JP2008293779A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロセス機器と制御機器との間に設けた隔壁に、隔壁開口部を設ける。制御機器が発生する熱によって暖められた空気を、隔壁開口部を通して流動し、プロセス機器を暖めることにより、燃料電池発電装置の凍結を防止する。
【選択図】図1
Description
燃料として水素を、酸化剤として空気をそれぞれ用いたときに、燃料電池の負極(または、水素極、燃料極)で生じる反応は、
H2→2H++2e− であり、
正極(または、酸素極、空気極)では、
1/2O2+2H++2e− →H2O の反応により、H2O(水)が生成する。
燃料電池発電装置が寒冷地などに設置された場合、その周囲温度が0℃以下になるときには、プロセス機器内に存在する生成水、冷却水などが凍結し、機器や配管の破壊を生じることがある。このため、プロセス機器内の水の凍結を防止する技術が開発されており、特許文献1には、次のような技術が開示されている。
なお、燃料電池発電装置の運転中は、電池反応により、燃料電池は発熱するため、燃料電池発電装置の周囲温度が低下しても、凍結を生じるおそれはない。しかし、発電をしない運転停止中は、燃料電池発電装置の周囲温度の低下により、凍結を生じるおそれがあるため、凍結を防止する手段が必要となる。
請求項1に記載の発明は、燃料電池の電池反応に関わるプロセス機器と、前記プロセス機器を制御する制御機器とを有する燃料電池発電装置において、前記制御機器が発生する熱により、前記プロセス機器を暖めることを特徴とする燃料電池発電装置に係るものである。PLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)などの制御装置、インバータ、電源装置などから構成される燃料電池発電装置の制御機器は、発電装置の運転停止中においても、通電されている。すなわち、運転停止中において、運転制御スイッチはOFF状態にあり、発電しないが、装置の電源スイッチはON状態にある。
請求項2に記載の発明は、前記燃料電池発電装置の筐体内に設置された前記プロセス機器と前記制御機器との間に隔壁を設けて、前記筐体内をプロセス機器室と制御機器室に仕切り、かつ、前記隔壁の上部に上部隔壁開口部を、前記隔壁の下部に下部隔壁開口部を、それぞれ設けたことを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電装置に係るものである。
請求項3に記載の発明は、前記上部隔壁開口部に上部隔壁開口部開閉手段を、前記下部隔壁開口部に下部隔壁開口部開閉手段を、それぞれ設け、前記上部隔壁開口部開閉手段および前記下部隔壁開閉手段により、前記上部隔壁開口部および前記下部隔壁開口部を、前記燃料電池発電装置の運転中には閉じ、前記燃料電池発電装置の運転停止中には開けることを特徴とする請求項2記載の燃料電池発電装置に係るものである。
請求項4に記載の発明は、前記制御機器室の側壁を構成する前記筐体の側壁の上部に、上部側壁開口部および前記上部側壁開口部を開閉する上部側壁開口部開閉手段を、前記制御機器室の側壁を構成する前記筐体の側壁の下部に、下部側壁開口部および前記下部側壁開口部を開閉する下部側壁開口部開閉手段を、それぞれ設け、前記上部側壁開口部開閉手段および前記下部側壁開口部開閉手段により、前記上部側壁開口部および前記下部側壁開口部を、前記燃料電池発電装置の運転中には開け、前記燃料電池発電装置の運転停止中には、閉じることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の燃料電池発電装置に係るものである。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、隔壁に設けた隔壁開口部を、隔壁開口部開閉手段により、開閉することによって実施することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項2または請求項3に記載の発明において、制御機器室の側壁を構成する筐体側壁の上部および下部に、側壁開口部および側壁開口部を開閉する側壁開口部開閉手段を設置する。側壁開口部開閉手段により、燃料電池発電装置の運転中には、側壁開口部を開き、燃料電池発電装置の運転停止中には、側壁開口部を閉じることによって、本発明を実施することができる。
プロセス機器2と制御機器3の間に設けられた隔壁4によって、筐体内がプロセス機器室21と制御機器室31に仕切られ、さらに、隔壁4の上部には上部隔壁開口部41が、隔壁4の下部には下部隔壁開口部42がそれぞれ設けられていることは、実施例1と同様である。
