JP5916707B2 - Fuel cell module - Google Patents
Fuel cell module Download PDFInfo
- Publication number
- JP5916707B2 JP5916707B2 JP2013506044A JP2013506044A JP5916707B2 JP 5916707 B2 JP5916707 B2 JP 5916707B2 JP 2013506044 A JP2013506044 A JP 2013506044A JP 2013506044 A JP2013506044 A JP 2013506044A JP 5916707 B2 JP5916707 B2 JP 5916707B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- module
- temperature
- fuel cell
- housing
- 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.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 72
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 60
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 51
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 14
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 11
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 74
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- -1 naphtha Substances 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 1
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
- H01M8/2475—Enclosures, casings or containers of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
- H01M8/04303—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during shut-down
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
本発明は、燃料電池モジュールに関する。 The present invention relates to a fuel cell module.
従来、燃料電池モジュールとしては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。このような燃料電池モジュールは、水素含有燃料を用いて改質ガスを発生させる改質器と、改質ガスを用いて発電を行うセルスタックと、を少なくとも備え、これらがモジュール化されてモジュール本体として構成されている。
Conventionally, as a fuel cell module, what was described, for example in
ここで、上述したような燃焼電池モジュールのモジュール本体内においては、改質ガスが二酸化炭素や水蒸気に変換された後、セルスタックに供給された空気のうちセルスタックで消費されなかった空気と燃焼反応し、それでも反応しなかった微量の一酸化炭素、水素及びメタン等のガスが存在する。よって、これらのガスがモジュール本体から外部へ流出するのを防止するため、通常、モジュール本体における配管や配線の貫通箇所にシール材等が設けられ、これにより、モジュール本体が気密構造とされている。しかし、モジュール本体はその全体が高温にさらされることから、膨張黒鉛等からなる耐熱性の優れた高価なガスケット等をシール材として用いる必要があり、燃料電池モジュールが高コスト化してしまうおそれがある。 Here, in the module main body of the combustion battery module as described above, after the reformed gas is converted into carbon dioxide or water vapor, the air supplied to the cell stack and the air not consumed in the cell stack are combusted There are traces of gases such as carbon monoxide, hydrogen and methane that have reacted but have not yet reacted. Therefore, in order to prevent these gases from flowing out of the module main body, a sealing material or the like is usually provided at the piping or wiring penetration portion in the module main body, and thereby the module main body has an airtight structure. . However, since the entire module body is exposed to a high temperature, it is necessary to use an expensive gasket made of expanded graphite or the like with excellent heat resistance as a sealing material, which may increase the cost of the fuel cell module. .
そこで、本発明は、外部へのガスの流出を確実に防止しつつ低コスト化を実現可能な燃料電池モジュールを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell module capable of realizing cost reduction while reliably preventing the outflow of gas to the outside.
上記課題を解決するため、本発明の一側面に係る燃料電池システムは、改質ガスを用いて発電を行うセルスタックを内部に少なくとも含むモジュール本体と、モジュール本体を取り囲むように設けられた断熱材と、気密構造を有し、モジュール本体及び断熱材を収容する筐体と、筐体の内部に外部から空気を流入させるための吸気部と、吸気部で流入させる空気とともにモジュール本体からの漏洩ガスを筐体外へ排気するための排気部と、吸気部に設けられ、モジュール本体と筐体との間において吸気部から排気部に向けて空気が流通するように、当該空気を送気する送気部と、少なくとも送気部の出力を制御する制御装置と、を備えている。 In order to solve the above problems, a fuel cell system according to one aspect of the present invention includes a module main body that includes at least a cell stack that generates power using reformed gas, and a heat insulating material provided so as to surround the module main body. And a housing having an airtight structure and housing the module main body and the heat insulating material , an air intake portion for allowing air to flow into the housing from the outside, and air leaking from the module main body together with air flowing in the air intake portion An air exhaust unit for exhausting the air from the housing and an air supply unit that supplies the air so that air flows between the module body and the housing from the air intake unit toward the exhaust unit. And a control device that controls at least the output of the air supply unit .
この燃料電池モジュールでは、気密構造を有する筐体にモジュール本体が収容されている。そのため、モジュール本体からガスが漏洩したとしても、当該ガスが外部へ流出するのを筐体によって確実に防止することができる。その結果、モジュール本体が気密構造を有する必要がなくなり、モジュール本体に設けられる耐熱性の優れた高価なシール材等が不要となる。そして、筐体の温度がモジュール本体の温度に比べて低くなるため、フッ素ゴム等からなる安価な常温仕様のシール材等により筐体の気密構造を確保することができる。従って、外部へのガスの流出を確実に防止しつつ低コスト化を実現可能となる。 In this fuel cell module, the module main body is accommodated in a casing having an airtight structure. For this reason, even if gas leaks from the module body, the casing can reliably prevent the gas from flowing out. As a result, the module body does not need to have an airtight structure, and an expensive sealing material with excellent heat resistance provided on the module body becomes unnecessary. And since the temperature of a housing | casing becomes low compared with the temperature of a module main body, the airtight structure of a housing | casing can be ensured by the cheap sealing material etc. of normal temperature specifications which consist of fluororubber etc. Therefore, it is possible to realize cost reduction while reliably preventing the outflow of gas to the outside.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る燃料電池モジュールを示す概略ブロック図である。図1に示すように、本実施形態の燃料電池モジュール1は、改質器2、セルスタック3、燃焼部4及び水気化器5を、少なくとも内部に含むモジュール本体10を備えている。このモジュール本体10は、改質器2、セルスタック3、燃焼部4及び水気化器5を、直方体状を呈する金属製の箱体10aに収容してモジュール化している。[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the fuel cell module according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
モジュール本体10は、水素含有燃料及び酸化剤を用いて、セルスタック3にて発電を行う。モジュール本体10におけるセルスタック3の種類は特に限定されず、例えば、固体高分子形燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)、固体酸化物形燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)、リン酸形燃料電池(PAFC:PhosphoricAcid
Fuel Cell)、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC:Molten Carbonate Fuel Cell)、及び、その他の種類を採用することができる。The module
Fuel Cell), Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC), and other types can be employed.
