KR20190042683A - 연료 전지 시스템 - Google Patents

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후지 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

연료 전지로부터의 배출 가스의 냉각을 효율적이며 또한 간이한 구성으로 실현할 수 있는 연료 전지 시스템을 제공한다. 주기계실(11)에는 연료 전지(20)가 설치된다. 보조 기계실(12)에는 냉각 공기를 취입하는 냉각 기기(40)가 설치된다. 천장 구멍부(13)는 보조 기계실(12)에 마련되며, 냉각 기기(40)에 의해 보조 기계실(12)에 취입된 냉각 공기를 외부에 배기한다. 배출 가스 유도관(30)은 연료 전지(20)로부터의 배출 가스를 주기계실(11)로부터 보조 기계실(12)을 거쳐 천장 구멍부(13)까지 유도하며, 천장 구멍부(13)보다 상방으로 돌출한다. 제1 방해판(62)은 천장 구멍부(13)보다 상방에서 배출 가스 유도관(30)을 둘러싸도록 배치된다. 제2 방해판(63)은 천장 구멍부(13)보다 상방에서 배출 가스 유도관(30)의 선단에 대향하도록 배치된다.

Description

연료 전지 시스템
본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
특허문헌 1에는 연료 전지의 공기 입구 온도와 공기 출구 온도의 차가 작아지도록 내부의 기기를 배치함으로써 연료 전지의 효율적인 운전을 가능하게 하기 위한 연료 전지 시스템이 개시되어 있다. 그것을 위한 구성으로서, 연료 전지의 표리측면측의 전체를 덮는 영역에, 복수의 냉각팬을 배열(예컨대 세로 3열×가로 3열의 9개를 표리 각각에 설치)시켜, 외기측으로부터 연료 전지를 향하여 송풍을 행할 수 있게 되어 있다. 또한, 연료 전지의 하면측에 송풍팬이 마련되어 있고, 이 송풍팬에 의해 연료 전지의 배열(排熱)을 흡인하여 하방측의 배열 통로에 송풍하도록 되어 있다. 또한, 배열 통로측으로부터 공기를 흡인하여 제어 장치에 분출함으로써 상기 제어 장치를 냉각하는 송풍팬(제2 송풍팬)이 마련되어 있다. 2개의 송풍팬의 유량을 제어 장치에 의해 제어함으로써, 배열 통로에 도입되는 송풍량, 나아가서는 공기 펌프, 공기 이송관, 가습기에의 송풍량이나 온도의 조정을 행할 수 있다.
한편, 종래의 연료 전지 시스템에서는, 연료 전지로부터의 고온의 배출 가스(예컨대 전기 화학 반응을 일으키지 않은 연료 가스 및 산화제 가스와 이들을 연소시킨 연소 가스 등)의 배열 처리를 어떻게 실행할지가 기술 과제로 되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2015-72879호 공보
상기 기술 과제의 해결책의 하나로서, 예컨대, 배열 회수 열교환기(온수 열교환기)를 이용하여 배출 가스의 열을 온수에 의해 회수하여 열 출력하는 구성을 채용하는 것이 생각된다. 또한, 이러한 배열 이용이 없는 경우(배열 회수 열교환기가 비작동인 경우), 배출 가스의 온도를 내려 배기하기 때문에, 라디에이터에 의한 냉각이나 희석용 공기 블로어에 의한 희석을 행하는 것이 생각된다.
