燃料电池装置制造方法及图纸

在本公开的燃料电池装置中，控制装置(30)对含氧气体供给装置(13)的空气鼓风机(B1)向电池堆(11)送给的空气的流量进行控制，使得由发电量调整装置(功率调节器20)控制的燃料电池的发电量(安培)与空气利用率(Ua)具有：伴随着燃料电池的发电量的增加，空气利用率(Ua)增加的〔增加区间〕；和伴随着发电量的增加，空气利用率(Ua)降低的〔降低区间〕，该空气利用率(Ua)是燃料电池的发电中利用的空气量相对于向燃料电池供给的含氧气体(空气)量的比例。向燃料电池供给的含氧气体(空气)量的比例。向燃料电池供给的含氧气体(空气)量的比例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池装置


[0001]本公开涉及燃料电池装置。

技术介绍

[0002]以往技术的一例被记载于专利文献1中。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：JP专利第5591249号公报

技术实现思路

[0006]本公开的燃料电池装置具备：燃料电池，使用燃料气体和含氧气体进行发电；含氧气体供给装置，向所述燃料电池供给含氧气体；发电量调整装置，调整所述燃料电池的发电量；以及控制装置，控制所述含氧气体供给装置以及所述发电量调整装置。
[0007]所述控制装置构成为控制所述含氧气体供给装置以及所述发电量调整装置，使得由所述发电量调整装置控制的所述燃料电池的发电量与含氧气体利用率具有：与所述燃料电池的发电量的增加对应地，所述含氧气体利用率增加的增加区间；和与所述燃料电池的发电量的增加对应地，所述含氧气体利用率降低的降低区间，该含氧气体利用率是所述燃料电池的发电中利用的含氧气体量相对于向所述燃料电池供给的含氧气体量的比例。
附图说明
[0008]本公开的目的、特色以及优点根据下述的详细说明和附图更加明确。
[0009]图1是本公开的一实施方式的燃料电池装置的概要结构图。
[0010]图2是表示外装壳体内的燃料电池装置的结构的立体图。
[0011]图3是表示一实施方式的燃料电池装置中的、发电的电流量与电池单体的空气利用率的关系以及电流量与空气供给量的关系的图表。
具体实施方式
[0012]以下，本公开的一实施方式的燃料电池装置进行说明。
[0013]首先，对以本公开的燃料电池装置为基础的结构的燃料电池装置进行说明。
[0014]在固体氧化物形的燃料电池装置(SOFC)中，控制装置控制原燃料供给装置以及含氧气体供给装置的动作，将发电所需的量的原燃料(含氢气体)以及空气(含氧气体)供给至燃料电池单体。由发电产生的直流电流由与外部的系统电力联系的发电量调整装置变换为交流电力后，根据与发电量调整装置连接的外部设备(外部负载)的要求，向外部负载供给。
[0015]燃料电池也用于家庭用途、小规模事业所用途等使用电力(电流值)低的小规模的发电。在使用燃料电池装置作为家庭用等的情况下，基于外部负载的要求电力较大地变动。
[0016]在需要调整输出电力的燃料电池装置中，在来自外部的要求电力(即外部负载的
电流值)低的低电流运转时(低输出运转时)，伴随着发电量的增加而进行空气利用率(Ua)变高的空气利用率增加控制。
[0017]此外，在燃料电池装置中，在外部负载的电流值高的高电流运转时(高输出运转时)，为了将发电效率维持得较高，进行将空气利用率(Ua)维持为固定的较高的比率(以下，称为“高Ua率”)的空气利用率固定控制。
[0018]另外，有时将前述的高电流运转(高输出运转)称为“包括额定或接近额定的发电量运转”，将前述的低电流运转(低输出运转)称为“部分负载运转”或者“负载追随运转”。
[0019]在对应于与外部负载的要求电力相应的燃料电池的发电量的增加而使燃料电池单体的空气利用率(Ua)变化的燃料电池装置中，若在外部负载(外部要求电力)高时将空气利用率固定为固定的高Ua率、即持续进行前述那样的空气利用率固定控制，则可知存在燃料电池的温度成为高温、燃料电池单体的耐老化性降低且对燃料电池的发电效率也有影响这样的担忧。
[0020]以下，对实施方式的燃料电池装置进行说明。
[0021]图1所示的一实施方式的燃料电池装置100具备：燃料电池模块10，使用燃料气体和含氧气体进行发电；含氧气体供给装置13，具有空气鼓风机B1以及空气流路F；原燃料供给装置14，具有原燃料泵B2以及原燃料流路G；以及辅机类，包括改性水箱6以及改性水泵P1等，用于辅助燃料电池的独立的发电运转。
[0022]此外，燃料电池装置100具备发电量调整装置(功率调节器20)，以作为承担向外部的电力供给和向系统电源的联系的辅机，具备控制装置30，其与该功率调节器20连接，控制辅助前述的燃料电池的发电运转的各辅机的动作。另外，功率调节器20具有电流计(A安培)、电压计(V伏特)等。
[0023]进而，一实施方式的燃料电池装置100具备包括热交换器2、储热箱3(也称为热水储存箱)、散热器(radiator4)以及连接它们的流路配管、热媒泵P2等的废热回收系统(热循环HC1)。
[0024]图1中记载的燃料电池装置100还具备用于对向外部供给的自来水(上水)进行加温的第二热交换器5(也称为上水热交换器)、和用于从前述的储热箱3取出高温的热媒并使其循环的包括热泵P3以及循环配管等的温水供给系统(热循环HC2)。另外，燃料电池装置也可以是不进行向外部的温水供给的所谓的单电联供系统(mono generation system)。
[0025]而且，燃料电池装置100配设在图2所示的由各框架51和各外装面板52构成的壳体50之中。在该壳体50中的、燃料电池模块10以及各辅机的周围、流路、配管等，设置有以下那样的多个计测设备、传感器等。
[0026]例如，在向燃料电池模块10供给空气的含氧气体供给装置13的空气流路F配设有气流计(airflow meter)等空气流量计FM1。空气流量计FM1计测供给至电池堆11的空气(含氧气体)的单位时间流量(单位NL/分：其中，NL表示“标准升”)。
[0027]另外，虽然未图示，但在原燃料供给装置14的原燃料流路G中也配设有同样的气流计。
[0028]此外，燃料电池装置100也能够具备多个计测燃料电池各部的温度的温度传感器、热敏电阻等温度计测器或者温度计(省略图示)等。
[0029]而且，将燃料电池装置100整体统一来控制运转的控制装置30与存储装置以及显
示装置(均图示省略)、构成燃料电池装置100的各种结构部件以及各种传感器连接，以这些各功能部为代表，对燃料电池装置100的整体进行控制以及管理。此外，控制装置30取得附属于其上的存储装置中存储的程序，执行该程序，由此实现燃料电池装置100的各部涉及的各种功能。
[0030]在从控制装置30向其他功能部或者装置发送控制信号或者各种信息等的情况下，控制装置30与其他功能部只要通过有线或者无线连接即可。关于控制装置30进行的本实施方式的特征性的控制，在后面进行说明。
[0031]另外，在本实施方式中，控制装置30特别基于外部负载所要求的电力的大小、与燃料电池装置相连的外部装置(热水器等)的指示、指令、表示向外部的电力供给量的电流计、电压计等计测值(VA皮相电力等)、或者之前所述的各种传感器的指示、计测值，对向含氧气体供给装置13的空气鼓风机B1以及改性器12供给原燃料气体的原燃料供给装置14的原燃料泵B2的动作进行控制。
[0032]具体而言，在前述那样的结构的燃料电池装置100中，控制装置30控制原燃料供给装置14以及含氧气体供给装置13的动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池装置，具备：燃料电池，使用燃料气体和含氧气体进行发电；含氧气体供给装置，向所述燃料电池供给含氧气体；发电量调整装置，调整所述燃料电池的发电量；以及控制装置，控制所述含氧气体供给装置以及所述发电量调整装置，所述控制装置控制所述含氧气体供给装置以及所述发电量调整装置，使得由所述发电量调整装置控制的所述燃料电池的发电量与含氧气体利用率具有：与所述燃料电池的发电量的增加对应地，所述含氧气体利用率增加的增加区间；和与所述燃料电池的发电量的增加对应地，所述含氧气体利用率降低的降低区间，该含氧气体利用率是所述燃料电池的发电中利用的含氧气体量相对于向所述燃料电池供给的含氧气体量的比例。2.根据权利要求1所述的燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：山内亨祐，岛田光隆，
申请(专利权)人：大日工业株式会社，
类型：发明
国别省市：