JPH09199152A - パッケージ型燃料電池発電プラントの換気方法 - Google Patents

パッケージ型燃料電池発電プラントの換気方法

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JPH09199152A
JPH09199152A JP8007019A JP701996A JPH09199152A JP H09199152 A JPH09199152 A JP H09199152A JP 8007019 A JP8007019 A JP 8007019A JP 701996 A JP701996 A JP 701996A JP H09199152 A JPH09199152 A JP H09199152A
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JP
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chamber
fuel
fan
electric
fuel chamber
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JP8007019A
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Mitsuru Kubota
充 久保田
Yoshihiko Nakamuta
慶彦 中牟田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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
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    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
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    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数台の換気ファンを１台で構成し、消費電
力を低減するとともに、パッケージの小形化、低コスト
化を図るパッケージ型燃料電池発電プラントの換気方法
を提供する。 【解決手段】 パッケージ内の燃料室１に燃料室ファン
７を設ける。仕切壁13で区画された燃料室１と電気室３
とに第１および第２空気取入口14，15をそれぞれ設け
る。プラント運転中、燃料室ファン７を運転し、第１お
よび第２空気取入口14，15から空気を取込み、機器を冷
却した後にパッケージ外に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主要機器が一つのエ
ンクロージャ内に納められたパッケージ型燃料電池発電
プラントの換気方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素、または炭化水素を改質して得た水
素と、空気等の酸化剤を用いた燐酸型燃料電池発電プラ
ントは、水素発生装置、燃料電池本体、燃料電池本体に
より発電された直流電流を交流に変換する直交変換器、
熱交換器類、反応器類、プラント制御装置等の構成要素
から成り立っている。出力1000KW以下のプラントにおい
てはこれらの構成要素を一つまたは複数のエンクロージ
ャに収容し、一かたまりのパッケージとして設計され
る。したがって、可燃性ガスや灯油、ナフサ等の化石燃
料を扱う本プラントにおいて換気によるパッケージ内の
可燃性ガス漏洩管理や温度管理は安定したプラント運用
のために非常に重要なものである。
【０００３】図９は従来のパッケージ型燃料電池発電プ
ラントの換気方法に関する代表的な例を示すものであ
る。この例において、水素発生装置、燃料電池本体、熱
交換器類、反応器類を収容しているエリアである燃料室
１は換気を専用の換気ファン７にて行っている。
【０００４】換気用空気は空気口12から流入し燃料室１
内部に設置された上記機器類周囲を通過し、換気ファン
７によりパッケージ外に放出される。同様に、直交変換
器４、電源室６、には専用のインバータファン９、電源
室ファン８があり、またこれらの換気をまとめてパッケ
ージ外に圧送するための電気室ファン10が設けられてい
る。これらにより、燃料電池発電プラント内の可燃性ガ
ス漏洩に対する換気および、温度管理を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された従来のパッケージ型燃料電池発電プラ
ントでは以下に述べるような解決すべき問題点がある。
すなわち、パッケージ内の換気は複数台の換気ファン
７、10により行われている。そのため、これらによる消
費電力が発電効率に与える影響は大きく、また部品点数
が増加していることから、低コスト化、小形化を図るう
えで不利は否めない。
【０００６】また、原燃料の多様化に伴い、原燃料の物
性に合った換気を行う必要がある。パッケージ内の温度
管理は空気冷却に依存し、換気ファン７、10のみに依存
しているためにこれらの装置が大型化する傾向にある。
【０００７】そこで、本発明の目的は、複数台の換気フ
ァンを１台で構成し、消費電力を低減するとともに、パ
ッケージの小形化、低コスト化を図ることのできるパッ
ケージ型燃料電池発電プラントの換気方法を提供するこ
とにある。
【０００８】また、原燃料が多様化した場合にも、可燃
性ガス漏洩に対し確実な換気を行えるようにしたパッケ
ージ型燃料電池発電プラントの換気方法を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
燃料室、モータ室、電気室、直交変換器および電源室を
備えてなるパッケージ型燃料電池発電プラントにおい
て、前記燃料室のみに燃料室ファンを備え、該プラント
運転中、前記燃料室ファンを運転して各空気取入口から
空気を取り込み前記燃料室、モータ室、電気室、直交変
換器および電源室を同時に換気するようにしたことを特
徴とする。
【００１０】請求項２に係る発明は、燃料室、モータ
室、電気室、直交変換器および電源室を備え、多原燃料
に対応可能に構成されてなるパッケージ型燃料電池発電
プラントにおいて、前記燃料室に燃料室ファンおよび補
助燃料室ファンを備え、該プラント運転中、前記燃料室
ファンおよび補助燃料室ファンを運転して空気取入口か
ら空気を取り込み前記燃料室を換気するようにしたこと
を特徴とする。
【００１１】請求項３に係る発明は、燃料室、モータ
室、電気室、直交変換器および電源室を備え、多原燃料
に対応可能に構成されてなるパッケージ型燃料電池発電
プラントにおいて、前記燃料室に燃料室ファンを備え、
該プラント運転中、前記燃料室ファンを運転して外部か
ら空気を取り込みパッケージ内を与圧するようにしたこ
とを特徴とする。
【００１２】請求項４に係る発明は、燃料室、モータ
室、電気室、直交変換器および電源室を備え、沸点の高
い液体燃料を原燃料として用いてなるパッケージ型燃料
電池発電プラントにおいて、前記燃料室に燃料室ファン
を備え、該プラント運転中、前記燃料室ファンを運転し
て外部から空気を取り込みパッケージ内を与圧するよう
にしたことを特徴とする。
【００１３】請求項５に係る発明は、燃料室、モータ
室、電気室、直交変換器および電源室を備えてなるパッ
ケージ型燃料電池発電プラントにおいて、前記燃料室に
燃料室ファンおよび補助燃料室ファンを備え、該プラン
ト運転中、可燃性ガスの漏洩が検知されたとき、前記燃
料室ファンおよび補助燃料室ファンを運転して空気取入
口から空気を取り込み前記燃料室を換気するようにした
ことを特徴とする。
【００１４】請求項６に係る発明は、燃料室、モータ
室、電気室、直交変換器および電源室を備えてなるパッ
ケージ型燃料電池発電プラントにおいて、前記電気室に
電気室ファンを備えると共に、前記直交変換器に冷却器
を有し、該プラント運転中、前記電気室ファンを運転し
て空気取入口から空気を取り込み前記電気室およびモー
タ室を換気するようにしたことを特徴とする。
【００１５】請求項７に係る発明は、燃料室、モータ
室、電気室、直交変換器および電源室を備えてなるパッ
ケージ型燃料電池発電プラントにおいて、前記電気室に
電気室ファンを備えると共に、前記燃料室に燃料室ファ
ンを有し、前記電気室と前記燃料室とを隔壁で仕切り、
該プラント運転中、前記電気室ファンおよび前記燃料室
ファンを運転して各空気取入口から空気を取り込み前記
電気室および燃料室を同時に換気するようにしたことを
特徴とする。
【００１６】請求項８に係る発明は、燃料室、モータ
室、電気室、直交変換器および電源室を備えてなるパッ
ケージ型燃料電池発電プラントにおいて、前記燃料室の
みに燃料室ファンを備えると共に、前記電気室と前記燃
料室との間の換気流路に中間熱交換器を有し、該プラン
ト運転中、前記燃料室ファンを運転して各空気取入口か
ら空気を取り込み前記燃料室、モータ室、電気室、直交
変換器および電源室を同時に換気するようにしたことを
特徴とする。
【００１７】請求項９に係る発明は、燃料室、モータ
室、電気室、直交変換器および電源室を備えてなるパッ
ケージ型燃料電池発電プラントにおいて、前記電気室に
電気室ファンを備えると共に、前記燃料室に燃料室ファ
ンを有し、該プラント運転中、前記電気室ファンおよび
前記燃料室ファンを運転して各空気取入口から空気を取
り込み前記電気室および燃料室を個別に換気するように
したことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【００１９】［実施形態１］図１は本発明の第１実施形
態を示すパッケージ内の換気方法を実施する構成図であ
る。従来技術では電源室ファン８、直交変換器ファン
９、電気室ファン10による電気機器の冷却を行っている
のに対し、本実施形態では燃料室１側に設けられた燃料
室換気ファン１台で電気機器の冷却と燃料室１の換気を
行っている。すなわち、燃料室１に取付けられた燃料室
ファン７により第１空気取入口14より燃料室１を換気す
るための空気を取込み換気を行いパッケージ外に放出す
る。同時に第２空気取入口15から電気機器冷却用空気を
取込み、これらを冷却した後に燃料室ファン７を経てパ
ッケージ外に放出する。以上述べた手段により、パッケ
ージ内の換気系統を簡素化することができ、所内動力の
低減とともに、低コスト化、小形化を実現することが可
能になる。
【００２０】［実施形態２］図２は本発明の第２実施形
態を示すパッケージ内の換気方法を実施する構成図であ
る。従来技術では燃料室ファン７は１台で、空気より密
度の小さい水素、都市ガスを対象としているのに対し、
本実施形態では複数の原燃料運転が可能なプラントにお
いて、空気よりも密度が高く漏洩した場合にパッケージ
底部にガスが滞留する可能性のある原燃料運転を行う時
に燃料室ファン７の他に補助燃料室ファン16を作動さ
せ、パッケージ底部のガス滞留を防止するものである。
これにより、原燃料対応プラントにおいてもパッケージ
内の換気を確実に行うことができる。
【００２１】［実施形態３］図３は本発明の第３実施形
態を示すパッケージ内の換気方法を実施する構成図であ
る。
【００２２】従来技術では燃料室ファン７は燃料室１内
の換気をパッケージ外に吸出しているのに対し、本実施
形態ではパッケージ外の空気を取り込みパッケージ内を
与圧していることである。
【００２３】以上述べた手段により、空気より密度の高
い原燃料を用いたプラントで漏洩が発生した場合でも、
パッケージ底部にガスが滞留することなく換気を確実に
行うことができる。
【００２４】［実施形態４］図４は本発明の第４実施形
態を示すパッケージ内の換気方法を実施する構成図であ
る。
【００２５】従来技術では燃料室ファン７は燃料室１内
の換気をパッケージ外に吸出しているのに対し、本実施
形態では原燃料が空気より密度の高いものに切り替わる
とパッケージ内を与圧することである。
【００２６】以上述べた手段により、空気より密度の高
い原燃料を用いたプラントで漏洩が発生した場合でも、
パッケージ底部にガスが滞留することなく換気を確実に
行うことができる。
【００２７】［実施形態５］図５において、従来技術で
は燃料室ファン７は燃料室１内の換気を行い、万一大き
な可燃性ガスの漏洩があった場合にも換気能力は一定で
ある。これに対し、本実施形態では補助換気ファン17に
より可燃性ガス検知器が作動した場合換気能力を増強し
てから安全にプラントを停止させることが可能である。
【００２８】［実施形態６］図６において、従来技術で
は直交変換器４は直交変換器ファン９により空気冷却を
行っているのに対し、本実施形態では直交変換器４を冷
却器18を用いて冷却していることである。これにより、
モータ室２の換気に関して直交変換器ファン９が省略さ
れると共にモータ室２内換気温度上昇も低く抑えられ
る。したがって、電気室ファン10により第２空気取入口
15から押込まれた空気は制御室５と電源室６からの放熱
を奪ってパッケージ外に放出される。以上述べた手段に
より、パッケージ内の換気系統を簡素化することがで
き、また、直交変換器４の安定した冷却を行うことが可
能になる。
【００２９】［実施形態７］図７において、燃料電池パ
ッケージ内を隔壁19で完全に仕切り、換気流路を形成し
たものである。本隔壁により１台の換気ファン７にて換
気を吸引する場合にも、各機器に対して確実に換気を行
うことができる。
【００３０】［実施形態８］図８において、パッケージ
内のモータ室２と燃料室１を結ぶ換気流路に中間熱交換
器11が設けられていることである。
【００３１】電気室ファン10により第２空気取入口15か
ら押込まれた空気は直交変換器４、制御室５、電源室６
からの放熱を奪い中間熱交換器11を通過する時に熱交換
して冷却され、さらに燃料室１に流入し、燃料室１の換
気を行いパッケージ外に放出される。
【００３２】以上述べた手段により、電源室６で放熱し
た熱を燃料室１に持込むことなく１台の燃料室ファン７
により燃料室１の温度上昇を招くことなく換気を行うこ
とができる。
【００３３】［実施形態９］図９において、可燃性ガス
漏洩の虞のない電気室３内の換気は、電気室ファン10に
より行われ、この時外気がパッケージ内に圧送されるた
めに電気室３内の圧力は大気圧より高くなる。一方、可
燃性ガス漏洩の虞れのある燃料室１側の換気は燃料室フ
ァン７によりパッケージ内の空気をパッケージ外に吸出
しており、燃料室１内の圧力は大気圧より低くなる。し
たがって、これらの燃料室１と電気室３が隣接したパッ
ージにおいて、燃料室１内圧が電気室３内圧より常に低
く保たれ、万一燃料室１側で可燃性ガスの漏洩があって
も、漏洩ガスが着火原となるうる電気室３内に流入する
ことはない。
【００３４】以上述べた手段により、燃料電池発電プラ
ントのパッケージ内の換気系統を簡素化することがで
き、所内動力の低減、低コスト化、コンパクト化を実現
できる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、燃料電池発電プラント
の機能を一つのエンクロージャに収容したパッケージ型
燃料電池発電プラントにおいて、換気ファンを１台とす
ることにより補機動力が減少し発電効率が向上し、部品
点数が減少することからパッケージの小型化を促すこと
ができる。
【００３６】直交変換器を冷却する冷却器を設けること
により、換気による冷却の負荷が減少し、換気ファンの
小型化が可能となり、外気温度によるパッケージ内の温
度の受ける影響も少なくなる。プラントの多燃料化に対
しては、原燃料の特性に最適な換気を行うことにより可
燃性ガスの漏洩に対する安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパッケージ型燃料電池発電プラン
トの換気方法の実施する形態を示す構成図。
【図２】本発明の他の換気方法を実施する形態を示す構
成図。
【図３】本発明の他の換気方法を実施する形態を示す構
成図。
【図４】本発明の他の換気方法を実施する形態を示す構
成図。
【図５】本発明の他の換気方法を実施する形態を示す構
成図。
【図６】本発明の他の換気方法を実施する形態を示す構
成図。
【図７】本発明の他の換気方法を実施する形態を示す構
成図。
【図８】本発明の他の換気方法を実施する形態を示す構
成図。
【図９】本発明の他の換気方法を実施する形態を示す構
成図。
【図１０】従来の換気方法を実施する形態を示す構成
図。
【符号の説明】
１ 燃料室 ２ モータ室 ４ 直交変換器 ７ 燃料室ファン ８ 電源室ファン 11 中間熱交換器 14 第１空気取入口 15 第２空気取入口 17 補助換気ファン 18 冷却器

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料室、モータ室、電気室、直交変換器
    および電源室を備えてなるパッケージ型燃料電池発電プ
    ラントにおいて、前記燃料室のみに燃料室ファンを備
    え、該プラント運転中、前記燃料室ファンを運転して各
    空気取入口から空気を取り込み前記燃料室、モータ室、
    電気室、直交変換器および電源室を同時に換気するよう
    にしたことを特徴とするパッケージ型燃料電池発電プラ
    ントの換気方法。
  2. 【請求項２】 燃料室、モータ室、電気室、直交変換器
    および電源室を備え、多原燃料に対応可能に構成されて
    なるパッケージ型燃料電池発電プラントにおいて、前記
    燃料室に燃料室ファンおよび補助燃料室ファンを備え、
    該プラント運転中、前記燃料室ファンおよび補助燃料室
    ファンを運転して空気取入口から空気を取り込み前記燃
    料室を換気するようにしたことを特徴とするパッケージ
    型燃料電池発電プラントの換気方法。
  3. 【請求項３】 燃料室、モータ室、電気室、直交変換器
    および電源室を備え、多原燃料に対応可能に構成されて
    なるパッケージ型燃料電池発電プラントにおいて、前記
    燃料室に燃料室ファンを備え、該プラント運転中、前記
    燃料室ファンを運転して外部から空気を取り込みパッケ
    ージ内を与圧するようにしたことを特徴とするパッケー
    ジ型燃料電池発電プラントの換気方法。
  4. 【請求項４】 燃料室、モータ室、電気室、直交変換器
    および電源室を備え、沸点の高い液体燃料を原燃料とし
    て用いてなるパッケージ型燃料電池発電プラントにおい
    て、前記燃料室に燃料室ファンを備え、該プラント運転
    中、前記燃料室ファンを運転して外部から空気を取り込
    みパッケージ内を与圧するようにしたことを特徴とする
    パッケージ型燃料電池発電プラントの換気方法。
  5. 【請求項５】 燃料室、モータ室、電気室、直交変換器
    および電源室を備えてなるパッケージ型燃料電池発電プ
    ラントにおいて、前記燃料室に燃料室ファンおよび補助
    燃料室ファンを備え、該プラント運転中、可燃性ガスの
    漏洩が検知されたとき、前記燃料室ファンおよび補助燃
    料室ファンを運転して空気取入口から空気を取り込み前
    記燃料室を換気するようにしたことを特徴とするパッケ
    ージ型燃料電池発電プラントの換気方法。
  6. 【請求項６】 燃料室、モータ室、電気室、直交変換器
    および電源室を備えてなるパッケージ型燃料電池発電プ
    ラントにおいて、前記電気室に電気室ファンを備えると
    共に、前記直交変換器に冷却器を有し、該プラント運転
    中、前記電気室ファンを運転して空気取入口から空気を
    取り込み前記電気室およびモータ室を換気するようにし
    たことを特徴とするパッケージ型燃料電池発電プラント
    の換気方法。
  7. 【請求項７】 燃料室、モータ室、電気室、直交変換器
    および電源室を備えてなるパッケージ型燃料電池発電プ
    ラントにおいて、前記電気室に電気室ファンを備えると
    共に、前記燃料室に燃料室ファンを有し、前記電気室と
    前記燃料室とを隔壁で仕切り、該プラント運転中、前記
    電気室ファンおよび前記燃料室ファンを運転して各空気
    取入口から空気を取り込み前記電気室および燃料室を同
    時に換気するようにしたことを特徴とするパッケージ型
    燃料電池発電プラントの換気方法。
  8. 【請求項８】 燃料室、モータ室、電気室、直交変換器
    および電源室を備えてなるパッケージ型燃料電池発電プ
    ラントにおいて、前記燃料室のみに燃料室ファンを備え
    ると共に、前記電気室と前記燃料室との間の換気流路に
    中間熱交換器を有し、該プラント運転中、前記燃料室フ
    ァンを運転して各空気取入口から空気を取り込み前記燃
    料室、モータ室、電気室、直交変換器および電源室を同
    時に換気するようにしたことを特徴とするパッケージ型
    燃料電池発電プラントの換気方法。
  9. 【請求項９】 燃料室、モータ室、電気室、直交変換器
    および電源室を備えてなるパッケージ型燃料電池発電プ
    ラントにおいて、前記電気室に電気室ファンを備えると
    共に、前記燃料室に燃料室ファンを有し、該プラント運
    転中、前記電気室ファンおよび前記燃料室ファンを運転
    して各空気取入口から空気を取り込み前記電気室および
    燃料室を個別に換気するようにしたことを特徴とするパ
    ッケージ型燃料電池発電プラントの換気方法。
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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