(57)【要約】【課題】  燃料電池システムの空気回路は低圧損化のためにゴムホース、ステンレス管で構成されていたが、ゴムホースはホース加硫時のイオウ添加剤等により燃料電池への耐久劣化の影響が大きく、またステンレス管での構成では曲がりなどの融通が利きにくく、重量面、コスト面でも生産に適したものでなかった。【解決手段】、空気供給プロワー１０から燃料電池４への径路と燃料電池４から排熱回収熱交１７及び凝縮水タンク１８から排気口１９までの空気経路をフッ素系の樹脂材で構成した燃料電池コージェネシステムとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筺体と、水素発生装置となる改質装置と、燃料電池と、前記燃料電池への空気加湿を行う加湿器と、前記燃料電池への水供給の冷却水タンクと、燃料電池への空気供給ブロワーと、前記燃料電池からの加温された空気熱と改質装置からの燃焼排気熱を熱回収熱交で貯湯タンク回路に熱交換をして凝縮した水をためる凝縮水タンクと、筐体外に設けられた排気口とを備え、前記空気供給プロワーから燃料電池への径路と燃料電池から排熱回収熱交及び凝縮水タンクから排気口までの空気経路をフッ素系の樹脂材で構成した燃料電池コージェネシステム。
【請求項２】
空気回路をフッ素系の樹脂材は曲がり部にフレキ加工を施して構成した請求項１記載の燃料電池コージェネシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を用いて発電を行う家庭用燃料電池コージェネシステムの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の家庭用燃料電池コージェネシステムは、特許文献１に示されるように、図４のような構成を用いていた。すなわち、水素供給装置３１からの供給水素を燃料電池３２まで導く水素供給配管３３と空気供給装置３４と、この空気供給装置３４からの空気を燃料電池３２までに供給する空気供給配管３５と水素供給配管３３から供給される空気とにより発電する燃料電池３２の構成になっている。
【特許文献１】特開２００３−２２３９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の家庭用燃料電池コージェネシステムでは、筐体内部には複数の機能部品、構成部品を有しており特に空気回路は低圧損化のために内径がΦ２５からΦ３０くらいの融通性のあるゴムホース、ステンレス管で構成されていた。しかし、ゴムホースはホース加硫時のイオウ添加剤等により燃料電池への耐久劣化の影響が大きくまた、金属の端面エッジにホースが接触して切れることがあった。また、ステンレス管での構成では曲がりなどの融通が利きにくく、重量面、コスト面でも生産に適したものでなかった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので空気回路の構成部品をフッ素系樹脂で構成し、ゴムホース使用による加硫の添加剤を気にすることなく使用出来、かつ樹脂化により金属エッジにより切れることも無くなるとともに軽量化も図れるわけである。また、構成面の融通性が必要になるために曲がり部をフレキ加工で曲げやすくすることでゴムホースと同等の組立、メンテ性を容易にする構成を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の家庭用燃料電池コージェネシステムは、筺体と、水素発生装置となる改質装置と、燃料電池と、前記燃料電池への空気加湿を行う加湿器と、前記燃料電池への水供給の冷却水タンクと、燃料電池への空気供給ブロワーと、前記燃料電池からの加温された空気熱と改質装置からの燃焼排気熱を熱回収熱交で貯湯タンク回路に熱交換をして凝縮した水をためる凝縮水タンクと、筐体外に設けられた排気口とを備え、前記空気供給プロワーから燃料電池への径路と燃料電池から排熱回収熱交及び凝縮水タンクから排気口までの空気経路をフッ素系の樹脂材で構成した燃料電池コージェネシステムとする。
【０００６】
これによって、燃料電池への耐久劣化の影響が出ない空気径路の材質で構成することができ、また内部の金属エッジによる切れや質量アップにつながることが防止できる。
【０００７】
これによって、組立性の維持と製造コストも抑えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明の家庭用燃料電池コージェネシステムは、空気径路の構成部品をゴムホースやステンレス管からフッ素樹脂にすることで燃料電池の耐久劣化防止と金属エッジなどによる切れ防止ができかつ組立性もフレキ加工を行うことで曲がりの融通を持たせることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、筐体内に水素発生装置となる改質装置と改質装置の上方に燃料電池への空気加湿を行う加湿器を備えさらにその上方に燃料電池と燃料電池への水供給の冷却水タンクと純水供給の水関連部品を備え前記、改質装置の左前面には燃料電池の制御装置とインバータ装置を設け、制御装置とインバータ装置の後方には改質反応のための純水供給装置のイオン交換樹脂筒、燃料電池への空気供給ブロワーと空気流量計と空気フィルターと改質装置への空気ポンプを装備し、前記改質装置の右側面前方には原料ガス中の不純物を除去するための脱硫器と改質装置への原料供給弁、ブースターポンプ等の燃料供給部品を配備し前記、改質装置の右側面後方には燃料電池からの加温された空気熱と改質装置からの燃焼排気熱を熱回収熱交で貯湯タンク回路に熱交換をして凝縮した水をためる凝縮水タンクと流量制御装置等と筐体外に排気口を備え前記、空気供給プロワーから燃料電池への径路と燃料電池から排熱回収熱交及び凝縮水タンクから排気口までの空気経路をフッ素系の樹脂材で構成したものである。
【００１０】
そして、低圧損化のために内径確保とゴムホースのイオウ添加剤等による燃料電池への耐久劣化の影響をなくすことと、内部構成部品の金属の端面エッジへの接触による切れを防止することが可能となるわけである。
【００１１】
第２の発明は、空気回路をフッ素系の樹脂材は曲がり部にフレキ加工を施して構成したものである。
【００１２】
そして、曲がり部のフレキ加工により樹脂パイプの融通を持たせることで組立て性が容易になるわけである。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態における家庭用燃料電池コージェネシステムの構成図を示すものである。
【００１５】
図１において、筐体１内に水素発生装置となる改質装置２と改質装置の上方に燃料電池への空気加湿を行う加湿器３を備え、さらにその上方に燃料電池４と燃料電池への水供給の冷却水タンク５と純水供給の水関連部品６を備え、改質装置２の左前面には燃料電池の制御装置７とインバータ装置８を設け、制御装置７とインバータ装置８の後方には改質反応のための純水供給装置のイオン交換樹脂筒９、燃料電池への空気供給ブロワー１０と空気流量計１１と空気フィルター１２と改質装置への空気ポンプ１３を装備し、改質装置２の右側面前方には原料ガス中の不純物を除去するための脱硫器１４と改質装置２への原料供給弁１５、ブースターポンプ１６等の燃料供給部品を配備し、前記改質装置２の右側面後方には燃料電池からの加温された空気熱と改質装置からの燃焼排気熱を熱回収熱交１７で貯湯タンク回路に熱交換をして凝縮した水をためる凝縮水タンク１８と流量制御装置等と筐体１外に排気口１９を備え、空気供給プロワー１０と空気流量計１１と空気フィルター１２と加湿器３と燃料電池４への径路Ａ２０及び燃料電池から排熱回収熱交への径路Ｂ２１及び熱回収熱交１６から凝縮水タンク１８と排気口１９までの経路Ｃ２２をフッ素系の樹脂材で構成したものである。
【００１６】
以上のように構成された家庭用燃料電池コージェネシステムについて、以下その主要動作と作用を説明する。まず、水素の原料となるメタンガスが供給され原料供給弁１５、不純物を取るための脱硫器１４、脱硫による減圧を回復するためのブースターポンプ１６、
等を介して改質装置に供給される。一方、改質装置２内部の触媒を間接的に加温するバーナ２３にも同様の制御方式で燃料が供給される。改質装置２へは水素発生に必要なまた、反応によって発生する一酸化炭素を低減するために純水や空気を供給し燃料電池４に必要な水素を作り出している。次に、燃料電池４に供給される空気は制御装置７後方の下部に設定された空気供給プロワー１０より吸引されて空気流量計１１を介して後に空気フィルター１２を通過し加湿器３に入った後に燃料電池４へと導かれる供給される。一方、改質装置２と燃料電池４には純水が必要なために凝縮水タンク１８の水をイオン交換樹脂筒９を介して純水とし水ポンプで供給している。燃料電池４に供給され残った空気は、貯湯回路の水を加温するために燃料電池４から熱回収熱交１６までの経路供給されたのちに凝縮水タンク１８を介して排気口１９に運ばれて外気に放出される。一方燃料電池４内では水素と酸素による発熱と発生した水を回収するために循環ポンプを駆動して熱回収を他の熱交で行っている。これらの動作は数多くの部品を制御することで成り立っている。
【００１７】
以上のように、本実施の形態においては空気ブロワーから排気口までの空気径路をフッ素系樹脂のジャバラ管を用いることで多数の部品からなる複雑な構成のであっても容易に空気通路を形成することが出来また、燃料電池への耐久劣化防止と金属エッジなどによる切れ防止ができる。また、ステンレス管などに比較して軽量化、コスト的にも安価に生産できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上のように、本発明にかかる家庭用燃料電池コージェネシステム構成は、燃料電池に供給する空気径路をフッ素樹脂系のジャバラ管にすることで複雑な構成の中でも生産性を保ち、燃料電池の劣化防止が出来るもので他の発電装置システムにも応用展開できるものである
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１における家庭用燃料電池コージェネシステムの正面図を示す図
【図２】本発明の実施形態１における家庭用燃料電池コージェネシステムの左側面図を示す図
【図３】本発明の実施形態１における家庭用燃料電池コージェネシステムの右側面図を示す図
【図４】従来の燃料電池発電システムの構成を示す図
【符号の説明】
【００２０】
１  筐体
２  改質装置
３  加湿器
４  燃料電池
５  冷却水タンク
１０  空気供給ブロワー
１７  排熱回収熱交
１８  凝縮水タンク
１９  排気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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