그러나, 특허문헌 1을 포함하는 종래의 연료 전지 시스템은, 연료 전지로부터의 배출 가스의 냉각 수단(예컨대 배열 이용이 없는 경우의 라디에이터나 희석용 공기 블로어 등)에 의해 기기 개수가 증가하여, 장치의 대형화나 비용 상승, 보조 기계 동력 증가에 의한 발전 효율의 저하를 초래할 우려가 있다. 특히, 연료 전지로서 업무용의 대형의 고체 산화물형 연료 전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)를 이용한 경우는, SOFC로부터의 배출 가스가 매우 고온이 되기 때문에, 상기 기술 과제가 한층 더 현저해진다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 연료 전지로부터의 배출 가스의 냉각을 효율적이며 또한 간이한 구성으로 실현할 수 있는 연료 전지 시스템을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 실시형태의 연료 전지 시스템은, 연료 전지가 설치되는 주기계실과, 냉각 공기를 취입하는 냉각 기기가 설치되는 보조 기계실과, 상기 냉각 기기에 의해 상기 보조 기계실에 취입된 상기 냉각 공기를 외부에 배기하는, 상기 보조 기계실에 마련된 천장 구멍부와, 상기 연료 전지로부터의 배출 가스를 상기 주기계실로부터 상기 보조 기계실을 거쳐 상기 천장 구멍부까지 유도하며, 상기 천장 구멍부보다 상방으로 돌출하는 배출 가스 유도관과, 상기 천장 구멍부보다 상방에서 상기 배출 가스 유도관을 둘러싸도록 배치된 제1 방해판과, 상기 천장 구멍부보다 상방에서 상기 배출 가스 유도관의 선단에 대향하도록 배치된 제2 방해판을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 연료 전지로부터의 배출 가스의 냉각을 효율적이며 또한 간이한 구성으로 실현할 수 있는 연료 전지 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 연료 전지 시스템을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 천장실의 내부 구성을 스켈리턴 방식으로 그린 사시도이다.
도 3은 천장실의 내부에 있어서의 기류를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 제2 실시형태에 따른 연료 전지 시스템을 나타내는 도 3에 대응하는 개념도이다.
≪제1 실시형태≫
도 1∼도 3을 참조하여, 제1 실시형태에 따른 연료 전지 시스템(1)에 대해서 설명한다. 도 2, 도 3에 있어서의 상하 전후 좌우의 각 방향은 도면 중에 기재한 화살선 방향을 기준으로 한다. 도 1에 있어서, 가는 실선은 가스나 물 등의 유체의 흐름을 나타내고 있고, 가는 일점 쇄선은 전기나 신호의 흐름을 나타내고 있다. 또한, 도 1에 있어서, 굵은 실선은 케이스 유닛(10)의 외피(윤곽)의 일부를 나타내고 있고, 굵은 파선은 주기계실(11)과 보조 기계실(12)의 경계부를 나타내고 있다.
연료 전지 시스템(1)은 상자형의 케이스 유닛(10)을 가지고 있다. 이 케이스 유닛(10)은 내부가 주기계실(11)과 보조 기계실(12)로 나뉘어져 있다. 주기계실(11)과 보조 기계실(12)은 도시를 생략한 격벽에 의해 구획되어 방폭 구조가 보증되어 있어도 좋다. 또는, 주기계실(11)과 보조 기계실(12)은 양자간의 방폭 구조가 보증되는 한에 있어서, 격벽에 의해 구획되는 일없이 하나의 방에서 연통되어 있어도 좋다.
주기계실(11)의 내부에는 연료 전지로서, 고체 산화물형 연료 전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)(20)가 설치되어 있다. 도시는 생략하고 있지만, SOFC(20)는 복수의 셀을 적층 또는 집합체로서 구성한 셀 스택을 가지고 있다. 각 셀은 공기극과 연료극으로 전해질을 사이에 끼운 기본 구성을 가지고 있고, 각 셀 사이에는 세퍼레이터가 개재되어 있다. 셀스택의 각 셀은 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. SOFC(20)는 공기극에서 생성된 산화물 이온이 전해질을 투과하여 연료극으로 이동하고, 연료극에서 산화물 이온이 수소 또는 일산화탄소와 반응함으로써 전기 에너지를 발생하는 발전 메카니즘이다.
도시는 생략하고 있지만, SOFC(20)는 연료 가스 공급기로부터 연료 가스가 공급되는 연료 가스 유로와, 산화제 가스 공급기로부터 산화제 가스가 공급되는 산화제 가스 유로를 가지고 있다. 연료 가스 유로에 공급된 연료 가스와 산화제 가스 유로에 공급된 산화제 가스가 전기 화학 반응을 일으킴으로써, 직류 전류가 발생한다. 전기 화학 반응을 일으키지 않은 연료 가스와 산화제 가스는, 배출 가스로서, SOFC(20)로부터 배출된다. 또한, 주기계실(11)의 내부에는 SOFC(20)로부터의 배출 가스를 연소시킴으로써 배출 가스 중에 잔류하고 있는 연료 성분을 제거하는 연소기(도시 생략)가 마련되어 있어도 좋다. SOFC(20)로부터의 배출 가스는 예컨대, 300℃를 넘는 것 같은 고온으로 되어 있다.
SOFC(20)로부터의 배출 가스는 배출 가스 유도관(30)(도 2, 도 3 참조)에 의해, 주기계실(11)로부터 보조 기계실(12)을 거쳐 후술하는 천장 구멍부(보조 기계실 출구부)(13)의 근방까지 유도된다. 배출 가스 유도관(30)의 상세한 배관 구조에 대해서는 후술한다.
보조 기계실(12)의 내부에는 예컨대, 전자 밸브나 유량계 등의 각종 보조 기계(도시 생략)가 설치되어 있다. 또한, 보조 기계실(12)의 내부에는 보조 기계실(12)의 외부로부터 냉각 공기를 취입하여, 구동 시의 보조 기계를 냉각하기 위한 냉각팬(보조 기계실 환기팬, 냉각 기기, 냉각 장치)(40)이 설치되어 있다. 또한, 보조 기계실(12)의 천장면에는 예컨대, 펀칭 메탈 등에 의해 다수의 구멍이 형성된 천장 구멍부(보조 기계실 출구부)(13)가 마련되어 있다. 냉각팬(40)이 취입한 냉각 공기는 보조 기계실(12)의 내부에 충만하는 형태로 퍼져 구동 시의 보조 기계를 냉각한 후에 천장 구멍부(13)를 통해 상방에 배기된다. 또한, 냉각팬(40)이 취입한 냉각 공기는 배출 가스 유도관(30)의 주위에 위치하고 있기 때문에, 상기 배출 가스 유도관(30)의 내부를 유도되는 SOFC(20)로부터의 배출 가스를 냉각하는 기능을 담당하게 된다.
보조 기계실(12)의 내부에는 배열 회수 열교환기(온수 열교환기)(50)가 설치되어 있다. 배열 회수 열교환기(50)는 SOFC(20)로부터의 배출 가스의 열을 회수한다. 배열 회수 열교환기(50)에는 배열 회수를 위한 가열 매체체로서의 물(온수)이 순환되는 배열 회수 순환 라인(51)이 접속되어 있다. 배열 회수 순환 라인(51)은 배열 회수 열교환기(50)로부터 상대적으로 고온의 물(온수)을 흐르게 하는 하행 라인(51A)과, 배열 회수 열교환기(50)를 향하여 상대적으로 저온의 물(온수)을 흐르게 하는 상행 라인(51B)을 가지고 있다. 배열 회수 열교환기(50)에 의한 배열 회수를 행할지의 여부(코제너레이션 운전과 모노 제너레이션 운전 중 어느 것을 행할지)는 도시를 생략한 제어부에 의해 제어된다.
보조 기계실(12)의 천장 구멍부(13)의 상방에는 천장실(60)이 마련되어 있다. 도 1은 천장실(60)의 구성을 간략화하여 그리고 있지만, 도 2, 도 3을 참조하여, 천장실(60)의 내부 구성과 천장실(60)의 내부에 있어서의 기류에 대해서 상세하게 설명한다.
