制冷供暖装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种制冷供暖装置。本发明专利技术的制冷供暖装置具有：具备燃料电池的燃料电池装置；利用由该燃料电池排出的废气的热的加热部；具有冷却部的热声冷却机(14)，该冷却部利用由燃料电池排出的废气的热而产生冷却功能；以及用于将由燃料电池排出的废气供给至热声冷却机(14)以及加热部中的至少一方的废气切换部(25)，由此能够提供有效利用了燃料电池的废气的制冷供暖装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将热声冷却机与燃料电池装置组合而成的制冷供暖装置。
技术介绍
近年来，作为下一代能源而提出有各种将使用燃料气体(含氢气体)和含氧气体(空气)可获得电力的燃料电池单元收纳于收纳容器内而得到的燃料电池组件、以及将燃料电池组件收纳于外装壳体内而得到的燃料电池装置(例如参照专利文献1)。另外，近年来提出有利用热声能量而具有冷冻功能的热声冷冻机(例如参照专利文献2)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-59377号公报专利文献2：日本特开2013-117325号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题如上所述，在下一代能源的开发中，尽管开发出燃料电池装置、热声冷冻机等各种装置，但针对将上述各装置组合而成的新用途的开发，仍然还有研究的余地。因此，本专利技术的目的在于提供一种将使用热声能量的热声冷却机与燃料电池装置组合而成的新用途。用于解决技术问题的方案本专利技术的制冷供暖装置的特征在于，具有：燃料电池装置，其具备燃料电池；加热部，其利用由该燃料电池排出的废气的热；热声冷却机，其具有冷却部，所述冷却部利用由所述燃料电池排出的废气的热而产生冷却功能；以及废气切换部，其用于将由所述燃料电池排出的废气供给至所述热声冷却机以及所述加热部中的至少一方。专利技术效果本专利技术的制冷供暖装置通过将由燃料电池排出的废气的供给目的地>切换到加热部以及热声冷却机中的至少一方，由此来组合加热部中的加热功能和冷却部中的冷却功能，从而能够获得高效的制冷供暖装置。附图说明图1是示出本实施方式的制冷供暖装置的结构的一例的结构图。图2是示出本实施方式的制冷供暖装置的另一结构的一例的结构图。图3是示出构成本实施方式的燃料电池装置的燃料电池组件的一例的外观立体图。图4是图3所示的燃料电池组件的剖视图。图5是示出本实施方式的制冷供暖装置的再一结构的一例的结构图。图6是示出本实施方式的制冷供暖装置的再一结构的一例的结构图。具体实施方式图1是示出本实施方式的制冷供暖装置的结构的一例的结构图，图2是示出本实施方式的制冷供暖装置的结构的另一例的结构图，图3是示出图1、图2所示的燃料电池组件的一例的外观立体图，图4是图3所示的燃料电池组件的剖视图。需要说明的是，图1中对制冷功能进行说明，图2中对供暖功能进行说明，由于各装置的结构相同，因此在对以下结构进行说明的情况下，主要使用图1进行说明。图1所示的制冷供暖装置具备：作为燃料电池装置的一例的发电单元；以及使用从发电单元排出的废气来产生热声能量，并使用所产生的热声能量进行冷却(冷冻)的热声冷却机。需要说明的是，在之后的附图中对相同的构件赋予相同的编号。图1所示的作为燃料电池装置的发电单元具备：具有多个燃料电池单元的电池堆2；供给城市气体等原燃料的原燃料供给机构4；用于向构成电池堆2的燃料电池单元供给含氧气体的含氧气体供给机构5；以及利用原燃料和水蒸气对原燃料进行水蒸气改性的改性器3。需要说明的是，将在之后说明通过将电池堆2和改性器3收纳于收纳容器而构成燃料电池组件1(以下有时简称为组件1)，在图1中，由双点划线包围示出该燃料电池组件1。需要说明的是，尽管未图示，但在组件1内设置有用于使发电时未使用的燃料气体燃烧的点火装置。另外，在图1所示的发电单元中具备热交换器6，该热交换器6用于对由于构成电池堆2的燃料电池单元的发电所产生的废气(废热)进行热交换而使废气的温度下降。在本实施方式中之后将详细说明热交换器6作为加热部发挥功能的情况，因此在以下的说明中将加热部作为热交换器6进行说明。需要说明的是，在热交换器6中，设置有用于将使废气中含有的水分冷凝而得到的冷凝水处理为纯水的冷凝水处理装置7、以及用于对由冷凝水处理装置7处理过的水(纯水)进行贮存的水箱8，水箱8与热交换器6之间通过冷凝水供给管9连接。需要说明的是，根据通过热交换器6中的热交换而生成的冷凝水的水质的不同，也可以成为不设置冷凝水处理装置7的结构。此外，在冷凝水处理装置7具有贮水功能的情况下，也可以成为不设置水箱8的结构。贮存于水箱8的水通过将水箱8与改性器3连接的水供给管10所具备的水泵11而被供给至改性器3。此外，图1所示的发电单元中，设置有用于将由组件1发出的直流电转换为交流电、且对转换后的电向外部负载的供给量进行调整的供给电力调整部(功率调节器)12；以及对各种设备的动作进行控制的控制装置13。