燃料电池发电系统技术方案

公开了一种减少将堆和电力转换电路电连接的电力线中的电力损耗的、发电效率高的燃料电池发电系统。其结构包括：重整器（６）和堆（７），其布置在主体包装体（２）的内部；堆输出端子（３１），其布置在所述堆（７）在堆叠方向上的两端处；电力转换电路（２５），其布置在所述主体包装体（２）的内部，并且被布置为邻近所述堆（７）；电力转换电路输入端子（３２），其与所述堆的堆叠方向平行地布置在所述电力转换电路（２５）上；以及堆输出线（２７），其将所述堆输出端子（３１）和所述电力转换电路输入端子（３２）电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使氢和氧相互反应以发电的燃料电池发电系统。
技术介绍
作为传统的燃料电池发电系统，具有以下结构在主体包装体中设置隔壁，以将该 包装体的内部分隔成布置有重整器和堆的气体使用区域、以及布置有控制装置的非气体区 域(例如，参见专利文献1)。图12示出专利文献1所公开的传统的燃料电池发电系统的第1例子。该系统包 括通过由隔壁101分隔包装体100的内部所限定的第一室102和第二室103 ；重整器104， 其布置在第一室102中；燃料电池体105，其布置在第一室中 ；控制装置106，其布置在第二 室中以控制重整器104和燃料电池体105 ；以及鼓风机107，其向燃料电池体105供给空气， 以使得分别对第一室102和第二室103进行换气。作为传统的燃料电池发电系统，具有以下结构分别形成容纳燃料电池体的主体 包装体和容纳热水储存罐的热水储存包装体，并且通过热水管和冷水管将主体包装体和热 水储存包装体连接在一起(例如，参见专利文献2)。图13示出专利文献2所公开的传统的燃料电池发电系统的第2例子。在主体包 装体300中，布置有重整器301，其通过蒸汽重整反应将从城市煤气供给管供给的城市煤 气重整成富含氢的燃料气体；固态高分子燃料电池堆302，其接收从重整器301供给的燃料 气体和空气以进行发电；热交换器303，其并入燃料电池堆302的冷却介质(冷却水等)的 循环流路内；冷凝器304，其使来自燃料电池堆302的废气中的蒸汽凝结以回收水；水系统 307，其接收从连接至热水储存罐305的底部的冷水管306供给的冷水，以向重整器301供 水并向冷凝器304和热交换器303供冷却水；电力转换电路308，其将来自燃料电池堆302 的DC电力转换成AC电力，以将转换成的AC电力供给至来自商用电源的布线；以及控制装 置309，其控制主体包装体300中的各个组件。在热水储存包装体310中，如图所示，热水储存罐305被布置成，将来自水管的供 水管安装至该罐的底部，并将热水管安装至该罐的顶部。将连接至主体包装体300的冷水 管306和热水管311安装至热水储存罐305的底部和顶部。日本特开2002-329515A日本特开2004-111208A
技术实现思路
专利技术要解决的问题如今，为了普及和扩展燃料电池发电系统，需要大幅降低成本。为了降低成本和小 型化的目的，堆的技术趋势是减少堆叠数量。由于在堆叠数量减少时堆电压下降，因此需要 增大电流。然而，在传统的第1例子的结构中，由于燃料电池体(堆)105和包括用于将在燃料电池体(堆)105中产生的DC电力转换成AC电力的电力转换电路的控制装置106被布 置成彼此远离，因此存在将燃料电池体(堆)105和电力转换电路电连接的电力线中的电力 损耗变大的问题。在传统的第2例子中，分别设置容纳燃料电池体的主体包装体300和容纳热水储 存罐305的热水储存包装体310。因此，存在为了将燃料电池系统引入房屋等的建筑物中、 需要相当宽的安装空间的问题。为了解决以上传统问题而作出本专利技术，并且本专利技术的目的是提供使将堆和电力转 换电路电连接的电力线中的电力损耗减少的燃料电池发电系统。本专利技术的另一目的是提供能够将燃料电池以不妨碍日常生活的方式安装在建筑 物中、并且有效地利用电力和热的节省空间的燃料电池发电系统。用于解决问题的方案 为了实现以上目的，根据本专利技术，提供一种燃料电池发电系统，包括主体包装体； 重整器，其布置在所述主体包装体中；堆，其布置在所述主体包装体中；堆输出端子，其设 置在所述堆在堆叠方向上的两端处；电力转换电路，其布置在所述主体包装体中，并被布置 为邻近所述堆；电力转换电路输入端子，其设置在所述电力转换电路上，并沿与所述堆的堆 叠方向平行的方向排列；以及堆输出线，用于将所述堆输出端子和所述电力转换电路输入 端子电连接。利用该结构，可以使堆和电力转换电路以最短距离电连接。因此，可以减少将堆和 电力转换电路电连接的电力线中的电力损耗。根据本专利技术，还提供一种燃料电池发电系统，包括主体包装体；热水储存罐，其 布置在所述主体包装体中；堆，其布置在所述主体包装体中；重整器，其布置在所述主体包 装体中；电路，其布置在所述主体包装体中，并包括高电压电路，其包括电力转换电路；以 及低电压电路；换气风扇，其布置在所述主体包装体中，并用于将所述主体包装体中的空气 排出到所述主体包装体的外部；进气口，其设置在所述主体包装体中位于所述堆和所述重 整器下方的下部中；以及隔壁，用于将所述主体包装体的内部分隔成布置有所述堆和所述 重整器的空间、以及布置有所述高电压电路的空间，其中所述换气风扇被布置在布置有所 述堆和所述重整器的空间的上部中；所述堆、所述重整器和所述电路以处于与所述热水储 存罐大致相同的高度的方式垂直地布置在所述热水储存罐的横向侧；以及所述高电压电路 被布置在所述堆和所述重整器上方。利用该结构，将燃料电池和热水储存罐容纳于主体包装体中，以使得可以提供节 省空间的热水储存罐一体化型燃料电池发电系统。即使原料气体和氢等的可燃气体从重整器或堆泄漏，该可燃气体也泄漏到设置有 重整器和堆的主体包装体中。然而，从设置在主体包装体中位于重整器和堆下方的下部中 的进气口所吸入的外界空气将已泄漏到主体包装体中的可燃气体挤出。然后，通过设置在 主体包装体中布置有堆和重整器的空间的上部中的换气风扇将该可燃气体排出至外部。即使在最坏的情况下，在含有大量灰尘的环境中长期使用之后在高电压电路的触 点上累积有灰尘的状况下、或者在湿度高的环境中长期使用之后湿气粘附至高电压电路的 触点的状况下碰巧产生电弧，由于由隔壁将主体包装体的内部分离成布置有堆和重整器的 空间以及布置有高电压电路的空间，因此原料气体或氢等的可燃气体将不会到达高电压电路。因此，肯定消除了爆炸等的危险。专利技术的效果根据本专利技术，由于堆和电力转换电路被布置为彼此接近、并且使堆和电力转换电 路以最短距离电连接在一起，因此可以减少将堆和电力转换电路连接在一起的堆输出线中 的电力 损耗，并且可以提供发电效率高的燃料电池发电系统。根据本专利技术，可以提供节省空间的热水储存罐一体化型燃料电池发电系统。即使 原料气体和氢等的可燃气体从重整器或堆泄漏，或者即使在最坏的情况下，在含有大量灰 尘的环境中长期使用之后在高电压电路的触点上累积有灰尘的状况下、或者在湿度高的环 境中长期使用之后湿气粘附至高电压电路的触点的状况下碰巧产生电弧，也肯定消除了爆 炸等的危险。附图说明图1是示出根据本专利技术的第一实施方式的燃料电池发电系统的结构的图。图2是燃料电池发电系统的顶视图。图3是示出比较例的燃料电池发电系统的顶视图。图4是示出根据本专利技术的第二至第七实施方式的燃料电池发电系统的结构的图。图5是燃料电池发电系统的顶视图。图6是示出比较例的燃料电池发电系统的顶视图。图7是示出根据本专利技术的第八实施方式和第十实施方式的燃料电池发电系统的 结构的图。图8是示出根据本专利技术的第九实施方式的燃料电池发电系统的结构的图。图9是示出根据本专利技术的第十一实施方式的燃料电池发电系统的结构的图。图10是示出比较例的燃料电池发电系统的图，其中，堆的堆叠方向垂直于电力转 换电路基板。图11是示出根据本专利技术的第十二实施方式和第十三实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池发电系统，包括：主体包装体；重整器，其布置在所述主体包装体中；堆，其布置在所述主体包装体中；堆输出端子，其设置在所述堆在堆叠方向上的两端处；电力转换电路，其布置在所述主体包装体中，并被布置为邻近所述堆；电力转换电路输入端子，其设置在所述电力转换电路上，并沿与所述堆的堆叠方向平行的方向排列；以及堆输出线，用于将所述堆输出端子和所述电力转换电路输入端子电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本秀夫，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]