專利名稱：發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電系統(tǒng)，特別涉及將燃料電池設(shè)置于封裝內(nèi)的發(fā)電 系統(tǒng)的構(gòu)造。
背景技術(shù)：
燃料電池系統(tǒng)是下述系統(tǒng)對(duì)城市氣體等原料氣體進(jìn)行改性，使 含有氫的燃料氣體和空氣等含有氧的氧化劑氣體進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，從 而同時(shí)產(chǎn)生電和熱，將產(chǎn)生的電向外部電力負(fù)載(例如，家庭中使用 的電器設(shè)備)供給。
將該燃料電池系統(tǒng)作為移動(dòng)用電源或者分散用(現(xiàn)場(chǎng)用，on-site) 電源使用時(shí)，為了容易進(jìn)行搬送和安裝操作等，已知將燃料電池系統(tǒng) 整體配置于封裝內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。
在公開(kāi)于專利文獻(xiàn)1中的燃料電池系統(tǒng)中，將封裝內(nèi)由分隔壁分 隔為氣體通路室和非氣體室，在氣體通路室中配置有改性器、燃料電 池和換氣扇等，另一方面，在非氣體室中配置有控制裝置、空氣鼓風(fēng) 機(jī)和水供給裝置等。由此，在氣體通路室中，即使萬(wàn)一從改性器、燃 料電池中漏出可燃性氣體，也能夠通過(guò)換氣扇向封裝(氣體通路室) 外排出，不會(huì)發(fā)生泄漏的可燃性氣體流入改性器等而爆炸等的情況， 此外，控制裝置通過(guò)分隔壁與氣體通路室分離，因此不用擔(dān)心會(huì)由于 控制裝置產(chǎn)生的火花等而起火、爆炸。
專利文獻(xiàn)h日本特開(kāi)2002-329515號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的燃料電池系統(tǒng)中，控制裝置整體配 置于非氣體室而不是配置在可燃性氣體的通路中，向氣體室內(nèi)的設(shè)備 的配線較長(zhǎng)且雜亂的可能性變高。另一方面，如果為了避免配線的雜 亂，將控制裝置配置于氣體通路室，則當(dāng)萬(wàn)一可燃性氣體從配置于氣
4體通路室的內(nèi)部的改性器、燃料電池泄漏時(shí)，尤其是產(chǎn)生高壓(100V 以上)的直流電力、交流電力的電源電路，容易產(chǎn)生火花，存在可燃 性氣體起火的可能性。
鑒于以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供一種發(fā)電系統(tǒng)，在封裝 內(nèi)即使萬(wàn)一發(fā)生可燃性氣體的泄漏，也能夠抑制在控制裝置產(chǎn)生起火 等的可能性，并且能夠降低連接各設(shè)備的配線的雜亂程度。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)，包括封裝；使用可燃 性氣體進(jìn)行直流電力的發(fā)電的發(fā)電機(jī)；流通上述可燃性氣體的可燃性 氣體流路；使用第一電壓的直流電力動(dòng)作的第一設(shè)備；由來(lái)自系統(tǒng)電 源的交流電力生成上述第一電壓的直流電力的第二電源電路；設(shè)置在 上述第一設(shè)備與上述第二電源電路之間的、將二者電連接的第一連接 器；使用上述第一電壓的直流電力進(jìn)行上述第一設(shè)備的控制動(dòng)作的控 制電路；和生成比上述第一電壓高的第二電壓的電力的第一電源電路， 上述封裝，通過(guò)分隔壁被分隔成具有上述發(fā)電機(jī)、上述可燃性氣體 流路、上述第一設(shè)備、上述第一連接器和上述控制電路的第一空間； 以及具有上述第一電源電路和上述第二電源電路的第二空間。
這樣，通過(guò)將輸入輸出高電壓(第二電壓)的電力的、容易產(chǎn)生 火花的第一電源電路和第二電源電路配設(shè)于第二空間，當(dāng)萬(wàn)一在第一 空間發(fā)生可燃性氣體的泄漏時(shí)，能夠抑制由于第一和第二電源電路產(chǎn) 生火花而導(dǎo)致的起火。此外，與以比第二電壓低的電壓(第一電壓) 動(dòng)作的第一設(shè)備連接的第一連接器、和使用第一電壓的直流電力對(duì)第 一設(shè)備的動(dòng)作進(jìn)行控制的控制電路，不容易產(chǎn)生火花，因此，通過(guò)將 它們配設(shè)于第一空間，能夠抑制由于產(chǎn)生火花而引起的可燃性氣體的 起火風(fēng)險(xiǎn)，并且能夠降低電連接第二電源電路和第一連接器的配線的 雜亂程度。
此外，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，也可以是，具有設(shè)置于上述封裝 內(nèi)、以上述第二電壓的電力動(dòng)作的第二設(shè)備；和設(shè)置于系統(tǒng)電源或者 第一電源電路與上述第二設(shè)備之間的、將二者電連接的第二連接器， 上述第二連接器配設(shè)于上述第二空間。
由此，與使用第二電壓的電力動(dòng)作的第二設(shè)備連接、容易產(chǎn)生火 花的第二連接器，配設(shè)于第二空間，因此，能夠進(jìn)一步抑制由于產(chǎn)生火花而導(dǎo)致的可燃性氣體的起火。
此外，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，可以是，在上述分隔壁的一部分中 設(shè)置有連通上述第一空間和上述第二空間的連通部，并且設(shè)置有用于 將上述第一空間內(nèi)部的氣體向外排氣的換氣器。
由此，第一空間內(nèi)的氣體通過(guò)換氣器的動(dòng)作經(jīng)由連通部向第二空 間流入，最終形成通過(guò)換氣器向系統(tǒng)外部排出的氣體流，因此，即使 萬(wàn)一在第一空間內(nèi)有可燃性氣體漏出，可燃性氣體向第二空間流入， 也能夠充分抑制由于第二空間內(nèi)的第一電源電路產(chǎn)生火花而導(dǎo)致的可 燃性氣體的起火。
此外，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，可以是，包括氫生成裝置，該氫生 成裝置具有使用原料氣體、通過(guò)改性反應(yīng)生成含氫氣體的改性器，上 述發(fā)電機(jī)是使用從上述氫生成裝置送出的含氫氣體進(jìn)行發(fā)電的燃料電 池，上述氫生成裝置收納于上述第一空間內(nèi)。
此外，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，可以是，具有向上述燃料電池供給 氧化劑氣體的第一氧化劑氣體供給器，上述第一設(shè)備是上述第一氧化 劑氣體供給器。
此外，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，可以是，具有對(duì)上述改性器進(jìn)行加 熱的燃燒器，和向上述燃燒器供給氧化劑氣體的第二氧化劑氣體供給 器，上述第一設(shè)備是上述第二氧化劑氣體供給器。
此外，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，可以是，上述氫生成裝置具有通過(guò)
轉(zhuǎn)移反應(yīng)(shift reaction)減少?gòu)纳鲜龈男云魉统龅暮瑲錃怏w中的一氧 化碳的變量器，上述第二設(shè)備是對(duì)上述變量器進(jìn)行加熱的加熱器。
此外，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，可以是，上述燃燒器具有點(diǎn)火器， 上述第二設(shè)備是上述點(diǎn)火器。
此外，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，可以是，上述第二連接器，構(gòu)成為 具有對(duì)上述第二設(shè)備供給/停止電力的功能。
此外，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，可以是，構(gòu)成為在待機(jī)時(shí)，停止從 上述第二連接器向上述第二設(shè)備的電壓供給。
此外，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，可以是，構(gòu)成為在存在關(guān)于可燃性 氣體泄漏的異常時(shí)，停止從第二設(shè)備向上述第二設(shè)備的電壓供給。
本發(fā)明的上述目的，其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)，能夠在參照附圖的基礎(chǔ)上，由以下的優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明而明確。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)，即使在封裝內(nèi)萬(wàn)一可燃性氣體漏出，也 能夠抑制由于在控制裝置產(chǎn)生的火花而導(dǎo)致起火等的可能性，并且能 夠減少連接各設(shè)備的配線的雜亂程度。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的發(fā)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的示意圖。
符號(hào)說(shuō)明1燃料電池(發(fā)電機(jī))
2氫生成裝置
23改性器
2b燃燒器(burner)
2c變量器
2d點(diǎn)火器
3空氣鼓風(fēng)機(jī)(第一氧化劑氣體供給器)
4燃燒風(fēng)扇(第二氧化劑氣體供給器)
5排氣扇(換氣器)
6剩余加熱器
7第一控制電路
8第一連接器(the first connector)
8a輸入端子
ou蛤山雜罕
9變量器用加熱器
10第二控制電路
11逆變電路(第一電源電路)
llaDC/DC轉(zhuǎn)換器
libDC/AC變流器
12第二連接器(the second connector)
12a輸入端子
12b輸出端子13電源電路(第二電源電路)
13aAC/DC轉(zhuǎn)換器
13bDC/DC轉(zhuǎn)換器
13c切換器
15系統(tǒng)電源
21原料氣體流路
22第二氧化劑氣體流路
23燃料氣體流路(可燃性氣體流路)
24改性器排氣筒
25第一氧化劑氣體流路
26一次熱介質(zhì)流路
27二次熱介質(zhì)循環(huán)通路
41吸氣口
42排氣口
43吸氣口
51電配線
52電配線
53電配線
54電配線
55電配線
56電配線
57電配線
58電配線
59電配線
60電配線
61電配線
62電配線
63電配線
64電配線
65電配線
66電配線
867 電配線
68 電配線
70 封裝
71 分隔壁
72 第一空間
73 第二空間
74 連通部(貫通孔) 100發(fā)電系統(tǒng)
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 (實(shí)施方式1)
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的發(fā)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的示意圖。 如圖1所示，本實(shí)施方式1中的發(fā)電系統(tǒng)100，具有由殼體形成的 封裝70，該封裝70，通過(guò)分隔壁71，將其內(nèi)部空間分隔為第一空間 72和第二空間73，此外，在分隔壁71的合適部位，設(shè)置有貫通該分 隔壁71的厚度方向的貫通孔74，該貫通孔74，形成連通第一空間72 和第二空間73的連通部74。在連通部74，電連接配置于第一空間72 的設(shè)備和配置于第二空間的設(shè)備的配線，以填埋連通部74的內(nèi)部空間 的方式設(shè)置。由此，幾乎不會(huì)通過(guò)連通部74，在第一空間72與第二空 間73之間流通氣體。另外，對(duì)于各配線，在后面進(jìn)行詳述。
在第一空間72中，配置有進(jìn)行直流電力的發(fā)電的燃料電池(發(fā) 電機(jī))1;氫生成裝置2;使用燃料電池產(chǎn)生的直流電力或者變換來(lái)自 系統(tǒng)電源的交流電力而得的直流電力、以低電壓(第一電壓)動(dòng)作的 第一設(shè)備；用于消耗燃料電池產(chǎn)生的剩余的電力的剩余加熱器6;第一 連接器(the first connector) 8;和以高電壓(第二電壓)動(dòng)作的變量器 用加熱器9。另一方面，在第二空間73中，配置有作為本發(fā)明的第
二電源電路的電源電路13;第二控制電路10;作為本發(fā)明的第一電源
電路的逆變電路ll;和第二連接器(the second connector) 12。
這里，第一設(shè)備是指，使用燃料電池1產(chǎn)生的直流電力或者變換 來(lái)自系統(tǒng)電源的交流電力而得的直流電力進(jìn)行動(dòng)作的、以低電壓(例如24V)動(dòng)作的設(shè)備，本實(shí)施方式中，相當(dāng)于空氣鼓風(fēng)機(jī)(第一氧化 劑氣體供給器)3、燃燒風(fēng)扇(第二氧化劑氣體供給器)4和排氣扇(換 氣器)5。此外，第二設(shè)備是指，以高電壓(例如100V或者200V) 動(dòng)作的設(shè)備，本實(shí)施方式中，相當(dāng)于點(diǎn)火器2d、剩余加熱器6和變量 器用加熱器9。
首先，對(duì)配置于第一空間72的設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。
在第一空間72，配置有具有改性器2a、燃燒器(burner) 2b和變 量器2c的氫生成裝置2，在氫生成裝置2中，設(shè)置有被供給原料氣體 的原料氣體導(dǎo)入口 。原料氣體流路21的下游端連接于原料氣體導(dǎo)入口 。 此外，原料氣體流路21的上游端，與配置于發(fā)電系統(tǒng)100的外部的原 料供給器(無(wú)圖示)連接。其中，原料氣體是含有至少由碳和氫構(gòu)成 的有機(jī)化合物的氣體，例如，甲烷、乙垸、丙垸等的含有碳化氫的氣 體、含有氣體酒精的氣體等。
氫生成裝置2的燃燒器2b具有點(diǎn)火器2d，此外，燃燒風(fēng)扇4通過(guò) 第二氧化劑氣體流路22連接于燃燒器2b。燃燒風(fēng)扇4，以其吸入口在 封裝70的外側(cè)開(kāi)口、向燃燒器2b供給第二氧化劑氣體(空氣)的方 式構(gòu)成。此外，流通燃燒氣體的改性器排氣筒24的上游端連接于燃燒 器2b，改性器排氣筒24的下游端在封裝70的外側(cè)開(kāi)口。而且，燃料 電池1通過(guò)廢氣流路27連接于燃燒器2b，以將在燃料電池1中沒(méi)有使 用的剩余燃料氣體作為廢氣，向燃燒器2b供給的方式構(gòu)成。
由此，在氫生成裝置2的燃燒器2b中，通過(guò)未圖示的流路被供給 的原料氣體(或者通過(guò)廢氣流路27從燃料電池1供給的廢氣)和第二 氧化劑氣體，通過(guò)點(diǎn)火器2d點(diǎn)火而燃燒，生成燃燒氣體，生成的燃燒 氣體通過(guò)改性器排氣筒24向封裝70的外部排出。然后，在改性器2a 中，利用燃燒器2b中生成的燃燒氣體的傳熱，通過(guò)使原料氣體和通過(guò) 未圖示的流路被供給的水蒸汽進(jìn)行改性反應(yīng)，生成含氫氣體。另外， 作為燃燒風(fēng)扇4，能夠使用公知的在直流且低電壓下動(dòng)作的多葉片風(fēng)扇 等的風(fēng)扇類，或者也可以使用鼓風(fēng)機(jī)。
此外，在設(shè)置于氫生成裝置2的變量器2c和凈化器(未圖示)中， 通過(guò)使改性器2a中生成的含氫氣體進(jìn)行變量反應(yīng)和選擇反應(yīng)，生成將 一氧化碳濃度降低至lppm左右的含氫氣體(可燃性氣體，以下稱為燃料氣體)。此時(shí)，必須將變量器2c和凈化器保持于規(guī)定的溫度，在發(fā)
電系統(tǒng)100開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)后立即或其它等的時(shí)刻，通過(guò)設(shè)置于變量器2c周 邊的變量器用加熱器9，對(duì)變量器2c進(jìn)行加熱，使變量器2c保持于規(guī) 定的溫度。然后，生成的燃料氣體，通過(guò)設(shè)置于氫生成裝置2的燃料 氣體導(dǎo)出口向燃料電池1導(dǎo)出。另外，變量器用加熱器9，在這里，使 用的是以高電壓動(dòng)作的公知的鞘式加熱器。
在燃料電池1設(shè)置有燃料氣體供給口，該燃料氣體供給口通過(guò)燃 料氣體流路(可燃性氣體流路)23，與氫生成裝置2的燃料氣體導(dǎo)出 口連接。此外，在燃料電池1設(shè)置有第一氧化劑氣體供給口，空氣鼓 風(fēng)機(jī)3通過(guò)第一氧化劑氣體流路25與該第一氧化劑氣體供給口連接。 空氣鼓風(fēng)機(jī)3，以其吸入口在第一空間72內(nèi)開(kāi)口、將第一氧化劑氣體 (空氣)向燃料電池1的陰極供給的方式構(gòu)成。另外，空氣鼓風(fēng)機(jī)3， 使用公知的在直流且低電壓下動(dòng)作的鼓風(fēng)機(jī)，但是也可以使用多葉片 風(fēng)扇等的風(fēng)扇類。
此外，在燃料電池1形成有將在燃料電池1內(nèi)產(chǎn)生的排出熱量回 收的一次熱介質(zhì)流路26。在一次熱介質(zhì)流路26的途中連接有熱交換器 (未圖示)的一次側(cè)流路。此外，二次熱介質(zhì)循環(huán)通路28連接于熱交 換器的二次側(cè)流路，在該二次熱介質(zhì)循環(huán)通路28的途中，設(shè)置有儲(chǔ)水 箱(未圖示)和剩余加熱器6。由此，流通于一次熱介質(zhì)流路26的一 次熱介質(zhì)，回收在燃料電池1內(nèi)產(chǎn)生的排出熱量，通過(guò)在熱交換器中 與二次熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，能夠?qū)⑷剂想姵?內(nèi)保持于合適的溫度。 其中，此處， 一次熱介質(zhì)和二次熱介質(zhì)都使用水。
剩余加熱器6，構(gòu)成為對(duì)在燃料電池1中產(chǎn)生的電力中的剩余電力 進(jìn)行消耗，對(duì)流通于二次熱介質(zhì)循環(huán)通路27的熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。其中， 此處，剩余加熱器6，使用鞘式加熱器等公知的在直流且高電壓下動(dòng)作 的電加熱器，但是也可以使用在交流且高電壓下動(dòng)作的電加熱器。
此外，在構(gòu)成第一空間72的封裝70的合適部位，設(shè)置有吸氣口 41和排氣口 42。吸氣口 41和排氣口 42，為了遍及第一空間72內(nèi)地流 通外部氣體，優(yōu)選盡可能地設(shè)置為相互分離。此外，在排氣口42的附 近，配置有排氣扇5。排氣扇5使用公知的在直流且低電壓下動(dòng)作的多 葉片風(fēng)扇等的風(fēng)扇類。由此，通過(guò)排氣扇5，從吸氣口41吸入外部氣體，吸入的外部氣體從排氣口42被排出(如圖l中箭頭所示)。
此外，在第一空間72中配置有第一連接器8。第一連接器8兼具 有配電作用，其輸入側(cè)與電源電路13通過(guò)電配線59連接，其輸出側(cè) 通過(guò)電配線60 64與全部的第一設(shè)備連接。這樣，第一連接器8，將從 作為本發(fā)明的第二電源電路的電源電路13輸出的直流且低電壓的電力 向各第一設(shè)備分配輸出。另外，對(duì)第一連接器8和電源電路13等的電 連接，在后面進(jìn)行詳述。
而且，在第一空間72配置有第一控制電路7。而且，該第一控制 電路7，構(gòu)成為對(duì)通過(guò)第一連接器8向各第一設(shè)備供給的電壓進(jìn)行控 制，由在直流且低電壓下動(dòng)作的控制基板構(gòu)成。此外，該第一控制電 路7通過(guò)與各第一設(shè)備連接的未圖示的信號(hào)線，對(duì)各第一設(shè)備的操作 量、輸出進(jìn)行控制。另外，圖1中，第一控制電路7和第一連接器8， 分別單獨(dú)構(gòu)成，但是，也可以在同一基板上一體化形成。
這樣，在控制裝置中，如果是動(dòng)作電壓低、不容易產(chǎn)生火花的第 一控制電路7，則將其設(shè)置于第一空間72，即使在第一空間72中萬(wàn)一 發(fā)生可燃性氣體的泄漏的情況下，也能夠抑制可燃性氣體的起火。此 外，通過(guò)將具有配電功能的第一連接器8配設(shè)于第一空間72，通過(guò)配 線與以低電壓的電流動(dòng)作的第一設(shè)備連接，能夠抑制在第一連接器8 處產(chǎn)生火花而引起的可燃性氣體的起火風(fēng)險(xiǎn)，并且能夠使發(fā)電系統(tǒng)100 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，能夠降低從電源電路13向第一設(shè)備連接的配線的雜亂程 度。
接著，對(duì)配置于第二空間73的設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。
在第二空間73中，配設(shè)有作為本發(fā)明的第一電源電路的逆變電路 11，逆變電路ll具有將在燃料電池1中產(chǎn)生的直流電力變換為高電 壓(這里為200V)的直流電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器lla;和將從DC/DC 轉(zhuǎn)換器lla輸出的直流電力變換為交流電力的DC/AC變流器llb。
此外，在第二空間73中，配設(shè)有作為本發(fā)明的第二電源電路的電 源電路13，電源電路13具有將在燃料電池1中產(chǎn)生的直流電力變換 為規(guī)定的低電壓(這里為24V)的直流電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器13a;將 從系統(tǒng)電源15供給的交流電力變換為低電壓的直流電力的AC/DC轉(zhuǎn) 換器13b;以及切換輸出來(lái)自DC/DC轉(zhuǎn)換器13a和AC/DC轉(zhuǎn)換器13b的直流電力的切換器13c。第一連接器8的輸入側(cè)通過(guò)電配線59連接 于切換器13c的輸出側(cè)。
此外，在構(gòu)成第二空間73的封裝70的合適部位，設(shè)置有吸氣口 43和連通部74。吸氣口 43和連通部74，為了遍及第二空間73內(nèi)地流 通外部氣體，優(yōu)選盡可能地相互分離設(shè)置。另外，第一空間72中，排 氣扇5、在第一空間72內(nèi)開(kāi)口的空氣鼓風(fēng)機(jī)3動(dòng)作，壓力比第二空間 73低的時(shí)候很多，因此，即使萬(wàn)一可燃性氣體從存在于第一空間72 內(nèi)的燃料電池1、氫發(fā)生裝置2泄漏，可燃性氣體通過(guò)連通部74向第 二空間73泄漏的可能性也很低。
此外，在第二空間73中，配設(shè)有第二連接器12。第二連接器12 具有配電功能，其輸入側(cè)，通過(guò)電配線65與系統(tǒng)電源15 (正確的說(shuō)， 是系統(tǒng)連結(jié)點(diǎn)16)和逆變電路ll (正確地說(shuō)，是DC/AC變流器llb) 的輸出側(cè)連接，在其輸出端子12b，通過(guò)電配線67連接有作為第二設(shè) 備的變量器用加熱器9，而且，通過(guò)電配線68連接有點(diǎn)火器2d。此外， 第二連接器12 (正確的說(shuō)，是其輸入端子12a)構(gòu)成為，總是被施加 從系統(tǒng)電源15輸出的交流且高電壓的電力，并進(jìn)行向各第二設(shè)備的電 力的供給/停止。更具體的說(shuō)，第二連接器12，具有對(duì)向第二設(shè)備的電 壓施加進(jìn)行ON/OFF的開(kāi)關(guān)。于是，第二連接器12，將從系統(tǒng)電源15 輸出的交流且高電壓的電力向各第二設(shè)備分配輸出。
進(jìn)一步，在第二空間73中，配置有第二控制電路10。電源電路 13的切換器13c的輸出側(cè)通過(guò)電配線66與第二控制電路10連接，此 外，在第二控制電路10中，用于傳遞來(lái)自第二控制電路10的控制信 號(hào)的配線，與第二連接器12連接(未圖示)。該控制電路10構(gòu)成為， 通過(guò)第二連接器12對(duì)向第二設(shè)備(變量器用加熱器9)供給的電壓進(jìn) 行控制。此外，第二控制電路10，通過(guò)與各第二設(shè)備連接的未圖示的 信號(hào)線，對(duì)各第二設(shè)備的操作量、輸出進(jìn)行控制。而且，第二控制電 路10，也對(duì)搭載于第二連接器12的上述開(kāi)關(guān)的ON/OFF進(jìn)行控制。具 體的說(shuō)，本實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成為，在完成停止處理，直到開(kāi)始 下一次起動(dòng)處理的過(guò)程中(本發(fā)明的待機(jī)時(shí))，使上述開(kāi)關(guān)為OFF，以 降低待機(jī)時(shí)的電力消耗。另外，圖1中，第二控制電路10和第二連接 器12，分別單獨(dú)形成，但是，也可以在同一基板上一體化形成。
13這樣，將控制裝置中輸入輸出高電壓(第二電壓)的電力、容易 產(chǎn)生火花的作為第一電源電路的逆變電路11和作為第二電源電路的電
