び前記タンク位置情報を受信する通信機と、
前記計測情報に基づいて前記タンクの交換又は再充填が必要か否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記タンクの交換又は再充填が必要であると判定された場合に、前記タンクの交換又は再充填の必要性を当該タンクのタンク位置情報と共に報知する報知部と、
を有する、流体補給管理システム。
前記流体が充填され、前記装置に接続されて前記流体を前記装置に供給するタンクと、
前記タンクに取り付けられて前記タンク内の前記流体の残量に関する値を計測する計測器と、
前記タンクに取り付けられて前記タンクの位置を検出する位置検出器と、
前記タンクに取り付けられ、前記計測器によって計測された値に関する情報である計測情報と、前記タンクの前記位置検出器で検出された前記タンクの位置に関する情報であるタンク位置情報とを発信する発信機と、
前記タンクの前記流体の残量の管理を行う管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記発信機によって発信された前記計測情報及び前記タンク位置情報を受信する通信機と、
前記計測情報に基づいて前記タンクの交換又は再充填が必要か否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記タンクの交換又は再充填が必要であると判定された場合に、前記タンクの交換又は再充填の必要性を当該タンクのタンク位置情報と共に報知する報知部と、
を有する、流体補給管理システム。
【請求項2】
前記判定部は、前記装置の稼働スケジュールと前記計測情報とに基づいて、前記タンクの交換又は再充填が必要か否かを判定する、請求項１に記載の流体補給管理システム。
【請求項3】
前記判定部は、さらに前記装置の運転条件に基づいて、前記タンクの交換又は再充填が必要か否かを判定する、請求項２に記載の流体補給管理システム。
【請求項4】
前記タンクは、前記装置に着脱可能に接続され、
前記装置は、当該装置の位置を検出する位置検出器と、当該装置の当該位置検出器で検出された当該装置の位置に関する情報である装置位置情報とを発信する発信機と、を有する、請求項１に記載の流体補給管理システム。
前記装置は、当該装置の位置を検出する位置検出器と、当該装置の当該位置検出器で検出された当該装置の位置に関する情報である装置位置情報とを発信する発信機と、を有する、請求項１に記載の流体補給管理システム。
【請求項5】
前記装置は燃料電池スタックであり、
前記流体は水素である、請求項１に記載の流体補給管理システム。
前記流体は水素である、請求項１に記載の流体補給管理システム。
【請求項6】
流体の供給を受ける複数の装置と、
前記流体が充填され、前記複数の装置の各々に接続されて前記流体を当該装置に供給する複数のタンクと、
前記複数のタンクの各々に取り付けられて当該タンク内の前記流体の残量に関する値を計測する複数の計測器と、
前記複数のタンクの各々に取り付けられて当該タンクの位置を検出する複数の位置検出器と、
前記複数のタンクの各々に取り付けられ、当該タンクの前記計測器によって計測された値に関する情報である計測情報と、当該タンクの前記位置検出器で検出された当該タンクの位置に関する情報であるタンク位置情報とを発信する複数の発信機と、
前記複数のタンクの前記流体の残量の管理を行う管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記発信機によって発信された前記計測情報及び前記タンク位置情報を受信する通信機と、
前記計測情報に基づいて各タンクの交換又は再充填が必要か否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記複数のタンクのいずれかの交換又は再充填が必要であると判定された場合に、当該タンクの交換又は再充填の必要性を当該タンクのタンク位置情報と共に報知する報知部と、
を有する、流体補給管理システム。
前記流体が充填され、前記複数の装置の各々に接続されて前記流体を当該装置に供給する複数のタンクと、
前記複数のタンクの各々に取り付けられて当該タンク内の前記流体の残量に関する値を計測する複数の計測器と、
前記複数のタンクの各々に取り付けられて当該タンクの位置を検出する複数の位置検出器と、
前記複数のタンクの各々に取り付けられ、当該タンクの前記計測器によって計測された値に関する情報である計測情報と、当該タンクの前記位置検出器で検出された当該タンクの位置に関する情報であるタンク位置情報とを発信する複数の発信機と、
前記複数のタンクの前記流体の残量の管理を行う管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記発信機によって発信された前記計測情報及び前記タンク位置情報を受信する通信機と、
前記計測情報に基づいて各タンクの交換又は再充填が必要か否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記複数のタンクのいずれかの交換又は再充填が必要であると判定された場合に、当該タンクの交換又は再充填の必要性を当該タンクのタンク位置情報と共に報知する報知部と、
を有する、流体補給管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施の形態は、流体補給管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、生鮮食品などの貨物を低温で保管するための冷凍コンテナが知られている。特開２０２０－１３９７１０号公報に開示された冷凍コンテナは、温度調整器を内蔵し、庫内を低温に維持する。冷凍コンテナは、生鮮食品などの冷凍・冷蔵貨物の輸送に用いられる。