水素含有燃料として、例えば、炭化水素系燃料が用いられる。炭化水素系燃料として、分子中に炭素と水素とを含む化合物(酸素等、他の元素を含んでいてもよい)若しくはそれらの混合物が用いられる。炭化水素系燃料として、例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類、バイオ燃料が挙げられ、これらの炭化水素系燃料は従来の石油・石炭等の化石燃料由来のもの、合成ガス等の合成系燃料由来のもの、バイオマス由来のものを適宜用いることができる。具体的には、炭化水素類として、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、LPG(液化石油ガス)、都市ガス、タウンガス、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油が挙げられる。 As the hydrogen-containing fuel, for example, a hydrocarbon fuel is used. As the hydrocarbon fuel, a compound containing carbon and hydrogen in the molecule (may contain other elements such as oxygen) or a mixture thereof is used. Examples of hydrocarbon fuels include hydrocarbons, alcohols, ethers, and biofuels. These hydrocarbon fuels are derived from conventional fossil fuels such as petroleum and coal, and synthetic systems such as synthesis gas. Those derived from fuel and those derived from biomass can be used as appropriate. Specific examples of hydrocarbons include methane, ethane, propane, butane, natural gas, LPG (liquefied petroleum gas), city gas, town gas, gasoline, naphtha, kerosene, and light oil.
なお、アルコール類として、メタノール、エタノールが挙げられる。エーテル類として、ジメチルエーテルが挙げられる。バイオ燃料として、バイオガス、バイオエタノール、バイオディーゼル、バイオジェットが挙げられる。酸化剤として、例えば、空気、純酸素ガス(通常の除去手法で除去が困難な不純物を含んでもよい)、酸素富化空気が用いられる。 Examples of alcohols include methanol and ethanol. Examples of ethers include dimethyl ether. Examples of biofuels include biogas, bioethanol, biodiesel, and biojet. As the oxidizing agent, for example, air, pure oxygen gas (which may contain impurities that are difficult to remove by a normal removal method), or oxygen-enriched air is used.
改質器2は、供給される水素含有燃料から水素リッチガス(水素含有ガス)としての改質ガスを発生させる。改質器2は、改質触媒を用いた改質反応により、水素含有燃料を改質して改質ガスを発生させる。改質器2での改質方式は、特に限定されず、例えば、水蒸気改質、部分酸化改質、自己熱改質、その他の改質方式を採用できる。なお、改質器2は、セルスタック3に要求される水素リッチガスの性状によって、改質触媒により改質する改質器の他に性状を調整するための構成を有する場合もある。例えば、セルスタック3のタイプが固体高分子形燃料電池(PEFC)やリン酸形燃料電池(PAFC)であった場合、改質器2は、水素リッチガス中の一酸化炭素を除去するための構成(例えば、シフト反応部、選択酸化反応部)を有する。改質器2は、改質ガスをセルスタック3へ供給する。
The
セルスタック3は、改質器2からの改質ガス及び酸化剤を用いて発電を行う。セルスタック3のタイプが固体酸化物形燃料電池である場合、このセルスタック3は、発電に用いられなかった改質ガス及び酸化剤をオフガスとして、燃焼部4へ供給する。
The cell stack 3 generates power using the reformed gas and oxidant from the
燃焼部4は、セルスタック3から供給されるオフガスを燃焼させ、改質器2及び水気化器5を加熱する。この燃焼部4は、セルスタック3の上部に位置している。燃焼部4の燃焼で発生した排ガスは、排ガス配管4aを介して筐体7外へ排気される。排ガス配管4aには、燃焼触媒4bが設けられており、これにより、排気される排ガスが当該燃焼触媒4bにより燃焼処理される。
The combustion unit 4 burns off-gas supplied from the cell stack 3 and heats the
水気化器5は、供給される水を加熱し気化させ、改質器2に供給される水蒸気を生成する。水気化器5は、生成した水蒸気を改質器2へ供給する。この水気化器5における水の加熱は、例えば、改質器2の熱、燃焼部4の熱、あるいは排ガスの熱を回収する等、燃料電池モジュール1内で発生した熱を用いることができる。本実施形態では、水気化器5は、燃焼部4の上方側に配置されている。
The
このようなモジュール本体10には、貫通配管11が接続されており、貫通配管11を介して改質器2に水素含有燃料が供給される。これと共に、貫通配管12が接続されており、貫通配管12を介して水気化器5に水が供給される。また、モジュール本体10には、貫通配線13が接続されており、貫通配線13を介してモジュール本体10が外部と電気的に接続される。
A through
