JPH076777A - 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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- JPH076777A JPH076777A JP5142404A JP14240493A JPH076777A JP H076777 A JPH076777 A JP H076777A JP 5142404 A JP5142404 A JP 5142404A JP 14240493 A JP14240493 A JP 14240493A JP H076777 A JPH076777 A JP H076777A
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- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
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Abstract
(57)【要約】
【目的】局所冷却機能とその省電力化機能を損なうこと
なく、局所冷却装置の構成を簡素化することにある。 【構成】燃料電池本体2および燃料改質器3と、この燃
料電池本体および燃料改質器に空気供給管路5を介して
連結されて反応空気および燃焼空気を供給する空気ブロ
ワ4とを含む発電装置の主要機器を一括して収容するパ
ッケ−ジ1が、その側壁に設けた換気ファン6および外
気吸入ル−バ7からなる換気装置を備えたものにおい
て、空気ブロワ4の吐出側に連結されてパッケ−ジ1内
の熱空気溜まりに冷却空気を放出する複数の分岐空気管
路21A21B等からなる局所冷却装置20を備えるも
のとする。
なく、局所冷却装置の構成を簡素化することにある。 【構成】燃料電池本体2および燃料改質器3と、この燃
料電池本体および燃料改質器に空気供給管路5を介して
連結されて反応空気および燃焼空気を供給する空気ブロ
ワ4とを含む発電装置の主要機器を一括して収容するパ
ッケ−ジ1が、その側壁に設けた換気ファン6および外
気吸入ル−バ7からなる換気装置を備えたものにおい
て、空気ブロワ4の吐出側に連結されてパッケ−ジ1内
の熱空気溜まりに冷却空気を放出する複数の分岐空気管
路21A21B等からなる局所冷却装置20を備えるも
のとする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、パッケ−ジ内部の換
気装置および局所過熱防止用の冷却装置を有するパッケ
−ジ型燃料電池発電装置に関する。
気装置および局所過熱防止用の冷却装置を有するパッケ
−ジ型燃料電池発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2はパッケ−ジ型燃料電池発電装置の
従来構造を模式化して示す立面図である。図において、
パッケ−ジ1内には単位セルの積層体からなる燃料電池
本体2、燃料電池本体2に水素リッチな燃料ガスを供給
する燃料改質器3、この燃料電池本体2および燃料改質
器3の図示しない改質バ−ナに空気供給管路5を介して
連結されて反応空気および燃焼空気を供給する空気ブロ
ワ4とを含む発電装置の主要機器が一括して収容され、
さらにパッケ−ジ1の互いに対向する側壁面には換気フ
ァン6および外気吸入ル−バ7からなる換気装置が設け
られ、燃料電池本体2および燃料改質器3からの熱放散
によるパッケ−ジ内空気の温度上昇を抑制するようパッ
ケ−ジ1内が強制換気される。
従来構造を模式化して示す立面図である。図において、
パッケ−ジ1内には単位セルの積層体からなる燃料電池
本体2、燃料電池本体2に水素リッチな燃料ガスを供給
する燃料改質器3、この燃料電池本体2および燃料改質
器3の図示しない改質バ−ナに空気供給管路5を介して
連結されて反応空気および燃焼空気を供給する空気ブロ
ワ4とを含む発電装置の主要機器が一括して収容され、
さらにパッケ−ジ1の互いに対向する側壁面には換気フ
ァン6および外気吸入ル−バ7からなる換気装置が設け
られ、燃料電池本体2および燃料改質器3からの熱放散
によるパッケ−ジ内空気の温度上昇を抑制するようパッ
ケ−ジ1内が強制換気される。
【0003】また、空気ブロア4の吸気口4Aはパッケ
−ジ1の外部に開口して外気を吸入し、吸入した空気を
反応空気として燃料電池本体2に供給して燃料ガスとの
直接反応によって発電を行うとともに、燃料改質器3の
図示しない改質バ−ナに支燃空気として供給される。ま
た、燃料電池本体で反応を終わったオフガスおよび燃料
改質器バ−ナの燃焼排ガスは排気筒8を介してパッケ−
ジの外部に排出され、排熱の回収または燃料改質器バ−
ナでの残存水素の燃焼に供される。
−ジ1の外部に開口して外気を吸入し、吸入した空気を
反応空気として燃料電池本体2に供給して燃料ガスとの
直接反応によって発電を行うとともに、燃料改質器3の
図示しない改質バ−ナに支燃空気として供給される。ま
た、燃料電池本体で反応を終わったオフガスおよび燃料
改質器バ−ナの燃焼排ガスは排気筒8を介してパッケ−
ジの外部に排出され、排熱の回収または燃料改質器バ−
ナでの残存水素の燃焼に供される。
【0004】上述のように構成されたパッケ−ジ型燃料
電池発電装置において、燃料電池本体2が電解質として
りん酸を使用し、水素と酸素を反応させて発電するりん
酸型燃料電池である場合、その反応温度は約200°c
であり、その内壁面の温度は180°cにおよぶ。ま
た、メタンを水蒸気とともに加熱して水素リッチな改質
ガスに変える燃料改質器3はその反応温度が約700°
cと高く、その内壁面の温度は数100°cに達する。
従って、燃料電池本体2および燃料改質器3が上記反応
温度を保持して効率のよい運転状態を安定して維持する
とともに、放熱によるパッケ−ジ内の過度の温度上昇を
抑制するために、燃料電池本体および燃料改質器の外表
面は厚い保温材によって覆われ、その外表面からの熱放
散によるパッケ−ジ内の温度上昇は換気ファン6および
外気吸入ル−バ7からなる換気装置によりパッケ−ジ内
の空気を強制換気することにより冷却される。
電池発電装置において、燃料電池本体2が電解質として
りん酸を使用し、水素と酸素を反応させて発電するりん
酸型燃料電池である場合、その反応温度は約200°c
であり、その内壁面の温度は180°cにおよぶ。ま
た、メタンを水蒸気とともに加熱して水素リッチな改質
ガスに変える燃料改質器3はその反応温度が約700°
cと高く、その内壁面の温度は数100°cに達する。
従って、燃料電池本体2および燃料改質器3が上記反応
温度を保持して効率のよい運転状態を安定して維持する
とともに、放熱によるパッケ−ジ内の過度の温度上昇を
抑制するために、燃料電池本体および燃料改質器の外表
面は厚い保温材によって覆われ、その外表面からの熱放
散によるパッケ−ジ内の温度上昇は換気ファン6および
外気吸入ル−バ7からなる換気装置によりパッケ−ジ内
の空気を強制換気することにより冷却される。
【0005】ところで、パッケ−ジ1内には空気ブロワ
用のモ−タやその速度制御装置9をはじめ、温度,圧
力,流量などの検出センサやその制御機器などの電気装
置が収納されており、これらが高温にさらされることに
よって機能が低下したり、寿命特性が低下することを防
止するために、パッケ−ジ内を所定の雰囲気温度に均一
に保持することが求められる。ところが、前述の換気装
置だけでは収納機器の風下側に空気の淀みが生ずること
を回避できず、この部分に機器の放熱により加熱空気溜
まりが発生してこの部分の機器の外表面の温度が局部的
に上昇し、この局部的過熱部分からの輻射熱などが電気
装置に熱影響を及ぼすという問題がある。これらの問題
を回避するために、従来パッケ−ジ1内に冷却空気ブロ
ワ11とその速度制御装置13、および冷却空気ブロワ
11の吐出空気を熱空気溜まりに案内して放出する空気
ダクト12とで構成される局所冷却装置10を設け、吐
出する冷却空気により熱空気溜まりの過熱空気を拡散さ
せ、換気とともにパッケ−ジの外部に放出するよう構成
したものが知られている。
用のモ−タやその速度制御装置9をはじめ、温度,圧
力,流量などの検出センサやその制御機器などの電気装
置が収納されており、これらが高温にさらされることに
よって機能が低下したり、寿命特性が低下することを防
止するために、パッケ−ジ内を所定の雰囲気温度に均一
に保持することが求められる。ところが、前述の換気装
置だけでは収納機器の風下側に空気の淀みが生ずること
を回避できず、この部分に機器の放熱により加熱空気溜
まりが発生してこの部分の機器の外表面の温度が局部的
に上昇し、この局部的過熱部分からの輻射熱などが電気
装置に熱影響を及ぼすという問題がある。これらの問題
を回避するために、従来パッケ−ジ1内に冷却空気ブロ
ワ11とその速度制御装置13、および冷却空気ブロワ
11の吐出空気を熱空気溜まりに案内して放出する空気
ダクト12とで構成される局所冷却装置10を設け、吐
出する冷却空気により熱空気溜まりの過熱空気を拡散さ
せ、換気とともにパッケ−ジの外部に放出するよう構成
したものが知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
た従来のパッケ−ジ型燃料電池発電装置では、燃料電池
本体2の発電量に比例して必要とする反応空気量および
燃料ガス量が増加するため、これらを供給する空気ブロ
ワ4に速度制御装置9を設け、発電量に比例して空気ブ
ロワ4の速度制御を行うことにより、発電量に比例して
空気吐出量を制御するよう構成されている。また、発電
量に比例してパッケ−ジ1内に放散する熱量が増加し、
これに比例して熱空気溜まりの温度が上昇するため、局
所冷却装置10の冷却空気ブロワ11にも速度制御装置
13を設けて局所冷却空気の量を発電量に比例して制御
してパッケ−ジ内温度を均等化するとともに、軽負荷状
態では冷却空気ブロワ11の回転速度を下げることによ
り、その駆動電力を低減するよう構成されている。しか
しながら、局所冷却装置10の省電力化のために2台の
速度制御装置9および13を必要とすることになり、こ
れが原因でこれらを収納するパッケ−ジ1の大型化を招
くとともに、パッケ−ジ型燃料電池発電装置の製造コス
トの上昇を招くという問題が生ずる。
た従来のパッケ−ジ型燃料電池発電装置では、燃料電池
本体2の発電量に比例して必要とする反応空気量および
燃料ガス量が増加するため、これらを供給する空気ブロ
ワ4に速度制御装置9を設け、発電量に比例して空気ブ
ロワ4の速度制御を行うことにより、発電量に比例して
空気吐出量を制御するよう構成されている。また、発電
量に比例してパッケ−ジ1内に放散する熱量が増加し、
これに比例して熱空気溜まりの温度が上昇するため、局
所冷却装置10の冷却空気ブロワ11にも速度制御装置
13を設けて局所冷却空気の量を発電量に比例して制御
してパッケ−ジ内温度を均等化するとともに、軽負荷状
態では冷却空気ブロワ11の回転速度を下げることによ
り、その駆動電力を低減するよう構成されている。しか
しながら、局所冷却装置10の省電力化のために2台の
速度制御装置9および13を必要とすることになり、こ
れが原因でこれらを収納するパッケ−ジ1の大型化を招
くとともに、パッケ−ジ型燃料電池発電装置の製造コス
トの上昇を招くという問題が生ずる。
【0007】この発明の目的は、局所冷却機能とその省
電力化機能を損なうことなく、局所冷却装置の構成を簡
素化することにある。
電力化機能を損なうことなく、局所冷却装置の構成を簡
素化することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、燃料電池本体および燃料改質器
と、この燃料電池本体および燃料改質器に空気供給管路
を介して連結されて反応空気および燃焼空気を供給する
空気ブロワとを含む発電装置の主要機器を一括して収容
するパッケ−ジが、その側壁に設けた換気ファンおよび
外気吸入ル−バからなる換気装置を備えたものにおい
て、前記空気ブロワの吐出側に連結されて前記パッケ−
ジ内の熱空気溜まりに冷却空気を放出する局所冷却装置
を備えてなるものとする。
に、この発明によれば、燃料電池本体および燃料改質器
と、この燃料電池本体および燃料改質器に空気供給管路
を介して連結されて反応空気および燃焼空気を供給する
空気ブロワとを含む発電装置の主要機器を一括して収容
するパッケ−ジが、その側壁に設けた換気ファンおよび
外気吸入ル−バからなる換気装置を備えたものにおい
て、前記空気ブロワの吐出側に連結されて前記パッケ−
ジ内の熱空気溜まりに冷却空気を放出する局所冷却装置
を備えてなるものとする。
【0009】また、局所冷却装置が空気供給管路から分
岐して形成された分岐空気供給管路からなるものとす
る。さらに、空気ブロワが燃料電池本体の発電量に比例
して回転数を制御する可変速制御装置を備えるととも
に、局所冷却装置に冷却空気を分岐供給する空気吐出量
を有するものとする。
岐して形成された分岐空気供給管路からなるものとす
る。さらに、空気ブロワが燃料電池本体の発電量に比例
して回転数を制御する可変速制御装置を備えるととも
に、局所冷却装置に冷却空気を分岐供給する空気吐出量
を有するものとする。
【0010】
【作用】この発明の構成において、パッケ−ジ型燃料電
池発電装置が、燃料電池本体および燃料改質器に空気供
給管路を介して連結されて反応空気および燃焼空気を供
給する空気ブロワの吐出側に連結され、パッケ−ジ内の
熱空気溜まりに冷却空気を放出する局所冷却装置を備え
るよう構成したことにより、発電量に比例して速度制御
される空気ブロワの吐出空気の一部を利用して収納機器
周辺の熱空気溜まりに発電量に比例した量の冷却空気を
供給し、発電量に比例して増加する過熱空気を換気装置
側に拡散排除する機能を、局所冷却用のブロワおよびそ
の速度制御装置を必要とせずに行うことが可能となるの
で、局所冷却機能とその省電力化機能を損なうことなく
局所冷却装置の構成を簡素化する機能が得られる。
池発電装置が、燃料電池本体および燃料改質器に空気供
給管路を介して連結されて反応空気および燃焼空気を供
給する空気ブロワの吐出側に連結され、パッケ−ジ内の
熱空気溜まりに冷却空気を放出する局所冷却装置を備え
るよう構成したことにより、発電量に比例して速度制御
される空気ブロワの吐出空気の一部を利用して収納機器
周辺の熱空気溜まりに発電量に比例した量の冷却空気を
供給し、発電量に比例して増加する過熱空気を換気装置
側に拡散排除する機能を、局所冷却用のブロワおよびそ
の速度制御装置を必要とせずに行うことが可能となるの
で、局所冷却機能とその省電力化機能を損なうことなく
局所冷却装置の構成を簡素化する機能が得られる。
【0011】また、局所冷却装置を空気供給管路から分
岐して形成された分岐空気供給管路で構成すれば、パッ
ケ−ジ内の温度分布の実測結果に基づいて分岐空気供給
管路を増設することにより、任意の熱空気溜まりに冷却
空気を放出することができるので、局所冷却性能に優れ
た簡素な構成の局所冷却装置を容易に形成することがで
きる。
岐して形成された分岐空気供給管路で構成すれば、パッ
ケ−ジ内の温度分布の実測結果に基づいて分岐空気供給
管路を増設することにより、任意の熱空気溜まりに冷却
空気を放出することができるので、局所冷却性能に優れ
た簡素な構成の局所冷却装置を容易に形成することがで
きる。
【0012】さらに、空気ブロワが燃料電池本体の発電
量に比例して回転数を制御する可変速制御装置を備える
とともに、局所冷却装置に冷却空気を分岐供給する空気
吐出量を有するよう構成することにより、燃料電池本体
に供給する反応空気量,燃料改質器に供給燃焼空気量に
悪影響を及ぼすことなく、局所冷却装置に発電量に比例
した量の冷却空気を供給することができる。
量に比例して回転数を制御する可変速制御装置を備える
とともに、局所冷却装置に冷却空気を分岐供給する空気
吐出量を有するよう構成することにより、燃料電池本体
に供給する反応空気量,燃料改質器に供給燃焼空気量に
悪影響を及ぼすことなく、局所冷却装置に発電量に比例
した量の冷却空気を供給することができる。
【0013】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図1はこの発明の実施例になるパッケ−ジ型燃料電
池発電装置を模式化して示す立面図であり、従来技術と
同じ構成部分には同一参照符号を付すことにより、重複
した説明を省略する。図において、パッケ−ジ1内に
は、燃料電池本体2および燃料改質器3にそれぞれ反応
空気および燃焼空気を供給する空気ブロワ4が空気供給
管路5を介して燃料電池本体2および燃料改質器3に連
結される。局所冷却装置20は空気供給管路5から分岐
した複数の分岐空気供給管路21A,21B等で構成さ
れ、その空気吹き出し口22が燃料電池本体2や燃料改
質器3周辺の熱空気溜まりに開口するよう構成される。
る。図1はこの発明の実施例になるパッケ−ジ型燃料電
池発電装置を模式化して示す立面図であり、従来技術と
同じ構成部分には同一参照符号を付すことにより、重複
した説明を省略する。図において、パッケ−ジ1内に
は、燃料電池本体2および燃料改質器3にそれぞれ反応
空気および燃焼空気を供給する空気ブロワ4が空気供給
管路5を介して燃料電池本体2および燃料改質器3に連
結される。局所冷却装置20は空気供給管路5から分岐
した複数の分岐空気供給管路21A,21B等で構成さ
れ、その空気吹き出し口22が燃料電池本体2や燃料改
質器3周辺の熱空気溜まりに開口するよう構成される。
【0014】このように構成された局所冷却装置20を
有するパッケ−ジ型燃料電池発電装置において、換気フ
ァン6および外気吸入ル−バ7からなる換気装置でパッ
ケ−ジ1内を換気した状態で、空気ブロワ4の吐出空気
量を速度制御装置9により発電量に対応して制御する
と、吐出空気量に比例した量の冷却空気が局所冷却装置
20に分岐して供給され、熱空気溜まりの過熱空気がパ
ッケ−ジ内に拡散して換気装置により外部に排出される
ので、パッケ−ジ1内の空気温度を均等化し、速度制御
装置をはじめとする電気機器への熱影響を排除し、その
性能および寿命特性を維持することができる。
有するパッケ−ジ型燃料電池発電装置において、換気フ
ァン6および外気吸入ル−バ7からなる換気装置でパッ
ケ−ジ1内を換気した状態で、空気ブロワ4の吐出空気
量を速度制御装置9により発電量に対応して制御する
と、吐出空気量に比例した量の冷却空気が局所冷却装置
20に分岐して供給され、熱空気溜まりの過熱空気がパ
ッケ−ジ内に拡散して換気装置により外部に排出される
ので、パッケ−ジ1内の空気温度を均等化し、速度制御
装置をはじめとする電気機器への熱影響を排除し、その
性能および寿命特性を維持することができる。
【0015】また、空気ブロワ4は、局所冷却装置20
に分岐して放出する冷却空気量を予め想定し、その分吐
出量を多くするよう構成するか、あるいは速度制御装置
9による制御速度を冷却空気量に対応して高く設定する
よう構成されてよく、これによって局所冷却装置に従来
必要とした冷却空気ブロワ(11)およびその速度制御
装置(13)を排除し、局所冷却装置20の構成の簡素
化、これに伴うパッケ−ジ1の小型化、およびパッケ−
ジ型燃料電池発電装置の低コスト化が可能になるととも
に、冷却空気の流量が発電量に比例して制御され、省電
力化されて熱利用効率の高いパッケ−ジ型燃料電池発電
装置を得ることができる。
に分岐して放出する冷却空気量を予め想定し、その分吐
出量を多くするよう構成するか、あるいは速度制御装置
9による制御速度を冷却空気量に対応して高く設定する
よう構成されてよく、これによって局所冷却装置に従来
必要とした冷却空気ブロワ(11)およびその速度制御
装置(13)を排除し、局所冷却装置20の構成の簡素
化、これに伴うパッケ−ジ1の小型化、およびパッケ−
ジ型燃料電池発電装置の低コスト化が可能になるととも
に、冷却空気の流量が発電量に比例して制御され、省電
力化されて熱利用効率の高いパッケ−ジ型燃料電池発電
装置を得ることができる。
【0016】
【発明の効果】この発明は前述のように、パッケ−ジ型
燃料電池発電装置が、燃料電池本体および燃料改質器に
空気供給管路を介して連結されて反応空気および燃焼空
気を供給する空気ブロワの吐出側に連結され、パッケ−
ジ内の熱空気溜まりに冷却空気を放出する分岐空気供給
管路からなる局所冷却装置を備えるよう構成した。その
結果、発電量に比例して速度制御される空気ブロワの吐
出空気の一部を利用し、収納機器周辺の熱空気溜まりに
発電量に比例した量の冷却空気を供給し、発電量に比例
して増加する過熱空気を換気装置側に拡散排除できるの
で、従来必要とした局所冷却用のブロワおよびその速度
制御装置を排除することが可能うとなり、局所冷却機能
とその省電力化機能を損なうことなく構成が簡素化され
た局所冷却装置を備えたパッケ−ジ型燃料電池発電装置
を経済的にも有利に提供することができる。
燃料電池発電装置が、燃料電池本体および燃料改質器に
空気供給管路を介して連結されて反応空気および燃焼空
気を供給する空気ブロワの吐出側に連結され、パッケ−
ジ内の熱空気溜まりに冷却空気を放出する分岐空気供給
管路からなる局所冷却装置を備えるよう構成した。その
結果、発電量に比例して速度制御される空気ブロワの吐
出空気の一部を利用し、収納機器周辺の熱空気溜まりに
発電量に比例した量の冷却空気を供給し、発電量に比例
して増加する過熱空気を換気装置側に拡散排除できるの
で、従来必要とした局所冷却用のブロワおよびその速度
制御装置を排除することが可能うとなり、局所冷却機能
とその省電力化機能を損なうことなく構成が簡素化され
た局所冷却装置を備えたパッケ−ジ型燃料電池発電装置
を経済的にも有利に提供することができる。
【図1】この発明の実施例になるパッケ−ジ型燃料電池
発電装置を模式化して示す立面図
発電装置を模式化して示す立面図
【図2】パッケ−ジ型燃料電池発電装置の従来構造を模
式化して示す立面図
式化して示す立面図
1 パッケ−ジ 2 燃料電池本体 3 燃料改質器 4 空気ブロア 5 空気供給管路 6 換気ファン 7 外気吸入ル−バ 8 排気筒 9 速度制御装置 10 局所冷却装置 11 冷却空気ブロワ 12 空気ダクト 13 速度制御装置 20 局所冷却装置 21A 分岐空気供給管路 22 冷却空気吹き出し口
Claims (3)
- 【請求項1】燃料電池本体および燃料改質器と、この燃
料電池本体および燃料改質器に空気供給管路を介して連
結されて反応空気および燃焼空気を供給する空気ブロワ
とを含む発電装置の主要機器を一括して収容するパッケ
−ジが、その側壁に設けた換気ファンおよび外気吸入ル
−バからなる換気装置を備えたものにおいて、前記空気
ブロワの吐出側に連結されて前記パッケ−ジ内の熱空気
溜まりに冷却空気を放出する局所冷却装置を備えてなる
ことを特徴とするパッケ−ジ型燃料電池発電装置。 - 【請求項2】局所冷却装置が空気供給管路から分岐して
形成された分岐空気供給管路からなることを特徴とする
請求項1記載のパッケ−ジ型燃料電池発電装置。 - 【請求項3】空気ブロワが燃料電池本体の発電量に比例
して回転数を制御する可変速制御装置を備えるととも
に、局所冷却装置に冷却空気を分岐供給する空気吐出量
を有することを特徴とする請求項1記載のパッケ−ジ型
燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05142404A JP3138118B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 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 |
---|---|---|---|
JP05142404A JP3138118B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | パッケージ型燃料電池発電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH076777A true JPH076777A (ja) | 1995-01-10 |
JP3138118B2 JP3138118B2 (ja) | 2001-02-26 |
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