【0003】
ところで、このような冷凍コンテナの温度調整器へ電力を供給する電源装置として燃料電池システムを用いることが検討されている。燃料電池システムは、燃料電池スタックに燃料ガスと酸化剤ガスとを供給し、これらを反応させることで発電する。燃料ガスは、タンクに収容され、発電の際にタンクから燃料電池スタックへ供給される。タンク内の燃料ガスが枯渇すると、燃料電池システムは発電を行うことができない。燃料電池システムが所望の時間長に亘って信頼性高く発電を行うためには、タンク内の燃料ガスが枯渇する前に、タンクを交換又は再充填して燃料ガスを補給する必要がある。
【0004】
このため、定期的に（例えば、一月に一度）タンクを交換又は再充填することが考えられるが、このような方法は、燃料ガスを補給すべき燃料電池システムが複数存在する場合、タンクの交換又は再充填の度に全ての燃料電池システムを見回る必要があるため、煩雑である。とりわけ複数の燃料電池が互いから遠く離れた場所に離散して配置されている場合、このような方法は大変な労力を要する。
【0005】
また、燃料電池システムが冷凍コンテナに取り付けられている場合、燃料電池システムは冷凍コンテナと共に移動し得る。しかしながら、移動する燃料電池システムのタンクを適切なタイミングで交換又は再充填して燃料ガスを補給する方法は、未だ確立されていない。
【0006】
上述したような問題は、燃料電池システムのタンクの交換又は再充填の場合に限って生じるものではない。同様の問題は、燃料電池システム以外の装置へ流体を供給するタンクの交換又は再充填の際にも生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０２０－１３９７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、流体の供給源となるタンクの交換又は再充填を適切なタイミングで効率よく行うことが可能な流体補給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】
【0009】
実施の形態による流体補給管理システムは、
流体の供給を受ける装置と、
前記流体が充填され、前記装置に接続されて前記流体を前記装置に供給するタンクと、
前記タンクに取り付けられて前記タンク内の前記流体の残量に関する値を計測する計測器と、
前記タンクに取り付けられて前記タンクの位置を検出する位置検出器と、
前記タンクに取り付けられ、前記計測器によって計測された値に関する情報である計測情報と、前記タンクの前記位置検出器で検出された前記タンクの位置に関する情報であるタンク位置情報とを発信する発信機と、
前記タンクの前記流体の残量の管理を行う管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記発信機によって発信された前記計測情報及び前記タンク位置情報を受信する通信機と、
前記計測情報に基づいて前記タンクの交換又は再充填が必要か否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記タンクの交換又は再充填が必要であると判定された場合に、前記タンクの交換又は再充填の必要性を当該タンクのタンク位置情報と共に報知する報知部と、
を有する。
流体の供給を受ける装置と、
前記流体が充填され、前記装置に接続されて前記流体を前記装置に供給するタンクと、
前記タンクに取り付けられて前記タンク内の前記流体の残量に関する値を計測する計測器と、
前記タンクに取り付けられて前記タンクの位置を検出する位置検出器と、
前記タンクに取り付けられ、前記計測器によって計測された値に関する情報である計測情報と、前記タンクの前記位置検出器で検出された前記タンクの位置に関する情報であるタンク位置情報とを発信する発信機と、
前記タンクの前記流体の残量の管理を行う管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記発信機によって発信された前記計測情報及び前記タンク位置情報を受信する通信機と、
前記計測情報に基づいて前記タンクの交換又は再充填が必要か否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記タンクの交換又は再充填が必要であると判定された場合に、前記タンクの交換又は再充填の必要性を当該タンクのタンク位置情報と共に報知する報知部と、
を有する。
【発明の効果】
【0010】
実施の形態による流体補給管理システムによれば、流体の供給源となるタンクの交換又は再充填を適切なタイミングで効率よく行うことが可能な流体補給管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して一実施の形態について説明する。図１は本実施の形態による流体補給管理システム１の構成を示す図であり、図２はコンテナ５の全体構成を示す図である。また、図３は、図２に示すコンテナ５に取り付けられる燃料電池システム１０の全体構成を示す図である。また、図４は、図１に示す管理部５０の全体構成を示す図である。
【0013】
図１に示す流体補給管理システム１は、複数のコンテナ５（第１～第５コンテナ５Ａ～５Ｅ）と、管理部５０と、端末（端末装置）６０を含む。各コンテナ５に取り付けられた燃料電池システム１０の発信機２６と、管理部５０と、端末６０とは、ネットワークＮに接続されている。ネットワークＮは、例えば、インターネット、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、プロバイダ装置、無線基地局などを含む。端末６０は、通信端末であって、例えばスマートフォン、タブレット型端末、パーソナルコンピュータであってよい。
【0014】
図２に示すように、各コンテナ５は、コンテナ５内の温度を調整するための温度調整器（例えば、エアコン）６を備えている。また、各コンテナ５には、燃料電池システム１０が取り付けられている。温度調整器６には、燃料電池システム１０から取り出された電流が供給される。温度調整器６に電流が供給されることにより、コンテナ５内の温度が所望の温度に調整される。各コンテナ５は、車両や船舶等を用いて移動させることができる。
【0015】
上述したように、図示された例では、流体補給管理システム１は、第１～第５コンテナ５Ａ～５Ｅを含んでいる。第１～第５コンテナ５Ａ～５Ｅは、それぞれ、第１～第５燃料電池システム１０Ａ～１０Ｅを含んでいる。
【0016】
各燃料電池システム１０は、燃料ガスが充填されたタンク２１と、タンク２１から燃料ガスの供給を受ける装置１１としての燃料電池スタック１１ａと、を含んでいる。本実施の形態の流体補給管理システム１は、タンク２１の交換を適切なタイミングで効率よく行うための工夫が成されている。
【0017】
図３を参照して、燃料電池システム１０の全体構成について説明する。
【0018】
図３に示すように、燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１１ａと、燃料ガス供給系２０と、燃料ガス排出系３０と、酸化剤ガス供給系３５と、酸化剤ガス排出系４０と、を有する。燃料電池スタック１１ａは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて電気を発生させる。燃料ガスは水素であり、酸化剤ガスは空気である。また、燃料電池システム１０は、冷却系４５を有する。
【0019】
図３に示す例では、燃料電池スタック１１ａは固体高分子型燃料電池スタックである。
【0020】
燃料電池スタック１１ａは、電解質膜を挟んで設けられたアノード１２とカソード１３とを含む。アノード１２には、燃料ガス供給系２０から燃料ガスが供給される。カソード１３には、酸化剤ガス供給系３５から酸化剤ガスが供給される。燃料電池スタック１１ａは、アノード１２に供給された燃料ガスとカソード１３に供給された空気中の酸素とを用いて発電する。燃料電池スタック１１ａの電極には電源装置（図示せず）が接続されており、電源装置を通じて燃料電池スタック１１ａから電流が取り出される。取り出された電流は、温度調整器６に供給され、これによりコンテナ５が稼働する。
【0021】
燃料ガス供給系２０は、燃料ガス供給源としてのタンク２１と、燃料ガス供給配管２９とを含む。図示された例では、タンク２１は、燃料ガスを高圧ガスの形態で収容している。燃料ガス供給配管２９の一端は、タンク２１の接続口２２に接続されている。燃料ガス供給配管２９の他端は、アノード１２の吸気口に接続されている。タンク２１には、開閉弁２３が取り付けられている。開閉弁２３を開放することにより、タンク２１内の燃料ガスが燃料ガス供給配管２９を通じてアノード１２に供給され、燃料電池スタック１１ａでの発電が行われる。また、開閉弁２３を閉鎖することにより、タンク２１からアノード１２への燃料ガスの供給が停止され、燃料電池スタック１１ａでの発電が停止する（すなわち、燃料電池スタック１１ａの運転が停止する）。燃料ガス排出系３０は、燃料ガス排出配管３１を含む。燃料ガス排出配管３１の一端は、アノード１２の排出口に接続されている。燃料電池スタック１１ａで使用されなかった燃料ガスは、燃料ガス排出配管３１を通じて排出される。なお、燃料ガス排出配管３１の他端は、燃料ガス供給配管２９に接続されていてもよい。この場合、燃料電池スタック１１ａで使用されなかった燃料ガスを、燃料ガス供給配管２９を通じて再びアノード１２に供給することができる。なお、図示された例では、タンク２１は、燃料ガス供給配管２９から分離可能である。これにより、タンク２１内の燃料ガスの残量が少なくなった場合に、タンク２１を燃料ガスが充填された新たなタンク２１'（図８参照）と交換することができる。
【0022】
酸化剤ガス供給系３５は、ブロワ等の酸化剤ガス供給源（図示せず）と、酸化剤ガス供給配管３６とを含む。酸化剤ガス供給配管３６の一端は酸化剤ガス供給源に接続され、他端はカソード１３の吸気口に接続されている。これにより、酸化剤ガス供給源から酸化剤ガス供給配管３６を通じて、カソード１３に酸化剤ガスが供給される。酸化剤ガス排出系４０は、酸化剤ガス排出配管４１を含む。酸化剤ガス排出配管４１の一端は、カソード１３の排出口に接続されている。燃料電池スタック１１ａで使用されなかった酸化剤ガスは、燃料電池スタック１１ａ内で生成された水と共に、酸化剤ガス排出配管４１を通じて排出される。
【0023】
冷却系４５は、冷却水等の冷媒が流れる冷媒管４６を含む。冷媒管４６の一端は、燃料電池スタック１１ａ内に形成された冷媒流路１４の入口に接続され、他端は冷媒流路１４の出口に接続されている。冷媒は、冷媒管４６及び冷媒流路１４によって形成された循環路４７内を循環する。冷却系４５は、燃料電池スタック１１ａが発電する際に発する熱エネルギを、冷媒を用いて回収する。循環路４７には、冷媒を循環させるためのポンプ（図示せず）が設けられていてよい。また、循環路４７には、冷媒を冷却するための熱交換器（ラジエータ）４８が設けられていてよい。なお、冷却系４５は、燃料電池スタック１１ａを空冷方式で冷却するものであってもよい。
【0024】
図３に示すように、本実施の形態の燃料ガス供給系２０は、計測器２４とタンク位置検出器２５と発信機２６と、を更に含む。
【0025】
計測器２４は、タンク２１に直接又は間接的に取り付けられて、タンク２１内の燃料ガスの残量に関する値を計測する。図示された例では、計測器２４は圧力計を含み、タンク２１内の圧力を計測する。また、図示された例では、計測器２４は温度計を含み、タンク２１内の温度を計測する。
【0026】
タンク位置検出器２５は、タンク２１に直接又は間接的に取り付けられて、タンク２１の位置を検出する。タンク位置検出器２５は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）センサである。なお、タンク２１は、燃料ガス供給配管２９に接続された状態で燃料電池システム１０の一部を構成する。このため、タンク位置検出器２５により検出される位置は、燃料電池システム１０（燃料電池スタック１１ａ）の位置であり、また当該燃料電池システム１０が取り付けられたコンテナ５の位置でもある。
【0027】
発信機２６は、計測器２４によって計測された値に関する情報（以下、「計測情報」とも呼ぶ）と、タンク位置検出器２５で検出されたタンク２１の位置に関する情報（以下、「タンク位置情報」とも呼ぶ）と、を発信する。発信機２６から発信された情報は、ネットワークＮを介して管理部５０に渡される。これにより、タンク２１の燃料ガスの残量を管理する管理者Ｍは、タンク２１（コンテナ５）が配置された場所に赴くことなく、タンク２１の燃料ガスの残量を把握することができる。
【0028】
なお、計測情報がタンク２１内の圧力及び温度を示す情報である場合、当該タンク２１の燃料ガスの残量Ｘ（単位：リットル（標準状態））は、例えば次の式（１）に従って算出可能である。
Ｘ＝２２．４×Ｐ×Ｖ／８．３１４Ｔ ・・・（１）
ここで、Ｐはタンク２１内の圧力（単位：Ｐａ）であり、Ｖはタンク２１の内容積（単位：ｍ３）であり、Ｔはタンク２１内の絶対温度（単位：Ｋ）である。
Ｘ＝２２．４×Ｐ×Ｖ／８．３１４Ｔ ・・・（１）
ここで、Ｐはタンク２１内の圧力（単位：Ｐａ）であり、Ｖはタンク２１の内容積（単位：ｍ３）であり、Ｔはタンク２１内の絶対温度（単位：Ｋ）である。
【0029】
なお、計測器２４は、定期的（例えば２４時間毎）且つ自動的にタンク２１内の燃料ガスの残量に関する値を計測するものであってよい。また、タンク位置検出器２５は、定期的（例えば２４時間毎）且つ自動的にタンク２１の位置を検出するものであってよい。また、発信機２６は、定期的（例えば２４時間毎）且つ自動的に計測情報及びタンク位置情報を発信するものであってよい。これにより、管理者Ｍは、各タンク２１の位置及び燃料ガスの残量を、定期的且つ自動的に把握することができる。
【0030】
また、図示された例では、計測器２４、タンク位置検出器２５及び発信機２６は、タンク２１と共に、燃料ガス供給配管２９から分離可能である。これにより、計測器２４、タンク位置検出器２５及び発信機２６を、タンク２１と共に管理することができる。図示された例では、タンク２１と、当該タンク２１に取り付けられた計測器２４、タンク位置検出器２５及び発信機２６とは、タンクユニット２７を構成する。
【0031】
【0032】
通信機５１は、各タンク２１の発信機２６によって発信された情報を、ネットワークＮを介して受信する。また、通信機５１は、報知部５４からの情報を、ネットワークＮを介して端末６０に送信する。
【0033】
記憶部５２は、各コンテナ５の稼働スケジュールに関する情報を保持している。各コンテナ５の稼働スケジュールは、当該コンテナ５の今後の稼働計画を示すものであり、例えば図５に示す表のような情報を含んでいる。図５に示す稼働スケジュールにより、各コンテナ５が次に稼働される際の稼働時間長を把握することができる。例えば、第１コンテナ５Ａが次に稼働されるのが２０２２年５月１日の９：００～１８：００である場合、第１コンテナ５Ａの次の稼働時間長が９時間であることを把握することができる。記憶部５２が稼働スケジュールに関する情報を取得する方法は、任意の方法であってよい。例えば、稼働スケジュールに関する情報は、管理部５０の外から通信機５１を通じて記憶部５２に入力されてもよい。あるいは、稼働スケジュールに関する情報は、管理部５０の入力装置（図示せず）を用いて記憶部５２に入力されてもよい。
【0034】
また、記憶部５２は、燃料電池システム１０の運転条件に関する情報を保持している。図示された例では、第１～第５燃料電池システム１０Ａ～１０Ｅの運転条件は互いに異なっており、記憶部５２は、各燃料電池システム１０Ａ～１０Ｅの運転条件に関する情報を保持している。
【0035】
燃料電池システム１０の運転条件は、例えば図６に示すグラフのような情報を含んでいる。図６に示す運転条件により、燃料電池システム１０がある時間長だけ連続して電流Ｉを供給する際に使用される燃料ガスの使用量を把握することができる。
【0036】
より詳細には、図６は、時刻ｔ１から時刻ｔ２に亘って燃料電池システム１０から当該燃料電池システム１０外（図示された例では、温度調整器６）に電流Ｉを供給する場合に燃料電池スタック１１ａに供給すべき燃料ガスの流量の時間変化を示している。図６に示す例では、燃料電池スタック１１ａには、時刻ｔ１よりも所定時間長前となる時刻ｔ０から、燃料ガスを供給する必要がある。また、図６に示す例では、時刻ｔ２よりも所定時間長後となる時刻ｔ３まで、燃料電池スタック１１ａに燃料ガスを供給する必要がある。ただし、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に燃料電池スタック１１ａに供給される燃料ガスの流量がＦａであるのに対し、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に燃料電池スタック１１ａに供給される燃料ガスの流量は、Ｆａよりも少ないＦｂである。また、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に燃料電池スタック１１ａに供給される燃料ガスの流量は、Ｆａよりも少ないＦｃである。したがって、燃料電池システム１０の運転条件が図６に示す運転条件である場合、温度調整器６に時刻ｔ１から時刻ｔ２に亘って連続して電流Ｉを供給する際に使用される燃料ガスの使用量Ｙ（単位：リットル（標準状態））は、次の式（２）に従って計算することができる。
Ｙ＝Ｆｂ×ｔｂ＋Ｆａ×ｔａ＋Ｆｃ×ｔｃ ・・・（２）
ここで、ｔｂは、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間長であり、ｔａは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間長であり、ｔｃは、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間長である。
Ｙ＝Ｆｂ×ｔｂ＋Ｆａ×ｔａ＋Ｆｃ×ｔｃ ・・・（２）
ここで、ｔｂは、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間長であり、ｔａは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間長であり、ｔｃは、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間長である。
【0037】
なお、流量Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ及び時間長ｔｂ、ｔｃは予め定まった値なので、時間長ｔａにコンテナ５の次の稼働時間長を代入することにより、次にコンテナ５が稼働する際に使用される燃料ガスの使用量Ｙを求めることができる。なお、時間長ｔｂ、ｔｃは予め定まった値であるため、コンテナ５の稼働スケジュールは、コンテナ５に取り付けられた燃料電池システム１０の稼働スケジュールを示すものでもある。
【0038】
記憶部５２が運転条件に関する情報を取得する方法は、任意の方法であってよい。例えば、運転条件に関する情報は、管理部５０の外から通信機５１を通じて記憶部５２に入力されてもよい。あるいは、運転条件に関する情報は、管理部５０の入力装置（図示せず）を用いて記憶部５２に入力されてもよい。
【0039】
判定部５３は、各コンテナ５のタンク２１を、燃料ガスが充填された他のタンク２１'に交換する必要があるか否かを判定する。具体的には、通信機５１を介して受信した計測情報と記憶部５２に保持されたコンテナ５の稼働スケジュール及び当該コンテナ５の燃料電池システム１０の運転条件とに基づいて、当該燃料電池システム１０のタンク２１の燃料ガスの残量Ｘが十分であるか否かを判定する。タンク２１の燃料ガスの残量Ｘが十分であるか否かは、例えば、タンク２１の燃料ガスの残量Ｘが当該タンク２１が取り付けられたコンテナ５の次の稼働で使用される燃料ガスの使用量Ｙを上回っているか否か、に基づいて判定する。例えば、第１コンテナ５Ａが次に稼働するのが２０２２年５月１日の９：００～１８：００である場合を例に挙げて考える。この場合、まず、判定部５３は、第１燃料電池システム１０Ａのタンク２１の燃料ガスの残量Ｘを、上記計測情報に基づいて算出する。この場合、判定部５３は、燃料ガスの残量Ｘを算出するために上記式（１）を用いてよい。また、判定部５３は、第１燃料電池システム１０Ａの運転条件に基づいて、第１コンテナ５Ａを９時間連続して稼働させるために使用される燃料ガスの使用量Ｙを求める。この場合、判定部５３は、上記式（２）のｔａに９を代入することにより、上記使用量Ｙを求めてよい。そして、第１燃料電池システム１０Ａのタンク２１の燃料ガスの残量Ｘが上記使用量Ｙ以上であれば、判定部５３は、当該タンク２１の燃料ガスの残量Ｘは第１コンテナ５Ａの次の稼働に十分な量であり、当該タンク２１を交換する必要はないと判断する。また、当該タンク２１の燃料ガスの残量Ｘが上記使用量Ｙを下回っていれば、判定部５３は、当該タンク２１の燃料ガスの残量Ｘは第１コンテナ５Ａの次の稼働に不十分な量であり、当該タンク２１を交換する必要があると判断する。以下では、判定部５３で交換の必要性があると判断されたタンク２１を、「使用済みタンク２１」とも呼ぶ。
【0040】
なお、図示された例では、判定部５３は、上記判定を、各コンテナ５の燃料電池システム１０が運転を停止している間に行うが、これに限られない。判定部５３は、上記判定を、各燃料電池システム１０の運転中に行ってもよい。各燃料電池システム１０が運転中であるか運転停止中であるかは、各燃料電池システム１０が取り付けられたコンテナ５の稼働スケジュールに基づいて判断してよい。
【0041】
また、判定部５３は、上記判定を、各コンテナ５に取り付けられた燃料電池システム１０の稼働スケジュールに基づいて行ってもよい。この場合、記憶部５２は、各燃料電池システム１０の稼働スケジュールを保持していてよい。また、この場合、各燃料電池システム１０が運転中であるか運転停止中であるかは、各燃料電池システム１０の稼働スケジュールに基づいて判断してよい。
【0042】
報知部５４は、判定部５３でタンク２１の交換が必要であると判定された場合に、タンク２１の交換の必要性を当該タンク２１のタンク位置情報と共に報知する。これにより、タンク２１の管理者Ｍは、交換が必要なタンク２１の位置を把握することができ、当該タンク２１を交換することができる。
【0043】
