JP4661030B2

JP4661030B2 - 燃料電池発電装置

Info

Publication number: JP4661030B2
Application number: JP2003175811A
Authority: JP
Inventors: 崇大内; 仁人千田
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP2005011728A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガス等の原燃料ガスから水素リッチガスを生成する改質系機器、直流出力を得る燃料電池、電池の運転温度を維持するための電池冷却系機器、水蒸気改質用水を得る水回収系機器、例えば直流を交流に変換する電力変換装置、及び制御機器を具備する小型の燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池発電装置は、都市ガス・ＬＰガス・メタノール等の原燃料ガスを、水蒸気改質して水素に富むガスに改質する改質系機器と、改質ガスを燃料として発電を行う燃料電池、及び燃料電池の直流出力を交流に変換する直交変換装置からなる。改質器により生成された改質ガスは、燃料電池の負荷及び燃料電池の特性に応じて、燃料電池内部において消費され、余剰の水素を含むガスは、オフガス（燃料排ガス）として改質器へ導かれ、バーナーで燃焼され、改質エネルギーとして消費される。このような燃料電池発電装置として、図３に示すようなシステムフローを有するものが従来から知られている。
【０００３】
図３は従来の小型燃料電池発電装置のシステムフローを示した図である。図３において、１は燃料電池本体、１ａは燃料電池本体１の燃料極、１ｂは燃料電池本体１の空気極、１ｃは燃料電池本体１の冷却板、２は脱硫器、３は改質器、４はＣＯ変成器、５はＣＯ除去器である。６は生成水回収装置、７は水処理装置、８は冷却水タンク、９は冷却水冷却器、１０はコンプレッサ、１１は燃焼空気ブロワ、１２は反応空気ブロワ、１３は回収水ポンプである。１４は冷却水ポンプ、１５は純水ポンプ、１６は直交変換装置、１７は制御機器、１８は改質系機器、１９は電池冷却系機器、２０は反応空気供給系、２１は反応空気オフガス系である。２２は燃料オフガス系、２３は燃焼排ガス系、２４は燃焼空気供給系、２５は水回収系機器である。
【０００４】
図３に示すように、従来の燃料電池発電装置では、都市ガス等の原燃料ガスが、コンプレッサ１０により吸引され、純水と混合された後、改質器３の触媒層に供給される。水蒸気改質により水素リッチガスが生成され、燃料電池の燃料ガスとしてＣＯ変成器４、ＣＯ除去器５を経由して燃料電池本体１の燃料極１ａに供給される。この水蒸気改質には純水が必要であるため、反応空気オフガス系２１及び燃焼排ガス系２３に含まれる水蒸気を凝縮して水回収するための生成水回収装置６が設けられている。回収水ポンプ１３及び水処理装置７を介して得られた純水が、冷却水タンク８に貯留される。
【０００５】
燃料電池本体１の燃料極１ａの出口側には、電池反応に寄与しない未使用水素を含むオフガスを改質器３のバーナーに供給する燃料オフガス系２２が接続されている。また、燃料電池本体１の空気極１ｂには、空気を供給するための反応空気ブロワ１２を備えた反応空気供給系２０が接続され、改質器３のバーナーには、オフガスを燃焼する燃焼空気を供給する燃焼空気ブロワ１１を備えた燃焼空気供給系２４が接続されている。
【０００６】
燃料電池では、電池反応に伴う発熱分を除熱、冷却し、燃料電池の運転温度を所定の温度に均一に維持することが必要である。固体高分子形の燃料電池では、燃料電池の冷却水として、電気伝導度が低く、またシリカ等の鉱物系異物が少ない常温から９０℃程度の純水が使用されている。図３に示す従来の燃料電池発電装置では、冷却水が、冷却水ポンプ１４により燃料電池本体１の冷却板１ｃに供給される。
【０００７】
燃料電池本体１の直流出力は、直交変換装置１６により、交流出力として家庭用電源等に利用される。また、制御機器１７により、プロセス系の運転制御や電気出力系制御が行われる。
【０００８】