なお、このモジュール本体10において少なくとも貫通配管11,12、貫通配線13及び排ガス配管4aの貫通部分には、高温耐性はあるが気密性の低いガスケット等が設けられてこれらが保持及び固定されている。つまり、モジュール本体10は、気密構造を有していない。なお、ここでの気密構造とは、気体の流入は専用の気体流入路から行われると共に、気体の排出は専用の気体排出路からのみ行われ、部品連結部の隙間や溶接箇所の隙間等からの気体の流出入を許容しない構造を意味する。
In this
ここで、本実施形態の燃料電池モジュール1は、断熱材6と、筐体7と、制御装置(制御部)8と、を備えている。断熱材6は、モジュール本体10を取り囲むように設けられており、モジュール本体10を熱的に密閉している。断熱材6としては、その材質や仕様は限定されず、種々のものを使用することができる。
Here, the
筐体7は、直方体状を呈する金属製の箱体とされ、断熱材6で囲まれたモジュール本体10を収容(内包)する。この筐体7において少なくとも貫通配管11,12、貫通配線13及び排ガス配管4aとの貫通部分には、シール材9が設けられ、これにより、筐体7内が封止されて気密化されている。すなわち、筐体7は、外部に対する気密構造を有している。シール材9としては、常温(低温)で使用される常温仕様のシール材を用いることができ、ここでは、例えばフッ素ゴム等からなるものが用いられている。
The
この筐体7には、排気部21及び吸気部22が設けられている。排気部21は、モジュール本体10から漏洩する一酸化炭素、水素又はメタン等の漏洩ガス(以下、単に「漏洩ガス」という)を外部へ排気する。この排気部21は、ガス処理部23、温度検出部24及びヒータ(加熱部)25を有している。
The
ガス処理部23は、燃焼触媒23aを用いて漏洩ガスを燃焼処理して除去する。温度検出部24は、排気部21において燃焼触媒23aよりも上流側及び下流側にそれぞれ設けられた一対の熱電対で構成されている。この温度検出部24は、一対の熱電対で検知した各温度の差に基づいて燃焼触媒23aの温度を検出し、燃焼触媒23aの状況を把握する。この温度検出部24は、制御装置8に接続されており、検出した燃焼触媒23aの温度を制御装置8へ出力する。ヒータ25は、燃焼触媒23aを加熱するものである。このヒータ25は、制御装置8に接続されており、その動作が制御装置8で制御される。
The
吸気部22は、外部から筐体7内へ空気を流入させる。吸気部22には、モジュール本体10と筐体7との間にて吸気部22から排気部21に向けて空気が流通するよう送気するブロア(送気部)26が接続されている。ブロア26は、制御装置8に接続されており、その動作が制御装置8で制御される。
The
このような排気部21及び吸気部22は、筐体7において互いに最も離隔するよう設けられている。ここでは、排気部21は、筐体7の上部の左右方向一方側(図中の左上)に位置し、吸気部22は、筐体7の底部の左右方向他方側(図中の右下)に位置している。
The
制御装置8は、例えばCPU、ROM、及びRAM等を含むECU(ElectronicControl Unit)で構成されている。制御装置8は、温度検出部24、ヒータ25及びブロア26に接続されている。この制御装置8は、温度検出部24で検出された燃焼触媒23aの温度に基づいてヒータ25の動作を制御する(詳しくは後述)。また、制御装置8は、ブロアの動作を制御すると共にブロア26の健全性を監視する。
The
以上、本実施形態の燃料電池モジュール1では、気密構造を有する筐体7にモジュール本体10が収容されている。そのため、モジュール本体10から漏洩ガスが漏洩したとしても、当該漏洩ガスが外部へ流出するのを筐体7によって確実に防止することができる。
As described above, in the
その結果、モジュール本体10が気密構造を有する必要がなくなり、モジュール本体10に設けられる高価なシール材等が不要となる。よって、例えば上記のように、貫通配管11,12、貫通配線13及び排ガス配管4aとの貫通部分には、高温耐性はあるが気密性の低いガスケット等を設ければ足りることとなる。さらには、当該貫通部分にスタフィングボックスを設けたり、モジュール本体10の開口部をフランジ構造としたり等してモジュール本体10を気密構造にすることも要されず、また、モジュール本体10の気密性を検査する検査工程も不要となる。
As a result, the module
そして、筐体7内では、モジュール本体10の周囲温度が断熱材6により低下し、セルスタック3が固体酸化物形燃料電池の場合、モジュール本体10の温度(例えば、外表面温度700℃〜800℃)に比べて筐体7の温度が低温(例えば、外表面温度70℃〜80℃)となる。そのため、上記のようにフッ素ゴム等からなる安価な常温仕様のシール材9等により、筐体7の気密構造を容易に確保することができる。従って、本実施形態によれば、外部への漏洩ガスの流出を確実に防止しつつ低コスト化を実現することが可能となる。
And in the housing | casing 7, when the ambient temperature of the module
また、本実施形態では、上述したように、筐体7に排気部21が設けられており、この排気部21は燃焼触媒23aを用いて漏洩ガスを処理するガス処理部23を有している。よって、モジュール本体10からの漏洩ガスを安全に処理して筐体7外へ排気することができる。さらには、漏洩ガスにより筐体7の内圧が高まり過ぎたり、筐体7内に熱が籠もったりするのを抑制することが可能となる。なお、ガス処理部23で処理され排気部21から排気されたガスについては、排ガス配管4aに合流させてもよいし、そのまま外部へ排気してもよい。
Moreover, in this embodiment, as above-mentioned, the
また、本実施形態では、温度検出部24で検出した燃焼触媒23aの温度が、漏洩ガスの燃焼処理に好適な所定温度(例えば80℃以上)以上となるようヒータ25の動作が制御装置8で制御される。よって、例えば起動時において、制御装置8によりヒータ25の動作をONとして燃焼触媒23aを加熱し、燃焼触媒23aの温度を確実に所定温度以上とすることができる。また、例えば通常運転時において、燃焼触媒23aの温度が所定温度よりも低下したとき、制御装置8によりヒータ25の動作をONとして燃焼触媒23aをアシスト加熱することもできる。従って、本実施形態によれば、ガス処理部23にて漏洩ガスの処理を好適に行うことが可能となる。
Further, in the present embodiment, the operation of the
