專利名稱：燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使氫和氧相互反應(yīng)以發(fā)電的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為傳統(tǒng)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，具有以下結(jié)構(gòu)在主體包裝體中設(shè)置隔壁，以將該 包裝體的內(nèi)部分隔成布置有重整器和堆的氣體使用區(qū)域、以及布置有控制裝置的非氣體區(qū) 域(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。圖12示出專利文獻(xiàn)1所公開的傳統(tǒng)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的第1例子。該系統(tǒng)包 括通過由隔壁101分隔包裝體100的內(nèi)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；燃料電池體105，其布置在第一室中 ；控制裝置106，其布置在第二 室中以控制重整器104和燃料電池體105 ；以及鼓風(fēng)機(jī)107，其向燃料電池體105供給空氣， 以使得分別對第一室102和第二室103進(jìn)行換氣。作為傳統(tǒng)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，具有以下結(jié)構(gòu)分別形成容納燃料電池體的主體 包裝體和容納熱水儲存罐的熱水儲存包裝體，并且通過熱水管和冷水管將主體包裝體和熱 水儲存包裝體連接在一起(例如，參見專利文獻(xiàn)2)。圖13示出專利文獻(xiàn)2所公開的傳統(tǒng)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的第2例子。在主體包 裝體300中，布置有重整器301，其通過蒸汽重整反應(yīng)將從城市煤氣供給管供給的城市煤 氣重整成富含氫的燃料氣體；固態(tài)高分子燃料電池堆302，其接收從重整器301供給的燃料 氣體和空氣以進(jìn)行發(fā)電；熱交換器303，其并入燃料電池堆302的冷卻介質(zhì)(冷卻水等)的 循環(huán)流路內(nèi)；冷凝器304，其使來自燃料電池堆302的廢氣中的蒸汽凝結(jié)以回收水；水系統(tǒng) 307，其接收從連接至熱水儲存罐305的底部的冷水管306供給的冷水，以向重整器301供 水并向冷凝器304和熱交換器303供冷卻水；電力轉(zhuǎn)換電路308，其將來自燃料電池堆302 的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力，以將轉(zhuǎn)換成的AC電力供給至來自商用電源的布線；以及控制裝 置309，其控制主體包裝體300中的各個組件。在熱水儲存包裝體310中，如圖所示，熱水儲存罐305被布置成，將來自水管的供 水管安裝至該罐的底部，并將熱水管安裝至該罐的頂部。將連接至主體包裝體300的冷水 管306和熱水管311安裝至熱水儲存罐305的底部和頂部。[專利文獻(xiàn)1]日本特開2002-329515A[專利文獻(xiàn)2]日本特開2004-111208A

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題如今，為了普及和擴(kuò)展燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，需要大幅降低成本。為了降低成本和小 型化的目的，堆的技術(shù)趨勢是減少堆疊數(shù)量。由于在堆疊數(shù)量減少時堆電壓下降，因此需要 增大電流。然而，在傳統(tǒng)的第1例子的結(jié)構(gòu)中，由于燃料電池體(堆)105和包括用于將在燃料電池體(堆)105中產(chǎn)生的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力的電力轉(zhuǎn)換電路的控制裝置106被布 置成彼此遠(yuǎn)離，因此存在將燃料電池體(堆)105和電力轉(zhuǎn)換電路電連接的電力線中的電力 損耗變大的問題。在傳統(tǒng)的第2例子中，分別設(shè)置容納燃料電池體的主體包裝體300和容納熱水儲 存罐305的熱水儲存包裝體310。因此，存在為了將燃料電池系統(tǒng)引入房屋等的建筑物中、 需要相當(dāng)寬的安裝空間的問題。為了解決以上傳統(tǒng)問題而作出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供使將堆和電力轉(zhuǎn) 換電路電連接的電力線中的電力損耗減少的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供能夠?qū)⑷剂想姵匾圆环恋K日常生活的方式安裝在建筑 物中、并且有效地利用電力和熱的節(jié)省空間的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。用于解決問題的方案
為了實現(xiàn)以上目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括主體包裝體； 重整器，其布置在所述主體包裝體中；堆，其布置在所述主體包裝體中；堆輸出端子，其設(shè) 置在所述堆在堆疊方向上的兩端處；電力轉(zhuǎn)換電路，其布置在所述主體包裝體中，并被布置 為鄰近所述堆；電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子，其設(shè)置在所述電力轉(zhuǎn)換電路上，并沿與所述堆的堆 疊方向平行的方向排列；以及堆輸出線，用于將所述堆輸出端子和所述電力轉(zhuǎn)換電路輸入 端子電連接。利用該結(jié)構(gòu)，可以使堆和電力轉(zhuǎn)換電路以最短距離電連接。因此，可以減少將堆和 電力轉(zhuǎn)換電路電連接的電力線中的電力損耗。根據(jù)本發(fā)明，還提供一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括主體包裝體；熱水儲存罐，其 布置在所述主體包裝體中；堆，其布置在所述主體包裝體中；重整器，其布置在所述主體包 裝體中；電路，其布置在所述主體包裝體中，并包括高電壓電路，其包括電力轉(zhuǎn)換電路；以 及低電壓電路；換氣風(fēng)扇，其布置在所述主體包裝體中，并用于將所述主體包裝體中的空氣 排出到所述主體包裝體的外部；進(jìn)氣口，其設(shè)置在所述主體包裝體中位于所述堆和所述重 整器下方的下部中；以及隔壁，用于將所述主體包裝體的內(nèi)部分隔成布置有所述堆和所述 重整器的空間、以及布置有所述高電壓電路的空間，其中所述換氣風(fēng)扇被布置在布置有所 述堆和所述重整器的空間的上部中；所述堆、所述重整器和所述電路以處于與所述熱水儲 存罐大致相同的高度的方式垂直地布置在所述熱水儲存罐的橫向側(cè)；以及所述高電壓電路 被布置在所述堆和所述重整器上方。利用該結(jié)構(gòu)，將燃料電池和熱水儲存罐容納于主體包裝體中，以使得可以提供節(jié) 省空間的熱水儲存罐一體化型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。即使原料氣體和氫等的可燃?xì)怏w從重整器或堆泄漏，該可燃?xì)怏w也泄漏到設(shè)置有 重整器和堆的主體包裝體中。然而，從設(shè)置在主體包裝體中位于重整器和堆下方的下部中 的進(jìn)氣口所吸入的外界空氣將已泄漏到主體包裝體中的可燃?xì)怏w擠出。然后，通過設(shè)置在 主體包裝體中布置有堆和重整器的空間的上部中的換氣風(fēng)扇將該可燃?xì)怏w排出至外部。即使在最壞的情況下，在含有大量灰塵的環(huán)境中長期使用之后在高電壓電路的觸 點上累積有灰塵的狀況下、或者在濕度高的環(huán)境中長期使用之后濕氣粘附至高電壓電路的 觸點的狀況下碰巧產(chǎn)生電弧，由于由隔壁將主體包裝體的內(nèi)部分離成布置有堆和重整器的 空間以及布置有高電壓電路的空間，因此原料氣體或氫等的可燃?xì)怏w將不會到達(dá)高電壓電路。因此，肯定消除了爆炸等的危險。