천장실(60)은 직방체형 또는 입방체형의 상자형 형상을 이루고 있다. 천장실(60)은 배출 가스 유도관(30)이 유도한 SOFC(20)로부터의 배출 가스와 냉각팬(40)이 취입한 냉각 공기를 혼합하여 혼합 가스로 하고, 그 혼합 가스를 외부에 배기하는 배기 덕트로서 기능한다. 또한, 천장실(60)은 천장 구멍부(13)를 통해 보조 기계실(12)의 내부에 빗물이나 새 등의 이물이 침입하는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 또한, 천장실(60)의 하부에는 빗물 배수용의 구멍이나 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
천장실(60)의 상면은 예컨대, 펀칭 메탈 등에 의해 다수의 구멍이 형성된 배기 구멍(최종 배기 구멍)(61)으로 되어 있다. 천장실(60)의 하면은 평면에서 보았을 때에 보조 기계실(12)의 천장 구멍부(13)보다 커서 그 천장 구멍부(13)를 포함하도록 구성되어 있다.
전술한 바와 같이, 보조 기계실(12)의 천장 구멍부(13)는 펀칭 메탈 등에 의해 다수의 구멍이 형성된 것이며, 천장 구멍부(13)의 중앙부에는 관통 구멍(14)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(14)을 관통하도록 하여, 주기계실(11)의 SOFC(20)로부터 보조 기계실(12)의 배열 회수 열교환기(50)를 거쳐 연장되어 온 배출 가스 유도관(30)이 상방으로 돌출하고 있다. 즉, 배출 가스 유도관(30)의 선단부가 천장실(60)의 내부에 들어가 있다.
천장실(60)의 내부에는 천장실(60)의 평면에서 본 형상에 대응한 평면에서 보아 대략 H 형상을 이루는 제1 방해판(62)이 설치되어 있다. 제1 방해판(62)은 전후 방향으로 연장되는 좌우 한쌍의 대향변(62A)과, 이 한쌍의 대향변(62A)의 전후 방향의 중간부를 접속하는 좌우 방향으로 연장되는 접속변(62B)을 가지고 있다. 접속변(62B)의 전후의 양측에는 주로 냉각 공기의 유통로가 되는 공극부(62C)가 형성되어 있다. 제1 방해판(62)의 중앙부에는 관통 구멍(62D)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(62D)을 관통하여, 배출 가스 유도관(30)이 상방으로 돌출하고 있다. 이와 같이 하여, 제1 방해판(62)은 천장 구멍부(13)보다 상방에서 배출 가스 유도관(30)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 제1 방해판(62)은 배출 가스 유도관(30)을 천장실(60)의 내부에 위치 결정 고정하는 기능을 갖는다.
천장실(60)의 내부에는 제1 방해판(62)의 상방에 위치시켜, 천장실(60)의 평면에서 본 형상에 대응한 평면에서 보아 대략 H 형상을 이루는 제2 방해판(63)이 설치되어 있다. 제2 방해판(63)은 좌우 방향으로 연장되는 전후 한쌍의 대향변(63A)과, 이 한쌍의 대향변(63A)의 좌우 방향의 중간부를 접속하는 전후 방향으로 연장되는 접속변(63B)을 가지고 있다. 접속변(63B)의 좌우의 양측에는 주로 배출 가스와 냉각 공기의 혼합 가스의 유통로가 되는 공극부(63C)가 형성되어 있다. 제2 방해판(63)은 천장 구멍부(13)보다 상방에서 배출 가스 유도관(30)의 선단에 대향하도록 배치되어 있다.
함께 평면에서 보아 대략 H 형상을 이루는 제1 방해판(62)과 제2 방해판(63)은, 서로의 위상이 90°틀어져 배치되어 있다. 이 때문에, 제1 방해판(62)의 공극부(62C)와 제2 방해판(63)의 공극부(63C)는 상하 방향으로 연통하는 일은 없고, 평면에서 보았을 때에는, 천장실(60)의 4변에 대응시켜, 각 2개의 공극부(62C)와 공극부(63C)가 위치하게 된다.
이상과 같이 구성된 연료 전지 시스템(1)에서는, 냉각팬(40)이 취입한 냉각 공기가 보조 기계실(12)의 내부에 충만하는 형태로 퍼져 구동 시의 보조 기계(도시 생략)를 냉각한 후에, 천장 구멍부(13)를 통해 천장실(60)의 내부에 들어간다. 한편, SOFC(20)로부터의 배출 가스는 배출 가스 유도관(30)에 의해 천장 구멍부(13)까지 유도되어, 천장실(60)의 내부의 제1 방해판(62)과 제2 방해판(63) 사이에서 배출된다. 이 동안, 보조 기계실(12)의 내부에서는 냉각팬(40)이 취입한 냉각 공기가, 배출 가스 유도관(30)의 주위에 위치하고 있기 때문에, 상기 배출 가스 유도관(30)의 내부를 유도되는 SOFC(20)로부터의 배출 가스가 냉각된다. 더구나, 보조 기계실(12)의 내부에서는, 배출 가스 유도관(30)이 유도하는 SOFC(20)로부터의 배출 가스와 냉각팬(40)이 취입한 냉각 공기가 비접촉이기 때문에, 보조 기계실(12)의 내부에 있어서 압력 손실의 증가를 방지할 수 있다.
천장 구멍부(13)를 통해 천장실(60)의 내부에 들어간 냉각 공기는, 그 대부분이 제1 방해판(62)의 하면에 부딪힌 후에 공극부(62C)를 통해 상승하고, 그 소부분이 제1 방해판(62)의 하면에 부딪히는 일없이 공극부(62C)를 통해 상승한다. 그리고, 제1 방해판(62)과 제2 방해판(63) 사이에서, 공극부(62C)를 통해 상승해 온 냉각 공기와, 배출 가스 유도관(30)으로부터 배출된 SOFC(20)로부터의 배출 가스가 교반 혼합(희석)되어 혼합 가스가 된다. 여기서, 제1 방해판(62)과 제2 방해판(63)의 위상이 90°틀어져 있기 때문에[공극부(62C)와 공극부(63C)가 상하 방향으로 연통하지 않기 때문에], 제1 방해판(62)과 제2 방해판(63) 사이에 있어서의 냉각 공기와 배출 가스의 체류 시간을 길게 벌어, 우수한 냉각 효율(희석 효율)을 얻을 수 있게 된다.
배출 가스 유도관(30)으로부터 배출되는 SOFC(20)로부터의 배출 가스의 온도는 예컨대, 배열 회수 열교환기(50)의 구동 상태(코제너레이션 운전 시)에서 90℃ 정도이고, 배열 회수 열교환기(50)의 비구동 상태(모노 제너레이션 운전 시)에서 360℃ 정도이다. 이에 대하여, 보조 기계실(12)로부터 천장 구멍부(13)를 통해 천장실(60)의 내부에 들어가는 냉각 공기의 온도는 예컨대 60℃ 정도이다. 여기서, 냉각 공기의 유량은 배출 가스의 유량보다 꽤 크기 때문에, 냉각 공기와 배출 가스를 교반 혼합(희석)한 혼합 가스의 온도는, 배열 회수 열교환기(50)의 비구동 상태여도, 260℃보다 충분히 낮게 할 수 있다(예컨대 최고라도 80℃ 정도까지 억제할 수 있음).
제1 방해판(62)과 제2 방해판(63) 사이에서 교반 혼합(희석)된 혼합 가스는, 제2 방해판(63)의 공극부(63C)를 통해 상승하여, 배기 구멍(61)으로부터 외부에 배기된다.
보조 기계실(12)의 천장 구멍부(13)의 근방[예컨대 천장실(60)의 내부]에는, 공기 온도[예컨대 천장실(60)의 내부에서 교반 혼합(희석)된 혼합 가스의 온도]를 검출하는 온도 검출부(70)가 마련되어 있다. 또한, 보조 기계실(12)의 내부에는 온도 검출부(70)에 의한 검출 결과에 기초하여 냉각팬(40)을 제어하는 제어부(80)가 마련되어 있다. 제어부(80)에 의한 제어 방식으로서는, 예컨대, VVVF(Variable Voltage Variable Frequency) 제어를 이용할 수 있다. 제어부(80)는 온도 검출부(70)에 의한 검출 온도가 미리 정해진 온도 임계값(예컨대 260℃) 이하가 되도록, 냉각팬(40)의 온/오프 상태나 배기 유량 등을 제어한다.
