JP2006339063A

JP2006339063A - 燃料電池発電装置

Info

Publication number: JP2006339063A
Application number: JP2005163951A
Authority: JP
Inventors: Toru Kiyota; 透清田
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】パッケージ型燃料電池発電装置の、特に換気用排気口から排出される騒音の抑制を図り、さらに単なる騒音抑制に止まらず、排気流を有効利用して音楽を奏でることを可能として付加価値を高めた燃料電池発電装置を提供する。
【解決手段】燃料電池スタックや燃料改質器等の機器をパッケージ内に収納してなり、前記パッケージ内を強制換気する換気ファンと吸気口および排気口２とを備えたパッケージ型の燃料電池発電装置１において、前記排気口２から排出される排気流により音楽を奏でる吹奏式演奏装置を備える、例えば、分割ベーンの位置を可変とすることにより中央開口部５の開度を調節可能に構成した可変式多段分割ベーン３を排気口に設け、可変式多段分割ベーン３は、中央開口部の端部に振動部材４を備えるものとし、排気流に基づく振動部材４の振動と開度５を調節する手段を設けることにより、音楽を奏でるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池スタックや燃料改質器等の機器をパッケージ内に収納したパッケージ型の燃料電池発電装置に関する。

燃料電池発電装置は、高効率でクリーンな電源装置として種々の分野において、実用化の進展が望まれている。特に、一般家庭や所定地域内または共同住宅内に設置し、燃料電池発電装置の排熱を給湯に有効利用する燃料電池コジェネレーションシステムの普及が近年期待されている。上記のような燃料電池発電装置としては、一般に、燃料電池スタックや燃料改質器等の機器をパッケージ内に収納したパッケージ型の燃料電池発電装置が用いられる。

燃料電池発電装置に組み込まれる燃料電池としては、電解質の種類、改質原料の種類等によって異なる種々のタイプがあるが、一般家庭用としては、例えば、固体高分子膜を電解質として用い、その運転温度が約８０℃と比較的低いタイプの固体高分子形燃料電池がよく知られている。パッケージ型の固体高分子形燃料電池ユニットと、貯湯槽ユニットとを組み合わせた燃料電池発電装置は、例えば、特許文献１に開示されている。また、上記特許文献１に開示されものより大容量のパッケージ型の燃料電池発電プラントの一例としては、特許文献２が知られている。

ところで、パッケージ型の燃料電池発電装置の、特に換気用の排気口から排出される騒音は生活者にとっては、一種の環境問題であり、騒音は可能な限り低減する必要がある。そのため、騒音源となる回転機類をコストの高い低騒音形に変更したり、また、上記特許文献２に開示された燃料電池発電装置のように、パッケージを構成する側壁板や天井板に、吸音材と金属板とを一体化した複合パネルを用いる方法、あるいは、騒音源と逆の位相の音波を強制的に発して騒音を打ち消す方法等が検討されている。

上記のような騒音対策は、どのような方法を採用しても高コストとなる問題があり、また、若干騒音が減少するとしても、基本的な騒音解消効果は得難い状況にある。なお、下記特許文献３および４については後述する。
特開２００５−６３６９７号公報特開平１０−２８９７２５号公報特開２００４−１９１４２０号公報特開２００４−２８７０８４号公報

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、この発明の課題は、パッケージ型燃料電池発電装置の、特に換気用排気口から排出される騒音の抑制を図り、さらに単なる騒音抑制に止まらず、排気流を有効利用して音楽を奏でることを可能として付加価値を高めた燃料電池発電装置を提供することにある。

上記課題は、以下により達成される。即ち、燃料電池スタックや燃料改質器等の機器をパッケージ内に収納してなり、前記パッケージ内を強制換気する換気ファンと吸気口および排気口とを備えたパッケージ型の燃料電池発電装置において、前記排気口から排出される排気流により音楽を奏でる吹奏式演奏装置を備えたことを特徴とする（請求項１）。

パッケージ型の燃料電池発電装置は、消防法によりパッケージ内の強制換気が義務付けられており、万一、換気ファンが故障した場合には、フェールセーフの観点から発電装置を停止しなければならない規定となっている。そこで、常時運転される換気ファンによる安定した排気圧力および排気流を有効利用し、吹奏式演奏装置で音楽を奏でるようにしたことにより、騒音解消を図ることができる。

また、本発明を採用することにより、例えば、燃料電池を導入した家庭からは華麗な音楽の流れと共に電気が作られ、いわば、「音楽を奏でる発電装置」の提供が可能となり、ある種燃料電池を導入した家庭のステイタスシンボルとして購入者の満足感を与え、かつ人の心に安らぎを与えることができる発電装置の提供が可能となり、燃料電池発電装置の普及に大いに役立つことが期待できる。

また、前記請求項１の発明の実施態様としては、下記請求項２ないし５の発明が好ましい。即ち、前記請求項１に記載の燃料電池発電装置において、前記吹奏式演奏装置は、前記排気口に設けられ、分割ベーンの位置を可変とすることにより中央開口部の開度を調節可能に構成した可変式多段分割ベーンを有するものとし、かつ前記可変式多段分割ベーンは、中央開口部の端部に振動部材を備え、前記排気流に基づく前記振動部材の振動と前記開度を調節する手段とにより、音楽を奏でるものとする（請求項２）。例えば、前記開度を調節する手段は、分割ベーン駆動電動機と、開度を調節するための駆動電動機の制御を行うシーケンサーとからなるものとする（請求項３）。さらに、前記振動部材は、ゴム製振動部材とする（請求項４）。構成や原理等の詳細については後述する。

さらにまた、前記吹奏式演奏装置は、上記構成に限定されない。例えば、前記請求項１に記載の燃料電池発電装置において、前記吹奏式演奏装置は、前記排気口に接続された吹奏式オルガンまたは吹奏式オルゴールとする（請求項５）。

なお、吹奏式オルガンや吹奏式オルゴールの構成については、前記特許文献３や特許文献４に開示されているものが利用できるが、例えば、オルガンに関わり、特許文献３に開示されたタイミングチャートを有するストリートオルガン以外に、パイプオルガンを排気流で奏でる構成とする等、この発明の技術思想の範囲内において種々の構成が採用できる。

この発明によれば、パッケージ型燃料電池発電装置の騒音の抑制を図ることに加えて、排気流を有効利用して音楽を奏でることを可能として燃料電池発電装置の付加価値を高め、騒音環境問題の解消と付加価値に伴う燃料電池発電装置の普及促進を図ることができる。

次に、この発明の実施形態に関して、図１および図２に基いて説明する。図１は本発明に関わる燃料電池発電装置の実施形態の概略構成に係る模式的説明図、図２は本発明の対象とするパッケージ型燃料電池発電装置の一例を示す外観図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。先ず、図２について以下に述べる。

図２において、１はパッケージ型燃料電池発電装置、２は排気口、２ａは吸気口、１０はプロセス排気口を示す。図２に示すパッケージ型燃料電池発電装置１のパッケージ内部には、図示はしないが、例えば、前記特許文献１において図３として開示されたシステム系統図に示された燃料電池、脱硫器、改質器、変成器、CO除去器、蒸気発生器、各種ブロアやタンク等の各種の機器が収納されている。

さらに、前記パッケージ型燃料電池発電装置１は、パッケージ内を強制換気する図示しない換気ファンを備え、また、換気用の吸気口２ａおよび排気口２とを備える。なお、プロセス排気口１０は、図示しない改質器における燃焼排ガスや燃料電池のオフ空気等のプロセス用の排気ガスの排気口である。

前述のように、パッケージ型の燃料電池発電装置は、消防法によりパッケージ内の強制換気が義務付けられているので、前記排気口２に、吹奏式オルガン、吹奏式オルゴール、その他の吹奏式演奏装置を接続することにより、音楽を奏でる燃料電池発電装置の提供が可能となる。

なお、前記プロセス用の排気ガスも、場合により吹奏式演奏装置の空気圧力源として利用できるが、負荷変動時や起動時において空気圧力が変動するので、演奏装置には不向きである。これに対して、換気ファンを常時運転とする場合の換気ガスは、比較的安定した圧力および流量が得られるので、吹奏式演奏装置の空気圧力源として有効に機能する。

次に、図１について述べる。図１は、前記吹奏式演奏装置を排気口に直接的に取り付けた本発明の実施形態の概略構成に係る模式的説明図である。図１において、１はパッケージ型燃料電池発電装置、２は換気用の排気口、３は可変式多段分割ベーン、４は振動しやすいゴムからなる振動部材、５は可変式多段分割ベーンにおける開口部である。

排気口２には可変式多段分割ベーン３を取り付け、この可変式多段分割ベーンを介して大気中に換気ガスが放出される。可変式多段分割ベーン３はモータ等の駆動源により開口部５の開度がアナログ制御により調節される。上記図１に示す構成により音楽を奏でる原理について以下に述べる。

人間は通常、声帯を振動させ口腔等で共鳴させて音声を発するが、人間の口笛の場合には唇の振動が音源となっており、この場合、肺の中の空気を口腔内に送り込み、圧力を高める。その空気の圧力は逃げ場を求めて唇を外に押し広げようとし、唇は圧力に耐えかねて空気を洩らす。この時の唇の小刻みな振動によって空気を振動させ音波を発生させる。大気中に放出された空気は密度の違う外界に伝わるため、音波が放射され、この放射波が音として耳に聞こえる。

この原理を応用して、換気用排気口に可変式多段式分割ベーン３（カメラの絞りと同様の構造）を取り付け、その開度５を調整することで人間の口の動きを模擬し、更にベーンの先端に薄いゴム等の振動しやすい物質（振動部材４）を取り付け、人間の唇の動きを模擬することで換気ガスの持つエネルギーを音波に変換し、その開度をシーケンサとモータによりアナログ制御することで連続的に異なる音波を作り出し、望む音楽を作り出すことができる。これにより騒音という環境問題を解決し、さらに音楽を奏でる付加価値を有するものとすることができる。

本発明に関わる燃料電池発電装置の実施形態の概略構成に係る模式的説明図。本発明の対象とするパッケージ型燃料電池発電装置の一例を示す外観図。

符号の説明

１パッケージ型燃料電池発電装置
２排気口
２ａ吸気口
３可変式多段分割ベーン
４振動部材
５開口部
１０プロセス排気口

Claims

燃料電池スタックや燃料改質器等の機器をパッケージ内に収納してなり、前記パッケージ内を強制換気する換気ファンと吸気口および排気口とを備えたパッケージ型の燃料電池発電装置において、前記排気口から排出される排気流により音楽を奏でる吹奏式演奏装置を備えたことを特徴とする燃料電池発電装置。
請求項１に記載の燃料電池発電装置において、前記吹奏式演奏装置は、前記排気口に設けられ、分割ベーンの位置を可変とすることにより中央開口部の開度を調節可能に構成した可変式多段分割ベーンを有するものとし、かつ前記可変式多段分割ベーンは、中央開口部の端部に振動部材を備え、前記排気流に基づく前記振動部材の振動と前記開度を調節する手段とにより、音楽を奏でるものとしたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電装置。
請求項２に記載の燃料電池発電装置において、前記開度を調節する手段は、分割ベーン駆動電動機と、開度を調節するための駆動電動機の制御を行うシーケンサーとからなることを特徴とする燃料電池発電装置。
請求項２に記載の燃料電池発電装置において、前記振動部材は、ゴム製振動部材としたことを特徴とする燃料電池発電装置。
請求項１に記載の燃料電池発電装置において、前記吹奏式演奏装置は、前記排気口に接続された吹奏式オルガンまたは吹奏式オルゴールとしたことを特徴とする燃料電池発電装置。