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于堆和電力轉(zhuǎn)換電路被布置為彼此接近、并且使堆和電力轉(zhuǎn)換電 路以最短距離電連接在一起，因此可以減少將堆和電力轉(zhuǎn)換電路連接在一起的堆輸出線中 的電力 損耗，并且可以提供發(fā)電效率高的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，可以提供節(jié)省空間的熱水儲存罐一體化型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。即使 原料氣體和氫等的可燃?xì)怏w從重整器或堆泄漏，或者即使在最壞的情況下，在含有大量灰 塵的環(huán)境中長期使用之后在高電壓電路的觸點上累積有灰塵的狀況下、或者在濕度高的環(huán) 境中長期使用之后濕氣粘附至高電壓電路的觸點的狀況下碰巧產(chǎn)生電弧，也肯定消除了爆 炸等的危險。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的頂視圖。圖3是示出比較例的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的頂視圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第二至第七實施方式的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的頂視圖。圖6是示出比較例的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的頂視圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第八實施方式和第十實施方式的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)的圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第九實施方式的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第十一實施方式的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖10是示出比較例的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的圖，其中，堆的堆疊方向垂直于電力轉(zhuǎn) 換電路基板。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的第十二實施方式和第十三實施方式的燃料電池發(fā)電系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖12是示出傳統(tǒng)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的第1例子的圖。圖13是示出傳統(tǒng)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的第2例子的圖。附圖標(biāo)記說明1 隔壁2 主體包裝體3 第一室4 第二室5 間隙6 重整器7 堆25 電力轉(zhuǎn)換電路27堆輸出線31堆輸出端子
32電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子33 頂面202主體包裝體203熱水儲存罐204 第一室205重整器 206 堆207 第二室220換氣風(fēng)扇221 進(jìn)氣口226 電路227高電壓電路228低電壓電路229電力轉(zhuǎn)換電路231 隔壁234 電力轉(zhuǎn)換電路基板239堆正端子240 堆負(fù)端子241電力轉(zhuǎn)換電路正端子242 電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子243、244 通孔245堆正輸出線246堆負(fù)輸出線
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括主體包裝體；重整 器，其布置在所述主體包裝體中；堆，其布置在所述主體包裝體中；堆輸出端子，其設(shè)置在 所述堆在堆疊方向上的兩端處；電力轉(zhuǎn)換電路，其布置在所述主體包裝體中，并被布置為鄰 近所述堆；電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子，其設(shè)置在所述電力轉(zhuǎn)換電路上，并沿與所述堆的堆疊方 向平行的方向排列；以及堆輸出線，用于將所述堆輸出端子和所述電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子 電連接。利用該結(jié)構(gòu)，使堆和電力轉(zhuǎn)換電路以最短距離電連接。因此，可以減少將堆和電力 轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的電力損耗，從而提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明的第一方面的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)還包括隔壁，用 于將所述主體包裝體的內(nèi)部分隔成第一室和第二室，在所述隔壁的上部設(shè)置有間隙，其中 所述重整器和所述堆被布置在所述第一室中；所述電力轉(zhuǎn)換電路和控制電路被布置在所述 第二室中；以及將所述堆和所述電力轉(zhuǎn)換電路電連接的所述堆輸出線通過所述間隙。利用該結(jié)構(gòu)，使堆和電力轉(zhuǎn)換電路以最短距離電連接。因此，可以減少將堆和電力 轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的電力損耗，從而提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在本發(fā)明的第二方面中，所述堆的堆疊方向平行于所述隔壁。利用該結(jié)構(gòu)，使堆和電力轉(zhuǎn)換電路以最短距離電連接。因此，可以減少將堆和電力 轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的電力損耗，從而提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在本發(fā)明的第二方面中，所述堆被布置為鄰近所述隔壁和所述主體包裝體的頂面；以及所述電力轉(zhuǎn)換電路被布置為鄰近所述隔壁和所述主體包裝 體的頂面。利用該結(jié)構(gòu)，使堆和電力轉(zhuǎn)換電路以最短距離電連接。因此，可以減少將堆和電力 轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的電力損耗，從而提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，在本發(fā)明的第二方面中，所述堆和所述電力轉(zhuǎn)換電路隔 著所述隔壁彼此相對。利用該結(jié)構(gòu)，使堆和電力轉(zhuǎn)換電路以最短距離電連接。因此，可以減少將堆和電力 轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的電力損耗，從而提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在本發(fā)明的第二方面中，所述堆的頂面和所述電力轉(zhuǎn)換 電路的上面處于大致相同的高度。利用該結(jié)構(gòu)，使堆和電力轉(zhuǎn)換電路以最短距離電連接。因此，可以減少將堆和電力 轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的電力損耗，從而提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，在本發(fā)明的第二方面中，所述堆輸出線將設(shè)置在所述堆 的頂面上的所述堆輸出端子、和設(shè)置在所述電力轉(zhuǎn)換電路的上部中的所述電力轉(zhuǎn)換電路輸 入端子電連接。利用該結(jié)構(gòu)，使堆和電力轉(zhuǎn)換電路以最短距離電連接。