通过将构成上述发电单元的各装置收纳于外装壳体内，由此能够实现设置容易的燃料电池装置。接着，对热声冷却机14进行说明。热声冷却机14包括原动机15、冷却机16、以及将原动机15与冷却机16相连的连接管17。需要说明的是，在原动机15、冷却机16、连接管17的内部填充有氦气等气体。另外，在原动机15以及冷却机16中分别配置有蓄热器18、19。将原动机15的蓄热器18的一侧设为高温部22(图1中为上侧)，并将另一侧设为低温部20(图1中为下侧)，利用该温度梯度来产生热声能量(声波)。将在之后说明在图1中，构成为由组件1排出的废气在蓄热器18的高温部22的周围流动。另一方面，在图1中，成为没有在低温部20设置任何构件的结构，但在要更高效地产生热声能量时，可以成为使低温的冷媒(例如自来水等)在低温部20的周围流动的结构。该高温部22、低温部20、蓄热器18成为热声能量产生部，在图1中以虚线示出。由热声能量产生部产生的热声能量在原动机15以及连接管17中流动时发生共振，该热声能量被传送至冷却机16。在冷却机16中，热声能量被能量转换成热能。并且，通过使流体在作为蓄热器19的一侧的高温部23(图1中为上侧)流动，由此在作为蓄热器19的另一侧的低温部21(图1中为下侧)发生吸热反应，使温度下降，从而具有冷却功能。即，由蓄热器19、高温部23以及低温部21构成冷却部，图1中以虚线示出。需要说明的是，在冷却部中，高温部23与低温部21相比成为高温即可，并非必须是通常意义上的高温。尤其是通过降低高温部23的温度，使低温部21进一步成为低温，从而具有冷却功能、进而具有冷冻功能。换言之，冷却部具有作为冷冻部的功能。因此，在图1中，将后述的第二配管24设置为，使在第二配管24内流动的第二流体在流过低温部21的周围之后流向高温部23的周围，但第二配管24并非必须设置于高温部23的周围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制冷供暖装置，其特征在于，所述制冷供暖装置具有：燃料电池装置，其具备燃料电池；加热部，其利用由该燃料电池排出的废气的热；热声冷却机，其具有冷却部，所述冷却部利用由所述燃料电池排出的废气的热而产生冷却功能；以及废气切换部，其用于将由所述燃料电池排出的废气供给至所述热声冷却机以及所述加热部中的至少一方。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.27 JP 2013-2017251.一种制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具有：
燃料电池装置，其具备燃料电池；
加热部，其利用由该燃料电池排出的废气的热；
热声冷却机，其具有冷却部，所述冷却部利用由所述燃料电池排出的
废气的热而产生冷却功能；以及
废气切换部，其用于将由所述燃料电池排出的废气供给至所述热声冷
却机以及所述加热部中的至少一方。
2.根据权利要求1所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述加热部是在由所述燃料电池排出的废气与第一流体之间进行热
交换的热交换器。
3.根据权利要求2所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具备：
第一配管，其与所述热交换器连接，且供所述第一流体流动；以及
第二配管，其设置在所述冷却部的周围，且供第二流体流动，
所述制冷供暖装置构成为，使在所述第一配管中流动的所述第一流体
或者在所述第二配管中流动的所述第二流体向制冷供暖对象部内流动。
4.根据权利要求3所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具备设于所述制冷供暖对象部内的循环配管，
所述第一配管的一端以及所述第二配管的一端经由第一切换部而与
所述循环配管连接，
所述第一配管的另一端以及所述第二配管的另一端经由第二切换部
而与所述循环配管连接。
5.根据权利要求4所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具备对所述第一切换部以及所述第二切换部进行
控制的控制装置，该控制装置基于预先决定的条件，以使所述第一流体或
所述第二流体流向所述循环配管的方式对所述第一切换部以及所述第二
切换部进行控制。
6.根据权利要求5所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具备对外部气温或所述制冷供暖对象部的温度进
行测定的温度传感器，所述控制装置在由所述温度传感器测定出的温度满
足...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野孝，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP