JPS6332867A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPS6332867A JPS6332867A JP61176147A JP17614786A JPS6332867A JP S6332867 A JPS6332867 A JP S6332867A JP 61176147 A JP61176147 A JP 61176147A JP 17614786 A JP17614786 A JP 17614786A JP S6332867 A JPS6332867 A JP S6332867A
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- JP
- Japan
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- air
- fuel cell
- inverter
- electrode
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- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 54
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 6
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- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 9
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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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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〕
この発明は、空気圧縮機を用いて空気を燃料電池の空気
極に供給する燃料電池発電システムに関するものである
。
極に供給する燃料電池発電システムに関するものである
。
第３図は例えば特開昭５８−１６４１６７号公報に示さ
れた従来の燃料電池発電システムを示す系統図であり、
図において、（１）は燃料８ｉ（ｌａ）、空気極（ｌｂ
）を有する燃料電池、（２）は炭化水素系燃料を改質し
て、燃料電池ｆｉ＋の燃料極（１ａ）に水素を多く含む
ガスを供給する改質装置、（３）は燃料電池（１）の空
気極（１ｂ）に空気を供給する空気圧縮機、（４）は燃
料電池（１）で発生する直流電力を交流電力に変換する
インバータである。
れた従来の燃料電池発電システムを示す系統図であり、
図において、（１）は燃料８ｉ（ｌａ）、空気極（ｌｂ
）を有する燃料電池、（２）は炭化水素系燃料を改質し
て、燃料電池ｆｉ＋の燃料極（１ａ）に水素を多く含む
ガスを供給する改質装置、（３）は燃料電池（１）の空
気極（１ｂ）に空気を供給する空気圧縮機、（４）は燃
料電池（１）で発生する直流電力を交流電力に変換する
インバータである。
次に動作について説明する。炭化水素系燃料は、改質装
置（２）において水素を多く含むガスに改質され、燃料
電池ｆ１＋の燃料極（１ａ）に供給される。一方、空気
は空気圧縮機（３）より空気極（１ｂ）に供給され、燃
料極（１ａ）に供給された水素を多く含む改質ガスと反
応し、電力を発生させる。ここで、燃料電池（１）にお
いて発生する電力は直流電力であるため、インバータ（
４）によって交流電力に変換される。この時、図には示
されていないがインバータ（４）の効率を９６％とする
と、残りの４％分が熱損失として放出されるため、イン
バータ冷却用ファンが設置されており、このファンより
送られる空気によってインバータ（４）を風冷し、イン
バータ（４）で発生した熱を系外に放出している。
置（２）において水素を多く含むガスに改質され、燃料
電池ｆ１＋の燃料極（１ａ）に供給される。一方、空気
は空気圧縮機（３）より空気極（１ｂ）に供給され、燃
料極（１ａ）に供給された水素を多く含む改質ガスと反
応し、電力を発生させる。ここで、燃料電池（１）にお
いて発生する電力は直流電力であるため、インバータ（
４）によって交流電力に変換される。この時、図には示
されていないがインバータ（４）の効率を９６％とする
と、残りの４％分が熱損失として放出されるため、イン
バータ冷却用ファンが設置されており、このファンより
送られる空気によってインバータ（４）を風冷し、イン
バータ（４）で発生した熱を系外に放出している。
従来の燃料電池発電システムは以上のように構成されて
いるので、インバータ（４）で発生する熱を除去するた
めに冷却用ファンを設けなければならず、それによって
補機動力は増大し、また、冷却用ファンによって除去さ
れた熱は、系外へ放出されるためエネルギーの損失があ
るなどの問題点があった。
いるので、インバータ（４）で発生する熱を除去するた
めに冷却用ファンを設けなければならず、それによって
補機動力は増大し、また、冷却用ファンによって除去さ
れた熱は、系外へ放出されるためエネルギーの損失があ
るなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、インバータで発生する熱を系内で回収してシ
ステムの総合熱効率を高くすることを目的とする。
たもので、インバータで発生する熱を系内で回収してシ
ステムの総合熱効率を高くすることを目的とする。
この発明に係る燃料電池発電システムは、空気圧縮機か
ら供給される空気によってインバータを冷却するように
したものである。
ら供給される空気によってインバータを冷却するように
したものである。
この発明における燃料電池発電システムは、空気圧縮機
から燃料電池の空気極へ供給される空気によってインバ
ータを冷却することにより、インバータ冷却用ファンが
不要となり補機動力は減少する。また、インバータにお
いて発生する熱を奪った空気は系内で熱回収される。
から燃料電池の空気極へ供給される空気によってインバ
ータを冷却することにより、インバータ冷却用ファンが
不要となり補機動力は減少する。また、インバータにお
いて発生する熱を奪った空気は系内で熱回収される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、＋１）は燃料極（ｌａ）、空気極（１ｂ）
を有する燃料電池、（２）は炭化水素系燃料を改質して
燃料極（１ａ）に水素を含むガスを供給する改質装置、
（４）は燃料電池（１）で発生する直流電力を交流電力
に変換するインバータ、（５）は空気極（１ｂ）に空気
を供給する空気圧縮機であり、空気供給ラインにインバ
ータ（４）が設置されている。（６）は空気圧縮機（５
）から供給されインバータ（４）において熱を奪った空
気を、燃料電池（１）の空気極（１ｂ）からの余剰空気
によって予熱する熱交換器である。
図において、＋１）は燃料極（ｌａ）、空気極（１ｂ）
を有する燃料電池、（２）は炭化水素系燃料を改質して
燃料極（１ａ）に水素を含むガスを供給する改質装置、
（４）は燃料電池（１）で発生する直流電力を交流電力
に変換するインバータ、（５）は空気極（１ｂ）に空気
を供給する空気圧縮機であり、空気供給ラインにインバ
ータ（４）が設置されている。（６）は空気圧縮機（５
）から供給されインバータ（４）において熱を奪った空
気を、燃料電池（１）の空気極（１ｂ）からの余剰空気
によって予熱する熱交換器である。
次に動作について説明する。炭化水素系燃料は、改質装
置（２）において水素を多く含むガスに改質され、燃料
電池の燃料極（１ａ）に供給される。また、空気は、空
気圧縮機（５）より燃料電池空気ＩＩ （ｌｂ）に供給
されて、燃料極（１ａ）に供給された水素を多く含む改
質ガスと反応し、電力を発生させる。ここで燃料電池ｆ
ｌｌで発生するこの電力は直流電力であるため、インバ
ータ（４）によって交流電力に変換される。この時イン
バータ（４）において熱が発生するため、空気圧縮機（
５）より供給された空気は、空気供給ライン上に設置さ
れたインバータ（４）を冷却するとともに、インバータ
（４）において発生した熱を奪い、熱交換器（５）でさ
らに温度が高められた後、空気極（１ｂ）へ送られ、系
内で熱回収が図られる。
置（２）において水素を多く含むガスに改質され、燃料
電池の燃料極（１ａ）に供給される。また、空気は、空
気圧縮機（５）より燃料電池空気ＩＩ （ｌｂ）に供給
されて、燃料極（１ａ）に供給された水素を多く含む改
質ガスと反応し、電力を発生させる。ここで燃料電池ｆ
ｌｌで発生するこの電力は直流電力であるため、インバ
ータ（４）によって交流電力に変換される。この時イン
バータ（４）において熱が発生するため、空気圧縮機（
５）より供給された空気は、空気供給ライン上に設置さ
れたインバータ（４）を冷却するとともに、インバータ
（４）において発生した熱を奪い、熱交換器（５）でさ
らに温度が高められた後、空気極（１ｂ）へ送られ、系
内で熱回収が図られる。
−例を示すと、出力２００ｋｗの燃料電池発電システム
において、インバータ（４）の交換効率が９６％とする
と、インバータ損失に当たる出力４％（８ｂｗ） と
インバータ（４）の制御用電源より約１に−の合計９ｋ
ｗが熱に変わる。この９ｂｗ分の熱７７４０にｃａｌ／
Ｈを空気圧縮機（５）より供給された１５℃の空気６０
ＯＮ ｎ？／Ｈが回収するとすると、空気の温度は約５
５℃と高くなり、空気極（１ｂ）入口での空気の持つエ
ンタルピーが高くなるため、燃料電池（１）における電
池冷却水の回収熱量が増え、気水分離器（図示せず）か
らの回収スチーム量が増大し、システムの総合熱効率は
約２％上昇する。またインバータ冷却用ファンが不要と
まるため、補機動力は約１ ｋｗＭ少する。
において、インバータ（４）の交換効率が９６％とする
と、インバータ損失に当たる出力４％（８ｂｗ） と
インバータ（４）の制御用電源より約１に−の合計９ｋ
ｗが熱に変わる。この９ｂｗ分の熱７７４０にｃａｌ／
Ｈを空気圧縮機（５）より供給された１５℃の空気６０
ＯＮ ｎ？／Ｈが回収するとすると、空気の温度は約５
５℃と高くなり、空気極（１ｂ）入口での空気の持つエ
ンタルピーが高くなるため、燃料電池（１）における電
池冷却水の回収熱量が増え、気水分離器（図示せず）か
らの回収スチーム量が増大し、システムの総合熱効率は
約２％上昇する。またインバータ冷却用ファンが不要と
まるため、補機動力は約１ ｋｗＭ少する。
なお、上記実施例では、空気圧縮４Ｊｌ（５１から供給
され、インバータ（４）において発生する熱を奪った空
気が燃料電池（１）の空気極（１ｂ）にのみ供給される
ものを示したが、第２図に示すようにこの空気の一部を
改質装置（２）に備えられたバーナ（図示せず）に供給
してもよく、この場合バーナの燃焼排ガスからの回収熱
量も増え、さらにシステムの総合熱効率は上昇する。ま
たバーナへ空気を供給するための装置も不要となるため
、装置が簡単になる。
され、インバータ（４）において発生する熱を奪った空
気が燃料電池（１）の空気極（１ｂ）にのみ供給される
ものを示したが、第２図に示すようにこの空気の一部を
改質装置（２）に備えられたバーナ（図示せず）に供給
してもよく、この場合バーナの燃焼排ガスからの回収熱
量も増え、さらにシステムの総合熱効率は上昇する。ま
たバーナへ空気を供給するための装置も不要となるため
、装置が簡単になる。
以上のように、この発明によればインバータで発生する
熱を除去するために、空気圧縮機からの空気供給ライン
にインバータを設置し、燃料電池の空気極に供給される
空気を用いて冷却するように構成したので、インバータ
冷却用ファンが不要となり装置が安価にでき、また補機
動力も減少する。さらにインバータで発生する熱を、空
気極へ供給される空気によって系内に回収することによ
り、排熱を有効に利用でき、システムの総合熱効率が向
上するという効果がある。
熱を除去するために、空気圧縮機からの空気供給ライン
にインバータを設置し、燃料電池の空気極に供給される
空気を用いて冷却するように構成したので、インバータ
冷却用ファンが不要となり装置が安価にでき、また補機
動力も減少する。さらにインバータで発生する熱を、空
気極へ供給される空気によって系内に回収することによ
り、排熱を有効に利用でき、システムの総合熱効率が向
上するという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システ
ムを示す系統図、第２図はこの発明の他実施例を示す系
統図、第３図は従来の燃料電池発電システムを示す系統
図である。 図において、ｆｌ）は燃料電池、（２）は改質装置、（
４）はインバータ、（５）は７気圧槽機である。 尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
ムを示す系統図、第２図はこの発明の他実施例を示す系
統図、第３図は従来の燃料電池発電システムを示す系統
図である。 図において、ｆｌ）は燃料電池、（２）は改質装置、（
４）はインバータ、（５）は７気圧槽機である。 尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）燃料電池と、炭化水素系燃料を改質して前記燃料
電池に水素ガスを供給する改質装置と、前記燃料電池に
空気を供給する空気圧縮機と、前記燃料電池で発生する
直流電力を交流電力に変換するインバータとを備えた燃
料電池発電システムにおいて、前記空気圧縮機から供給
される空気によって、前記インバータで発生する熱を除
去した後、この空気を前記燃料電池の空気極へ供給する
ことを特徴とする燃料電池発電システム。 - （２）インバータで発生する熱を除去した後の空気の一
部は改質装置内に供給されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の燃料電池発電システム。 - （３）空気圧縮機から供給される空気は、インバータで
発生する熱を除去した後、燃料電池の空気極からの余剰
空気によって予熱されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項又は第２項記載の燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61176147A JPS6332867A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61176147A JPS6332867A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6332867A true JPS6332867A (ja) | 1988-02-12 |
Family
ID=16008481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61176147A Pending JPS6332867A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6332867A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003218A1 (de) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Htm-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betrieb einer htm-brennstoffzellenanlage |
| KR20040011289A (ko) * | 2002-07-30 | 2004-02-05 | 엘지전자 주식회사 | 연료전지의 연료/공기 가열장치 |
| US7666537B2 (en) | 2004-02-26 | 2010-02-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system for preventing hydrogen permeable metal layer degradation |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58166673A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
-
1986
- 1986-07-24 JP JP61176147A patent/JPS6332867A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58166673A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003218A1 (de) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Htm-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betrieb einer htm-brennstoffzellenanlage |
| KR20040011289A (ko) * | 2002-07-30 | 2004-02-05 | 엘지전자 주식회사 | 연료전지의 연료/공기 가열장치 |
| US7666537B2 (en) | 2004-02-26 | 2010-02-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system for preventing hydrogen permeable metal layer degradation |
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