JP2007242299A - Fuel cell ventilation fan control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電装置の主要機器及び発電装置の電気的制御を行うための制御部をパッケージ内に収納した燃料電池発電装置において、パッケージ内を強制換気するためのファンを制御する技術に関するものである。 The present invention relates to a technology for controlling a fan for forcibly ventilating a package in a fuel cell power generator in which a main unit of the power generator and a control unit for performing electrical control of the power generator are housed in the package. is there.
従来から燃料電池発電装置において、パッケージ内に収納した機器を正常動作可能な温度に保ち、また、可燃性ガスが滞留するのを防止するためにパッケージに換気ファンを設けてパッケージ内を強制換気することが行われている。例えば、特許文献1参照。
Conventionally, in a fuel cell power generator, a device housed in a package is maintained at a temperature at which it can operate normally, and in order to prevent flammable gas from staying, a ventilation fan is provided in the package to forcibly ventilate the inside of the package. Things have been done. For example, see
ところが、従来にあっては、換気ファンの風量の設定は、夏期にパッケージ内の温度が所定の温度以下になるように設定されることが通例であった。 Conventionally, however, the air volume of the ventilation fan is usually set so that the temperature in the package falls below a predetermined temperature in the summer.
このため、夏期以外の季節では、パッケージ内の温度が必要以上に低下し、燃料改質装置、燃料電池本体、排熱回収装置、配管等から放熱が大きくなり、排熱回収効率が悪くなるという問題が生じていた。また、必要以上に換気ファンを運転するため換気ファンでの消費電力が必要以上に大きくなり、発電効率の低下にもつながっていた。
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、パッケージ内を強制換気するに当たって、機器や配管からの放熱を最小限に抑え、排熱回収効率を向上させることができると共に換気ファンで消費する電力を最小限に抑えることができる燃料電池換気ファン制御システムを提供することを課題とするものである。 The present invention has been invented in view of the above-described conventional problems, and in the forced ventilation of the package, heat dissipation from equipment and piping can be minimized and exhaust heat recovery efficiency can be improved. It is an object of the present invention to provide a fuel cell ventilation fan control system capable of minimizing the power consumed by the ventilation fan.
上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池換気ファン制御システムは、燃料ガスから水素を製造する燃料改質装置1、燃料改質装置1により製造された水素と酸素を反応させて電気エネルギーを得る燃料電池本体2を含む発電装置の主要機器及び発電装置の電気的制御を行うための制御部3を、換気ファン4により強制換気されるパッケージ5内に収納した燃料電池発電装置6において、制御部3の温度を検出するための温度検出手段7aを設け、該温度検出手段7aで検出する制御部3の温度に基づいて換気ファン4の制御を行うことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a fuel cell ventilation fan control system according to the present invention includes a
このような構成とすることで、換気ファン4を運転してパッケージ5内を強制換気し、パッケージ5内に収納した機器を正常動作可能な温度に保ち、且つ、可燃性ガスが滞留するのを防止することができるのはもちろん、このような換気ファン4によるパッケージ5内の強制換気に当たって、温度の制限を最も受けやすい制御部3の温度情報に基づいて換気ファン4を制御して換気風量を調整でき、これによりパッケージ5内の温度が上昇しすぎることを防止すると共に、燃料改質装置1、燃料電池本体2、他の機器、配管等からの放熱を最小限に止め、排熱回収効率を向上させることができる。