図３に示したようなシステムフローを有する燃料電池発電装置、つまり、燃料電池本体、電池冷却系機器、水素を生成する改質系機器、電力変換装置、及び制御機器を具備する燃料電池発電装置の例としては、例えば特開２００２−１７０５９１号公報に記載されたものがある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１７０５９１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一般家庭用給湯器に代わる定置用小型燃料電池であって発電機能を付加したものとしては、固体高分子形の燃料電池が適している。燃料電池発電装置を小型でコンパクトにするためには、図３に示した全ての機器を小型の収納ケース内に高密度に実装する必要がある。
【００１１】
熱回収用途も兼用する冷却水冷却器９等の熱交換器には、小型のプレート型が適しているが、取り付け上の制約から、燃料電池発電装置の外周部に熱交換器を配置すると、燃料電池発電装置の中心部に取り合いノズルが集中してしまう。燃料電池発電装置の組立時や初回運転時、及び定期点検時等には、配管の取り付けや増し締めのメンテナンスが必要となるが、実装密度の高い燃料電池発電装置の中心部に配管が配置されている場合には、メンテナンスの作業性が悪化してしまう。また、実装密度の高い燃料電池発電装置の中心部に配管が配置されている場合には、燃料電池発電装置の外周部に配置された機器を取り外した後でなければ配管のメンテナンス作業を行うことができないため、メンテナンスに要する時間が長くなってしまう。
【００１２】
また、図３に示した各種ブロワ、ポンプ等の機器も、一般に燃料電池発電装置の全域の空隙に配置されるが、燃料電池発電装置を小型化しようとすると、燃料電池発電装置の中心部に実装しなければならなくなる。ところが、各種ブロワ、ポンプ等の機器が燃料電池発電装置の中心部に配置されると、各種ブロワ、ポンプ等の機器へのアクセスが困難になってしまう。
【００１３】
図４は図３に示した機器を燃料電池発電装置内に配列した一例を示した斜視図である。図４に示すように燃料電池発電装置内に機器を配列した場合には、燃料電池発電装置の中心部に配置された機器へのアクセスが困難になってしまい、それらの機器のメンテナンスの作業性が悪化してしまう。
【００１４】
通常、燃料電池発電装置においては、１〜２年毎に定期点検が行われ、約５年（４０，０００時間）毎に燃料電池本体、改質系機器等の交換を含めたオーバーホール点検が必要となる。従って、メンテナンス性が良好であることは、燃料電池発電装置にとって必須の要件である。
【００１５】
しかしながら、前述の通り、燃料電池発電装置を小型化し、燃料電池発電装置内に機器を高密度で実装しようとすると、メンテナンス性が悪化し、燃料電池発電装置の点検時における停止期間が長くなってしまうおそれがある。また、作業用スペースを確保するのが比較的困難な一般家庭に燃料電池発電装置が設置されている場合には、メンテナンス性が著しく悪化するおそれがある。燃料電池発電装置の点検時における停止期間を短縮する方法として、燃料電池発電装置一式を全て交換するメンテナンス方法も考えられるが、費用高となってしまい、好ましくない。
【００１６】
一方、燃料電池発電装置が一般家庭で用いられる場合には、燃料電池発電装置の据付時における可搬性も要求される。都市ガス等の改質系機器を有する１ｋＷ級固体高分子形の燃料電池発電装置の場合、その質量が１００〜２００ｋｇ程度となり、１人〜２人での搬入作業が困難となる。そのような燃料電池発電装置の可搬性を向上させるために、キャスター付きの燃料電池発電装置が提案されている（特開平１１−１０２７１７号公報）。ところが、家庭用の燃料電池発電装置は通常定置式であり、燃料電池発電装置が据え付けられた後においては、キャスターは全く使用されない。つまり、据え付けだけのためにキャスターを設けると燃料電池発電装置がコスト高になってしまう。また、キャスターが設けられている場合には、定置時にそのキャスターによって燃料電池発電装置が移動しないようにするための固定アジャスターが必要になり、コスト高になってしまう。更に、エレベータを利用してマンション内に燃料電池発電装置を据え付ける場合には、キャスターを使用して燃料電池発電装置を移動させようとすると、却って燃料電池発電装置の可搬性が悪化してしまう。
【００１７】
出力数ｋＷ程度の固体高分子形の燃料電池発電装置の場合、５０〜２００ｋＷ程度のりん酸形の燃料電池発電装置と比較して、単位出力当たりの補機損失の比率が高くなる傾向にあり、固体高分子形の燃料電池発電装置の発電効率が低い要因の一つとなっている。空気ブロワ（またはコンプレッサ）やポンプ等の動力損失を低減できれば、発電効率を改善することができる。極力、補機動力を低減することが重要であり、排気抵抗やポンプ揚程などの無駄なロスを削減し、低圧損化を図る必要がある。
【００１８】
前記問題点に鑑み、本発明は、燃料電池発電装置の組立性・メンテナンス性・搬入性を改善し、更に、低圧損化により動力損失を低減することができる小型の燃料電池発電装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、燃料電池本体、電池冷却系機器、水素を生成する改質系機器、電力変換装置、及び制御機器を具備する燃料電池発電装置において、
前記改質系機器、前記電力変換装置、及び前記制御機器を下部筐体に収納し、
前記電池冷却系機器に冷却水タンクと冷却水冷却器と冷却水ポンプとを設け、
前記燃料電池本体と前記冷却水タンクと前記冷却水冷却器と前記冷却水ポンプとを上部筺体にまとめて収納したことを特徴とする燃料電池発電装置が提供される。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、水回収系機器を前記下部筐体に収納したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電装置が提供される。
【００２１】
請求項１及び２に記載の燃料電池発電装置は、上部筐体と下部筐体とに分割して構成されている。そのため、請求項１及び２に記載の燃料電池発電装置では、例えば上部筐体と下部筐体とを分離可能に構成することにより、上部筐体を下部筐体から分離させた時に、下部筐体の上面を全て開放することができる。その結果、下部筐体の上面が開放されない場合よりも、下部筐体の中心部へのアクセスを容易にすることができる。つまり、燃料電池発電装置の中心部への機器の組立性（取り付け性および取り外し性）、及び燃料電池発電装置の中心部の機器のメンテナンス性を向上させることができる。
【００２２】
更に、請求項１及び２に記載の燃料電池発電装置では、例えば上部筐体と下部筐体とを分離可能に構成することにより、上部筐体と下部筐体とを別個に搬入することができる。そのため、燃料電池発電装置を分離できない場合に比べ、搬入される物の質量を低減することができる。その結果、特別な搬入設備を用いることなく、人力によって燃料電池発電装置を搬入することができる。つまり、燃料電池発電装置の搬入性を向上させることができる。
【００２３】
また、請求項１及び２に記載の燃料電池発電装置では、燃料電池本体と電池冷却系機器（例えば冷却水タンク、冷却水冷却器、冷却水ポンプ等）とが上部筐体にまとめて収納されている。そのため、最も流量が必要となる冷却水ポンプの必要揚程を少なくすることができる。その結果、ポンプ動力を低減することができる。
【００２４】
換言すれば、請求項１及び２に記載の燃料電池発電装置では、燃料電池発電装置を構成する機器が上部筐体と下部筐体とに分割して収納されている。例えば、上部筐体と下部筐体とを分離可能に構成することにより、燃料電池発電装置が分割して分離されない場合よりも、燃料電池発電装置の表面積を増加させることができる。すなわち、外部に対して露出する部分を増加させることができる。そのため、燃料電池発電装置が分割して分離されない場合、つまり、外部に対して露出する部分が少ない場合よりも、燃料電池発電装置内へのアクセスを容易にすることができる。つまり、外部に対して露出する部分が少ない場合よりも、燃料電池発電装置を構成する機器を燃料電池発電装置内に収納して組み立てるのを容易にし、燃料電池発電装置内に収納されている機器のメンテナンスを容易にすることができる。
【００２５】