또는, 보조 기계실(12)의 내부에 온도 검출부(70)를 마련하여, 이 온도 검출부(70)의 검출 결과에 기초하여, 제어부(80)가 냉각팬(40)을 제어하는 것도 가능하다. 이 경우, 제어부(80)는 천장실(60)의 배기 구멍(61)으로부터 배기되는 혼합 가스의 온도가 미리 정해진 온도 임계값(예컨대 260℃) 이하가 되도록, 냉각팬(40)의 온/오프 상태나 배기 유량 등을 제어한다.
이와 같이, 제1 실시형태에 따른 연료 전지 시스템(1)에서는, 주기계실(11)에 SOFC(연료 전지)(20)가 설치되고, 보조 기계실(12)에 냉각 공기를 취입하는 냉각팬(냉각 기기)(40)이 설치되어, 천장 구멍부(보조 기계실 출구부)(13)가 냉각팬(40)에 의해 보조 기계실(12)에 취입한 냉각 공기를 외부에 배기하고, 배출 가스 유도관(30)이 SOFC(20)로부터의 배출 가스를 주기계실(11)로부터 보조 기계실(12)을 거쳐 천장 구멍부(13)까지 유도한다. 이에 의해, 천장 구멍부(13)의 근방에서 SOFC(20)로부터의 배출 가스가 냉각 공기로 냉각(희석)되기 때문에[냉각팬(40)이 취입한 냉각 공기를 이용하여 SOFC(20)로부터의 배출 가스를 냉각(희석)하기 때문에], SOFC(20)로부터의 배출 가스의 냉각을 효율적이며 또한 간이한 구성으로 실현할 수 있다. 즉, SOFC(20)로부터의 배출 가스의 냉각 수단(예컨대 배열 이용이 없는 경우의 라디에이터나 희석용 공기 블로어 등)을 별도 마련할 필요가 없어지기 때문에, 기기 개수를 적게 하며, 장치의 소형화나 저비용화를 도모하여, 보조 기계 동력을 억제하여 발전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
≪제2 실시형태≫
도 4를 참조하여, 제2 실시형태에 따른 연료 전지 시스템(1)에 대해서 설명한다. 이 제2 실시형태에서는, 보조 기계실(12)의 내부에 냉각팬(40)이 취입한 냉각 공기를 천장 구멍부(13)까지 유도하는 냉각 공기 유도관(15)을 마련하고 있다. 그리고, 배출 가스 유도관(30)과 냉각 공기 유도관(15)이, 내측에 배출 가스 유도관(30)이 배치되고 또한 외측에 냉각 공기 유도관(15)이 배치된 이중 배관 구조를 가지고 있다. 이에 의해, 보조 기계실(12)의 내부에 있어서의 SOFC(20)로부터의 배출 가스와 냉각 공기의 열 교환 효율(냉각 효율)을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 상기 실시형태에 있어서, 첨부 도면에 도시되어 있는 구성 요소의 크기나 형상, 기능 등에 대해서는, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절하게 변경하는 것이 가능하다. 그 외에, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
예컨대, 상기 실시형태에서는, 배출 가스 유도관(30)이 보조 기계실(12)의 천장 구멍부(13)보다 상방으로 돌출하고 있는[천장실(60)의 내부로 들어가 있는] 경우를 예시하여 설명하였다. 그러나, 배출 가스 유도관(30)은 보조 기계실(12)의 천장 구멍부(13)와 동일한 높이 위치나 그보다 약간 낮은 높이 위치까지 연장되어 있어도 좋다[천장실(60)의 내부로 들어가지 않고 보조 기계실(12)의 내부에 멈추어 있어도 좋음]. 이 경우라도, 배출 가스 유도관(30)은 SOFC(20)로부터의 배출 가스를 주기계실(11)로부터 보조 기계실(12)을 거쳐 천장 구멍부(13)까지 유도할 수 있다.
예컨대, 상기 실시형태에서는, 천장실(60)의 내부에 제1 방해판(62)과 제2 방해판(63)을 설치한 경우를 예시하였지만, 제1 방해판(62)과 제2 방해판(63)을 생략하는 것도 가능하다. 또한, 천장실(60)을 생략하여, 보조 기계실(12)의 천장 구멍부(13)의 근방에서, 배출 가스 유도관(30)이 유도한 SOFC(20)로부터의 배출 가스와 냉각팬(40)이 취입한 냉각 공기를 혼합하여 희석하는 것도 가능하다.
예컨대, 상기 실시형태에서는, 연료 전지로서 고체 산화물형 연료 전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)를 이용한 경우를 예시하였지만, 다른 종류의 연료 전지(예컨대 고체 고분자형 연료 전지나 인산형 연료 전지 등)를 이용하는 것도 가능하다.
예컨대, 상기 실시형태에서는, 냉각 기기로서 냉각팬을 이용한 경우를 예시하였지만, 보조 기계실의 내부에 냉각 공기를 취입할 수 있는 것이면, 다른 종류의 냉각 기기를 이용하는 것도 가능하다.
본 발명의 연료 전지 시스템은, 가정용, 업무용, 그 외의 모든 산업 분야의 연료 전지 시스템에 적용하기 적합하다.
1 연료 전지 시스템
10 케이스 유닛
11 주기계실
12 보조 기계실
13 천장 구멍부(보조 기계실 출구부)
14 관통 구멍
15 냉각 공기 유도관
20 고체 산화물형 연료 전지(연료 전지)(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)
30 배출 가스 유도관
40 냉각팬(보조 기계실 환기팬, 냉각 기기, 냉각 장치)
50 배열 회수 열교환기(온수 열교환기)
51 배열 회수 순환 라인
51A 하행 라인
51B 상행 라인
60 천장실(배기 덕트)
61 배기 구멍(최종 배기 구멍)
62 제1 방해판
62A 대향변
62B 접속변
62C 공극부
62D 관통 구멍
63 제2 방해판
63A 대향변
63B 접속변
63C 공극부
70 온도 검출부
80 제어부

Claims (4)

  1. 연료 전지가 설치되는 주기계실과,
    냉각 공기를 취입하는 냉각 기기가 설치되는 보조 기계실과,
    상기 냉각 기기에 의해 상기 보조 기계실에 취입된 상기 냉각 공기를 외부에 배기하는, 상기 보조 기계실에 마련된 천장 구멍부와,
    상기 연료 전지로부터의 배출 가스를 상기 주기계실로부터 상기 보조 기계실을 거쳐 상기 천장 구멍부까지 유도하며, 상기 천장 구멍부보다 상방으로 돌출하는 배출 가스 유도관과,
    상기 천장 구멍부보다 상방에서 상기 배출 가스 유도관을 둘러싸도록 배치된 제1 방해판과,
    상기 천장 구멍부보다 상방에서 상기 배출 가스 유도관의 선단에 대향하도록 배치된 제2 방해판
    을 갖는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 방해판, 제2 방해판은 평면에서 보아 대략 H 형상을 이루고 있으며 또한 서로의 위상이 90°틀어지게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보조 기계실에 취입된 상기 냉각 공기를 상기 천장 구멍부까지 유도하는 냉각 공기 유도관
    을 더 구비하고,
    상기 배출 가스 유도관과 상기 냉각 공기 유도관은 내측에 상기 배출 가스 유도관이 배치되며 또한 외측에 상기 냉각 공기 유도관이 배치된 이중 배관 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 천장 구멍부의 근방에 있어서의 공기 온도를 검출하는 온도 검출부와,
    상기 온도 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 냉각 기기를 제어하는 제어부
    를 더 갖는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
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