また、本実施形態では、上述したように、筐体7に吸気部22が設けられ、この吸気部22にブロア26が設けられている。そのため、制御装置8によりブロア26を作動させ、外部から空気を筐体7内へ圧送することで、筐体7内にて吸気部22から排気部21に向けた強制的な空気流れを形成することができる。その結果、モジュール本体10からの漏洩ガスを滞留させずに安全に処理することが可能となる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、制御装置8によりブロア26の健全性を監視する(つまり、動作判定を行う)ことで、筐体7内全体が意図した性能を発揮しているか(つまり、意図した状態となっているか)を判断することが可能となる。
Further, by monitoring the soundness of the
なお、本実施形態では、制御装置8により、燃焼触媒23aの温度に基づいてブロア26の動作を制御してもよい。また、本実施形態では、温度検出部24によって検出された燃焼触媒23aの下流側の温度が上流側の温度よりも高い温度状態のとき、燃焼触媒23aを正常と判定できる一方、それ以外の温度状態のとき、燃焼触媒23aに異常が生じていると判定できる。
In the present embodiment, the
ちなみに、燃料電池モジュール1を停止する際には、制御装置8によりヒータ25が停止される一方でブロア26は引き続き作動され、そして、燃焼触媒23aが十分に冷却された所定時間経過後にブロア26が停止される。
Incidentally, when the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第1実施形態と異なる点について主に説明する。[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the description of the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
図2は、第2実施形態に係る燃料電池モジュールを示す概略ブロック図であり、図3は、図2の燃料電池モジュールの排気部を示す拡大図である。図2に示すように、本実施形態における燃料電池モジュール200のモジュール本体10は、セルスタック等を含む発電ユニット201を収容している。発電ユニット201には、その動作を制御するPCS(Power
Conditioning System,パワーコンディショナ)202が接続されている。FIG. 2 is a schematic block diagram showing a fuel cell module according to the second embodiment, and FIG. 3 is an enlarged view showing an exhaust part of the fuel cell module of FIG. As shown in FIG. 2, the module
A Conditioning System (power conditioner) 202 is connected.
モジュール本体10内には、配管203により外部から空気が供給される。モジュール本体10に供給された空気は、当該モジュール本体10内に流通されると共に、その少なくとも一部が発電ユニット201のカソード空気(酸化剤)として用いられる。配管203には、モジュール本体10側へ空気を送気するブロア205が設けられている。
Air is supplied into the
排ガス配管4aにおいて燃焼触媒4bの下流側には、熱交換器207が設けられている。熱交換器207では、図示しない熱媒体が循環しており、排ガス配管4aを流通するガスと熱媒体との間で熱交換を行う。排ガスが熱交換器207で冷却されると、この排ガスに含まれていた水分が凝縮し、当該凝縮した水分が改質水として改質水タンク209に貯められる。改質水タンク209に貯められた改質水は、貫通配管12を介して水気化器5へ供給される。この燃料電池モジュール200は、上述の各機器を収容する外ケース211を備えており、外ケース211は、燃料電池モジュール200の外囲を構成する。
A
図3に示すように、排気部21の燃焼触媒23aには、温度センサ213が設けられている。温度センサ213は、検出した温度Tを制御装置8へ出力する。なお、温度センサ213の配置位置は限定されず、図示するように、温度センサ213は、排気部21の排気配管215内において燃焼触媒23aの下流側に設けられた温度センサ213aとしてもよいし、燃焼触媒23aの上流側に設けられた温度センサ213bとしてもよいし、排気配管215の外壁面に設けられた温度センサ213cとしてもよい。また、温度センサ213は、筐体7における外壁面に設けられた温度センサ213d又は内壁面に設けられた温度センサ213eとしてもよいし、筐体7の内部空間(例えば、断熱材6の外表面)に設けられた温度センサ213fとしてもよい。
As shown in FIG. 3, a temperature sensor 213 is provided on the
制御装置8は、温度センサ213で検出した温度が最大温度(所定温度)Tmaxを超えた場合(つまり、燃焼触媒23aの温度が最大温度を超えた場合)、燃料電池モジュール200を停止させる。また、制御装置8は、温度センサ213で検出した温度に基づいて、ブロア26の出力を段階的に増減させる。
The
このように構成された本実施形態では、図4に示すように、温度センサ213により温度Tが取得された後、制御装置8により温度Tが最大温度Tmax以下であるか否か判定される(S1,S2)。温度Tが最大温度Tmax以下の場合、ブロア26出力が最小のときには上記S1へそのまま移行される一方、ブロア26出力が最小でないときには、制御装置8によりブロア26の出力が段階的に減少させられ、上記S1へ移行される(S3,S4)。
In the present embodiment configured as described above, as shown in FIG. 4, after the temperature T is acquired by the temperature sensor 213, the
他方、温度Tが最大温度Tmaxよりも大きい場合、ブロア26出力が最大のときには燃料電池モジュール200が停止される一方、ブロア26出力が最大でないときには、制御装置8によりブロア26の出力が段階的に増大させられ、上記S1へ移行される(S5,S6.S7)。