更に、換言すれば、請求項１及び２に記載の燃料電池発電装置では、電池冷却系機器と、電池冷却系機器によって冷却される燃料電池本体とがまとめて上部筐体に収納されている。そのため、燃料電池本体が上部筐体に収納され、電池冷却系機器が下部筐体に収納されている場合よりも、電池冷却系機器のポンプ動力を低減することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、前記制御機器及び前記電力変換装置を収納する部分のフレームを取り外しできないように構成し、前記改質系機器及び前記水回収系機器を収納する部分のフレームを取り外し可能に構成し、前記制御機器及び前記電力変換装置を収納する部分のフレームによって、前記上部筐体の重量を支持することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池発電装置が提供される。
【００２７】
請求項３に記載の燃料電池発電装置では、改質系機器及び水回収系機器を収納する部分のフレームが取り外し可能に構成されている。そのため、例えばメンテナンス時の周辺環境により上部筐体を下部筐体から分離できない場合であっても、改質系機器及び水回収系機器を収納する部分のフレームを取り外すことにより、改質系機器及び水回収系機器に容易にアクセスすることができる。
【００２８】
更に、請求項３に記載の燃料電池発電装置では、制御機器及び電力変換装置を収納する部分のフレームによって上部筐体の重量が支持される。そのため、上部筐体を下部筐体の上に配置した状態で、改質系機器及び水回収系機器を収納する部分のフレームを取り外すことができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、前記上部筺体と前記下部筺体とが互いに着脱可能に構成され、かつ、前記上部筺体が前記下部筺体から分離された時に、前記下部筺体の上面が開口するように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電装置が提供される。
【００３０】
請求項４に記載の燃料電池発電装置では、上部筐体が下部筐体から分離せしめられた時に下部筐体の上面を開口させることができる。つまり、上部筐体が下部筐体から分離せしめられた時に下部筐体の上面が露出せしめられる。そのため、上部筐体と下部筐体とが分離されず、下部筐体の上面が露出せしめられない場合よりも、下部筐体の中心部へのアクセスを容易にすることができる。つまり、燃料電池発電装置を構成する機器を燃料電池発電装置の中心部に収納して組み立てるのを容易にし、燃料電池発電装置の中心部に収納されている機器のメンテナンスを容易にすることができる。
【００３３】
請求項５に記載の発明によれば、前記下部筐体の一部のフレームが取り外し可能に構成され、前記下部筐体の残りのフレームが取り外しできないように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池発電装置が提供される。
【００３４】
請求項５に記載の燃料電池発電装置では、下部筐体の一部のフレームが取り外し可能に構成されている。そのため、例えばメンテナンス時の周辺環境により上部筐体を下部筐体から分離できない場合であっても、下部筐体の一部のフレームを取り外すことにより、下部筐体の中心部に容易にアクセスすることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００３６】
図１は本発明の燃料電池発電装置の第１の実施形態の斜視図である。図１において、図３及び図４に示した参照番号と同一の参照番号は、図３及び図４に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。２６は燃料電池本体１と電池冷却系機器１９とを収納している上部筐体であり、２７は改質系機器１８、水回収系機器２５、電力変換装置としての直交変換装置１６、及び制御機器１７を収納している下部筐体である。
【００３７】
第１の実施形態の燃料電池発電装置においても、図３に示した従来の小型燃料電池発電装置と同様のシステムフローが適用される。つまり、図１及び図３に示すように、第１の実施形態の燃料電池発電装置では、都市ガス等の原燃料ガスが、コンプレッサ１０により吸引され、純水と混合された後、改質器３の触媒層に供給される。水蒸気改質により水素リッチガスが生成され、燃料電池の燃料ガスとしてＣＯ変成器４、ＣＯ除去器５を経由して燃料電池本体１の燃料極１ａに供給される。この水蒸気改質には純水が必要であるため、反応空気オフガス系２１及び燃焼排ガス系２３に含まれる水蒸気を凝縮して水回収するための生成水回収装置６が設けられている。回収水ポンプ１３及び水処理装置７を介して得られた純水が、冷却水タンク８に貯留される。
【００３８】
燃料電池本体１の燃料極１ａの出口側には、電池反応に寄与しない未使用水素を含むオフガスを改質器３のバーナーに供給する燃料オフガス系２２が接続されている。また、燃料電池本体１の空気極１ｂには、空気を供給するための反応空気ブロワ１２を備えた反応空気供給系２０が接続され、改質器３のバーナーには、オフガスを燃焼する燃焼空気を供給する燃焼空気ブロワ１１を備えた燃焼空気供給系２４が接続されている。
【００３９】
燃料電池では、電池反応に伴う発熱分を除熱、冷却し、燃料電池の運転温度を所定の温度に均一に維持することが必要である。固体高分子形の燃料電池では、燃料電池の冷却水として、電気伝導度が低く、またシリカ等の鉱物系異物が少ない常温から９０℃程度の純水が使用されている。図１及び図３に示す第１の実施形態の燃料電池発電装置においても、冷却水が、冷却水ポンプ１４により燃料電池本体１の冷却板１ｃに供給される。
【００４０】
燃料電池本体１の直流出力は、直交変換装置１６により、交流出力として家庭用電源等に利用される。また、制御機器１７により、プロセス系の運転制御や電気出力系制御が行われる。
【００４１】
図１に詳細に示すように、第１の実施形態の燃料電池発電装置は、上部筐体２６と下部筐体２７とに分割して構成されている。詳細には、上部筐体２６と下部筐体２７とが分離可能に構成されている。そのため、第１の実施形態の燃料電池発電装置では、上部筐体２６を下部筐体２７から分離させた時に、下部筐体２７の上面を全て開放することができる。その結果、下部筐体の上面が開放されない従来の燃料電池発電装置よりも、下部筐体２７の中心部へのアクセスを容易にすることができる。つまり、燃料電池発電装置の中心部への機器の組立性（取り付け性および取り外し性）、及び燃料電池発電装置の中心部の機器のメンテナンス性を向上させることができる。
【００４２】
換言すれば、第１の実施形態の燃料電池発電装置では、燃料電池発電装置を構成する機器（１，１９，１８，２５，１６，１７）が上部筐体２６と下部筐体２７とに分割して収納され、上部筐体２６と下部筐体２７とが分離可能に構成されている。そのため、上部筐体と下部筐体とに分離されない従来の燃料電池発電装置よりも、燃料電池発電装置の表面積を増加させることができる。つまり、外部に対して露出する部分を増加させることができる。詳細には、上部筐体２６の下面及び下部筐体２７の上面の分だけ、外部に対して露出する部分を増加させることができる。そのため、外部に対して露出する部分が少ない従来の燃料電池発電装置よりも、燃料電池発電装置内へのアクセスを容易にすることができる。つまり、外部に対して露出する部分が少ない場合よりも、燃料電池発電装置を構成する機器を燃料電池発電装置内に収納して組み立てるのを容易にし、燃料電池発電装置内に収納されている機器のメンテナンスを容易にすることができる。
【００４３】
更に、第１の実施形態の燃料電池発電装置では、上部筐体２６と下部筐体２７とが分離可能に構成されているため、上部筐体２６と下部筐体２７とを別個に搬入することができる。そのため、上部筐体と下部筐体とに分離できない従来の燃料電池発電装置に比べ、搬入される物の質量を低減することができる。その結果、特別な搬入設備を用いることなく、人力によって燃料電池発電装置を搬入することができる。つまり、燃料電池発電装置の搬入性を向上させることができる。
【００４４】
また、第１の実施形態の燃料電池発電装置では、燃料電池本体１と電池冷却系機器１９（冷却水タンク８、冷却水冷却器９、冷却水ポンプ１４等）とが上部筐体２６にまとめて収納されている。そのため、最も流量が必要となる冷却水ポンプ１４の必要揚程を少なくすることができる。その結果、ポンプ動力を低減することができる。
【００４５】
すなわち、第１の実施形態の燃料電池発電装置では、燃料電池発電装置の組立時、搬入据付時、現地メンテナンス時等の状況に応じて、上部筐体２６と下部筐体２７とを分離することにより、組立性、搬入性、メンテナンス性の向上を図ることができる。特に、燃料電池発電装置全体の高さが１ｍ以下の場合には、地面に座って燃料電池発電装置の側面から作業しなくても、屈んだ状態で下部筐体２７の上面から容易に作業できるため、組立性及びメンテナンス性の向上が顕著になる。
