JP5279194B2 - Fuel cell device - Google Patents
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Abstract
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空気を供給するブロワを具備する燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell module that includes a fuel cell module that houses fuel cells and a blower that supplies air to the fuel cell module.
近年、次世代エネルギーとして、水素ガスと空気(酸素含有ガス)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, fuel cells (modules) that can obtain power using hydrogen gas and air (oxygen-containing gas) as next-generation energy and auxiliary equipment for operating the fuel cells are housed in an outer case. Various fuel cell apparatuses and their operating 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ワを具備する。 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ワが設けられ、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)。 For example, a fuel cell device is known in which a blower is provided in the vicinity of an outside air inlet provided in an exterior case and air is supplied into the fuel cell module in a state close to normal temperature (see, for example, Patent Document 1). ).
また、燃料電池の運転に伴う熱により、燃料電池装置の内部の温度が上昇し、燃料電池装置内に配置される各種機器の使用条件温度を超える場合があるため、燃料電池を収納する燃料電池室に換気ファンを設け、燃料電池室の温度管理を行なうことを目的とした燃料電池装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
ここで、燃料電池として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、その発電効率のよい運転を行なうにあたり、運転温度を非常に高温の状態で維持する必要があり、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。 Here, in a fuel cell module that houses a solid oxide fuel cell as a fuel cell, it is necessary to maintain an operating temperature at a very high temperature in order to perform an operation with good power generation efficiency. When the fuel cell module is supplied to the fuel cell module, the temperature inside the fuel cell module decreases, and the power generation efficiency of the fuel cell module decreases.
一方、燃料電池モジュールの発電による輻射熱により、燃料電池装置の内部が高温となる場合には、燃料電池装置に配置される各種機器の使用温度を超える場合や、外装ケースの温度が上昇するという問題がある。それゆえ、燃料電池装置の内部の温度を低下させることが好ましいが、あわせて燃料電池の発電効率を維持するためには、燃料電池モジュール内の温度は高温で維持しなければならないという問題があった。 On the other hand, when the internal temperature of the fuel cell device becomes high due to the radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module, the temperature of the exterior case increases when the operating temperature of various devices arranged in the fuel cell device is exceeded. There is. Therefore, it is preferable to lower the internal temperature of the fuel cell device. However, in order to maintain the power generation efficiency of the fuel cell, there is a problem that the temperature inside the fuel cell module must be maintained at a high temperature. It was.
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とともに、燃料電池装置の内部の温度を低下させ、外装ケースの温度が高くなることを抑制できる燃料電池装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a fuel cell device that can supply high-temperature air into the fuel cell module, reduce the temperature inside the fuel cell device, and suppress an increase in the temperature of the exterior case. For the purpose.
本発明の燃料電池装置は、外装ケース内に、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と、該燃料電池モジュールに空気を供給するためのブロワとを有し、前記外装ケース内に設けられた仕切部により、前記燃料電池モジュールが収納された燃料電池モジュール収納室と、前記ブロワが収納された補機収納室とに区画されており、前記燃料電池モジュール収納室内の空気を換気する換気ファンを前記燃料電池モジュール収納室外に有し、前記換気ファンにより排気される少なくとも一部の空気を前記ブロワへ導く通路を備えるとともに、該通路の一部を構成し、前記燃料電池モジュール収納室の空気を前記換気ファンに導く換気ファン連結管を具備することを特徴とする。
The fuel cell device of the present invention has a fuel cell module in which a plurality of fuel cells are housed in an outer case, and a blower for supplying air to the fuel cell module. by a partition portion provided, and the fuel cell module in the fuel cell module housing chamber housed, the blower has been partitioned into a housing has been accessory storage chamber, to ventilate the fuel cell module housing the air in the room the ventilation fan has to the fuel cell module housing outside the Rutotomoni includes a passage for introducing at least a portion of the air is exhausted into the blower by the ventilation fan, constitutes a part of the passage, the fuel cell module housing A ventilating fan connecting pipe for guiding room air to the ventilating fan is provided .