On the other hand, when the temperature T is higher than the maximum temperature Tmax, the
以上、本実施形態でも、上記実施形態と同様な効果が奏される。また、本実施形態では、燃焼触媒23aが最大温度Tmaxを超えたとき、未燃ガスの漏出が多いと判断され、システム異常として燃料電池モジュール200が停止されることになる。よって、システム異常に好適に対応することができる。
As described above, also in this embodiment, the same effects as those in the above embodiment can be obtained. In the present embodiment, when the
なお、例えば、最大温度Tmaxをシール材9の耐熱温度に基づき設定する場合には、温度Tが最大温度Tmaxを超えたときに燃料電池モジュール200を停止することにより、シール材9の損傷を好適に抑制できる。
For example, when the maximum temperature Tmax is set based on the heat resistant temperature of the sealing
また、本実施形態の制御装置8は、発電ユニット201の発電量に応じてブロア26,205を制御してもよく、この場合、発電量とブロア26,205の出力との関係をテーブル化して制御装置8に格納すればよい。例えば、このような発電量に応じた制御としては、発電量が大きい場合に発熱量が多いとしてブロア26の出力を増大する制御、及び、発電量が大きい場合に必要カソード空気量が増加するとしてブロア205の出力を増大する制御等が挙げられる。
Further, the
図5は、図2の燃料電池モジュールにおける排気部の変形例を示す拡大図である。図5に示すように、排気部21では、燃焼触媒23aに第1温度センサ223が設けられ、燃焼触媒23aの上流側に第2温度センサ224が設けられていてもよい。第1及び第2温度センサ223,224それぞれは、検出した温度T1,T2を制御装置8へそれぞれ出力する。
FIG. 5 is an enlarged view showing a modification of the exhaust part in the fuel cell module of FIG. As shown in FIG. 5, in the
これら第1及び第2温度センサ223,224の配置位置は限定されず、図示するように、第1温度センサ223は、排気部21の排気配管215内において燃焼触媒23aの下流側に設けられた温度センサ223aとしてもよいし、排気配管215の外壁面に設けられた温度センサ223bとしてもよい。また、第2温度センサ224は、筐体7における外壁面に設けられた温度センサ224aとしてもよいし、筐体7の内部空間に設けられた温度センサ224bとしてもよい。
The arrangement positions of the first and
この変形例では、図6(a)に示すように、第1温度センサ223により温度T1が、又は、第2温度センサ224により温度T2が検出された後、制御装置8により温度T1又は温度T2が最大温度Tmax以下であるか判定される(S11,S12)。温度T1又は温度T2が最大温度Tmax以下の場合、上記S11へ移行される一方、温度T1又は温度T2が最大温度Tmaxよりも大きい場合、燃料電池モジュール200が停止される(S13)。これにより、燃焼触媒23a内部又は下流の温度が最大温度Tmaxを超えたときに漏洩過剰と判断してシステムを停止させることができる。
In this modification, as shown in FIG. 6A, after the temperature T1 is detected by the
あるいは、図6(b)に示すように、第1温度センサ223により温度T1が、及び、第2温度センサ224により温度T2が検出された後、制御装置8により、温度T2から温度T1を減算した減算値が最大差分温度Tdmax以下であるか判定される(S21,S22)。当該減算値が最大差分温度Tdmax以下の場合、上記S21へ移行される一方、当該減算値が最大差分温度Tdmaxよりも大きい場合、燃料電池モジュール200が停止される(S23)。これにより、燃焼触媒23a内部又は下流の温度と、燃焼触媒23aの上流との温度差が最大差分温度Tdmaxを超えたときにシステムを停止させることができる。
Alternatively, as shown in FIG. 6B, after the temperature T1 is detected by the
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第2実施形態と異なる点について主に説明する。[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. In the description of the present embodiment, differences from the second embodiment will be mainly described.
図7は、第3実施形態に係る燃料電池モジュールを示す概略ブロック図である。図7に示すように、本実施形態の燃料電池モジュール300が上記第2実施形態と異なる点は、配管203及びブロア205(図2参照)を備えず、排気配管215の下流側がモジュール本体10に接続されている点である。このような本実施形態でも、上記実施形態と同様な効果が奏される。
FIG. 7 is a schematic block diagram showing a fuel cell module according to the third embodiment. As shown in FIG. 7, the
[第4実施形態]
次に、第4実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第3実施形態と異なる点について主に説明する。[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described. In the description of the present embodiment, differences from the third embodiment will be mainly described.
