JP5063126B2 - Fuel cell device - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池セルを収納する燃料電池モジュールと、燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するブロアーを具備する燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell device that includes a fuel cell module that houses fuel cells and a blower that supplies an oxygen-containing gas to the fuel cell module.
近年、次世代エネルギーとして、水素ガスと酸素含有ガス(通常、空気である)とを用いて電力を得ることができる燃料電池(モジュール)と、この燃料電池を稼動するための補機類とを外装ケースに収納してなる燃料電池装置およびその運転方法が種々提案されている。 In recent years, as next-generation energy, a fuel cell (module) capable of obtaining power using hydrogen gas and an oxygen-containing gas (usually air), and auxiliary equipment for operating the fuel cell Various fuel cell devices housed in an outer case and their operation methods have been proposed.
このような燃料電池装置においては、発電を行なう燃料電池セルが収納された燃料電池モジュールと、この燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するブロアーを具備する。 Such a fuel cell device includes a fuel cell module in which a fuel cell for generating power is stored, and a blower for supplying an oxygen-containing gas to the fuel cell module.
そして、例えば、外装ケースに設けられた外気取入口の近傍にブロアーが設けられ、空気を常温に近い状態で燃料電池モジュール内に供給する燃料電池装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、高温で発電を行なう固体酸化物形燃料電池セルを収納する燃料電池モジュールにおいては、ブロアーにより常温の空気が燃料電池モジュール内に供給されると、燃料電池モジュール内の温度が低下し、燃料電池モジュールの発電効率が低下するという問題があった。 However, in a fuel cell module that houses a solid oxide fuel cell that generates power at a high temperature, when air at room temperature is supplied into the fuel cell module by a blower, the temperature in the fuel cell module decreases, and the fuel There was a problem that the power generation efficiency of the battery module was lowered.
したがって、本発明は、燃料電池モジュール内に高温の空気を供給することができる燃料電池装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell device capable of supplying high-temperature air into the fuel cell module.
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記ブロアーが前記内壁と前記外壁との間を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。 The fuel cell device of the present invention includes a fuel cell module storage chamber in which a fuel cell module configured to store a plurality of fuel cell cells is disposed by an exterior case and a partition plate provided inside the exterior case; A fuel cell device formed by dividing an auxiliary machine storage chamber in which a blower for supplying an oxygen-containing gas to a fuel cell module is arranged in the vertical direction, and the exterior case constituting the fuel cell module storage chamber Is a double-wall structure composed of an inner wall and an outer wall, and the blower supplies oxygen-containing gas flowing between the inner wall and the outer wall to the fuel cell module.
このような燃料電池装置においては、燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室を構成する外装ケースが、内壁と外壁との二重壁から構成されていることから、燃料電池モジュールの発電により生じる高温の輻射熱により、内壁と外壁との間を流通する酸素含有ガス(空気)が暖められることとなる。 In such a fuel cell device, the outer case constituting the fuel cell module housing chamber in which the fuel cell module is arranged is composed of a double wall of an inner wall and an outer wall. Oxygen-containing gas (air) flowing between the inner wall and the outer wall is warmed by the generated high-temperature radiant heat.
そして、補機収納室に配置されたブロアーが、この内壁と外壁との間を流通する暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。 And the blower arrange | positioned in an auxiliary machine storage chamber supplies the warmed oxygen containing gas which distribute | circulates between this inner wall and an outer wall to a fuel cell module. Therefore, it is possible to suppress the temperature inside the fuel cell module from decreasing, and to improve the power generation efficiency of the fuel cell module.
またあわせて、ブロアーが内壁と外壁との間を流通する暖められた酸素含有ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、内壁と外壁とで形成される空間の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱により、外壁の温度が高くなることを抑制できる。 In addition, since the blower sucks in the warmed oxygen-containing gas flowing between the inner wall and the outer wall and supplies it to the fuel cell module, the temperature of the space formed by the inner wall and the outer wall can be lowered. . Therefore, it is possible to suppress an increase in the temperature of the outer wall due to radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module.
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記ブロアーが前記燃料電池モジュールと前記内壁との間を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。 The fuel cell device of the present invention includes a fuel cell module storage chamber in which a fuel cell module configured to store a plurality of fuel cell cells is disposed by an exterior case and a partition plate provided inside the exterior case; A fuel cell device formed by dividing an auxiliary machine storage chamber in which a blower for supplying an oxygen-containing gas to a fuel cell module is arranged in the vertical direction, and the exterior case constituting the fuel cell module storage chamber Is a double-wall structure consisting of an inner wall and an outer wall, and the blower supplies oxygen-containing gas flowing between the fuel cell module and the inner wall to the fuel cell module.
このような燃料電池装置においては、燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室を構成する外装ケースが、内壁と外壁との二重壁から構成されていることから、燃料電池モジュールの発電により生じる高温の輻射熱により、燃料電池モジュールと内壁との間を流通する酸素含有ガス(空気)が暖められることとなる。 In such a fuel cell device, the outer case constituting the fuel cell module housing chamber in which the fuel cell module is arranged is composed of a double wall of an inner wall and an outer wall. The generated high-temperature radiant heat warms the oxygen-containing gas (air) flowing between the fuel cell module and the inner wall.
そして、補機収納室に配置されたブロアーが、燃料電池モジュールと内壁との間を流通して暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。 And the blower arrange | positioned in an auxiliary machine storage chamber supplies the oxygen-containing gas warmed by distribute | circulating between a fuel cell module and an inner wall to a fuel cell module. Therefore, it is possible to suppress the temperature inside the fuel cell module from decreasing, and to improve the power generation efficiency of the fuel cell module.
またあわせて、ブロアーが燃料電池モジュールと内壁との間を流通して暖められた酸素含有ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、燃料電池モジュールと内壁とで形成される空間の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱により、外壁の温度が高くなることを抑制できる。 In addition, since the blower sucks the oxygen-containing gas that has been warmed by flowing between the fuel cell module and the inner wall and supplies it to the fuel cell module, the temperature of the space formed by the fuel cell module and the inner wall Can be lowered. Therefore, it is possible to suppress an increase in the temperature of the outer wall due to radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module.
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記仕切板は内部が空洞の板材であって、前記ブロアーが前記仕切板の前記空洞を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。 The fuel cell device of the present invention includes a fuel cell module storage chamber in which a fuel cell module configured to store a plurality of fuel cell cells is disposed by an exterior case and a partition plate provided inside the exterior case; A fuel cell device formed by vertically dividing an auxiliary equipment storage chamber in which a blower for supplying oxygen-containing gas to a fuel cell module is arranged, wherein the partition plate is a hollow plate member The blower supplies an oxygen-containing gas flowing through the cavity of the partition plate to the fuel cell module.
このような燃料電池装置においては、燃料電池モジュール収納室を区画する仕切板が、内部が空洞の板材から構成されていることから、その空洞を流通する酸素含有ガスは、燃料電池モジュールの底面からの輻射熱により暖められることとなる。 In such a fuel cell device, since the partition plate that partitions the fuel cell module storage chamber is composed of a hollow plate material, the oxygen-containing gas that circulates in the cavity is drawn from the bottom surface of the fuel cell module. It will be warmed by radiant heat.
そして、補機収納室に配置されたブロアーが、この仕切板の空洞を流通する暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。 And the blower arrange | positioned in an auxiliary machine storage chamber supplies the oxygen-containing gas warmed which distribute | circulates the cavity of this partition plate to a fuel cell module. Therefore, it is possible to suppress the temperature inside the fuel cell module from decreasing, and to improve the power generation efficiency of the fuel cell module.
またあわせて、ブロアーが仕切板の空洞を流通して暖められた酸素ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、仕切板内部(空洞)の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱が、補機収納室へ伝熱することを抑制することができる。 At the same time, since the blower circulates through the cavity of the partition plate and sucks in oxygen gas that has been warmed and supplies it to the fuel cell module, the temperature inside the partition plate (cavity) can be lowered. Therefore, it is possible to suppress the radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module from being transferred to the accessory storage chamber.
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた内部が空洞の板材からなる仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記内壁と前記外壁との間を流通する酸素含有ガス、または前記燃料電池モジュールと前記内壁との間を流通する酸素含有ガスが、前記仕切板の前記空洞に供給されるとともに、前記ブロアーが前記仕切板の前記空洞を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。 A fuel cell device according to the present invention is a fuel in which a fuel cell module in which a plurality of fuel cell cells are housed is arranged by an outer case and a partition plate made of a hollow plate inside the outer case. A fuel cell device formed by vertically dividing a battery module storage chamber and an auxiliary machine storage chamber in which a blower for supplying an oxygen-containing gas to the fuel cell module is disposed, wherein the fuel cell module storage The exterior case constituting the chamber has a double wall structure including an inner wall and an outer wall, and oxygen-containing gas flowing between the inner wall and the outer wall, or between the fuel cell module and the inner wall. An oxygen-containing gas is supplied to the cavity of the partition plate, and an oxygen-containing gas flowing through the cavity of the partition plate is supplied to the fuel cell module by the blower. And supplying to.
このような燃料電池装置においては、仕切板の内部(空洞)に、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱により暖められた、内壁と外壁との間を流通する酸素含有ガス、または燃料電池モジュールと内壁との間を流通する酸素含有ガスが供給される。 In such a fuel cell device, the oxygen-containing gas flowing between the inner wall and the outer wall, heated by the radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module, or the fuel cell module and the inner wall, inside the partition plate (cavity) An oxygen-containing gas that circulates between the two is supplied.
そして、その仕切板の空洞に供給された酸素含有ガスは、燃料電池モジュールの底面からの輻射熱によりさらに暖められるとともに、補機収納室に配置されたブロアーが、その暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。 The oxygen-containing gas supplied to the cavity of the partition plate is further warmed by radiant heat from the bottom surface of the fuel cell module, and a blower disposed in the auxiliary equipment storage chamber uses the warmed oxygen-containing gas as fuel. Supply to the battery module. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the temperature in the fuel cell module, and it is possible to improve the power generation efficiency of the fuel cell module.
またあわせて、ブロアーが仕切板の空洞を流通して暖められた酸素ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、仕切板の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱が、補機収納室へ伝熱することを抑制することができる。 In addition, since the blower circulates through the cavity of the partition plate and sucks in the heated oxygen gas and supplies it to the fuel cell module, the temperature of the partition plate can be lowered. Therefore, it is possible to suppress the radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module from being transferred to the accessory storage chamber.
また、本発明の燃料電池装置は、前記燃料電池モジュール収納室内または前記仕切板の前記空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを前記ブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管と、前記補機収納室の酸素含有ガスを前記ブロアーが吸入するための補機収納室酸素含有ガス吸入管とが、前記ブロアーが吸入する酸素含有ガスの流量を調整するための酸素含有ガス流量調整手段に接続されるとともに、前記ブロアーが吸入する前記酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度となるよう前記酸素含有ガス流量調整手段を制御する制御装置を有することが好ましい。 The fuel cell device of the present invention includes an oxygen-containing gas suction pipe through which the blower sucks an oxygen-containing gas warmed through the cavity of the fuel cell module storage chamber or the partition plate, and the auxiliary unit. An auxiliary machine storage chamber oxygen-containing gas suction pipe for the blower to suck oxygen-containing gas in the machine storage chamber is connected to an oxygen-containing gas flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the oxygen-containing gas sucked by the blower In addition, it is preferable to have a control device for controlling the oxygen-containing gas flow rate adjusting means so that the temperature of the oxygen-containing gas sucked by the blower becomes a predetermined temperature set in advance.
このような燃料電池装置においては、ブロアーが燃料電池モジュール収納室や仕切板の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給するが、その暖められた酸素含有ガスが特に高温となっている場合には、ブロアーの耐久性に悪影響を及ぼし、ブロアーの寿命が短くなるおそれがある。 In such a fuel cell device, the blower supplies the oxygen-containing gas heated through the fuel cell module housing chamber and the partition plate cavity to the fuel cell module, but the warmed oxygen-containing gas is particularly hot. In such a case, the durability of the blower may be adversely affected and the life of the blower may be shortened.
それゆえ、補機収納室の酸素含有ガス(常温)をブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管と、燃料電池モジュール収納室内または仕切板の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスをブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管とを、酸素含有ガス流量調整手段に接続する。そして、ブロアーが吸入する酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度になるよう酸素含有ガス流量調整手段を制御することにより、ブロアーの耐久性を向上することができるとともに、所定の温度の酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給することで、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。 Therefore, an oxygen-containing gas intake pipe through which the blower sucks oxygen-containing gas (room temperature) in the auxiliary equipment storage chamber, and the oxygen-containing gas heated through the cavity of the fuel cell module storage chamber or the partition plate are blowered. An oxygen-containing gas suction pipe for inhaling is connected to the oxygen-containing gas flow rate adjusting means. Then, by controlling the oxygen-containing gas flow rate adjusting means so that the temperature of the oxygen-containing gas sucked by the blower becomes a predetermined temperature set in advance, the durability of the blower can be improved and the predetermined temperature is increased. By supplying this oxygen-containing gas to the fuel cell module, the power generation efficiency of the fuel cell module can be improved.
本発明の燃料電池装置は、補機収納室に設けたブロアーが、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱で暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給することから、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。 In the fuel cell device of the present invention, the blower provided in the accessory storage chamber supplies the fuel cell module with the oxygen-containing gas heated by the radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module. Can be improved.
図1は、本発明の燃料電池装置1を概略的に示した概略図である。なお、以降の図において、同一の部材については同一の番号を付するものとする。なお、図中において破線は、後述する制御装置に伝送される主な信号経路、または制御部より伝送される主な信号経路を示している。また、矢印は酸素含有ガスの流れを、破線矢印は燃料電池モジュールの発電により生じる排ガスの流れを示している。
FIG. 1 is a schematic view schematically showing a
図1において、燃料電池装置1は、外装ケース2と外装ケース2の内部に設けられた仕切板7とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュール3(以下、モジュールと略す)が配置された燃料電池モジュール収納室4(以下、モジュール収納室と略す)と、モジュール3に酸素含有ガスを供給するブロアー(送風機)5を配置する補機収納室6とが上下に区画して形成されている。なお、図1は断面図であるため、モジュール3を便宜的に斜線で示しており、以降の図面においても同様である。
In FIG. 1, a
また、モジュール収納室4を構成する外装ケース2は、内壁8と外壁9とからなる二重構造であり、図1においては、内壁8と外壁9との間に、ブロアー5に接続される酸素含有ガス吸入管10が接続されている。そしてブロアー5は、酸素含有ガス吸入管10を介して吸気した酸素含有ガスをモジュール3に供給する。
The
なお、図1においては、外装ケース2に外気を取り込むための外気取込口11を設け、また補機収納室6内に、ブロアー5を制御する制御装置12、モジュール3の排ガスから排熱を回収する熱交換器13、排熱を回収した後の排ガスを外装ケース2の外部に排気するための排気管14が設けられている。
In FIG. 1, an external
ところで、モジュール3に収納される燃料電池セルが、高温で発電を行なう固体酸化物形燃料電池セルの場合、ブロアー5により補機収納室6の常温の酸素含有ガス(通常は空気)がモジュール3内に供給されると、モジュール3内の温度が低下し、モジュール3の発電効率が低下するおそれがある。
By the way, when the fuel cell stored in the
それゆえ、ブロアー5よりモジュール3内に供給される酸素含有ガス(通常は空気)は、モジュール3に供給される前に加熱されている(暖められている)ことが好ましい。
Therefore, the oxygen-containing gas (usually air) supplied from the
また、モジュール3内に収納される燃料電池セルが、固体酸化物形燃料電池の場合においては、モジュール3の発電により生じる高温の熱が、輻射熱として熱拡散され、モジュール収納室4の温度が高温となり、ひいては、外装ケース2の温度が高温となるおそれがある。したがって、外装ケース2の温度が高温とならないよう、外装ケース2の内側に断熱材等が設けられる場合がある。
When the fuel cell stored in the
それゆえ、図1に示す燃料電池装置においては、モジュール3の輻射熱を有効に利用し、ブロアー5によりモジュール3内に供給される酸素含有ガスを暖めるとともに、外装ケース2の温度上昇を抑制するため、モジュール収納室4を構成する外装ケース2を、内壁8と外壁9との二重壁から構成した例を示している。
Therefore, in the fuel cell device shown in FIG. 1, the radiant heat of the
このような構造においては、モジュール3の発電により生じる輻射熱により、内壁8と外壁9との間を流通する酸素含有ガス(空気)が暖められる。そして、ブロアー5は、暖められた酸素含有ガスを酸素含有ガス吸入管10を介して吸気した後モジュール3内に供給する。
In such a structure, the oxygen-containing gas (air) flowing between the
したがって、モジュール3内の温度が低下することを抑制でき、モジュール3の発電効率を向上することができる。
Therefore, it can suppress that the temperature in the
またあわせて、ブロアー5が内壁8と外壁9との間を流通して暖められた酸素含有ガスを吸気してモジュール3に供給することから、内壁8と外壁9とで形成される空間の温度を下げることができ、外装ケース2(外壁9)の温度が高温となることを抑制できる。それゆえ、外装ケース2の内側に断熱材を設ける必要がない、または外装ケース2の内側に設ける断熱材の量を減らすことができる。
At the same time, the
なお図1においては、内壁8と外壁9との間を流通する酸素含有ガスを、外装ケース2に設けた外気取込口11より取り込む場合を示したが、例えば、補機収納室6の酸素含有ガス(常温)を、内壁8と外壁9との間に取り込むこともできる。この場合、補機収納室6より取り込まれる酸素含有ガスを効率よく暖めるため、内壁8と外壁9との間に設ける補機収納室内酸素含有ガスの取込口は、酸素含有ガス吸入管10と対極の位置に設けることが好ましい。なお、外気取込口11も同様に、酸素含有ガス吸入管10と対極となる位置に設けることが好ましい。
Although FIG. 1 shows the case where the oxygen-containing gas flowing between the
またモジュール3からの輻射熱が特に高温となる場合には、モジュール3に断熱材を取り付けることにより、輻射熱の温度を下げて、外装ケース2や内壁8と外壁9の間の酸素含有ガスが特に高温とならないようにすることもできる。
When the radiant heat from the
このような燃料電池装置1の運転方法としては、例えば、モジュール3の発電に必要な酸素含有ガス量が制御装置12に伝送される。制御装置12はその情報に基づき、ブロアー5の吸気量を制御する。ブロアー5は吸気した酸素含有ガスをモジュール3に供給する。それにより、モジュール3の発電で必要な酸素含有ガスを、暖められた酸素含有ガスとして、モジュール3内に供給することができる。
As an operation method of such a
そして上述したように、本発明の燃料電池装置は、モジュール3の発電による輻射熱により暖められた酸素含有ガスを、モジュール3に供給することで、モジュール3内の温度が低下することを抑制でき、モジュール3の発電効率を向上することができることから、燃料電池セルを固体酸化物形燃料電池セルとした場合に特に有用である。
And as above-mentioned, the fuel cell apparatus of this invention can suppress that the temperature in the
図2は、ブロアー5にて、モジュール3と内壁8との間を流通する酸素含有ガスをモジュール3内に供給する燃料電池装置の一例を示したものである。
FIG. 2 shows an example of a fuel cell device that supplies oxygen-containing gas flowing between the
例えば、モジュール3の輻射熱の温度を下げる目的で、モジュール3に高性能の断熱材を設ける場合があり、その場合にモジュール3の輻射熱の熱拡散を抑えることができる場合がある。
For example, there is a case where a high-performance heat insulating material is provided in the
この場合、モジュール3からの輻射熱は温度が低くなるため、内壁8と外壁9との間を流通する酸素含有ガスの温度が低下し(常温に近づき)、内壁8と外壁9との間を流通する酸素含有ガスをモジュール3内に供給した場合に、モジュール3内の温度が低下し、モジュール3の発電効率が低下するおそれがある。
In this case, since the temperature of the radiant heat from the
したがって、このような場合においては、モジュール3の輻射熱を効率よく利用する目的で、モジュール3の発電により生じる輻射熱により暖められたモジュール3と内壁8との間を流通する酸素含有ガスを、ブロアー5が酸素含有ガス吸入管10を介して吸気した後モジュール3内に供給する。それにより、モジュール3内の温度が低下することを抑制でき、モジュール3の発電効率を向上することができる。なお、モジュール3と内壁8との間に供給される酸素含有ガスは、例えば補機収納室6の酸素含有ガスを取り込むことができ、図2においては補機収納室6より酸素含有ガスを取り込み、取り込んだ酸素含有ガスがモジュール3と内壁8との間を流通する例を示している。
Therefore, in such a case, for the purpose of efficiently using the radiant heat of the
また、あわせてモジュール3と内壁8との間の暖められた空気をブロアー5が吸気することから、モジュール3と内壁8とで形成される空間の温度を下げることができ、外装ケース2(外壁9)の温度が高温となることを抑制できる。あわせて、外気取込口11より取り込まれる酸素含有ガス(常温の空気)を、内壁8と外壁9との間を流通させることにより、より効率よく外装ケース2(外壁9)の温度が高温となることを抑制できる。
In addition, since the
図3は、モジュール収納室4と補機収納室6とを区画する仕切板7を内部が空洞の板材とし、仕切板7の空洞を流通する酸素含有ガスを、ブロアー5にてモジュール3内に供給する燃料電池装置の一例を示したものである。
FIG. 3 shows that the
上述したように、モジュール3の発電により生じる輻射熱により暖められた酸素含有ガスをモジュール3内に供給するが、モジュール3の輻射熱は、モジュール3の底面に接して配置される仕切板7に最も伝熱されることとなる。またモジュール3の底面からの輻射熱が特に高温の場合には、仕切板7を介して補機収納室6に伝熱され、補機類に悪影響を及ぼすおそれがある。
As described above, the oxygen-containing gas heated by the radiant heat generated by the power generation of the
それゆえ、図3に示した燃料電池装置18においては、モジュール収納室4と補機収納室6とを区画する仕切板7を内部が空洞の板材とすることにより、仕切板7の空洞を流通する酸素含有ガスは、モジュール3の底面からの輻射熱により暖められることとなる。
Therefore, in the
そして、仕切板7の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを、ブロアー5が仕切板吸入口16に接続された酸素含有ガス吸入管17を介して吸気した後モジュール3内に供給する。それにより、モジュール3内の温度が低下することを抑制でき、モジュール3の発電効率を向上することができる。なお、仕切板7の空洞を流通する酸素含有ガスは、図3に示したように外気取入口11を仕切板7に付設して空洞の内部に取り込んでもよく、また補機収納室6の酸素含有ガスを取り込むようにしてもよい。
Then, the oxygen-containing gas warmed through the cavity of the
またあわせて、仕切板7の空洞を流通する酸素含有ガスをモジュール3に供給することから、仕切板7の温度を下げることができ、モジュール3の発電により生じた輻射熱が、モジュール3の底面より補機収納室6に伝熱することを抑制することができ、それゆえ補機類に対して悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
In addition, since the oxygen-containing gas flowing through the cavity of the
図4は、モジュール3の発電により生じる輻射熱を、さらに効率よく利用する燃料電池装置の一例を示したものである。
FIG. 4 shows an example of a fuel cell device that uses the radiant heat generated by the power generation of the
上述したように、モジュール3の発電により生じる輻射熱により暖められた酸素含有ガスをモジュール3内に供給するが、より効率よく暖められた酸素含有ガスを供給するにあたっては、モジュール3全面の輻射熱を利用することが好ましい。
As described above, the oxygen-containing gas heated by the radiant heat generated by the power generation of the
それゆえ、図4に示した燃料電池装置20においては、モジュール収納室4と補機収納室6とを区画するための仕切板7を内部が空洞の板材とし、またモジュール収納室4を構成する外装ケース2を内壁8と外壁9とからなる二重構造とする。そして、内壁8と外壁9との間を流通する酸素含有ガス、またはモジュール3と内壁8との間を流通する酸素含有ガスを、仕切板7に設けた取入口15を介して仕切板7の空洞に供給する。それにより、内壁8と外壁9との間を流通して暖められた酸素含有ガスやモジュール3と内壁8との間を流通して暖められた酸素含有ガスは、仕切板7の空洞を流通することで、モジュール3の底面からの輻射熱によりさらに温められることとなる。
Therefore, in the
そして、仕切板7の空洞を流通してさらに暖められた酸素含有ガスは、ブロアー5により仕切板吸入口16に接続された酸素含有ガス吸入管17を介して吸気した後モジュール3内に供給される。それにより、モジュール3内の温度が低下することを抑制でき、モジュール3の発電効率を向上することができる。
The oxygen-containing gas that has been further warmed through the cavity of the
また、あわせて内壁8と外壁9とで形成される空間の温度、モジュール3と内壁8とで形成される空間の温度、さらには仕切板7の温度をそれぞれ下げることができることから、外装ケース2(外壁9)の温度が高温となることを抑制でき、またモジュール3から補機収納室6への伝熱を抑制でき、補機類に対して悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
In addition, since the temperature of the space formed by the
また図5は、モジュール収納室4や仕切板7を流通して暖められた酸素含有ガスの温度を調整してモジュール3に供給する燃料電池装置の一例を示したものである。
FIG. 5 shows an example of a fuel cell device that adjusts the temperature of the oxygen-containing gas heated through the
モジュール3が効率よく発電する目的で、モジュール収納室4内を流通して暖められた酸素含有ガス(具体的には、内壁8と外壁9との間、モジュール3と内壁8との間を流通して暖められた酸素含有ガス)や、仕切板7の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを、ブロアー5によりモジュール3内に供給するが、その暖められた酸素含有ガスが、例えば50℃〜70℃といった高温となっている場合には、ブロアー5の耐久性に悪影響を及ぼしブロアー5の寿命が短くなるおそれがある。それゆえ、ブロアー5の種類にもよるが、暖められた酸素含有ガスは所定の温度(50℃〜70℃よりも低い温度)となるように調整した後、ブロアー5が吸気してモジュール3内に供給することが好ましい。
For the purpose of generating power efficiently, the
それゆえ、モジュール収納室4内または仕切板7の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスをブロアー5が吸入するための酸素含有ガス吸入管22と、補機収納室の酸素含有ガス(常温)をブロアー5が吸入するための補機収納室酸素含有ガス吸入管23とを、酸素含有ガス流量調整手段24に接続する。そして、酸素含有ガス吸入管22を流れる酸素含有ガスの流量と補機収納室酸素含有ガス吸入管23を流れる酸素含有ガスの流量とを、ブロアー5に供給する酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度となるよう酸素含有ガス流量調整手段24を制御装置12にて制御して調整する。
Therefore, an oxygen-containing
具体的には、酸素含有ガス吸入管22を介して吸入される暖められた空気の温度を、温度センサ25で計測し、計測された温度情報が制御装置12に伝送される。制御装置12は、伝送された温度情報が予め設定された所定の温度を超えている場合に、酸素含有ガス調整手段24に対し、温度センサ25で計測される温度情報が所定の温度となるよう、酸素含有ガス吸入管22を介して吸入される酸素含有ガスの量と補機収納室酸素含有ガス吸入管23を介して吸入される酸素含有ガスの量を調整するよう信号を伝送する。
Specifically, the temperature of the warmed air sucked through the oxygen-containing
それにより、ブロアー5によりモジュール3に供給される酸素含有ガスの温度が、ブロアー5に対して悪影響を及ぼす温度よりも低くすることができることから、ブロアー5の耐久性を向上することができるとともに、所定の温度の酸素含有ガスをモジュール3に供給することで、モジュール3の発電効率を向上することができる。
Thereby, since the temperature of the oxygen-containing gas supplied to the
なお、酸素含有ガス流量調整手段24としては、酸素含有ガス流量調整弁等を用いる事ができる。 As the oxygen-containing gas flow rate adjusting means 24, an oxygen-containing gas flow rate adjusting valve or the like can be used.
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である
例えば、モジュール3からの輻射熱を効率よく得るために、モジュール3の外側面や内壁8の外壁9側面に、酸素含有ガス流路を内部に有する伝熱板等を付設することもできる。
Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, improvements, and the like can be made without departing from the scope of the present invention. In order to efficiently obtain radiant heat from the
1、15、18、20、21:燃料電池装置
2:外装ケース
3:燃料電池モジュール
4:燃料電池モジュール収納室
5:ブロアー
6:補機収納室
7:仕切板
8:内壁
9:外壁
10、17、22:酸素含有ガス吸入管
11:外気取入口
12:制御装置
16:仕切板吸入口
19:取入口
23:補機収納室酸素含有ガス吸入管
24:酸素含有ガス調整手段
25:温度センサ
1, 15, 18, 20, 21: Fuel cell device 2: Exterior case 3: Fuel cell module 4: Fuel cell module storage chamber 5: Blower 6: Auxiliary device storage chamber 7: Partition plate 8: Inner wall 9:
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