By adopting such a configuration, the
また、燃料ガスから水素を製造する燃料改質装置1、燃料改質装置1により製造された水素と酸素を反応させて電気エネルギーを得る燃料電池本体2を含む発電装置の主要機器及び発電装置の電気的制御を行うための制御部3を、換気ファン4により強制換気されるパッケージ5内に収納した燃料電池発電装置6において、パッケージ5内の温度を検出するための温度検出手段7bを設け、該温度検出手段7bで検出するパッケージ5内温度に基づいて換気ファン4の制御を行うことを特徴とするものであってもよい。
Further, a
このような構成とすることで、換気ファン4を運転してパッケージ5内を強制換気し、パッケージ5内に収納した機器を正常動作可能な温度に保ち、且つ、可燃性ガスが滞留するのを防止することができるのはもちろん、このような換気ファン4によるパッケージ5内の強制換気に当たって、パッケージ5内の温度情報に基づいて換気ファン4を制御して換気風量を調整でき、これにより簡単にパッケージ5内の温度が上昇しすぎることを防止すると共に、燃料改質装置1、燃料電池本体2、他の機器、配管等からの放熱を最小限に止め、排熱回収効率を向上させることができる。
By adopting such a configuration, the
また、燃料ガスから水素を製造する燃料改質装置1、燃料改質装置1により製造された水素と酸素を反応させて電気エネルギーを得る燃料電池本体2を含む発電装置の主要機器及び発電装置の電気的制御を行うための制御部3を、換気ファン4により強制換気されるパッケージ5内に収納した燃料電池発電装置6において、燃料改質装置1のCO除去器とCO変成器の少なくとも一方を冷却する冷却ファン8の運転時間に基づいて換気ファン4の制御を行うことを特徴とするものであってもよい。
Further, a
このような構成とすることで、換気ファン4を運転してパッケージ5内を強制換気し、パッケージ5内に収納した機器を正常動作可能な温度に保ち、且つ、可燃性ガスが滞留するのを防止することができるのはもちろん、このような換気ファン4によるパッケージ5内の強制換気に当たって、燃料改質装置1のCO除去器とCO変成器の少なくとも一方を冷却するための冷却ファン8の運転時間に基づいて換気ファン4を制御して簡易に換気風量を調整でき、これによりパッケージ5内の温度が上昇しすぎることを防止すると共に、燃料改質装置1、燃料電池本体2、他の機器、配管等からの放熱を最小限に止め、排熱回収効率を向上させることができる。
By adopting such a configuration, the
また、換気ファン4を複数台設置し、動作させる換気ファン4の台数を制御することが好ましい。
換気ファン4を制御して換気風量を調整するに当たって、複数台の換気ファン4のうち動作させる換気ファン4の台数を制御することで簡単に最適の換気風量に調整できる。
It is preferable to install a plurality of
In adjusting the ventilation air volume by controlling the
本発明は、上記のように、パッケージ内に収納した機器を正常動作可能な温度に保ち、また、可燃性ガスが滞留するのを防止するために換気ファンを運転してパッケージ内を強制換気するに当たって、制御部の温度、あるいは、パッケージ内の温度、あるいは燃料改質装置のCO除去器を冷却するための冷却ファンの運転時間に基づいて、換気ファンを制御することで、季節による外気温の変化や一日における外気温度の変化にかかわらず、機器や配管からの放熱を最小限に抑え、排熱回収効率を向上させることができると共に換気ファンで消費する電力を最小限に抑えることができ、発電効率を向上させることができる。 As described above, the present invention keeps the device housed in the package at a temperature at which it can operate normally, and operates the ventilation fan to forcibly ventilate the package in order to prevent flammable gas from staying. Therefore, by controlling the ventilation fan based on the temperature of the control unit, the temperature in the package, or the operation time of the cooling fan for cooling the CO remover of the fuel reformer, Regardless of changes and changes in the outside air temperature during the day, heat dissipation from equipment and piping can be minimized, exhaust heat recovery efficiency can be improved, and power consumed by the ventilation fan can be minimized. , Power generation efficiency can be improved.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
図1には燃料電池発電装置6の一実施形態を示す概略構成図が示してある。燃料電池発電装置6の外郭を構成するパッケージ5内には、燃料改質装置1、燃料電池本体2、直流交流変換装置9、排熱回収装置10、ブロア11等の発電装置の主要機器が収納してある。パッケージ5内には更に発電装置の電気的制御を行うための制御部3を収納してある。また、パッケージ5にはパッケージ5内を強制換気するための換気ファン4が設けてある。図中17はパッケージ5に設けた外気取入れ口であり、18はパッケージ5に設けた排気口であり、換気ファン4を運転すると外気取入れ口17からパッケージ5内に外気が流入し、排気口18からパッケージ5外に強制換気により排気されるようになっている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the fuel
燃料改質装置1は、都市ガスに水蒸気を混合した燃料ガスから水素を製造するためのもので、燃料改質器、CO変成器、CO除去器を備えており、燃料改質器で水蒸気改質反応により改質し、CO変成器でCO変成を行い、CO除去器でCO選択酸化を行って一酸化炭素を除去してCO濃度の低い水素リッチの改質ガスを製造するようになっている。なお、図1に示すように、燃料改質装置1のCO除去器においてCO選択酸化反応を行うのに適した温度及び/又はCO変成器においてシフト反応を行うのに適した温度を越えないように冷却するための冷却ファン8が設けてある。また、図中15は燃料改質装置1への燃料ガスの供給や供給停止をするための弁であり、制御部3により開閉制御がされる。
The
燃料電池本体2は、燃料極12、電解質13、空気極14が層となったセルを一単位とし、このセルをセパレータ(図示せず)を介して多数積層して構成してある。ここで、燃料極12、空気極14は気体を通す構造をしており、図2に示すように上記燃料改質装置1で製造した水素リッチの改質ガス、つまり水素を燃料極12に供給し、空気極14にブロア11から空気を供給することで、水素は燃料極12中の触媒の働きで電子を切り離して水素イオンになり、電解質13はイオンしか通さないという性質を持っているため、切り離された電子は外に出て行き、電解質の中を移動した水素イオンは、反対側の空気極14に送られた酸素と、外部から電線(外部回路)を通して戻ってきた電子と反応して水となる。このようにして発電した電気は直流なので、直流交流変換装置9により交流に変換するようになっている。
The fuel cell
燃料改質装置1や燃料電池本体2から排出される排熱は凝縮器のような排熱回収装置10により回収され、例えば、排熱を回収して冷水を温水にして利用する。
The exhaust heat discharged from the
上記のようなシステムとなった燃料電池発電装置6において、燃料改質装置1及び燃料電池本体2における反応温度を保持して効率のよい運転状態を維持し、放熱によるパッケージ5内の過度の温度上昇を抑制するために、燃料改質装置1及び燃料電池本体2の外表面は厚い保温材により覆われ、その外表面からの熱放散によるパッケージ5内の温度上昇を換気ファン4によりパッケージ5内の空気を強制換気することにより冷却し、同時にパッケージ5内に可燃性ガスが滞留するのを防止するようにしている。
In the fuel cell
ここで、図1に示す実施形態においては、発電装置の電気的制御を行うための制御部3に該制御部3の温度を検出するための温度検出手段7aを設けてあり、パッケージ5内において温度の制限を最も受けやすい制御部3の温度を情報に基づいて制御部3により換気ファン4を制御して換気風量を調整し、これにより、パッケージ5内に収納した機器を正常動作可能な温度に保ち、可燃性ガスが滞留するのを防止するというパッケージ5内の強制換気に当たって、パッケージ5内の温度が上昇しすぎることを防止すると共に、燃料改質装置1、燃料電池本体2、他の機器、配管等からの放熱を最小限に止め、排熱回収効率を向上させるようになっている。
Here, in the embodiment shown in FIG. 1, the temperature detection means 7 a for detecting the temperature of the
また、図3には本発明の燃料電池発電装置6の他の実施形態が示してある。本実施形態は換気ファン4の制御が前述の図1、図2に示す実施形態と異なるのみで、他の構成は前述の実施形態と同様であり、同じ構成については説明が重複するので省略し、異なる点についてのみ説明する。
FIG. 3 shows another embodiment of the fuel
すなわち、前述の図1に示す実施形態においては、発電装置の電気的制御を行うための制御部3に該制御部3の温度を検出するための温度検出手段7aを設けて、制御部3の温度を情報に基づいて制御部3により換気ファン4を制御して換気風量を調整するようにしているが、図3に示す実施形態においては、パッケージ5内にパッケージ5内の温度を検出するための温度検出手段7bを設けてある。なお、温度検出手段7bはパッケージ5内の上部に設けてパッケージ5内の上部の温度を検出するようにするのが好ましい。
That is, in the embodiment shown in FIG. 1 described above, the
そして、パッケージ5内の温度は制御部3の温度と相関があるので、このパッケージ5内の温度を温度検出手段7bにより検出し、温度検出手段7bで検出したパッケージ5内の温度情報を制御部3に入力し、このパッケージ5内の温度情報に基づいて制御部3により換気ファン4を制御して換気風量を調整し、これにより、パッケージ5内に収納した機器を正常動作可能な温度に保ち、可燃性ガスが滞留するのを防止するというパッケージ5内の強制換気を行うに当たって、パッケージ5内の温度が上昇しすぎることを防止すると共に、燃料改質装置1、燃料電池本体2、他の機器、配管等からの放熱を最小限に止め、排熱回収効率を向上させるようになっている。
Since the temperature in the
また、図4には本発明の燃料電池発電装置6の他の実施形態が示してある。本実施形態は換気ファン4の制御が前述の図1、図2に示す実施形態と異なるのみで、他の構成は前述の実施形態と同様であり、同じ構成については説明が重複するので省略し、異なる点についてのみ説明する。
FIG. 4 shows another embodiment of the fuel
既に述べたように、燃料改質装置1には、燃料改質装置1のCO除去器におけるCO選択酸化反応を行うのに適した温度及び/又はCO変成器においてシフト反応を行うのに適した温度を越えないように冷却するための冷却ファン8が設けてあるが、本実施形態においては、上記CO除去器を冷却するための冷却ファン8の運転時間をカウントし、この冷却ファン8の運転時間の情報に基づいて制御部3により換気ファン4を制御して換気風量を調整するようになっている。ここで、例えば、定格出力付近で運転しているある一定時間(例えば1時間)の間に何分間冷却ファン8が運転しているかをカウントすることにより、制御部3の温度やパッケージ5内の温度を類推し、これを元に、換気ファン4を制御して換気風量を調整する。これにより、パッケージ5内に収納した機器を正常動作可能な温度に保ち、可燃性ガスが滞留するのを防止するというパッケージ5内の強制換気に当たって、パッケージ5内の温度が上昇しすぎることを防止すると共に、燃料改質装置1、燃料電池本体2、他の機器、配管等からの放熱を最小限に止め、排熱回収効率を向上させることができる。
As already described, the
ところで、上記換気ファン4を制御して換気風量を調整するに当たっては、例えば、換気ファン4に印加する電圧や周波数をインバータ制御などにより調整することで行うことができるが、図5に示すようにパッケージ5に換気ファン4を複数台設置し、前述の各実施形態のように制御部3の温度、あるいは、パッケージ5内の温度、あるいは燃料改質装置1のCO除去器を冷却するための冷却ファン8の運転時間の情報に基づいて、動作させる換気ファン4の台数を制御するようにしてもよい。
By the way, when adjusting the ventilation air volume by controlling the
1 燃料改質装置
2 燃料電池本体
3 制御部
4 換気ファン
5 パッケージ
6 燃料電池発電装置
7a 温度検出手段
7b 温度検出手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The fuel cell ventilation fan control system according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of ventilation fans are installed and the number of ventilation fans to be operated is controlled.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006060028A JP2007242299A (en) | 2006-03-06 | 2006-03-06 | Fuel cell ventilation fan control system |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006060028A JP2007242299A (en) | 2006-03-06 | 2006-03-06 | Fuel cell ventilation fan control system |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007242299A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009266610A (en) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
JP2010238472A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
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-
2006
- 2006-03-06 JP JP2006060028A patent/JP2007242299A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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---|---|---|---|
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