JPH10284105A - パッケージ型燃料電池発電装置 - Google Patents
パッケージ型燃料電池発電装置Info
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- JPH10284105A JPH10284105A JP9082810A JP8281097A JPH10284105A JP H10284105 A JPH10284105 A JP H10284105A JP 9082810 A JP9082810 A JP 9082810A JP 8281097 A JP8281097 A JP 8281097A JP H10284105 A JPH10284105 A JP H10284105A
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- Japan
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- ventilation
- fuel cell
- package
- air
- cell power
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-
- 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
- Ventilation (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】少ない換気動力でパッケージ内が効率的に換気
され、収納された機器や構成部品の温度が許容温度に保
持され、低損失で、信頼性高く安定して運転できるもの
とする。 【解決手段】燃料電池本体１、燃料改質器２、各種の制
御弁３、制御装置４をはじめとする各種構成機器を内部
に収納した金属製のパッケージ５の吸気口６に空気取り
入れ用の換気ファン７を備え、さらに換気ファン７の吐
出側に送風用ダクト９を備えて、換気空気を局所的に供
給する。
され、収納された機器や構成部品の温度が許容温度に保
持され、低損失で、信頼性高く安定して運転できるもの
とする。 【解決手段】燃料電池本体１、燃料改質器２、各種の制
御弁３、制御装置４をはじめとする各種構成機器を内部
に収納した金属製のパッケージ５の吸気口６に空気取り
入れ用の換気ファン７を備え、さらに換気ファン７の吐
出側に送風用ダクト９を備えて、換気空気を局所的に供
給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、移動用電源、あ
るいはオンサイト用電源として用いられるパッケージ型
燃料電池発電装置に係わり、特に内部に収納された機器
の換気冷却構造に関する。
るいはオンサイト用電源として用いられるパッケージ型
燃料電池発電装置に係わり、特に内部に収納された機器
の換気冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池発電装置は、例えばりん酸を電
解質とする燃料電池本体の燃料極に燃料改質装置で改質
して得られた高水素濃度の燃料ガスを供給し、一方の空
気極に反応空気を供給して、電気化学反応により発電を
行うもので、発電電力は、電力変換装置によって所定の
出力電流、電圧に制御され負荷回路へと供給される。燃
料電池発電装置を移動用電源、あるいはオンサイト用電
源として使用する場合には、その搬送および据え付け作
業を容易にするために、発電装置を構成する各機器を一
つの金属製パッケージ中に一体化して収納するパッケー
ジ型の装置が用いられている。
解質とする燃料電池本体の燃料極に燃料改質装置で改質
して得られた高水素濃度の燃料ガスを供給し、一方の空
気極に反応空気を供給して、電気化学反応により発電を
行うもので、発電電力は、電力変換装置によって所定の
出力電流、電圧に制御され負荷回路へと供給される。燃
料電池発電装置を移動用電源、あるいはオンサイト用電
源として使用する場合には、その搬送および据え付け作
業を容易にするために、発電装置を構成する各機器を一
つの金属製パッケージ中に一体化して収納するパッケー
