JPH03108267A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPH03108267A JPH03108267A JP1244927A JP24492789A JPH03108267A JP H03108267 A JPH03108267 A JP H03108267A JP 1244927 A JP1244927 A JP 1244927A JP 24492789 A JP24492789 A JP 24492789A JP H03108267 A JPH03108267 A JP H03108267A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、燃料電池本体に供給される水素と空気（酸素
）とを反応させて発電する燃料電池発電装置に関する。
）とを反応させて発電する燃料電池発電装置に関する。
（従来の技術）
斯かる燃料電池発電装置は既に公知てあり、その燃料電
池本体では水素と酸素との反応によって電気及び水が生
成されるか、反応は約２００°Ｃの高温下で行なわれる
。
池本体では水素と酸素との反応によって電気及び水が生
成されるか、反応は約２００°Ｃの高温下で行なわれる
。
（発明が解決しようとする課題）
燃料電池発電装置には燃料電池本体に酸素を供給するた
めの空気通路か設けられるか、この空気通路中を流れる
空気は反応熱によって加熱されてその密度が小さくなる
ために通路中を上昇しようとする。
めの空気通路か設けられるか、この空気通路中を流れる
空気は反応熱によって加熱されてその密度が小さくなる
ために通路中を上昇しようとする。
ところで、従来の燃料電池発電装置にあっては、空気を
確実に燃料電池本体に供給するために通路を大きくして
流路抵抗を下げるか、送風機を大型化して空気の流れを
確保していた。
確実に燃料電池本体に供給するために通路を大きくして
流路抵抗を下げるか、送風機を大型化して空気の流れを
確保していた。
しかしながら、空気通路自体或いはこれに設けられる送
風機やバルブか大型化、高重量化したり、消費電力が大
きくなるという問題があった。
風機やバルブか大型化、高重量化したり、消費電力が大
きくなるという問題があった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものて、その目的と
する処は、燃料電池本体への空気の供給を妨げることな
く通路、送風機、バルブ等の小型化、軽量化及び省エネ
ルギー化を図ることかてきる燃料電池発電装置を提供す
るにある。
する処は、燃料電池本体への空気の供給を妨げることな
く通路、送風機、バルブ等の小型化、軽量化及び省エネ
ルギー化を図ることかてきる燃料電池発電装置を提供す
るにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成すべく本発明は、燃料電池本体に供給さ
れる水素と空気とを反応させて発電する燃料電池発電装
置において、空気側の吸気口から排気口までの通路構成
か全体として下方から上方へ向かう空気の流れを形成す
るようにしたことをその特徴とする。
れる水素と空気とを反応させて発電する燃料電池発電装
置において、空気側の吸気口から排気口までの通路構成
か全体として下方から上方へ向かう空気の流れを形成す
るようにしたことをその特徴とする。
（作用）
本発明によれば、反応熱によって加熱され、その密度が
小さくなった空気の上昇力を利用することにより、燃料
電池本体への空気の供給を妨げることなく空気通路に接
続される送風機、バルブ等を小型化、軽量化することか
できるとともに、送風機等の消費電力を節減して省エネ
ルギー化を図ることができる。
小さくなった空気の上昇力を利用することにより、燃料
電池本体への空気の供給を妨げることなく空気通路に接
続される送風機、バルブ等を小型化、軽量化することか
できるとともに、送風機等の消費電力を節減して省エネ
ルギー化を図ることができる。
（実施例）
以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。
。
第１図は本発明に係る燃料電池発電装置の側面図、第２
図は同装置の平面図、第３図は同装置の構成を示すブロ
ック図である。
図は同装置の平面図、第３図は同装置の構成を示すブロ
ック図である。
先ず、燃料電池発電装置の基本構成を第３図に基づいて
説明するに、同図中、ｌは水素を生成する改質装置、２
は水素と空気（酸素）とを反応させて発電を行なう燃料
電池本体、３は燃料電池本体２に充電可能に併設された
蓄電池、４は燃料電池本体２と蓄電池３に接続された負
荷である。
説明するに、同図中、ｌは水素を生成する改質装置、２
は水素と空気（酸素）とを反応させて発電を行なう燃料
電池本体、３は燃料電池本体２に充電可能に併設された
蓄電池、４は燃料電池本体２と蓄電池３に接続された負
荷である。
前記改質装置ｌは、液体原料気化用の蒸発器５と、気化
した原料ガスを反応させる反応槽６を有し、これらの下
方には加熱用の２種類のバーナ７ｍ、７ｈを備えている
。尚、一方のバーナ７ｍはメタノールを燃料とするもの
であり、他方のバーナ７ｈは余剰水素を燃料とするもの
である。
した原料ガスを反応させる反応槽６を有し、これらの下
方には加熱用の２種類のバーナ７ｍ、７ｈを備えている
。尚、一方のバーナ７ｍはメタノールを燃料とするもの
であり、他方のバーナ７ｈは余剰水素を燃料とするもの
である。
そして、改質装置ｌの下部には、該改質装置ｌ内に空気
を供給するための送風機１１が接続されている。
を供給するための送風機１１が接続されている。
又、第３図中、８は燃焼用の燃料（メタノール）を貯留
した燃料タンクであり、燃料は該燃料タンク８から供給
ポンプ９によってバルブ１０を介して前記バーナ７ｍに
供給され、ここで前記送風機１１から供給される空気に
よって燃焼せしめられ、この燃焼によって生じた加熱ガ
スによって改質装置ｌの前記蒸発器５及び反応槽６の加
熱が行なわれる。
した燃料タンクであり、燃料は該燃料タンク８から供給
ポンプ９によってバルブ１０を介して前記バーナ７ｍに
供給され、ここで前記送風機１１から供給される空気に
よって燃焼せしめられ、この燃焼によって生じた加熱ガ
スによって改質装置ｌの前記蒸発器５及び反応槽６の加
熱が行なわれる。
一方、第３図中、１２は反応用の液体原料（メタノール
と水との混合液）を貯留した原料タンクであり、液体原
料は供給ポンプ１３によってバルブ１４を介して改質袋
こｌの前記蒸発器５に供給され、蒸発器５で気化された
後、前記反応槽６で反応して水素主体の改質ガスに変え
られる。そして、この改質ガスは、供給管１５．３３に
より貯留タンク１６及びバルブ１７を経て前記燃料電池
本体２に供給される。
と水との混合液）を貯留した原料タンクであり、液体原
料は供給ポンプ１３によってバルブ１４を介して改質袋
こｌの前記蒸発器５に供給され、蒸発器５で気化された
後、前記反応槽６で反応して水素主体の改質ガスに変え
られる。そして、この改質ガスは、供給管１５．３３に
より貯留タンク１６及びバルブ１７を経て前記燃料電池
本体２に供給される。
而して、貯留タンク１６では改質ガスが一時的に貯溜さ
れ、その所定量が燃・料電池本体２に供給され、余剰の
改質ガスはリリーフ弁１８又は／及びバイパス弁１９を
介して前記バーナ７ｈに環流され、燃焼に供される。尚
、バーナ７ｈには、燃料電池本体２で未反応のまま管路
３４に排出された余剰の水素ガスも、水蒸気回収機能を
有するリクレイマ２０及びバルブ２１を経て供給される
。
れ、その所定量が燃・料電池本体２に供給され、余剰の
改質ガスはリリーフ弁１８又は／及びバイパス弁１９を
介して前記バーナ７ｈに環流され、燃焼に供される。尚
、バーナ７ｈには、燃料電池本体２で未反応のまま管路
３４に排出された余剰の水素ガスも、水蒸気回収機能を
有するリクレイマ２０及びバルブ２１を経て供給される
。
一方、燃料電池本体２において、水素と反応させる空気
は送風機２２からバルブ２３を介して供給されるが、送
風Ｊａ２２の上流側には四方弁２４が接続され、この四
方弁２４によって大気中の低温空気と改質装置ｌｌの高
温空気の何れか一方が適宜選択されて燃料電池本体２に
導入される。尚、燃料電池本体２で反応に供せられなか
った余剰の空気は、バルブ２５を介して大気中に排出さ
れる。
は送風機２２からバルブ２３を介して供給されるが、送
風Ｊａ２２の上流側には四方弁２４が接続され、この四
方弁２４によって大気中の低温空気と改質装置ｌｌの高
温空気の何れか一方が適宜選択されて燃料電池本体２に
導入される。尚、燃料電池本体２で反応に供せられなか
った余剰の空気は、バルブ２５を介して大気中に排出さ
れる。
ところで、燃料電池本体２は、発電電力を外部の負荷４
に供給するよう接続されるが、これにはその補助電源と
して前記蓄電池３が並列に接続され、この蓄電池３は燃
料電池本体２によって充電されるようになっている。そ
して、燃料電池本体２及び蓄電池゛３にはシステム用の
補＠２６が接続されている。
に供給するよう接続されるが、これにはその補助電源と
して前記蓄電池３が並列に接続され、この蓄電池３は燃
料電池本体２によって充電されるようになっている。そ
して、燃料電池本体２及び蓄電池゛３にはシステム用の
補＠２６が接続されている。
又、第３図中、３０は負荷４に対する電流をＯＮ、ＯＦ
Ｆする手動の負荷スイッチであり。
Ｆする手動の負荷スイッチであり。
３１は燃料電池本体２及び／又は蓄電池３に異常が発生
した場合にＯＦＦ動作する保護スイッチである。そして
１図示の電気回路には、燃料電池本体２の出力電流ＩＣ
を検知する′電流センサ２８、蓄電池３の端子電圧ＶＢ
を検知する電圧センサ２７等か接続されている。
した場合にＯＦＦ動作する保護スイッチである。そして
１図示の電気回路には、燃料電池本体２の出力電流ＩＣ
を検知する′電流センサ２８、蓄電池３の端子電圧ＶＢ
を検知する電圧センサ２７等か接続されている。
又、第３図において３２は記憶部、演算部等を有するマ
イクロコンピュータから成る制御部であり、該制御部３
２は前記ポンプ９，１３や送風機１１．２２に対して回
転数制御信号を出力する他、バルブ１０，１４，１７，
１９，２１゜２３．２４，２５、保護スイッチ３１等に
制御信号を出力する。そして、この制御部３２には、前
記電圧センサ２７、電流センサ２８からの蓄電池３の端
子電圧ＶＢ、燃料電池本体２の出力電流ＩＣの検出信号
や、温度センサ４１，４２゜４３．４４からの反応槽温
度、バーナ温度、燃料電池反応温度、雰囲気温度等の検
出信号か入力される。
イクロコンピュータから成る制御部であり、該制御部３
２は前記ポンプ９，１３や送風機１１．２２に対して回
転数制御信号を出力する他、バルブ１０，１４，１７，
１９，２１゜２３．２４，２５、保護スイッチ３１等に
制御信号を出力する。そして、この制御部３２には、前
記電圧センサ２７、電流センサ２８からの蓄電池３の端
子電圧ＶＢ、燃料電池本体２の出力電流ＩＣの検出信号
や、温度センサ４１，４２゜４３．４４からの反応槽温
度、バーナ温度、燃料電池反応温度、雰囲気温度等の検
出信号か入力される。
ところで、燃料電池本体２での反応条件温度は約２００
℃であるため、装置のスタートアップ時には、送風機１
１から改質装置１へ供給され、バーナ７ｍ、７ｈにて加
熱された高温空気が四方弁２４、送風機２２及びバルブ
２３を経て燃料電池本体２に供給される。
℃であるため、装置のスタートアップ時には、送風機１
１から改質装置１へ供給され、バーナ７ｍ、７ｈにて加
熱された高温空気が四方弁２４、送風機２２及びバルブ
２３を経て燃料電池本体２に供給される。
一方、燃料電池本体２ての反応は発熱反一応であるため
、連続運転中は大気中の低温空気が燃料電池本体２に供
給され、この低温空気によって燃料電池本体２か冷却さ
れる。尚、これらの高温空気、低温空気の燃料電池本体
２への供給の切り換えは、制御部３２による四方弁２４
の切り換え動作によってなされる。
、連続運転中は大気中の低温空気が燃料電池本体２に供
給され、この低温空気によって燃料電池本体２か冷却さ
れる。尚、これらの高温空気、低温空気の燃料電池本体
２への供給の切り換えは、制御部３２による四方弁２４
の切り換え動作によってなされる。
而して、本実施例ては、高温空気、低温空気を燃料電池
本体２に供給し、且つ燃料電池本体２で反応に供せられ
なかった余剰空気を排出するための空気通路（図示せず
）は、第１図及び第２図ににおいて実線矢印Ａ、Ｂにて
示すような全体として下方から上方へ向かう空気の流れ
（アップフロー）を実現するような構成か採られている
。
本体２に供給し、且つ燃料電池本体２で反応に供せられ
なかった余剰空気を排出するための空気通路（図示せず
）は、第１図及び第２図ににおいて実線矢印Ａ、Ｂにて
示すような全体として下方から上方へ向かう空気の流れ
（アップフロー）を実現するような構成か採られている
。
上記のような空気通路構成を採用すると、空気通路を通
過する空気は、改質装置ｌ内のバーナ７ｍ、７ｈによっ
て、或いは燃料電池本体２での反応熱によって加熱され
てその密度か小さくなるため、空気通路に沿って下方か
ら上方に抵抗なくスムーズに流れる。この結果、空気流
の空気通路内での圧力損失か最小限に抑えられ、改質装
置ｌに接続された送風機１１や空気通路に接続された送
風機２２、バルブ２３．２５の容量を小さくしてこれら
の小型化、軽量化を図ることがてきるとともに、送風機
１１．２２の駆動に要する電力等を節減して省エネルギ
ー化を図ることもできる。
過する空気は、改質装置ｌ内のバーナ７ｍ、７ｈによっ
て、或いは燃料電池本体２での反応熱によって加熱され
てその密度か小さくなるため、空気通路に沿って下方か
ら上方に抵抗なくスムーズに流れる。この結果、空気流
の空気通路内での圧力損失か最小限に抑えられ、改質装
置ｌに接続された送風機１１や空気通路に接続された送
風機２２、バルブ２３．２５の容量を小さくしてこれら
の小型化、軽量化を図ることがてきるとともに、送風機
１１．２２の駆動に要する電力等を節減して省エネルギ
ー化を図ることもできる。
尚１本実施例では局部的に空気流がダウンフローとなる
部分か含まれているが、空気は全体としては下方から上
方に向かう流れを形成しているため、上記効果を得るこ
とがてきる。
部分か含まれているが、空気は全体としては下方から上
方に向かう流れを形成しているため、上記効果を得るこ
とがてきる。
次に、本発明装置を電気自動車に搭載した例を第４図、
第５図にそれぞれ示す。
第５図にそれぞれ示す。
即ち、第４図、第５図は電気自動車５０の側面図てあり
、第４図に示す例ては、空気通路５１を、その吸気口５
１ａか自動車５０の床下に開口し、排気口５１ｂが自動
車５０の後部に開口するように設置されており、該空気
通路５１は燃料電池本体２から排気口５１ｂに向かって
斜め上方に立ち上がっている。
、第４図に示す例ては、空気通路５１を、その吸気口５
１ａか自動車５０の床下に開口し、排気口５１ｂが自動
車５０の後部に開口するように設置されており、該空気
通路５１は燃料電池本体２から排気口５１ｂに向かって
斜め上方に立ち上がっている。
又、第５図に示す例ては、空気通路５１の吸気口５１ａ
は前記と同様に自動車５０の床下に開口しているが、同
空気通路５１の燃料電池本体２から導出する部分は自動
車５０のルーフの高さ位置まで立ち上げられており、そ
の排気口５１ｂはルーフの後部に開口している。
は前記と同様に自動車５０の床下に開口しているが、同
空気通路５１の燃料電池本体２から導出する部分は自動
車５０のルーフの高さ位置まで立ち上げられており、そ
の排気口５１ｂはルーフの後部に開口している。
而して、以上の実施例においても、各吸気口５１ａから
吸引された空気は燃料電池本体２の反応熱によって加熱
されてその密度か小さくなるため、上方に向かって立ち
上がる各空気通路５１に沿って抵抗なくスムーズに流れ
、前記実施例にて得られたと同様の効果か得られる。
吸引された空気は燃料電池本体２の反応熱によって加熱
されてその密度か小さくなるため、上方に向かって立ち
上がる各空気通路５１に沿って抵抗なくスムーズに流れ
、前記実施例にて得られたと同様の効果か得られる。
又、特に以上の実施例では、空気通路５１の吸気口５１
ａが自動車５０の床下に開口しているため、新鮮な空気
が吸入され、燃料電池発電袋と内に設けられた断熱材等
から発生する不純ガスを吸い込むことによるセル性能の
低下や燃料電池本体２の冷却性ｆ＠の低下が防止される
という効果か得られる。
ａが自動車５０の床下に開口しているため、新鮮な空気
が吸入され、燃料電池発電袋と内に設けられた断熱材等
から発生する不純ガスを吸い込むことによるセル性能の
低下や燃料電池本体２の冷却性ｆ＠の低下が防止される
という効果か得られる。
（発明の効果）
以上の説明で明らかな如く本発明によれば、燃料電池本
体に供給される水素と空気とを反応させて発電する燃料
電池発電装置において、空気側の吸気口から排気口まで
の通路構成か全体として下方から上方へ向かう空気の流
れを形成するようにしたため、空気のスムーズな流れを
実現してこれの圧力損失を最小に抑え、通路、送風機、
バルブ等の小型化、軽量化及び省エネルギー化を図るこ
とかてきるという効果か得られる。
体に供給される水素と空気とを反応させて発電する燃料
電池発電装置において、空気側の吸気口から排気口まで
の通路構成か全体として下方から上方へ向かう空気の流
れを形成するようにしたため、空気のスムーズな流れを
実現してこれの圧力損失を最小に抑え、通路、送風機、
バルブ等の小型化、軽量化及び省エネルギー化を図るこ
とかてきるという効果か得られる。
第１図は本発明に係る燃料電池発電装置の側面図、第２
図は同装置の平面図、第３図は同装置の構成を示すブロ
ック図、第４図、第５図は電気自動車の側面図である。 ２・・・燃料電池本体、５１・・・空気通路、５１ａ・
・・吸気口、５ ｌ ｂ−・・排気口。
図は同装置の平面図、第３図は同装置の構成を示すブロ
ック図、第４図、第５図は電気自動車の側面図である。 ２・・・燃料電池本体、５１・・・空気通路、５１ａ・
・・吸気口、５ ｌ ｂ−・・排気口。
Claims (1)
- 燃料電池本体に供給される水素と空気とを反応させて
発電する燃料電池発電装置において、空気側の吸気口か
ら排気口までの通路構成が全体として下方から上方へ向
かう空気の流れを形成するようにしたことを特徴とする
燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244927A JPH03108267A (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244927A JPH03108267A (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03108267A true JPH03108267A (ja) | 1991-05-08 |
Family
ID=17126041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1244927A Pending JPH03108267A (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03108267A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008117780A (ja) * | 2007-11-19 | 2008-05-22 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池装置 |
| JP2008226676A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Toyota Industries Corp | 燃料電池システム |
| US7582376B2 (en) | 2004-09-29 | 2009-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Proton conductive polymer and fuel cell using the same |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP1244927A patent/JPH03108267A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7582376B2 (en) | 2004-09-29 | 2009-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Proton conductive polymer and fuel cell using the same |
| JP2008226676A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Toyota Industries Corp | 燃料電池システム |
| JP2008117780A (ja) * | 2007-11-19 | 2008-05-22 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池装置 |
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