因此，可以減少使堆和電力 轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的電力損耗，從而提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括主體包裝體；熱水儲 存罐，其布置在所述主體包裝體中；堆，其布置在所述主體包裝體中；重整器，其布置在所 述主體包裝體中；電路，其布置在所述主體包裝體中，并包括高電壓電路，其包括電力轉(zhuǎn) 換電路；以及低電壓電路；換氣風(fēng)扇，其布置在所述主體包裝體中，并用于將所述主體包裝 體中的空氣排出到所述主體包裝體的外部；進(jìn)氣口，其設(shè)置在所述主體包裝體中位于所述 堆和所述重整器下方的下部中；以及隔壁，用于將所述主體包裝體的內(nèi)部分隔成布置有所 述堆和所述重整器的空間、以及布置有所述高電壓電路的空間，其中所述換氣風(fēng)扇被布置 在布置有所述堆和所述重整器的空間的上部中；所述堆、所述重整器和所述電路以處于與 所述熱水儲存罐大致相同的高度的方式垂直地布置在所述熱水儲存罐的橫向側(cè)；以及所述 高電壓電路被布置在所述堆和所述重整器上方。利用將燃料電池和熱水儲存罐布置在主體包裝體中的以上結(jié)構(gòu)，可以提供節(jié)省空 間的熱水儲存罐一體化型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。即使原料氣體和氫等的可燃?xì)怏w從重整器或堆泄漏，該可燃?xì)怏w也泄漏到設(shè)置有 重整器和堆的主體包裝體中。然而，從設(shè)置在主體包裝體中位于重整器和堆下方的下部中 的進(jìn)氣口所吸入的外界空氣將已泄漏到主體包裝體中的可燃?xì)怏w擠出。然后，通過設(shè)置在 主體包裝體中布置有堆和重整器的空間的上部中的換氣風(fēng)扇將該可燃?xì)怏w排出到外部。即使在最壞的情況下，在含有大量灰塵的環(huán)境中長期使用之后在高電壓電路的觸點上累積有灰塵的狀況下、或者在濕度高的環(huán)境中長期使用之后濕氣粘附至高電壓電路的觸點的狀況下碰巧產(chǎn)生電弧，由于由隔壁將主體包裝體的內(nèi)部分離成布置有堆和重整器的 空間以及布置有高電壓電路的空間，因此原料氣體或氫等的可燃?xì)怏w將不會到達(dá)高電壓電 路。因此，肯定消除了爆炸等的危險。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括主體包裝體，其具有 第一室和第二室；熱水儲存罐，其布置在所述第一室中；堆，其布置在所述第二室中；重整 器，其布置在所述第二室中；電路，其布置在所述第二室中，并包括高電壓電路，其包括電 力轉(zhuǎn)換電路；以及低電壓電路；換氣風(fēng)扇，其布置在所述第二室中，并用于將所述第二室中 的空氣排出到所述主體包裝體的外部；進(jìn)氣口，其設(shè)置在所述第二室中位于所述堆和所述 重整器下方的下部中；以及隔壁，用于將所述第二室分隔成布置有所述堆和所述重整器的 空間、以及布置有所述高電壓電路的空間，其中所述換氣風(fēng)扇被布置在布置有所述堆和所 述重整器的空間的上部中；所述堆、所述重整器和所述電路以處于與所述熱水儲存罐大致 相同的高度的方式垂直地布置在所述熱水儲存罐的橫向側(cè)；以及所述高電壓電路被布置在 所述堆和所述重整器上方。S卩，可以通過在本發(fā)明的第八方面中將熱水儲存罐布置在第一室中并將堆、重整 器、電路、換氣風(fēng)扇和進(jìn)氣口布置在第二室中來配置本發(fā)明的第九方面。與本發(fā)明的第八方 面相同，可以提供節(jié)省空間的熱水儲存罐一體化型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。即使在最壞的情況下，在含有大量灰塵的環(huán)境中長期使用之后在高電壓電路的觸 點上累積有灰塵的狀況下、或者在濕度高的環(huán)境中長期使用之后濕氣粘附至高電壓電路的 觸點的狀況下碰巧產(chǎn)生弧，由于由隔壁將主體包裝體的內(nèi)部分離成布置有堆和重整器的空 間以及布置有高電壓電路的空間，因此原料氣體或氫等的可燃?xì)怏w將不會到達(dá)高電壓電 路。因此，肯定消除了爆炸等的危險。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，在本發(fā)明的第八或第九方面中，所述堆和所述電力轉(zhuǎn)換 電路隔著所述隔壁彼此相對。利用該結(jié)構(gòu)，使堆和電力轉(zhuǎn)換電路彼此接近，并且以短距離電連接在一起。因此， 可以減少使堆和電力轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的銅損耗，從而減少堆輸出線中的電力 損耗并提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，在本發(fā)明的第十方面中，所述堆的堆疊方向大致平行 于所述電力轉(zhuǎn)換電路的基板的表面。利用該結(jié)構(gòu)，使堆和電力轉(zhuǎn)換電路以最短距離電連接在一起。因此，與本發(fā)明的第 十方面相比，可以進(jìn)一步減少使堆和電力轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的銅損耗，從而減 少堆輸出線中的電力損耗并提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，在本發(fā)明的第十一方面中，所述堆包括堆正端子，其 設(shè)置在所述堆疊方向的一端的上部中；以及堆負(fù)端子，其設(shè)置在所述堆疊方向的另一端的 上部中；在所述電力轉(zhuǎn)換電路的下部中設(shè)置有電力轉(zhuǎn)換電路正端子和電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端 子；所述堆正端子和所述電力轉(zhuǎn)換電路正端子隔著所述隔壁彼此大致相對；以及所述堆負(fù) 端子和所述電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子隔著所述隔壁彼此大致相對。利用該結(jié)構(gòu)，可以使堆正端子和電力轉(zhuǎn)換電路正端子這組以及堆負(fù)端子和電力轉(zhuǎn) 換電路負(fù)端子這組兩者以最短距離電連接在一起。因此，與本發(fā)明的第十一方面相比，可以進(jìn)一步減少將堆和電力轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的銅損耗，從而減少堆輸出線中的電 力損耗并提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，在本發(fā)明的第十二方面中，所述隔壁形成有一對通孔； 利用通過所述一對通孔中的一個通孔的堆正輸出線，將所述堆正端子和所述電力轉(zhuǎn)換電路 正端子電連接；以及利用通過所述一對通孔中的另一個通孔的堆負(fù)輸出線，將所述堆負(fù)端 子和所述電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子電連接。利用該結(jié)構(gòu)，利用通過一個通孔的正輸出線，將堆正端子和電力轉(zhuǎn)換電路正端子 以最短距離電連接，并且利用通過另一個通孔的負(fù)輸出線，將堆負(fù)端子和電力轉(zhuǎn)換電路負(fù) 端子以最短距離電連接。因此，與本發(fā)明的第十二方面相同，與本發(fā)明的第十一方面相比， 可以進(jìn)一步減少將堆和電力轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的銅損耗，從而減少堆輸出線中 的電力損耗并提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。將參考附圖來說明本發(fā)明的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的實施方式。本發(fā)明不受這些實施 方式所限制。第一實施方式 圖1和2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。如圖1和2所示，在主體包裝體2中布置可燃?xì)怏w循環(huán)所經(jīng)由的重整器6和堆7 等的組件。在重整器6處設(shè)置有原料氣體供給管8、安裝有助燃風(fēng)機(jī)9的燃料器10和重整器 排氣口 11。供水裝置12經(jīng)由供水管13連接至重整器6。堆7通過氫供給管14連接至重整器6，通過氫排出管15連接至燃燒器10，通過空 氣供給管17連接至鼓風(fēng)機(jī)16，并且通過空氣排出管19連接至冷凝器18。在主體包裝體2的外壁上，布置有排氣口 20和排氣風(fēng)扇21，并且在作為重整器6 和堆7的上風(fēng)向的位置處設(shè)置有第一進(jìn)氣口 22。電路23連接至商用電源24，并且包括電力轉(zhuǎn)換電路25，其將來自堆7的DC電力 轉(zhuǎn)換成AC電力，以將轉(zhuǎn)換成的AC電力供給至商用電源；和控制電路26。電力轉(zhuǎn)換電路25包括升壓電路和反轉(zhuǎn)器電路等的電路(未示出)、以及電壓傳感 器和電流傳感器等的傳感器(未示出)，并且連接電力轉(zhuǎn)換電路25，以使得可以將來自堆7 的DC電力轉(zhuǎn)換成相位與商用電源的AC電力的相位相同的AC電力，并將轉(zhuǎn)換成的AC電力 供給到連接至該商用電源的負(fù)荷(未示出)。通過堆輸出線27將堆7和電力轉(zhuǎn)換電路25電連接在一起，并且在電力轉(zhuǎn)換電路 25處設(shè)置電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32，并且電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32沿平行于堆7的堆疊 方向的方向排列。在堆7中，與電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32平行地堆疊單電池29，并且使用一對集電 板30來夾持單電池29在堆疊方向上的兩側(cè)。集電板30配置有與堆輸出線27連接在一起 的堆輸出端子31?？刂齐娐?6通過基于負(fù)荷所消耗的電力調(diào)整從城市煤氣供給管供給至重整器6 的城市煤氣的流量、并調(diào)整供給至重整器6的水的流量，來進(jìn)行系統(tǒng)中的發(fā)電的控制以及 重整器6和堆7的溫度控制等的各種類型的控制。在主體包裝體2的外壁上，在電路23的上風(fēng)向側(cè)設(shè)置第二進(jìn)氣口 28。
以下將說明如上所述配置成的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的操作和優(yōu)勢。由重整器6中的燃燒器10對從原料氣體供給管8供給的甲烷等的原料氣體加熱 以引起重整反應(yīng)，將該原料氣體轉(zhuǎn)換成氫，并通過氫供給管14供給至堆7。同時，將從鼓風(fēng)機(jī)16發(fā)送來的空氣通過空氣供給管17供給至堆7，并且通過使氫 和所供給的空氣中的氧相互反應(yīng)來發(fā)電。將在堆7中產(chǎn)生的DC電力經(jīng)由堆輸出線27輸入至電力轉(zhuǎn)換電路25，并且在電力 轉(zhuǎn)換電路25中使DC電力的電壓升高或降低至規(guī)定電壓。發(fā)電量根據(jù)來自外部負(fù)荷的電力 要求而變化。 此外，將未用于進(jìn)行反應(yīng)的剩余氫(排出氫)通過氫排出管15供給至燃燒器10， 并且用作為重整反應(yīng)的加熱燃料。另外，將包括反應(yīng)中所產(chǎn)生的水和蒸汽的排出空氣通過空氣排出管19引導(dǎo)至冷 凝器18以分離水。將在冷凝器18中分離出的水從供水裝置12經(jīng)由供水管13供給至重整 器6，并且用作為重整反應(yīng)的原料。由控制電路26來控制這一系列操作。 如上所述，通過包括以下構(gòu)成本實施方式重整器6和堆7，其布置在主體包裝體2 內(nèi)部；堆輸出端子31，其設(shè)置在所述堆7在堆疊方向上的兩端處；電力轉(zhuǎn)換電路25，其布置 在所述主體包裝體2內(nèi)部并接近所述堆7 ；電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32，其設(shè)置在所述電力轉(zhuǎn) 換電路25處，并且沿平行于所述堆7的堆疊方向的方向排列；以及堆輸出線27，其將所述 堆輸出端子31和所述電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32電連接在一起。由于使堆7和電力轉(zhuǎn)換電 路25以最短距離電連接在一起，因此可以減少堆輸出線27中的電力損耗，并且可以提供發(fā) 電效率高的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。由于堆輸出線27中的電力損耗沒有增加，因此可以增大堆電流，并且為了降低成 本和小型化的目的，可以減少堆7的堆疊數(shù)量。使堆7的堆疊方向與電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32平行。利用該結(jié)構(gòu)，由于使堆輸出 端子31和電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32彼此更近，因此堆輸出線變短，并且可以進(jìn)一步減少堆 輸出線27中的電力損耗。由于氫供給管14、氫排出管15、空氣供給管17和空氣排出管19均連接至集電板 30的兩側(cè)，因此使堆輸出端子31和電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32彼此更加接近。另一方面，如果堆7的堆疊方向與電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32不平行，則如圖3的 比較例所示，集電板其中之一、即堆輸出端子31其中之一將遠(yuǎn)離電力轉(zhuǎn)換電路25。因此，一 個堆輸出線27變長，并且堆輸出線27中的電力損耗增加。另外，由于將氫供給管14、氫排出管15、空氣供給管17和空氣排出管19均連接至 集電板30的兩側(cè)，因此，氫供給管14和空氣排出管19布置在堆輸出端子31和電力轉(zhuǎn)換電 路輸入端子32之間。因此，堆輸出端子31和電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32之間的距離變長。第二實施方式圖4和5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。如圖4和5所示，由隔壁1將主體包裝體2分離成具有氣體路徑的第一室3和不 具有氣體路徑的第二室4。在隔壁1的上部設(shè)置有間隙5。在第一室3中布置可燃?xì)怏w循 環(huán)所經(jīng)由的重整器6和堆7等的部件。
在重整器6處設(shè)置有原料氣體供給管8、安裝有助燃風(fēng)機(jī)9的燃燒器10和重整器 排氣口 11。供水裝置12經(jīng)由供水管13連接至重整器6。堆7通過氫供給管14連接至重整器6，通過氫排出管15連接至燃燒器10，通過空 氣供給管17連接至鼓風(fēng)機(jī)16，并且通過空氣排出管19連接至冷凝器18。在第一室3的外壁上，設(shè)置有排氣口 20和排氣扇21，以使得第二室4位于上風(fēng)向， 并且第一室3位于下風(fēng)向，并且在重整器6和堆7的上風(fēng)向設(shè)置第一進(jìn)氣口 22。 電路23連接至商用電源24，并且布置在第二室中。電路23包括電力轉(zhuǎn)換電路 25，其將來自堆7的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力，以將轉(zhuǎn)換成的AC電力供給至商用電源；和控制 電路26。電力轉(zhuǎn)換電路25由升壓電路和反轉(zhuǎn)器電路等的電路(未示出)、以及電壓傳感器 和電流傳感器等的傳感器(未示出)構(gòu)成，并且連接電力轉(zhuǎn)換電路25，以使得可以將來自堆 7的DC電力轉(zhuǎn)換成相位與商用電源的AC電力的相位相同的AC電力，并將轉(zhuǎn)換成的AC電力 供給到連接至該商用電源的負(fù)荷(未示出)。通過堆輸出線27將堆7和電力轉(zhuǎn)換電路25電連接在一起，并且堆輸出線27通過 設(shè)置在隔壁1上方的間隙5。在堆7中，與電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32平行地堆疊單電池29，并且使用一對集電 板30來夾持單電池29在堆疊方向上的兩側(cè)。集電板30配置有與堆輸出線27連接在一起 的堆輸出端子31?？刂齐娐?6通過基于負(fù)荷所消耗的電力調(diào)整從城市煤氣供給管供給至重整器6 的城市煤氣的流量、并調(diào)整供給至重整器6的水的流量，來進(jìn)行系統(tǒng)中的發(fā)電的控制以及 重整器6和堆7的溫度控制等的各種類型的控制。在第二室的外壁上，在電路23的上風(fēng)側(cè)設(shè)置第二進(jìn)氣口 28。以下將說明如上所述配置成的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的操作和優(yōu)勢。由重整器6中的燃燒器10對從原料氣體供給管8供給的甲烷等的原料氣體加熱 以發(fā)生重整反應(yīng)，將該原料氣體轉(zhuǎn)換成氫，并通過氫供給管14供給至堆7。同時，將從鼓風(fēng)機(jī)16發(fā)送來的空氣通過空氣供給管17供給至堆7，并且通過使氫 和所供給的空氣中的氧相互反應(yīng)來發(fā)電。將在堆7中產(chǎn)生的DC電力經(jīng)由堆輸出線27輸入至電力轉(zhuǎn)換電路25，并且在電力 轉(zhuǎn)換電路25中使DC電力的電壓升高或降低至規(guī)定電壓。發(fā)電量根據(jù)來自外部負(fù)荷的電力 要求而變化。此外，將未用于進(jìn)行反應(yīng)的剩余氫(排出氫)通過氫排出管15供給至燃燒器10， 并且用作為重整反應(yīng)的加熱燃料。另外，將包括反應(yīng)中所產(chǎn)生的水和蒸汽的排出空氣通過空氣排出管19引導(dǎo)至冷 凝器18。將在冷凝器18中分離出的水從供水裝置12經(jīng)由供水管13供給至重整器6，并且 用作為重整反應(yīng)的原料。由控制電路26來控制這一系列操作。如上所述，通過包括以下構(gòu)成該第二實施方式隔壁1，其將主體包裝體2的內(nèi)部 分離成第一室3和第二室4，并且具有設(shè)置在上方的間隙5 ；堆7，其布置在所述第一室3內(nèi) 部；電路23，其包括電力轉(zhuǎn)換電路25和控制電路26，并且布置在所述第二室4內(nèi)部；以及堆輸出線27，其通過所述間隙5以將所述電力轉(zhuǎn)換電路25和所述堆7電連接在一起。由于可以使堆7和電力轉(zhuǎn)換電路25以最短距離連接在一起，因此可以減少將堆7和電力轉(zhuǎn)換電路 25連接在一起的堆輸出線中的電力損耗，并且可以提供發(fā)電效率高的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。由于堆輸出線中的電力損耗沒有增加，因此可以增大堆電流，并且為了降低成本 和小型化的目的，可以減少堆7的堆疊數(shù)量。第三實施方式將參考圖4和5來說明本發(fā)明的第三實施方式。盡管第三實施方式具有與第二實施方式相同的基本結(jié)構(gòu)，但這里將更詳細(xì)地說明 以下幾點。另外，將省略對在以上第二實施方式中已經(jīng)說明了的內(nèi)容的說明。在第三實施方式中，使堆7的堆疊方向與隔壁1平行，與隔壁1平行地堆疊單電池 29，并且使用一對集電板30來夾持單電池29在堆疊方向上的兩側(cè)。集電板30配置有與堆 輸出線27連接在一起的堆輸出端子31。電力轉(zhuǎn)換電路25配置有電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子 32。利用該結(jié)構(gòu)，由于與堆輸出線27連接的堆輸出端子31和電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子 32彼此接近，因此堆輸出線27變短，并且可以減少堆輸出線27中的電力損耗。另一方面，如果堆7的堆疊方向與隔壁1不平行，則如圖6的比較例所示，集電板 其中之一、即堆輸出端子31其中之一將遠(yuǎn)離電力轉(zhuǎn)換電路25。因此，一個堆輸出線27變 長，并且堆輸出線27中的電力損耗增加。第四實施方式與以上相同，將參考圖4來說明本發(fā)明的第四實施方式。盡管第四實施方式具有與第二實施方式相同的基本結(jié)構(gòu)，但這里將更詳細(xì)地說明 以下幾點。另外，將省略對第二實施方式中已經(jīng)說明了的內(nèi)容的說明。在第四實施方式中，堆7被布置為鄰近隔壁1并且鄰近主體包裝體2的頂面33，并 且電力轉(zhuǎn)換電路25被布置為鄰近隔壁1并且鄰近主體包裝體2的頂面33。由于該布置允 許堆7和電力轉(zhuǎn)換電路25被布置為彼此接近，因此堆輸出線27變短，并且可以進(jìn)一步減少 堆輸出線27中的電力損耗。第五實施方式與以上相同，將參考圖4和5來說明本發(fā)明的第五實施方式。盡管第五實施方式具有與第二實施方式相同的基本結(jié)構(gòu)，但這里將更詳細(xì)地說明 以下幾點。另外，將省略對第二實施方式中已經(jīng)說明了的內(nèi)容的說明。在第五實施方式中，堆7和電力轉(zhuǎn)換電路25隔著隔壁1彼此相對。由于該布置允 許堆7和電力轉(zhuǎn)換電路25被布置為彼此鄰近或接近，因此堆輸出線27變短，并且可以進(jìn)一 步減少堆輸出線27中的電力損耗。第六實施方式與以上相同，將參考圖4和5來說明本發(fā)明的第六實施方式。盡管本實施方式具有與第二實施方式相同的基本結(jié)構(gòu)，但這里將更詳細(xì)地說明以 下幾點。另外，將省略對第二實施方式中已經(jīng)說明了的內(nèi)容的說明。在第六實施方式中，堆7的頂面和電力轉(zhuǎn)換電路25的上面被布置在幾乎相同的高 度處。由于該布置允許堆7和電力轉(zhuǎn)換電路25被布置為彼此接近并且處于幾乎相同的高度，因此堆輸出線27變短，并且可以進(jìn)一步減少堆輸出線27中的電力損耗。第七實施方式與以上相同，將參考圖4和5來說明本發(fā)明的第七實施方式。盡管本實施方式具有與第六實施方式相同的基本結(jié)構(gòu)，但這里將更詳細(xì)地說明以 下幾點。另外，將省略對以上實施方式中已經(jīng)說明了的內(nèi)容的說明。在第七實施方式中，堆輸出線27將設(shè)置在堆7的頂面上的堆輸出端子31和設(shè)置 在電力轉(zhuǎn)換電路25的上部中的電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子32電連接。由此，堆輸出線27變短， 并且可以進(jìn)一步減少堆輸出線27中的電力損耗。
第八實施方式圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第八實施方式的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如圖7所示，在主體包裝體202中布置可燃?xì)怏w循環(huán)所經(jīng)由的重整器205和堆206 等的組件。在重整器205處設(shè)置有原料氣體供給管208、安裝有助燃風(fēng)機(jī)209的燃燒器210和 重整器排氣口 211。堆206通過氫供給管212連接至重整器205，通過排出氫供給管213連接至燃燒 器210，通過空氣供給管215連接至鼓風(fēng)機(jī)214，并且通過冷水管217和熱水管218連接至 熱交換器216。在主體包裝體202的外壁上，布置有排氣口 219和換氣風(fēng)扇220，并且在重整器 205和堆206的上風(fēng)向設(shè)置有進(jìn)氣口 221。將來自水管的供水管222安裝至熱水儲存罐203的底部，并且將熱水管223安裝 至熱水儲存罐203的頂部。將連接至熱交換器216的冷水管224安裝至熱水儲存罐203的 底部，并且將連接至熱交換器216的熱水管225連接至熱水儲存罐203的頂部。電路226具有處理100V(伏)以上的高電壓電路227和低電壓電路228。高電壓電路 227連接至商用電源，并且包括電力轉(zhuǎn)換電路229，其將來自堆206的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力， 以將轉(zhuǎn)換成的AC電力供給至商用電源；和電源電路230，其將AC商用電源轉(zhuǎn)換成DC低壓。將高電壓電路227布置在堆206和重整器205上方，并且由隔壁231將高電壓電 路227與堆206和重整器205分離。電力轉(zhuǎn)換電路229由升壓電路和反轉(zhuǎn)器電路等的電路(未示出)、以及電壓傳感器 和電流傳感器等的傳感器(未示出)構(gòu)成，并且連接電力轉(zhuǎn)換電路229，以使得可以將來自 燃料電池堆206的DC電力轉(zhuǎn)換成相位與商用電源的AC電力的相位相同的AC電力，并將轉(zhuǎn) 換成的AC電力供給到連接至該商用電源的負(fù)荷(未示出)。低電壓電路228是控制主體包裝體202中的各個組件的控制部件。低電壓電路 228是通過基于負(fù)荷所消耗的電力調(diào)整從城市煤氣供給管供給至重整器205的城市煤氣的 流量、并調(diào)整供給至重整器205的水的流量，來進(jìn)行系統(tǒng)中的發(fā)電的控制以及重整器205和 堆206的溫度控制等的各種類型的控制。以下將說明如上所述配置成的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的操作和優(yōu)勢。由重整器205中的燃燒器210對從原料氣體供給管208供給的甲烷等的原料氣體 加熱以發(fā)生重整反應(yīng)，將該原料氣體轉(zhuǎn)換成氫，并通過氫供給管212供給至堆206。同時，將從鼓風(fēng)機(jī)214發(fā)送來的空氣通過空氣供給管215供給至堆206，并且通過使氫與所供給的空氣中的氧相互反應(yīng)來發(fā)電。此外，將未用于進(jìn)行反應(yīng)的剩余氫(排出氫)經(jīng)由排出氫供給管213供給至燃燒 器210，并且用作為重整反應(yīng)的加熱燃料。如上所述，根據(jù)該第八實施方式，提供一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，所述燃料電池發(fā)電 系統(tǒng)在主體包裝體202中包括熱水儲存罐203 ；堆206 ；重整器205 ；電路226，其具有包括 電力轉(zhuǎn)換電路229的高電壓電路227、和低電壓電路228 ；換氣風(fēng)扇220，其將所述主體包裝 體202中的空氣排出到外部；以及進(jìn)氣口 221，其設(shè)置在所述主體包裝體202中位于所述堆 206和所述重整器205下方的下部中。將換氣風(fēng)扇220設(shè)置在主體包裝體202中布置有堆 206和重整器205的空間的上部。將堆206、重整器205和電路226以處于與熱水儲存罐 203大致相同的高度的方式垂直地布置在熱水儲存罐203的橫向側(cè)。將高電壓電路227布 置在堆206和重整器205上方。由隔壁231將主體包裝體202的內(nèi)部分離成布置有堆206 和重整器205的空間、以及布置有高電壓電路227的空間。利用以上結(jié)構(gòu)，可以通過將燃料電池的各個組件和熱水儲存罐203容納于主體包裝體202中來提供節(jié)省空間的熱水儲存罐一體化型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。即使原料氣體和氫等的可燃?xì)怏w從重整器205或堆206泄漏，該可燃?xì)怏w也泄漏 到設(shè)置有重整器205和堆206的主體包裝體202中。然而，從設(shè)置在主體包裝體202中位 于重整器205和堆206下方的下部中的進(jìn)氣口 221所吸入的外界空氣將已泄漏到主體包裝 體202中的可燃?xì)怏w擠出。然后，通過設(shè)置在主體包裝體202中布置有堆206和重整器205 的空間的上部中的換氣風(fēng)扇220將該可燃?xì)怏w排出到外部。即使在最壞的情況下，在含有大量灰塵的環(huán)境中長期使用之后在高電壓電路227 的觸點上累積有灰塵的狀況下、或者在濕度高的環(huán)境中長期使用之后濕氣粘附至高電壓電 路227的觸點的狀況下碰巧產(chǎn)生電弧，由于隔壁231將主體包裝體202的內(nèi)部分離成布置 有堆206和重整器205的空間以及布置有高電壓電路227的空間，因此原料氣體或氫等的 可燃?xì)怏w將不會到達(dá)高電壓電路227。因此，肯定消除了爆炸等的危險。第九實施方式圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第九實施方式的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如圖8所示，根據(jù)第九實施方式，設(shè)置有隔壁201，隔壁201用于將主體包裝體202 的內(nèi)部分隔成具有熱水儲存罐203的第一室204、以及布置有可燃?xì)怏w循環(huán)所經(jīng)由的重整 器205和堆206等的組件的第二室207。在重整器205處設(shè)置有原料氣體供給管208、安裝有助燃風(fēng)機(jī)209的燃燒器210和 重整器排氣口 211。堆206通過氫供給管212連接至重整器205，通過排出氫供給管213連接至燃燒 器210，通過空氣供給管215接至鼓風(fēng)機(jī)214，并且通過冷水管217和熱水管218連接至熱 交換器216。在主體包裝體202的外壁上，設(shè)置有排氣口 219和換氣風(fēng)扇220，并且在重整器 205和堆206的上風(fēng)向設(shè)置有進(jìn)氣口 221。將來自水管的供水管222安裝至熱水儲存罐203的底部，并且將熱水管223安裝 至熱水儲存罐203的頂部。將連接至熱交換器216的冷水管224安裝至熱水儲存罐203的 底部，并且將連接至熱交換器216的熱水管225連接至熱水儲存罐203的頂部。
電路226具有處理IOOV(伏)以上的高電壓電路227和低電壓電路228。高電壓 電路227連接至商用電源，并且包括電力轉(zhuǎn)換電路229，其將來自堆206的DC電力轉(zhuǎn)換成 AC電力，以將轉(zhuǎn)換成的AC電力供給至商用電源；和電源電路230，其將AC商用電源轉(zhuǎn)換成 DC低電壓。將高電壓電路227布置在堆206和重整器205上方，并且由隔壁231將高電壓電 路227與堆206和重整器205分離。電力轉(zhuǎn)換電路229由升壓電路和反轉(zhuǎn)器電路等的電路(未示出)、以及電壓傳感器 和電流傳感器等的傳感器(未示出)構(gòu)成，并且連接電力轉(zhuǎn)換電路229，以使得可以將來自 燃料電池堆206的DC電力轉(zhuǎn)換成相位與商用電源的AC電力的相位相同的AC電力，并將轉(zhuǎn) 換成的AC電力供給到連接至該商用電源的負(fù)荷(未示出)。 低電壓電路228是控制主體包裝體202中的各個部件的控制部件。低電壓電路 228是通過基于負(fù)荷所消耗的電力調(diào)整從城市煤氣供給管供給至重整器205的城市煤氣的 流量、并調(diào)整供給至重整器205的水的流量來進(jìn)行系統(tǒng)中的發(fā)電的控制以及重整器205和 堆206的溫度控制等的各種類型的控制的控制部件。以下將說明如上所述配置成的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的操作和優(yōu)勢。由重整器205中的燃燒器210對從原料氣體供給管208供給的甲烷等的原料氣體 加熱以引起重整反應(yīng)，將該原料氣體轉(zhuǎn)換成氫，并通過氫供給管212供給至堆206。同時，將從鼓風(fēng)機(jī)214發(fā)送來的空氣通過空氣供給管215供給至堆206，并且通過 使氫與所供給的空氣中的氧相互反應(yīng)來發(fā)電。此外，將未用于進(jìn)行反應(yīng)的剩余氫(排出氫)經(jīng)由排出氫供給管213供給至燃燒 器210，并且用作為重整反應(yīng)的加熱燃料。如上所述，在根據(jù)第九實施方式的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中，在主體包裝體202的第 一室204中布置有熱水儲存罐203，并且在主體包裝體202的第二室207中布置有堆206 ； 重整器205 ；電路226，其具有包括電力轉(zhuǎn)換電路229的高電壓電路227、和低電壓電路228 ； 換氣風(fēng)扇220，其將所述第二室207中的空氣排出到外部；以及進(jìn)氣口 221，其設(shè)置在所述第 二室207中位于所述堆206和所述重整器205下方的下部中。將換氣風(fēng)扇220設(shè)置在第二 室207中布置有堆206和重整器205的空間的上部。將堆206、重整器205和電路226以處 于與熱水儲存罐203大致相同的高度的方式垂直地布置在熱水儲存罐203的橫向側(cè)。將高 電壓電路227布置在堆206和重整器205上方。由隔壁231將第二室207分離成布置有堆 206和重整器205的空間以及布置有高電壓電路227的空間。即，通過將第八實施方式的熱水儲存罐203布置在主體包裝體202的第一室204 中、并將第八實施方式的堆206和重整器205、電路226、換氣風(fēng)扇220和進(jìn)氣口 221布置在 主體包裝體202的第二室207中，獲得了第九實施方式。與第八實施方式相同，可以獲得節(jié) 省空間的熱水儲存罐一體化型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。即使原料氣體和氫等的可燃?xì)怏w從重整器205或堆206泄漏，或者即使在最壞的 情況下，在含有大量灰塵的環(huán)境中長期使用之后在高電壓電路227的觸點上累積有灰塵的 狀況下、或者在濕度高的環(huán)境中長期使用之后濕氣粘附至高電壓電路227的觸點的狀況下 碰巧產(chǎn)生電弧，也肯定消除了爆炸等的危險。第十實施方式
