连接式燃料电池系统的制作方法

1.本发明涉及一种连接式燃料电池系统，更详细而言，涉及一种可实现热箱模块、冷bop(bop：balance of plant，辅助设备)模块和电bop模块之间的组装和拆卸的连接式燃料电池系统。


背景技术：

2.近来，通过氢和氧的电化学反应来发电的燃料电池因其能量转换步骤简单且是高效、无污染的发电机等环保特性，而对此进行积极研究。
3.尤其，所述燃料电池中的固体氧化物燃料电池(sofc)为使用陶瓷作为电解质并在约600至1000℃左右的高温下操作的燃料电池，在熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)、磷酸盐酸性燃料电池(pafc)、聚合物燃料电池(pefc)等各种形式的燃料电池中，不仅效率最高污染最低，而且还具有不需要燃料即可联合发电的各种优点。
4.在如固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池等高温操作的燃料电池系统中，通常通过使用隔热材料来密封单电池堆和热bop(balance of plant)模块，所述热bop模块用于向所述堆供给高温的重整燃料和空气，从而形成热箱模块并应用，与此同时还应用冷bop模块和电bop模块。
5.然而，传统的燃料电池系统具有维护成本高的问题，因为当燃料电池系统发生故障时，需要更换整个燃料电池系统。
6.另外，为了在冷bop模块中配置管道，还存在需要用于固定并配置管道的单独的夹具的问题。
7.另外，还存在难以排放热箱模块的内部的热气的问题。


技术实现要素：

8.要解决的技术问题
9.因此，本发明要解决的问题在于提供一种连接式燃料电池系统，其维护方便，管道连接和配置方便，热箱模块、冷bop模块和电bop模块能够独立移动，系统的配置位置固定牢固，并且能够方便排放热箱模块内的热气。
10.用于解决问题的手段
11.根据本发明的一实施例的连接式燃料电池系统，其特征在于，包括：热箱模块部，其具备用于容纳一个以上的燃料电池堆和容纳热bop模块的热箱模块以及用于容纳所述热箱模块的第一容纳部件，冷bop模块部，其具备向所述热bop模块内部供给空气和燃料气体的冷bop模块以及用于容纳所述冷bop模块的第二容纳部件，以及电bop模块部，其具备用于控制所述燃料电池堆、所述热bop模块和所述冷bop模块的操作的电bop模块和用于容纳所述电bop模块的第三容纳部件；所述第二容纳部件和所述第三容纳部件中的任意一个层叠在另一个上并彼此组装；所述第一容纳部件的高度比所述第二容纳部件和所述第三容纳部件的高度高，并组装在所述第二容纳部件和所述第三容纳部件的侧面。
12.在一实施例中，还可包括通风部件，其设置在所述热箱模块的上表面，并以能够进行流体疏通的方式连接到所述热箱模块的内部。
13.在一实施例中，还可包括：第一位置固定装置，设置在所述第一容纳部件底面的一侧，用于固定所述第一容纳部件在地面上的位置；以及第二位置固定装置，设置在容纳部件的底面的一侧，该容纳部件为所述第二容纳部件和所述第三容纳部件中的位于下方的容纳部件，用于固定所述第二容纳部件和所述第三容纳部件在地面上的位置。
14.在一实施例中，包括：多个第一移动装置，设置在所述第一容纳部件的底面的四方，以使所述第一容纳部件能够进行移动，以及多个第二移动装置，设置在容纳部件的底面的四方，该容纳部件为所述第二容纳部件和所述第三容纳部件中的位于下方的容纳部件，以使所述第二容纳部件和所述第三容纳部件能够进行移动；每个所述第一移动装置和每个所述第二移动装置可包括固定部件，其可在每个所述第一移动装置和每个所述第二移动装置的一侧进行升降。
15.在一实施例中，还可包括管道连接模块，其组装在所述第二容纳部件的一侧。
16.发明效果
17.根据本发明的连接式燃料电池系统具有如下优点，由于管道连接和配置方便，因此每个更换周期都可以进行维护，每个bop模块能够独立移动，系统的配置位置固定牢固，并且能够方便排放热箱模块内的热气等。
18.另外，通过设置多个系统，可以实现低空间大容量的系统，并且具有在大规模生产时用一个固有系统就能够实现大容量发电的效果。
附图说明
19.图1是示出本发明的一实施例的连接式燃料电池系统的外观的图。
20.图2是示出图1所示的通风部件的结构的图。
21.图3是示出图1所示的第一位置固定装置和第二位置固定装置的结构的图。
22.图4是用于说明图1所示的多个第一移动装置和多个第二移动装置的结构的图。
23.图5是用于说明本发明的一实施例的连接式燃料电池系统的管道连接模块的结构的图。
具体实施方式
24.以下，参照附图，对本发明的实施例的连接式燃料电池系统进行详细说明。本发明可以施加各种变更，也可以具有各种方式，因此附图中示出特定实施例，并在本说明书中进行详细说明。然而，这并非将本公开的概念的实施例限定为特定的公开方式，而应理解为包括本公开的思想及技术范围中所包含的所有变更、等同物以及代替物。在说明每个附图时，类似的附图标记用于类似的构成要素。在附图中，为了本发明的明确性，结构物的尺寸被示为比实际尺寸大。
25.第一、第二等术语虽然可以用来说明各种构成要素，但所述构成要素不限定于所述术语。所述术语仅用于区分一个构成要素与另一构成要素。例如，在不脱离本公开概念的权利范围的情况下，第一构成要素可以命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以命名为第一构成要素。
26.本说明书中所使用的术语，仅仅是为了说明特定的各实施例而使用的，并不是用来限定本公开内容。只要未在上下文中明确定义为其他含义，单数表述应包括复数表述。本说明书中的“包括”或“具有”等术语，是用于指定所说明的特征、数字、步骤、动作、构成要素、构件或它们的组合的存在，并非预先排除一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、构件或它们的组合的存在或附加可能性。
27.除非另有定义，这里使用的包括技术术语和科学术语在内的所有术语，具有与本技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。通常使用的预先被定义的术语，应解释为具有与相关技术的上下文中的含义相一致的含义，除非在本说明书中明确定义，就不应解释为理想或过于形式的含义。
28.图1是示出本发明的一实施例的连接式燃料电池系统的外观的图。
29.参照图1，根据本发明的一实施例的连接式燃料电池系统可包括热箱模块部100、冷bop模块部200和电bop模块部310。
30.热箱模块部100可包括：热箱模块110；以及第一容纳部件120，用于容纳热箱模块110。
31.热箱模块110可包括一个以上燃料电池堆(未图示)和热bop模块(未图示)。在这种情况下，所述燃料电池堆可包括高温下操作的固体氧化物燃料电池(sofc)堆或熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)堆等，所述热bop模块可包括选自下述构件等中的一种以上：重整器(未图示)，将通过重整碳氢燃料而重整的燃料供给到所述燃料电池堆，汽化器，向所述重整器供给水蒸气，燃烧器，用于燃烧从所述燃料电池堆排放的未反应气体，一个以上的热交换器，通过使用由所述燃烧器生成的高温燃烧气体的热来加热燃料和空气等。所述热bop模块可以配置在所述燃料电池堆的上方或下方。
32.所述热箱模块110可包括：隔热材料(未图示)，用于包围所述燃料电池堆和所述热bop模块；以及壳体，用于包裹所述隔热材料的外部。
33.第一容纳部件120可容纳热箱模块110。作为一例，第一容纳部件120可由多个第一框架121构成，其用于覆盖热箱模块110壳体的每个边角。
34.冷bop模块部200可包括冷bop模块210和第二容纳部件220。
35.冷bop模块210可以将空气和燃料气体供给到热bop模块内部。冷bop模块210可包括第一外部壳体。作为一例，所述第一外部壳体可以是六面体形状。由于冷bop模块210可以应用已知冷bop装置而不受限制，因此将省略对此的详细说明。
36.第二容纳部件220可由多个第二框架221构成，其用于覆盖冷bop模块210的第一外部壳体的每个边角。
37.电bop模块部310可包括：电bop模块310；以及第三容纳部件320，用于容纳电bop模块310。
38.电bop模块310可以控制所述燃料电池堆、所述热bop模块和所述冷bop模块的操作。电bop模块310可包括第二外部壳体。作为一例，所述第二外部壳体可以是六面体形状。电bop模块310可以应用已知冷bop装置而不受限制，因此将省略对此的详细说明。
39.第三容纳部件320可由多个第三框架321构成，其用于覆盖电bop模块310的第二外部壳体的每个边角。
40.所述第二容纳部件220和所述第三容纳部件320中的任意一个可以层叠在另一个
上面并且彼此组装。作为一例，所述第三容纳部件320可以层叠在所述第二容纳部件220上。
41.所述第一容纳部件120的高度比所述第二容纳部件220和所述第三容纳部件320的高度高，并且可以组装在所述第二容纳部件220和所述第三容纳部件320的侧面。例如，可以通过螺栓和螺母组装各框架。
42.图2是示出图1所示的通风部件的结构的图。
43.另一方面，根据本发明的一实施例的连接式燃料电池系统还可包括通风部件400。
44.通风部件400可以将热箱模块110内部的热气排放到外部。通风部件400设置在热箱模块110的上表面，并且可以以能够进行流体疏通的方式连接到热箱模块110的内部。参照图2，作为一例，通风部件400可包括第一排气管部410、气体分散引导部420、第二排气管部430和进气风扇440。
45.第一排气管部410可以连接到热箱模块110壳体的上表面，以能够进行流体疏通。第一排气管部410的形状没有特别限制，例如，可以是圆筒形状。
46.气体分散引导部420设置在第一排气管部410的上方，并且下端部可以形成为大于第一排气管部410的截面尺寸。这种气体分散引导部420可以配置成使得第一排气管部410插入气体分散引导部420内部，此时，可供第一排气管部410的一部分长度插入，在所插入的第一排气管部410的圆周可以形成有环形的气体排放开口421。
47.第二排气管部430可以位于与第一排气管部410同轴的位置，从气体分散引导部420的上表面延伸，并且可以以能够进行流体疏通的方式连接到第一排气管部410的内部。
48.进气风扇440可以设置在第二排气管部430的上端部，并且可以吸入热箱模块110内部的热气并将其排放到外部。
49.图3是示出图1所示的第一位置固定装置和第二位置固定装置的结构的图。
50.另一方面，根据本发明的一实施例的连接式燃料电池系统还可包括第一位置固定装置510和第二位置固定装置520。
51.第一位置固定装置510可以设置在第一容纳部件120的底面的一侧，用于固定第一容纳部件120在地面上的位置。
52.第二位置固定装置520设置在容纳部件的底面的一侧，该容纳部件为第二容纳部件220和第三容纳部件320中的位于下方的容纳部件，用于固定所述第二容纳部件220和所述第三容纳部件320在地面上的位置。
53.参照图3，作为一例，所述第一位置固定装置510和第二位置固定装置520可包括：
“└”
形的固定支架511、521，连接到第一容纳部件120的框架或第二容纳部件220的框架；以及固定销512、522，设置在固定支架511、521的水平表面上。所述固定销512、522可以贯穿地面或支撑在地面上。
54.图4是用于说明图1所示的多个第一移动装置和多个第二移动装置的结构的图。
55.另一方面，根据本发明的一实施例的连接式燃料电池系统可包括多个第一移动装置610、多个第二移动装置620和固定部件630。
56.多个第一移动装置610可以设置在第一容纳部件120的底面的四方，以使所述第一容纳部件能够进行移动。
57.多个第二移动装置620可以设置在容纳部件的底面的四方，该容纳部件为所述第二容纳部件220和所述第三容纳部件320中的位于下方的容纳部件，以使所述第二容纳部件
220和所述第三容纳部件320能够进行移动。
58.参照图4，每个所述第一移动装置610和每个所述第二移动装置620可包括固定部件630，其可在每个所述第一移动装置610和每个所述第二移动装置620的一侧进行升降。
59.固定部件630的升降结构没有特别限定，例如，可以设置成旋转或滑动升降。这种固定部件630可以下降并紧贴于地面，此时，可以固定第一移动装置610和第二移动装置620，并且可以根据地面的倾斜度进行高度调整和平衡调节。
60.图5是用于说明本发明的一实施例的连接式燃料电池系统的管道连接模块的结构的图。
61.另一方面，根据本发明的一实施例的连接式燃料电池系统还可包括管道连接模块700。
62.参照图5，管道连接模块700可以组装到第二容纳部件220的一侧。作为一例，管道连接模块700可包括管道配置板710和多个管道连接用适配器720。
63.管道配置板710可以是四边形的板状，可以组装到第二容纳部件220的框架。
64.多个管道连接用适配器720可以随机排列在管道配置板710。多个管道连接用适配器720可以用于连接管道，所述管道为用于供给冷bop模块210的空气和燃料气体的管道。
65.根据这种本发明的一实施例的连接式燃料电池系统具有如下优点。
66.第一，由于热箱模块部100、冷bop模块部200、电bop模块部310为螺栓结构，能够彼此组装和拆卸，因此可以方便每个bop的维护，并且具有可以根据用电量，使系统之间的并联或串联连接方便的优点。
67.第二，由于用于连接管道的管道连接模块700组装在冷bop模块部200的一侧，该管道用于供给冷bop模块210的空气和燃料气体，从而可以解决需要具备用于管道配置的单独的管道模块夹具的问题，并且具有管道的连接和配置方便的优点。
68.第三，由于设置多个第一移动装置610和多个第二移动装置620，因此进行系统维护时易于移动各bop模块，并且可通过设置在每个第一移动装置610和每个第二移动装置620的固定部件630能够实现移动装置的固定、高度调整和平衡调节。
69.第四，可以通过第一位置固定装置510和第二位置固定装置520的固定销512、522固定系统的配置位置，并且可通过固定销512、522的固定而具有防震结构，还可牢固地固定在配置位置。
70.第五，由于设置有通风部件400，因此能够易于将热箱模块110内的热气排放到外部。
71.对于所示实施例的说明是为了使本领域技术人员能够利用或实施本发明而提供的。这些实施例的多种变形对本领域技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理在不超出本发明的范围的情况下可适用于其他实施例。本发明不限于此处所示的实施例，应在与本发明所示的原理和新颖特征相一致的最广义的范围内进行解释。