JP6198984B1 - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
Description
従来の燃料電池システムでは、冷媒の冷却効率を向上するために、ラジエータに送風するラジエータファンを必要としていたが、請求項1に記載の燃料電池システムでは、筐体内の熱気を排出する排気用換気ファンを稼動することで、換気口から外気が導入され、導入された外気を冷媒タンクの放熱部に当てることで冷媒の冷却効率を向上させることができる。即ち、筐体内の熱気を排出する排気用換気ファンが、ラジエータファンの役目もするので、ラジエータファンを必要とせず、システムのシンプル化、及びコンパクト化を図ることができる。また、請求項1に記載の燃料電池システムでは、ラジエータファンが無い事で、ラジエータファンに起因した騒音の発生も無い。
請求項2に記載の燃料電池システムは、燃料ガスと改質水とを供給して発電を行う燃料電池と、前記燃料電池の排気と冷媒との間で熱交換を行う排気熱交換器と、前記排気熱交換器へ供給する前記冷媒を貯留し、外面の一部にタンク表面が露出した放熱部を有する冷媒タンクと、前記冷媒タンクと前記排気熱交換器との間で前記冷媒を循環させる配管と、前記配管に前記冷媒を循環させる熱回収ポンプと、前記燃料電池、前記排気熱交換器、前記冷媒タンク、前記配管、及び前記熱回収ポンプを収納する筐体と、前記筐体内の空気に外気を導入して前記放熱部に送風を行う外気導入換気ファンと、前記筐体に形成され、前記筐体内の空気を外部に排出する排気用換気口と、を有し、前記放熱部は、前記外気導入換気ファンと前記排気用換気口との間の空気の流れる部分に配置されている。
従来の燃料電池システムでは、冷媒の冷却効率を向上するために、ラジエータに送風するラジエータファンを必要としていたが、請求項2に記載の燃料電池システムでは、筐体外の外気を導入する外気導入換気ファンを稼動することで外気が冷媒タンクの放熱部に当たり、冷媒の冷却効率を向上させることができる。即ち、外気導入換気ファンが、ラジエータファンの役目もするので、ラジエータファンを必要とせず、システムのシンプル化、及びコンパクト化を図ることができる。なお、筐体内の空気は排気用換気口から外部に排出される。請求項2に記載の燃料電池システムでは、ラジエータファンが無い事で、ラジエータファンに起因した騒音の発生も無い。
冷媒タンク付き燃料電池ユニット12は、筐体16の内部に、発電を行うと共に排ガスを排出する発電部17、排ガスによって冷媒W2を加熱する冷媒加熱部19、及び冷媒W2によって上水を加熱する上水加熱部21が設けられている。
1/2O2+2e− →O2− ・・・(1)
H2 +O2− →H2O+2e− ・・・(2)
CO+O2− →CO2+2e− ・・・(3)
本実施形態のバックアップ熱源機ユニット14は、冷媒タンク付き燃料電池ユニット12から供給された湯を更に加熱して排出可能とした潜熱回収型の熱源機(一般的に潜熱回収型ガス給湯器とも呼ばれる)である。潜熱回収型の熱源機は、バーナ100の排気中の水蒸気を水(凝縮水)にすることにより、排気中の潜熱を回収して、熱効率を向上させたタイプの熱源機である。図1に示すように、バックアップ熱源機ユニット14の第1の筐体93の内部には、二次熱交換器91、一次熱交換器94、冷媒タンク付き燃料電池ユニット12からの湯を二次熱交換器91、一次熱交換器94に供給する配管96、一次熱交換器94を加熱する加熱装置としてのバーナ100、バーナ100に燃料ガスを供給する燃料ガス管102、熱交換器94を通った湯を排出する配管98、配管96の途中に接続された分岐管104と配管98とに接続された混合弁106、混合弁106から湯を排出する配管108、排出される湯の温度を計測する温度センサ109、制御装置110等が設けられている。制御装置110は、混合弁106、バーナ100へ送る燃料ガスの流量調整弁(図示せず)等の電装部品を制御する。
また、冷媒タンク付き燃料電池ユニット12の上水排出配管64とバックアップ熱源機ユニット14の配管96とは、接続配管114で接続されている。さらに、バックアップ熱源機ユニット14の配管108には、住宅の水機器に向けて湯を送る配管116が接続されている。
次に、本実施形態の燃料電池システム10の動作について説明する。
第一実施形態に係る燃料電池システム10では、改質触媒72から燃料ガスが燃料電池スタック76の燃料極78に供給されると共に、空気ブロワ86が作動して酸化ガス管88から酸化ガスとしての空気が燃料電池スタック76の空気極84に供給されると、この燃料電池スタック76において燃料ガス及び酸化ガスが反応し発電する。
以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
16 筐体
30 冷媒タンク
31 排気熱交換器
36 第1送出し側配管(送出し側配管、配管)
38 第1戻し側配管(戻し側配管、配管)
40 熱回収ポンプ
81 燃料電池セル(燃料電池)
140 換気ファン(排気用換気ファン、外気導入換気ファン)
142 換気口(外気導入用換気口、排気用換気口)
144 断熱材
148 放熱部
Claims (3)
- 燃料ガスと改質水とを供給して発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池の排気と冷媒との間で熱交換を行う排気熱交換器と、
前記排気熱交換器へ供給する前記冷媒を貯留し、外面の一部にタンク表面が露出した放熱部を有する冷媒タンクと、
前記冷媒タンクと前記排気熱交換器との間で前記冷媒を循環させる配管と、
前記配管に前記冷媒を循環させる熱回収ポンプと、
前記燃料電池、前記排気熱交換器、前記冷媒タンク、前記配管、及び前記熱回収ポンプを収納する筐体と、
前記筐体に形成され、前記筐体内に外気を導入可能とする外気導入用換気口と、
前記筐体内の空気を外部へ排出する排気用換気ファンと、
を有し、
前記放熱部は、前記外気導入用換気口と前記排気用換気ファンとの間の空気の流れる部分に配置されている、燃料電池システム。 - 燃料ガスと改質水とを供給して発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池の排気と冷媒との間で熱交換を行う排気熱交換器と、
前記排気熱交換器へ供給する前記冷媒を貯留し、外面の一部にタンク表面が露出した放熱部を有する冷媒タンクと、
前記冷媒タンクと前記排気熱交換器との間で前記冷媒を循環させる配管と、
前記配管に前記冷媒を循環させる熱回収ポンプと、
前記燃料電池、前記排気熱交換器、前記冷媒タンク、前記配管、及び前記熱回収ポンプを収納する筐体と、
前記筐体内の空気に外気を導入して前記放熱部に送風を行う外気導入換気ファンと、
前記筐体に形成され、前記筐体内の空気を外部に排出する排気用換気口と、
を有し、
前記放熱部は、前記外気導入換気ファンと前記排気用換気口との間の空気の流れる部分に配置されている、燃料電池システム。 - 前記冷媒タンクは、前記放熱部よりも上側が断熱材で覆われており、
前記配管は、前記排気熱交換器よりも上流側の端部が前記冷媒タンクの下側に接続されて冷媒タンク内の下側の前記冷媒を取り込み、前記排気熱交換器よりも下流側の端部が前記冷媒タンクの上側に接続されて前記排気熱交換器を通過した前記冷媒を前記冷媒タンクの上側に排出する、請求項1または請求項2に記載の燃料電池システム。
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