なお、図示された例では、報知部５４は、通信機５１及びネットワークＮを介してタンク２１の交換の必要性及びタンク位置情報を端末６０に送信するが、これに限られない。報知部５４は、その周囲にタンク２１の交換の必要性及びタンク位置情報を報知するための報知装置を含んでいてもよい。端末６０や報知装置は、音声や映像、信号によりタンク２１の交換の必要性及びタンク位置情報を報知するものであってもよい。
【0044】
図７を参照して、流体補給管理システム１の作用について説明する。ここでは、主に管理部５０の作用を中心に説明する。
【0045】
まず、各コンテナ５から送信された計測情報を管理部５０の通信機５１が受信すると（ステップＳ１１）、判定部５３は記憶部５２に格納された各コンテナ５の稼働スケジュールを参照して、当該コンテナ５の燃料電池システム１０の運転が停止しているか否かを判断する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２で運転中であると判断された場合（ステップＳ１２のＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。一方、ステップＳ１２で運転が停止していると判断された場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、計測情報に基づいて、当該燃料電池システム１０のタンク２１の燃料ガスの残量Ｘを計算する。また、記憶部５２に格納された当該コンテナ５の稼働スケジュール及び当該コンテナ５の燃料電池システム１０の運転条件に基づいて、当該コンテナ５が次の稼働で使用する燃料ガスの使用量Ｙを計算する（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ１３で計算された燃料ガスの残量Ｘ及び使用量Ｙを比較して、当該タンク２１の交換が必要か否かを判定する（ステップＳ１４）。具体的には、上記残量Ｘが上記使用量Ｙ以上であれば、タンク２１を交換する必要は無いと判断する。一方、上記残量Ｘが上記使用量Ｙ未満であれば、タンク２１を交換する必要が有ると判断する。ステップＳ１４でタンク２１を交換する必要は無いと判断された場合（ステップＳ１４のＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。一方、ステップＳ１４でタンク２１を交換する必要が有ると判断された場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、判定部５３は判定結果を報知部５４に渡す。報知部５４は、判定結果を受け取ると、タンク２１の位置情報と共に当該タンク２１の交換が必要であることを示す情報を、端末６０に送信する（ステップＳ１５）。タンク２１の管理者Ｍは、端末６０が受信した位置情報が示す位置に配置されたタンク２１の交換を行う。
【0046】
具体的には、図８に示すように、コンテナ５Ａ、５Ｂ、５Ｄのタンク２１の交換の必要性が管理部５０から端末６０に通知されると、管理者Ｍは、燃料ガスが充填されたタンク２１'を貯蔵するタンク貯蔵所６５においてタンク２１'（以下、「充填済みタンク２１'」とも呼ぶ）を三つ選び、選んだタンク２１'をコンテナ５Ａ、５Ｂ、５Ｄに移送する。このとき、端末６０に通知されたタンク２１の位置情報（すなわち、コンテナ５Ａ、５Ｂ、５Ｄの位置情報）から、充填済みタンク２１'の移送先を把握する。このようにして、管理者Ｍは、コンテナ５から離れた場所にいても交換の必要性のあるタンク２１（使用済みタンク２１）を随時把握することができ、適切なタイミングで、使用済みタンク２１が配置された場所にのみ赴いて当該使用済みタンク２１を充填済みタンク２１'と交換することができる。ここで、タンク２１の交換は、燃料電池システム１０の運転停止中に行われる。
【0047】
図８に示す例では、管理者Ｍは、使用済みタンク２１を充填済みタンク２１'と交換した後、コンテナ５Ａ、５Ｂ、５Ｄから回収した使用済みタンク２１を、燃料ガス充填所６６に移送する。次に、管理者Ｍは、燃料ガス充填所６６に設置された燃料ガス供給設備から使用済みタンク２１に燃料ガスを再充填し、当該タンクを充填済みタンク２１'としてタンク貯蔵所６５に貯蔵する。タンク貯蔵所６５に貯蔵された充填済みタンク２１'は、将来、使用済みタンク２１と交換されてよい。
【0048】
なお、使用済みタンク２１を回収する際、使用済みタンク２１は、当該使用済みタンク２１に取り付けられた計測器２４やタンク位置検出器２５、発信機２６と共に回収されてよい。この場合、使用済みタンク２１と交換される充填済みタンク２１'には、計測器２４やタンク位置検出器２５、発信機２６が取り付けられていてよい。言い換えると、タンク２１を交換する際は、タンクユニット２７ごと交換してよい。
【0049】
また、燃料ガス充填所６６とタンク貯蔵所６５は同じ場所であってもよく、明確に区別されていなくてもよい。
【0050】
また、図９に示すように、各コンテナ５は、コンテナ５の位置（したがって、燃料電池スタック１１ａの位置）を検出するコンテナ位置検出器７と発信機８とをさらに有していてもよい。コンテナ位置検出器７は、タンク位置検出器２５と同様に構成されていてよいが、タンク位置検出器２５とは別個の位置検出器である。コンテナ位置検出器７及び発信機８は、コンテナ５又は燃料電池スタック１１ａに、直接又は間接的に取り付けられている。この場合、タンク２１がタンク位置検出器２５及び発信機２６と共にコンテナ５及び燃料電池スタック１１ａから取り外された状態であっても、コンテナ５及び燃料電池スタック１１ａの位置を把握することができる。したがって、燃料電池スタック１１ａから使用済みタンク２１（タンクユニット２７）が取り外された後、当該燃料電池スタック１１ａに充填済みタンク２１'（新たなタンクユニット２７）が取り付けられるまでの間にコンテナ５が移動しても、当該燃料電池スタック１１ａの位置を把握することができ、充填済みタンク２１'（新たなタンクユニット２７）を当該燃料電池スタック１１ａに取り付けることができる。