【００４６】
また、第１の実施形態の燃料電池発電装置では、燃料電池発電装置が上下に分割されているため、横積みで、横長の長尺部品である固体高分子形の燃料電池の構造に適している。
【００４７】
また、第１の実施形態の燃料電池発電装置では、互いに関連する機器（１，１９）をまとめて上部筐体２６に、互いに関連する機器（１８，２５，１６，１７）をまとめて下部筐体２７に、各々配置、収納することにより、配管長を短縮することができ、低圧損化することができる。更に、ポンプ揚程を低減することができ、その結果、補機損を低減することができ、発電効率を向上させることができる。
【００４８】
以下、本発明の燃料電池発電装置の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の燃料電池発電装置は、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の燃料電池発電装置とほぼ同様に構成されている。そのため、上述した第１の実施形態の燃料電池発電装置の効果と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
図２は本発明の燃料電池発電装置の第２の実施形態の斜視図である。図２において、図１及び図３に示した参照番号と同一の参照番号は、図１及び図３に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。２８は改質系機器１８及び水回収系機器２５を収納する部分のフレームである。このフレーム２８は取り外し可能に構成されている。
【００５０】
すなわち、第１の実施形態の燃料電池発電装置では、図１に示したように、下部筐体２７のすべてのフレームが取り外しできないように構成されていたが、第２の実施形態の燃料電池発電装置では、図２に示すように、下部筐体２７のフレームのうち、改質系機器１８及び水回収系機器２５を収納する部分のフレーム２８が、取り外しできるように構成されている。
【００５１】
第２の実施形態の燃料電池発電装置では、改質系機器１８及び水回収系機器２５を収納する部分のフレーム２８が取り外し可能に構成されているため、例えばメンテナンス時の周辺環境により上部筐体２６を下部筐体２７から分離できない場合であっても、改質系機器１８及び水回収系機器２５を収納する部分のフレーム２８を取り外すことにより、改質系機器１８及び水回収系機器２５に容易にアクセスすることができる。
【００５２】
更に、第２の実施形態の燃料電池発電装置では、制御機器１７及び電力変換装置としての直交変換装置１６を収納する部分のフレーム、つまり、取り外しできないフレームによって、上部筐体２６の重量が支持される。そのため、上部筐体２６を下部筐体２７の上に配置した状態で、改質系機器１８及び水回収系機器２５を収納する部分のフレーム２８を取り外すことができる。
【００５３】
換言すれば、第２の実施形態の燃料電池発電装置では、下部筐体２７に対して上部筐体２６を取付けた状態で、下部筐体２７の一部のフレーム２８を取り外すことができ、それにより、小型機器の交換等、軽メンテナンスの作業性の向上を図ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１及び２に記載の発明によれば、例えば上部筐体と下部筐体とを分離可能に構成することにより、上部筐体を下部筐体から分離させた時に、下部筐体の上面を全て開放することができる。その結果、下部筐体の上面が開放されない場合よりも、下部筐体の中心部へのアクセスを容易にすることができる。つまり、燃料電池発電装置の中心部への機器の組立性（取り付け性および取り外し性）、及び燃料電池発電装置の中心部の機器のメンテナンス性を向上させることができる。
【００５５】
更に、請求項１及び２に記載の発明によれば、例えば上部筐体と下部筐体とを分離可能に構成することにより、上部筐体と下部筐体とを別個に搬入することができる。そのため、燃料電池発電装置を分離できない場合に比べ、搬入される物の質量を低減することができる。その結果、特別な搬入設備を用いることなく、人力によって燃料電池発電装置を搬入することができる。つまり、燃料電池発電装置の搬入性を向上させることができる。
【００５６】
また、請求項１及び２に記載の発明によれば、最も流量が必要となる冷却水ポンプの必要揚程を少なくすることができる。その結果、ポンプ動力を低減することができる。
【００５７】
請求項３に記載の発明によれば、例えばメンテナンス時の周辺環境により上部筐体を下部筐体から分離できない場合であっても、改質系機器及び水回収系機器を収納する部分のフレームを取り外すことにより、改質系機器及び水回収系機器に容易にアクセスすることができる。更に、上部筐体を下部筐体の上に配置した状態で、改質系機器及び水回収系機器を収納する部分のフレームを取り外すことができる。
【００５８】
請求項４に記載の発明によれば、上部筐体と下部筐体とが分離されず、下部筐体の上面が露出せしめられない場合よりも、下部筐体の中心部へのアクセスを容易にすることができる。つまり、燃料電池発電装置を構成する機器を燃料電池発電装置の中心部に収納して組み立てるのを容易にし、燃料電池発電装置の中心部に収納されている機器のメンテナンスを容易にすることができる。
【００６０】
請求項５に記載の発明によれば、例えばメンテナンス時の周辺環境により上部筐体を下部筐体から分離できない場合であっても、下部筐体の一部のフレームを取り外すことにより、下部筐体の中心部に容易にアクセスすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料電池発電装置の第１の実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の燃料電池発電装置の第２の実施形態の斜視図である。
【図３】従来の小型燃料電池発電装置のシステムフローを示した図である。
【図４】図３に示した機器を燃料電池発電装置内に配列した一例を示した斜視図である。
【符号の説明】
１…燃料電池本体、１ａ…燃料極、１ｂ…空気極、１ｃ…冷却板、
２…脱硫器、３…改質器、
４…ＣＯ変成器、５…ＣＯ除去器、
６…生成水回収装置、７…水処理装置、
８…冷却水タンク、９…冷却水冷却器、
１０…コンプレッサ、１１…燃焼空気ブロワ、
１２…反応空気ブロワ、１３…回収水ポンプ
１４…冷却水ポンプ、１５…純水ポンプ、
１６…直交変換装置、１７…制御機器、
１８…改質系機器、１９…電池冷却系機器、
２０…反応空気供給系、２１…反応空気オフガス系、
２２…燃料オフガス系、２３…燃焼排ガス系、
２４…燃焼空気供給系、２５…水回収系機器
２６…上部筐体２７…下部筐体
２８…フレーム

Claims

燃料電池本体、電池冷却系機器、水素を生成する改質系機器、電力変換装置、及び制御機器を具備する燃料電池発電装置において、
前記改質系機器、前記電力変換装置、及び前記制御機器を下部筐体に収納し、
前記電池冷却系機器に冷却水タンクと冷却水冷却器と冷却水ポンプとを設け、
前記燃料電池本体と前記冷却水タンクと前記冷却水冷却器と前記冷却水ポンプとを上部筺体にまとめて収納したことを特徴とする燃料電池発電装置。
水回収系機器を前記下部筐体に収納したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電装置。
前記制御機器及び前記電力変換装置を収納する部分のフレームを取り外しできないように構成し、前記改質系機器及び前記水回収系機器を収納する部分のフレームを取り外し可能に構成し、前記制御機器及び前記電力変換装置を収納する部分のフレームによって、前記上部筐体の重量を支持することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池発電装置。
前記上部筺体と前記下部筺体とが互いに着脱可能に構成され、かつ、前記上部筺体が前記下部筺体から分離された時に、前記下部筺体の上面が開口するように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電装置。
前記下部筐体の一部のフレームが取り外し可能に構成され、前記下部筐体の残りのフレームが取り外しできないように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池発電装置。