ジ型の装置が用いられている。
【０００３】発電装置を構成する機器には高温下で用い
られる機器が種々あり、例えば、電解質にりん酸を用い
るりん酸型燃料電池の本体の反応温度は約 200℃で、外
表面の温度は 50 〜100 ℃となる。また、高水素濃度の
燃料ガスを得るために用いられる燃料改質装置は、燃焼
加熱により原燃料を改質するので、その表面は 300℃を
超える場合がある。この他、燃料電池本体の冷却に用い
られる水蒸気分離器も、燃料電池本体の発熱を吸収して
高温となった媒体を導入して液相と気相に分離させる役
割を果たしており、その表面は高温度となる。一方、発
電装置を構成する機器には、補機の各種制御弁や電磁弁
等の電装品のごとく、温度を所定の許容温度以下に保持
して使用することが必要な部品が含まれているので、上
記のごとくパッケージ型の燃料電池発電装置を構成する
場合には、内部の温度を所定値以下とし、かつ防爆対応
とするために、換気ファンを取り付けて、通風換気する
方法が採られている。
られる機器が種々あり、例えば、電解質にりん酸を用い
るりん酸型燃料電池の本体の反応温度は約 200℃で、外
表面の温度は 50 〜100 ℃となる。また、高水素濃度の
燃料ガスを得るために用いられる燃料改質装置は、燃焼
加熱により原燃料を改質するので、その表面は 300℃を
超える場合がある。この他、燃料電池本体の冷却に用い
られる水蒸気分離器も、燃料電池本体の発熱を吸収して
高温となった媒体を導入して液相と気相に分離させる役
割を果たしており、その表面は高温度となる。一方、発
電装置を構成する機器には、補機の各種制御弁や電磁弁
等の電装品のごとく、温度を所定の許容温度以下に保持
して使用することが必要な部品が含まれているので、上
記のごとくパッケージ型の燃料電池発電装置を構成する
場合には、内部の温度を所定値以下とし、かつ防爆対応
とするために、換気ファンを取り付けて、通風換気する
方法が採られている。
【０００４】図４は、従来より用いられているパッケー
ジ型燃料電池発電装置の換気構成を模式的に示す断面図
で、（ａ）は吸出し型の換気構成、（ｂ）は押し込み型
の換気構成を示したものである。模式的に表示した燃料
電池本体１、燃料改質器２、各種の制御弁３、制御装置
４をはじめとする各種構成機器を金属パッケージ５の内
部に収納したパッケージ型燃料電池発電装置において、
（ａ）に示した吸出し型の換気構成では、換気出口８に
換気ファン７を設置し、換気入口６より外気を吸い込ん
で、金属パッケージ５の内部の各機器の間を通流させて
換気し、換気出口８より吸出す方式が採られている。一
方、（ｂ）の押し込み型の換気構成では、換気入口６に
換気ファン７を設置し、換気入口６より金属パッケージ
５の内部へと外気を押し込み、各機器の間を通流させて
換気し、換気出口８より外部へと押し出す方式が採られ
ている。なお、金属パッケージ５の内部では熱対流によ
って上方が下方に比べてより高温となるので、一般に、
換気入口６を下方に、また換気出口８を上方に配置して
おり、（ａ）の吸出し型の換気構成では、換気ファン７
が金属パッケージ５の上部に、また、（ｂ）の押し込み
型の換気構成では、金属パッケージ５の下部に配される
のが通例である。
ジ型燃料電池発電装置の換気構成を模式的に示す断面図
で、（ａ）は吸出し型の換気構成、（ｂ）は押し込み型
の換気構成を示したものである。模式的に表示した燃料
電池本体１、燃料改質器２、各種の制御弁３、制御装置
４をはじめとする各種構成機器を金属パッケージ５の内
部に収納したパッケージ型燃料電池発電装置において、
（ａ）に示した吸出し型の換気構成では、換気出口８に
換気ファン７を設置し、換気入口６より外気を吸い込ん
で、金属パッケージ５の内部の各機器の間を通流させて
換気し、換気出口８より吸出す方式が採られている。一
方、（ｂ）の押し込み型の換気構成では、換気入口６に
換気ファン７を設置し、換気入口６より金属パッケージ
５の内部へと外気を押し込み、各機器の間を通流させて
換気し、換気出口８より外部へと押し出す方式が採られ
ている。なお、金属パッケージ５の内部では熱対流によ
って上方が下方に比べてより高温となるので、一般に、