源電路13，配置于由分隔壁71與第一空間72分隔開(kāi)的第二空間73 中，由此，即使萬(wàn)一在第一空間72發(fā)生可燃性氣體的泄漏，也能夠抑 制可燃性氣體起火的可能性。此外，將經(jīng)由配線與以高電壓的電流動(dòng) 作的第二設(shè)備連接的第二連接器12配置在第二空間73內(nèi)，由此，能 夠抑制在第二連接器12產(chǎn)生火花而導(dǎo)致的可燃性氣體的起火風(fēng)險(xiǎn)。另 外，雖然作為第二設(shè)備的點(diǎn)火器2d、剩余加熱器6、和變量器用加熱 器9，配置在第一空間72，但是，在封裝70內(nèi)萬(wàn)一發(fā)生可燃性氣體的 泄漏時(shí)，包括第一控制電路7和第二控制電路10等的控制裝置，使發(fā) 電系統(tǒng)100的運(yùn)轉(zhuǎn)停止，因?yàn)椴辉试S其運(yùn)轉(zhuǎn)，所以能夠抑制可燃性氣 體起火的可能性。特別的是，對(duì)于點(diǎn)火器2d和變量器用加熱器9等第 二設(shè)備來(lái)說(shuō)，在封裝70內(nèi)發(fā)生可燃性氣體泄漏時(shí)，即使設(shè)備不動(dòng)作， 在被施加高電壓的狀態(tài)下本身也存在起火風(fēng)險(xiǎn)。于是，本實(shí)施方式的 發(fā)電系統(tǒng)中，利用第二控制電路10使搭載于第二連接器12上的開(kāi)關(guān) 處于OFF狀態(tài)，從而停止對(duì)點(diǎn)火器2d和變量器用加熱器9的電壓施加， 因此能夠進(jìn)一步抑制可燃性氣體起火的可能性。
接著，對(duì)本實(shí)施方式1中的發(fā)電系統(tǒng)100的配線進(jìn)行說(shuō)明。
電配線51的一端與燃料電池1的輸出端子連接，電配線51的另 一端，與逆變電路11的DC/DC轉(zhuǎn)換器lla的輸入端子、和電源電路 13的DC/DC轉(zhuǎn)換器13a的輸入端子并聯(lián)連接。DC/DC轉(zhuǎn)換器lla的 輸出端子，通過(guò)電配線52與剩余加熱器6的輸入端子和DC/AC變流 器lib的輸入端子并聯(lián)連接。由此，能夠由剩余加熱器6高效地消耗 在燃料電池1中產(chǎn)生的剩余電力。
電配線53的一端與DC/AC變流器lib的輸出端子連接，在電配 線53的另一端，設(shè)置有系統(tǒng)連結(jié)點(diǎn)16。在系統(tǒng)連結(jié)點(diǎn)16，通過(guò)電配 線54連接有系統(tǒng)電源15，并且通過(guò)電配線55連接有電源電路13中的 AC/DC變流器13b的輸入端子，逆變電路11和系統(tǒng)電源15，在系統(tǒng) 連結(jié)點(diǎn)16被連結(jié)。
電配線56的一端與AC/DC變流器13b的輸出端子連接，電配線 56的另一端，與切換器13c的一個(gè)輸入端子連接。此外，DC/DC轉(zhuǎn)換器13a的輸出端子通過(guò)電配線57與切換器13c的另一個(gè)輸入端子連接。 此外，在切換器13c的輸出端子，通過(guò)電配線59，連接有設(shè)置于 第一空間內(nèi)的第一連接器8的輸入端子8a。第一連接器8的5個(gè)輸出 端子8b，通過(guò)電配線60 64，分別與各第一設(shè)備(氫生成裝置2、空氣 鼓風(fēng)機(jī)3、燃燒風(fēng)扇4、排氣扇5和第一控制電路7)的輸入端子連接。 此外，第二控制電路10通過(guò)電配線66與切換器13c的輸出端子連接。 發(fā)電系統(tǒng)100起動(dòng)時(shí)，直到進(jìn)行燃料電池1的發(fā)電之前，電源電 路13的AC/DC變流器13b，將來(lái)自系統(tǒng)電源15的交流電流變換為低 電壓(例如24V)的直流電力，通過(guò)切換器13c，利用變換后的直流電 力使燃燒風(fēng)扇4等第一設(shè)備、第一控制電路7、和第二控制電路10動(dòng) 作。此外，變量器用加熱器9，使用來(lái)自系統(tǒng)電源15的交流電流動(dòng)作。 然后，當(dāng)燃料電池1開(kāi)始發(fā)電時(shí)，通過(guò)第一控制電路7的控制，將來(lái) 自DC/DC轉(zhuǎn)換器13a的直流電力向第一設(shè)備輸送，此外，通過(guò)第二控 制電路10的控制，將來(lái)自AC/DC變流器13b的交流電流向第二設(shè)備 輸送。另外，切換器13c和剩余加熱器6的控制，通過(guò)未圖示的第三 控制電路進(jìn)行。
這樣，在本實(shí)施方式中，將電源電路13的輸出端子和各第一設(shè)備 的輸入端子，以設(shè)置于第一設(shè)備所存在的第一空間72內(nèi)的第一連接器 8作為中繼點(diǎn)，進(jìn)行連接，因此，相比于使設(shè)置于第二空間73內(nèi)的電 源電路13的出口與設(shè)置于第一空間72內(nèi)的各第一設(shè)備直接連接的情 況，或者，相比于使設(shè)置于第二空間73內(nèi)的第一連接器與設(shè)置于第一 空間72內(nèi)的各第一設(shè)備連接的情況，能夠降低電配線的繁雜程度。此 外，能夠以一根電配線59從電源電路13連接到第一連接器8，因此， 相比于使設(shè)置于第二空間73內(nèi)的電源電路13的出口與設(shè)置于第一空 間72的各第一設(shè)備直接連接，或者相比于使設(shè)置于第二空間73內(nèi)的 第一連接器8與設(shè)置于第一空間72內(nèi)的各第一設(shè)備連接的情況，能夠 使設(shè)置于分隔壁71的貫通孔74變小，即使萬(wàn)一在第一空間72發(fā)生可 燃性氣體的泄漏，也能夠減少向第二空間73的漏出。
此外，第二連接器12的輸入端子12a通過(guò)電配線54與系統(tǒng)電源 15連接。第二連接器12的輸出端子12b通過(guò)電配線67，與變量器用 加熱器9的輸入端子連接。此外，第二連接器12的輸出端子12b通過(guò)電配線68，與點(diǎn)火器2d的輸入端子連接。由此，來(lái)自系統(tǒng)電源15的 高電壓的交流電力，通過(guò)第二連接器12，向點(diǎn)火器2d和變量器用加熱 器9供給。
這樣，在本實(shí)施方式中，將存在由于高電壓的交流電流而導(dǎo)致產(chǎn) 生火花的可能性的第二連接器12配置在第二空間73中，因此，即使 萬(wàn)一在第一空間72發(fā)生可燃性氣體的泄漏，也能夠抑制由于在第二連 接器12產(chǎn)生的火花導(dǎo)致可燃性氣體起火等的可能性。
接著，對(duì)本實(shí)施方式1中的發(fā)電系統(tǒng)100的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。其中， 以下各動(dòng)作，通過(guò)第一控制電路7和第二控制電路10進(jìn)行控制。
首先，來(lái)自未圖示的原料氣體供給器的原料氣體的一部分，作為 燃燒用燃料，以規(guī)定的供給量通過(guò)原料氣體流路21向氫生成裝置2的 燃燒器2b供給，并且，來(lái)自燃燒風(fēng)扇4的第二氧化劑氣體，以規(guī)定的 供給量通過(guò)第二氧化劑氣體流路22向燃燒器2b供給。然后，在燃燒 器2b中，供給的原料氣體和第二氧化劑氣體被點(diǎn)火器2d點(diǎn)火而燃燒， 生成燃燒氣體，生成的燃燒氣體流過(guò)改性器排氣筒24，從該改性器排 氣筒24的下游端向封裝70的外部排出。此時(shí)，利用來(lái)自燃燒氣體的 傳熱，改性器2a、變量器2c和未圖示的凈化器被加熱。另外，在發(fā)電 系統(tǒng)100的運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)，變量器用加熱器9動(dòng)作，對(duì)變量器2c迅速地 進(jìn)行加熱。
另一方面，來(lái)自未圖示的原料氣體供給器的原料氣體的一部分， 通過(guò)原料氣體流路21被供向氫生成裝置2的改性器2a，此外，從其它 途徑向氫生成裝置2的改性器2a供給水。然后，供給的水被加熱而成 為水蒸汽，原料氣體與水蒸汽反應(yīng)，生成含氫氣體。生成的含氫氣體， 通過(guò)氫生成裝置2的變量器2c和未圖示的凈化器，生成減少了一氧化 碳的含氫氣體(燃料氣體)。該生成的燃料氣體，從氫生成裝置2的燃 料氣體導(dǎo)出口向燃料氣體流路23導(dǎo)出。
在燃料電池1中，在氫生成裝置2中生成的燃料氣體通過(guò)燃料氣 體流路23被供向燃料電池1的陽(yáng)極，此外，來(lái)自空氣鼓風(fēng)機(jī)3的第一 氧化劑氣體(空氣)通過(guò)第一氧化劑氣體流路25被供向陰極。然后， 燃料氣體中的氫和第一氧化劑氣體中的氧反應(yīng)而產(chǎn)生電。另外，在燃 料電池1中沒(méi)有被使用的剩余的燃料氣體，通過(guò)廢氣流路27，作為廢氣被供向氫生成裝置2的燃燒器2b，在燃燒器2b中，該廢氣作為燃燒
用燃料被使用。
此時(shí)，在第一空間72中，通過(guò)作為本發(fā)明的第一設(shè)備的一個(gè)例子 的排氣扇5，第一空間72內(nèi)的氣體從排氣口 42被排氣，從排氣口 42 排出。因此，即使萬(wàn)一燃料氣體等可燃性氣體從存在于第一空間72的 氫生成裝置2、燃料電池1漏出，漏出的可燃性氣體也能夠通過(guò)排氣扇 5經(jīng)由排氣口 42向封裝70外排出。此外，在燃料氣體等可燃性氣體從 氫生成裝置2、燃料電池1漏出時(shí)，認(rèn)為可燃性氣體也可能會(huì)從設(shè)置于 分隔壁71的連通部74向第二空間73流入，但是，實(shí)際上通過(guò)排氣扇 5的動(dòng)作，第一空間72內(nèi)的壓力比第二空間73內(nèi)的壓力低，因此，第 二空間73內(nèi)的氣體通過(guò)連通部74向第一空間72流入的可能性高。因 此，在第一空間72漏出的可燃性氣體向第二空間73流入、在設(shè)置于 第二空間內(nèi)的逆變電路11、電源電路13或者第二連接器12產(chǎn)生火花 而起火的可能性小。
通過(guò)以上說(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的多種改良或 者其它實(shí)施方式。因此，以上的說(shuō)明僅應(yīng)該解釋為例示，目的在于向 本領(lǐng)域的技術(shù)人員說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。在不超出本發(fā)明的主 旨的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ錁?gòu)造和/或功能的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)質(zhì)上的變更。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)，即使萬(wàn)一在封裝內(nèi)發(fā)生可燃性氣體的泄 漏，也能夠抑制在控制裝置中產(chǎn)生的火花導(dǎo)致起火等的可能性，并且 能夠減小連接各設(shè)備的配線的繁雜程度。
1權(quán)利要求
1.一種發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括封裝；使用可燃性氣體進(jìn)行直流電力的發(fā)電的發(fā)電機(jī)；流通所述可燃性氣體的可燃性氣體流路；使用第一電壓的直流電力動(dòng)作的第一設(shè)備；由來(lái)自系統(tǒng)電源的交流電力生成所述第一電壓的直流電力的第二電源電路；設(shè)置在所述第一設(shè)備與所述第二電源電路之間、使兩者電連接的第一連接器；使用所述第一電壓的直流電力進(jìn)行所述第一設(shè)備的控制動(dòng)作的控制電路；和生成比所述第一電壓高的第二電壓的電力的第一電源電路，其中，所述封裝，通過(guò)分隔壁分隔為具有所述發(fā)電機(jī)、所述可燃性氣體流路、所述第一設(shè)備、所述第一連接器和所述控制電路的第一空間；以及具有所述第一電源電路和第二電源電路的第二空間。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于-具有設(shè)置于所述封裝內(nèi)、以所述第二電壓的電力動(dòng)作的第二設(shè)備，和設(shè)置于系統(tǒng)電源或者第一電源電路與所述第二設(shè)備之間、使兩者電 連接的第二連接器，所述第二連接器配設(shè)于所述第二空間。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在所述分隔壁的一部分中設(shè)置有連通所述第一空間和所述第二空 間的連通部，并且設(shè)置有用于將所述第一空間內(nèi)部的氣體向外排出的 的換氣器。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 包括氫生成裝置，該氫生成裝置具有使用原料氣體、通過(guò)改性反應(yīng)生成含氫氣體的改性器，所述發(fā)電機(jī)是使用從所述氫生成裝置送出的含氫氣體進(jìn)行發(fā)電的 燃料電池，所述氫生成裝置收納于所述第一空間內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于具有向所述燃料電池供給氧化劑氣體的第 一氧化劑氣體供給器， 所述第一設(shè)備是所述第一氧化劑氣體供給器。
6. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 具有對(duì)所述改性器進(jìn)行加熱的燃燒器；和向所述燃燒器供給氧化劑氣體的第二氧化劑氣體供給器， 其中，所述第一設(shè)備是所述第二氧化劑氣體供給器。
7. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述氫生成裝置具有通過(guò)轉(zhuǎn)移反應(yīng)減少?gòu)乃龈男云魉统龅暮瑲?氣體中的一氧化碳的變量器，所述第二設(shè)備是對(duì)所述變量器進(jìn)行加熱的加熱器。
8. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述燃燒器具有點(diǎn)火器， 所述第二設(shè)備是所述點(diǎn)火器。
9. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述第二連接器構(gòu)成為具有對(duì)所述第二設(shè)備供給/停止電力的功
10. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 構(gòu)成為在待機(jī)時(shí)，使從所述第二連接器向所述第二設(shè)備的電壓供給停止。
11. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于構(gòu)成為，在存在關(guān)于可燃性氣體泄漏的異常的情況下，使從第二 設(shè)備向所述第二設(shè)備的電壓供給停止。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)包括封裝(70)、發(fā)電機(jī)(1)、可燃性氣體流路(23)、使用發(fā)電機(jī)(1)產(chǎn)生的直流電力且以第一電壓動(dòng)作的第一設(shè)備、生成第一電壓的直流電力的第二電源電路(13)、設(shè)置在第一設(shè)備與第二電源電路(13)之間的第一連接器(8)、使用第一電壓的直流電力進(jìn)行對(duì)第一設(shè)備的控制動(dòng)作的控制電路(7)、和生成比第一電壓高的第二電壓的電力的第一電源電路(11)，其中，封裝(70)，通過(guò)分隔壁(71)分隔為具有發(fā)電機(jī)(1)、可燃性氣體流路(23)、第一設(shè)備、第一連接器(8)和控制電路(7)的第一空間(72)；以及具有第一電源電路(11)和第二電源電路(13)的第二空間(73)。
文檔編號(hào)H01M8/06GK101689666SQ20088002337
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月4日
發(fā)明者加藤玄道, 田窪英智 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社