【0051】
また、図８に示す例では、使用済みタンク２１を充填済みタンク２１'と交換するが、これに限られない。移動可能な燃料ガス供給設備（例えば、燃料ガスが充填された大型タンク）を用意し、当該燃料ガス供給設備を使用済みタンク２１が配置されている場所まで運んで、当該場所で燃料ガス供給設備から使用済みタンク２１に燃料ガスを再充填してもよい。あるいは、使用済みタンク２１が取り付けられたコンテナ５を図８に示す燃料ガス充填所６６まで移動させて、燃料ガス充填所６６に設置された燃料ガス供給設備から使用済みタンク２１へ、燃料ガスの再充填を行ってもよい。すなわち、使用済みタンク２１の交換は行わず、使用済みタンク２１への燃料ガスの再充填を行ってもよい。この場合、判定部５３は、タンク２１に燃料ガスを再充填する必要があるか否かを判定するものであってよい。また、この場合、報知部５４は、タンク２１の再充填の必要性を報知するものであってよい。
【0052】
また、タンク２１は、水素吸蔵合金を用いて水素を貯蔵する水素吸蔵合金タンクであってもよい。
【0053】
また、タンク２１は、燃料ガスを液化した状態で収容するものであってもよい。例えば、タンク２１は、液体水素を収容していてもよい。更に言えば、タンク２１は流体を収容するものであればよく、タンク２１に収容される流体は気体であっても液体であってもよい。タンク２１に収容される流体が気体である場合、計測器２４は、上述したように、タンク２１内の圧力を計測する圧力計を含んでいてよい。また、タンク２１に収容される流体が液体である場合、計測器２４は、タンク内の液体の水位を計測する水位計を含んでいてよい。この場合、水位計で計測された水位に基づいてタンク２１内の流体の残量を把握することができる。また、タンク２１に収容される流体が気体である場合も液体である場合も、計測器２４は、タンク２１の重量（タンク２１内の流体を含む重量）を計測する重量計を含んでいてもよい。この場合、重量計で計測された重量に基づいてタンク２１内の流体の残量を把握することができる。
【0054】
また、燃料電池スタック１１ａは固体高分子型の燃料電池スタックに限られず、固体酸化物型や、直接メタノール型、リン酸型、溶融炭素塩型、アルカリ型の燃料電池スタックであってもよい。
【0055】
また、タンク２１は、燃料電池スタック１１ａに燃料ガスを供給するものに限られない。言い換えると、タンク２１から流体の供給を受ける装置１１は、燃料電池スタック１１ａに限られない。例えば、タンク２１は、天然ガスや液化石油ガス、プロパンガス、メタンガス、バイオガス、メタノール、アンモニア、また、一酸化炭素と水素の混合物である流体を収容して、これらの流体を何らかの装置１１に供給するものであってもよい。例えば、タンク２１は、これらの流体から水素含有ガスを生成可能な装置（例えば、改質器）１１に接続されて、上記流体を当該装置１１に供給するものであってもよい。この場合、当該装置１１は、生成された水素含有ガスを燃料電池スタック１１ａに供給するものであってよい。
【0056】
また、タンク２１は、燃料電池システム１０の運転停止時に燃料電池スタック１１ａ内の触媒の劣化を防ぐ目的で供給されるガスを、収容するものであってもよい。この場合、タンク２１は、窒素などの不活性ガスを収容していてよい。また、この場合、判定部５３は、燃料電池システム１０の運転中に、タンク２１の交換又は再充填の必要性を判定してもよい。
【0057】
また、図１０に示すように、流体補給管理システム１に含まれる各装置１１は、複数のタンクユニット２７から流体の供給を受けてもよい。この場合、各タンクユニット２７の発信機２６は、当該タンクユニット２７の計測器２４で計測された計測情報及びタンク位置検出器２５で検出された位置情報と共に、当該タンクユニット２７のタンク２１を特定する情報（当該装置１１に含まれる複数のタンク２１のうち何れのタンクであるかを示す情報）を、発信してよい。これにより、管理者Ｍは、各装置１１に含まれる複数のタンク２１のうち、いずれのタンク２１が交換または再充填の必要があるかを把握することができる。また、この場合、複数のタンク２１が装置１１に供給する流体は、互いに異なっていてもよい。例えば、図１０に示す例では、一方のタンク２１が燃料電池スタック１１ａに供給する流体は燃料ガスであってよく、他方のタンク２１が燃料電池スタック１１ａに供給する流体は、燃料電池スタック１１ａ内の触媒の劣化を防ぐための不活性ガスであってよい。
【0058】
また、管理部５０は、燃料電池システム１０から取り出される電流の大きさに関する情報を取得して、当該情報とタンク２１の燃料ガスの残量Ｘとに基づいて、燃料電池システム１０の異常（例えば燃料ガスの漏れ等）を検知してもよい。この場合、管理者Ｍは、燃料電池システム１０が配置された場所に赴くことなく、燃料電池システム１０の異常を把握することができる。
【0059】
また、上述された例では、流体補給管理システム１は複数の装置１１と複数のタンクユニット２７を含むが、これに限られない。流体補給管理システム１は、単一の装置１１を含んでいてもよい。この場合、流体補給管理システム１は、単一のタンクユニット２７を含んでいてもよい。
【0060】
以上のように、本実施の形態による流体補給管理システム１は、流体の供給を受ける装置１１と、流体が充填され、装置１１に接続されて流体を装置１１に供給するタンク２１と、を備えている。また、流体補給管理システム１は、タンク２１に取り付けられて当該タンク２１内の流体の残量に関する値を計測する計測器２４と、当該タンク２１に取り付けられて当該タンク２１の位置を検出する位置検出器２５と、当該タンク２１に取り付けられた発信機２６と、を備えている。発信機２６は、計測器２４によって計測された値に関する情報である計測情報と、タンク２１の位置検出器２５で検出されたタンク２１の位置に関する情報であるタンク位置情報とを発信する。また、流体補給管理システム１は、タンク２１の流体の残量の管理を行う管理部５０を備えている。管理部５０は、発信機２６によって発信された計測情報及びタンク位置情報を受信する通信機５１と、当該計測情報に基づいてタンク２１の交換又は再充填が必要か否かを判定する判定部５３と、判定部５３でタンク２１の交換又は再充填が必要であると判定された場合に、当該タンク２１の交換又は再充填の必要性を当該タンク２１のタンク位置情報と共に報知する報知部５４と、を有する。
【0061】
このような流体補給管理システム１によれば、タンク２１の交換又は再充填の必要性が、随時、報知部５４によって報知されるため、流体の残量が少ないタンク２１を、適切なタイミングで交換又は再充填することができる。このとき、交換又は再充填が必要なタンク２１の位置を把握することができるため、タンク２１の交換又は再充填を効率良く行うことができる。
【0062】
また、本実施の形態による流体補給管理システム１において、判定部５３は、装置１１の稼働スケジュールと上記計測情報とに基づいて、タンク２１の交換又は再充填が必要か否かを判定する。装置１１の稼働スケジュールを判定に用いることにより、タンク２１内の流体が枯渇する前にタンク２１を交換又は再充填することができる。この結果、装置１１を信頼性高く稼働させることができる。
【0063】
また、本実施の形態による流体補給管理システム１において、判定部５３は、さらに装置１１の運転条件に基づいて、タンク２１の交換又は再充填が必要か否かを判定する。この場合、タンク２１の交換又は再充填の必要性の有無を、より適切に判定することができる。
【0064】
また、本実施の形態による流体補給管理システム１において、タンク２１は、装置１１に着脱可能に接続されている。装置１１は、当該装置１１の位置を検出する位置検出器７と、当該装置１１の位置検出器７で検出された当該装置１１の位置に関する情報である装置位置情報とを発信する発信機８と、を有する。この場合、装置１１からタンク２１が位置検出器２５及び発信機２６と共に取り外された状態であっても、装置１１の位置を把握することができる。したがって、装置１１からタンク２１が取り外された後、当該装置１１に新たなタンク２１'が取り付けられるまでの間に装置１１が移動しても、装置１１の位置を把握することができ、当該装置１１に新たなタンク２１'を取り付けることが容易である。
【0065】
また、本実施の形態による流体補給管理システム１において、装置１１は燃料電池スタック１１ａであり、流体は水素である。この場合、装置１１を、信頼性の高い電力供給装置として使用することができる。
【0066】
また、本実施の形態による流体補給管理システム１は、流体の供給を受ける複数の装置１１と、流体が充填され、上記複数の装置１１の各々に接続されて上記流体を当該装置１１に供給する複数のタンク２１と、を備えている。また、流体補給管理システム１は、複数のタンク２１の各々に取り付けられて当該タンク２１内の流体の残量に関する値を計測する複数の計測器２４と、複数のタンク２１の各々に取り付けられて当該タンク２１の位置を検出する複数の位置検出器２５と、複数のタンク２１の各々に取り付けられた複数の発信機２６と、を備えている。発信機２６は、当該発信機２６が取り付けられたタンク２１の計測器２４によって計測された値に関する情報である計測情報と、当該タンク２１の位置検出器２５で検出された当該タンクの位置に関する情報であるタンク位置情報とを発信する。また、流体補給管理システム１は、複数のタンク２１の上記流体の残量の管理を行う管理部５０を備えている。管理部５０は、発信機２６によって発信された計測情報及びタンク位置情報を受信する通信機５１と、上記計測情報に基づいて各タンク２１の交換又は再充填が必要か否かを判定する判定部５３と、判定部５３で複数のタンク２１のいずれかの交換又は再充填が必要であると判定された場合に、当該タンク２１の交換又は再充填の必要性を当該タンク２１のタンク位置情報と共に報知する報知部５４と、を有する。
【0067】
このような流体補給管理システム１によれば、各タンク２１の交換又は再充填の必要性が、随時、報知部５４によって報知されるため、複数のタンク２１うち流体の残量が少ないタンク２１を、適切なタイミングで交換又は再充填することができる。このとき、交換又は再充填が必要なタンク２１の位置を把握することができるため、タンク２１の交換又は再充填を効率良く行うことができる。
【0068】
本発明の実施形態といくつかの変形例を説明したが、これらの実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内でこれらの実施形態および変形例を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【0069】
１：流体補給管理システム、５：コンテナ、６：温度調整器、７：位置検出器、８：発信機、１０：燃料電池システム、１１：装置、１１ａ：燃料電池スタック、２０：燃料ガス供給系、２１：タンク、２４：計測器、２５：位置検出器、２６：発信機、２７：タンクユニット、５０：管理部、５１：通信機、５２：記憶部、５３：判定部、５４：報知部、６０：端末、６５：タンク貯蔵所、６６：燃料ガス充填所、Ｍ：管理者、Ｎ：ネットワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】