換気入口６を下方に、また換気出口８を上方に配置して
おり、（ａ）の吸出し型の換気構成では、換気ファン７
が金属パッケージ５の上部に、また、（ｂ）の押し込み
型の換気構成では、金属パッケージ５の下部に配される
のが通例である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のパッケージ型燃
料電池発電装置は、上記のごとく換気ファンを配して構
成し、内部を換気して温度を許容温度に維持している。
しかしながら、上記のごとき構成においても、（ａ）の
吸出し型の換気構成では、金属パッケージ５の内部に取
り込まれたのち高温の機器と熱交換して高温となって排
出される空気が、直接換気ファン７に接触することとな
るので、換気ファン７の温度も上昇し、軸受のグリース
等の劣化が促進され、寿命が短くなってしまうという難
点がある。
料電池発電装置は、上記のごとく換気ファンを配して構
成し、内部を換気して温度を許容温度に維持している。
しかしながら、上記のごとき構成においても、（ａ）の
吸出し型の換気構成では、金属パッケージ５の内部に取
り込まれたのち高温の機器と熱交換して高温となって排
出される空気が、直接換気ファン７に接触することとな
るので、換気ファン７の温度も上昇し、軸受のグリース
等の劣化が促進され、寿命が短くなってしまうという難
点がある。
【０００６】これに対して（ｂ）の押し込み型の換気構
成では、換気ファン７は加熱前の低温の空気に作用する
ので、（ａ）のごとき軸受のグリース劣化による寿命低
下の問題はないが、押し込み型では金属パッケージ５の
内部の空気の流れに偏流が起こり易く、高温部等の通気
抵抗の大きな箇所では換気風が流れにくくなるので、部
分的に許容温度を超える部分が生じるという危険性があ
る。これを避けるには換気風量を増大する必要があり、
所要の動力損失が増大するという問題点がある。また、
換気風量を増大するために換気ファンの数量を増加させ
ると付随する過電流保護用サーマルリレー等の制御装置
も増加し、システムが複雑となりコストも高くなる。
成では、換気ファン７は加熱前の低温の空気に作用する
ので、（ａ）のごとき軸受のグリース劣化による寿命低
下の問題はないが、押し込み型では金属パッケージ５の
内部の空気の流れに偏流が起こり易く、高温部等の通気
抵抗の大きな箇所では換気風が流れにくくなるので、部
分的に許容温度を超える部分が生じるという危険性があ
る。これを避けるには換気風量を増大する必要があり、
所要の動力損失が増大するという問題点がある。また、
換気風量を増大するために換気ファンの数量を増加させ
ると付随する過電流保護用サーマルリレー等の制御装置
も増加し、システムが複雑となりコストも高くなる。
【０００７】本発明は、上記のごとき従来技術の問題点
を解決して、換気所要動力を増大させずともパッケージ
内が効果的に換気され、収納された機器や構成部品の温
度が許容温度に保持され、低損失で、信頼性高く安定し
て運転できるパッケージ型燃料電池発電装置を提供する
ことを目的とする。
を解決して、換気所要動力を増大させずともパッケージ
内が効果的に換気され、収納された機器や構成部品の温
度が許容温度に保持され、低損失で、信頼性高く安定し
て運転できるパッケージ型燃料電池発電装置を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、燃料ガスと酸化剤ガスを導入
して電気エネルギーに変換する燃料電池本体、原燃料を
改質して燃料電池本体に用いる燃料ガスを得る燃料改質
器、燃料電池本体の冷却に用いる水蒸気分離器、ならび
にこれらの機器の補機を、パッケージの内部に収納して
用いるパッケージ型燃料電池発電装置において、 （１）パッケージに備えた吸気口に空気取り入れ用の換
気ファンを備え、かつ、換気ファンの吐出側に換気風を
局所的に送風する送風用ダクトを備えることとする。
めに、本発明においては、燃料ガスと酸化剤ガスを導入
して電気エネルギーに変換する燃料電池本体、原燃料を
改質して燃料電池本体に用いる燃料ガスを得る燃料改質
器、燃料電池本体の冷却に用いる水蒸気分離器、ならび
にこれらの機器の補機を、パッケージの内部に収納して
用いるパッケージ型燃料電池発電装置において、 （１）パッケージに備えた吸気口に空気取り入れ用の換
気ファンを備え、かつ、換気ファンの吐出側に換気風を
局所的に送風する送風用ダクトを備えることとする。
【０００９】（２）また、上記（１）において、換気フ
ァンと送風用ダクトの入口との間に、換気ファンで取り
入れた空気の一部を調整可能に排気する排気ポートを備
えることとする。 （３）あるいは、送風用ダクトの入口を、換気ファンと
の間に調整可能な隙間を設けて配設した取り付け板に取
り付けることとする。
ァンと送風用ダクトの入口との間に、換気ファンで取り
入れた空気の一部を調整可能に排気する排気ポートを備
えることとする。 （３）あるいは、送風用ダクトの入口を、換気ファンと
の間に調整可能な隙間を設けて配設した取り付け板に取
り付けることとする。
【００１０】上記（１）のごとくとすれば、換気ファン
により吸気口より取り入れられた空気は、送風用ダクト
の出口部へ集中的に送られることとなる。したがって、
送風用ダクトの出口を高温部分に配置すれば、取り入れ
られた空気は高温部へ集中的に送られ、効果的に換気、
冷却されることとなる。また、上記（２）、あるいは
（３）のごとくとすれば、取り入れた空気を送風用ダク
トの外部にも分流調整して送り、冷却、換気できるの
で、送風用ダクトのサイズを小型化することができる。
また、分流調整により効果的に局所冷却を行うことによ
り、換気ファンの動力損失の増大を抑制することができ
る。
により吸気口より取り入れられた空気は、送風用ダクト
の出口部へ集中的に送られることとなる。したがって、
送風用ダクトの出口を高温部分に配置すれば、取り入れ
られた空気は高温部へ集中的に送られ、効果的に換気、
冷却されることとなる。また、上記（２）、あるいは
（３）のごとくとすれば、取り入れた空気を送風用ダク
トの外部にも分流調整して送り、冷却、換気できるの
で、送風用ダクトのサイズを小型化することができる。
また、分流調整により効果的に局所冷却を行うことによ
り、換気ファンの動力損失の増大を抑制することができ
る。
【００１１】
＜第１実施例＞図１は、本発明によるパッケージ型燃料
電池発電装置の第１実施例の換気構成を模式的に示す断
面図である。本構成の特徴は、模式的に表示した燃料電
池本体１、燃料改質器２、各種の制御弁３、制御装置４
をはじめとする各種構成機器を内部に収納した金属製の
パッケージ５の吸気口６に空気取り入れ用の換気ファン
７を備え、さらにパッケージ５の内部の換気ファン７の
吐出側に換気風を局所的に送風する送風用ダクト９を備
えたことにある。
電池発電装置の第１実施例の換気構成を模式的に示す断
面図である。本構成の特徴は、模式的に表示した燃料電
池本体１、燃料改質器２、各種の制御弁３、制御装置４
をはじめとする各種構成機器を内部に収納した金属製の
パッケージ５の吸気口６に空気取り入れ用の換気ファン
７を備え、さらにパッケージ５の内部の換気ファン７の
吐出側に換気風を局所的に送風する送風用ダクト９を備
えたことにある。
【００１２】本構成では、燃料改質器２などの高温とな
る機器の上部等、高温雰囲気となる部分に、局所的に集
中して換気風を供給できるので、換気所要動力を特に増
大させることなく、パッケージ５の内部の雰囲気温度を
許容温度以下に保持することができる。また、制御弁３
など電子部品を搭載した機器に直接低温の換気風を吹き
当てることができるので、電子部品の熱劣化が抑制さ
れ、制御弁３の長寿命化が可能となり、システムの信頼
性が向上する。
る機器の上部等、高温雰囲気となる部分に、局所的に集
中して換気風を供給できるので、換気所要動力を特に増
大させることなく、パッケージ５の内部の雰囲気温度を
許容温度以下に保持することができる。また、制御弁３
など電子部品を搭載した機器に直接低温の換気風を吹き
当てることができるので、電子部品の熱劣化が抑制さ
れ、制御弁３の長寿命化が可能となり、システムの信頼
性が向上する。
【００１３】なお、送風用ダクト９を可撓性を備えたダ
クトを用いて形成すれば、取り外しや取り付けが容易と
なるので、メンテナンスが容易で、局所冷却が効果的に
行われ、信頼性の高い装置となる。 ＜第２実施例＞図２は、本発明によるパッケージ型燃料
電池発電装置の第２実施例の換気構成を模式的に示す断
面図である。
クトを用いて形成すれば、取り外しや取り付けが容易と
なるので、メンテナンスが容易で、局所冷却が効果的に
行われ、信頼性の高い装置となる。 ＜第２実施例＞図２は、本発明によるパッケージ型燃料
電池発電装置の第２実施例の換気構成を模式的に示す断
面図である。
【００１４】本構成の特徴は、吸気口６に備えた空気取
り入れ用の換気ファン７と送風用ダクト９の入口との間
に、換気ファン７で取り入れた空気の一部を調整可能に
排気する排気ポート１０を備えた点にある。本構成で
は、排気ポート１０より取り入れた空気の一部が流量調
整されて分流排気されるので、装置の必要換気風量の全
量を送風用ダクト９に供給して流す必要が無くなり、送
風用ダクト９のサイズを局所冷却に必要な風量に対応し
た寸法まで小型化することが可能となる。また、換気フ
ァン７の動力損失を低く抑えることができる。
り入れ用の換気ファン７と送風用ダクト９の入口との間
に、換気ファン７で取り入れた空気の一部を調整可能に
排気する排気ポート１０を備えた点にある。本構成で
は、排気ポート１０より取り入れた空気の一部が流量調
整されて分流排気されるので、装置の必要換気風量の全
量を送風用ダクト９に供給して流す必要が無くなり、送
風用ダクト９のサイズを局所冷却に必要な風量に対応し
た寸法まで小型化することが可能となる。また、換気フ
ァン７の動力損失を低く抑えることができる。
【００１５】＜第３実施例＞図３は、本発明によるパッ
ケージ型燃料電池発電装置の第３実施例の換気構成を模
式的に示す断面図である。本構成の特徴は、吸気口６に
備えた換気ファン７との間に調整可能な隙間ｄを設けて
配設したダクト取り付け板１１に送風用ダクト９の入口
側を取り付けて構成した点にある。本構成では、調整可
能な隙間ｄより取り入れた空気の一部が流量調整されて
分流排気されるので、第２実施例と同様に、送風用ダク
ト９を小型化でき、また、換気ファン７の動力損失を低
く抑えることができる。
ケージ型燃料電池発電装置の第３実施例の換気構成を模
式的に示す断面図である。本構成の特徴は、吸気口６に
備えた換気ファン７との間に調整可能な隙間ｄを設けて
配設したダクト取り付け板１１に送風用ダクト９の入口
側を取り付けて構成した点にある。本構成では、調整可
能な隙間ｄより取り入れた空気の一部が流量調整されて
分流排気されるので、第２実施例と同様に、送風用ダク
ト９を小型化でき、また、換気ファン７の動力損失を低
く抑えることができる。
【００１６】
【発明の効果】上述のごとく、本発明によれば、パッケ
ージ型燃料電池発電装置を （１）請求項１に記載のごとく構成することとしたの
で、換気所要動力を増大させずともパッケージ内が効果
的に換気され、収納された機器や構成部品の温度が許容
温度に保持されることとなり、低損失で、信頼性高く安
定して運転できるパッケージ型燃料電池発電装置が得ら
れることとなった。
ージ型燃料電池発電装置を （１）請求項１に記載のごとく構成することとしたの
で、換気所要動力を増大させずともパッケージ内が効果
的に換気され、収納された機器や構成部品の温度が許容
温度に保持されることとなり、低損失で、信頼性高く安
定して運転できるパッケージ型燃料電池発電装置が得ら
れることとなった。
【００１７】（２）また、さらに請求項２あるいは３の
ごとく構成することとすれば、送風用ダクトが小型化さ
れ、動力損失も低く抑えられるので、低損失で、信頼性
高く安定して運転できるパッケージ型燃料電池発電装置
としてより好適である。
ごとく構成することとすれば、送風用ダクトが小型化さ
れ、動力損失も低く抑えられるので、低損失で、信頼性
高く安定して運転できるパッケージ型燃料電池発電装置
としてより好適である。
【図１】本発明によるパッケージ型燃料電池発電装置の
第１実施例の換気構成を模式的に示す断面図
第１実施例の換気構成を模式的に示す断面図
【図２】本発明によるパッケージ型燃料電池発電装置の
第２実施例の換気構成を模式的に示す断面図
第２実施例の換気構成を模式的に示す断面図
【図３】本発明によるパッケージ型燃料電池発電装置の