燃料電池発電装置1の運転停止中には、図3に示すように、上部隔壁開口部開閉手段51および下部隔壁開口部開閉手段52によって、上部隔壁開口部41、下部隔壁開口部42はともに開けられている。このため、プロセス機器室21と制御機器室31内の空気は、上部隔壁開口部41および下部隔壁開口部42を通り、流出入する。燃料電池発電装置1の運転停止中においても、通電された制御機器3は発熱するため、制御機器3の周囲の空気は暖められる。暖められた空気は、制制御機器室31の上部に上昇し、さらに隔壁4の上部に設けられた上部隔壁開口部41を経て、プロセス機器室21内に流入する。このとき、プロセス機器室21の下部の冷たい空気は、隔壁4の下部に設けられた下部隔壁開口部42を通って、制御機器室31内に流入することとなる。
プロセス機器2と制御機器3の間に設けられた隔壁4によって、筐体内がプロセス機器室21と制御機器室31に仕切られ、隔壁4の上部には上部隔壁開口部41が、隔壁4の下部には下部隔壁開口部42がそれぞれ設けられていること、さらに、上部隔壁開口部41には上部隔壁開口部開閉手段51が、下部隔壁開口部42には下部隔壁開口部開閉手段52が、それぞれ設けられており、上部隔壁開口部開閉手段51によって、上部隔壁開口部41が開閉され、下部隔壁開口部開閉手段52によって、下部隔壁開口部42が開閉されることは、実施例2と同様である。
燃料電池発電装置1の運転中には、図4に示すように、上部側壁開口部開閉手段71および下部側壁開口部開閉手段72によって、上部側壁開口部61、下部側壁開口部62がともに開き、制御機器室31内の空気が、装置外へ排出される。
なお、実施例3では、上部隔壁開口部41に設けられた上部隔壁開口部開閉手段51によって、上部隔壁開口部41が開閉され、また、下部隔壁開口部42に設けられた下部隔壁開口部開閉手段52によって、下部隔壁開口部42が開閉されるが、上部隔壁開口部開閉手段51および下部隔壁開口部開閉手段52を設けない実施例において、筐体側壁の上部に、上部側壁開口部61および上部側壁開口部61を開閉する上部側壁開口部開閉手段71を設置し、また、筐体側壁の下部に、下部側壁開口部62および下部側壁開口部62を開閉する下部側壁開口部開閉手段72を設置することもできる。
2 プロセス機器
21 プロセス機器室
3 制御機器
31 制御機器室
4 隔壁
41 上部隔壁開口部
42 下部隔壁開口部
51 上部隔壁開口部開閉手段
52 下部隔壁開口部開閉手段
6 制御機器室側壁
61 上部側壁開口部
62 下部側壁開口部
71 上部側壁開口部開閉手段
72 下部側壁開口部開閉手段
Claims (4)
- 燃料電池の電池反応に関わるプロセス機器と、前記プロセス機器を制御する制御機器とを有する燃料電池発電装置において、前記制御機器が発生する熱により、前記プロセス機器を暖めることを特徴とする燃料電池発電装置。
- 前記燃料電池発電装置の筐体内に設置された前記プロセス機器と前記制御機器との間に隔壁を設けて、前記筐体内をプロセス機器室と制御機器室に仕切り、かつ、前記隔壁の上部に上部隔壁開口部を、前記隔壁の下部に下部隔壁開口部を、それぞれ設けたことを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電装置。
- 前記上部隔壁開口部に上部隔壁開口部開閉手段を、前記下部隔壁開口部に下部隔壁開口部開閉手段を、それぞれ設け、前記上部隔壁開口部開閉手段および前記下部隔壁開閉手段により、前記上部隔壁開口部および前記下部隔壁開口部を、前記燃料電池発電装置の運転中には閉じ、前記燃料電池発電装置の運転停止中には開けることを特徴とする請求項2記載の燃料電池発電装置。
- 前記制御機器室の側壁を構成する前記筐体の側壁の上部に、上部側壁開口部および前記上部側壁開口部を開閉する上部側壁開口部開閉手段を、前記制御機器室の側壁を構成する前記筐体の側壁の下部に、下部側壁開口部および前記下部側壁開口部を開閉する下部側壁開口部開閉手段を、それぞれ設け、前記上部側壁開口部開閉手段および前記下部側壁開口部開閉手段により、前記上部側壁開口部および前記下部側壁開口部を、前記燃料電池発電装置の運転中には開け、前記燃料電池発電装置の運転停止中には閉じることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の燃料電池発電装置。
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