JP6304601B2 - 燃料電池コージェネレーションシステム - Google Patents
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Description
発明者らは、図8の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、筐体116内で可燃ガスの漏洩が発生した場合の可燃ガス処理について鋭意検討し、以下の知見を得た。
図1は、第1実施形態の燃料電池コージェネレーションシステムの概略構成の一例を示す図である。図1(a)は、燃料電池コージェネレーションシステムの側面図である。図1(b)は、燃料電池コージェネレーションシステムの正面図である。図1(c)は、燃料電池コージェネレーションシステムの上面図である。また、便宜上、図1(以下の図2−図7も同じ)では、重力が作用する上下方向(鉛直方向)、本上下方向に直交する前後方向及び左右方向が取られており、筐体16内の構成が模式的に示されている。
第1実施形態の第1変形例の燃料電池コージェネレーションシステムは、第1実施形態の第1−第9のいずれかの態様の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、筐体内を、蓄熱タンクが配置された領域と放熱が必要な部材が配置された領域とに完全に、又は部分的に、仕切る内壁を備える。
図2は、第1実施形態の第1変形例の燃料電池コージェネレーションシステムの概略構成の一例を示す図である。図2(a)は、燃料電池コージェネレーションシステムの側面図である。図2(b)は、燃料電池コージェネレーションシステムの正面図である。図2(c)は、燃料電池コージェネレーションシステムの上面図である。
第1実施形態の第2変形例の燃料電池コージェネレーションシステムは、第1実施形態の第1−第9のいずれかの態様、又は、第1実施形態の第1変形例の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、放熱器が、換気器の給気孔よりも下方の筐体内に設けられている。
図3は、第1実施形態の第2変形例の燃料電池コージェネレーションシステムの概略構成の一例を示す図である。図3(a)は、燃料電池コージェネレーションシステムの側面図である。図3(b)は、燃料電池コージェネレーションシステムの正面図である。図3(c)は、燃料電池コージェネレーションシステムの上面図である。
第2実施形態の燃料電池コージェネレーションシステムは、第1実施形態の第1−第5のいずれかの態様の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、筐体は、設置面から鉛直に立設する箱形に構成され、放熱器の給気孔及び排気孔と換気器の排気孔とが、筐体の同一の鉛直平面に形成され、換気器の給気孔が、筐体の他の鉛直平面に形成されており、筐体の同一の鉛直平面は、筐体内の部材のメンテナンスに使用する開閉可能なメンテナンス面である。
図4は、第2実施形態の燃料電池コージェネレーションシステムの概略構成の一例を示す図である。図4(a)は、燃料電池コージェネレーションシステムの側面図である。図4(b)は、燃料電池コージェネレーションシステムの正面図である。図4(c)は、燃料電池コージェネレーションシステムの上面図である。
第2実施形態の変形例の燃料電池コージェネレーションシステムは、第2実施形態の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、放熱器が、換気器の給気孔よりも下方の筐体内に設けられている。
図5は、第2実施形態の変形例の燃料電池コージェネレーションシステムの概略構成の一例を示す図である。図5(a)は、燃料電池コージェネレーションシステムの側面図である。図5(b)は、燃料電池コージェネレーションシステムの正面図である。図5(c)は、燃料電池コージェネレーションシステムの上面図である。
第3実施形態の燃料電池コージェネレーションシステムは、第1実施形態の第1−第5のいずれかの態様の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、筐体は、設置面から鉛直に立設する箱形に構成され、放熱器の排気孔と換気器の排気孔とが、筐体の同一の鉛直平面に形成され、放熱器の給気孔と換気器の給気孔とが、筐体の他の鉛直平面に形成されており、筐体の同一の鉛直平面は、筐体内の部材のメンテナンスに使用する開閉可能なメンテナンス面である。
図6は、第3実施形態の燃料電池コージェネレーションシステムの概略構成の一例を示す図である。図6(a)は、燃料電池コージェネレーションシステムの側面図である。図6(b)は、燃料電池コージェネレーションシステムの正面図である。図6(c)は、燃料電池コージェネレーションシステムの上面図である。
第3実施形態の変形例の燃料電池コージェネレーションシステムは、第3実施形態の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、放熱器が、換気器の給気孔よりも下方の筐体内に設けられている。
図7は、第3実施形態の変形例の燃料電池コージェネレーションシステムの概略構成の一例を示す図である。図7(a)は、燃料電池コージェネレーションシステムの側面図である。図7(b)は、燃料電池コージェネレーションシステムの正面図である。図7(c)は、燃料電池コージェネレーションシステムの上面図である。
10A :燃料電池
11 :蓄熱タンク
12 :放熱器
12A :排気孔
12B :ファン
12C :給気孔
12D :フード
13 :部材
13A :インバータ回路
13B :制御器
13C :精密機械部品
15 :換気器
15A :排気孔
15B :ファン
15C :給気孔
16 :筐体
16A :鉛直平面
16B :鉛直平面
20 :熱交換器
30 :内壁
40 :境界直線
50 :設置面
100 :燃料電池コージェネレーションシステム
200 :右側領域
300 :左側領域
Claims (16)
- 水素含有ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットの発電時に排出される熱を回収する熱媒体を蓄える蓄熱タンクと、
前記燃料電池ユニット及び前記蓄熱タンクを収容する筐体と、
前記筐体内を換気する換気器と、
前記蓄熱タンクが満蓄であるとき、前記燃料電池ユニットの発電時に排出される熱を放熱する放熱器と、
を備え、
前記筐体内において、前記放熱器の空冷に用いる空気と前記換気器の換気に用いる空気とが、分離するように、前記放熱器の空冷に用いる空気の流路が独立に構成されている燃料電池コージェネレーションシステム。 - 前記放熱器の風量は、前記換気器の風量より多い請求項1に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
- 前記蓄熱タンクの熱媒体が流れる熱媒体経路は前記放熱器を通過しており、前記放熱器の空冷に用いる空気は、前記熱媒体のみと熱交換を行う、請求項1又は2に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
- 前記放熱器は、前記筐体に設けられた給気孔及び排気孔と、前記筐体内において、前記給気孔から前記排気孔へと至る前記空気の流路を形成するフードとを備える請求項1−3のいずれかに記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
- 前記筐体内において、前記蓄熱タンクと放熱が必要な部材とが区分して配置され、
前記放熱が必要な部材が配置された領域において、前記放熱が必要な部材よりも下方の前記筐体に前記換気器の給気孔が設けられ、前記放熱が必要な部材よりも上方の前記筐体に前記換気器の排気孔が設けられ、
前記放熱が必要な部材が、前記給気孔から前記排気孔に向かう空気の流通経路上に設けられている請求項1−4のいずれかに記載の燃料電池コージェネレーションシステム。 - 前記蓄熱タンクが配置された領域に、前記燃料電池ユニットとしての高分子電解質形燃料電池のセルスタック又は固体酸化物形燃料電池のホットモジュール、あるいは、原料ガスを用いて前記水素含有ガスを生成する改質器が、設けられている請求項5に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
- 前記放熱が必要な部材は、前記燃料電池ユニットの発電電力を商用電力に系統連系可能に電力変換するインバータ回路、又は、前記燃料電池コージェネレーションシステムを制御する制御器、又は、前記熱媒体の送出に用いる精密機械部品である、請求項5に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
- 前記筐体は、設置面から鉛直に立設する箱形に構成され、
前記放熱器の給気孔及び排気孔と前記換気器の給気孔及び排気孔とが、前記筐体の同一の鉛直平面に形成されている請求項1−7のいずれかに記載の燃料電池コージェネレーションシステム。 - 前記筐体の同一の鉛直平面は、前記筐体内の部材のメンテナンスに使用する開閉可能なメンテナンス面である請求項8に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
- 前記放熱器は、側面視において、前記換気器の給気孔の中心と前記換気器の排気孔の中心を結ぶ直線上に配置されている請求項1−9のいずれかに記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
- 前記燃料電池ユニットが、固体酸化物型燃料電池を備える請求項1−10のいずれかに記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
- 前記筐体内を、前記蓄熱タンクが配置された領域と前記放熱が必要な部材が配置された領域とに完全に、又は部分的に、仕切る内壁を備える請求項1−11のいずれかに記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
- 前記筐体は、設置面から鉛直に立設する箱形に構成され、
前記放熱器の給気孔及び排気孔と前記換気器の排気孔とが、前記筐体の同一の鉛直平面に形成され、前記換気器の給気孔が、前記筐体の他の鉛直平面に形成されており、
前記筐体の同一の鉛直平面は、前記筐体内の部材のメンテナンスに使用する開閉可能なメンテナンス面である請求項1−7のいずれかに記載の燃料電池コージェネレーションシステム。 - 前記筐体は、設置面から鉛直に立設する箱形に構成され、
前記放熱器の排気孔と前記換気器の排気孔とが、前記筐体の同一の鉛直平面に形成され、前記放熱器の給気孔と前記換気器の給気孔とが、前記筐体の他の鉛直平面に形成されており、
前記筐体の同一の鉛直平面は、前記筐体内の部材のメンテナンスに使用する開閉可能なメンテナンス面である請求項1−7のいずれかに記載の燃料電池コージェネレーションシステム。 - 前記放熱器が前記換気器の給気孔よりも下方の前記筐体に設けられている請求項1−14のいずれかに記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
- 水素含有ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットの発電時に排出される熱を回収する熱媒体を蓄える蓄熱タンクと、
前記燃料電池ユニット及び前記蓄熱タンクを収容する筐体と、
前記筐体内を、前記酸化剤ガス以外の空気により換気する換気器と、
前記蓄熱タンクが満蓄であるとき、前記燃料電池ユニットの発電時に排出される熱を放熱する放熱器と、
を備え、
前記筐体内において、前記放熱器の空冷に用いる空気と前記換気器の換気に用いる空気とが、分離するように、前記放熱器の空冷に用いる空気の流路が独立に構成されている燃料電池コージェネレーションシステム。
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