第３実施例の換気構成を模式的に示す断面図
第３実施例の換気構成を模式的に示す断面図
【図４】従来のパッケージ型燃料電池発電装置の換気構
成を模式的に示す断面図で、（ａ）は吸出し型換気構成
の断面図、（ｂ）は押し込み型換気構成の断面図
成を模式的に示す断面図で、（ａ）は吸出し型換気構成
の断面図、（ｂ）は押し込み型換気構成の断面図
１ 燃料電池本体 ２ 燃料改質器 ３ 制御弁 ４ 制御装置 ５ パッケージ ６ 吸気口 ７ 換気ファン ８ 排気口 ９ 送風用ダクト １０ 排気ポート １１ ダクト取り付け板
Claims (3)
- 【請求項１】燃料ガスと酸化剤ガスを導入して電気エネ
ルギーに変換する燃料電池本体、原燃料を改質して燃料
電池本体に用いる燃料ガスを得る燃料改質器、燃料電池
本体の冷却に用いる水蒸気分離器、ならびにこれらの機
器の補機を、パッケージの内部に収納して用いるパッケ
ージ型燃料電池発電装置において、パッケージに備えた
吸気口に空気取り入れ用の換気ファンを備え、かつ、換
気ファンの吐出側に換気風を局所的に送風する送風用ダ
クトを備えたことを特徴とするパッケージ型燃料電池発
電装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のパッケージ型燃料電池発
電装置において、換気ファンと送風用ダクトの入口との
間に、換気ファンで取り入れられた空気の一部を調整可
能に排気する排気ポートを備えたことを特徴とするパッ
ケージ型燃料電池発電装置。 - 【請求項３】請求項１に記載のパッケージ型燃料電池発
電装置において、送風用ダクトの入口が、換気ファンと
の間に調整可能な隙間を設けて配設された取り付け板に
取り付けられてなることを特徴とするパッケージ型燃料
電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9082810A JPH10284105A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | パッケージ型燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9082810A JPH10284105A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | パッケージ型燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284105A true JPH10284105A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13784779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9082810A Pending JPH10284105A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | パッケージ型燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10284105A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100787244B1 (ko) | 2006-11-28 | 2007-12-21 | (주)퓨얼셀 파워 | 안정적인 공기공급장치를 구비한 연료전지 시스템 |
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| JP2012182149A (ja) * | 2012-05-24 | 2012-09-20 | Panasonic Corp | 燃料電池発電システム |
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-
1997
- 1997-04-01 JP JP9082810A patent/JPH10284105A/ja active Pending
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