JP4718262B2

JP4718262B2 - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP4718262B2
Application number: JP2005205837A
Authority: JP
Inventors: 元洋高橋; 昌平松田
Original assignee: Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp
Current assignee: Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2025-07-14
Also published as: JP2007026826A

Description

本発明は、燃料電池本体と貯湯槽とを一体化して一つのパッケージに収納してなる燃料電池システムに関する。

最近、都市ガスなどの炭化水素系燃料を改質して得られる水素と、空気中の酸素とを電気化学的に反応させて発電する燃料電池システムは、小型にして比較的高い発電性能が得られこと、また発電と同時に発生する排熱を有効に利用できるという特徴を生かして、家庭設置型のコジェネレーションシステムとして普及しつつある。

一方、燃料電池は、電解質の種類により型式が分かれるが、最近では電解質に固体高分子膜を用いたタイプの燃料電池を用いて、一般家庭用をターゲットにした開発が進められている。

このような燃料電池を家庭用として導入する場合、一般的に排熱の有効利用の観点から貯湯槽と組合せた方式が採用されている。

ところで、このような燃料電池システムとしては、燃料電池と貯湯槽とを別々のパッケージに収納し、両者を配管及び配線で接続するようにした構成が一般的である（例えば、特許文献１）。

図３はかかる燃料電池システムを示す構成図である。

図３において、３１は燃料電池、３２は燃料電池１から発生する排熱を利用して温水を貯える貯湯槽で、これら燃料電池３１及び貯湯槽３２は燃料電池本体及びタンク本体をそれぞれパッケージに収納したものである。

これら燃料電池３１と貯湯槽３２との間は、燃料電池本体から発生する排熱を回収するための往路用と戻り用の温水配管３３ａ，３３ｂにより接続され、温水を循環させて燃料電池本体の排熱をタンク本体に貯める構成としている。

また、ユーザの電力需要や熱需要との兼ね合いを考慮して貯湯量を制御するために、燃料電池本体の発電出力等を制御するための制御信号線３４が接続されている。

さらに、ユーティリティとして、都市ガス３５などの配管３５ａ及び３５ｂと電力系統３７からの電力線３６ａ及び３６ｂが燃料電池３１と貯湯槽３２に各々接続された構成となっている。
特開２００４−１１１２０８号公報

しかし、このような構成の燃料電池システムでは、燃料電池３１と貯湯槽３２は、別々のパッケージとなっており、敷地内に個別にパッケージが設置されるため、燃料電池３１と貯湯槽３２との間の接続や配線の施工に手間がかかり、現地での工事期間が延びて工事コストがアップする問題がある。

また、各パッケージを据付けるための基礎の状況も各家庭の設置面がすべて平らであればよいが、傾斜角度の異なる傾斜面の場合には、設置に必要な基礎架台も、各家庭の設置面の傾斜角度に合わせて準備しなければならないため、手間がかかると共に材料費が嵩むという問題がある。

さらに、現状の燃料電池パッケージは約１５０ｋｇの重量があり、輸送車両から据付場所までの運搬にころ引きを使用する等、移動時間に多大な時間がかかるという問題がある。

本発明は上記のような問題を解消し、燃料電池と貯湯槽を一体型のパッケージとして温水配管、制御信号線、燃料配管、電力線の現地での接続作業を省略でき、またいくつかの標準的な基礎架台を準備しておくだけで、傾斜角度の異なる設置場所に容易にパッケージを水平に設置することができ、さらに輸送車両から据付場所まで容易に移動させることができる工事コストの安価な燃料電池システムを提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により燃料電池システムを構成するものである。

本発明は、水素を含む燃料を使用して発電する燃料電池とこの燃料電池の発電に伴う発熱により加温された温水を貯蔵する貯湯槽とを一体化して一つのパッケージに収納し、且つこのパッケージを設置面に設けられた据付架台により据付ける構成とし、前記据付架台は、前記パッケージ下部の両側面にそれぞれ水平状態に取付けられ、両端側に複数のボルト挿通孔が適宜の間隔を存して上下方向に設けられた側面板と、この側面板に水平又は適宜の角度傾斜させて配置され、両端側に設けられた上下方向に長い孔を通して前記側面板の適宜位置のボルト挿通孔にボルトを挿入して固定される据付調整板により構成され、前記パッケージが水平状態になるように前記据付調節板を設置面に配置すると共に、前記側面板のボルト挿通孔に対する前記据付調節板の長孔の位置を調整してボルトにより締結するようにしたものである。

また、上記構成の燃料電池システムにおいて、パッケージの下部に折畳み式のキャスタを取付けて移動可能にしたものである。

本発明によれば、燃料電池と貯湯槽を一体型のパッケージとして温水配管、制御信号線、燃料配管、電力線の現地での接続作業を省略でき、また標準的な据付架台を準備しておくだけで、傾斜角度の異なる設置場所に容易にパッケージを水平に設置することができる。

さらに、パッケージの下部に取付けられた折畳式のキャスタにより輸送車両から据付場所まで容易に移動させることができる。

以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２は、本発明による燃料電池システムの実施形態を示す正面図及び側面図である。

図１及び図２に示すように、図示しない燃料電池本体及びタンク本体を一つのパッケージ３内に収納して燃料電池１及び貯湯槽２を一体型として構成したものである。

このパッケージ３は、燃料電池側パッケージと貯湯槽側パッケージとを接合面４にて接合して一体化したもので、フレーム状の共通ベース５の上に取付けられている。

パッケージ３内の燃料電池本体とタンク本体との間は、燃料電池１の発電運転時に発生する排熱をタンク本体に貯えるための往路用の温水配管６ａと戻り用の温水配管６ｂと、家庭の電力需要や熱需要に合わせて燃料電池１の発電出力を調整する制御信号線７とでそれぞれ接続された構成となっている。さらに、図示していないが都市ガスと電力線の接続箇所はそれぞれ一箇所とし、必要に応じてパッケージ３内にて燃料電池本体からタンク本体に分岐した構成としている。

一方、パッケージ３の下面の前後左右に折畳み式キャスタ８が取付けられ、使用時には共通ベース５のフレーム開口部を通して引き伸ばされ、未使用時には共通ベース５のフレーム開口部に折畳み収納される。

また、共通ベース５の両側面には据付架台９がそれぞれ取付けられる。この据付架台９は、共通ベース５の側面に水平状態に取付けられた側面板９ａと、この側面板９ａに対して水平又は適宜の角度傾斜させて配置される据付調整板９ｂとからなり、側面板９ａの両端側には複数のボルト挿通孔９ａ１が上下方向に適宜の間隔を存してそれぞれ設けられ、また据付調整板９ｂの両端側には側面板９ａの適宜位置のボルト挿通孔９ａ１にボルトを挿通するための上下方向に長い孔９ｂ１がそれぞれ設けられている。

このように本実施形態によれば、燃料電池１及び貯湯槽２を一体型として構成することにより、従来、現地での据付工事の一環として行われていた温水配管６ａ，６ｂと制御信号線７の接続工事が不要となり、また都市ガスと電力線との接続も従来の半分で済むため、大幅に工事コストを低減することが可能となる。

また、従来の燃料電池パッケージはエアコンの室外機並みの大きさであったが、燃料電池側パッケージの高さを貯湯槽側パッケージと同じ高さにすることにより、燃料電池１の設置面積を小さくすることが可能となる。これにより、設置スペースを削減することが可能となり、基礎材料等も削減できるため、工事コストを低減することができる。

他方、本実施形態では、パッケージ３の下面の前後左右に折畳み式キャスタ８が取付けられているので、輸送及び設置時にはキャスタ８を共通ベース５のフレーム開口部に折畳み収納し、輸送車両から据付場所までは共通ベース５のフレーム開口部を通して引き伸ばされたキャスタ８を利用して移動することが可能となる。これにより、移動に要する手間を省くことができる。

また、パッケージ３の共通ベース５の両側面にそれぞれ水平状態に取付けられ、両端側に複数のボルト挿通孔９ａ１が上下方向に設けられた側面板９ａと、この側面板９ａに水平又は適宜の角度傾斜させて配置され、両端側に設けられた上下方向に長い孔９ｂ１を通して側面板９ａに有する適宜位置のボルト挿通孔にボルトを挿入して固定される据付調整板９ｂとで据付架台９を構成しているので、パッケージ３を敷地内の設置場所が傾斜面のコンクリート基礎１０に設置する場合、コンクリート基礎１０の傾斜に合わせてパッケージ３の設置面が水平になるように側面板９ａに対して据付調整板９ｂの傾斜角度を調整し、長孔９ｂ１を通して側面板９ａのボルト挿通孔９ａ１にボルトを挿入して固定することが可能となる。従って、据付架台９によりパッケージ３を基礎コンクリート１０の傾斜面に対して水平状態に据付けることができる。

すなわち、パッケージの設置場所がコンクリート面のときは、一般に水はけを良くするために側溝向きに雨水が流れるように傾斜が付けられている。このような傾斜面にパッケージを水平状態に設置する場合、従来では個別の基礎架台を準備していたのに対して、本実施形態では各家庭のコンクリート基礎毎に据付架台を準備する必要がなく、いくつかの標準的な据付架台の中から選ばれた一つの据付架台９を設けておくだけで、傾斜角度の異なるコンクリート基礎に対して据付調整板９ｂの傾斜角度を調整するだけで対応させることができる。

本発明による燃料電池システムの実施形態を示す正面図。同実施形態の側面図。従来の燃料電池システムを示す構成図。

符号の説明

１…燃料電池、２…貯湯槽、３…パッケージ、４…接合面、５…共通ベース、６ａ，６ｂ…温水配管、７…制御信号線、８…折畳み式キャスタ、９…据付架台、９ａ…側面板、９ｂ…据付調整板、１０…基礎コンクリート

Claims

水素を含む燃料を使用して発電する燃料電池とこの燃料電池の発電に伴う発熱により加温された温水を貯蔵する貯湯槽とを一体化して一つのパッケージに収納し、且つこのパッケージを設置面に設けられた据付架台により据付ける構成とし、
前記据付架台は、前記パッケージ下部の両側面にそれぞれ水平状態に取付けられ、両端側に複数のボルト挿通孔が適宜の間隔を存して上下方向に設けられた側面板と、この側面板に水平又は適宜の角度傾斜させて配置され、両端側に設けられた上下方向に長い孔を通して前記側面板の適宜位置のボルト挿通孔にボルトを挿入して固定される据付調整板により構成され、
前記パッケージが水平状態になるように前記据付調節板を設置面に配置すると共に、前記側面板のボルト挿通孔に対する前記据付調節板の長孔の位置を調整してボルトにより締結することを特徴とする燃料電池システム。
請求項１記載の燃料電池システムにおいて、前記パッケージの下部に折畳み式のキャスタを取付けて移動可能にしたことを特徴とする燃料電池システム。