図8は、第4実施形態に係る燃料電池モジュールを示す概略ブロック図である。図8に示すように、本実施形態の燃料電池モジュール400が上記第3実施形態と異なる点は、ガス(空気を含む)を外部へ排気する配管401と、配管401の上流側に設けられた流量制御弁403と、を備えた点である。配管401は、排気配管215においてモジュール本体10よりも上流側の分岐部405に接続されている。
FIG. 8 is a schematic block diagram showing a fuel cell module according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 8, the
このような本実施形態でも、上記実施形態と同様な効果が奏される。また、本実施形態では、ブロア26により送気されて流通される空気がモジュール本体10で利用するカソード空気に対して多い場合、制御装置8により流量制御弁403が制御されて開状態とされ、これにより、余剰空気が外部へ排気される。
Even in this embodiment, the same effects as the above-described embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, when the air supplied and circulated by the
[第5実施形態]
次に、第5実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第3実施形態と異なる点について主に説明する。[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described. In the description of the present embodiment, differences from the third embodiment will be mainly described.
図9は、第5実施形態に係る燃料電池モジュールを示す概略ブロック図である。図9に示すように、本実施形態の燃料電池モジュール500が上記第3実施形態と異なる点は、空気を外部から流入させる配管501と、配管501上に設けられた補助ブロア503と、を備えた点である。配管501は、排気配管215においてモジュール本体10よりも上流側の分岐部505に接続されている。
FIG. 9 is a schematic block diagram showing a fuel cell module according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 9, the
このような本実施形態でも、上記実施形態と同様な効果が奏される。また、本実施形態では、ブロア26により送気されて流通される空気がモジュール本体10で利用するカソード空気に対して不足する場合、制御装置8により補助ブロア503が制御され、補助ブロア503によっても空気が配管501を介してモジュール本体10へ供給され、これにより、当該不足空気が補われる。
Even in this embodiment, the same effects as the above-described embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, when the air supplied and circulated by the
以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。 The preferred embodiments have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified without changing the gist described in each claim or applied to other embodiments. Also good.
例えば、図2、図7、図8及び図9は、筐体7の上部から酸化剤が導入され、下部から排ガスが導出されるようになっているが、これに限らない。断熱材6の内部において任意に酸化剤導入流路及び排ガス導出流路を形成してもよい。
For example, in FIGS. 2, 7, 8, and 9, the oxidizing agent is introduced from the upper part of the
また、図1、図2、図7、図8及び図9は、ブロア26から送気される空気が筐体7の右側面下部から導入され、上面左隅から導出されるようになっているが、これに限らない。筐体7における空気の導入口及び導出口は、空気が著しく滞留することなく断熱材6の周囲を流通するように設けられていればよい。例えば、導入口を筐体7の底壁部中央に設け、導出口を筐体7の上壁部中央に設けてもよい。あるいは、導入口を筐体の側壁面上方に設け、導出口を導入口が設けられた面に対向する側壁面下部に設けてもよい。
1, 2, 7, 8, and 9, air supplied from the
また、水気化器5の配置位置は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、モジュール本体10内の底部の排ガス流路に水気化器5が配置され、排ガスの熱が水気化器5で回収される構成としてもよい。
Further, the arrangement position of the
また、上記実施形態では、燃焼触媒23aの上流側及び下流側に設けられた一対の熱電対で温度検出部24が構成されているが、温度検出部24は、燃焼触媒23aの温度を直接検出するように当該燃焼触媒23aに直接設けられていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、排気部21及び吸気部22が筐体7にそれぞれ1つずつ設けられているが、これらは2つ以上筐体7設けられてもよく、少なくとも1つ筐体7に設けられていればよい。また、場合によっては、吸気部22が筐体7に設けられない構成や、排気部21及び吸気部22が筐体7に設けられない構成としてもよい。
In the above embodiment, one
また、上記実施形態では、吸気部22にブロア26が設けられているが、ブロア26に代えてファンを用いてもよく、空気を送気できるものであれば種々のものを用いることができる。また、ブロア26の配置位置は限定されず、吸気部22から排気部21に向けて外部から空気を流通させ得る位置に配置されればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、筐体7内又は排気部21における燃焼触媒23aの上流側に漏洩ガスを検知するガスセンサを設け、当該ガスセンサで漏洩ガスが検知されたときに、燃焼触媒23aが所定温度以上となるように制御装置8によりヒータ25をONにして燃焼触媒23aを加熱してもよい。また、燃焼触媒23a及びヒータ25は備えなくてもよい。
Further, in the above embodiment, a gas sensor that detects a leaked gas is provided in the
また、上記実施形態では、水素含有燃料として、純水素や水素富化ガス等の改質が不要なガスを供給することもできる。この場合、改質器2及び水気化器5等は省略可能となる。
In the above embodiment, a gas that does not require reforming, such as pure hydrogen or a hydrogen-enriched gas, can be supplied as the hydrogen-containing fuel. In this case, the
本発明によれば、外部へのガスの流出を確実に防止しつつ低コスト化を実現することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to realize cost reduction while reliably preventing outflow of gas to the outside.
1…燃料電池モジュール、2…改質器、3…セルスタック、6…断熱材、7…筐体、8…制御装置(第1〜第5制御部)、10…モジュール本体、21…排気部、22…吸気部、23…ガス処理部、23a…燃焼触媒、24…温度検出部、25…ヒータ(加熱部)、26…ブロア(送気部)、213…温度センサ、223…第1温度センサ(温度センサ)、224…第2温度センサ(温度センサ)、403…流量制御弁、503…補助ブロア(補助送気部)。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記モジュール本体を取り囲むように設けられた断熱材と、
気密構造を有し、前記モジュール本体及び前記断熱材を収容する筐体と、
前記筐体の内部に外部から空気を流入させるための吸気部と、
前記吸気部で流入させる空気とともに前記モジュール本体からの漏洩ガスを前記筐体外へ排気するための排気部と、
前記吸気部に設けられ、前記モジュール本体と前記筐体との間において前記吸気部から前記排気部に向けて前記空気が流通するように、当該空気を送気する送気部と、
少なくとも前記送気部の出力を制御する制御装置と、を備え、
前記排気部は、燃焼触媒を用いて前記漏洩ガスを処理するガス処理部を有し、
前記燃焼触媒の温度を検出する温度センサを備え、
前記制御装置は、前記温度センサで検出した前記燃焼触媒の温度が所定温度を超えた場合に燃料電池モジュールを停止させる、燃料電池モジュール。 A module body including at least a cell stack that generates power using the reformed gas; and
A heat insulating material provided to surround the module body;
A housing having an airtight structure and containing the module body and the heat insulating material;
An air intake for allowing air to flow into the housing from outside;
An exhaust part for exhausting leakage gas from the module main body together with air flowing in the intake part to the outside of the housing;
An air supply section that is provided in the intake section and supplies the air so that the air flows from the intake section toward the exhaust section between the module main body and the housing;
A control device that controls at least the output of the air supply unit ,
The exhaust unit has a gas processing unit that processes the leaked gas using a combustion catalyst,
A temperature sensor for detecting the temperature of the combustion catalyst;
The control device is a fuel cell module that stops the fuel cell module when the temperature of the combustion catalyst detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature .
前記モジュール本体を取り囲むように設けられた断熱材と、
気密構造を有し、前記モジュール本体及び前記断熱材を収容する筐体と、
前記筐体の内部に外部から空気を流入させるための吸気部と、
前記吸気部で流入させる空気とともに前記モジュール本体からの漏洩ガスを前記筐体外へ排気するための排気部と、
前記吸気部に設けられ、前記モジュール本体と前記筐体との間において前記吸気部から前記排気部に向けて前記空気が流通するように、当該空気を送気する送気部と、
少なくとも前記送気部の出力を制御する制御装置と、を備え、
前記排気部は、燃焼触媒を用いて前記漏洩ガスを処理するガス処理部を有し、
前記燃焼触媒の温度を検出する温度センサを備え、
前記温度センサは、前記燃焼触媒における上流側及び下流側の温度を検出し、
前記制御装置は、前記温度センサで検出した前記燃焼触媒における上流側及び下流側の温度の温度差が所定温度を越えた場合に燃料電池モジュールを停止させる、燃料電池モジュール。 A module body including at least a cell stack that generates power using the reformed gas; and
A heat insulating material provided to surround the module body;
A housing having an airtight structure and containing the module body and the heat insulating material;
An air intake for allowing air to flow into the housing from outside;
An exhaust part for exhausting leakage gas from the module main body together with air flowing in the intake part to the outside of the housing;
An air supply section that is provided in the intake section and supplies the air so that the air flows from the intake section toward the exhaust section between the module main body and the housing;
A control device that controls at least the output of the air supply unit,
The exhaust unit has a gas processing unit that processes the leaked gas using a combustion catalyst,
A temperature sensor for detecting the temperature of the combustion catalyst;
The temperature sensor detects the upstream and downstream temperatures of the combustion catalyst,
The control device stops the fuel cell module when a temperature difference between upstream and downstream temperatures of the combustion catalyst detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature .
前記制御装置は、前記燃焼触媒の温度が所定温度以上となるように前記加熱部の動作を制御する請求項1〜3の何れか一項記載の燃料電池モジュール。 A heating unit for heating the combustion catalyst;
The fuel cell module according to any one of claims 1 to 3 , wherein the control device controls the operation of the heating unit so that the temperature of the combustion catalyst becomes equal to or higher than a predetermined temperature.
前記制御装置は、前記送気部により送気する空気が前記モジュール本体で利用する空気に対して多い場合に、前記流量制御弁を開き、当該余剰空気を外部へ排気させる請求項6記載の燃料電池モジュール。 In the flow path for supplying the air exhausted from the exhaust part to the module body as an oxidant, a flow rate control valve provided on the downstream side of the exhaust part and the upstream side of the module body,
The fuel according to claim 6 , wherein the control device opens the flow control valve and exhausts the excess air to the outside when the air supplied by the air supply unit is larger than the air used in the module body. Battery module.
前記制御装置は、前記送気部により送気する空気が前記モジュール本体で利用する空気に対して不足する場合に、当該不足空気を補うように、前記補助送気部の出力を制御する請求項6又は7記載の燃料電池モジュール。 In a flow path for supplying air exhausted from the exhaust section to the module body as an oxidant, air flows into the flow path from the outside of the housing to the downstream side of the exhaust section and the upstream side of the module body. With an auxiliary air supply section
The said control apparatus controls the output of the said auxiliary air supply part so that the said short air may be supplemented when the air supplied by the said air supply part is insufficient with respect to the air utilized with the said module main body. 8. The fuel cell module according to 6 or 7 .
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011065897 | 2011-03-24 | ||
JP2011065897 | 2011-03-24 | ||
PCT/JP2012/057627 WO2012128368A1 (en) | 2011-03-24 | 2012-03-23 | Fuel-cell module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2012128368A1 JPWO2012128368A1 (en) | 2014-07-24 |
JP5916707B2 true JP5916707B2 (en) | 2016-05-11 |
Family
ID=46879505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013506044A Active JP5916707B2 (en) | 2011-03-24 | 2012-03-23 | Fuel cell module |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5916707B2 (en) |
WO (1) | WO2012128368A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3648215A4 (en) * | 2017-06-30 | 2021-03-17 | Dainichi Co., Ltd. | Fuel cell device |
WO2024104596A1 (en) * | 2022-11-18 | 2024-05-23 | Volvo Truck Corporation | A hydrogen removal arrangement for a fuel cell system |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6409413B2 (en) * | 2014-08-25 | 2018-10-24 | 三浦工業株式会社 | Fuel cell system |
JP2016072054A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | アイシン精機株式会社 | Fuel cell module and fuel cell system |
JP6725641B2 (en) * | 2016-03-09 | 2020-07-22 | 株式会社東芝 | Storage container for solid oxide electrolytic cell stack, hydrogen production system, power storage system |
JP6635855B2 (en) * | 2016-03-31 | 2020-01-29 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell system |
JP6803547B2 (en) * | 2016-04-28 | 2020-12-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | How to operate high temperature operation type fuel cell system and high temperature operation type fuel cell system |
AT518955B1 (en) * | 2016-08-02 | 2020-01-15 | Avl List Gmbh | Generator unit with a fuel cell device, vehicle with such a generator unit and method for monitoring a generator unit |
EP3660965B1 (en) | 2017-07-28 | 2021-05-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell system |
AT525203B1 (en) * | 2021-07-06 | 2023-03-15 | Avl List Gmbh | Fuel cell system with a recombination device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11130406A (en) * | 1997-10-23 | 1999-05-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device for selectively removing carbon monoxide and formation of catalytic body |
JP2002093435A (en) * | 2000-09-12 | 2002-03-29 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell unit |
JP2008210628A (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Kyocera Corp | Fuel cell device |
JP2010238472A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
JP2011019646A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Interman Corp | Water-washing air cleaner |
JP2011034701A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0831436A (en) * | 1994-07-13 | 1996-02-02 | Toshiba Corp | Package type fuel cell power generation plant |
JP4325216B2 (en) * | 2003-02-20 | 2009-09-02 | 日産自動車株式会社 | Control device for fuel cell plant |
JP2008108667A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | Fuel cell system |
JP5063126B2 (en) * | 2007-02-01 | 2012-10-31 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
JP5201848B2 (en) * | 2007-02-26 | 2013-06-05 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
JP2010272288A (en) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
-
2012
- 2012-03-23 WO PCT/JP2012/057627 patent/WO2012128368A1/en active Application Filing
- 2012-03-23 JP JP2013506044A patent/JP5916707B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11130406A (en) * | 1997-10-23 | 1999-05-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device for selectively removing carbon monoxide and formation of catalytic body |
JP2002093435A (en) * | 2000-09-12 | 2002-03-29 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell unit |
JP2008210628A (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Kyocera Corp | Fuel cell device |
JP2010238472A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
JP2011019646A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Interman Corp | Water-washing air cleaner |
JP2011034701A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3648215A4 (en) * | 2017-06-30 | 2021-03-17 | Dainichi Co., Ltd. | Fuel cell device |
US11228046B2 (en) | 2017-06-30 | 2022-01-18 | Dainichi Co., Ltd. | Fuel cell device |
WO2024104596A1 (en) * | 2022-11-18 | 2024-05-23 | Volvo Truck Corporation | A hydrogen removal arrangement for a fuel cell system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2012128368A1 (en) | 2014-07-24 |
WO2012128368A1 (en) | 2012-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5916707B2 (en) | Fuel cell module | |
JP6472638B2 (en) | Combined power generation system, control device and method thereof, and program | |
JP5190561B2 (en) | Power generation system and operation method thereof | |
WO2009096221A1 (en) | Indirect internally reforming solid oxide fuel cell and a method of stopping same | |
JP5852011B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2009295380A (en) | Shutdown method of indirect internal reforming solid oxide fuel cell | |
WO2012081205A1 (en) | Electricity-generation system and method for operating same | |
WO2012081206A1 (en) | Power generating system and method of operating same | |
JP6114197B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5756327B2 (en) | Fuel cell module | |
JP2011018534A (en) | Fuel cell system | |
JPWO2012161217A1 (en) | Fuel cell system | |
JP5291915B2 (en) | Indirect internal reforming type solid oxide fuel cell and operation method thereof | |
JP5777433B2 (en) | Fuel cell power generation system and manufacturing method thereof | |
JP5461834B2 (en) | Method for stopping indirect internal reforming solid oxide fuel cell | |
JP6290729B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2008251447A (en) | Drain treatment device of fuel cell power generation device | |
WO2012141305A1 (en) | Fuel cell module | |
WO2012091120A1 (en) | Fuel cell system | |
JP5946730B2 (en) | Fuel cell module | |
JP6165562B2 (en) | Fuel cell power generation system and manufacturing method thereof | |
JP5103047B2 (en) | Vaporizer, hydrogen production device and fuel cell system | |
JP5763396B2 (en) | Fuel cell module | |
JP5890223B2 (en) | Fuel cell system | |
JP6224329B2 (en) | Fuel cell system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141215 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150901 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151028 |
|
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: 20160322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160405 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5916707 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |