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CN101889365A - 燃料电池发电系统 - Google Patents

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CN101889365A CN200880119620XA CN200880119620A CN101889365A CN 101889365 A CN101889365 A CN 101889365A CN 200880119620X A CN200880119620X A CN 200880119620XA CN 200880119620 A CN200880119620 A CN 200880119620A CN 101889365 A CN101889365 A CN 101889365A
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Abstract

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。

Description

燃料电池发电系统
技术领域
本发明涉及使氢和氧相互反应以发电的燃料电池发电系统。
背景技术
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。
[专利文献1]日本特开2002-329515A
[专利文献2]日本特开2004-111208A
发明内容
发明要解决的问题
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发明，并且本发明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。
本发明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，根据本发明，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。
根据本发明，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。
发明的效果
根据本发明，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。
根据本发明，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是示出根据本发明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是示出根据本发明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是示出根据本发明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是示出根据本发明的第九实施方式的燃料电池发电系统的结构的图。
图9是示出根据本发明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是示出根据本发明的第十二实施方式和第十三实施方式的燃料电池发电系统的结构的图。
图12是示出传统的燃料电池发电系统的第1例子的图。
图13是示出传统的燃料电池发电系统的第2例子的图。
附图标记说明
1   隔壁
2   主体包装体
3   第一室
4   第二室
5   间隙
6   重整器
7   堆
25  电力转换电路
27  堆输出线
31  堆输出端子
32  电力转换电路输入端子
33  顶面
202 主体包装体
203 热水储存罐
204 第一室
205 重整器
206 堆
207 第二室
220 换气风扇
221 进气口
226 电路
227 高电压电路
228 低电压电路
229 电力转换电路
231  隔壁
234  电力转换电路基板
239  堆正端子
240  堆负端子
241  电力转换电路正端子
242  电力转换电路负端子
243、244  通孔
245  堆正输出线
246  堆负输出线
具体实施方式
根据本发明的第一方面，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，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堆输出线中的电力损耗，从而提高燃料电池发电系统的发电效率。
根据本发明的第二方面，本发明的第一方面的燃料电池发电系统还包括：隔壁，用于将所述主体包装体的内部分隔成第一室和第二室，在所述隔壁的上部设置有间隙，其中：所述重整器和所述堆被布置在所述第一室中；所述电力转换电路和控制电路被布置在所述第二室中；以及将所述堆和所述电力转换电路电连接的所述堆输出线通过所述间隙。
利用该结构，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堆输出线中的电力损耗，从而提高燃料电池发电系统的发电效率。
根据本发明的第三方面，在本发明的第二方面中，所述堆的堆叠方向平行于所述隔壁。
利用该结构，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堆输出线中的电力损耗，从而提高燃料电池发电系统的发电效率。
根据本发明的第四方面，在本发明的第二方面中，所述堆被布置为邻近所述隔壁和所述主体包装体的顶面；以及所述电力转换电路被布置为邻近所述隔壁和所述主体包装体的顶面。
利用该结构，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堆输出线中的电力损耗，从而提高燃料电池发电系统的发电效率。
根据本发明的第五方面，在本发明的第二方面中，所述堆和所述电力转换电路隔着所述隔壁彼此相对。
利用该结构，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堆输出线中的电力损耗，从而提高燃料电池发电系统的发电效率。
根据本发明的第六方面，在本发明的第二方面中，所述堆的顶面和所述电力转换电路的上面处于大致相同的高度。
利用该结构，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堆输出线中的电力损耗，从而提高燃料电池发电系统的发电效率。
根据本发明的第七方面，在本发明的第二方面中，所述堆输出线将设置在所述堆的顶面上的所述堆输出端子、和设置在所述电力转换电路的上部中的所述电力转换电路输入端子电连接。
利用该结构，使堆和电力转换电路以最短距离电连接。因此，可以减少使堆和电力转换电路电连接的堆输出线中的电力损耗，从而提高燃料电池发电系统的发电效率。
根据本发明的第八方面，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。
利用将燃料电池和热水储存罐布置在主体包装体中的以上结构，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到外部。
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。
根据本发明的第九方面，提供一种燃料电池发电系统，包括：主体包装体，其具有第一室和第二室；热水储存罐，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；电路，其布置在所述第二室中，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，其布置在所述第二室中，并用于将所述第二室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，用于将所述第二室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。
即，可以通过在本发明的第八方面中将热水储存罐布置在第一室中并将堆、重整器、电路、换气风扇和进气口布置在第二室中来配置本发明的第九方面。与本发明的第八方面相同，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。
根据本发明的第十方面，在本发明的第八或第九方面中，所述堆和所述电力转换电路隔着所述隔壁彼此相对。
利用该结构，使堆和电力转换电路彼此接近，并且以短距离电连接在一起。因此，可以减少使堆和电力转换电路电连接的堆输出线中的铜损耗，从而减少堆输出线中的电力损耗并提高燃料电池发电系统的发电效率。
根据本发明的第十一方面，在本发明的第十方面中，所述堆的堆叠方向大致平行于所述电力转换电路的基板的表面。
利用该结构，使堆和电力转换电路以最短距离电连接在一起。因此，与本发明的第十方面相比，可以进一步减少使堆和电力转换电路电连接的堆输出线中的铜损耗，从而减少堆输出线中的电力损耗并提高燃料电池发电系统的发电效率。
根据本发明的第十二方面，在本发明的第十一方面中，所述堆包括：堆正端子，其设置在所述堆叠方向的一端的上部中；以及堆负端子，其设置在所述堆叠方向的另一端的上部中；在所述电力转换电路的下部中设置有电力转换电路正端子和电力转换电路负端子；所述堆正端子和所述电力转换电路正端子隔着所述隔壁彼此大致相对；以及所述堆负端子和所述电力转换电路负端子隔着所述隔壁彼此大致相对。
利用该结构，可以使堆正端子和电力转换电路正端子这组以及堆负端子和电力转换电路负端子这组两者以最短距离电连接在一起。因此，与本发明的第十一方面相比，可以进一步减少将堆和电力转换电路电连接的堆输出线中的铜损耗，从而减少堆输出线中的电力损耗并提高燃料电池发电系统的发电效率。
根据本发明的第十三方面，在本发明的第十二方面中，所述隔壁形成有一对通孔；利用通过所述一对通孔中的一个通孔的堆正输出线，将所述堆正端子和所述电力转换电路正端子电连接；以及利用通过所述一对通孔中的另一个通孔的堆负输出线，将所述堆负端子和所述电力转换电路负端子电连接。
利用该结构，利用通过一个通孔的正输出线，将堆正端子和电力转换电路正端子以最短距离电连接，并且利用通过另一个通孔的负输出线，将堆负端子和电力转换电路负端子以最短距离电连接。因此，与本发明的第十二方面相同，与本发明的第十一方面相比，可以进一步减少将堆和电力转换电路电连接的堆输出线中的铜损耗，从而减少堆输出线中的电力损耗并提高燃料电池发电系统的发电效率。
将参考附图来说明本发明的燃料电池发电系统的实施方式。本发明不受这些实施方式所限制。
第一实施方式
图1和2是示出根据本发明的第一实施方式的燃料电池发电系统的结构的图。
如图1和2所示，在主体包装体2中布置可燃气体循环所经由的重整器6和堆7等的组件。
在重整器6处设置有原料气体供给管8、安装有助燃风机9的燃料器10和重整器排气口11。供水装置12经由供水管13连接至重整器6。
堆7通过氢供给管14连接至重整器6，通过氢排出管15连接至燃烧器10，通过空气供给管17连接至鼓风机16，并且通过空气排出管19连接至冷凝器18。
在主体包装体2的外壁上，布置有排气口20和排气风扇21，并且在作为重整器6和堆7的上风向的位置处设置有第一进气口22。
电路23连接至商用电源24，并且包括：电力转换电路25，其将来自堆7的DC电力转换成AC电力，以将转换成的AC电力供给至商用电源；和控制电路26。
电力转换电路25包括升压电路和反转器电路等的电路(未示出)、以及电压传感器和电流传感器等的传感器(未示出)，并且连接电力转换电路25，以使得可以将来自堆7的DC电力转换成相位与商用电源的AC电力的相位相同的AC电力，并将转换成的AC电力供给到连接至该商用电源的负荷(未示出)。
通过堆输出线27将堆7和电力转换电路25电连接在一起，并且在电力转换电路25处设置电力转换电路输入端子32，并且电力转换电路输入端子32沿平行于堆7的堆叠方向的方向排列。
在堆7中，与电力转换电路输入端子32平行地堆叠单电池29，并且使用一对集电板30来夹持单电池29在堆叠方向上的两侧。集电板30配置有与堆输出线27连接在一起的堆输出端子31。
控制电路26通过基于负荷所消耗的电力调整从城市煤气供给管供给至重整器6的城市煤气的流量、并调整供给至重整器6的水的流量，来进行系统中的发电的控制以及重整器6和堆7的温度控制等的各种类型的控制。
在主体包装体2的外壁上，在电路23的上风向侧设置第二进气口28。
以下将说明如上所述配置成的燃料电池发电系统的操作和优势。
由重整器6中的燃烧器10对从原料气体供给管8供给的甲烷等的原料气体加热以引起重整反应，将该原料气体转换成氢，并通过氢供给管14供给至堆7。
同时，将从鼓风机16发送来的空气通过空气供给管17供给至堆7，并且通过使氢和所供给的空气中的氧相互反应来发电。
将在堆7中产生的DC电力经由堆输出线27输入至电力转换电路25，并且在电力转换电路25中使DC电力的电压升高或降低至规定电压。发电量根据来自外部负荷的电力要求而变化。
此外，将未用于进行反应的剩余氢(排出氢)通过氢排出管15供给至燃烧器10，并且用作为重整反应的加热燃料。
另外，将包括反应中所产生的水和蒸汽的排出空气通过空气排出管19引导至冷凝器18以分离水。将在冷凝器18中分离出的水从供水装置12经由供水管13供给至重整器6，并且用作为重整反应的原料。
由控制电路26来控制这一系列操作。
如上所述，通过包括以下构成本实施方式：重整器6和堆7，其布置在主体包装体2内部；堆输出端子31，其设置在所述堆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内部并接近所述堆7；电力转换电路输入端子32，其设置在所述电力转换电路25处，并且沿平行于所述堆7的堆叠方向的方向排列；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电连接在一起。由于使堆7和电力转换电路25以最短距离电连接在一起，因此可以减少堆输出线27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。
由于堆输出线27中的电力损耗没有增加，因此可以增大堆电流，并且为了降低成本和小型化的目的，可以减少堆7的堆叠数量。
使堆7的堆叠方向与电力转换电路输入端子32平行。利用该结构，由于使堆输出端子31和电力转换电路输入端子32彼此更近，因此堆输出线变短，并且可以进一步减少堆输出线27中的电力损耗。
由于氢供给管14、氢排出管15、空气供给管17和空气排出管19均连接至集电板30的两侧，因此使堆输出端子31和电力转换电路输入端子32彼此更加接近。
另一方面，如果堆7的堆叠方向与电力转换电路输入端子32不平行，则如图3的比较例所示，集电板其中之一、即堆输出端子31其中之一将远离电力转换电路25。因此，一个堆输出线27变长，并且堆输出线27中的电力损耗增加。
另外，由于将氢供给管14、氢排出管15、空气供给管17和空气排出管19均连接至集电板30的两侧，因此，氢供给管14和空气排出管19布置在堆输出端子31和电力转换电路输入端子32之间。因此，堆输出端子31和电力转换电路输入端子32之间的距离变长。
第二实施方式
图4和5是示出根据本发明的第二实施方式的燃料电池发电系统的结构的图。
如图4和5所示，由隔壁1将主体包装体2分离成具有气体路径的第一室3和不具有气体路径的第二室4。在隔壁1的上部设置有间隙5。在第一室3中布置可燃气体循环所经由的重整器6和堆7等的部件。
在重整器6处设置有原料气体供给管8、安装有助燃风机9的燃烧器10和重整器排气口11。供水装置12经由供水管13连接至重整器6。
堆7通过氢供给管14连接至重整器6，通过氢排出管15连接至燃烧器10，通过空气供给管17连接至鼓风机16，并且通过空气排出管19连接至冷凝器18。
在第一室3的外壁上，设置有排气口20和排气扇21，以使得第二室4位于上风向，并且第一室3位于下风向，并且在重整器6和堆7的上风向设置第一进气口22。
电路23连接至商用电源24，并且布置在第二室中。电路23包括：电力转换电路25，其将来自堆7的DC电力转换成AC电力，以将转换成的AC电力供给至商用电源；和控制电路26。
电力转换电路25由升压电路和反转器电路等的电路(未示出)、以及电压传感器和电流传感器等的传感器(未示出)构成，并且连接电力转换电路25，以使得可以将来自堆7的DC电力转换成相位与商用电源的AC电力的相位相同的AC电力，并将转换成的AC电力供给到连接至该商用电源的负荷(未示出)。
通过堆输出线27将堆7和电力转换电路25电连接在一起，并且堆输出线27通过设置在隔壁1上方的间隙5。
在堆7中，与电力转换电路输入端子32平行地堆叠单电池29，并且使用一对集电板30来夹持单电池29在堆叠方向上的两侧。集电板30配置有与堆输出线27连接在一起的堆输出端子31。
控制电路26通过基于负荷所消耗的电力调整从城市煤气供给管供给至重整器6的城市煤气的流量、并调整供给至重整器6的水的流量，来进行系统中的发电的控制以及重整器6和堆7的温度控制等的各种类型的控制。
在第二室的外壁上，在电路23的上风侧设置第二进气口28。
以下将说明如上所述配置成的燃料电池发电系统的操作和优势。
由重整器6中的燃烧器10对从原料气体供给管8供给的甲烷等的原料气体加热以发生重整反应，将该原料气体转换成氢，并通过氢供给管14供给至堆7。
同时，将从鼓风机16发送来的空气通过空气供给管17供给至堆7，并且通过使氢和所供给的空气中的氧相互反应来发电。
将在堆7中产生的DC电力经由堆输出线27输入至电力转换电路25，并且在电力转换电路25中使DC电力的电压升高或降低至规定电压。发电量根据来自外部负荷的电力要求而变化。
此外，将未用于进行反应的剩余氢(排出氢)通过氢排出管15供给至燃烧器10，并且用作为重整反应的加热燃料。
另外，将包括反应中所产生的水和蒸汽的排出空气通过空气排出管19引导至冷凝器18。将在冷凝器18中分离出的水从供水装置12经由供水管13供给至重整器6，并且用作为重整反应的原料。
由控制电路26来控制这一系列操作。
如上所述，通过包括以下构成该第二实施方式：隔壁1，其将主体包装体2的内部分离成第一室3和第二室4，并且具有设置在上方的间隙5；堆7，其布置在所述第一室3内部；电路23，其包括电力转换电路25和控制电路26，并且布置在所述第二室4内部；以及堆输出线27，其通过所述间隙5以将所述电力转换电路25和所述堆7电连接在一起。由于可以使堆7和电力转换电路25以最短距离连接在一起，因此可以减少将堆7和电力转换电路25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。
由于堆输出线中的电力损耗没有增加，因此可以增大堆电流，并且为了降低成本和小型化的目的，可以减少堆7的堆叠数量。
第三实施方式
将参考图4和5来说明本发明的第三实施方式。
尽管第三实施方式具有与第二实施方式相同的基本结构，但这里将更详细地说明以下几点。另外，将省略对在以上第二实施方式中已经说明了的内容的说明。
在第三实施方式中，使堆7的堆叠方向与隔壁1平行，与隔壁1平行地堆叠单电池29，并且使用一对集电板30来夹持单电池29在堆叠方向上的两侧。集电板30配置有与堆输出线27连接在一起的堆输出端子31。电力转换电路25配置有电力转换电路输入端子32。
利用该结构，由于与堆输出线27连接的堆输出端子31和电力转换电路输入端子32彼此接近，因此堆输出线27变短，并且可以减少堆输出线27中的电力损耗。
另一方面，如果堆7的堆叠方向与隔壁1不平行，则如图6的比较例所示，集电板其中之一、即堆输出端子31其中之一将远离电力转换电路25。因此，一个堆输出线27变长，并且堆输出线27中的电力损耗增加。
第四实施方式
与以上相同，将参考图4来说明本发明的第四实施方式。
尽管第四实施方式具有与第二实施方式相同的基本结构，但这里将更详细地说明以下几点。另外，将省略对第二实施方式中已经说明了的内容的说明。
在第四实施方式中，堆7被布置为邻近隔壁1并且邻近主体包装体2的顶面33，并且电力转换电路25被布置为邻近隔壁1并且邻近主体包装体2的顶面33。由于该布置允许堆7和电力转换电路25被布置为彼此接近，因此堆输出线27变短，并且可以进一步减少堆输出线27中的电力损耗。
第五实施方式
与以上相同，将参考图4和5来说明本发明的第五实施方式。
尽管第五实施方式具有与第二实施方式相同的基本结构，但这里将更详细地说明以下几点。另外，将省略对第二实施方式中已经说明了的内容的说明。
在第五实施方式中，堆7和电力转换电路25隔着隔壁1彼此相对。由于该布置允许堆7和电力转换电路25被布置为彼此邻近或接近，因此堆输出线27变短，并且可以进一步减少堆输出线27中的电力损耗。
第六实施方式
与以上相同，将参考图4和5来说明本发明的第六实施方式。
尽管本实施方式具有与第二实施方式相同的基本结构，但这里将更详细地说明以下几点。另外，将省略对第二实施方式中已经说明了的内容的说明。
在第六实施方式中，堆7的顶面和电力转换电路25的上面被布置在几乎相同的高度处。由于该布置允许堆7和电力转换电路25被布置为彼此接近并且处于几乎相同的高度，因此堆输出线27变短，并且可以进一步减少堆输出线27中的电力损耗。
第七实施方式
与以上相同，将参考图4和5来说明本发明的第七实施方式。
尽管本实施方式具有与第六实施方式相同的基本结构，但这里将更详细地说明以下几点。另外，将省略对以上实施方式中已经说明了的内容的说明。
在第七实施方式中，堆输出线27将设置在堆7的顶面上的堆输出端子31和设置在电力转换电路25的上部中的电力转换电路输入端子32电连接。由此，堆输出线27变短，并且可以进一步减少堆输出线27中的电力损耗。
第八实施方式
图7示出根据本发明的第八实施方式的燃料电池发电系统的结构。
如图7所示，在主体包装体202中布置可燃气体循环所经由的重整器205和堆206等的组件。
在重整器205处设置有原料气体供给管208、安装有助燃风机209的燃烧器210和重整器排气口211。
堆206通过氢供给管212连接至重整器205，通过排出氢供给管213连接至燃烧器210，通过空气供给管215连接至鼓风机214，并且通过冷水管217和热水管218连接至热交换器216。
在主体包装体202的外壁上，布置有排气口219和换气风扇220，并且在重整器205和堆206的上风向设置有进气口221。
将来自水管的供水管222安装至热水储存罐203的底部，并且将热水管223安装至热水储存罐203的顶部。将连接至热交换器216的冷水管224安装至热水储存罐203的底部，并且将连接至热交换器216的热水管225连接至热水储存罐203的顶部。
电路226具有处理100V(伏)以上的高电压电路227和低电压电路228。高电压电路227连接至商用电源，并且包括：电力转换电路229，其将来自堆206的DC电力转换成AC电力，以将转换成的AC电力供给至商用电源；和电源电路230，其将AC商用电源转换成DC低压。
将高电压电路227布置在堆206和重整器205上方，并且由隔壁231将高电压电路227与堆206和重整器205分离。
电力转换电路229由升压电路和反转器电路等的电路(未示出)、以及电压传感器和电流传感器等的传感器(未示出)构成，并且连接电力转换电路229，以使得可以将来自燃料电池堆206的DC电力转换成相位与商用电源的AC电力的相位相同的AC电力，并将转换成的AC电力供给到连接至该商用电源的负荷(未示出)。
低电压电路228是控制主体包装体202中的各个组件的控制部件。低电压电路228是通过基于负荷所消耗的电力调整从城市煤气供给管供给至重整器205的城市煤气的流量、并调整供给至重整器205的水的流量，来进行系统中的发电的控制以及重整器205和堆206的温度控制等的各种类型的控制。
以下将说明如上所述配置成的燃料电池发电系统的操作和优势。
由重整器205中的燃烧器210对从原料气体供给管208供给的甲烷等的原料气体加热以发生重整反应，将该原料气体转换成氢，并通过氢供给管212供给至堆206。
同时，将从鼓风机214发送来的空气通过空气供给管215供给至堆206，并且通过使氢与所供给的空气中的氧相互反应来发电。
此外，将未用于进行反应的剩余氢(排出氢)经由排出氢供给管213供给至燃烧器210，并且用作为重整反应的加热燃料。
如上所述，根据该第八实施方式，提供一种燃料电池发电系统，所述燃料电池发电系统在主体包装体202中包括：热水储存罐203；堆206；重整器205；电路226，其具有包括电力转换电路229的高电压电路227、和低电压电路228；换气风扇220，其将所述主体包装体202中的空气排出到外部；以及进气口221，其设置在所述主体包装体202中位于所述堆206和所述重整器205下方的下部中。将换气风扇220设置在主体包装体202中布置有堆206和重整器205的空间的上部。将堆206、重整器205和电路226以处于与热水储存罐203大致相同的高度的方式垂直地布置在热水储存罐203的横向侧。将高电压电路227布置在堆206和重整器205上方。由隔壁231将主体包装体202的内部分离成布置有堆206和重整器205的空间、以及布置有高电压电路227的空间。
利用以上结构，可以通过将燃料电池的各个组件和热水储存罐203容纳于主体包装体202中来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205或堆206泄漏，该可燃气体也泄漏到设置有重整器205和堆206的主体包装体202中。然而，从设置在主体包装体202中位于重整器205和堆206下方的下部中的进气口221所吸入的外界空气将已泄漏到主体包装体202中的可燃气体挤出。然后，通过设置在主体包装体202中布置有堆206和重整器205的空间的上部中的换气风扇220将该可燃气体排出到外部。
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227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227的触点的状况下碰巧产生电弧，由于隔壁231将主体包装体202的内部分离成布置有堆206和重整器205的空间以及布置有高电压电路227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227。因此，肯定消除了爆炸等的危险。
第九实施方式
图8示出根据本发明的第九实施方式的燃料电池发电系统的结构。
如图8所示，根据第九实施方式，设置有隔壁201，隔壁201用于将主体包装体202的内部分隔成具有热水储存罐203的第一室204、以及布置有可燃气体循环所经由的重整器205和堆206等的组件的第二室207。
在重整器205处设置有原料气体供给管208、安装有助燃风机209的燃烧器210和重整器排气口211。
堆206通过氢供给管212连接至重整器205，通过排出氢供给管213连接至燃烧器210，通过空气供给管215接至鼓风机214，并且通过冷水管217和热水管218连接至热交换器216。
在主体包装体202的外壁上，设置有排气口219和换气风扇220，并且在重整器205和堆206的上风向设置有进气口221。
将来自水管的供水管222安装至热水储存罐203的底部，并且将热水管223安装至热水储存罐203的顶部。将连接至热交换器216的冷水管224安装至热水储存罐203的底部，并且将连接至热交换器216的热水管225连接至热水储存罐203的顶部。
电路226具有处理100V(伏)以上的高电压电路227和低电压电路228。高电压电路227连接至商用电源，并且包括：电力转换电路229，其将来自堆206的DC电力转换成AC电力，以将转换成的AC电力供给至商用电源；和电源电路230，其将AC商用电源转换成DC低电压。
将高电压电路227布置在堆206和重整器205上方，并且由隔壁231将高电压电路227与堆206和重整器205分离。
电力转换电路229由升压电路和反转器电路等的电路(未示出)、以及电压传感器和电流传感器等的传感器(未示出)构成，并且连接电力转换电路229，以使得可以将来自燃料电池堆206的DC电力转换成相位与商用电源的AC电力的相位相同的AC电力，并将转换成的AC电力供给到连接至该商用电源的负荷(未示出)。
低电压电路228是控制主体包装体202中的各个部件的控制部件。低电压电路228是通过基于负荷所消耗的电力调整从城市煤气供给管供给至重整器205的城市煤气的流量、并调整供给至重整器205的水的流量来进行系统中的发电的控制以及重整器205和堆206的温度控制等的各种类型的控制的控制部件。
以下将说明如上所述配置成的燃料电池发电系统的操作和优势。
由重整器205中的燃烧器210对从原料气体供给管208供给的甲烷等的原料气体加热以引起重整反应，将该原料气体转换成氢，并通过氢供给管212供给至堆206。
同时，将从鼓风机214发送来的空气通过空气供给管215供给至堆206，并且通过使氢与所供给的空气中的氧相互反应来发电。
此外，将未用于进行反应的剩余氢(排出氢)经由排出氢供给管213供给至燃烧器210，并且用作为重整反应的加热燃料。
如上所述，在根据第九实施方式的燃料电池发电系统中，在主体包装体202的第一室204中布置有热水储存罐203，并且在主体包装体202的第二室207中布置有：堆206；重整器205；电路226，其具有包括电力转换电路229的高电压电路227、和低电压电路228；换气风扇220，其将所述第二室207中的空气排出到外部；以及进气口221，其设置在所述第二室207中位于所述堆206和所述重整器205下方的下部中。将换气风扇220设置在第二室207中布置有堆206和重整器205的空间的上部。将堆206、重整器205和电路226以处于与热水储存罐203大致相同的高度的方式垂直地布置在热水储存罐203的横向侧。将高电压电路227布置在堆206和重整器205上方。由隔壁231将第二室207分离成布置有堆206和重整器205的空间以及布置有高电压电路227的空间。
即，通过将第八实施方式的热水储存罐203布置在主体包装体202的第一室204中、并将第八实施方式的堆206和重整器205、电路226、换气风扇220和进气口221布置在主体包装体202的第二室207中，获得了第九实施方式。与第八实施方式相同，可以获得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205或堆206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227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227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。
第十实施方式
与以上相同，将参考图7来说明本发明的第十实施方式。
尽管第十实施方式具有与第八实施方式相同的基本结构，但这里将更详细地说明以下几点。在本实施例中，将省略对已经说明了的内容的说明。
在第十实施方式中，堆206和电力转换电路229隔着隔壁231彼此相对。由于该布置允许堆206和电力转换电路229被布置为彼此接近(邻近)，因此堆输出线232变短，并且可以使堆206和电力转换电路229以短距离电连接在一起。因此，将堆206和电力转换电路229连接在一起的堆输出线232中的铜损耗减少，从而可以减少堆输出线232中的电力损耗，并且可以提高燃料电池发电系统的效率。
第十一实施方式
将参考图9来说明本发明的第十一实施方式。
尽管第十一实施方式具有与第八实施方式相同的基本结构，但这里将更详细地说明以下几点。在本实施方式中，将省略对已经说明了的内容的说明。
在第十一实施方式中，堆206的堆叠方向233与作为电力转换电路229的基板的电力转换电路基板234的表面大致平行，在与电力转换电路基板234的表面平行的方向上堆叠单电池235，并且使用一对集电板236来夹持单电池235在堆叠方向233上的两侧。集电板236配置有与堆输出线232连接在一起的堆输出端子237。电力转换电路基板234配置有电力转换电路输入端子238。
利用该结构，由于连接堆输出线232的堆输出端子236和电力转换电路输入端子237彼此接近，因此堆输出线232最短，并且可以将堆206的堆输出端子236和电力转换电路229的电力转换电路负端子237以最短距离电连接在一起。因此，将堆和电力转换电路连接在一起的堆输出线232的铜损耗减少，从而可以减少堆输出线232中的电力损耗，并且可以提高燃料电池发电系统的效率。
另一方面，当堆206的堆叠方向233不与电力转换电路基板234的表面大致平行(例如，垂直)时，如图10的比较例所示，由于堆输出端子237和电力转换电路输入端子238处于远离的位置处、并且堆输出线232变长，因此堆输出线232中的铜损耗增加，堆输出线232中的电力损耗增加，并且燃料电池发电系统的效率下降。
第十二实施例
将参考图11来说明本发明的第十二实施方式。
尽管第十二实施方式具有与第八实施方式相同的基本结构，但这里将更详细地说明以下几点。在本实施方式中，将省略对已经说明了的内容的说明。
在第十二实施方式中，堆206具有设置于堆206在堆叠方向上的一端的上部处的堆正端子239和设置于堆206在堆叠方向上的另一端的上部处的堆负端子240。电力转换电路229的电力转换电路基板234具有位于其下部的电力转换电路正端子241和电力转换电路负端子242。将堆正端子239和电力转换电路正端子241布置在隔着隔壁231大致相对的位置处，并且将堆负端子240和电力转换电路负端子242布置在隔着隔壁231大致相对的位置处。
利用该结构，由于使堆正端子239和电力转换电路正端子241彼此接近、并且使堆负端子240和电力转换电路负端子242彼此接近，因此可以使堆正端子239和电力转换电路正端子241、以及堆负端子240和电力转换电路负端子242这两组都以最短距离电连接在一起。因此，堆输出线245和246变短，并且将堆206和电力转换电路229连接在一起的堆输出线245和246中的铜损耗减少，从而可以减少堆输出线245和246中的电力损耗，并且可以提高燃料电池发电系统的效率。
第十三实施例
与以上相同，将参考图11来说明本发明的第十三实施方式。
尽管第十三实施方式具有与第十二实施方式相同的基本结构，但这里将更详细地说明以下几点。在本实施方式中，将省略对已经说明了的内容的说明。
第十三实施方式包括：一对通孔243和244，其设置在隔壁231中；堆正输出线245，其将堆正端子239和电力转换电路正端子241电连接在一起，并且通过一个通孔243；以及堆负输出线246，其将堆负端子240和电力转换电路负端子242电连接在一起，并且通过另一个通孔244。
利用该结构，可以利用通过隔壁231的通孔243的堆正输出线245，将堆正端子239和电力转换电路正端子241以最短距离电连接在一起，并且可以利用通过隔壁231的通孔244的堆负输出线246，将堆负端子240和电力转换电路负端子242以最短距离电连接在一起。由于该原因，由于使堆正端子239和电力转换电路正端子241彼此接近，因此堆正输出线245变短，并且由于使堆负端子240和电力转换电路负端子242彼此接近，因此堆负输出线246变短。由此，堆输出线245和246中的铜损耗减少，从而可以减少堆输出线245和246中的电力损耗，并且可以提高燃料电池发电系统的效率。
因此，本发明适合于要求小型化、高效率和可靠性的燃料电池发电系统。
本发明不限于以上实施方式。由要求保护的范围来包含本领域的技术人员参考说明书的公开和已知技术所进行的任意变形和应用。
本发明基于2007年12月5日提交的日本专利申请2007-314330、2008年6月24日提交的日本专利申请2008-164096和2008年10月9日提交的日本专利申请2008-262538。在此通过引用包含了这些内容。
产业上的可利用性
根据本发明的燃料电池发电系统，堆和电力转换电路被布置成彼此邻近，并且以最短距离连接在一起。因此，可以减少将堆和电力转换电路电连接的堆输出线中的电力损耗。此外，由于可以增大堆电流，因此可以减少堆的堆叠数量以实现降低成本和小型化。因此，可以应用于各种类型的燃料电池发电系统。
根据本发明的燃料电池发电系统，可以提供节省空间的热水储存罐一体化型燃料电池。
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。
可以使将堆和电力转换电路电连接的堆输出线最短。因此，可以减少堆输出线中的铜损耗，由此减少堆输出线中的电力损耗以提高燃料电池发电系统的效率。因此，适合于要求小型化、高效率和可靠性的燃料电池发电系统。

Claims (13)

1.一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。
2.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统，其特征在于，还包括：
隔壁，用于将所述主体包装体的内部分隔成第一室和第二室，在所述隔壁的上部设置有间隙，其中：
所述重整器和所述堆被布置在所述第一室中；
所述电力转换电路和控制电路被布置在所述第二室中；以及
将所述堆和所述电力转换电路电连接的所述堆输出线通过所述间隙。
3.根据权利要求2所述的燃料电池发电系统，其特征在于，
所述堆的堆叠方向平行于所述隔壁。
4.根据权利要求2所述的燃料电池发电系统，其特征在于，
所述堆被布置为邻近所述隔壁和所述主体包装体的顶面；以及
所述电力转换电路被布置为邻近所述隔壁和所述主体包装体的顶面。
5.根据权利要求2所述的燃料电池发电系统，其特征在于，所述堆和所述电力转换电路隔着所述隔壁彼此相对。
6.根据权利要求2所述的燃料电池发电系统，其特征在于，所述堆的顶面和所述电力转换电路的上面处于大致相同的高度。
7.根据权利要求2所述的燃料电池发电系统，其特征在于，所述堆输出线将设置在所述堆的顶面上的所述堆输出端子、和设置在所述电力转换电路的上部中的所述电力转换电路输入端子电连接。
8.一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。
9.一种燃料电池发电系统，包括：
主体包装体，其具有第一室和第二室；
热水储存罐，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；
电路，其布置在所述第二室中，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，其布置在所述第二室中，并用于将所述第二室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，用于将所述第二室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。
10.根据权利要求8或9所述的燃料电池发电系统，其特征在于，所述堆和所述电力转换电路隔着所述隔壁彼此相对。
11.根据权利要求10所述的燃料电池发电系统，其特征在于，所述堆的堆叠方向大致平行于所述电力转换电路的基板的表面。
12.根据权利要求11所述的燃料电池发电系统，其特征在于，
所述堆包括：
堆正端子，其设置在所述堆叠方向的一端的上部中；以及
堆负端子，其设置在所述堆叠方向的另一端的上部中；
在所述电力转换电路的下部中设置有电力转换电路正端子和电力转换电路负端子；
所述堆正端子和所述电力转换电路正端子隔着所述隔壁彼此大致相对；以及
所述堆负端子和所述电力转换电路负端子隔着所述隔壁彼此大致相对。
13.根据权利要求12所述的燃料电池发电系统，其特征在于，
所述隔壁形成有一对通孔；
利用通过所述一对通孔中的一个通孔的堆正输出线，将所述堆正端子和所述电力转换电路正端子电连接；以及
利用通过所述一对通孔中的另一个通孔的堆负输出线，将所述堆负端子和所述电力转换电路负端子电连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108666605A (zh) * 2017-03-27 2018-10-16 丰田自动车株式会社 燃料电池单元

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5743792B2 (ja) * 2011-08-03 2015-07-01 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP6068202B2 (ja) * 2013-03-06 2017-01-25 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP6389658B2 (ja) * 2014-06-30 2018-09-12 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
JP6724825B2 (ja) * 2017-03-10 2020-07-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池ユニット
JP6844514B2 (ja) * 2017-11-27 2021-03-17 トヨタ自動車株式会社 電源ユニットとその製造方法
JP7340753B2 (ja) * 2017-12-21 2023-09-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 燃料電池システム
JP7136014B2 (ja) * 2019-06-07 2022-09-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池ユニット
JP7136040B2 (ja) * 2019-08-06 2022-09-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池ユニット

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05290868A (ja) * 1992-04-09 1993-11-05 Fuji Electric Co Ltd パッケ−ジ型燃料電池発電装置の換気構造
JPH10255829A (ja) * 1997-03-11 1998-09-25 Sanyo Electric Co Ltd ポータブル燃料電池
CN1372344A (zh) * 2001-02-27 2002-10-02 松下电器产业株式会社 燃料电池发电系统
JP2004111208A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Toyota Motor Corp 燃料電池発電システム

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5948221A (en) * 1994-08-08 1999-09-07 Ztek Corporation Pressurized, integrated electrochemical converter energy system
JPH08213039A (ja) * 1995-02-03 1996-08-20 Tokyo Gas Co Ltd 燃料電池発電装置
JP4096430B2 (ja) 1998-12-10 2008-06-04 松下電器産業株式会社 燃料電池装置
US6916565B2 (en) * 2000-12-21 2005-07-12 Casio Computer Co., Ltd. Power supply system, fuel pack constituting the system, and device driven by power generator and power supply system
US6824905B2 (en) * 2001-01-15 2004-11-30 Casio Computer Co., Ltd. Power supply system and device driven by power supply system
JP4487231B2 (ja) 2001-01-15 2010-06-23 カシオ計算機株式会社 発電モジュール、電源システム及びデバイス
CA2403244C (en) * 2001-01-24 2009-08-04 Casio Computer Co., Ltd. Power supply system, fuel pack constituting the system, and device driven by power generator and power supply system
JP4008210B2 (ja) * 2001-05-30 2007-11-14 東京瓦斯株式会社 燃料電池発電システム
GB0130530D0 (en) * 2001-12-20 2002-02-06 Bg Intellectual Pty Ltd A domestic combined heat and power unit
JP3837383B2 (ja) 2002-01-29 2006-10-25 三洋電機株式会社 燃料電池電源装置
JP3867060B2 (ja) * 2003-03-28 2007-01-10 三菱電機株式会社 車両用電源システム
JP3836806B2 (ja) * 2003-04-17 2006-10-25 リンナイ株式会社 コージェネレーションシステム
JP2005032461A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Ebara Ballard Corp 燃料電池コージェネレーションシステム
US20050042488A1 (en) * 2003-08-19 2005-02-24 Quantum Technologies Transportable solid oxide fuel cell generator
JP2005291615A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Daikin Ind Ltd コージェネ給湯装置
JP2006025200A (ja) * 2004-07-08 2006-01-26 Funai Electric Co Ltd テレビジョン放送受信システム
JP4991097B2 (ja) * 2004-09-16 2012-08-01 京セラ株式会社 燃料電池発電装置
DE602005024180D1 (de) * 2004-12-28 2010-11-25 Panasonic Corp Erzeugungssystem für brennstoffzellen des polymer-elektrolyttyps
JP5123465B2 (ja) * 2005-02-18 2013-01-23 パナソニック株式会社 燃料電池発電システム
JP4961681B2 (ja) * 2005-04-11 2012-06-27 富士電機株式会社 燃料電池発電装置
JP2006302629A (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Hitachi Ltd 燃料電池モジュールおよび燃料電池モジュールを用いた発電システム
US20060280977A1 (en) * 2005-06-09 2006-12-14 Denso Corporation Fuel cell system
JP4752342B2 (ja) * 2005-06-15 2011-08-17 株式会社デンソー 燃料電池システム
KR100641126B1 (ko) * 2005-08-22 2006-11-02 엘지전자 주식회사 연료전지의 소화 장치
JP2007059288A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Hitachi Ltd 燃料電池ユニット、燃料タンクおよび電子機器
JP2007314330A (ja) 2006-05-29 2007-12-06 Misuzu Kogyo:Kk トレイ分離ユニット、及びトレイ分離ユニットを備えたトレイ分離装置、ならびにトレイ分離方法
JP4285522B2 (ja) * 2006-09-26 2009-06-24 カシオ計算機株式会社 燃料電池セル、燃料電池セルスタック、燃料電池装置及び電子機器
JP5247025B2 (ja) 2006-12-28 2013-07-24 日立建機株式会社 油圧式走行車両の走行制御装置
US7620854B2 (en) 2007-01-30 2009-11-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and system for handling input/output (I/O) errors
JP5098372B2 (ja) 2007-03-08 2012-12-12 パナソニック株式会社 燃料電池発電システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05290868A (ja) * 1992-04-09 1993-11-05 Fuji Electric Co Ltd パッケ−ジ型燃料電池発電装置の換気構造
JPH10255829A (ja) * 1997-03-11 1998-09-25 Sanyo Electric Co Ltd ポータブル燃料電池
CN1372344A (zh) * 2001-02-27 2002-10-02 松下电器产业株式会社 燃料电池发电系统
JP2004111208A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Toyota Motor Corp 燃料電池発電システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108666605A (zh) * 2017-03-27 2018-10-16 丰田自动车株式会社 燃料电池单元
CN108666605B (zh) * 2017-03-27 2021-09-07 丰田自动车株式会社 燃料电池单元

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US8715883B2 (en) 2014-05-06
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US20100266876A1 (en) 2010-10-21
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RU2012122854A (ru) 2013-12-10
WO2009072284A1 (ja) 2009-06-11
EP2712016B1 (en) 2015-07-29
RU2502159C1 (ru) 2013-12-20

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