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を収納する燃料電池モジュール収納室内部の空気が暖められる。そして、この暖められた空気が換気ファンにより排気される。したがって、燃料電池モジュール収納室内の温度を低下させることができるとともに、外装ケースの温度が高くなることを抑制できる。 In such a fuel cell device, the air in the fuel cell module housing chamber that houses the fuel cell module is warmed by the high-temperature radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module. And this warmed air is exhausted by the ventilation fan. Therefore, the temperature in the fuel cell module housing chamber can be lowered and the temperature of the exterior case can be prevented from increasing.
さらに、この換気ファンより排気される少なくとも一部の空気を、ブロワにより吸気するとともに、燃料電池モジュール内に供給する。それゆえ、換気ファンにより排気される暖められた空気を燃料電池モジュール内に供給することができることから、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。 Further, at least a part of the air exhausted from the ventilation fan is sucked by the blower and supplied into the fuel cell module. Therefore, since the warmed air exhausted by the ventilation fan can be supplied into the fuel cell module, the temperature inside the fuel cell module can be suppressed from decreasing, and the power generation efficiency of the fuel cell module can be improved. Can do.
また、換気ファンを燃料電池モジュール収納室外に有し、換気ファンにより排気される少なくとも一部の空気をブロワへ導く通路の一部を構成する換気ファン連結管が設けられている。
Also, the ventilation fan has a fuel cell module housing outdoor, ventilation fan connecting pipe constituting a part of a passage for introducing at least a portion of the air is exhausted to the blower is provided by the ventilation fan.
それにより、燃料電池モジュール収納室内の暖められた空気の温度は、換気ファン連結管を流通する間に低下することとなり、換気ファンの温度が上昇することを抑制でき、換気ファンの寿命を長くすることができる。 As a result, the temperature of the warmed air in the fuel cell module housing chamber decreases while flowing through the ventilation fan connecting pipe, so that the increase in the temperature of the ventilation fan can be suppressed and the life of the ventilation fan is extended. be able to.
また、本発明の燃料電池装置は、前記換気ファン連結管と前記ブロワとの間に、前記通路の一部を構成するブロワ空気吸気管を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the fuel cell apparatus of this invention has a blower air intake pipe which comprises a part of said channel | path between the said ventilation fan connection pipe and the said blower.
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内の空気が、換気ファン連結管を流通して排気されるが、その排気される空気の一部が、換気ファンにより排気される少なくとも一部の空気をブロワへ導く通路の一部を構成するブロワ空気吸気管を流通してブロワに吸気されて燃料電池モジュールに供給される。 In such a fuel cell device, the air in the fuel cell module housing chamber is exhausted through the ventilation fan connecting pipe, and at least a part of the exhausted air is exhausted by the ventilation fan. The air is drawn into the blower through a blower air intake pipe that constitutes a part of the passage that guides the air to the blower, and is supplied to the fuel cell module.
それゆえ、換気ファンより排気される燃料電池モジュール収納室内の空気をブロワが吸気するためのブロワ空気吸気管を、外装ケースの内部に収納することができ、燃料電池装置を小型化することができる。 Therefore, the blower air intake pipe for the blower to suck the air in the fuel cell module housing chamber exhausted from the ventilation fan can be housed inside the outer case, and the fuel cell device can be downsized. .
また、本発明の燃料電池装置は、前記仕切部が前記通路の一部を構成する空洞部を備えた仕切板により構成され、前記燃料電池モジュール収納室と前記仕切板の空洞部とが連通しているとともに、前記換気ファン連結管が、前記空洞部と連通するように前記仕切板に連結されていることが好ましい。 Further, in the fuel cell device of the present invention, the partition part is constituted by a partition plate provided with a cavity part constituting a part of the passage, and the fuel cell module storage chamber and the cavity part of the partition plate communicate with each other. In addition, it is preferable that the ventilation fan connecting pipe is connected to the partition plate so as to communicate with the cavity.
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の発電により生じる輻射熱により暖められた燃料電池モジュール収納室内の空気が、換気ファンにより排気される少なくとも一部の空気をブロワへ導く通路の一部を構成する仕切板の空洞部を流通する。そして仕切板の空洞部を流通する空気は、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。 In such a fuel cell device, the air in the fuel cell module housing chamber heated by the radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module is part of a passage that leads at least a part of the air exhausted by the ventilation fan to the blower. It circulates through the cavity of the partition plate which comprises. And the air which distribute | circulates the cavity part of a partition plate is further warmed by the radiant heat from the bottom face of a fuel cell module.
そしてこの暖められた空気は、換気ファン連結管を流通して排気されるが、その排気される空気の一部が、ブロワに吸気されて燃料電池モジュールに供給される。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 warmed air is exhausted through the ventilation fan connecting pipe, and a part of the exhausted air is sucked into the blower and supplied to the fuel cell 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、仕切板の空洞部を流通してさらに暖められた空気が排気されることから、仕切板の温度を低下させることができるとともに、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、補機の熱による故障等を防止することができる。 In addition, since the warmed air is exhausted through the cavity of the partition plate, the temperature of the partition plate can be lowered, and the radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module can be reduced. It is possible to suppress the heat transfer to the heat source, and it is possible to prevent a failure due to the heat of the auxiliary machine.
また、本発明の燃料電池装置は、前記通路の途中に前記補機収納室の空気を吸引して前記換気ファンより排気される少なくとも一部の空気と混合して前記ブロワに供給するための空気流量調整手段が接続されるとともに、前記ブロワが吸気する前記空気の温度が予め設定された所定の温度となるように前記空気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。 In the fuel cell device of the present invention, air for sucking air in the auxiliary equipment storage chamber in the middle of the passage and mixing with at least a part of air exhausted from the ventilation fan is supplied to the blower. It is preferable that a control device is connected to the flow rate adjusting unit and controls the air flow rate adjusting unit so that the temperature of the air sucked by the blower becomes a predetermined temperature.
このような燃料電池装置においては、ブロワが換気ファンにより排気される空気の一部を燃料電池モジュールに供給するが、その空気が特に高温となっている場合には、ブロワの耐久性に悪影響を及ぼし、ブロワの寿命が短くなるおそれがある。 In such a fuel cell device, the blower supplies a part of the air exhausted by the ventilation fan to the fuel cell module. However, when the air is particularly hot, the durability of the blower is adversely affected. This may shorten the life of the blower.
それゆえ、換気ファンにより排気される空気の一部をブロワへ導く通路の途中に、空気流量調整手段を接続し、ブロワが吸気する空気の温度が、予め設定された所定の温度になるよう空気流量調整手段を制御することにより、ブロワの耐久性を向上することができるとともに、所定の温度の空気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 air flow rate adjusting means is connected in the middle of the passage that leads part of the air exhausted by the ventilation fan to the blower, so that the temperature of the air sucked by the blower becomes a preset predetermined temperature. By controlling the flow rate adjusting means, the durability of the blower can be improved and the power generation efficiency of the fuel cell module can be improved by supplying air at a predetermined temperature to the fuel cell module.
本発明の燃料電池装置は、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空気を排気(換気)するとともに、その排気する空気の一部をブロワに導き、ブロワにより暖められた空気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内に高温の空気を供給することができるとともに、燃料電池装置の内部の温度を低下させることができ、燃料電池モジュールの発電効率を向上するとともに、外装ケースの温度が高くなることを抑制できる。 The fuel cell device of the present invention exhausts (ventilates) air heated by radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module, guides a part of the exhausted air to the blower, and converts the air heated by the blower to the fuel cell Since it is supplied to the module, high-temperature air can be supplied into the fuel cell module, the temperature inside the fuel cell device can be lowered, the power generation efficiency of the fuel cell module is improved, and the exterior case It can suppress that the temperature of becomes high.
図1は、燃料電池システムの構成図の一例を示したものであり、図1に示す燃料電池システムは、発電ユニット、燃料電池の排ガスと水とでの熱交換後の湯水を貯湯する貯湯ユニット、これらのユニット間を水が循環するための循環配管から構成されている。 FIG. 1 shows an example of a configuration diagram of a fuel cell system. The fuel cell system shown in FIG. 1 is a power generation unit, a hot water storage unit that stores hot water after heat exchange between exhaust gas and water of the fuel cell. These units are composed of circulation piping for circulating water between these units.
そして、図1において発電ユニットは、酸素含有ガス(空気)を供給する空気供給手段103と、燃料供給手段102から供給される燃料と水供給手段X(水供給管105、給水弁106、活性炭フィルタ装置107、RO膜装置108、イオン交換樹脂装置109、水タンク110、水ポンプ111を具備する)より供給される水(水蒸気を含む)とで水蒸気改質を行なう改質器104とを具備し、燃料電池101に空気と改質器104にて改質された燃料(改質ガス等)とが供給されて、燃料電池101の発電が行なわれる。
1, the power generation unit includes an air supply means 103 for supplying oxygen-containing gas (air), a fuel and water supply means X (water supply pipe 105,
そして、燃料電池101の発電により生じた排ガスは、その排ガスの熱を有効活用すべく、燃料電池101の温度を高めるもしくは維持するために使用された後、熱交換器113を流通(循環)する水とでの熱交換された後、排気される。そして熱交換された水(湯水)は、循環配管107を循環して貯湯タンク108に貯湯される。
The exhaust gas generated by the power generation of the fuel cell 101 is used to increase or maintain the temperature of the fuel cell 101 in order to effectively use the heat of the exhaust gas, and then circulates (circulates) through the
ここで、循環配管117には、熱交換後の温度を測定する為の温度センサ115、水を循環するための循環ポンプ116が設けられており、これらが制御装置114にて制御される。なお、燃料電池101で発電された電力は、パワーコンディショナ112にて交流電力に変換された後、外部負荷に供給される。
Here, the circulation pipe 117 is provided with a
また図1において、破線は制御装置114に伝送される主な信号線路、または制御装置114より伝送される主な信号経路を示しており、矢印は、酸素含有ガス、燃料、水、排ガス等の流れ方向を示している。 In FIG. 1, a broken line indicates a main signal line transmitted to the control device 114 or a main signal path transmitted from the control device 114, and arrows indicate oxygen-containing gas, fuel, water, exhaust gas, etc. The flow direction is shown.
ここで発電ユニットを構成する各部材を、外装ケース内に収納することにより燃料電池装置が構成される。以降、本発明の燃料電池装置について説明する。 Here, each member constituting the power generation unit is housed in an outer case to constitute a fuel cell device. Hereinafter, the fuel cell device of the present invention will be described.
図2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り、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、または制御装置より伝送される主な信号経路を示している。また、矢印は主に燃料電池モジュールに供給される空気(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. 2 is a schematic view schematically showing the
図2において、燃料電池装置1は、外装ケース2内に、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、その下方にモジュール3に空気(酸素含有ガス)を供給する手段であるブロワ(送風機)5を配置する補機収納室6とを有し、これらモジュール収納室4と補記収納室5とが、仕切部7により上下に区画されている。なお、仕切部7はモジュール収納室4と補機収納室5とを区画していればよく、モジュール収納室4と補機収納室5とが隙間を有して区画されていてもよい。なお、図2において、外装ケース2には、モジュール収納室4に空気を供給するための外気取入口8が設けられている。なお、仕切部7としては例えば板状の仕切板を用いることができ、以下の説明においては仕切板7として説明する。
In FIG. 2, the
さらに図2においては、補機収納室6内に、ブロワ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し、内部を循環する水とで熱交換する熱交換器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ガス排気管14が設けられている。
Further, in FIG. 2, in the auxiliary
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、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。それゆえ、外装ケース2の温度が高温となることを防止(抑制)できることが好ましい。
By the way, when the fuel cell housed in the
またあわせて、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、ブロワ5により補機収納室6の常温の空気がモジュール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。それゆえ、ブロワ5によりモジュール3内に供給される空気は、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。
In addition, when the fuel cell stored in the
ここで、図2に示す燃料電池装置1においては、モジュール収納室4内の暖められた空気を換気するための換気ファン9を備えている。それにより、モジュール収納室4で暖められた空気を換気ファン9にて排気することにより、モジュール収納室4内の温度を低下することができ、あわせて外装ケース2の温度が高くなることを抑制できる。
Here, the
また、外装ケース2には換気ファン9に隣接して、換気ファン9により換気されるモジュール収納室4内の空気を排気するための排気管10が設けられている。それにより換気ファン9よりモジュール収納室4内に逆風が流入することを抑制できる。それゆえ、排気管10は、その開放端を燃料電池装置1の下側に向かって換気されるように設けられることが好ましい。
Further, the
また、本発明の燃料電池装置においては、換気ファン9により排気される少なくとも一部の空気をブロワ5へ導く通路を有しており、図2に示す燃料電池装置においては、排気管10に、換気ファン9より排気されるモジュール収納室4内の空気の一部を、ブロワ5に導く(ブロワ5が吸気する)ためのブロワ空気吸気管11が連結されている。すなわち、図2において、換気ファン9により排気される少なくとも一部の空気をブロワ5へ導く通路とは、排気管10およびブロワ空気吸気管11により形成されている。
Further, the fuel cell device of the present invention has a passage for guiding at least part of the air exhausted by the
それにより、換気ファン9により排気されるモジュール収納室4内の暖められた空気の一部を、ブロワ5によりモジュール3に供給することができることから、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。
Thereby, a part of the warmed air in the
なお、図2においては、換気ファン9を、モジュール収納室4を構成する外装ケース2に設けた例を示しているが、必ずしも外装ケース2に設ける必要はなく、例えば換気ファン9を排気管10の途中に設けるようにすることもできる。
2 shows an example in which the
また、換気ファン9により排気されブロワ5に供給される空気が、外装ケース2の外部に位置するブロワ空気吸気管11を流通する過程で温度が低下しないよう、外装ケース2の外部に位置するブロワ空気吸気管11の外周に断熱材等を設けることもできる。
Further, a blower located outside the
図3は、本発明の燃料電池の他の一例であり、換気ファン9をモジュール収納室4外に配置している燃料電池装置21を示したものである。
FIG. 3 shows another example of the fuel cell according to the present invention, and shows a
このような燃料電池装置21においては、例えばモジュール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、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るため、モジュール収納室4内の温度が非常に高温となる。
In such a
この場合に、換気ファン9の種類にもよるが、換気ファン9をモジュール収納室4を構成する外装ケース2に設けた場合に、換気ファン9が熱により劣化する、もしくは劣化速度が速まるおそれがある。
In this case, although depending on the type of the
したがって、図3に示す燃料電池装置21は、換気ファン9をモジュール収納室4外(図3においては補機収納室4を構成する外装ケース2)に配置し、あわせて、換気ファン9により排気される少なくとも一部の空気をブロワ5へ導く通路の一部を構成し、モジュール収納室4の空気を換気ファン9に導くための換気ファン連結管15を具備している。
Therefore, in the
それにより、モジュール収納室4の空気の温度が、換気ファン連結管15を流通する過程で低下することとなり、換気ファン9の温度が上昇することを抑制でき、換気ファン9の寿命を長くすることができる。
As a result, the temperature of the air in the
また図3においては、換気ファン9に連結する排気管10に換気ファン9より排気されるモジュール収納室4内の空気の一部を、ブロワ5に導く(ブロワ5が吸気する)ためのブロワ空気吸気管11が連結されている。すなわち、図3において、換気ファン9により排気される少なくとも一部の空気をブロワ5へ導く通路とは、換気ファン連結管15、排気管10およびブロワ空気吸気管11により形成されている。
In FIG. 3, blower air for guiding a part of the air in the
それにより、換気ファン9の寿命を長くすることができるとともに、換気ファン9により排気されるモジュール収納室4内の暖められた空気の一部を、ブロワ5によりモジュール3に供給することができることから、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。
Thereby, the life of the
また、換気ファン9により排気されブロワ5に供給される空気が、外装ケース2の外部に位置するブロワ空気吸気管11を流通する過程で温度が低下しないよう、外装ケース2の外部に位置するブロワ空気吸気管11の外周に断熱材等を設けることもできる。
Further, a blower located outside the
図4は、本発明の燃料電池の他の一例であり、換気ファン連結管15とブロワ5との間に、換気ファン9により換気される少なくとも一部の空気をブロワ5へ導く通路の一部を構成するブロワ空気吸気管11を連結している燃料電池装置31を示したものである。
FIG. 4 is another example of the fuel cell according to the present invention, and a part of a passage for guiding at least a part of air ventilated by the
このような燃料電池装置31においては、モジュール収納室4内の空気を、換気ファン連結管15を流通して排気するが、その換気ファン連結管15の途中に、排気される空気の一部がブロワ5により吸気されるよう、ブロワ空気吸気管11を連結する。すなわち、図4において、換気ファン9により排気される少なくとも一部の空気をブロワ5へ導く通路とは、換気ファン連結管15およびブロワ空気吸気管11により形成されている。
In such a
それにより、ブロワ空気吸気管11を外装ケース2の内部に収納することができ、燃料電池装置31を小型化することができる。なおこの場合、燃料電池装置31の配置場所や換気ファン9の性能によっては、排気管10を不要とすることもできる。
Thereby, the blower
なお、換気ファン連結管15を流通する空気が、効率よくブロワ5により吸気されるべく、例えば、ブロワ空気吸気管11を換気ファン連結管15の流路内に突出するように連結してもよく、その場合そのブロワ空気吸気管11の先端部は、流路の方向と平行となるように屈曲させることにより、より効果的に換気ファン連結管15を流通する空気が、効率よくブロワ空気吸気管11を流通しブロワ5により吸気することができる。
For example, the blower
図5は、本発明の燃料電池の他の一例であり、仕切部7が換気ファン9により排気される少なくとも一部の空気をブロワ5へ導く通路の一部を構成する空洞部を備えた仕切板7により構成され、モジュール収納室4と仕切板7の空洞部とが連通しているとともに、換気ファン連結管15が仕切板7の空洞部と連通している燃料電池装置41を示したものである。
FIG. 5 shows another example of the fuel cell according to the present invention, in which the
このような燃料電池装置41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モジュール収納室4内の空気が暖められるとともに、モジュール3の底面からの輻射熱により仕切板7も暖められる。したがって、仕切板7を空洞部を有する板材とする場合においては、空洞部の空気も暖められることとなる。
In such a
ここで、モジュール収納室4と仕切板7の空洞部とが連通する構成とすることにより、モジュール収納室4の暖められた空気は、仕切板7に設けられるモジュール収納室連通部16より仕切板7の空洞部に流入し、仕切板7の空洞部を流通する過程においてさらに暖められることとなる。
Here, by adopting a configuration in which the
そして、仕切板7(の下面)には、仕切板7の空洞部と連通するように換気ファン連結管15が連結されている。それゆえ、仕切板7の空洞部を流通して暖められた空気は、換気ファン連結管連通部17より換気ファン連結管15に流入し、換気ファン連結管15を流通して換気ファン9により換気される。
And the ventilation fan connection pipe |
さらに、換気ファン連結管15の途中に、排気される空気の一部がブロワ5により吸気されるよう、ブロワ空気吸気管11が連結されており、これによりモジュール収納室4内の空気が、ブロワ5により吸気され、モジュール3に供給される。
Further, a blower
すなわち、図5において換気ファン9により排気される少なくとも一部の空気をブロワ5へ導く通路とは、モジュール収納室連通部16、仕切板7の空洞部、換気ファン連結管連通部17、換気ファン連結管15およびブロワ空気吸気管11により形成される。
That is, the passage for guiding at least a part of the air exhausted by the
そして、このさらに暖められた空気が、モジュール3に供給されることから、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。
And since this further warmed air is supplied to the
またあわせて、仕切板7の空洞部を流通してさらに暖められた空気が排気されることから、仕切板7の温度を低下させることができ、モジュール3の発電により生じる輻射熱が補機収納室6へ伝熱することを抑制でき、補機の熱による故障等を防止することができる。
In addition, since the warmed air is exhausted through the cavity of the
なお、上述したようにブロワ空気吸気管11については、換気ファン連結管15の流路内に突出するように連結してもよく、その場合そのブロワ空気吸気管11の先端部は、流路の方向と平行となるように屈曲させることもできる。
As described above, the blower
図6は、本発明の燃料電池の他の一例であり、ブロワ5が吸気する空気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51を示したものである。
FIG. 6 shows another example of the fuel cell according to the present invention, and shows a
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内の暖められた空気や、仕切板7の空洞部を流通する暖められた空気を、ブロワ5により吸気した後、モジュール3内に供給するが、その暖められた空気が、例えば50℃〜70℃といった高温となっている場合には、ブロワ5の耐久性に悪影響を及ぼしブロワ5の寿命が短くなるおそれがある。それゆえ、ブロワ5の種類にもよるが、暖められた空気は所定の温度(50℃〜70℃よりも低い温度)となるように調整した後、ブロワ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。
In order for the
それゆえ、燃料電池装置51においては、換気ファン9により排気される空気の一部をブロワ5へ導く通路の途中に、空気流量調整手段19が接続され、この空気流量調整手段19を調整して、ブロワ5が吸気する空気の温度が予め設定された所定の温度となるように制御装置12にて制御する。
Therefore, in the
具体的には、図6においては、ブロワ空気吸気管11を介して吸気される空気の温度を、温度センサ20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、空気調整手段19に対し、温度センサ20で計測される温度情報が所定の温度となるよう、ブロワ空気吸気管11を介して吸気される空気の量と補機収納室空気吸入管18を介して吸気される空気の量を調整する信号を伝送する。
Specifically, in FIG. 6, the temperature of the air sucked through the blower
それにより、ブロワ5によりモジュール3に供給される空気の温度が、ブロワ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、ブロワ5の耐久性を向上することができるとともに、所定の温度の空気をモジュール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。なお、空気流量調整手段19としては、空気流量調整弁等を用いる事ができる。
Thereby, since the temperature of the air supplied to the
なお、上述したように、図6において換気ファン9により排気される少なくとも一部の空気をブロワ5へ導く通路とは、モジュール収納室連通部16、仕切板7の空洞部、換気ファン連結管連通部17、換気ファン連結管15、ブロワ空気吸気管11および空気流量調整手段19により形成されている。
As described above, in FIG. 6, the passage for guiding at least a part of the air exhausted by the
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。 Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本発明において、換気ファン9をモジュール収納室4外に設ける場合に、補機収納室6の温度が上昇することを抑制すべく、例えば補機収納室6を構成する外装ケース2に、補機収納室6の内部の空気を換気する第2の換気ファンを設けることも可能である。
For example, in the present invention, when the
また本発明において、モジュール収納室4と補機収納室6とを横方向に区画して配置することも可能である。
In the present invention, the
1、21、31、41、51: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:ブロワ
6:補機収納室
7:仕切板
8:外気取入口
9:換気ファン
10:排気管
11:ブロワ空気吸気管
12:制御装置
15:換気ファン連結管
16:モジュール収納室連通部
17:換気ファン連結管連通部
18:補機収納室空気吸気管
19:空気流量調整手段
20:温度センサ
1, 21, 31, 41, 51: 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: Outside air intake 9: Ventilation Fan 10: Exhaust pipe 11: Blower air intake pipe 12: Control device 15: Ventilation fan connection pipe 16: Module storage room communication section 17: Ventilation fan connection pipe communication section 18: Auxiliary equipment storage room air intake pipe 19: Air flow rate adjustment means
20: Temperature sensor
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