[发明专利]燃料电池发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及与燃料重整装置(氢制造装置)相组合的燃料电池发电装置，特别涉及箱型燃料电池发电装置等的燃料电池发电装置中使用的氢制造装置的改良技术。

背景技术

近年来，考虑到环境问题，有提案提出组合了燃料电池的发电装置(电源装置)，当使用这样的燃料电池发电装置用作移动用电源或者现场用电源时，为了便于搬运和安装，使用一种箱型的燃料电池发电装置，该装置是将构成发电装置的各机器一体化并内装于一个金属制的包装箱体中而成。例如，这种燃料电池发电装置，使用城市煤气等烃系燃料作为原燃料时，用于重整为以氢为主体的燃料的燃料重整装置被内装在一个包装箱体(单元箱)内。在包装箱体(单元箱)内，除此之外，内装了燃料电池本体、将燃料电池产生的直流电转变为电源输出样式的电力转换装置、进行全体控制的控制装置、与燃料电池相关而设置的泵、鼓风机等辅助机械类(例如参照专利文献1～5)。

专利文献1：日本特开平5-290868号公报

专利文献2：日本特开平10-284105号公报

专利文献3：日本特开2002-170591号公报

专利文献4：日本特开2003-217635号公报

专利文献5：日本特开2003-297409号公报

燃料重整装置通常由重整器、CO变成器、CO除去器等构成，在这些机器中分别填充规定的催化剂，这些催化剂均需要使之在高温下发挥功效的加热。因此，在重整器中还要设置燃烧器，在启动时由燃烧器燃烧原燃料，将重整器内的催化剂升温至650～700℃。或者，伴随着重整器的升温，CO变成器、CO出去器的催化剂也慢慢升温，但由于启动时的重整气体不稳定，因此不直接供给燃料电池而送至PG燃烧器进行燃烧(专利文献5的段落[0003])。

另一方面，由于控制装置由多个电子部件构成，因此必需避免遭受从燃料重整装置所产生的高热。为此，开发了这样的技术，如专利文献1和3这样的在燃料重整装置和控制装置之间设置隔热板的技术、如专利文献1和2这样的在箱体中通过吹风机或者换气扇进行强制换气来冷却控制装置等的技术、如专利文献4和5这样的为了不发生燃料重整装置的热的影响而配置控制装置的技术等。

如上所述，在使用以往的燃料重整装置时存在的问题是，为了防止该热影响，必需采取各种措施。

此外，作为不使用高温燃料重整装置的箱型燃料电池发电装置，已知有将填充了储氢合金的钢瓶(储氢钢瓶)和燃料电池一体化的发电装置(例如参见专利文献6和7)。

专利文献6：日本特开平6-60894号公报

专利文献7：日本特开平10-92456号公报

专利文献6和7的燃料电池发电装置，尽管不需要以往使用燃料重整装置时用于防止热影响的各种装置，但由于储氢合金的氢的释放过程是吸热反应，因此，在供给氢燃料时，储氢合金的温度下降，伴随着温度的下降储氢合金的氢的释放能力也下降，因此，为了确保充分的氢的流量，需要将燃料电池本体所产生的热引导到储氢钢瓶来加热储氢合金，此外，由于使用了钢瓶，还存在发电时间有限的问题。

此外，已知还有通过电化学反应产生氢的方法的发明(参照专利文献8、10)以及利用由电化学方法产生的氢的燃料电池的发明(参照专利文献9～11)。

专利文献8：日本特许第3328993号公报

专利文献9：日本特许第3360349号公报

专利文献10：美国专利第6,299,744号说明书、美国专利第6,368,492号说明书、美国专利第6,432,284号说明书、美国专利第6,533,919号说明书、美国专利公开2003/0226763号公报

专利文献11：日本特开2001-297779号公报