與以上相同，將參考圖7來說明本發(fā)明的第十實施方式。盡管第十實施方式具有與第八實施方式相同的基本結(jié)構(gòu)，但這里將更詳細(xì)地說明以下幾點。在本實施例中，將省略對已經(jīng)說明了的內(nèi)容的說明。在第十實施方式中，堆206和電力轉(zhuǎn)換電路229隔著隔壁231彼此相對。由于該 布置允許堆206和電力轉(zhuǎn)換電路229被布置為彼此接近(鄰近)，因此堆輸出線232變短， 并且可以使堆206和電力轉(zhuǎn)換電路229以短距離電連接在一起。因此，將堆206和電力轉(zhuǎn) 換電路229連接在一起的堆輸出線232中的銅損耗減少，從而可以減少堆輸出線232中的 電力損耗，并且可以提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的效率。第H實施方式將參考圖9來說明本發(fā)明的第十一實施方式。盡管第十一實施方式具有與第八實施方式相同的基本結(jié)構(gòu)，但這里將更詳細(xì)地說 明以下幾點。在本實施方式中，將省略對已經(jīng)說明了的內(nèi)容的說明。在第十一實施方式中，堆206的堆疊方向233與作為電力轉(zhuǎn)換電路229的基板的 電力轉(zhuǎn)換電路基板234的表面大致平行，在與電力轉(zhuǎn)換電路基板234的表面平行的方向上 堆疊單電池235，并且使用一對集電板236來夾持單電池235在堆疊方向233上的兩側(cè)。集 電板236配置有與堆輸出線232連接在一起的堆輸出端子237。電力轉(zhuǎn)換電路基板234配 置有電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子238。利用該結(jié)構(gòu)，由于連接堆輸出線232的堆輸出端子236和電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子 237彼此接近，因此堆輸出線232最短，并且可以將堆206的堆輸出端子236和電力轉(zhuǎn)換電 路229的電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子237以最短距離電連接在一起。因此，將堆和電力轉(zhuǎn)換電路 連接在一起的堆輸出線232的銅損耗減少，從而可以減少堆輸出線232中的電力損耗，并且 可以提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的效率。另一方面，當(dāng)堆206的堆疊方向233不與電力轉(zhuǎn)換電路基板234的表面大致平行 (例如，垂直)時，如圖10的比較例所示，由于堆輸出端子237和電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子238 處于遠(yuǎn)離的位置處、并且堆輸出線232變長，因此堆輸出線232中的銅損耗增加，堆輸出線 232中的電力損耗增加，并且燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的效率下降。第十二實施例將參考圖11來說明本發(fā)明的第十二實施方式。盡管第十二實施方式具有與第八實施方式相同的基本結(jié)構(gòu)，但這里將更詳細(xì)地說 明以下幾點。在本實施方式中，將省略對已經(jīng)說明了的內(nèi)容的說明。在第十二實施方式中，堆206具有設(shè)置于堆206在堆疊方向上的一端的上部處的 堆正端子239和設(shè)置于堆206在堆疊方向上的另一端的上部處的堆負(fù)端子240。電力轉(zhuǎn)換 電路229的電力轉(zhuǎn)換電路基板234具有位于其下部的電力轉(zhuǎn)換電路正端子241和電力轉(zhuǎn)換 電路負(fù)端子242。將堆正端子239和電力轉(zhuǎn)換電路正端子241布置在隔著隔壁231大致相 對的位置處，并且將堆負(fù)端子240和電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子242布置在隔著隔壁231大致相 對的位置處。利用該結(jié)構(gòu)，由于使堆正端子239和電力轉(zhuǎn)換電路正端子241彼此接近、并且使堆 負(fù)端子240和電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子242彼此接近，因此可以使堆正端子239和電力轉(zhuǎn)換電 路正端子241、以及堆負(fù)端子240和電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子242這兩組都以最短距離電連接在一起。因此，堆輸出線245和246變短，并且將堆206和電力轉(zhuǎn)換電路229連接在一起的堆 輸出線245和246中的銅損耗減少，從而可以減少堆輸出線245和246中的電力損耗，并且 可以提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的效率。第十三實施例與以上相同，將參考圖11來說明本發(fā)明的第十三實施方式。盡管第十三實施方式具有與第十二實施方式相同的基本結(jié)構(gòu)，但這里將更詳細(xì)地 說明以下幾點。在本實施方式中，將省略對已經(jīng)說明了的內(nèi)容的說明。 第十三實施方式包括一對通孔243和244，其設(shè)置在隔壁231中；堆正輸出線 245，其將堆正端子239和電力轉(zhuǎn)換電路正端子241電連接在一起，并且通過一個通孔243 ； 以及堆負(fù)輸出線246，其將堆負(fù)端子240和電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子242電連接在一起，并且通 過另一個通孔244。利用該結(jié)構(gòu)，可以利用通過隔壁231的通孔243的堆正輸出線245，將堆正端子 239和電力轉(zhuǎn)換電路正端子241以最短距離電連接在一起，并且可以利用通過隔壁231的通 孔244的堆負(fù)輸出線246，將堆負(fù)端子240和電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子242以最短距離電連接在 一起。由于該原因，由于使堆正端子239和電力轉(zhuǎn)換電路正端子241彼此接近，因此堆正輸 出線245變短，并且由于使堆負(fù)端子240和電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子242彼此接近，因此堆負(fù)輸 出線246變短。由此，堆輸出線245和246中的銅損耗減少，從而可以減少堆輸出線245和 246中的電力損耗，并且可以提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的效率。因此，本發(fā)明適合于要求小型化、高效率和可靠性的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明不限于以上實施方式。由要求保護(hù)的范圍來包含本領(lǐng)域的技術(shù)人員參考說 明書的公開和已知技術(shù)所進(jìn)行的任意變形和應(yīng)用。本發(fā)明基于2007年12月5日提交的日本專利申請2007_314330、2008年6月24日 提交的日本專利申請2008-164096和2008年10月9日提交的日本專利申請2008-262538。 在此通過引用包含了這些內(nèi)容。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，堆和電力轉(zhuǎn)換電路被布置成彼此鄰近，并且以 最短距離連接在一起。因此，可以減少將堆和電力轉(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線中的電力損 耗。此外，由于可以增大堆電流，因此可以減少堆的堆疊數(shù)量以實現(xiàn)降低成本和小型化。因 此，可以應(yīng)用于各種類型的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，可以提供節(jié)省空間的熱水儲存罐一體化型燃料 電池。即使在最壞的情況下，在含有大量灰塵的環(huán)境中長期使用之后在高電壓電路的觸 點上累積有灰塵的狀況下、或者在濕度高的環(huán)境中長期使用之后濕氣粘附至高電壓電路的 觸點的狀況下碰巧產(chǎn)生電弧，由于由隔壁將主體包裝體的內(nèi)部分離成布置有堆和重整器的 空間以及布置有高電壓電路的空間，因此原料氣體或氫等的可燃?xì)怏w將不會到達(dá)高電壓電 路。因此，肯定消除了爆炸等的危險?？梢允箤⒍押碗娏D(zhuǎn)換電路電連接的堆輸出線最短。因此，可以減少堆輸出線中 的銅損耗，由此減少堆輸出線中的電力損耗以提高燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的效率。因此，適合于 要求小型化、高效率和可靠性的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
權(quán)利要求
一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括主體包裝體；重整器，其布置在所述主體包裝體中；堆，其布置在所述主體包裝體中；堆輸出端子，其設(shè)置在所述堆在堆疊方向上的兩端處；電力轉(zhuǎn)換電路，其布置在所述主體包裝體中，并被布置為鄰近所述堆；電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子，其設(shè)置在所述電力轉(zhuǎn)換電路上，并沿與所述堆的堆疊方向平行的方向排列；以及堆輸出線，用于將所述堆輸出端子和所述電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括隔壁，用于將所述主體包裝體的內(nèi)部分隔成第一室和第二室，在所述隔壁的上部設(shè)置 有間隙，其中所述重整器和所述堆被布置在所述第一室中；所述電力轉(zhuǎn)換電路和控制電路被布置在所述第二室中；以及將所述堆和所述電力轉(zhuǎn)換電路電連接的所述堆輸出線通過所述間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述堆的堆疊方向平行于所述隔壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述堆被布置為鄰近所述隔壁和所述主體包裝體的頂面；以及 所述電力轉(zhuǎn)換電路被布置為鄰近所述隔壁和所述主體包裝體的頂面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述堆和所述電力轉(zhuǎn)換電 路隔著所述隔壁彼此相對。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述堆的頂面和所述電力 轉(zhuǎn)換電路的上面處于大致相同的高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述堆輸出線將設(shè)置在所 述堆的頂面上的所述堆輸出端子、和設(shè)置在所述電力轉(zhuǎn)換電路的上部中的所述電力轉(zhuǎn)換電 路輸入端子電連接。
8.一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括 主體包裝體；熱水儲存罐，其布置在所述主體包裝體中； 堆，其布置在所述主體包裝體中； 重整器，其布置在所述主體包裝體中； 電路，其布置在所述主體包裝體中，并包括 高電壓電路，其包括電力轉(zhuǎn)換電路；以及 低電壓電路；換氣風(fēng)扇，其布置在所述主體包裝體中，并用于將所述主體包裝體中的空氣排出到所 述主體包裝體的外部；進(jìn)氣口，其設(shè)置在所述主體包裝體中位于所述堆和所述重整器下方的下部中；以及 隔壁，用于將所述主體包裝體的內(nèi)部分隔成布置有所述堆和所述重整器的空間、以及布置有所述高電壓電路的空間，其中所述換氣風(fēng)扇被布置在布置有所述堆和所述重整器的空間的上部中； 所述堆、所述重整器和所述電路以處于與所述熱水儲存罐大致相同的高度的方式垂直 地布置在所述熱水儲存罐的橫向側(cè)；以及所述高電壓電路被布置在所述堆和所述重整器上方。
9.一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括主體包裝體，其具有第一室和第二室； 熱水儲存罐，其布置在所述第一室中； 堆，其布置在所述第二室中； 重整器，其布置在所述第二室中； 電路，其布置在所述第二室中，并包括 高電壓電路，其包括電力轉(zhuǎn)換電路；以及 低電壓電路；換氣風(fēng)扇，其布置在所述第二室中，并用于將所述第二室中的空氣排出到所述主體包 裝體的外部；進(jìn)氣口，其設(shè)置在所述第二室中位于所述堆和所述重整器下方的下部中；以及 隔壁，用于將所述第二室分隔成布置有所述堆和所述重整器的空間、以及布置有所述 高電壓電路的空間，其中所述換氣風(fēng)扇被布置在布置有所述堆和所述重整器的空間的上部中； 所述堆、所述重整器和所述電路以處于與所述熱水儲存罐大致相同的高度的方式垂直 地布置在所述熱水儲存罐的橫向側(cè)；以及所述高電壓電路被布置在所述堆和所述重整器上方。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述堆和所述電力轉(zhuǎn) 換電路隔著所述隔壁彼此相對。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述堆的堆疊方向大致 平行于所述電力轉(zhuǎn)換電路的基板的表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述堆包括堆正端子，其設(shè)置在所述堆疊方向的一端的上部中；以及 堆負(fù)端子，其設(shè)置在所述堆疊方向的另一端的上部中；在所述電力轉(zhuǎn)換電路的下部中設(shè)置有電力轉(zhuǎn)換電路正端子和電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子； 所述堆正端子和所述電力轉(zhuǎn)換電路正端子隔著所述隔壁彼此大致相對；以及 所述堆負(fù)端子和所述電力轉(zhuǎn)換電路負(fù)端子隔著所述隔壁彼此大致相對。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述隔壁形成有一對通孔；利用通過所述一對通孔中的一個通孔的堆正輸出線，將所述堆正端子和所述電力轉(zhuǎn)換 電路正端子電連接；以及利用通過所述一對通孔中的另一個通孔的堆負(fù)輸出線，將所述堆負(fù)端子和所述電力轉(zhuǎn) 換電路負(fù)端子電連接。
全文摘要
公開了一種減少將堆和電力轉(zhuǎn)換電路電連接的電力線中的電力損耗的、發(fā)電效率高的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)包括重整器(6)和堆(7)，其布置在主體包裝體(2)的內(nèi)部；堆輸出端子(31)，其布置在所述堆(7)在堆疊方向上的兩端處；電力轉(zhuǎn)換電路(25)，其布置在所述主體包裝體(2)的內(nèi)部，并且被布置為鄰近所述堆(7)；電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子(32)，其與所述堆的堆疊方向平行地布置在所述電力轉(zhuǎn)換電路(25)上；以及堆輸出線(27)，其將所述堆輸出端子(31)和所述電力轉(zhuǎn)換電路輸入端子(32)電連接。
文檔編號H01M8/06GK101889365SQ200880119620
公開日2010年11月17日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者山本秀夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社