JP2006107941A - 燃料電池コージェネシステム - Google Patents

燃料電池コージェネシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2006107941A
JP2006107941A JP2004293538A JP2004293538A JP2006107941A JP 2006107941 A JP2006107941 A JP 2006107941A JP 2004293538 A JP2004293538 A JP 2004293538A JP 2004293538 A JP2004293538 A JP 2004293538A JP 2006107941 A JP2006107941 A JP 2006107941A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reformer
fuel cell
water
casing
cogeneration system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004293538A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4747547B2 (ja
Inventor
Kazuhiro Adachi
和弘 安達
Kiyoshi Yoneda
精 米田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2004293538A priority Critical patent/JP4747547B2/ja
Publication of JP2006107941A publication Critical patent/JP2006107941A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4747547B2 publication Critical patent/JP4747547B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

【課題】燃料電池コージェネシステムは複数の機能部品を有しており内部の部品を有効に冷却することが難しく、また、制御装置からの配線も多く改質装置の組み込み、メンテナンス時の取り外しではリード線を引っ掛け、配線が外れて切れてしまう課題を解決する構成を提供する。
【解決手段】筐体１内の中央下部に改質装置２を設け、その上方に燃料電池４と燃料電池への水供給の冷却水タンク５と純水供給の水関連部品６を備え、他の機能部品をその左右に配置し、前板、両側面板及び天板を取り外すし可能とした構成としたので、メンテナンスが容易にできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池を用いて発電を行う家庭用燃料電池コージェネシステムの構成に関するものである。
従来の家庭用燃料電池コージェネシステムは、図４のような構成を用いていた（例えば、特許文献１参照）。すなわち、電力変換装置３７、制御装置３５及び補機類を内蔵した燃料電池電源装置において上段に改質装置３２とバーナ装置３３を備え、中段に制御装置３５とその後方に燃料電池３６本体を配置している。
特開２００３−２９７４０９号公報
しかしながら、従来の家庭用燃料電池コージェネシステムでは、筐体内部には複数の機能部品を有しており内部の部品を筐体下部に設定した冷却開口部で有効に冷却することが難しくそのために、複数の機能部品の家庭用の給湯器等で使用される部品では耐熱的に使用できないまた、耐久的に寿命が短くなる問題を有していた。また、機能部品の点数、構成部品の点数が家庭用の給湯器等の約３倍程度あるために制御装置からの配線も多く特に重量物である改質装置の組み込み、メンテナンス時の取り外しではリード線を引っ掛け、配線が外れる、切れてしまうようなことがたびたび発生するものであった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので筐体下部に設けた開口から取り入れる冷却空気を有効に筐体内部全体にいきわたるよにして温度的に余裕がない部品を耐久的に持たせることと組立、メンテ時によるリード線の引っかけや外れを防止する容易に行える構成を目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の家庭用燃料電池コージェネシステムは、筐体下部に開口部と筐体内の中央部に水素発生装置となる改質装置を設け、前記改質装置の上方に燃料電池と燃料電池への水供給の冷却水タンクと純水供給の水関連部品を備え、前記改質装置の左方には制御装置とインバータ装置と改質反応のための純水供給装置のイオン交換樹脂筒を装備し、前記改質装置の右方には改質装置への原料供給弁、ブースターポンプ等の燃料供給部品と貯湯タンクへの排熱回収熱交と排熱からの凝縮水と燃料電池からの凝縮水をためる凝縮水タンクと流量制御装置等を備え、前記改質装置は筐体内の最下部板より空間を有し配置され、前記改質装置の下部空間に凝縮水タンクからイオン交換樹脂筒までの水配管と燃料電池の改質ガスを凝縮して改質装置へ戻すオートドレンタンクのドレン水回路を配置すると共に左側面の制御装置から改質装置右側面に構成されている燃料供給部への配線を配置したものである。
これによって、筐体下部に設けた開口から取り入れる冷却空気を一旦改質装置下部の空間に導くことで筐体内部全体に冷却空気を分散することができ部品の温度上昇を抑えることができ、また、制御装置からの配線も空間部に配置することで組立て、メンテ時にリード線の引掛けかみこみを防止できる。
以上のように本発明の家庭用燃料電池コージェネシステムは、筐体下部からの冷却空気を一旦、改質装置下部に形成した空間に導くことで、筐体内部の温度を均一に冷却することができかつ組立てメンテによるリード線の保護を行うことが簡単にできるものである。
第１の発明は、筐体下部に開口部と筐体内の中央部に水素発生装置となる改質装置を設け、前記改質装置の上方に燃料電池と燃料電池への水供給の冷却水タンクと純水供給の水関連部品を備え、前記改質装置の左方には制御装置とインバータ装置と改質反応のための純水供給装置のイオン交換樹脂筒を装備し、前記改質装置の右方には改質装置への原料供給弁、ブースターポンプ等の燃料供給部品と貯湯タンクへの排熱回収熱交と排熱からの凝縮水と燃料電池からの凝縮水をためる凝縮水タンクと流量制御装置等を備え、前記改質装置は筐体内の最下部板より空間を有し配置され、前記改質装置の下部空間に凝縮水タンクからイオン交換樹脂筒までの水配管と燃料電池の改質ガスを凝縮して改質装置へ戻すオートドレンタンクのドレン水回路を配置すると共に左側面の制御装置から改質装置右側面に構成されている燃料供給部への配線を配置したものである。
そして、筐体下部からの冷却空気を一旦、改質装置下部に形成した空間に導くことで、筐体内部の温度を均一に冷却することができかつ組立てメンテによるリード線の保護を行うことが可能となるわけである。
第２の発明は、特に、第１の発明の筐体下部に空間部を構成するために２本のレールを取り付け、一方では改質装置を箱型の枠で覆い、２本のレールの上に乗せる構成としたものである。
そして、改質装置を組立て、もしくは着脱するときに２本のレールの上をスライドさせることで重量部の改質装置の取り扱いが極めて容易となるわけである。
第３の発明は、特に、第１の発明の改質装置の下部の筐体板に外気温度が低温になると発熱する面状ヒータを設けたものである。
そして、一つの面状ヒータにより筺体下部より加温することで筐体内全体に対流効果で凍結予防を簡単に行うことが可能となり組立性、製造コストを大場に抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態における家庭用燃料電池コージェネシステムの構成を示す正面図、図２は右側面図、図３は左側面図である。
図１〜３において、１は燃料電池の筐体で内部の中央部に水素発生装置となる改質装置２を配置している。改質装置は箱型の枠２Ａの中に収められている。また、筐体１外の下部には冷却空気取り入れの開口１Ａを有している。改質装置２の上部には燃料電池への空気加湿を行う加湿器３を配置しさらにその上方に燃料電池４を設定し、燃料電池への水供給の冷却水タンク５と純水供給の水関連部品６を備えている。また、改質装置２の左前面には燃料電池の制御装置７とインバータ装置８を設けると共に、その後方にはイオン交換樹脂９、燃料電池４への空気供給ブロワー１０、改質装置２への空気ポンプ１１を設定している。一方、改質装置の右側面前方には原料ガス中の不純物を除去するための脱硫器１２と改質装置２への原料供給弁１３、ブースターポンプ１４を筐体１下部に設定し構成している。改質装置２の右側面後方には貯湯タンクへの排熱回収熱交１５、排熱からの凝縮水と燃料電池からの凝縮水をためる凝縮水タンク１６、流量制御装置１７等を備え改質装置２内で発生した水素は改質装置２内の反応が安定するまでは燃料電池４へ供給されずに改質ガスとして再度改質装置２のバーナ１８に循環されて再利用されることになる。そのために、改質装置２と燃料電池４間には経路切り替えの三方弁１９が設けられている。この改質ガスには水蒸気を多量に含んでおり水蒸気を除去するオートドレンタンク２０が改質装置に組込まれたバーナの上流側に設定されている。
また、改質装置２下部空間２２は筐体１下部板に２本のレール２１にて形成し、改質装置２は箱型形状の枠より構成し、２本のレール２１上に構成されている。
また、改質装置２の下部空間２２には凝縮水タンク１６からイオン交換樹脂筒９までの水配管２３と燃料電池の改質ガスを凝縮して改質装置へ戻すオートドレンタンク２０のドレン水回路２４を配置すると共に左側面の制御装置から改質装置右側面に構成されている燃料供給部への配線２５も配置している。２６は筐体下部板に設置した面状の凍結予防ヒータである。
以上のように構成された家庭用燃料電池コージェネシステムについて、以下その主要動作と作用を説明する。
まず、水素の原料となるメタンガスが供給され原料供給弁１３、不純物を取るための脱硫器１２、脱硫による減圧を回復するためのブースターポンプ１４、原料を制御する流量制御装置１７等を介して改質装置に供給される。一方、改質装置２内部の触媒を間接的に加温するバーナ１８にはも同様の制御方式で燃料が供給される。改質装置２へは水素発生に必要な純水や空気を供給し燃料電池４に必要な水素を作り出している。次に、燃料電池４に供給される空気は制御装置７後方の下部に設定された空気供給ブロワー１０より吸引されて改質装置２上方の加湿器３で高温多湿の空気として燃料電池４に供給される。改質装置２と燃料電池４には純水が必要なために凝縮水タンク１６の水をイオン交換樹脂筒９を介して純水とし水ポンプで供給している。燃料電池４に供給され残った空気は、貯湯回路の水を加温するために排熱回収熱交１５に供給される。一方燃料電池内では水素と酸素による発熱と発生した水を回収するために循環ポンプを駆動して熱回収を他の熱交で行っている。これらの動作は数多くの部品を制御することで成り立っている。
以上のように、本実施の形態においては筐体下部からの冷却空気を一旦、改質装置下部に形成した空間に導くことで、改質装置下部で冷却空気を均一することが出来るために片流れによる局所的な冷却や加熱を防止することで数多い機能部品を均一に冷却して正常に動作させることが可能となっている。また、改質装置下部の空間に制御装置からの配線を設定したことと改質装置を箱型の枠に入れ２本のレールの上に乗せて構成したことで組立て時、メンテ時のリード線の引掛け、かみこみ等をも防止できるものである。
また、低温時に一つの面状ヒータにより筺体下部を加温することで筐体内全体に対流効果で凍結予防を簡単に行うことが可能となり組立性、製造コストを大場に抑制することができるものである。
以上のように、本発明にかかる家庭用燃料電池コージェネシステムは、筐体内の下部に空間を有することにより筐体内の各部品を均一に冷却し、低温時には面状ヒータで均一に加温できるものである。さらには空間部に配線を配置することで組立性、メンテ性も向上したもので他の発電装置システムにも応用展開できるものである。
本発明の実施形態１における家庭用燃料電池コージェネシステムの正面図 同システムの左側面図 同システムの右側面図 従来の燃料電池発電システムの構成図
符号の説明
１ 筐体
１Ａ 開口
２ 改質装置
２Ａ 枠
３ 加湿器
４ 燃料電池
５ 冷却水タンク
６ 水関連部品
７ 制御装置
８ インバータ装置
９ イオン交換樹脂筒
１０ 空気供給ブロワー
１１ 空気ポンプ
１２ 脱硫器
１３ 原料供給弁
１４ ブースターポンプ
１５ 排熱回収熱交
１６ 凝縮水タンク
１７ 流量制御装置
１８ バーナ
１９ 三方弁
２０ オートドレン
２１ ２本のレール
２２ 空間
２３ 水回路
２４ ドレン水回路
２５ 配線
２６ 面状ヒータ

Claims (3)

  1. 筐体下部に開口部と筐体内の中央部に水素発生装置となる改質装置を設け、前記改質装置の上方に燃料電池と燃料電池への水供給の冷却水タンクと純水供給の水関連部品を備え、前記改質装置の左方には制御装置とインバータ装置と改質反応のための純水供給装置のイオン交換樹脂筒を装備し、前記改質装置の右方には改質装置への原料供給弁、ブースターポンプ等の燃料供給部品と貯湯タンクへの排熱回収熱交と排熱からの凝縮水と燃料電池からの凝縮水をためる凝縮水タンクと流量制御装置等を備え、前記改質装置は筐体内の最下部板より空間を有し配置され、前記改質装置の下部空間に凝縮水タンクからイオン交換樹脂筒までの水配管と燃料電池の改質ガスを凝縮して改質装置へ戻すオートドレンタンクのドレン水回路を配置すると共に左側面の制御装置から改質装置右側面に構成されている燃料供給部への配線を配置した燃料電池コージェネシステム。
  2. 改質装置下部空間は筐体に２本のレールにて空間を形成し、前記改質装置は箱型形状の枠より構成し、２本のレール上に構成された請求項１記載の燃料電池コージェネシステム。
  3. 改質装置の下部の筐体板に外気温度が低温になると発熱する面状ヒータを設けた請求項１記載の燃料電池コージェネシステム。
JP2004293538A 2004-10-06 2004-10-06 燃料電池コージェネシステム Expired - Fee Related JP4747547B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004293538A JP4747547B2 (ja) 2004-10-06 2004-10-06 燃料電池コージェネシステム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004293538A JP4747547B2 (ja) 2004-10-06 2004-10-06 燃料電池コージェネシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006107941A true JP2006107941A (ja) 2006-04-20
JP4747547B2 JP4747547B2 (ja) 2011-08-17

Family

ID=36377397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004293538A Expired - Fee Related JP4747547B2 (ja) 2004-10-06 2004-10-06 燃料電池コージェネシステム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4747547B2 (ja)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008130434A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Fuji Electric Holdings Co Ltd パッケージ形燃料電池発電装置
JP2008235092A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2008235102A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2008235091A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2008235108A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2008277173A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Toshiba Corp 燃料電池発電システム用防振装置
JP2009070700A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Nippon Oil Corp 燃料電池システム
JP2009087619A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池システム
WO2009131033A1 (ja) * 2008-04-25 2009-10-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2010062133A (ja) * 2008-08-07 2010-03-18 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2010062134A (ja) * 2008-08-07 2010-03-18 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2010080258A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Kyocera Corp 燃料電池装置
WO2012023261A1 (ja) 2010-08-17 2012-02-23 パナソニック株式会社 燃料電池システム
US8178256B2 (en) 2007-02-02 2012-05-15 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system
US8603691B2 (en) 2007-03-22 2013-12-10 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system with rotation mechanism

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1027620A (ja) * 1996-07-11 1998-01-27 Toshiba Corp パッケージ型燃料電池
JP2002216828A (ja) * 2001-01-15 2002-08-02 Toshiba Home Technology Corp 燃料電池装置
JP2003286007A (ja) * 2002-03-28 2003-10-07 Sanyo Electric Co Ltd 燃料改質装置およびそれを備えた燃料電池システム
JP2004259491A (ja) * 2003-02-24 2004-09-16 Toshiba Home Technology Corp 燃料電池装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1027620A (ja) * 1996-07-11 1998-01-27 Toshiba Corp パッケージ型燃料電池
JP2002216828A (ja) * 2001-01-15 2002-08-02 Toshiba Home Technology Corp 燃料電池装置
JP2003286007A (ja) * 2002-03-28 2003-10-07 Sanyo Electric Co Ltd 燃料改質装置およびそれを備えた燃料電池システム
JP2004259491A (ja) * 2003-02-24 2004-09-16 Toshiba Home Technology Corp 燃料電池装置

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008130434A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Fuji Electric Holdings Co Ltd パッケージ形燃料電池発電装置
US8178256B2 (en) 2007-02-02 2012-05-15 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system
JP2008235092A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2008235102A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2008235091A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2008235108A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
US8603691B2 (en) 2007-03-22 2013-12-10 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system with rotation mechanism
JP2008277173A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Toshiba Corp 燃料電池発電システム用防振装置
JP2009070700A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Nippon Oil Corp 燃料電池システム
JP2009087619A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池システム
WO2009131033A1 (ja) * 2008-04-25 2009-10-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2010062134A (ja) * 2008-08-07 2010-03-18 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2010062133A (ja) * 2008-08-07 2010-03-18 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
US8679689B2 (en) 2008-08-07 2014-03-25 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system
US8728673B2 (en) 2008-08-07 2014-05-20 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system
JP2010080258A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Kyocera Corp 燃料電池装置
WO2012023261A1 (ja) 2010-08-17 2012-02-23 パナソニック株式会社 燃料電池システム
JP5150789B2 (ja) * 2010-08-17 2013-02-27 パナソニック株式会社 燃料電池システム
JPWO2012023261A1 (ja) * 2010-08-17 2013-10-28 パナソニック株式会社 燃料電池システム
US9023544B2 (en) 2010-08-17 2015-05-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Fuel cell system

Also Published As

Publication number Publication date
JP4747547B2 (ja) 2011-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4747547B2 (ja) 燃料電池コージェネシステム
CN101926038B (zh) 燃料电池系统
KR101362444B1 (ko) 열방출이 용이한 연료전지 시스템
JP2005259494A (ja) 燃料電池コージェネレーションシステム
JP2013105612A (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP2017068913A (ja) 燃料電池システム
JP4604514B2 (ja) 家庭用燃料電池コージェネシステム
JP2008300059A (ja) 燃料電池装置
JP6480298B2 (ja) 燃料電池システム
JP5593808B2 (ja) 燃料電池給湯システム
JP5305689B2 (ja) 燃料電池装置
JP4926298B2 (ja) 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法
JP4986424B2 (ja) 発電装置
JP2009231167A (ja) 燃料電池装置
JP5153177B2 (ja) 燃料電池装置
JP5219712B2 (ja) 燃料電池装置
JP7096687B2 (ja) 燃料電池システム
JP5873962B2 (ja) 発電システム
JP2011029116A (ja) 燃料電池装置
JP6299383B2 (ja) コージェネレーションシステム
JP2010272343A (ja) 燃料電池システム
JP5534775B2 (ja) 燃料電池コージェネレーションシステム
JP2013206657A (ja) 燃料電池発電システム
JP2013109988A (ja) 燃料電池システム
JP2013089529A (ja) 燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070827

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20070912

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110329

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110419

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110502

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140527

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees