JP5026383B2 - Fuel cell power generation system - Google Patents

Fuel cell power generation system Download PDF

Info

Publication number
JP5026383B2
JP5026383B2 JP2008262538A JP2008262538A JP5026383B2 JP 5026383 B2 JP5026383 B2 JP 5026383B2 JP 2008262538 A JP2008262538 A JP 2008262538A JP 2008262538 A JP2008262538 A JP 2008262538A JP 5026383 B2 JP5026383 B2 JP 5026383B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stack
reformer
terminal
fuel cell
conversion circuit
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008262538A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010092750A (en
Inventor
秀夫 山本
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 Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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
Priority to JP2008262538A priority Critical patent/JP5026383B2/en
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to EP13005680.7A priority patent/EP2712016B1/en
Priority to EP08856533.8A priority patent/EP2221906A4/en
Priority to US12/746,414 priority patent/US20100266876A1/en
Priority to CA2708052A priority patent/CA2708052A1/en
Priority to CN200880119620XA priority patent/CN101889365B/en
Priority to PCT/JP2008/003581 priority patent/WO2009072284A1/en
Publication of JP2010092750A publication Critical patent/JP2010092750A/en
Priority to RU2012122854/07A priority patent/RU2502159C1/en
Priority to US13/562,437 priority patent/US8715883B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5026383B2 publication Critical patent/JP5026383B2/en
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

Description

本発明は、水素と酸素を反応させ発電する燃料電池発電システムに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell power generation system that generates electricity by reacting hydrogen and oxygen.

従来の燃料電池発電システムは、燃料電池本体を収納する本体パッケージと貯湯タンクを収納する貯湯パッケージとが別体となっており、その間を温水管、冷水管で接続されている（例えば、特許文献１参照）。   In a conventional fuel cell power generation system, a main body package for storing a fuel cell main body and a hot water storage package for storing a hot water storage tank are separated, and a hot water pipe and a cold water pipe are connected therebetween (for example, Patent Documents) 1).

図６は、上前従来の燃料電池発電システムの構成を示すものである。   FIG. 6 shows a configuration of a conventional fuel cell power generation system.

本体パッケージ１００には、都市ガス配管から供給される都市ガスを水蒸気改質反応により水素リッチな燃料ガスに改質する改質器１０１と、改質器１０１から供給される燃料ガスと空気との供給を受けて発電する固体高分子型の燃料電池スタック１０２と、燃料電池スタック１０２の冷却媒体（冷却水など）の循環流路に組み込まれて冷却媒体を冷却する熱交換器１０３と、燃料電池スタック１０２からの排ガス中の水蒸気を凝縮させて水を回収する凝縮器１０４と、貯湯タンク１０５の底部に接続された冷水管１０６から冷水の供給を受けて改質器１０１への水の供給や凝縮器１０４および熱交換器１０３へ冷却水の供給を行なう水系統１０７と、燃料電池スタック１０２からの直流電力を交流電力に変換して商用電源からの配線に供給する電力変換回路１０８と、本体パッケージ１００内の各部をコントロールする制御装置１０９とが配置されている。   The main body package 100 includes a reformer 101 that reforms a city gas supplied from a city gas pipe into a hydrogen-rich fuel gas through a steam reforming reaction, and a fuel gas and air supplied from the reformer 101. A polymer electrolyte fuel cell stack 102 that receives power to generate power, a heat exchanger 103 that is incorporated in a circulation flow path of a cooling medium (cooling water, etc.) of the fuel cell stack 102 and cools the cooling medium, and a fuel cell The condenser 104 that condenses water vapor in the exhaust gas from the stack 102 and collects water, and the cold water supplied from the cold water pipe 106 connected to the bottom of the hot water storage tank 105 to supply water to the reformer 101 A water system 107 that supplies cooling water to the condenser 104 and the heat exchanger 103 and DC power from the fuel cell stack 102 are converted into AC power and supplied to wiring from a commercial power source. That the power conversion circuit 108, a control unit 109 for controlling each unit of the main body package 100 are arranged.

貯湯パッケージ１１０には、図示するように、水道管からの給水管が底部に取り付けられると共に給湯管が頂部に取り付けられた貯湯タンク１０５が配置されており、貯湯タンク１０５の底部と頂部には、本体パッケージ１００に接続される冷水管１０６と温水管１１１とが取り付けられている。
特開２００４−１１１２０８号公報 As shown in the figure, the hot water storage package 110 is provided with a hot water storage tank 105 in which a water supply pipe from a water pipe is attached to the bottom and a hot water supply pipe is attached to the top, and at the bottom and top of the hot water storage tank 105, A cold water pipe 106 and a hot water pipe 111 connected to the main body package 100 are attached.
JP 2004-111208 A

上記従来の燃料電池発電システムは、燃料電池本体を収納する本体パッケージ１００と貯湯タンク１０５を収納する貯湯パッケージ１１０とが別体であるため、住宅などの建物に燃料電池システムを導入するには、かなりの広さの設置スペースを必要とするという課題を有していた。   In the conventional fuel cell power generation system, since the main body package 100 that stores the fuel cell main body and the hot water storage package 110 that stores the hot water storage tank 105 are separate bodies, in order to introduce the fuel cell system into a building such as a house, There was a problem of requiring a considerable installation space.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、燃料電池を建物内に日常生活に邪魔にならないように設置することができ、電力と熱を有効に利用し、且つ省スペースな燃料電池発電システムを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems. A fuel cell can be installed in a building so that it does not interfere with daily life, and it uses power and heat effectively and saves space. The purpose is to provide a system.

上記目的を達成するために、本発明の燃料電池発電システムは、本体パッケージ内に、貯湯槽と、スタック及び改質器と、電力変換回路を有する電気回路と、前記本体パッケージ内の空気を外部に排出する換気ファンとを備え、前記スタック及び改質器より下方の前記本体パッケージ下部に吸気口を有する燃料電池発電システムであって、前記換気ファンは前記本体パッケージにおける前記スタック及び改質器を配置した空間の上部に設け、前記スタック及び改質器と前記電気回路とを、前記貯湯槽の横で、縦方向に、前記貯湯槽と略同一高さになるように配置し、前記電気回路は前記スタック及び改質器より上に配置すると共に、隔壁により前記本体パッケージ内を前記貯湯槽、前記スタック及び改質器を配置した空間と前記電気回路を配置した空間とに分離したことを特徴とするものである。 To achieve the above object, a fuel cell power generation system of the present invention, in the main packaging, and hot water storage tank, and the stack and the reformer, and that electrical circuit having a power conversion circuit, the main body package A fuel cell power generation system including a ventilation fan for discharging air to the outside and having an air inlet at a lower portion of the main body package below the stack and the reformer, wherein the ventilation fan includes the stack and the reformer in the main body package. The stack and the reformer and the electric circuit are provided in the upper part of the space where the mass device is disposed, and are arranged in the vertical direction beside the hot water tank so as to be substantially the same height as the hot water tank, distribution together with the electrical circuit is arranged above the stack and the reformer, the hot water tank the body within the package by a partition wall, and the stack and the space of arranging the reformer said electrical circuit It is characterized in that it has separated into a spatial.

これによって、本体パッケージ内に燃料電池と貯湯槽を納めたことにより、省スペースな貯湯槽一体型の燃料電池発電システムを提供できる。   As a result, the fuel cell and the hot water storage tank are housed in the main body package, thereby providing a space-saving hot water tank integrated fuel cell power generation system.

また、改質器やスタックから原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合においても、可燃性ガスは改質器やスタックを設けた本体パッケージに漏出するが、本体パッケージで改質器及びスタックより下方の本体パッケージ下部に設けた吸気口から吸い込まれた外気が、本体パッケージに漏出した可燃性ガスを押し出して、本体パッケージにおけるスタック及び改質器を配置した空間の上部に設けた換気ファンにより外部に排出される。   Even if combustible gas such as raw material gas or hydrogen leaks from the reformer or stack, the combustible gas leaks into the main body package provided with the reformer or stack. The outside air sucked from the air inlet provided in the lower part of the main body package below the unit and the stack pushes out the combustible gas leaked into the main body package, and is provided in the upper part of the space where the stack and the reformer are arranged in the main body package. It is discharged outside by a ventilation fan.

また、埃の多い環境で長期間使用されて電気回路の接点等に埃が蓄積した場合や、湿気の高い環境で長期間使用されて電気回路の接点等に水分が付着した場合にアーク等が発生することが万が一にも重なった場合においても、隔壁により本体パッケージ内をスタック及び改質器を配置した空間と電気回路を配置した空間とに分離しているため、原料ガスや水素などの可燃性ガスが電気回路に至ることはなく、爆発等の危険性は全くなくなる。 Also, if dust accumulates at the contacts of an electric circuit after being used for a long time in a dusty environment, or if moisture adheres to the contacts of an electric circuit after being used for a long time in a humid environment, an arc or the like may occur. In the unlikely event that they occur, the main body package is separated by a partition into a space where the stack and reformer are arranged and a space where the electric circuit is arranged, so that combustible materials such as source gases and hydrogen are combustible. The sex gas does not reach the electric circuit, and there is no danger of explosion.

本発明の燃料電池発電システムは、省スペースな貯湯槽一体型燃料電池を提供できる。   The fuel cell power generation system of the present invention can provide a space-saving hot water tank integrated fuel cell.

また、改質器やスタックから原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合に、且つ、埃の多い環境で長期間使用されて電気回路の接点等に埃が蓄積したり、湿気の高い環境で長期間使用されて電気回路の接点等に水分が付着した場合にアーク等が発生することが万が一にも重なった場合においても、爆発等の危険性は全くなくなる。 Also, if a combustible gas such as raw material gas or hydrogen leaks from the reformer or stack, it will be used for a long period of time in a dusty environment and dust will accumulate at the contact points of the electrical circuit, etc. Even in the unlikely event that an arc or the like is generated when moisture adheres to the contact point of an electric circuit after being used for a long time in a high environment, there is no danger of explosion.

第１の発明は、本体パッケージ内に、貯湯槽と、スタック及び改質器と、電力変換回路を有する電気回路と、前記本体パッケージ内の空気を外部に排出する換気ファンとを備え、前記スタック及び改質器より下方の前記本体パッケージ下部に吸気口を有する燃料電池発電システムであって、前記換気ファンは前記本体パッケージにおける前記スタック及び改質器を配置した空間の上部に設け、前記スタック及び改質器と前記電気回路とを、前記貯湯槽の横で、縦方向に、前記貯湯槽と略同一高さになるように配置し、前記電気回路は前記スタック及び改質器より上に配置すると共に、隔壁により前記本体パッケージ内を前記貯湯槽、前記スタック及び改質器を配置した空間と前記電気回路を配置した空間とに分離したものである。 The first invention includes within main packaging, comprising: a hot water tank, and the stack and the reformer, the electric circuit that have a power conversion circuit, and a ventilation fan for discharging air in the main body package to an external A fuel cell power generation system having an air inlet at a lower part of the main body package below the stack and the reformer, wherein the ventilation fan is provided in an upper portion of the space where the stack and the reformer are disposed in the main body package, The stack and the reformer and the electric circuit are arranged beside the hot water tank in the vertical direction so as to be substantially the same height as the hot water tank, and the electric circuit is more than the stack and the reformer. The main body package is separated by a partition into a space in which the hot water storage tank, the stack and the reformer are arranged, and a space in which the electric circuit is arranged.

上記構成において、本体パッケージ内に燃料電池と貯湯槽を納めたことにより、省スペースな貯湯槽一体型の燃料電池発電システムを提供できる。   In the above-described configuration, the fuel cell and the hot water storage tank are housed in the main body package, thereby providing a space-saving hot water tank integrated fuel cell power generation system.

また、改質器やスタックから原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合においても、可燃性ガスは改質器やスタックを設けた本体パッケージに漏出するが、本体パッケージで改質器及びスタックより下方の本体パッケージ下部に設けた吸気口から吸い込まれた外気が、本体パッケージに漏出した可燃性ガスを押し出して、本体パッケージにおけるスタック及び改質器を配置した空間の上部に設けた換気ファンにより外部に排出される。   Even if combustible gas such as raw material gas or hydrogen leaks from the reformer or stack, the combustible gas leaks into the main body package provided with the reformer or stack. The outside air sucked from the air inlet provided in the lower part of the main body package below the unit and the stack pushes out the combustible gas leaked into the main body package, and is provided in the upper part of the space where the stack and the reformer are arranged in the main body package. It is discharged outside by a ventilation fan.

また、埃の多い環境で長期間使用されて電気回路の接点等に埃が蓄積した場合や、湿気の高い環境で長期間使用されて電気回路の接点等に水分が付着した場合にアーク等が発生することが万が一にも重なった場合においても、隔壁により本体パッケージ内をスタック及び改質器を配置した空間と電気回路を配置した空間とに分離しているため、原料ガスや水素などの可燃性ガスが電気回路に至ることはなく、爆発等の危険性は全くなくなる。 Also, if dust accumulates at the contacts of an electric circuit after being used for a long time in a dusty environment, or if moisture adheres to the contacts of an electric circuit after being used for a long time in a humid environment, an arc or the like may occur. In the unlikely event that they occur, the main body package is separated by a partition into a space where the stack and reformer are arranged and a space where the electric circuit is arranged, so that combustible materials such as source gases and hydrogen are combustible. The sex gas does not reach the electric circuit, and there is no danger of explosion.

第２の発明は、本体パッケージの第１室に貯湯槽を備え、前記本体パッケージの第２室に、スタック及び改質器と、電力変換回路を有する電気回路と、前記第２室内の空気を外部に排出する換気ファンとを備え、前記スタック及び改質器より下方の前記第２室下部に吸気口を有する燃料電池発電システムであって、前記換気ファンは前記第２室における前記スタック及び改質器を配置した空間の上部に設け、前記スタック及び改質器と前記電気回路とを、前記貯湯槽の横で、縦方向に、前記貯湯槽と略同一高さになるように配置し、前記電気回路は前記スタック及び改質器より上に配置すると共に、隔壁により前記第２室を前記スタック及び改質器を配置した空間と前記電気回路を配置した空間とに分離したものである。 The second invention comprises a hot water tank to the first chamber of the main body package, the second chamber of the main body package, a stack and the reformer, and that electrical circuit having a power conversion circuit, the second chamber And a ventilation fan that discharges the air to the outside, and a fuel cell power generation system having an intake port in the lower portion of the second chamber below the stack and the reformer, wherein the ventilation fan is located in the second chamber. Provided in the upper part of the space where the stack and the reformer are arranged, so that the stack and the reformer and the electric circuit are at the same height as the hot water tank in the vertical direction beside the hot water tank. The electric circuit is arranged above the stack and the reformer, and the second chamber is separated by a partition into a space in which the stack and the reformer are arranged and a space in which the electric circuit is arranged. It is.

すなわち、第２の発明は、第１の発明において、貯湯槽を本体パッケージの第１室に配置し、スタック及び改質器と、電気回路と、換気ファンと、吸気口とを本体パッケージの第２室に配置したものであり、第１の発明と同様に、省スペースな貯湯槽一体型の燃料電池発電システムを提供できる。   That is, the second invention is the first invention, wherein the hot water storage tank is disposed in the first chamber of the main body package, and the stack and reformer, the electric circuit, the ventilation fan, and the air inlet are arranged in the first package of the main body package. As in the first invention, a space-saving hot water tank-integrated fuel cell power generation system can be provided, which is disposed in two chambers.

また、改質器やスタックから原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合に、且つ、埃の多い環境で長期間使用されて電気回路の接点等に埃が蓄積したり、湿気の高い環境で長期間使用されて電気回路の接点等に水分が付着した場合にアーク等が発生することが万が一にも重なった場合においても、爆発等の危険性は全くなくなる。 Also, if a combustible gas such as raw material gas or hydrogen leaks from the reformer or stack, it will be used for a long period of time in a dusty environment and dust will accumulate at the contact points of the electrical circuit, etc. Even in the unlikely event that an arc or the like is generated when moisture adheres to the contact point of an electric circuit after being used for a long time in a high environment, there is no danger of explosion.

第３の発明は、第１または第２の発明において、スタックと電力変換回路とを隔壁を介して対向して配置したものであり、これにより、スタックと電力変換回路とが近接して配置され、スタックと電力変換回路とを短距離で電気的に接続できるので、スタックと電力変換回路を電気的に接続するスタック出力線での銅損を低減して、スタック出力線での電力ロスを低減し、燃料電池発電システムの効率を向上することができる。   According to a third invention, in the first or second invention, the stack and the power conversion circuit are arranged to face each other via a partition wall, whereby the stack and the power conversion circuit are arranged close to each other. Since the stack and the power conversion circuit can be electrically connected in a short distance, the copper loss in the stack output line that electrically connects the stack and the power conversion circuit is reduced, and the power loss in the stack output line is reduced. In addition, the efficiency of the fuel cell power generation system can be improved.

第４の発明は、第３の発明において、スタックの積層方向が電力変換回路基板の面に対して略平行であるものであり、これにより、スタックのスタック出力端子と電力変換回路の電力変換回路入力端子とを最短距離で電気的に接続できるので、第３の発明よりも、さらに、スタックと電力変換回路を電気的に接続するスタック出力線での銅損を低減して、スタック出力線での電力ロスを低減し、燃料電池発電システムの効率を向上することができる。   According to a fourth invention, in the third invention, the stacking direction of the stack is substantially parallel to the surface of the power conversion circuit board, whereby the stack output terminal of the stack and the power conversion circuit of the power conversion circuit Since the input terminal can be electrically connected with the shortest distance, the copper loss in the stack output line that electrically connects the stack and the power conversion circuit is further reduced than in the third invention. The power loss can be reduced, and the efficiency of the fuel cell power generation system can be improved.

第５の発明は、第４の発明において、スタックは、前記スタックの積層方向の一端の上部に設けたスタック＋端子と前記スタックの積層方向の他端の上部に設けたスタック−端子とを有し、電力変換回路は、下部に電力変換回路＋端子と電力変換回路−端子と有し、前記スタック＋端子と前記電力変換回路＋端子とが隔壁を介して略対向位置に配置され、前記スタック−端子と前記電力変換回路−端子とが隔壁を介して略対向位置に配置されたものであり、これにより、スタック＋端子と電力変換回路＋端子、スタック−端子と電力変換回路−端子を、２組とも、最短距離で電気的に接続できるので、第４の発明よりも、さらに、スタックと電力変換回路を電気的に接続するスタック出力線での銅損を低減して、スタック出力線での電力ロスを低減し、燃料電池発電システムの効率を向上することができる。   According to a fifth aspect of the present invention based on the fourth aspect, the stack has a stack + terminal provided above one end in the stacking direction of the stack and a stack-terminal provided above the other end in the stacking direction of the stack. The power conversion circuit includes a power conversion circuit + terminal and a power conversion circuit − terminal at a lower portion, and the stack + terminal and the power conversion circuit + terminal are arranged at substantially opposite positions via a partition wall, and the stack The terminal and the power conversion circuit-terminal are arranged at substantially opposite positions via a partition wall, whereby the stack + terminal and the power conversion circuit + terminal, the stack-terminal and the power conversion circuit-terminal, Since both sets can be electrically connected at the shortest distance, the copper loss in the stack output line that electrically connects the stack and the power conversion circuit is further reduced than in the fourth invention. Power loss Reduced, it is possible to improve the efficiency of the fuel cell power generation system.

第６の発明は、第５の発明において、隔壁に設けた一対の貫通穴と、スタック＋端子と電力変換回路＋端子を電気的に接続すると共に一方の前記貫通穴を通るスタック＋出力線と、スタック−端子と電力変換回路−端子を電気的に接続すると共に他方の前記貫通穴を通るスタック−出力線とを有するものであり、スタック＋端子と電力変換回路＋端子とを隔壁の貫通穴を通るスタック＋出力線により最短距離で電気的に接続でき、スタック−端子と電力変換回路−端子とを隔壁の貫通穴を通るスタック−出力線により最短距離で電気的に接続できるので、第５の発明と同様に、第４の発明よりも、さらに、スタックと電力変換回路を電気的に接続するスタック出力線での銅損を低減して、スタック出力線での電力ロスを低減し、燃料電池発電システムの効率を向上することができる。   According to a sixth invention, in the fifth invention, a pair of through holes provided in the partition wall, a stack + output line electrically connecting the stack + terminal and the power conversion circuit + terminal, and passing through one of the through holes, The stack-terminal and the power conversion circuit-terminal are electrically connected and have a stack-output line passing through the other through-hole, and the stack + terminal and the power conversion circuit + terminal are connected to the through-hole of the partition wall. Can be electrically connected at the shortest distance by the stack + output line passing through the stack-terminal and the power conversion circuit-terminal can be electrically connected at the shortest distance by the stack-output line passing through the through hole of the partition wall. Similarly to the invention of the fourth aspect, the copper loss in the stack output line that electrically connects the stack and the power conversion circuit is further reduced, and the power loss in the stack output line is reduced. Battery power generation It is possible to improve the efficiency of the stem.

以下、本発明による燃料電池発電システム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。   Hereinafter, embodiments of a fuel cell power generation system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における燃料電池発電システムの構成図を示すものである。 (Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of a fuel cell power generation system according to a first embodiment of the present invention.

図１に示すように、本体パッケージ２内には、改質器５、スタック６などの可燃性ガスが流通する部品が配置されている
改質器５には、原料ガス配管８と、燃焼ファン９を取付けたバーナ１０と改質器排気口１１が備え付けられている。 As shown in FIG. 1, components through which combustible gas flows, such as a reformer 5 and a stack 6, are disposed in the main body package 2. The reformer 5 has a raw material gas pipe 8, a combustion fan, and the like. 9 and a reformer exhaust port 11 are provided.

スタック６は、改質器５と水素配管１２で接続され、バーナ１０と排水素配管１３で接続されており、空気ブロワ１４と空気配管１５で接続されている。また、熱交換器１６と冷水管１７と温水管１８で接続されている。   The stack 6 is connected to the reformer 5 by the hydrogen pipe 12, connected by the burner 10 and the exhaust hydrogen pipe 13, and connected by the air blower 14 and the air pipe 15. The heat exchanger 16, the cold water pipe 17 and the hot water pipe 18 are connected.

本体パッケージ２の外壁には、排気口１９及び換気ファン２０が設置されており、改質器５及びスタック６より風上になるように設けた吸気口２１が設置されている。   An exhaust port 19 and a ventilation fan 20 are installed on the outer wall of the main body package 2, and an intake port 21 provided so as to be upwind from the reformer 5 and the stack 6 is installed.

貯湯槽３には、水道管からの給水管２２が底部に取り付けられると共に、給湯管２３が頂部に取り付けられている。貯湯槽３の底部には熱交換器１６に接続される冷水管２４が取り付けられており、貯湯槽３の頂部には、熱交換器１６に接続される温水管２５が取り付けられている。   In the hot water tank 3, a water supply pipe 22 from a water pipe is attached to the bottom, and a hot water supply pipe 23 is attached to the top. A cold water pipe 24 connected to the heat exchanger 16 is attached to the bottom of the hot water tank 3, and a hot water pipe 25 connected to the heat exchanger 16 is attached to the top of the hot water tank 3.

電気回路２６は、１００Ｖ以上を扱う高電圧回路２７と、低電圧回路２８から構成されている。高電圧回路２７は、商用電源に接続されると共に、スタック６からの直流電力を交流電力に変換して商用電源に供給する電力変換回路２９と交流商用電源を直流低電圧に変換する電源回路３０から構成されている。   The electric circuit 26 includes a high voltage circuit 27 that handles 100 V or higher and a low voltage circuit 28. The high voltage circuit 27 is connected to a commercial power source, converts a DC power from the stack 6 into an AC power and supplies the commercial power source, and a power circuit 30 that converts the AC commercial power source into a DC low voltage. It is composed of

また、高電圧回路２７はスタック６及び改質器５より上に配置すると共に、隔壁３１でスタック６及び改質器５と分離している。   The high voltage circuit 27 is disposed above the stack 6 and the reformer 5 and separated from the stack 6 and the reformer 5 by the partition wall 31.

電力変換回路２９は、昇圧回路やインバータ回路などの回路（図示せず）と電圧センサや電流センサなどのセンサ（図示せず）とにより構成されており、燃料電池スタック６からの直流電力を商用電源の交流電力と同位相の交流電力に変換して商用電源に接続された負荷（図示せず）に供給できるよう接続されている。   The power conversion circuit 29 includes a circuit (not shown) such as a booster circuit and an inverter circuit, and a sensor (not shown) such as a voltage sensor and a current sensor, and uses DC power from the fuel cell stack 6 for commercial purposes. It is connected so that it can be supplied to a load (not shown) connected to a commercial power source after being converted into AC power having the same phase as the AC power of the power source.

低電圧回路２８は、本体パッケージ２内の各部を制御する制御手段である。制御手段である低電圧回路２８は、負荷の消費電力に基づいて都市ガス配管から改質器５に供給される都市ガスの流量を調整すると共に改質器５に供給される水の流量を調整することによるシステムにおける発電電力の制御や改質器５やスタック６の温度制御など種々の制御を行なっている。   The low voltage circuit 28 is a control unit that controls each part in the main body package 2. The low voltage circuit 28 as a control means adjusts the flow rate of the city gas supplied from the city gas pipe to the reformer 5 based on the power consumption of the load and adjusts the flow rate of water supplied to the reformer 5. Thus, various controls such as control of generated power in the system and temperature control of the reformer 5 and the stack 6 are performed.

以上のように構成された燃料電池発電システムについて、以下その動作、作用を説明する。   The operation and action of the fuel cell power generation system configured as described above will be described below.

原料ガス配管８から供給されたメタンなどの原料ガスは、改質器５の中でバーナ１０によって加熱され改質反応を起こし水素に変換され水素配管１２を通ってスタック６へ供給される。   A raw material gas such as methane supplied from the raw material gas pipe 8 is heated by the burner 10 in the reformer 5 to cause a reforming reaction, converted into hydrogen, and supplied to the stack 6 through the hydrogen pipe 12.

一方、空気ブロワ１４から送られる空気は空気配管１５を通ってスタック６へ供給され、これら供給された水素と空気中の酸素を反応させ発電を行うものである。   On the other hand, the air sent from the air blower 14 is supplied to the stack 6 through the air pipe 15, and generates electricity by reacting the supplied hydrogen with oxygen in the air.

そして反応に使われなかった残りの水素（排水素）は排水素配管１３を通ってバーナ１０に供給され改質反応の加熱燃料として用いられる。   The remaining hydrogen (exhaust hydrogen) not used in the reaction is supplied to the burner 10 through the exhaust hydrogen pipe 13 and used as a heating fuel for the reforming reaction.

以上のように、本実施の形態においては、本体パッケージ２内に、貯湯槽３と、スタック６及び改質器５と、電力変換回路２９を有する高電圧回路２７と低電圧回路２８とから構成される電気回路２６と、本体パッケージ２内の空気を外部に排出する換気ファン２０とを備え、スタック６及び改質器５より下方の本体パッケージ２下部に吸気口２１を有する燃料電池発電システムであって、換気ファン２０は本体パッケージ２におけるスタック６及び改質器５を配置した空間の上部に設け、スタック６及び改質器５と電気回路２６とを、貯湯槽３の横で、縦方向に、貯湯槽３と略同一高さになるように配置し、高電圧回路２７はスタック６及び改質器５より上に配置すると共に、隔壁３１により本体パッケージ２内をスタック６及び改質器５を配置した空間と高電圧回路２７を配置した空間とに分離したものである。   As described above, in the present embodiment, the main body package 2 includes the hot water tank 3, the stack 6 and the reformer 5, the high voltage circuit 27 having the power conversion circuit 29, and the low voltage circuit 28. In the fuel cell power generation system, the electric circuit 26 and the ventilation fan 20 for discharging the air in the main body package 2 to the outside are provided, and the intake port 21 is provided at the lower part of the main body package 2 below the stack 6 and the reformer 5. The ventilation fan 20 is provided above the space in the main body package 2 where the stack 6 and the reformer 5 are arranged. In addition, the high voltage circuit 27 is disposed above the stack 6 and the reformer 5, and the inside of the main body package 2 is separated by the partition wall 31 from the stack 6 and the reformer 5. 5 It is obtained by separated into the arranged space and space to place the high voltage circuit 27.

上記構成において、本体パッケージ２内に燃料電池の各構成要素と貯湯槽３を納めたことにより、省スペースな貯湯槽一体型の燃料電池発電システムを提供できる。   In the above configuration, each component of the fuel cell and the hot water storage tank 3 are housed in the main body package 2, so that a space-saving hot water tank integrated fuel cell power generation system can be provided.

また、改質器５やスタック６から原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合においても、可燃性ガスは改質器５やスタック６を設けた本体パッケージ２内に漏出するが、本体パッケージ２内で改質器５及びスタック６より下方の本体パッケージ２下部に設けた吸気口２１から吸い込まれた外気が、本体パッケージ２内に漏出した可燃性ガスを押し出して、本体パッケージ２におけるスタック６及び改質器５を配置した空間の上部に設けた換気ファン２０により外部に排出される。   Further, even if a combustible gas such as raw material gas or hydrogen leaks from the reformer 5 or the stack 6, the combustible gas leaks into the main body package 2 provided with the reformer 5 or the stack 6. The outside air sucked from the inlet 21 provided in the lower part of the main body package 2 below the reformer 5 and the stack 6 in the main body package 2 pushes out the combustible gas leaked into the main body package 2, and the main body package 2 Are exhausted to the outside by a ventilation fan 20 provided in the upper part of the space in which the stack 6 and the reformer 5 are disposed.

また、埃の多い環境で長期間使用されて高電圧回路２７の接点等に埃が蓄積した場合や、湿気の高い環境で長期間使用されて高電圧回路２７の接点等に水分が付着した場合にアーク等が発生することが万が一にも重なった場合においても、隔壁３１により本体パッケージ２内をスタック６及び改質器５を配置した空間と高電圧回路２７を配置した空間とに分離しているため、原料ガスや水素などの可燃性ガスが高電圧回路２７に至ることはなく、爆発等の危険性は全くなくなる。   Also, when dust is accumulated at the contacts of the high voltage circuit 27 for a long period of time in a dusty environment, or when moisture adheres to the contacts of the high voltage circuit 27 at a high humidity environment for a long period of time. In the unlikely event that an arc or the like is generated, the main body package 2 is separated by the partition wall 31 into a space where the stack 6 and the reformer 5 are arranged and a space where the high voltage circuit 27 is arranged. Therefore, the combustible gas such as raw material gas or hydrogen does not reach the high voltage circuit 27, and there is no danger of explosion.

（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態における燃料電池発電システムの構成図を示すものである。 (Embodiment 2)
FIG. 2 is a block diagram of a fuel cell power generation system according to the second embodiment of the present invention.

図２に示すように、本体パッケージ２内を、貯湯槽３を有する第１室４と、改質器５、スタック６などの可燃性ガスが流通する部品を配置した第２室７に分離するための隔壁１を設けている。   As shown in FIG. 2, the main body package 2 is separated into a first chamber 4 having a hot water tank 3 and a second chamber 7 in which combustible gas parts such as a reformer 5 and a stack 6 are arranged. A partition wall 1 is provided.

改質器５には、原料ガス配管８と、燃焼ファン９を取付けたバーナ１０と改質器排気口１１が備え付けられている。   The reformer 5 is provided with a raw material gas pipe 8, a burner 10 to which a combustion fan 9 is attached, and a reformer exhaust port 11.

スタック６は、改質器５と水素配管１２で接続され、バーナ１０と排水素配管１３で接続されており、空気ブロワ１４と空気配管１５で接続されている。また、熱交換器１６と冷水管１７と温水管１８で接続されている。   The stack 6 is connected to the reformer 5 by the hydrogen pipe 12, connected by the burner 10 and the exhaust hydrogen pipe 13, and connected by the air blower 14 and the air pipe 15. The heat exchanger 16, the cold water pipe 17 and the hot water pipe 18 are connected.

本体パッケージ２の外壁には、排気口１９及び排気ファン２０が設置されており、改質器５及びスタック６より風上になるように設けた吸気口２１が設置されている。   An exhaust port 19 and an exhaust fan 20 are installed on the outer wall of the main body package 2, and an intake port 21 provided so as to be upwind from the reformer 5 and the stack 6 is installed.

貯湯槽３には水道管からの給水管２２が底部に取り付けられると共に、給湯管２３が頂部に取り付けられている。貯湯槽３の底部には熱交換器１６に接続される冷水管２４が取り付けられており、貯湯槽３の頂部には、熱交換器１６に接続される温水管２５が取り付けられている。   A water supply pipe 22 from a water pipe is attached to the bottom of the hot water tank 3, and a hot water supply pipe 23 is attached to the top. A cold water pipe 24 connected to the heat exchanger 16 is attached to the bottom of the hot water tank 3, and a hot water pipe 25 connected to the heat exchanger 16 is attached to the top of the hot water tank 3.

電気回路２６は、１００Ｖ以上を扱う高電圧回路２７と、低電圧回路２８から構成されている。高電圧回路２７は、商用電源に接続されると共に、スタック６からの直流電力を交流電力に変換して商用電源に供給する電力変換回路２９と交流商用電源を直流低電圧に変換する電源回路３０から構成されている。   The electric circuit 26 includes a high voltage circuit 27 that handles 100 V or higher and a low voltage circuit 28. The high voltage circuit 27 is connected to a commercial power source, converts a DC power from the stack 6 into an AC power and supplies the commercial power source, and a power circuit 30 that converts the AC commercial power source into a DC low voltage. It is composed of

また、高電圧回路２７はスタック６及び改質器５より上に配置すると共に、隔壁３１でスタック６及び改質器５と分離している。   The high voltage circuit 27 is disposed above the stack 6 and the reformer 5 and separated from the stack 6 and the reformer 5 by the partition wall 31.

電力変換回路２９は、昇圧回路やインバータ回路などの回路（図示せず）と電圧センサや電流センサなどのセンサ（図示せず）とにより構成されており、燃料電池スタック６からの直流電力を商用電源の交流電力と同位相の交流電力に変換して商用電源に接続された負荷（図示せず）に供給できるよう接続されている。   The power conversion circuit 29 includes a circuit (not shown) such as a booster circuit and an inverter circuit, and a sensor (not shown) such as a voltage sensor and a current sensor, and uses DC power from the fuel cell stack 6 for commercial purposes. It is connected so that it can be supplied to a load (not shown) connected to a commercial power source after being converted into AC power having the same phase as the AC power of the power source.

低電圧回路２８は、本体パッケージ２内の各部を制御する制御手段である。制御手段である低電圧回路２８は、負荷の消費電力に基づいて都市ガス配管から改質器５に供給される都市ガスの流量を調整すると共に改質器５に供給される水の流量を調整することによるシステムにおける発電電力の制御や改質器５やスタック６の温度制御など種々の制御を行なっている。   The low voltage circuit 28 is a control unit that controls each part in the main body package 2. The low voltage circuit 28 as a control means adjusts the flow rate of the city gas supplied from the city gas pipe to the reformer 5 based on the power consumption of the load and adjusts the flow rate of water supplied to the reformer 5. Thus, various controls such as control of generated power in the system and temperature control of the reformer 5 and the stack 6 are performed.

以上のように構成された燃料電池発電システムについて、以下その動作、作用を説明する。   The operation and action of the fuel cell power generation system configured as described above will be described below.

原料ガス配管８から供給されたメタンなどの原料ガスは、改質器５の中でバーナ１０によって加熱され改質反応を起こし水素に変換され水素配管１２を通ってスタック６へ供給される。   A raw material gas such as methane supplied from the raw material gas pipe 8 is heated by the burner 10 in the reformer 5 to cause a reforming reaction, converted into hydrogen, and supplied to the stack 6 through the hydrogen pipe 12.

一方、空気ブロワ１４から送られる空気は空気配管１５を通ってスタック６へ供給され、これら供給された水素と空気中の酸素を反応させ発電を行うものである。   On the other hand, the air sent from the air blower 14 is supplied to the stack 6 through the air pipe 15, and generates electricity by reacting the supplied hydrogen with oxygen in the air.

そして反応に使われなかった残りの水素（排水素）は排水素配管１３を通ってバーナ１０に供給され改質反応の加熱燃料として用いられる。   The remaining hydrogen (exhaust hydrogen) not used in the reaction is supplied to the burner 10 through the exhaust hydrogen pipe 13 and used as a heating fuel for the reforming reaction.

以上のように、本実施の形態においては、本体パッケージ２の第１室４に貯湯槽３を備え、本体パッケージ２の第２室７に、スタック６及び改質器５と、電力変換回路２９を有する高電圧回路２７と低電圧回路２８とから構成される電気回路２６と、第２室７内の空気を外部に排出する換気ファン２０とを備え、スタック６及び改質器５より下方の第２室７下部に吸気口２１を有する燃料電池発電システムであって、換気ファン２０は第２室７におけるスタック６及び改質器５を配置した空間の上部に設け、スタック６及び改質器５と電気回路２６とを、貯湯槽３の横で、縦方向に、貯湯槽３と略同一高さになるように配置し、高電圧回路２７はスタック６及び改質器５より上に配置すると共に、隔壁３１により第２室７をスタック６及び改質器５を配置した空間と高電圧回路２７を配置した空間とに分離したものである。   As described above, in the present embodiment, the hot water tank 3 is provided in the first chamber 4 of the main body package 2, the stack 6, the reformer 5, and the power conversion circuit 29 are provided in the second chamber 7 of the main body package 2. An electric circuit 26 including a high-voltage circuit 27 and a low-voltage circuit 28, and a ventilation fan 20 that exhausts the air in the second chamber 7 to the outside, below the stack 6 and the reformer 5. In the fuel cell power generation system having an inlet 21 at the lower part of the second chamber 7, the ventilation fan 20 is provided in the upper part of the space in which the stack 6 and the reformer 5 are arranged in the second chamber 7. 5 and the electric circuit 26 are arranged in the vertical direction beside the hot water tank 3 so as to be substantially the same height as the hot water tank 3, and the high voltage circuit 27 is arranged above the stack 6 and the reformer 5. At the same time, the second chamber 7 is separated from the stack 6 and modified by the partition wall 31. It is obtained by separated into a space of arranging the space and the high voltage circuit 27 placing the vessel 5.

すなわち、本実施の形態は、第１の実施の形態において、貯湯槽３を本体パッケージ２の第１室４に配置し、スタック６及び改質器５と、電気回路２６と、換気ファン２０と、吸気口２１とを本体パッケージ２の第２室７に配置したものであり、第１の実施の形態と同様に、省スペースな貯湯槽一体型の燃料電池発電システムを提供できる。   That is, in this embodiment, the hot water tank 3 is arranged in the first chamber 4 of the main body package 2 in the first embodiment, and the stack 6 and the reformer 5, the electric circuit 26, the ventilation fan 20, and the like. The intake port 21 is disposed in the second chamber 7 of the main body package 2 and, like the first embodiment, a space-saving hot water tank integrated fuel cell power generation system can be provided.

また、改質器５やスタック６から原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合に、且つ、埃の多い環境で長期間使用されて高電圧回路２７の接点等に埃が蓄積したり、湿気の高い環境で長期間使用されて高電圧回路２７の接点等に水分が付着した場合にアーク等が発生することが万が一にも重なった場合においても、爆発等の危険性は全くなくなる。   Also, if a combustible gas such as raw material gas or hydrogen leaks from the reformer 5 or the stack 6, it will be used for a long time in a dusty environment and dust will accumulate at the contacts of the high voltage circuit 27, etc. In the unlikely event that an arc or the like is generated when moisture adheres to the contacts of the high voltage circuit 27 after being used for a long time in a humid environment, there is no danger of an explosion or the like. Disappear.

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態について、上記と同様に図１に基づいて説明する。 (Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施の形態は、第１の実施の形態と基本的な構成は同じであるが、ここでは、以下の点について、更に詳細に説明する。   Although the basic configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the following points will be described in more detail here.

尚、本実施の形態において既に説明した内容については、その説明を省略する。   In addition, about the content already demonstrated in this Embodiment, the description is abbreviate | omitted.

第３の実施の形態は、スタック６と電力変換回路２９とを隔壁３１を介して対向して配置したものであり、これにより、スタック６と電力変換回路２９とが近接（隣接）して配置されるので、スタック出力線３２が短くなり、スタック６と電力変換回路２９とを短距離で電気的に接続できるので、スタック６と電力変換回路２９を電気的に接続するスタック出力線３２での銅損を低減して、スタック出力線３２での電力ロスを低減し、燃料電池発電システムの効率を向上することができる。   In the third embodiment, the stack 6 and the power conversion circuit 29 are arranged so as to face each other with the partition wall 31 therebetween, whereby the stack 6 and the power conversion circuit 29 are arranged close to (adjacent). Therefore, the stack output line 32 is shortened, and the stack 6 and the power conversion circuit 29 can be electrically connected at a short distance. Therefore, the stack output line 32 that electrically connects the stack 6 and the power conversion circuit 29 is used. The copper loss can be reduced, the power loss in the stack output line 32 can be reduced, and the efficiency of the fuel cell power generation system can be improved.

（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態について、図３に基づいて説明する。 (Embodiment 4)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施の形態は、第１の実施の形態と基本的な構成は同じであるが、ここでは、以下の点について、更に詳細に説明する。   Although the basic configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the following points will be described in more detail here.

尚、本実施の形態において既に説明した内容については、その説明を省略する。   In addition, about the content already demonstrated in this Embodiment, the description is abbreviate | omitted.

第４の実施の形態は、スタック６の積層方向３３が電力変換回路２９の基板である電力変換回路基板３４の面に対して略平行であるものであり、単セル３５が電力変換回路基板３４の面に対して平行な方向に積層されており、単セル３５の積層方向３３の両側を集電板３６の一対を用いて挟持し、集電板３６にはスタック出力線３２を接続するスタック出力端子３７が接続されている。電力変換回路基板３４には電力変換回路入力端子３８を設けている。   In the fourth embodiment, the stacking direction 33 of the stack 6 is substantially parallel to the surface of the power conversion circuit board 34 that is the board of the power conversion circuit 29, and the single cell 35 is the power conversion circuit board 34. Are stacked in a direction parallel to the surface of the single cell 35, sandwiching both sides in the stacking direction 33 of the single cells 35 using a pair of current collector plates 36, and a stack to which the stack output line 32 is connected. An output terminal 37 is connected. The power conversion circuit board 34 is provided with a power conversion circuit input terminal 38.

この構成により、スタック出力線３２を接続する、スタック出力端子３６と電力変換回路入力端子３７が近接するので、スタック出力線３２が最短になり、スタック６のスタック出力端子３６と電力変換回路２９の電力変換回路入力端子３７とを最短距離で電気的に接続できるので、スタックと電力変換回路を電気的に接続するスタック出力線３２での銅損を低減して、スタック出力線３２での電力ロスを低減し、燃料電池発電システムの効率を向上することができる。   With this configuration, since the stack output terminal 36 for connecting the stack output line 32 and the power conversion circuit input terminal 37 are close to each other, the stack output line 32 is shortest, and the stack output terminal 36 of the stack 6 and the power conversion circuit 29 are connected. Since the power conversion circuit input terminal 37 can be electrically connected in the shortest distance, the copper loss in the stack output line 32 that electrically connects the stack and the power conversion circuit is reduced, and the power loss in the stack output line 32 is reduced. And the efficiency of the fuel cell power generation system can be improved.

反対に、スタック６の積層方向３３が電力変換回路基板３４の面に対して略平行でない（例えば、垂直）の場合は、図４に示すようにスタック出力端子３７と電力変換回路入力端子３８が離れた位置となり、スタック出力線３２が長くなるため、スタック出力線３２での銅損が増加し、スタック出力線３２での電力ロスが増加し、燃料電池発電システムの効率を低下するものである。   On the other hand, when the stacking direction 33 of the stack 6 is not substantially parallel (for example, vertical) to the surface of the power conversion circuit board 34, the stack output terminal 37 and the power conversion circuit input terminal 38 are connected as shown in FIG. Since the stack output line 32 becomes longer, the copper loss in the stack output line 32 increases, the power loss in the stack output line 32 increases, and the efficiency of the fuel cell power generation system decreases. .

（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態について、図５に基づいて説明する。 (Embodiment 5)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施の形態は、第１の実施の形態と基本的な構成は同じであるが、ここでは、以下の点について、更に詳細に説明する。   Although the basic configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the following points will be described in more detail here.

尚、本実施の形態において既に説明した内容については、その説明を省略する。   In addition, about the content already demonstrated in this Embodiment, the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態は、スタック６が、スタック６の積層方向の一端の上部に設けたスタック＋端子３９とスタック６の積層方向の他端の上部に設けたスタック−端子４０とを有し、電力変換回路２９の電力変換回路基板３４が、下部に電力変換回路＋端子４１と電力変換回路−端子４２と有し、スタック＋端子３９と電力変換回路＋端子４１とが隔壁３１を介して略対向位置に配置され、スタック−端子４０と電力変換回路−端子４２とが隔壁３１を介して略対向位置に配置されたものである。   In the present embodiment, the stack 6 includes a stack + terminal 39 provided on the upper end of the stack 6 in the stacking direction and a stack-terminal 40 provided on the upper end of the stack 6 in the stacking direction. The power conversion circuit board 34 of the conversion circuit 29 has a power conversion circuit + terminal 41 and a power conversion circuit−terminal 42 in the lower part, and the stack + terminal 39 and the power conversion circuit + terminal 41 are substantially opposed to each other through the partition wall 31. The stack-terminal 40 and the power conversion circuit-terminal 42 are disposed at substantially opposite positions with the partition wall 31 interposed therebetween.

この構成により、スタック＋端子３９と電力変換回路＋端子４１が近接し、スタック−端子４０と電力変換回路−端子４２が近接するため、スタック＋端子３９と電力変換回路＋端子４１、スタック−端子４０と電力変換回路−端子４２を、２組とも、最短距離で電気的に接続できるので、スタック出力線４５，４６が短くなり、スタック６と電力変換回路２９を電気的に接続するスタック出力線４５，４６での銅損を低減して、スタック出力線４５，４６での電力ロスを低減し、燃料電池発電システムの効率を向上することができる。   With this configuration, the stack + terminal 39 and the power conversion circuit + terminal 41 are close to each other, and the stack−terminal 40 and the power conversion circuit−terminal 42 are close to each other. 40 and the power conversion circuit-terminal 42 can be electrically connected to each other in the shortest distance, so that the stack output lines 45 and 46 are shortened, and the stack output line for electrically connecting the stack 6 and the power conversion circuit 29 is provided. The copper loss at 45 and 46 can be reduced, the power loss at the stack output lines 45 and 46 can be reduced, and the efficiency of the fuel cell power generation system can be improved.

（実施の形態６）
本発明の第６実施の形態について、上記と同様に図５に基づいて説明する。 (Embodiment 6)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施の形態は、第５の実施の形態と基本的な構成は同じであるが、ここでは、以下の点について、更に詳細に説明する。   Although the basic configuration of the present embodiment is the same as that of the fifth embodiment, the following points will be described in more detail here.

尚、本実施の形態において既に説明した内容については、その説明を省略する。   In addition, about the content already demonstrated in this Embodiment, the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態は、隔壁３１に設けた一対の貫通穴４３，４４と、スタック＋端子３９と電力変換回路＋端子４１を電気的に接続すると共に一方の貫通穴４３を通るスタック＋出力線４５と、スタック−端子４０と電力変換回路−端子４２を電気的に接続すると共に他方の貫通穴４４を通るスタック−出力線４６とを有するものである。   In this embodiment, a pair of through holes 43 and 44 provided in the partition wall 31, a stack + terminal 39 and a power conversion circuit + terminal 41 are electrically connected, and a stack + output line 45 passing through one through hole 43. And a stack-output line 46 that electrically connects the stack-terminal 40 and the power conversion circuit-terminal 42 and passes through the other through-hole 44.

この構成により、スタック＋端子３９と電力変換回路＋端子４１とを隔壁３１の貫通穴４３を通るスタック＋出力線４５により最短距離で電気的に接続でき、スタック−端子４０と電力変換回路−端子４２とを隔壁３１の貫通穴４４を通るスタック−出力線４６により最短距離で電気的に接続でき、スタック＋端子３９と電力変換回路＋端子４１が近接するのでスタック＋出力線４５が短くなり、スタック−端子４０と電力変換回路−端子４２が近接するのでスタック−出力線４６が短くなり、スタック出力線４５，４６での銅損が低減し、スタック出力線４５，４６での電力ロスを低減し、燃料電池発電システムの効率を向上することができる。   With this configuration, the stack + terminal 39 and the power conversion circuit + terminal 41 can be electrically connected in the shortest distance by the stack + output line 45 passing through the through hole 43 of the partition wall 31, and the stack-terminal 40 and the power conversion circuit-terminal are connected. 42 and the stack-output line 46 passing through the through hole 44 of the partition wall 31 can be electrically connected at the shortest distance, and the stack + terminal 39 and the power conversion circuit + terminal 41 are close to each other, so the stack + output line 45 is shortened. Since the stack-terminal 40 and the power conversion circuit-terminal 42 are close to each other, the stack-output line 46 is shortened, the copper loss in the stack output lines 45, 46 is reduced, and the power loss in the stack output lines 45, 46 is reduced. In addition, the efficiency of the fuel cell power generation system can be improved.

本発明の燃料電池発電システムは、省スペースな貯湯槽一体型燃料電池を提供できる。   The fuel cell power generation system of the present invention can provide a space-saving hot water tank integrated fuel cell.

また、改質器やスタックから原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合に、且つ、埃の多い環境で長期間使用されて高電圧回路の接点等に埃が蓄積したり、湿気の高い環境で長期間使用されて高電圧回路の接点等に水分が付着した場合にアーク等が発生することが万が一にも重なった場合においても、爆発等の危険性は全くなくなる。   Also, if a combustible gas such as raw material gas or hydrogen leaks from the reformer or stack, it will be used for a long time in a dusty environment and dust will accumulate at the contacts of the high voltage circuit, etc. In the unlikely event that an arc or the like is generated when moisture adheres to a contact or the like of a high voltage circuit after being used in a humid environment for a long time, there is no risk of explosion or the like.

また、スタックと電力変換回路を電気的に接続するスタック出力線が最短になり、スタック出力線での銅損を低減して、スタック出力線での電力ロスを低減し、燃料電池発電システムの効率を向上することができる。   In addition, the stack output line that electrically connects the stack and the power conversion circuit is the shortest, reducing the copper loss in the stack output line, reducing the power loss in the stack output line, and improving the efficiency of the fuel cell power generation system Can be improved.

そのため、小型化と高効率と信頼性が求められる燃料電池発電システムに適している。   Therefore, it is suitable for a fuel cell power generation system that requires miniaturization, high efficiency, and reliability.

本発明の第１、第３の実施の形態における燃料電池発電システムの構成図Configuration diagram of the fuel cell power generation system in the first and third embodiments of the present invention 本発明の第２の実施の形態における燃料電池発電システムの構成図The block diagram of the fuel cell power generation system in the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第４の実施の形態における燃料電池発電システムの構成図The block diagram of the fuel cell power generation system in the 4th Embodiment of this invention スタックの積層方向が電力変換回路基板と垂直な場合の燃料電池発電システムの構成図Configuration diagram of the fuel cell power generation system when the stacking direction of the stack is perpendicular to the power conversion circuit board 本発明の第５、第６の実施の形態における燃料電池発電システムの構成図Configuration diagram of fuel cell power generation system in fifth and sixth embodiments of the present invention 従来の燃料電池発電システムの構成図Configuration diagram of conventional fuel cell power generation system

符号の説明Explanation of symbols

２ 本体パッケージ
３ 貯湯槽
４ 第１室
５ 改質器
６ スタック
７ 第２室
２０ 換気ファン
２１ 吸気口
２６ 電気回路
２７ 高電圧回路
２８ 低電圧回路
２９ 電力変換回路
３１ 隔壁
３４ 電力変換回路基板
３９ スタック＋端子
４０ スタック−端子
４１ 電力変換回路＋端子
４２ 電力変換回路−端子
４３，４４ 貫通穴
４５ スタック＋出力線
４６ スタック−出力線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Main body package 3 Hot water tank 4 1st chamber 5 Reformer 6 Stack 7 2nd chamber 20 Ventilation fan 21 Inlet 26 Electric circuit 27 High voltage circuit 28 Low voltage circuit 29 Power conversion circuit 31 Partition 34 Power conversion circuit board 39 Stack + Terminal 40 stack-terminal 41 power conversion circuit + terminal 42 power conversion circuit-terminal 43, 44 through hole 45 stack + output line 46 stack-output line

Claims (6)

本体パッケージ内に、貯湯槽と、スタック及び改質器と、電力変換回路を有する電気回路と、前記本体パッケージ内の空気を外部に排出する換気ファンとを備え、前記スタック及び改質器より下方の前記本体パッケージ下部に吸気口を有する燃料電池発電システムであって、前記換気ファンは前記本体パッケージにおける前記スタック及び改質器を配置した空間の上部に設け、前記スタック及び改質器と前記電気回路とを、前記貯湯槽の横で、縦方向に、前記貯湯槽と略同一高さになるように配置し、前記電気回路は前記スタック及び改質器より上に配置すると共に、隔壁により前記本体パッケージ内を前記貯湯槽、前記スタック及び改質器を配置した空間と前記電気回路を配置した空間とに分離した燃料電池発電システム。 In the main body package, comprising: a hot water tank, and the stack and the reformer, the electric circuit that have a power conversion circuit, and a ventilation fan for discharging air in the main body package to the outside, the stack and the reformer A fuel cell power generation system having an air inlet at a lower portion of the main body package below the cooler, wherein the ventilation fan is provided in an upper portion of the space where the stack and the reformer are disposed in the main body package, and the stack and the reformer And the electrical circuit, beside the hot water tank, in the vertical direction, so as to be substantially the same height as the hot water tank, the electrical circuit is disposed above the stack and the reformer, A fuel cell power generation system in which the main body package is separated into a space in which the hot water storage tank, the stack and a reformer are arranged, and a space in which the electric circuit is arranged by a partition wall. 本体パッケージの第１室に貯湯槽を備え、前記本体パッケージの第２室に、スタック及び改質器と、電力変換回路を有する電気回路と、前記第２室内の空気を外部に排出する換気ファンとを備え、前記スタック及び改質器より下方の前記第２室下部に吸気口を有する燃料電池発電システムであって、前記換気ファンは前記第２室における前記スタック及び改質器を配置した空間の上部に設け、前記スタック及び改質器と前記電気回路とを、前記貯湯槽の横で、縦方向に、前記貯湯槽と略同一高さになるように配置し、前記電気回路は前記スタック及び改質器より上に配置すると共に、隔壁により前記第２室を前記スタック及び改質器を配置した空間と前記電気回路を配置した空間とに分離した燃料電池発電システム。 It includes a hot water storage tank into a first chamber of the main body package, discharged to the second chamber of the main body package, a stack and the reformer, and that electrical circuit having a power conversion circuit, the second room air to the outside A fuel cell power generation system having an air inlet at a lower portion of the second chamber below the stack and the reformer, wherein the ventilation fan connects the stack and the reformer in the second chamber. Provided in the upper part of the arranged space, the stack and the reformer and the electric circuit are arranged beside the hot water tank in the vertical direction so as to be substantially the same height as the hot water tank, the electric circuit Is disposed above the stack and the reformer, and the second chamber is separated by a partition into a space in which the stack and the reformer are disposed and a space in which the electric circuit is disposed. スタックと電力変換回路とを隔壁を介して対向して配置した請求項１または２に記載の燃料電池発電システム。 The fuel cell power generation system according to claim 1 or 2, wherein the stack and the power conversion circuit are arranged to face each other via a partition wall. スタックの積層方向が電力変換回路基板の面に対して略平行である請求項３に記載の燃料電池発電システム。 The fuel cell power generation system according to claim 3, wherein the stacking direction of the stack is substantially parallel to the surface of the power conversion circuit board. スタックは、前記スタックの積層方向の一端の上部に設けたスタック＋端子と前記スタックの積層方向の他端の上部に設けたスタック−端子とを有し、電力変換回路は、下部に電力変換回路＋端子と電力変換回路−端子と有し、前記スタック＋端子と前記電力変換回路＋端子とが隔壁を介して略対向位置に配置され、前記スタック−端子と前記電力変換回路−端子とが隔壁を介して略対向位置に配置された請求項４に記載の燃料電池発電システム。 The stack has a stack + terminal provided at an upper part of one end in the stacking direction of the stack and a stack-terminal provided at an upper part of the other end in the stacking direction of the stack. A positive terminal and a power conversion circuit-terminal, the stack + terminal and the power conversion circuit + terminal are disposed substantially opposite to each other via a partition, and the stack-terminal and the power conversion circuit-terminal are a partition The fuel cell power generation system according to claim 4, wherein the fuel cell power generation system is disposed substantially at a position opposed to each other. 隔壁に設けた一対の貫通穴と、スタック＋端子と電力変換回路＋端子を電気的に接続すると共に一方の前記貫通穴を通るスタック＋出力線と、スタック−端子と電力変換回路−端子を電気的に接続すると共に他方の前記貫通穴を通るスタック−出力線とを有する請求項５に記載の燃料電池発電システム。 A pair of through holes provided in the partition, the stack + terminal and the power conversion circuit + terminal are electrically connected and the stack + output line passing through the one through hole, and the stack-terminal and the power conversion circuit-terminal are electrically connected. The fuel cell power generation system according to claim 5, further comprising: a stack-output line connected to the other and passing through the other through hole.
JP2008262538A 2007-12-05 2008-10-09 Fuel cell power generation system Expired - Fee Related JP5026383B2 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008262538A JP5026383B2 (en) 2008-10-09 2008-10-09 Fuel cell power generation system
EP08856533.8A EP2221906A4 (en) 2007-12-05 2008-12-03 Fuel cell power generation system
US12/746,414 US20100266876A1 (en) 2007-12-05 2008-12-03 Fuel cell power generation system
CA2708052A CA2708052A1 (en) 2007-12-05 2008-12-03 Fuel cell power generation system
EP13005680.7A EP2712016B1 (en) 2007-12-05 2008-12-03 Fuel cell power generation system
CN200880119620XA CN101889365B (en) 2007-12-05 2008-12-03 Fuel cell power generation system
PCT/JP2008/003581 WO2009072284A1 (en) 2007-12-05 2008-12-03 Fuel cell power generation system
RU2012122854/07A RU2502159C1 (en) 2007-12-05 2012-06-01 Power generation system on fuel elements
US13/562,437 US8715883B2 (en) 2007-12-05 2012-07-31 Fuel cell power generation system with partition wall for main body package

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008262538A JP5026383B2 (en) 2008-10-09 2008-10-09 Fuel cell power generation system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012127855A Division JP5057601B2 (en) 2012-06-05 2012-06-05 Fuel cell power generation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010092750A JP2010092750A (en) 2010-04-22
JP5026383B2 true JP5026383B2 (en) 2012-09-12

Family

ID=42255278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008262538A Expired - Fee Related JP5026383B2 (en) 2007-12-05 2008-10-09 Fuel cell power generation system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5026383B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6068202B2 (en) * 2013-03-06 2017-01-25 本田技研工業株式会社 Fuel cell system
JP6304601B2 (en) * 2015-03-17 2018-04-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Fuel cell cogeneration system
JP6478208B2 (en) * 2017-07-04 2019-03-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Fuel cell cogeneration system
JP7078010B2 (en) * 2019-04-25 2022-05-31 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell unit
JP7310769B2 (en) 2020-09-23 2023-07-19 トヨタ自動車株式会社 fuel cell system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4008210B2 (en) * 2001-05-30 2007-11-14 東京瓦斯株式会社 Fuel cell power generation system
JP3837383B2 (en) * 2002-01-29 2006-10-25 三洋電機株式会社 Fuel cell power supply
JP2005032461A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Ebara Ballard Corp Fuel cell cogeneration system
JP5123465B2 (en) * 2005-02-18 2013-01-23 パナソニック株式会社 Fuel cell power generation system
JP5098372B2 (en) * 2007-03-08 2012-12-12 パナソニック株式会社 Fuel cell power generation system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010092750A (en) 2010-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2712016B1 (en) Fuel cell power generation system
JP5318506B2 (en) Fuel cell system
JP5026383B2 (en) Fuel cell power generation system
JP5063814B2 (en) FUEL CELL SYSTEM AND FUEL CELL SYSTEM MAINTENANCE METHOD
WO2010122779A1 (en) Fuel cell stack and fuel cell cogeneration system equipped with fuel cell stack
JP5098372B2 (en) Fuel cell power generation system
JP5042143B2 (en) Fuel cell power generation system
JP5057601B2 (en) Fuel cell power generation system
JP5048870B2 (en) Fuel cell system and operation method thereof
JP2007165118A (en) Fuel cell unit and preheating unit
JP2011119095A (en) Fuel cell system
JP4902181B2 (en) Fuel cell system
RU2327257C1 (en) Fuel element system
JP5079370B2 (en) Packaged fuel cell
JP5026353B2 (en) Fuel cell power generation system
JP5057600B2 (en) Fuel cell power generation system
JP2007188894A (en) Fuel cell power generating system
JP7159659B2 (en) fuel cell system
JP5300517B2 (en) FUEL CELL STACK AND FUEL CELL SYSTEM INCLUDING THE SAME
JP2007018856A (en) Fuel cell system
JP2007308328A (en) Reformer for fuel cell
JP2021036488A (en) Fuel battery module
JP2008305690A (en) Reforming device for fuel cell
JP2019110008A (en) Fuel cell module and fuel cell system
JP2016066557A (en) Fuel cell power generator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100319

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20100413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120522

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120620

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150629

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5026383

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees