JP2001176527A - Fuel cell system and fuel cell cogeneration system - Google Patents

Fuel cell system and fuel cell cogeneration system

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JP2001176527A
JP2001176527A JP35738299A JP35738299A JP2001176527A JP 2001176527 A JP2001176527 A JP 2001176527A JP 35738299 A JP35738299 A JP 35738299A JP 35738299 A JP35738299 A JP 35738299A JP 2001176527 A JP2001176527 A JP 2001176527A
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JP
Japan
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fuel cell
heat
heat medium
temperature
exhaust
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JP35738299A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasunari Okamoto
康令 岡本
Nobuki Matsui
伸樹 松井
Shuji Ikegami
周司 池上
Kazuo Yonemoto
和生 米本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of recovering a large amount of exhaust heat. SOLUTION: This fuel cell system comprises a reform system for reforming a base fuel of a hydrocarbon system to produce a reformed gas including H2, a fuel cell 1 generating power by using H2 included in the reformed gas produced by the reforming system as the fuel, and a heat medium circuit 50 for recovering the exhaust heat produced in the reforming system.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
に関する。
[0001] The present invention relates to a fuel cell system.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、水素極に送り込まれるH2
を燃料とし、酸素極に送り込まれるO2を酸化剤とし
て、これらを電解質を通じて反応させる発電器として一
般に知られている。そして、かかる燃料電池を備えた燃
料電池システムが特開平10−308230号公報に開
示されている。
2. Description of the Related Art A fuel cell uses H2 gas fed to a hydrogen electrode.
Is generally known as a power generator in which oxygen is used as a fuel and O2 fed to an oxygen electrode is used as an oxidant, and these are reacted through an electrolyte. A fuel cell system including such a fuel cell is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-308230.

【0003】この燃料電池システムは、炭化水素系の原
燃料を下記(1)式に示す部分酸化反応反応によってH
2とCOとに改質する燃料改質器と、この改質の際生成
するCOを下記(2)式に示す水性ガスシフト反応によ
って酸化させ、CO濃度の低減及びH2の収率を向上さ
せるCO変成器と、さらに残存するCOを下記(3)式
に示す選択酸化反応によって酸化させ、残留するCOを
低減させる選択酸化反応器とを有する改質系を備えてお
り、この改質系に供給された原燃料がH2に改質されて
水素極に送り込まれる。また、酸素極には空気が送り込
まれる。そして、燃料電池において電池反応が起こり、
発電がなされるものである。
In this fuel cell system, a hydrocarbon-based raw fuel is converted into H by a partial oxidation reaction represented by the following formula (1).
And a fuel reformer that reforms to CO and CO produced by the reforming by a water gas shift reaction represented by the following formula (2) to reduce the CO concentration and improve the yield of H2. A reforming system having a shift converter and a selective oxidation reactor for reducing remaining CO by oxidizing remaining CO by a selective oxidation reaction represented by the following formula (3) is provided. The raw fuel is reformed into H2 and sent to the hydrogen electrode. Air is fed into the oxygen electrode. Then, a cell reaction occurs in the fuel cell,
Electricity is generated.

【0004】 CnHm+nH2O→nCO+(n+m/2)H2 ………(1) CO+H2O→CO2+H2 ………(2) CO+1/2O2→CO2 ………(3) ところで、かかる燃料電池システムの排熱を利用した燃
料電池コジェネレーションシステム(以後「燃料電池コ
ジェネ」と称する)がある。すなわち、燃料電池におい
て起きる電池反応に伴って発生する熱を排熱として回収
し、これを給湯器の水の昇温のため等に利用するもので
ある。
CnHm + nH2O → nCO + (n + m / 2) H2 (1) CO + H2O → CO2 + H2 (2) CO + 1 / 2O2 → CO2 (3) By the way, the exhaust heat of the fuel cell system is used. There is a fuel cell cogeneration system (hereinafter referred to as "fuel cell cogeneration"). That is, the heat generated by the cell reaction occurring in the fuel cell is recovered as exhaust heat, and the recovered heat is used for raising the temperature of the water in the water heater.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料電池コジェネでは、燃料電池本体を主として排熱回
収をするため、回収できる熱量が少なく、例えば給湯器
の水を60℃程度までしか昇温することができないとい
う問題がある。
However, in the conventional fuel cell cogeneration, since the exhaust heat is recovered mainly from the fuel cell main body, the amount of heat that can be recovered is small. For example, the temperature of the water in the water heater only rises to about 60 ° C. There is a problem that you can not.

【0006】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、排熱を大量に回収で
きる燃料電池システムを得ることにある。
[0006] The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of recovering a large amount of exhaust heat.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、炭化水素系の
原燃料を改質してH2を生成する、いわゆる改質系にお
ける排熱を熱媒体回路(50)によって回収することと
したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, waste heat in a so-called reforming system for reforming a hydrocarbon-based raw fuel to produce H2 is recovered by a heat medium circuit (50). It is.

【0008】具体的には、本出願の発明は、炭化水素系
の原燃料を改質してH2を含む改質ガスを生成する改質
系と、該改質系において生成した改質ガスに含まれるH
2を燃料として発電する燃料電池(1)と、該改質系に
おいて発生する排熱を回収する熱媒体回路(50)とを
備えていることを特徴とする。
Specifically, the invention of the present application provides a reforming system for reforming a hydrocarbon-based raw fuel to produce a reformed gas containing H2, and a reformed gas produced in the reforming system. H included
A fuel cell (1) that generates power using the fuel as a fuel and a heat medium circuit (50) that recovers exhaust heat generated in the reforming system.

【0009】上記の構成によれば、改質系において原燃
料からH2を含む改質ガスを生成する過程で放出される
大量の反応熱が排熱として熱媒体回路(50)によって
回収されることとなり、従来のように燃料電池のみから
排熱回収する場合に比べて大量の排熱を回収することが
できる。そして、この排熱を燃料電池コジェネに利用す
ることにより、例えば給湯器の水を75℃以上に昇温さ
せることも可能となる。また、この排熱を改質系におけ
る水性ガスシフト反応に用いられる水の加熱及び蒸気化
に利用することもできる。なお、熱媒体回路(50)と
しては、冷媒回路、水回路等を挙げることができ、熱媒
体としては、水、不凍液等を挙げることができる。
According to the above configuration, a large amount of reaction heat released in the process of generating the reformed gas containing H2 from the raw fuel in the reforming system is recovered as exhaust heat by the heat medium circuit (50). Thus, a large amount of exhaust heat can be recovered as compared with the conventional case where exhaust heat is recovered only from the fuel cell. Then, by using this exhaust heat for the fuel cell cogeneration, it is possible to raise the temperature of the water in the water heater to 75 ° C. or more, for example. This waste heat can also be used for heating and evaporating water used for the water gas shift reaction in the reforming system. The heat medium circuit (50) includes a refrigerant circuit, a water circuit, and the like, and the heat medium includes water, antifreeze, and the like.

【0010】ここで、改質系が、原燃料から部分酸化反
応によってH2とCOとを含む改質ガスを生成するため
の燃料改質器(6)と、燃料改質器(6)で生成した改
質ガスに含まれるCOを水性ガスシフト反応によって除
去するCO変成器(7)と、CO変成器(7)を出た改
質ガスに含まれる残留COをCO選択酸化反応によりさ
らに除去する選択酸化反応器(8)とを有している場
合、熱媒体回路(50)は、燃料改質器(6)から出た
後であって且つCO変成器(7)に入る前の改質ガスの
排熱、CO変成器(7)の排熱、CO変成器(7)から
出た後であって且つ選択酸化反応器(8)に入る前の改
質ガスの排熱、選択酸化反応器(8)の排熱及び選択酸
化反応器(8)から出た後であって且つ燃料電池(1)
に入る前の改質ガスの排熱のうち少なくとも1つを回収
するように形成されていればよい。またCO変成器
(7)を高温変成器と低温変成器との2段に構成し、高
温変成器と低温変成器との間の排熱を回収するようにし
てもよい。さらに、選択酸化反応器(8)が2段以上に
分かれて構成され、それらの間の排熱を回収するように
してもよい。
Here, the reforming system includes a fuel reformer (6) for producing a reformed gas containing H2 and CO from the raw fuel by a partial oxidation reaction, and a reformer (6). (7) for removing the CO contained in the reformed gas by a water gas shift reaction, and selection for further removing the residual CO contained in the reformed gas leaving the CO converter (7) by a CO selective oxidation reaction. If it has an oxidation reactor (8), the heat transfer medium circuit (50) is provided with the reformed gas after leaving the fuel reformer (6) and before entering the CO converter (7). Waste heat of the reformer gas after leaving the CO converter (7) and before entering the selective oxidation reactor (8), the selective oxidation reactor After leaving the exhaust heat and selective oxidation reactor (8) of (8) and the fuel cell (1)
What is necessary is just to be formed so as to collect at least one of the exhaust heat of the reformed gas before entering. Further, the CO transformer (7) may be configured in two stages of a high-temperature transformer and a low-temperature transformer, and the exhaust heat between the high-temperature transformer and the low-temperature transformer may be recovered. Further, the selective oxidation reactor (8) may be configured to be divided into two or more stages, and the exhaust heat between them may be recovered.

【0011】また、燃料改質器(6)から出た後であっ
て且つCO変成器(7)に入る前の改質ガスの排熱を熱
媒体回路(50)に回収させる第1熱交換器(31)
と、選択酸化反応器(8)から出た後であって且つ燃料
電池(1)に入る前の改質ガスの排熱を熱媒体回路(5
0)に回収させる第2熱交換器(32)とを備えている
構成としてもよい。かかる構成によれば、熱交換器を設
けるという簡便な方法によって、CO変成器(7)入口
での改質ガスの温度及び燃料電池(1)入口での改質ガ
スの温度をそれぞれ所定温度範囲内にすることができ
る。
The first heat exchange for recovering the exhaust heat of the reformed gas after leaving the fuel reformer (6) and before entering the CO converter (7) to the heat medium circuit (50). Tableware (31)
The exhaust heat of the reformed gas after leaving the selective oxidation reactor (8) and before entering the fuel cell (1) is transferred to the heat medium circuit (5).
And a second heat exchanger (32) for recovery in 0). According to such a configuration, the temperature of the reformed gas at the inlet of the CO converter (7) and the temperature of the reformed gas at the inlet of the fuel cell (1) are each set to a predetermined temperature range by a simple method of providing a heat exchanger. Can be inside.

【0012】そして、CO変成器(7)入口での改質ガ
スの温度、CO変成器(7)の温度及びCO変成器
(7)出口での改質ガスの温度のうち少なくとも1つが
所定温度範囲内になるように、熱媒体回路(50)を流
通する熱媒体の流量を制御する流量制御手段を備えてい
る構成としてもよい。かかる構成によれば、回収される
排熱量が制御可能となり、原燃料の供給量に変動がある
場合等でもCO変成器(7)に入る改質ガスの温度等を
調節でき、それによって燃料電池(1)に入る改質ガス
の温度及びガス組成の安定化を図ることができる。この
場合、熱媒体の流量は、直流モータで駆動されるポンプ
(71)のその直流モータの回転数により制御されるも
のであることが好ましい。高価なインバータを用いずに
制御することができるからである。また、直流モータの
駆動電力は、燃料電池(1)による発電電力から供給さ
れるものであることが好ましい。燃料電池(1)で発電
した直流電力をそのまま使用することができ、直交変換
による損失がなく効率的となるからである。
At least one of the temperature of the reformed gas at the inlet of the CO converter (7), the temperature of the CO converter (7) and the temperature of the reformed gas at the outlet of the CO converter (7) is a predetermined temperature. It may be configured to include a flow rate control unit that controls the flow rate of the heat medium flowing through the heat medium circuit (50) so as to fall within the range. According to this configuration, the amount of exhaust heat recovered can be controlled, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter (7) can be adjusted even when the supply amount of the raw fuel fluctuates. (1) It is possible to stabilize the temperature and gas composition of the reformed gas entering. In this case, it is preferable that the flow rate of the heat medium is controlled by the rotation speed of the DC motor of the pump (71) driven by the DC motor. This is because control can be performed without using an expensive inverter. Further, it is preferable that the driving power of the DC motor is supplied from the power generated by the fuel cell (1). This is because the DC power generated by the fuel cell (1) can be used as it is, and there is no loss due to the orthogonal transform, which is efficient.

【0013】また、CO変成器(7)において起きる水
性ガスシフト反応の反応熱及び/又は選択酸化反応器
(8)において起きるCO選択酸化反応の反応熱を反応
中に回収するように構成されていてもよい。かかる構成
によれば、CO変成器(7)及び選択酸化反応器(8)
ではそれぞれ発熱反応が起こるため、その反応熱を排熱
として回収することにより各反応の安定化を図ることが
できる。すなわち、例えば、CO変成器(7)では、反
応温度が高くなるとCO転化率が低下して反応器を出る
改質ガス中のCO濃度が高くなるという問題があり、ま
た、選択酸化反応器(8)では、反応温度が高くなると
メタネーションによりCH4が生成するという問題があ
る。しかしながら、上記構成によれば、これらの問題が
回避されることとなる。
[0013] Further, the apparatus is configured to recover the heat of reaction of the water gas shift reaction occurring in the CO converter (7) and / or the reaction heat of the CO selective oxidation reaction occurring in the selective oxidation reactor (8) during the reaction. Is also good. According to such a configuration, the CO converter (7) and the selective oxidation reactor (8)
In each case, an exothermic reaction occurs, so that the reaction heat can be recovered as exhaust heat to stabilize each reaction. That is, for example, in the CO converter (7), there is a problem that as the reaction temperature increases, the CO conversion rate decreases and the CO concentration in the reformed gas exiting the reactor increases, and the selective oxidation reactor ( In 8), there is a problem that CH4 is generated by methanation when the reaction temperature increases. However, according to the above configuration, these problems are avoided.

【0014】そして、熱媒体回路(50)は、熱媒体が
排熱温度の低い方から順に流通して排熱回収するように
形成された構成とすることが好ましい。排熱回収を効率
よく行うことができ、従来に比べて排熱回収した熱媒体
の温度を高くすることができるからである。
Preferably, the heat medium circuit (50) is formed so that the heat medium flows in order from the one having the lowest exhaust heat temperature to recover the exhaust heat. This is because the exhaust heat recovery can be performed efficiently, and the temperature of the heat medium from which the exhaust heat has been recovered can be increased as compared with the related art.

【0015】また、改質系における排熱回収に加えて、
燃料電池(1)の排熱を回収するように構成されていて
もよい。かかる構成によれば、燃料電池システムにおけ
る排熱回収率の向上が図られ、従来に比べて排熱回収し
た熱媒体の温度をより高くすることができる。
In addition to the waste heat recovery in the reforming system,
It may be configured to recover exhaust heat of the fuel cell (1). According to this configuration, the exhaust heat recovery rate in the fuel cell system can be improved, and the temperature of the heat medium from which the exhaust heat has been recovered can be higher than in the related art.

【0016】この場合において、熱媒体回路(50)
は、燃料電池(1)と改質系とを直列に連結し、且つ熱
媒体が、燃料電池(1)、改質系の順に流通して排熱回
収するように構成されていてもよい。温度の低い順に排
熱回収されることとなるので排熱回収を効率よく行うこ
とができ、排熱回収した熱媒体の温度をより一層高くす
ることができるからである。
In this case, the heat medium circuit (50)
May be configured such that the fuel cell (1) and the reforming system are connected in series, and the heat medium flows in the order of the fuel cell (1) and the reforming system to recover exhaust heat. This is because the exhaust heat is recovered in ascending order of the temperature, so that the exhaust heat can be efficiently recovered, and the temperature of the heat medium from which the exhaust heat has been recovered can be further increased.

【0017】また、閉回路に形成され且つ燃料電池
(1)の排熱を回収する電池用熱媒体回路(51)を備
えている構成としてもよい。かかる構成によれば、密封
された熱媒体が電池用熱媒体回路(51)内を循環する
こととなるので、燃料電池(1)内でスケールが付着す
るということがなく、燃料電池(1)の長寿命化が図ら
れることとなる。この場合、電池用熱媒体回路(51)
の熱媒体を不凍液とすることが好ましい。冬季の凍結に
よる燃料電池(1)本体の破損が防止されることとなる
からである。
Further, a configuration may be adopted in which a battery heat medium circuit (51) formed in a closed circuit and recovering exhaust heat of the fuel cell (1) is provided. According to this configuration, the sealed heat medium circulates in the heat medium circuit for battery (51), so that the scale does not adhere in the fuel cell (1) and the fuel cell (1) The service life is extended. In this case, the heat medium circuit for a battery (51)
Preferably, the heat medium is an antifreeze. This is because damage to the fuel cell (1) body due to freezing in winter is prevented.

【0018】そして、燃料電池(1)の排ガスを燃焼す
るオフガスバーナー(10)を備えている場合、オフガ
スバーナー(10)の排熱を熱媒体回路(50)によっ
て回収するように構成されていてもよい。かかる構成に
よれば、燃料電池システムとしての熱回収率の向上が図
られ、従来に比べて排熱回収した熱媒体の温度をより高
くすることができる。この場合、熱媒体回路(50)
は、改質系とオフガスバーナー(10)とを直列に連結
し、且つ熱媒体が、改質系、オフガスバーナー(10)
の順に流通して排熱回収するように構成されていること
が好ましい。温度の低い順に排熱回収されることとなる
ので排熱回収を効率よく行うことができ、排熱回収した
熱媒体の温度をより一層高くすることができるからであ
る。
When an off-gas burner (10) for burning the exhaust gas from the fuel cell (1) is provided, the exhaust heat of the off-gas burner (10) is recovered by a heat medium circuit (50). Is also good. According to such a configuration, the heat recovery rate of the fuel cell system is improved, and the temperature of the heat medium from which exhaust heat has been recovered can be higher than in the related art. In this case, the heat medium circuit (50)
Connects the reforming system and the off-gas burner (10) in series, and the heat medium is the reforming system and the off-gas burner (10).
It is preferable to be configured to circulate and recover exhaust heat in the following order. This is because the exhaust heat is recovered in ascending order of the temperature, so that the exhaust heat can be efficiently recovered, and the temperature of the heat medium from which the exhaust heat has been recovered can be further increased.

【0019】また、熱媒体回路が閉回路に形成されてい
る構成としてもよい。かかる構成によれば、水道水等が
熱媒体回路(50)内に導入されることがなく、シリカ
による熱交換や、燃料電池(1)本体内のスケール付着
を防止でき、熱媒体回路(50)の熱交換特性が長期的
に安定することとなる。この場合、熱媒体回路(50)
の熱媒体を不凍液とすることが好ましい。冬季の凍結に
よる熱媒体回路(50)の破損が防止されるからであ
る。
The heat medium circuit may be formed in a closed circuit. According to such a configuration, tap water or the like is not introduced into the heat medium circuit (50), heat exchange by silica and scale adhesion in the fuel cell (1) main body can be prevented, and the heat medium circuit (50) can be prevented. ) Will be stable over a long period of time. In this case, the heat medium circuit (50)
Preferably, the heat medium is an antifreeze. This is because damage to the heat medium circuit (50) due to freezing in winter is prevented.

【0020】また、オフガスバーナー(10)の排ガス
の排熱を回収するように構成されていてもよい。かかる
構成によれば、凝縮水を回収でき、それを改質系への供
給用に利用することができる。
The exhaust gas of the off-gas burner (10) may be recovered from exhaust heat. According to such a configuration, the condensed water can be recovered and used for supply to the reforming system.

【0021】以上の改質系において発生する排熱を熱媒
体回路(50)によって回収する燃料電池システムで
は、熱媒体回路(50)を流通した熱媒体の温度を75
℃以上に昇温させることも可能となる(従来の燃料電池
(1)を主として排熱回収した場合では、この温度が6
0℃程度であった。)。これにより、同じ熱量を貯める
のに必要な貯湯タンク(60)の容量のコンパクト化を
図ることができ、燃料電池コジェネとして吸着式等の空
調にも利用が可能となる。
In the fuel cell system for recovering the exhaust heat generated in the reforming system by the heat medium circuit (50), the temperature of the heat medium flowing through the heat medium circuit (50) is reduced to 75%.
It is also possible to raise the temperature to at least 0 ° C. (when the conventional fuel cell (1) is mainly used for exhaust heat recovery, this temperature becomes 6 ° C.).
It was about 0 ° C. ). As a result, the capacity of the hot water storage tank (60) required to store the same amount of heat can be reduced in size, and the fuel cell cogeneration can be used for adsorption-type air conditioning or the like.

【0022】そして、燃料電池システムと、それに併設
された貯湯タンク(60)とを備えた燃料電池コジェネ
として、貯湯タンク(60)の水が熱媒体として熱媒体
回路(50)を循環して排熱回収し、その水が再び該貯
湯タンク(60)に戻ることにより貯湯タンク(60)
の水を昇温するように構成されたものが挙げられる。か
かる構成によれば、熱媒体回路(50)の熱媒体として
貯湯タンク(60)内の水が使用されることとなるの
で、別途熱媒体を設ける場合に比べてシステムの簡略化
を図ることができる。また、貯湯タンク(60)の水に
よって直接排熱回収が図られることとなるので、間接的
に熱交換する場合に比べて熱損失が低減されることとな
る。この場合、貯湯タンク(60)の下部から熱媒体回
路(50)に流入し、熱媒体回路(50)を循環して排
熱回収した水が貯湯タンク(60)の上部に戻るように
構成することが好ましい。かかる構成によれば、貯湯タ
ンク(60)内に温度成層が形成されることとなり、貯
湯タンク(60)上部における利用可能な水の高温化を
図ることができ、また、貯湯タンク(60)下部から回
路に低温度の水が供給されることとなるので、吸熱能の
高い熱媒体が熱媒体回路(50)を循環することとな
り、回収される熱量が一層多くなるからである。
Then, as a fuel cell cogeneration including a fuel cell system and a hot water storage tank (60) attached thereto, water in the hot water storage tank (60) is circulated through a heat medium circuit (50) as a heat medium and discharged. Heat is recovered, and the water is returned to the hot water storage tank (60) again so that the hot water storage tank (60)
That is configured to raise the temperature of water. According to such a configuration, since the water in the hot water storage tank (60) is used as the heat medium of the heat medium circuit (50), the system can be simplified as compared with the case where a separate heat medium is provided. it can. In addition, since the waste heat is directly recovered by the water in the hot water storage tank (60), the heat loss is reduced as compared with the case of indirect heat exchange. In this case, the water flows into the heat medium circuit (50) from the lower part of the hot water storage tank (60), and the water recovered by exhaust heat recovery by circulating through the heat medium circuit (50) returns to the upper part of the hot water storage tank (60). Is preferred. According to this configuration, a temperature stratification is formed in the hot water storage tank (60), so that the temperature of usable water in the upper part of the hot water storage tank (60) can be increased, and the lower part of the hot water storage tank (60) can be achieved. This means that low-temperature water is supplied to the circuit, so that the heat medium having a high heat absorption capacity circulates through the heat medium circuit (50), and the amount of heat recovered is further increased.

【0023】また、熱媒体回路(50)が閉回路に形成
されている場合、熱媒体回路(50)を循環する熱媒体
によって回収された排熱との熱交換によって、貯湯タン
ク(60)の水を昇温するように構成されていてもよ
い。
When the heat medium circuit (50) is formed in a closed circuit, heat exchange with the exhaust heat recovered by the heat medium circulating in the heat medium circuit (50) causes the hot water storage tank (60) to exchange heat. It may be configured to raise the temperature of water.

【0024】さらに、オフガスバーナー(10)を備え
ている場合、オフガスバーナー(10)の排ガスの排熱
又は燃料電池(1)の排ガスの排熱を貯湯タンク(6
0)に補給される水を熱媒体として回収するように構成
されていてもよい。かかる構成によれば、貯湯タンク
(60)に補給される水(水道水)が低温熱源であり、
吸熱能が高いので、排熱回収量を大きくすることがで
き、それに伴って回収できる凝縮水の量も多くすること
ができる。
Further, when an off-gas burner (10) is provided, the exhaust heat of the exhaust gas of the off-gas burner (10) or the exhaust heat of the exhaust gas of the fuel cell (1) is stored in the hot water storage tank (6).
The water replenished in 0) may be recovered as a heat medium. According to such a configuration, the water (tap water) supplied to the hot water storage tank (60) is a low-temperature heat source,
Since the heat absorption capability is high, the amount of exhaust heat recovered can be increased, and the amount of condensed water that can be recovered can be increased accordingly.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本出願の発明によ
れば、改質系において放出される大量の反応熱が排熱と
して熱媒体回路(50)によって回収されることとな
り、従来のように燃料電池のみから排熱回収する場合に
比べて大量の排熱を回収することができる。そして、こ
の排熱を燃料電池コジェネに利用することにより、例え
ば給湯器の水を75℃以上に昇温させることも可能とな
る。また、この排熱を改質系における水性ガスシフト反
応に用いられる水の加熱及び蒸気化に利用することもで
きる。
As described above, according to the invention of the present application, a large amount of reaction heat released in the reforming system is recovered as waste heat by the heat medium circuit (50), which is different from the conventional one. A large amount of exhaust heat can be recovered compared to a case where exhaust heat is recovered only from the fuel cell. Then, by using this exhaust heat for the fuel cell cogeneration, it is possible to raise the temperature of the water in the water heater to 75 ° C. or more, for example. This waste heat can also be used for heating and evaporating water used for the water gas shift reaction in the reforming system.

【0026】また、改質系が、燃料改質器(6)と、C
O変成器(7)と、選択酸化反応器(8)とを有してい
る場合、燃料改質器(6)から出た後であって且つCO
変成器(7)に入る前の改質ガスの排熱を熱媒体回路
(50)に回収させる第1熱交換器(31)と、選択酸
化反応器(8)から出た後であって且つ燃料電池(1)
に入る前の改質ガスの排熱を熱媒体回路(50)に回収
させる第2熱交換器(32)とを備えている構成とする
ことにより、熱交換器を設けるという簡便な方法によっ
て、CO変成器(7)入口での改質ガスの温度及び燃料
電池(1)入口での改質ガスの温度をそれぞれ所定温度
範囲内となるようにすることができる。
The reforming system comprises a fuel reformer (6),
If it has an O-transformer (7) and a selective oxidation reactor (8), after exiting the fuel reformer (6) and
After exiting the first heat exchanger (31) for recovering the exhaust heat of the reformed gas before entering the shifter (7) to the heat medium circuit (50) and the selective oxidation reactor (8), and Fuel cell (1)
And a second heat exchanger (32) for recovering the exhaust heat of the reformed gas before entering the heat medium circuit (50) by a simple method of providing a heat exchanger. The temperature of the reformed gas at the inlet of the CO converter (7) and the temperature of the reformed gas at the inlet of the fuel cell (1) can be respectively set within predetermined temperature ranges.

【0027】また、CO変成器(7)入口での改質ガス
の温度、CO変成器(7)の温度及びCO変成器(7)
出口での改質ガスの温度のうち少なくとも1つが所定温
度範囲内になるように、熱媒体回路(50)を流通する
熱媒体の流量を制御する流量制御手段を備えている構成
とすることにより、回収される排熱量が制御可能とな
り、原燃料の供給量に変動がある場合等でもCO変成器
(7)に入る改質ガスの温度等を調節でき、それによっ
て燃料電池(1)に入る改質ガスの温度及びガス組成の
安定化を図ることができる。そして、熱媒体の流量を直
流モータで駆動されるポンプ(71)のその直流モータ
の回転数により制御するものとすることにより、高価な
インバータを用いる必要がない。さらに、その直流モー
タの駆動電力を燃料電池(1)による発電電力により供
給するものとすることにより、燃料電池(1)で発電し
た直流電力をそのまま使用することができ、直交変換に
よる損失がなく効率的となる。
The temperature of the reformed gas at the inlet of the CO converter (7), the temperature of the CO converter (7), and the temperature of the CO converter (7)
By providing a flow control means for controlling the flow rate of the heat medium flowing through the heat medium circuit (50) so that at least one of the temperatures of the reformed gas at the outlet falls within a predetermined temperature range. In addition, the amount of exhaust heat recovered can be controlled, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter (7) can be adjusted even when the supply amount of the raw fuel fluctuates, thereby entering the fuel cell (1). The temperature and gas composition of the reformed gas can be stabilized. Since the flow rate of the heat medium is controlled by the rotation speed of the DC motor of the pump (71) driven by the DC motor, it is not necessary to use an expensive inverter. Further, by supplying the driving power of the DC motor by the power generated by the fuel cell (1), the DC power generated by the fuel cell (1) can be used as it is, and there is no loss due to the orthogonal transformation. Be more efficient.

【0028】また、CO変成器(7)において起きる水
性ガスシフト反応の反応熱及び/又は選択酸化反応器
(8)において起きるCO選択酸化反応の反応熱を反応
中に回収するように構成することにより、CO変成器
(7)及び選択酸化反応器(8)での反応熱を排熱とし
て回収することができ、各反応の安定化を図ることがで
きる。
Also, by recovering the reaction heat of the water gas shift reaction occurring in the CO converter (7) and / or the reaction heat of the CO selective oxidation reaction occurring in the selective oxidation reactor (8) during the reaction. , The reaction heat in the CO converter (7) and the selective oxidation reactor (8) can be recovered as waste heat, and each reaction can be stabilized.

【0029】また、熱媒体回路(50)を熱媒体が排熱
温度の低い方から順に流通して排熱回収するように形成
させた構成とすることにより、排熱回収を効率よく行う
ことができ、従来に比べて排熱回収した熱媒体の温度を
高くすることができる。
Further, the heat medium circuit (50) is formed so that the heat medium flows through the heat medium in order from the one having the lowest exhaust heat temperature to recover the exhaust heat. As a result, the temperature of the heat medium from which exhaust heat has been recovered can be made higher than in the past.

【0030】また、改質系における排熱回収に加えて、
燃料電池(1)の排熱を回収するように構成することに
より、燃料電池システムにおける排熱回収率の向上を図
ることができ、従来に比べて排熱回収した熱媒体の温度
をより高くすることができる。
Further, in addition to the waste heat recovery in the reforming system,
By configuring so as to recover the exhaust heat of the fuel cell (1), it is possible to improve the exhaust heat recovery rate in the fuel cell system, and to increase the temperature of the heat medium from which the exhaust heat has been recovered as compared with the related art. be able to.

【0031】この場合において、燃料電池(1)と改質
系とを熱媒体回路(50)によって直列に連結し、且つ
熱媒体が、燃料電池(1)、改質系の順に流通して排熱
回収するように熱媒体回路(50)を構成することによ
り、排熱温度の低い順に排熱回収がなされることとなる
ので排熱回収を効率よく行うことができ、排熱回収した
熱媒体の温度をより一層高くすることができる。
In this case, the fuel cell (1) and the reforming system are connected in series by the heat medium circuit (50), and the heat medium flows through the fuel cell (1) and the reforming system in this order, and is discharged. By configuring the heat medium circuit (50) to recover the heat, the waste heat is recovered in ascending order of the waste heat temperature, so that the waste heat can be efficiently recovered, and the recovered heat medium Can be further increased.

【0032】また、閉回路に形成され且つ燃料電池
(1)の排熱を回収する電池用熱媒体回路(51)を備
えている構成とすることにより、密封された熱媒体が電
池用熱媒体回路(51)内を循環することとなるので、
燃料電池(1)内でスケールが付着するということがな
く、燃料電池(1)の長寿命化を図ることができる。そ
して、電池用熱媒体回路(51)の熱媒体を不凍液とす
ることにより、冬季の凍結による燃料電池(1)本体の
破損を防止することができる。
[0032] Further, by providing a structure having a battery heat medium circuit (51) formed in a closed circuit and recovering the exhaust heat of the fuel cell (1), the sealed heat medium can be used as the battery heat medium. Since it circulates in the circuit (51),
The scale does not adhere in the fuel cell (1), and the life of the fuel cell (1) can be extended. By using an antifreeze as the heat medium of the heat medium circuit for battery (51), it is possible to prevent the fuel cell (1) from being damaged by freezing in winter.

【0033】また、燃料電池(1)の排ガスを燃焼する
オフガスバーナー(10)を備えている場合、オフガス
バーナー(10)の排熱を熱媒体回路(50)によって
回収するように構成することにより、燃料電池システム
としての熱回収率の向上を図ることができ、従来に比べ
て排熱回収した熱媒体の温度をより高くすることができ
る。そして、オフガスバーナー(10)と改質系とを熱
媒体回路(50)によって直列に連結し、且つ熱媒体
が、オフガスバーナー(10)、改質系の順に流通して
排熱回収するように熱媒体回路(50)を構成すること
により、排熱温度の低い順に排熱回収がなされることと
なるので排熱回収を効率よく行うことができ、排熱回収
した熱媒体の温度をより一層高くすることができる。
When an off-gas burner (10) for burning the exhaust gas of the fuel cell (1) is provided, the exhaust heat of the off-gas burner (10) is recovered by a heat medium circuit (50). In addition, the heat recovery rate of the fuel cell system can be improved, and the temperature of the heat medium from which exhaust heat has been recovered can be higher than in the related art. Then, the off-gas burner (10) and the reforming system are connected in series by a heat medium circuit (50), and the heat medium flows in the order of the off-gas burner (10) and the reforming system to recover exhaust heat. By configuring the heat medium circuit (50), waste heat recovery is performed in ascending order of the waste heat temperature, so that the waste heat recovery can be performed efficiently, and the temperature of the recovered heat medium can be further increased. Can be higher.

【0034】また、オフガスバーナー(10)の排ガス
の排熱又は燃料電池(1)の排ガスの排熱を回収するよ
うに構成することにより、凝縮水を回収でき、それを改
質系への供給用に利用することができる。そして、その
オフガスバーナー(10)の排ガスの排熱又は燃料電池
(1)の排ガスの排熱を、燃料電池システムに併設され
た貯湯タンク(60)に補給される水を熱媒体として回
収するように構成することにより、排熱回収量を大きく
することができ、それに伴って回収できる凝縮水の量も
多くすることができる。
Further, by recovering the exhaust heat of the exhaust gas of the off-gas burner (10) or the exhaust heat of the exhaust gas of the fuel cell (1), condensed water can be recovered and supplied to the reforming system. Can be used for Then, the exhaust heat of the exhaust gas of the off-gas burner (10) or the exhaust heat of the exhaust gas of the fuel cell (1) is collected as water, which is supplied to a hot water storage tank (60) provided in the fuel cell system, as a heat medium. With this configuration, the amount of exhaust heat recovered can be increased, and the amount of condensed water that can be recovered can be increased accordingly.

【0035】また、熱媒体回路が閉回路に形成された構
成とすることにより、水道水等が熱媒体回路(50)内
に導入されることがなく、シリカによる熱交換や、燃料
電池(1)本体内のスケール付着を防止でき、熱媒体回
路(50)の熱交換特性を長期的に安定化させることが
できる。そして、熱媒体回路(50)の熱媒体を不凍液
とすることにより、冬季の凍結による熱媒体回路(5
0)の破損を防止することができる。
Further, by employing a configuration in which the heat medium circuit is formed in a closed circuit, tap water or the like is not introduced into the heat medium circuit (50), and heat exchange with silica or the fuel cell (1) is prevented. 3.) It is possible to prevent scale adhesion in the main body and to stabilize the heat exchange characteristics of the heat medium circuit (50) for a long time. Then, the heat medium of the heat medium circuit (50) is frozen by using the antifreeze liquid as the heat medium of the heat medium circuit (50).
0) can be prevented.

【0036】また、熱媒体回路(50)を流通した熱媒
体の温度を75℃以上に昇温させることにより、同じ熱
量を貯めるのに必要な貯湯タンク(60)の容量のコン
パクト化を図ることができ、燃料電池コジェネとして吸
着式等の空調にも利用することができる。
Further, by increasing the temperature of the heat medium flowing through the heat medium circuit (50) to 75 ° C. or more, the capacity of the hot water storage tank (60) required to store the same amount of heat can be reduced in size. It can also be used as an air-conditioner of the adsorption type as a fuel cell cogeneration.

【0037】そして、燃料電池システムと、それに併設
された貯湯タンク(60)とを備えた燃料電池コジェネ
として、貯湯タンク(60)の水が熱媒体として熱媒体
回路(50)を循環して排熱回収し、その水が再び該貯
湯タンク(60)に戻ることにより貯湯タンク(60)
の水を昇温するように構成することにより、熱媒体回路
(50)の熱媒体として貯湯タンク(60)内の水が使
用されることとなるので、別途熱媒体を設ける場合に比
べてシステムの簡略化を図ることができる。また、貯湯
タンク(60)の水によって直接排熱回収が図られるこ
ととなるので、間接的に熱交換する場合に比べて熱損失
の低減が図られることとなる。そして、貯湯タンク(6
0)の下部から熱媒体回路(50)に流入し、熱媒体回
路(50)を循環して排熱回収した水が貯湯タンク(6
0)の上部に戻るように構成することにより、貯湯タン
ク(60)内に温度成層が形成されることとなり、貯湯
タンク(60)上部における利用可能な水の高温化を図
ることができ、また、貯湯タンク(60)下部から回路
に低温度の水が供給されることとなるので、吸熱能の高
い熱媒体が熱媒体回路(50)を循環することとなり、
回収される熱量を一層多くすることができる。
Then, as a fuel cell cogeneration including a fuel cell system and a hot water storage tank (60) attached thereto, water in the hot water storage tank (60) circulates through the heat medium circuit (50) as a heat medium and is discharged. Heat is recovered, and the water is returned to the hot water storage tank (60) again so that the hot water storage tank (60)
By increasing the temperature of the water, the water in the hot water storage tank (60) is used as the heat medium of the heat medium circuit (50). Can be simplified. Further, since the waste heat is directly recovered by the water in the hot water storage tank (60), the heat loss can be reduced as compared with the case of indirect heat exchange. And hot water storage tank (6
0) flows into the heat medium circuit (50) from the lower part, and circulates through the heat medium circuit (50) and recovers the waste heat.
By configuring so as to return to the upper part of the hot water storage tank (60), a temperature stratification is formed in the hot water storage tank (60). Since the low-temperature water is supplied to the circuit from the lower part of the hot water storage tank (60), the heat medium having a high heat absorption capacity circulates through the heat medium circuit (50),
The amount of heat recovered can be further increased.

【0038】また、オフガスバーナー(10)を備えて
いる場合、オフガスバーナー(10)の排ガスの排熱又
は燃料電池(1)の排ガスの排熱を貯湯タンク(60)
に補給される水を熱媒体として回収するように構成する
ことにより、貯湯タンク(60)に補給される水(水道
水)が低温熱源であり、吸熱能が高いので、排熱回収量
を大きくすることができ、それに伴って回収できる凝縮
水の量も多くすることができる。
When an off-gas burner (10) is provided, the exhaust heat of the exhaust gas of the off-gas burner (10) or the exhaust heat of the exhaust gas of the fuel cell (1) is stored in a hot water storage tank (60).
The water (tap water) supplied to the hot water storage tank (60) is a low-temperature heat source and has a high endothermic capacity, so that the amount of waste heat recovered is large. Accordingly, the amount of condensed water that can be recovered can be increased.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て詳細に説明する。 (実施形態1) −燃料電池システムの構成− 図1に実施形態1に係る燃料電池システムの概略構成を
示す。この燃料電池1は、触媒電極である酸素極(カソ
ード)2と、同じく触媒電極である水素極(アノード)
3とを有する固体高分子膜電解質型のものである。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Embodiment 1 -Configuration of Fuel Cell System- FIG. 1 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 1. This fuel cell 1 has an oxygen electrode (cathode) 2 which is a catalyst electrode and a hydrogen electrode (anode) which is also a catalyst electrode.
And 3 is a solid polymer membrane electrolyte type.

【0040】そして、酸素極2には空気圧縮機4が空気
供給管20によって接続されている。
An air compressor 4 is connected to the oxygen electrode 2 by an air supply pipe 20.

【0041】また、水素極3には燃料改質器6が改質ガ
ス供給管24によって接続されており、燃料改質器6に
は炭化水素系の原燃料源(都市ガス)が原料ガス供給管
25によって接続されている。改質ガス供給管24に
は、第1熱交換器31、CO変成器7、第3熱交換器3
3、選択酸化反応器8及び第2熱交換器32が、燃料電
池1に向かって順に設けられている。
Further, a fuel reformer 6 is connected to the hydrogen electrode 3 by a reformed gas supply pipe 24, and a hydrocarbon-based raw fuel source (city gas) is supplied to the fuel reformer 6. They are connected by a tube 25. In the reformed gas supply pipe 24, the first heat exchanger 31, the CO converter 7, the third heat exchanger 3
3. The selective oxidation reactor 8 and the second heat exchanger 32 are provided in order toward the fuel cell 1.

【0042】そして、燃料改質器6には、部分酸化反応
に活性を呈する触媒(Ru又はRhをAl2O3に担持
させてなる触媒)が充填されており、CO変成器7に
は、水性ガスシフト反応に対して活性を呈する触媒(F
23、Cr23、CuO、ZnO等)が充填されてお
り、選択酸化反応器8には、CO選択酸化反応に活性を
呈する触媒(Ru又はPtをAl2O3又はゼオライト
に担持させてなる触媒)が充填されている。
The fuel reformer 6 is filled with a catalyst (catalyst having Ru or Rh supported on Al 2 O 3) exhibiting an activity in the partial oxidation reaction, and the CO shift converter 7 is filled with a water gas shift reaction. (F)
e 2 O 3, Cr 2 O 3, CuO, and ZnO, etc.) is filled, the selective oxidation reactor 8 is a catalyst (Ru, or Pt, which exhibits activity to the CO selective oxidation reaction is supported on Al2O3 or zeolite Catalyst).

【0043】また、図示はしていないが、原料ガス供給
管25には、部分酸化反応用の空気を供給する空気供給
手段と水性ガスシフト反応用の水蒸気を供給するための
水蒸気供給手段とがが接続され、改質ガス供給管24の
第2熱交換器32の上流部位には、CO選択酸化反応用
の空気を供給する空気供給手段が接続されている。
Although not shown, the raw material gas supply pipe 25 has an air supply means for supplying air for the partial oxidation reaction and a steam supply means for supplying water vapor for the water gas shift reaction. An air supply means for supplying air for CO selective oxidation reaction is connected to a portion of the reformed gas supply pipe 24 upstream of the second heat exchanger 32.

【0044】そして、燃料電池1の下流部位にはオフガ
スバーナーが設けられており、燃料電池1の酸素極2の
排ガス及び水素極3の排ガスがそれぞれの排ガス出口か
らオフガスバーナー10に導かれるように管が接続され
ている。
An off-gas burner is provided downstream of the fuel cell 1 so that the exhaust gas of the oxygen electrode 2 and the exhaust gas of the hydrogen electrode 3 of the fuel cell 1 are guided to the off-gas burner 10 from the respective exhaust gas outlets. The tubing is connected.

【0045】また、ポンプ71から第2熱交換器32、
第3熱交換器33及び第1熱交換器31の順に直列に連
結された熱媒体回路としての水回路50が設けられてお
り、その熱媒体として水が用いられている。ここで、ポ
ンプ71は直流モータで駆動され、その駆動電力は、燃
料電池1によって発電され且つインバータ11により交
流電力に変換される前の直流電力から供給されている。
そして、ポンプ71により水回路50に流通される水の
流量は、この直流モータの回転数により制御可能となっ
ている。
The second heat exchanger 32 from the pump 71,
A water circuit 50 is provided as a heat medium circuit connected in series with the third heat exchanger 33 and the first heat exchanger 31 in this order, and water is used as the heat medium. Here, the pump 71 is driven by a DC motor, and the driving power is supplied from DC power before being generated by the fuel cell 1 and converted into AC power by the inverter 11.
The flow rate of the water flowing through the water circuit 50 by the pump 71 can be controlled by the rotation speed of the DC motor.

【0046】さらに、この燃料電池システムには、発電
量、燃料流量、空気流量、CO変成器7入口の改質ガス
温度等を検知するセンサが設けられており、それらのセ
ンサは図示しない制御装置に接続している。 −燃料電池システムの動作− 上記燃料電池システムの動作について説明する。
Further, the fuel cell system is provided with sensors for detecting a power generation amount, a fuel flow rate, an air flow rate, a reformed gas temperature at the inlet of the CO converter 7 and the like. Connected to —Operation of Fuel Cell System— The operation of the fuel cell system will be described.

【0047】原燃料は空気と水蒸気と共に燃料改質器6
の触媒に供給され、燃料改質器6の触媒上では原燃料の
部分酸化反応が起こり、H2とCOとが生成する
((1)式参照)。また、一部、水性ガスシフト反応を
も起こす((2)式参照)。
The raw fuel is a fuel reformer 6 together with air and steam.
And a partial oxidation reaction of the raw fuel occurs on the catalyst of the fuel reformer 6 to generate H2 and CO (see the equation (1)). In addition, a water gas shift reaction occurs partially (see equation (2)).

【0048】燃料改質器6を出た改質ガスの温度は80
0℃程度となっており、この温度が第1熱交換器31に
よって180〜400℃程度に下げられる。温度が下げ
られた改質ガスはCO変成器7へ送られ、そこの触媒上
で生ずる水性ガスシフト反応によってCO濃度が低下す
る((2)式参照)。
The temperature of the reformed gas leaving the fuel reformer 6 is 80
The temperature is about 0 ° C., and the temperature is reduced to about 180 to 400 ° C. by the first heat exchanger 31. The reformed gas whose temperature has been lowered is sent to the CO converter 7, where the CO concentration is reduced by the water gas shift reaction occurring on the catalyst (see equation (2)).

【0049】CO変成器7を出た改質ガスの温度は、第
3熱交換器33によって150℃程度まで下げられる。
温度が下げられた改質ガスは選択酸化反応器8に送ら
れ、そこの触媒上で生ずるCO選択酸化反応によってC
O濃度がさらに低下する((3)式参照)。
The temperature of the reformed gas exiting the CO converter 7 is reduced to about 150 ° C. by the third heat exchanger 33.
The temperature-reduced reformed gas is sent to the selective oxidation reactor 8 where CO is oxidized by a CO selective oxidation reaction occurring on the catalyst.
The O concentration further decreases (see equation (3)).

【0050】選択酸化反応器8を出た改質ガスの温度
は、第2熱交換器32によって80℃程度まで下げられ
る。温度が下げられた改質ガスは、燃料電池1の水素極
3に供給される。
The temperature of the reformed gas leaving the selective oxidation reactor 8 is reduced to about 80 ° C. by the second heat exchanger 32. The reformed gas whose temperature has been lowered is supplied to the hydrogen electrode 3 of the fuel cell 1.

【0051】他方、空気圧縮機4から送られる空気は、
そのまま酸素極2に供給される。
On the other hand, the air sent from the air compressor 4 is
It is supplied to the oxygen electrode 2 as it is.

【0052】そして、燃料電池1では、水素極3の電極
表面で2H2→4H++4e−、酸素極2の電極表面で
O2+4H++4e−→2H2Oの電池反応を起こし、
直流電力が生じる。生じた直流電力は、インバータ11
によって交流電力に変換される。また、生じた直流電力
の一部は、水回路50に装備されたポンプ71と空気圧
縮機4との駆動電力として供給される。
In the fuel cell 1, a cell reaction of 2H2 → 4H ++ 4e− on the electrode surface of the hydrogen electrode 3 and a cell reaction of O2 + 4H ++ 4e− → 2H2O on the electrode surface of the oxygen electrode 2 occur.
DC power is generated. The generated DC power is supplied to the inverter 11
Is converted into AC power. A part of the generated DC power is supplied as drive power for the pump 71 and the air compressor 4 provided in the water circuit 50.

【0053】また、このとき、酸素極2の排ガスとして
電池反応に使われなかった余剰空気と電池反応によって
生じた水蒸気とが生じ、一方、水素極3の排ガスとして
電池反応に使用されなかった水素、二酸化炭素、窒素、
未改質の原燃料及び水蒸気が生じる。この酸素極2及び
水素極3の各排ガスは、それぞれオフガスバーナー10
により燃焼されて排出される。
At this time, excess air not used for the battery reaction as the exhaust gas of the oxygen electrode 2 and water vapor generated by the battery reaction are generated, while hydrogen not used for the battery reaction as the exhaust gas of the hydrogen electrode 3 is generated. , Carbon dioxide, nitrogen,
Unreformed raw fuel and steam are produced. Each exhaust gas from the oxygen electrode 2 and the hydrogen electrode 3 is supplied to an off-gas burner 10
It is burned and discharged by.

【0054】そして、ポンプ71により水回路50を流
通させる水によって、第2熱交換器32、第3熱交換器
33及び第1熱交換器31の順に排熱回収がなされる。
このとき、水回路50を流通して戻った水は温度が75
℃以上の温水となっている。
Then, the waste heat is recovered in the order of the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, and the first heat exchanger 31 by the water flowing through the water circuit 50 by the pump 71.
At this time, the water returned through the water circuit 50 has a temperature of 75.
It is hot water of over ℃.

【0055】また、センサによって検知された発電量、
燃料流量、空気流量、CO変成器7入口の改質ガス温度
等に基づいて制御装置はポンプ71の直流モータの回転
数を操作し、水回路50を流通させる水の流量調節がな
されることとなる。 −水回路50における水の流量制御− 続いて、本燃料電池システムの排熱回収システムにおけ
る水回路50の水流量制御動作について図2及び図3に
基づいて説明する。 <第1制御フロー>図2は、本燃料電池システムの排熱
回収システムにおける第1制御フローを示す。この第1
制御フローは、CO変成器7に入る改質ガス温度が固定
設定された上下限温度の範囲内のものとするための制御
である。すなわち、燃料電池システムの定常運転時にお
ける制御である。
Further, the power generation amount detected by the sensor,
On the basis of the fuel flow rate, the air flow rate, the reformed gas temperature at the inlet of the CO converter 7 and the like, the control device operates the rotation speed of the DC motor of the pump 71 to adjust the flow rate of water flowing through the water circuit 50. Become. -Water Flow Control in Water Circuit 50- Next, a water flow control operation of the water circuit 50 in the exhaust heat recovery system of the present fuel cell system will be described with reference to FIGS. <First Control Flow> FIG. 2 shows a first control flow in the exhaust heat recovery system of the present fuel cell system. This first
The control flow is a control for controlling the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 within the range of the fixed upper and lower limit temperatures. That is, the control is performed during the steady operation of the fuel cell system.

【0056】まず、ステップST1において、燃料電池
システムが起動される。
First, in step ST1, the fuel cell system is started.

【0057】そして、ステップST2からステップST
6までの水流量制御が実行される。
Then, from step ST2 to step ST
Water flow control up to 6 is executed.

【0058】すなわち、ステップST2において、CO
変成器7入口に設けられた温度センサにより改質ガスの
温度が検知され、その温度の読み込みがなされてステッ
プST3に進む。ステップST3では、CO変成器7に
入る改質ガスの温度Tが設定された上限温度Tmaxより
高いか否かが判定され、TがTmaxより高い場合にはス
テップST4に進む。ステップST4では、水回路50
を流通する水流量の増量が実行される、具体的には、燃
料電池1からポンプ71に供給される電力が増やされ、
ポンプ71のモータの回転数が高められる。従って、第
1熱交換器31において回収される排熱が増加すること
となり、CO変成器7に入る改質ガスの温度が低められ
ることとなる。そして、その後はステップST2に戻
る。
That is, in step ST2, CO
The temperature of the reformed gas is detected by a temperature sensor provided at the inlet of the transformer 7, the temperature is read, and the process proceeds to step ST3. In step ST3, it is determined whether or not the temperature T of the reformed gas entering the CO converter 7 is higher than a set upper limit temperature Tmax. If T is higher than Tmax, the process proceeds to step ST4. In step ST4, the water circuit 50
Is increased, specifically, the electric power supplied from the fuel cell 1 to the pump 71 is increased,
The rotation speed of the motor of the pump 71 is increased. Therefore, the exhaust heat recovered in the first heat exchanger 31 increases, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 decreases. Then, the process returns to step ST2.

【0059】ステップST3において、TがTmax以下
の場合にはステップST5に進む。ステップST5で
は、CO変成器7に入る改質ガスの温度Tが設定された
下限温度Tminより高いか否かが判定され、TがTmaxよ
り低い場合にはステップST6に進む。ステップST6
では、水回路50を流通する水流量の減量が実行され
る、具体的には、燃料電池1からポンプ71に供給され
る電力が減らされ、ポンプ71のモータの回転数が低め
られる。従って、第1熱交換器31において回収される
排熱が減少することとなり、CO変成器7に入る改質ガ
スの温度が高められることとなる。そして、その後はス
テップST2に戻る。
If T is equal to or smaller than Tmax in step ST3, the process proceeds to step ST5. In step ST5, it is determined whether or not the temperature T of the reformed gas entering the CO converter 7 is higher than a set lower limit temperature Tmin. If T is lower than Tmax, the process proceeds to step ST6. Step ST6
Then, the flow rate of the water flowing through the water circuit 50 is reduced. Specifically, the power supplied from the fuel cell 1 to the pump 71 is reduced, and the rotation speed of the motor of the pump 71 is reduced. Therefore, the exhaust heat recovered in the first heat exchanger 31 is reduced, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 is increased. Then, the process returns to step ST2.

【0060】ステップST5において、TがTmax以下
の場合にはステップST2に戻る。 <第2制御フロー>図3は、本燃料電池システムの排熱
回収システムにおける第2制御フローを示す。この第2
制御フローは、CO変成器7に入る改質ガス温度を、燃
料電池1の発電量、燃料流量、空気流量等に応じて設定
される上下限温度の範囲内のものとするための制御であ
る。すなわち、発電量等に変動を伴う燃料電池システム
の非定常運転時における制御である。
If T is equal to or smaller than Tmax in step ST5, the process returns to step ST2. <Second Control Flow> FIG. 3 shows a second control flow in the exhaust heat recovery system of the present fuel cell system. This second
The control flow is a control for controlling the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 within a range of upper and lower limit temperatures set according to the power generation amount of the fuel cell 1, the fuel flow rate, the air flow rate, and the like. . That is, the control is performed at the time of the non-stationary operation of the fuel cell system in which the power generation amount fluctuates.

【0061】まず、ステップST1’において、燃料電
池システムが起動される。
First, in step ST1 ', the fuel cell system is started.

【0062】そして、ステップST2’からステップS
T8’までの水流量制御が実行される。
Then, from step ST2 'to step S
Water flow control until T8 'is executed.

【0063】すなわち、ステップST2’において、発
電量、燃料流量、空気流量等をセンサによって検知し、
それらの読み込みがなされてステップST3’に進む。
ステップST3’では、読み込んだ発熱量等に基づきC
O変成器7に入る改質ガスの温度の上限温度T’maxと
下限温度T’minとが決定されてステップST4’に進
む。
That is, in step ST2 ', the power generation amount, the fuel flow rate, the air flow rate, etc. are detected by the sensor.
After these are read, the process proceeds to step ST3 '.
In step ST3 ', C is determined based on the read calorific value and the like.
The upper limit temperature T'max and the lower limit temperature T'min of the temperature of the reformed gas entering the O shift converter 7 are determined, and the process proceeds to step ST4 '.

【0064】ステップST4’において、CO変成器7
入口に設けられた温度センサにより改質ガスの温度が検
知され、その温度の読み込みがなされてステップST
5’に進む。ステップST5’では、CO変成器7に入
る改質ガスの温度T’がST3’で設定された上限温度
T’maxより高いか否かが判定され、T’がT’maxより
高い場合にはステップST6’に進む。ステップST
6’では、水回路50を流通する水流量の増量が実行さ
れる、具体的には、燃料電池1からポンプ71に供給さ
れる電力が増やされ、ポンプ71のモータの回転数が高
められる。従って、第1熱交換器31において回収され
る排熱が増加することとなり、CO変成器7に入る改質
ガスの温度が低められることとなる。そして、その後は
ステップST2’に戻る。
In step ST4 ', the CO transformer 7
The temperature of the reformed gas is detected by the temperature sensor provided at the inlet, and the temperature is read, and the process proceeds to step ST.
Go to 5 '. In step ST5 ', it is determined whether the temperature T' of the reformed gas entering the CO converter 7 is higher than the upper limit temperature T'max set in ST3 ', and if T' is higher than T'max. Proceed to step ST6 '. Step ST
In 6 ', the flow rate of the water flowing through the water circuit 50 is increased. Specifically, the power supplied from the fuel cell 1 to the pump 71 is increased, and the rotation speed of the motor of the pump 71 is increased. Therefore, the exhaust heat recovered in the first heat exchanger 31 increases, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 decreases. Then, the process returns to step ST2 '.

【0065】ステップST5’において、T’がT’ma
x以下の場合にはステップST7’に進む。ステップS
T7’では、CO変成器7に入る改質ガスの温度TがS
T3’で設定された下限温度T’minより高いか否かが
判定され、T’がT’maxより低い場合にはステップS
T8’に進む。ステップST8’では、水回路50を流
通する水流量の減量が実行される、具体的には、燃料電
池1からポンプ71に供給される電力が減らされ、ポン
プ71のモータの回転数が低められる。従って、第1熱
交換器31において回収される排熱が減少することとな
り、CO変成器7に入る改質ガスの温度が高められるこ
ととなる。そして、その後はステップST2’に戻る。
In step ST5 ', T' is changed to T'ma
If it is less than x, the process proceeds to step ST7 '. Step S
At T7 ', the temperature T of the reformed gas entering the CO converter 7 is S
It is determined whether or not the temperature is higher than the lower limit temperature T'min set in T3 ', and if T' is lower than T'max, step S is executed.
Proceed to T8 '. In step ST8 ′, the flow rate of the water flowing through the water circuit 50 is reduced. Specifically, the power supplied from the fuel cell 1 to the pump 71 is reduced, and the rotation speed of the motor of the pump 71 is reduced. . Therefore, the exhaust heat recovered in the first heat exchanger 31 is reduced, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 is increased. Then, the process returns to step ST2 '.

【0066】ステップST7’において、T’がT’ma
x以下の場合にはステップST2’に戻る。 −作用・効果− 上記構成の燃料電池システムによれば、改質系において
原燃料からH2を含む改質ガスを生成する過程で放出さ
れる大量の反応熱を排熱として水回路50によって回収
することができ、従来のように燃料電池のみから排熱回
収する場合に比べて大量の排熱を回収することができ
る。そして、この排熱を燃料電池コジェネに利用するこ
とにより、従来では60℃程度までしか昇温できなかっ
た給湯器の水を75℃以上まで昇温することができる。
また、この排熱を燃料改質器(6)又はCO変成器
(7)における水性ガスシフト反応のために供給される
水の加熱及び蒸気化に利用するということもできる。
In step ST7 ', T' becomes T'ma
If it is less than x, the process returns to step ST2 '. -Operation / Effect- According to the fuel cell system having the above configuration, a large amount of reaction heat released in the process of generating the reformed gas containing H2 from the raw fuel in the reforming system is recovered by the water circuit 50 as exhaust heat. Thus, a large amount of exhaust heat can be recovered as compared with the conventional case where exhaust heat is recovered only from the fuel cell. Then, by using the exhaust heat for the fuel cell cogeneration, the temperature of the water in the water heater, which previously could only be raised to about 60 ° C., can be raised to 75 ° C. or more.
Further, it can be said that this waste heat is used for heating and vaporizing water supplied for the water gas shift reaction in the fuel reformer (6) or the CO shift converter (7).

【0067】また、燃料改質器6を出た改質ガスは第1
熱交換器31において排熱回収されて180〜400℃
となっており、選択酸化反応器8を出た改質ガスは第2
熱交換器32において排熱回収されて約80℃となって
いる。すなわち、熱交換器を設けるという簡便な方法に
よって、CO変成器7及び燃料電池1それぞれに入る改
質ガスの温度が所定温度範囲内となっている。
The reformed gas exiting the fuel reformer 6 is the first gas.
Exhausted heat is recovered in the heat exchanger 31 to 180 to 400 ° C.
The reformed gas exiting the selective oxidation reactor 8 is the second
Exhausted heat is recovered in the heat exchanger 32 to about 80 ° C. That is, the temperature of the reformed gas entering each of the CO converter 7 and the fuel cell 1 is within a predetermined temperature range by a simple method of providing a heat exchanger.

【0068】そして、図2又は図3に示すフローに従っ
て水の流量を制御することにより、CO変成器7に入る
改質ガスの温度を調節できるので、原燃料の供給量に変
動がある場合等でも、燃料電池1に入る改質ガスの温度
及びガス組成の安定化を図ることができる。また、水の
流量が直流モータで駆動されるポンプ71の直流モータ
の回転数により制御されているので、高価なインバータ
を用いる必要がない。さらに、その直流モータの駆動電
力を燃料電池1による発電電力により供給しているの
で、燃料電池1で発電した直流電力をそのまま使用する
ことができ、直交変換による損失がなく効率的となる。
By controlling the flow rate of water according to the flow shown in FIG. 2 or FIG. 3, the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 can be adjusted. However, the temperature and gas composition of the reformed gas entering the fuel cell 1 can be stabilized. Further, since the flow rate of water is controlled by the rotation speed of the DC motor of the pump 71 driven by the DC motor, it is not necessary to use an expensive inverter. Further, since the driving power of the DC motor is supplied by the power generated by the fuel cell 1, the DC power generated by the fuel cell 1 can be used as it is, and there is no loss due to the orthogonal transformation, which is efficient.

【0069】また、排熱回収は、第1熱交換器31、第
3熱交換器33、第2熱交換器32の順、すなわち、温
度の低い順に行われるので、排熱回収効率が良好とな
る。
Further, since the exhaust heat recovery is performed in the order of the first heat exchanger 31, the third heat exchanger 33, and the second heat exchanger 32, that is, in order of the temperature, the efficiency of the exhaust heat recovery is good. Become.

【0070】そして、上記のように水回路50を流通し
た水の温度は75℃以上となっているので、同じ熱量を
貯めるのに必要な貯湯タンクの容量のコンパクト化を図
ることができ、コジェネレーションシステムとして吸着
式等の空調にも利用が可能となる。 (実施形態2)図4に実施形態2に係る燃料電池システ
ムの概略構成を示す。なお、実施形態1と同一部分につ
いては同一符号で示している。
Since the temperature of the water flowing through the water circuit 50 is 75 ° C. or higher as described above, the capacity of the hot water storage tank required to store the same amount of heat can be reduced. It can also be used for air conditioning of the adsorption type as a generation system. Embodiment 2 FIG. 4 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 2. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0071】実施形態2に係る燃料電池システムでは、
CO変成器7内部及び選択酸化反応器8内部に熱交換部
41,42がそれぞれ設けられ、水回路50は、ポンプ
71から第2熱交換器32、選択酸化反応器8内部、第
3熱交換器33、CO変成器7内部及び第1熱交換器3
1が順に直列に連結されて形成されており、熱媒体とし
て水が用いられている。従って、ポンプ71により水回
路50を流通させる水によって、第2熱交換器32、選
択酸化反応器8内部、第3熱交換器33、CO変成器7
内部及び第1熱交換器31の順に排熱回収がなされる。
その他の構成は実施形態1に係る燃料電池システムと同
一である。
In the fuel cell system according to Embodiment 2,
Heat exchange units 41 and 42 are provided inside the CO shift converter 7 and the selective oxidation reactor 8, respectively. The water circuit 50 is connected to the second heat exchanger 32 from the pump 71, the selective oxidation reactor 8, and the third heat exchange unit. , The inside of the CO transformer 7 and the first heat exchanger 3
1 are sequentially connected in series, and water is used as a heat medium. Therefore, the second heat exchanger 32, the inside of the selective oxidation reactor 8, the third heat exchanger 33, and the CO
Exhaust heat recovery is performed in the order of the inside and the first heat exchanger 31.
Other configurations are the same as those of the fuel cell system according to the first embodiment.

【0072】上記構成の燃料電池システムによれば、C
O変成器7において起こる水性ガスシフト反応の反応中
の反応熱及び選択酸化反応器8において起こるCO選択
酸化反応の反応中の反応熱が共に排熱として回収される
こととなり、各反応の安定化を図ることができる。すな
わち、例えば、CO変成器7では、反応温度が高くなる
ことによるCO転化率の低下が防止される。また、選択
酸化反応器8では、反応温度が高くなることによるCH
4の生成が防止される。
According to the fuel cell system having the above configuration, C
The reaction heat during the reaction of the water gas shift reaction occurring in the O shift converter 7 and the reaction heat during the reaction of the CO selective oxidation reaction occurring in the selective oxidation reactor 8 are both recovered as waste heat, thereby stabilizing each reaction. Can be planned. That is, for example, in the CO converter 7, a decrease in the CO conversion rate due to an increase in the reaction temperature is prevented. Further, in the selective oxidation reactor 8, CH increases due to an increase in the reaction temperature.
4 is prevented.

【0073】その他の作用・効果は実施形態1と同一で
ある。 (実施形態3)図5に実施形態3に係る燃料電池システ
ムの概略構成を示す。なお、実施形態1と同一部分につ
いては同一符号で示している。
Other functions and effects are the same as those of the first embodiment. Third Embodiment FIG. 5 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to a third embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0074】実施形態3に係る燃料電池システムでは、
燃料電池1に熱交換部43が設けられ、水回路50は、
燃料電池1、第2熱交換器32、第3熱交換器33及び
第1熱交換器31が順に直列に連結して形成されてお
り、熱媒体として水が用いられている。従って、ポンプ
71により水回路50を流通させる水によって、燃料電
池1、第2熱交換器32、第3熱交換器33及び第1熱
交換器31の順に排熱回収がなされる。その他の構成は
実施形態1に係る燃料電池システムと同一である。
In the fuel cell system according to Embodiment 3,
The heat exchange unit 43 is provided in the fuel cell 1, and the water circuit 50
The fuel cell 1, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, and the first heat exchanger 31 are sequentially connected in series, and water is used as a heat medium. Therefore, waste heat is recovered in the order of the fuel cell 1, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, and the first heat exchanger 31 by the water flowing through the water circuit 50 by the pump 71. Other configurations are the same as those of the fuel cell system according to the first embodiment.

【0075】上記構成の燃料電池システムによれば、改
質系における排熱回収に加えて、燃料電池1の排熱を回
収することができ、これにより、燃料電池システムにお
ける排熱回収率の向上が図られることとなる。
According to the fuel cell system having the above-described structure, the exhaust heat of the fuel cell 1 can be recovered in addition to the recovery of the exhaust heat in the reforming system. Will be achieved.

【0076】また、排熱回収が、燃料電池1、第2熱交
換器32、第3熱交換器33及び第1熱交換器31の
順、すなわち、温度の低い順に行われるので、排熱回収
効率が良好となる。
Further, since the exhaust heat recovery is performed in the order of the fuel cell 1, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, and the first heat exchanger 31, that is, in order of decreasing temperature, the exhaust heat recovery is performed. The efficiency is good.

【0077】その他の作用・効果は実施形態1と同一で
ある。 (実施形態4)図6に実施形態4に係る燃料電池システ
ムの概略構成を示す。なお、実施形態1と同一部分につ
いては同一符号で示している。
Other functions and effects are the same as those of the first embodiment. Embodiment 4 FIG. 6 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 4. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0078】実施形態4に係る燃料電池システムでは、
オフガスバーナー10に熱交換部44が設けられ、水回
路50は、第2熱交換器32、第3熱交換器33、第1
熱交換器31及びオフガスバーナー10が順に直列に連
結して形成されており、熱媒体として水が用いられてい
る。従って、ポンプ71により水回路50を流通させる
水によって、第2熱交換器32、第3熱交換器33、第
1熱交換器31及びオフガスバーナー10の順に排熱回
収がなされる。その他の構成は実施形態1に係る燃料電
池システムと同一である。
In the fuel cell system according to Embodiment 4,
The off-gas burner 10 is provided with a heat exchange section 44, and the water circuit 50 includes a second heat exchanger 32, a third heat exchanger 33, and a first heat exchanger 33.
The heat exchanger 31 and the off-gas burner 10 are sequentially connected in series, and water is used as a heat medium. Therefore, the exhaust heat recovery is performed in the order of the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10 by the water flowing through the water circuit 50 by the pump 71. Other configurations are the same as those of the fuel cell system according to the first embodiment.

【0079】上記構成の燃料電池システムによれば、改
質系における排熱回収に加えて、オフガスバーナー10
の排熱を回収することができ、燃料電池システムとして
の熱回収率の向上が図られることとなる。
According to the fuel cell system having the above configuration, in addition to the recovery of exhaust heat in the reforming system, the off-gas burner 10
Waste heat can be recovered, and the heat recovery rate of the fuel cell system can be improved.

【0080】また、排熱回収が、第2熱交換器32、第
3熱交換器33、第1熱交換器31及びオフガスバーナ
ー10の順、すなわち、温度の低い順に行われるので、
排熱回収効率が良好となる。
Further, the exhaust heat recovery is performed in the order of the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10, that is, in order of decreasing temperature.
Exhaust heat recovery efficiency is improved.

【0081】その他の作用・効果は実施形態1と同一で
ある。 (実施形態5)図7に実施形態5に係る燃料電池システ
ムの概略構成を示す。なお、実施形態4及び5と同一部
分については同一符号で示している。
Other functions and effects are the same as those of the first embodiment. Embodiment 5 FIG. 7 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 5. The same parts as those in Embodiments 4 and 5 are denoted by the same reference numerals.

【0082】実施形態5に係る燃料電池システムでは、
燃料電池1及びオフガスバーナー10にそれぞれ熱交換
部43,44が設けられ、水回路50は、燃料電池1、
第2熱交換器32、第3熱交換器33、第1熱交換器3
1及びオフガスバーナー10が順に直列に連結されて形
成されており、熱媒体として水が用いられている。従っ
て、ポンプ71により水回路50を流通させる水によっ
て、燃料電池1、第2熱交換器32、第3熱交換器3
3、第1熱交換器31及びオフガスバーナー10の順に
排熱回収がなされる。すなわち、本実施形態は、実施形
態3と実施形態4とが合わさったものである。
In the fuel cell system according to Embodiment 5,
Heat exchange units 43 and 44 are provided in the fuel cell 1 and the off-gas burner 10, respectively.
2nd heat exchanger 32, 3rd heat exchanger 33, 1st heat exchanger 3
1 and the off-gas burner 10 are sequentially connected in series, and water is used as a heat medium. Therefore, the fuel cell 1, the second heat exchanger 32, and the third heat exchanger 3 are supplied by the water flowing through the water circuit 50 by the pump 71.
3. Exhaust heat recovery is performed in the order of the first heat exchanger 31 and the off-gas burner 10. That is, the present embodiment is a combination of the third embodiment and the fourth embodiment.

【0083】上記構成の燃料電池システムによれば、改
質系における排熱回収に加えて、燃料電池1及びオフガ
スバーナー10の排熱を回収することができ、燃料電池
システムとしての熱回収率のより一層の向上が図られる
こととなる。
According to the fuel cell system having the above configuration, in addition to the recovery of the exhaust heat in the reforming system, the exhaust heat of the fuel cell 1 and the off-gas burner 10 can be recovered. Further improvement will be achieved.

【0084】その他の作用・効果は実施形態3及び実施
形態4と同一である。 <燃料電池コジェネ1>図8に燃料電池コジェネ1の概
略構成を示す。
Other functions and effects are the same as those of the third and fourth embodiments. <Fuel Cell Cogeneration 1> FIG.

【0085】この燃料電池コジェネ1では、実施形態5
において、オフガスバーナー10から第4熱交換器34
を経て第1ポンプ71に戻る閉回路となるよう水回路5
0が形成されている。また、水回路50を循環する媒体
として不凍液が用いられている。そして、燃料電池シス
テムに併設された貯湯タンク60から出た水が第2ポン
プ72により第4熱交換器34に送られ、再び貯湯タン
ク60に戻る閉回路が形成されている。従って、第1ポ
ンプ71により水回路50を循環する不凍液によって、
燃料電池1、第2熱交換器32、第3熱交換器33、第
1熱交換器31及びオフガスバーナー10の順に排熱回
収がなされ、回収された排熱は第4熱交換器34によっ
て循環している貯湯タンク60の水の加熱に使用され
る。
In the fuel cell cogeneration 1, Embodiment 5
At the off-gas burner 10 to the fourth heat exchanger 34
The water circuit 5 returns to the first pump 71 via the
0 is formed. An antifreeze is used as a medium circulating in the water circuit 50. Then, water that has flowed out of the hot water storage tank 60 attached to the fuel cell system is sent to the fourth heat exchanger 34 by the second pump 72, and a closed circuit that returns to the hot water storage tank 60 is formed. Therefore, the antifreeze circulated through the water circuit 50 by the first pump 71 causes
Exhaust heat is recovered in the order of the fuel cell 1, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10, and the recovered exhaust heat is circulated by the fourth heat exchanger 34. It is used for heating water in the hot water storage tank 60.

【0086】上記構成の燃料電池コジェネ1によれば、
水回路50が閉回路であるために貯湯タンク60の水が
水回路50内に導入されることがなく、シリカによる熱
交換や、燃料電池1本体内のスケール付着を防止でき、
水回路50の熱交換特性が長期的に安定することとな
る。
According to the fuel cell cogeneration 1 having the above configuration,
Since the water circuit 50 is a closed circuit, water in the hot water storage tank 60 is not introduced into the water circuit 50, and heat exchange with silica and scale adhesion in the fuel cell 1 main body can be prevented.
The heat exchange characteristics of the water circuit 50 will be stable for a long time.

【0087】また、この閉回路を形成する水回路50の
熱媒体として不凍液が用いられているので、冬季の凍結
による熱媒体回路50の破損が防止されることとなる。 <燃料電池コジェネ2>図9に燃料電池コジェネ2の概
略構成を示す。なお、燃料電池コジェネ1と同一部分に
ついては同一符号で示している。
Further, since the antifreeze liquid is used as a heat medium of the water circuit 50 forming the closed circuit, damage of the heat medium circuit 50 due to freezing in winter can be prevented. <Fuel Cell Cogeneration 2> FIG. 9 shows a schematic configuration of the fuel cell cogeneration 2. The same parts as those of the fuel cell cogeneration 1 are denoted by the same reference numerals.

【0088】燃料電池コジェネ2では、実施形態5にお
いて、オフガスバーナー10から、燃料電池システムに
併設された貯湯タンク60内部に設けられた熱交換部4
5を経てポンプ71に戻る閉回路となるよう水回路50
が形成されている。また、水回路50を循環する媒体と
して不凍液が用いられている。従って、ポンプ71によ
り水回路50を循環する不凍液によって、燃料電池1、
第2熱交換器32、第3熱交換器33、第1熱交換器3
1及びオフガスバーナー10の順に排熱回収がなされ、
回収された排熱は貯湯タンク60内部に設けられた熱交
換部45によって貯湯タンク60内部の水の加熱に使用
される。その他の構成は燃料電池コジェネ1と同一であ
る。
In the fuel cell cogeneration system 2, in the fifth embodiment, the heat exchange unit 4 provided inside the hot water storage tank 60 attached to the fuel cell system is supplied from the off-gas burner 10.
5. The water circuit 50 returns to the pump 71 via the
Are formed. An antifreeze is used as a medium circulating in the water circuit 50. Therefore, the fuel cell 1,
2nd heat exchanger 32, 3rd heat exchanger 33, 1st heat exchanger 3
Exhaust heat recovery is performed in the order of 1 and the off-gas burner 10,
The recovered exhaust heat is used for heating water inside the hot water storage tank 60 by the heat exchange unit 45 provided inside the hot water storage tank 60. Other configurations are the same as the fuel cell cogeneration 1.

【0089】作用・効果については燃料電池コジェネ1
と同一である。 <燃料電池コジェネ3>図10に燃料電池コジェネ3の
概略構成を示す。なお、燃料電池コジェネ1と同一部分
については同一符号で示している。
The operation and effects are described in the fuel cell cogeneration 1
Is the same as <Fuel Cell Cogeneration 3> FIG. The same parts as those of the fuel cell cogeneration 1 are denoted by the same reference numerals.

【0090】燃料電池コジェネ3では、実施形態5にお
いて、オフガスバーナー10から出た後、燃料電池シス
テムに併設された貯湯タンク60に入り、貯湯タンク6
0からポンプ71に戻る閉回路となるよう水回路50が
形成されている。すなわち、貯湯タンク60内の水が水
回路50を循環するようになっている。ここで、ポンプ
71へは貯湯タンク60の下部から水が流入し、水回路
50を循環した水は貯湯タンク60の上部に戻るように
なっている。また、貯湯タンク60の下部には水道水を
補給するための水供給管26が接続されている。従っ
て、ポンプ71により水回路50を循環させる不凍液に
よって、燃料電池1、第2熱交換器32、第3熱交換器
33、第1熱交換器31及びオフガスバーナー10の順
に排熱回収がなされ、その排熱によって貯湯タンク60
の水が直接加熱される。
In the fuel cell cogeneration system 3, after exiting from the off-gas burner 10 in the fifth embodiment, the fuel cell cogeneration system enters the hot water storage tank 60 provided in the fuel cell system, and
The water circuit 50 is formed so as to form a closed circuit returning from 0 to the pump 71. That is, the water in the hot water storage tank 60 circulates in the water circuit 50. Here, water flows into the pump 71 from the lower part of the hot water storage tank 60, and the water circulated through the water circuit 50 returns to the upper part of the hot water storage tank 60. Further, a water supply pipe 26 for supplying tap water is connected to a lower portion of the hot water storage tank 60. Therefore, with the antifreeze circulated through the water circuit 50 by the pump 71, the exhaust heat is recovered in the order of the fuel cell 1, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10, Hot water storage tank 60
Water is directly heated.

【0091】上記燃料電池コジェネ3よれば、水回路5
0の熱媒体として貯湯タンク60の水が使用されること
となるので、別途熱媒体を設ける場合に比べて燃料電池
コジェネの簡略化を図ることができる。また、貯湯タン
ク60の水によって直接排熱回収が図られることとなる
ので、間接的に排熱を回収する場合に比べて熱損失が低
減されることとなる。
According to the fuel cell cogeneration 3, the water circuit 5
Since the water in the hot water storage tank 60 is used as the heat medium 0, the fuel cell cogeneration can be simplified as compared with the case where a separate heat medium is provided. Further, since the waste heat is directly recovered by the water in the hot water storage tank 60, the heat loss is reduced as compared with the case where the waste heat is indirectly recovered.

【0092】また、貯湯タンク60の下部から水回路5
0に流入し、水回路50を循環して排熱回収してきた水
が貯湯タンク60の上部に戻るようにされているので、
貯湯タンク60内に温度成層が形成されることとなり、
貯湯タンク60上部における利用可能な水の温度は高い
ものとなる。また、貯湯タンク60下部から水回路50
に低温度の水が供給されることとなるので、吸熱能の高
い熱媒体が水回路50を循環することとなり、回収され
る熱量が一層多くなる。 <燃料電池コジェネ4>図11に燃料電池コジェネ4の
概略構成を示す。なお、燃料電池コジェネ1と同一部分
については同一符号で示している。
Further, the water circuit 5
0, and the water that has circulated through the water circuit 50 and recovered the exhaust heat returns to the upper part of the hot water storage tank 60.
Temperature stratification will be formed in the hot water storage tank 60,
The temperature of the available water in the upper part of the hot water storage tank 60 becomes higher. In addition, the water circuit 50
Is supplied to the water circuit, the heat medium having a high endothermic capacity circulates in the water circuit 50, and the amount of heat recovered is further increased. <Fuel Cell Cogeneration 4> FIG. 11 shows a schematic configuration of the fuel cell cogeneration 4. The same parts as those of the fuel cell cogeneration 1 are denoted by the same reference numerals.

【0093】燃料電池コジェネ4では、燃料電池コジェ
ネ1において、燃料電池1の熱のみを回収する電池用水
回路51が設けられている。そして、この電池用水回路
51には熱媒体として不凍液が用いられ、第3ポンプ7
3により不凍液に電池用水回路51を循環させるように
なっている。また、水回路50と電池用水回路51と
は、第5熱回収器35を介して結合している。そして、
第1ポンプ71により水回路50を流通させる水によっ
て、第5熱交換器35、第2熱交換器32、第3熱交換
器33、第1熱交換器31及びオフガスバーナー10の
順に排熱回収がなされることとなる。その他の構成は燃
料電池コジェネ1と同一である。
In the fuel cell cogeneration 4, the fuel cell cogeneration 1 is provided with a battery water circuit 51 for recovering only the heat of the fuel cell 1. An antifreeze is used as a heat medium in the battery water circuit 51, and the third pump 7
3 allows the antifreeze to circulate the battery water circuit 51. The water circuit 50 and the battery water circuit 51 are connected via a fifth heat recovery unit 35. And
The waste heat is recovered in the order of the fifth heat exchanger 35, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10 by the water flowing through the water circuit 50 by the first pump 71. Will be performed. Other configurations are the same as the fuel cell cogeneration 1.

【0094】上記構成の燃料電池コジェネ4によれば、
密封された不凍液が電池用水回路51内を循環すること
となるので燃料電池1内でスケールが付着するというこ
とがなく、燃料電池1の長寿命化が図られることとな
る。
According to the fuel cell cogeneration system 4 having the above configuration,
Since the sealed antifreeze circulates in the battery water circuit 51, the scale does not adhere in the fuel cell 1 and the life of the fuel cell 1 is extended.

【0095】また、電池用水回路51の熱媒体として不
凍液を用いているので、冬季の凍結による燃料電池1本
体の破損が防止されることとなる。
Further, since the antifreeze is used as the heat medium of the battery water circuit 51, damage to the fuel cell 1 body due to freezing in winter can be prevented.

【0096】その他の作用・効果は燃料電池コジェネ1
と同一である。 <燃料電池コジェネ5>図12に燃料電池コジェネ5の
概略構成を示す。なお、燃料電池コジェネ3と同一部分
については同一符号で示している。
Other functions and effects are described in fuel cell cogeneration 1
Is the same as <Fuel Cell Cogeneration 5> FIG. The same parts as those of the fuel cell cogeneration 3 are denoted by the same reference numerals.

【0097】燃料電池コジェネ5では、燃料電池コジェ
ネ3において、燃料電池1の熱のみを回収する電池用水
回路51が設けられている。そして、この電池用水回路
51には熱媒体として不凍液が用いられ、第3ポンプ7
3により不凍液に電池用水回路51を循環させるように
なっている。また、水回路50と電池用水回路51と
は、第5熱回収器35を介して結合している。そして、
第1ポンプ71により水回路50を流通させる水によっ
て、第5熱交換器35、第2熱交換器32、第3熱交換
器33、第1熱交換器31及びオフガスバーナー10の
順に排熱回収がなされることとなる。その他の構成は燃
料電池コジェネ3と同一である。
In the fuel cell cogeneration system 5, a fuel cell cogeneration system 3 is provided with a battery water circuit 51 for recovering only the heat of the fuel cell system 1. An antifreeze is used as a heat medium in the battery water circuit 51, and the third pump 7
3 allows the antifreeze to circulate the battery water circuit 51. The water circuit 50 and the battery water circuit 51 are connected via a fifth heat recovery device 35. And
The waste heat is recovered in the order of the fifth heat exchanger 35, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10 by the water flowing through the water circuit 50 by the first pump 71. Will be done. Other configurations are the same as those of the fuel cell cogeneration 3.

【0098】作用・効果については燃料電池コジェネ4
と同一である。 <燃料電池コジェネ6>図13に燃料電池コジェネ6の
概略構成を示す。なお、燃料電池コジェネ1と同一部分
については同一符号で示している。
Regarding the function and effect, see Fuel Cell Cogeneration 4
Is the same as <Fuel Cell Cogeneration 6> FIG. 13 shows a schematic configuration of the fuel cell cogeneration 6. The same parts as those of the fuel cell cogeneration 1 are denoted by the same reference numerals.

【0099】燃料電池コジェネ6では、実施形態5にお
いて、オフガスバーナー10の下流側に第6熱交換器3
6が設けられている。また、燃料電池システムには貯湯
タンク60が併設されており、その下部には水道水を補
給するための水供給管26が第6熱交換器36を経由し
て接続されている。従って、水道水は第6熱交換器36
によって潜熱を回収して、貯湯タンク60に供給され
る。さらに、水供給管26には第6熱交換器36を経由
しないバイパス27も設けられている。
In the fuel cell cogeneration system 6 according to the fifth embodiment, the sixth heat exchanger 3 is provided downstream of the off-gas burner 10.
6 are provided. A hot water storage tank 60 is also provided in the fuel cell system, and a water supply pipe 26 for replenishing tap water is connected to a lower portion thereof via a sixth heat exchanger 36. Therefore, tap water is supplied to the sixth heat exchanger 36.
And recovers the latent heat to be supplied to the hot water storage tank 60. Further, the water supply pipe 26 is provided with a bypass 27 that does not pass through the sixth heat exchanger 36.

【0100】上記構成の燃料電池コジェネ6によれば、
オフガスバーナー10の排ガスから凝縮水を回収でき、
それを改質系への供給用に利用することができる。
According to the fuel cell cogeneration 6 having the above configuration,
Condensed water can be recovered from the exhaust gas of the off-gas burner 10,
It can be used for feeding to the reforming system.

【0101】また、貯湯タンク60に補給される水道水
は低温熱源であり、吸熱能が高いので、排熱回収量が大
きくなり、それに伴って多くの凝縮水を回収することが
できる。
Further, the tap water supplied to the hot water storage tank 60 is a low-temperature heat source and has a high heat absorbing ability, so that the amount of exhaust heat recovered is large, and accordingly, a large amount of condensed water can be recovered.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1に係る燃料電池システムの概略構成
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to a first embodiment.

【図2】実施形態1に係る燃料電池システムの排熱回収
システムにおける第1制御フロー図を示す。
FIG. 2 is a first control flow chart in the exhaust heat recovery system of the fuel cell system according to the first embodiment.

【図3】実施形態1に係る燃料電池システムの排熱回収
システムにおける第2制御フロー図を示す。
FIG. 3 shows a second control flow chart in the exhaust heat recovery system of the fuel cell system according to Embodiment 1.

【図4】実施形態2に係る燃料電池システムの概略構成
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 2.

【図5】実施形態3に係る燃料電池システムの概略構成
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 3.

【図6】実施形態4に係る燃料電池システムの概略構成
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 4.

【図7】実施形態5に係る燃料電池システムの概略構成
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 5.

【図8】燃料電池コジェネ1の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 1;

【図9】燃料電池コジェネ2の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 2.

【図10】燃料電池コジェネ3の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 3;

【図11】燃料電池コジェネ4の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 4;

【図12】燃料電池コジェネ5の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 5.

【図13】燃料電池コジェネ6の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料電池 2 酸素極 3 水素極 4 空気圧縮機 6 燃料改質器 7 CO変成器 8 選択酸化反応器 10 オフガスバーナー 11 インバータ 20 空気供給管 24 改質ガス供給管 25 原料ガス供給管 26 水供給管 27 バイパス 31 第1熱交換器 32 第2熱交換器 33 第3熱交換器 34 第4熱交換器 35 第5熱交換器 36 第6熱交換器 41〜45 熱交換部 50 水回路 60 貯湯タンク 71〜73 ポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 2 Oxygen electrode 3 Hydrogen electrode 4 Air compressor 6 Fuel reformer 7 CO converter 8 Selective oxidation reactor 10 Off gas burner 11 Inverter 20 Air supply pipe 24 Reformed gas supply pipe 25 Source gas supply pipe 26 Water supply Pipe 27 Bypass 31 First heat exchanger 32 Second heat exchanger 33 Third heat exchanger 34 Fourth heat exchanger 35 Fifth heat exchanger 36 Sixth heat exchanger 41-45 Heat exchange unit 50 Water circuit 60 Hot water storage Tank 71-73 Pump

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────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年12月17日(1999.12.
17)
[Submission date] December 17, 1999 (1999.12.
17)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 燃料電池システム及び燃料電池コジェ
ネレーションシステム
Patent application title: Fuel cell system and fuel cell cogeneration system

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
に関する。
[0001] The present invention relates to a fuel cell system.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、水素極に送り込まれるH 2
を燃料とし、酸素極に送り込まれるO 2 を酸化剤とし
て、これらを電解質を通じて反応させる発電器として一
般に知られている。そして、かかる燃料電池を備えた燃
料電池システムが特開平10−308230号公報に開
示されている。
2. Description of the Related Art Fuel cells use H 2 gas fed to a hydrogen electrode.
Is generally known as a power generator in which O 2 fed into the oxygen electrode is used as an oxidant and these are reacted through an electrolyte. A fuel cell system including such a fuel cell is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-308230.

【0003】この燃料電池システムは、炭化水素系の原
燃料を下記(1)式に示す部分酸化反応によってH 2
COとに改質する燃料改質器と、この改質の際生成する
COを下記(2)式に示す水性ガスシフト反応によって
酸化させ、CO濃度の低減及びH 2 の収率を向上させる
CO変成器と、さらに残存するCOを下記(3)式に示
す選択酸化反応によって酸化させ、残留するCOを低減
させる選択酸化反応器とを有する改質系を備えており、
この改質系に供給された原燃料がH 2 に改質されて水素
極に送り込まれる。また、酸素極には空気が送り込まれ
る。そして、燃料電池において電池反応が起こり、発電
がなされるものである。
[0003] This fuel cell system comprises a fuel reformer for reforming a hydrocarbon-based raw fuel into H 2 and CO by a partial oxidation reaction represented by the following equation (1), and a CO reformer produced during the reforming. Is oxidized by a water gas shift reaction shown in the following formula (2) to reduce the CO concentration and improve the yield of H 2 , and further, the remaining CO is oxidized by a selective oxidation reaction shown in the following formula (3). And a selective oxidation reactor having a selective oxidation reactor for reducing residual CO,
The raw fuel supplied to the reforming system is reformed into H 2 and sent to the hydrogen electrode. Air is fed into the oxygen electrode. Then, a cell reaction occurs in the fuel cell, and power is generated.

【0004】 CnHm+nH 2 O→nCO+(n+m/2)H 2 ………(1) CO+H 2 O→CO 2 +H 2 ………(2) CO+1/2O 2 →CO 2 ………(3) ところで、かかる燃料電池システムの排熱を利用した燃
料電池コジェネレーションシステム(以後「燃料電池コ
ジェネ」と称する)がある。すなわち、燃料電池におい
て起きる電池反応に伴って発生する熱を排熱として回収
し、これを給湯器の水の昇温のため等に利用するもので
ある。
CnHm + nH 2 O → nCO + (n + m / 2) H 2 (1) CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (2) CO + 1 / 2O 2 → CO 2 (3) There is a fuel cell cogeneration system using the exhaust heat of such a fuel cell system (hereinafter referred to as "fuel cell cogeneration"). That is, the heat generated by the cell reaction occurring in the fuel cell is recovered as exhaust heat, and the recovered heat is used for raising the temperature of the water in the water heater.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料電池コジェネでは、燃料電池本体を主として排熱回
収をするため、回収できる熱量が少なく、例えば給湯器
の水を60℃程度までしか昇温することができないとい
う問題がある。
However, in the conventional fuel cell cogeneration system, since the exhaust heat is recovered mainly from the fuel cell main body, the amount of heat that can be recovered is small. For example, the temperature of the water in the water heater only rises to about 60 ° C. There is a problem that you can not.

【0006】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、排熱を大量に回収で
きる燃料電池システムを得ることにある。
[0006] The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of recovering a large amount of exhaust heat.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、炭化水素系の
原燃料を改質してH 2 を生成する、いわゆる改質系にお
ける排熱を熱媒体回路(50)によって回収することと
したものである。
According to the present invention, waste heat in a so-called reforming system for reforming a hydrocarbon-based raw fuel to produce H 2 is recovered by a heat medium circuit (50). Things.

【0008】具体的には、本出願の発明は、炭化水素系
の原燃料を改質してH 2 を含む改質ガスを生成する改質
系と、該改質系において生成した改質ガスに含まれるH
2 を燃料として発電する燃料電池(1)と、該改質系に
おいて発生する排熱を回収する熱媒体回路(50)とを
備えていることを特徴とする。
Specifically, the invention of the present application relates to a reforming system for reforming a hydrocarbon-based raw fuel to produce a reformed gas containing H 2, and a reformed gas produced in the reforming system. H contained in
A fuel cell that generates 2 as fuel (1), characterized in that it includes a heat medium circuit for recovering waste heat generated in the reforming system (50).

【0009】上記の構成によれば、改質系において原燃
料からH 2 を含む改質ガスを生成する過程で放出される
大量の反応熱が排熱として熱媒体回路(50)によって
回収されることとなり、従来のように燃料電池のみから
排熱回収する場合に比べて大量の排熱を回収することが
できる。そして、この排熱を燃料電池コジェネに利用す
ることにより、例えば給湯器の水を75℃以上に昇温さ
せることも可能となる。また、この排熱を改質系におけ
る水性ガスシフト反応に用いられる水の加熱及び蒸気化
に利用することもできる。なお、熱媒体回路(50)と
しては、冷媒回路、水回路等を挙げることができ、熱媒
体としては、水、不凍液等を挙げることができる。
According to the above configuration, a large amount of reaction heat released in the process of generating the reformed gas containing H 2 from the raw fuel in the reforming system is recovered by the heat medium circuit (50) as exhaust heat. As a result, a large amount of exhaust heat can be recovered as compared with the conventional case where exhaust heat is recovered only from the fuel cell. Then, by using this exhaust heat for the fuel cell cogeneration, it is possible to raise the temperature of the water in the water heater to 75 ° C. or more, for example. This waste heat can also be used for heating and evaporating water used for the water gas shift reaction in the reforming system. The heat medium circuit (50) includes a refrigerant circuit, a water circuit, and the like, and the heat medium includes water, antifreeze, and the like.

【0010】ここで、改質系が、原燃料から部分酸化反
応によってH 2 とCOとを含む改質ガスを生成するため
の燃料改質器(6)と、燃料改質器(6)で生成した改
質ガスに含まれるCOを水性ガスシフト反応によって除
去するCO変成器(7)と、CO変成器(7)を出た改
質ガスに含まれる残留COをCO選択酸化反応によりさ
らに除去する選択酸化反応器(8)とを有している場
合、熱媒体回路(50)は、燃料改質器(6)から出た
後であって且つCO変成器(7)に入る前の改質ガスの
排熱、CO変成器(7)の排熱、CO変成器(7)から
出た後であって且つ選択酸化反応器(8)に入る前の改
質ガスの排熱、選択酸化反応器(8)の排熱及び選択酸
化反応器(8)から出た後であって且つ燃料電池(1)
に入る前の改質ガスの排熱のうち少なくとも1つを回収
するように形成されていればよい。またCO変成器
(7)を高温変成器と低温変成器との2段に構成し、高
温変成器と低温変成器との間の排熱を回収するようにし
てもよい。さらに、選択酸化反応器(8)が2段以上に
分かれて構成され、それらの間の排熱を回収するように
してもよい。
Here, the reforming system includes a fuel reformer (6) for generating a reformed gas containing H 2 and CO from the raw fuel by a partial oxidation reaction, and a fuel reformer (6). A CO converter (7) for removing CO contained in the generated reformed gas by a water gas shift reaction, and a residual CO contained in the reformed gas exiting the CO converter (7) is further removed by a CO selective oxidation reaction. With the selective oxidation reactor (8), the heating medium circuit (50) is connected to the reforming unit after exiting the fuel reformer (6) and before entering the CO shift converter (7). Exhaust heat of gas, exhaust heat of CO converter (7), exhaust heat of reformed gas after leaving CO converter (7) and before entering selective oxidation reactor (8), selective oxidation reaction Waste heat of the reactor (8) and after exiting the selective oxidation reactor (8) and the fuel cell (1)
What is necessary is just to be formed so as to collect at least one of the exhaust heat of the reformed gas before entering. Further, the CO transformer (7) may be configured in two stages of a high-temperature transformer and a low-temperature transformer, and the exhaust heat between the high-temperature transformer and the low-temperature transformer may be recovered. Further, the selective oxidation reactor (8) may be configured to be divided into two or more stages, and the exhaust heat between them may be recovered.

【0011】また、燃料改質器(6)から出た後であっ
て且つCO変成器(7)に入る前の改質ガスの排熱を熱
媒体回路(50)に回収させる第1熱交換器(31)
と、選択酸化反応器(8)から出た後であって且つ燃料
電池(1)に入る前の改質ガスの排熱を熱媒体回路(5
0)に回収させる第2熱交換器(32)とを備えている
構成としてもよい。かかる構成によれば、熱交換器を設
けるという簡便な方法によって、CO変成器(7)入口
での改質ガスの温度及び燃料電池(1)入口での改質ガ
スの温度をそれぞれ所定温度範囲内にすることができ
る。
The first heat exchange for recovering the exhaust heat of the reformed gas after leaving the fuel reformer (6) and before entering the CO converter (7) to the heat medium circuit (50). Tableware (31)
The exhaust heat of the reformed gas after leaving the selective oxidation reactor (8) and before entering the fuel cell (1) is transferred to the heat medium circuit (5).
And a second heat exchanger (32) for recovery in 0). According to such a configuration, the temperature of the reformed gas at the inlet of the CO converter (7) and the temperature of the reformed gas at the inlet of the fuel cell (1) are each set to a predetermined temperature range by a simple method of providing a heat exchanger. Can be inside.

【0012】そして、CO変成器(7)入口での改質ガ
スの温度、CO変成器(7)の温度及びCO変成器
(7)出口での改質ガスの温度のうち少なくとも1つが
所定温度範囲内になるように、熱媒体回路(50)を流
通する熱媒体の流量を制御する流量制御手段を備えてい
る構成としてもよい。かかる構成によれば、回収される
排熱量が制御可能となり、原燃料の供給量に変動がある
場合等でもCO変成器(7)に入る改質ガスの温度等を
調節でき、それによって燃料電池(1)に入る改質ガス
の温度及びガス組成の安定化を図ることができる。この
場合、熱媒体の流量は、直流モータで駆動されるポンプ
(71)のその直流モータの回転数により制御されるも
のであることが好ましい。高価なインバータを用いずに
制御することができるからである。また、直流モータの
駆動電力は、燃料電池(1)による発電電力から供給さ
れるものであることが好ましい。燃料電池(1)で発電
した直流電力をそのまま使用することができ、直交変換
による損失がなく効率的となるからである。
At least one of the temperature of the reformed gas at the inlet of the CO converter (7), the temperature of the CO converter (7) and the temperature of the reformed gas at the outlet of the CO converter (7) is a predetermined temperature. It may be configured to include a flow rate control unit that controls the flow rate of the heat medium flowing through the heat medium circuit (50) so as to fall within the range. According to this configuration, the amount of exhaust heat recovered can be controlled, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter (7) can be adjusted even when the supply amount of the raw fuel fluctuates. (1) It is possible to stabilize the temperature and gas composition of the reformed gas entering. In this case, it is preferable that the flow rate of the heat medium is controlled by the rotation speed of the DC motor of the pump (71) driven by the DC motor. This is because control can be performed without using an expensive inverter. Further, it is preferable that the driving power of the DC motor is supplied from the power generated by the fuel cell (1). This is because the DC power generated by the fuel cell (1) can be used as it is, and there is no loss due to the orthogonal transform, which is efficient.

【0013】また、CO変成器(7)において起きる水
性ガスシフト反応の反応熱及び/又は選択酸化反応器
(8)において起きるCO選択酸化反応の反応熱を反応
中に回収するように構成されていてもよい。かかる構成
によれば、CO変成器(7)及び選択酸化反応器(8)
ではそれぞれ発熱反応が起こるため、その反応熱を排熱
として回収することにより各反応の安定化を図ることが
できる。すなわち、例えば、CO変成器(7)では、反
応温度が高くなるとCO転化率が低下して反応器を出る
改質ガス中のCO濃度が高くなるという問題があり、ま
た、選択酸化反応器(8)では、反応温度が高くなると
メタネーションによりCH 4 が生成するという問題があ
る。しかしながら、上記構成によれば、これらの問題が
回避されることとなる。
[0013] Further, the apparatus is configured to recover the heat of reaction of the water gas shift reaction occurring in the CO converter (7) and / or the reaction heat of the CO selective oxidation reaction occurring in the selective oxidation reactor (8) during the reaction. Is also good. According to such a configuration, the CO converter (7) and the selective oxidation reactor (8)
In each case, an exothermic reaction occurs, so that the reaction heat can be recovered as exhaust heat to stabilize each reaction. That is, for example, in the CO converter (7), there is a problem that as the reaction temperature increases, the CO conversion rate decreases and the CO concentration in the reformed gas exiting the reactor increases, and the selective oxidation reactor ( In 8), there is a problem that CH 4 is generated by methanation when the reaction temperature increases. However, according to the above configuration, these problems are avoided.

【0014】そして、熱媒体回路(50)は、熱媒体が
排熱温度の低い方から順に流通して排熱回収するように
形成された構成とすることが好ましい。排熱回収を効率
よく行うことができ、従来に比べて排熱回収した熱媒体
の温度を高くすることができるからである。
Preferably, the heat medium circuit (50) is formed so that the heat medium flows in order from the one having the lowest exhaust heat temperature to recover the exhaust heat. This is because the exhaust heat recovery can be performed efficiently, and the temperature of the heat medium from which the exhaust heat has been recovered can be increased as compared with the related art.

【0015】また、改質系における排熱回収に加えて、
燃料電池(1)の排熱を回収するように構成されていて
もよい。かかる構成によれば、燃料電池システムにおけ
る排熱回収率の向上が図られ、従来に比べて排熱回収し
た熱媒体の温度をより高くすることができる。
In addition to the waste heat recovery in the reforming system,
It may be configured to recover exhaust heat of the fuel cell (1). According to this configuration, the exhaust heat recovery rate in the fuel cell system can be improved, and the temperature of the heat medium from which the exhaust heat has been recovered can be higher than in the related art.

【0016】この場合において、熱媒体回路(50)
は、燃料電池(1)と改質系とを直列に連結し、且つ熱
媒体が、燃料電池(1)、改質系の順に流通して排熱回
収するように構成されていてもよい。温度の低い順に排
熱回収されることとなるので排熱回収を効率よく行うこ
とができ、排熱回収した熱媒体の温度をより一層高くす
ることができるからである。
In this case, the heat medium circuit (50)
May be configured such that the fuel cell (1) and the reforming system are connected in series, and the heat medium flows in the order of the fuel cell (1) and the reforming system to recover exhaust heat. This is because the exhaust heat is recovered in ascending order of the temperature, so that the exhaust heat can be efficiently recovered, and the temperature of the heat medium from which the exhaust heat has been recovered can be further increased.

【0017】また、閉回路に形成され且つ燃料電池
(1)の排熱を回収する電池用熱媒体回路(51)を備
えている構成としてもよい。かかる構成によれば、密封
された熱媒体が電池用熱媒体回路(51)内を循環する
こととなるので、燃料電池(1)内でスケールが付着す
るということがなく、燃料電池(1)の長寿命化が図ら
れることとなる。この場合、電池用熱媒体回路(51)
の熱媒体を不凍液とすることが好ましい。冬季の凍結に
よる燃料電池(1)本体の破損が防止されることとなる
からである。
Further, a configuration may be adopted in which a battery heat medium circuit (51) formed in a closed circuit and recovering exhaust heat of the fuel cell (1) is provided. According to this configuration, the sealed heat medium circulates in the heat medium circuit for battery (51), so that the scale does not adhere in the fuel cell (1) and the fuel cell (1) The service life is extended. In this case, the heat medium circuit for a battery (51)
Preferably, the heat medium is an antifreeze. This is because damage to the fuel cell (1) body due to freezing in winter is prevented.

【0018】そして、燃料電池(1)の排ガスを燃焼す
るオフガスバーナー(10)を備えている場合、オフガ
スバーナー(10)の排熱を熱媒体回路(50)によっ
て回収するように構成されていてもよい。かかる構成に
よれば、燃料電池システムとしての熱回収率の向上が図
られ、従来に比べて排熱回収した熱媒体の温度をより高
くすることができる。この場合、熱媒体回路(50)
は、改質系とオフガスバーナー(10)とを直列に連結
し、且つ熱媒体が、改質系、オフガスバーナー(10)
の順に流通して排熱回収するように構成されていること
が好ましい。温度の低い順に排熱回収されることとなる
ので排熱回収を効率よく行うことができ、排熱回収した
熱媒体の温度をより一層高くすることができるからであ
る。
When an off-gas burner (10) for burning the exhaust gas from the fuel cell (1) is provided, the exhaust heat of the off-gas burner (10) is recovered by a heat medium circuit (50). Is also good. According to such a configuration, the heat recovery rate of the fuel cell system is improved, and the temperature of the heat medium from which exhaust heat has been recovered can be higher than in the related art. In this case, the heat medium circuit (50)
Connects the reforming system and the off-gas burner (10) in series, and the heat medium is the reforming system and the off-gas burner (10).
It is preferable to be configured to circulate and recover exhaust heat in the following order. This is because the exhaust heat is recovered in ascending order of the temperature, so that the exhaust heat can be efficiently recovered, and the temperature of the heat medium from which the exhaust heat has been recovered can be further increased.

【0019】また、熱媒体回路が閉回路に形成されてい
る構成としてもよい。かかる構成によれば、水道水等が
熱媒体回路(50)内に導入されることがなく、シリカ
による熱交換や、燃料電池(1)本体内のスケール付着
を防止でき、熱媒体回路(50)の熱交換特性が長期的
に安定することとなる。この場合、熱媒体回路(50)
の熱媒体を不凍液とすることが好ましい。冬季の凍結に
よる熱媒体回路(50)の破損が防止されるからであ
る。
The heat medium circuit may be formed in a closed circuit. According to such a configuration, tap water or the like is not introduced into the heat medium circuit (50), heat exchange by silica and scale adhesion in the fuel cell (1) main body can be prevented, and the heat medium circuit (50) can be prevented. ) Will be stable over a long period of time. In this case, the heat medium circuit (50)
Preferably, the heat medium is an antifreeze. This is because damage to the heat medium circuit (50) due to freezing in winter is prevented.

【0020】また、オフガスバーナー(10)の排ガス
の排熱を回収するように構成されていてもよい。かかる
構成によれば、凝縮水を回収でき、それを改質系への供
給用に利用することができる。
The exhaust gas of the off-gas burner (10) may be recovered from exhaust heat. According to such a configuration, the condensed water can be recovered and used for supply to the reforming system.

【0021】以上の改質系において発生する排熱を熱媒
体回路(50)によって回収する燃料電池システムで
は、熱媒体回路(50)を流通した熱媒体の温度を75
℃以上に昇温させることも可能となる(従来の燃料電池
(1)を主として排熱回収した場合では、この温度が6
0℃程度であった。)。これにより、同じ熱量を貯める
のに必要な貯湯タンク(60)の容量のコンパクト化を
図ることができ、燃料電池コジェネとして吸着式等の空
調にも利用が可能となる。
In the fuel cell system for recovering the exhaust heat generated in the reforming system by the heat medium circuit (50), the temperature of the heat medium flowing through the heat medium circuit (50) is reduced to 75%.
It is also possible to raise the temperature to at least 0 ° C. (when the conventional fuel cell (1) is mainly used for exhaust heat recovery, this temperature becomes 6 ° C.).
It was about 0 ° C. ). As a result, the capacity of the hot water storage tank (60) required to store the same amount of heat can be reduced in size, and the fuel cell cogeneration can be used for adsorption-type air conditioning or the like.

【0022】そして、燃料電池システムと、それに併設
された貯湯タンク(60)とを備えた燃料電池コジェネ
として、貯湯タンク(60)の水が熱媒体として熱媒体
回路(50)を循環して排熱回収し、その水が再び該貯
湯タンク(60)に戻ることにより貯湯タンク(60)
の水を昇温するように構成されたものが挙げられる。か
かる構成によれば、熱媒体回路(50)の熱媒体として
貯湯タンク(60)内の水が使用されることとなるの
で、別途熱媒体を設ける場合に比べてシステムの簡略化
を図ることができる。また、貯湯タンク(60)の水に
よって直接排熱回収が図られることとなるので、間接的
に熱交換する場合に比べて熱損失が低減されることとな
る。この場合、貯湯タンク(60)の下部から熱媒体回
路(50)に流入し、熱媒体回路(50)を循環して排
熱回収した水が貯湯タンク(60)の上部に戻るように
構成することが好ましい。かかる構成によれば、貯湯タ
ンク(60)内に温度成層が形成されることとなり、貯
湯タンク(60)上部における利用可能な水の高温化を
図ることができ、また、貯湯タンク(60)下部から回
路に低温度の水が供給されることとなるので、吸熱能の
高い熱媒体が熱媒体回路(50)を循環することとな
り、回収される熱量が一層多くなるからである。
Then, as a fuel cell cogeneration including a fuel cell system and a hot water storage tank (60) attached thereto, water in the hot water storage tank (60) is circulated through a heat medium circuit (50) as a heat medium and discharged. Heat is recovered, and the water is returned to the hot water storage tank (60) again so that the hot water storage tank (60)
That is configured to raise the temperature of water. According to such a configuration, since the water in the hot water storage tank (60) is used as the heat medium of the heat medium circuit (50), the system can be simplified as compared with the case where a separate heat medium is provided. it can. In addition, since the waste heat is directly recovered by the water in the hot water storage tank (60), the heat loss is reduced as compared with the case of indirect heat exchange. In this case, the water flows into the heat medium circuit (50) from the lower part of the hot water storage tank (60), and the water recovered by exhaust heat recovery by circulating through the heat medium circuit (50) returns to the upper part of the hot water storage tank (60). Is preferred. According to this configuration, a temperature stratification is formed in the hot water storage tank (60), so that the temperature of usable water in the upper part of the hot water storage tank (60) can be increased, and the lower part of the hot water storage tank (60) can be achieved. This means that low-temperature water is supplied to the circuit, so that the heat medium having a high heat absorption capacity circulates through the heat medium circuit (50), and the amount of heat recovered is further increased.

【0023】また、熱媒体回路(50)が閉回路に形成
されている場合、熱媒体回路(50)を循環する熱媒体
によって回収された排熱との熱交換によって、貯湯タン
ク(60)の水を昇温するように構成されていてもよ
い。
When the heat medium circuit (50) is formed in a closed circuit, heat exchange with the exhaust heat recovered by the heat medium circulating in the heat medium circuit (50) causes the hot water storage tank (60) to exchange heat. It may be configured to raise the temperature of water.

【0024】さらに、オフガスバーナー(10)を備え
ている場合、オフガスバーナー(10)の排ガスの排熱
又は燃料電池(1)の排ガスの排熱を貯湯タンク(6
0)に補給される水を熱媒体として回収するように構成
されていてもよい。かかる構成によれば、貯湯タンク
(60)に補給される水(水道水)が低温熱源であり、
吸熱能が高いので、排熱回収量を大きくすることがで
き、それに伴って回収できる凝縮水の量も多くすること
ができる。
Further, when an off-gas burner (10) is provided, the exhaust heat of the exhaust gas of the off-gas burner (10) or the exhaust heat of the exhaust gas of the fuel cell (1) is stored in the hot water storage tank (6).
The water replenished in 0) may be recovered as a heat medium. According to such a configuration, the water (tap water) supplied to the hot water storage tank (60) is a low-temperature heat source,
Since the heat absorption capability is high, the amount of exhaust heat recovered can be increased, and the amount of condensed water that can be recovered can be increased accordingly.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本出願の発明によ
れば、改質系において放出される大量の反応熱が排熱と
して熱媒体回路(50)によって回収されることとな
り、従来のように燃料電池のみから排熱回収する場合に
比べて大量の排熱を回収することができる。そして、こ
の排熱を燃料電池コジェネに利用することにより、例え
ば給湯器の水を75℃以上に昇温させることも可能とな
る。また、この排熱を改質系における水性ガスシフト反
応に用いられる水の加熱及び蒸気化に利用することもで
きる。
As described above, according to the invention of the present application, a large amount of reaction heat released in the reforming system is recovered as waste heat by the heat medium circuit (50), which is different from the conventional one. A large amount of exhaust heat can be recovered compared to a case where exhaust heat is recovered only from the fuel cell. Then, by using this exhaust heat for the fuel cell cogeneration, it is possible to raise the temperature of the water in the water heater to 75 ° C. or more, for example. This waste heat can also be used for heating and evaporating water used for the water gas shift reaction in the reforming system.

【0026】また、改質系が、燃料改質器(6)と、C
O変成器(7)と、選択酸化反応器(8)とを有してい
る場合、燃料改質器(6)から出た後であって且つCO
変成器(7)に入る前の改質ガスの排熱を熱媒体回路
(50)に回収させる第1熱交換器(31)と、選択酸
化反応器(8)から出た後であって且つ燃料電池(1)
に入る前の改質ガスの排熱を熱媒体回路(50)に回収
させる第2熱交換器(32)とを備えている構成とする
ことにより、熱交換器を設けるという簡便な方法によっ
て、CO変成器(7)入口での改質ガスの温度及び燃料
電池(1)入口での改質ガスの温度をそれぞれ所定温度
範囲内となるようにすることができる。
The reforming system comprises a fuel reformer (6),
If it has an O-transformer (7) and a selective oxidation reactor (8), after exiting the fuel reformer (6) and
After exiting the first heat exchanger (31) for recovering the exhaust heat of the reformed gas before entering the shifter (7) to the heat medium circuit (50) and the selective oxidation reactor (8), and Fuel cell (1)
And a second heat exchanger (32) for recovering the exhaust heat of the reformed gas before entering the heat medium circuit (50) by a simple method of providing a heat exchanger. The temperature of the reformed gas at the inlet of the CO converter (7) and the temperature of the reformed gas at the inlet of the fuel cell (1) can be respectively set within predetermined temperature ranges.

【0027】また、CO変成器(7)入口での改質ガス
の温度、CO変成器(7)の温度及びCO変成器(7)
出口での改質ガスの温度のうち少なくとも1つが所定温
度範囲内になるように、熱媒体回路(50)を流通する
熱媒体の流量を制御する流量制御手段を備えている構成
とすることにより、回収される排熱量が制御可能とな
り、原燃料の供給量に変動がある場合等でもCO変成器
(7)に入る改質ガスの温度等を調節でき、それによっ
て燃料電池(1)に入る改質ガスの温度及びガス組成の
安定化を図ることができる。そして、熱媒体の流量を直
流モータで駆動されるポンプ(71)のその直流モータ
の回転数により制御するものとすることにより、高価な
インバータを用いる必要がない。さらに、その直流モー
タの駆動電力を燃料電池(1)による発電電力により供
給するものとすることにより、燃料電池(1)で発電し
た直流電力をそのまま使用することができ、直交変換に
よる損失がなく効率的となる。
The temperature of the reformed gas at the inlet of the CO converter (7), the temperature of the CO converter (7), and the temperature of the CO converter (7)
By providing a flow control means for controlling the flow rate of the heat medium flowing through the heat medium circuit (50) so that at least one of the temperatures of the reformed gas at the outlet falls within a predetermined temperature range. In addition, the amount of exhaust heat recovered can be controlled, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter (7) can be adjusted even when the supply amount of the raw fuel fluctuates, thereby entering the fuel cell (1). The temperature and gas composition of the reformed gas can be stabilized. Since the flow rate of the heat medium is controlled by the rotation speed of the DC motor of the pump (71) driven by the DC motor, it is not necessary to use an expensive inverter. Further, by supplying the driving power of the DC motor by the power generated by the fuel cell (1), the DC power generated by the fuel cell (1) can be used as it is, and there is no loss due to the orthogonal transformation. Be more efficient.

【0028】また、CO変成器(7)において起きる水
性ガスシフト反応の反応熱及び/又は選択酸化反応器
(8)において起きるCO選択酸化反応の反応熱を反応
中に回収するように構成することにより、CO変成器
(7)及び選択酸化反応器(8)での反応熱を排熱とし
て回収することができ、各反応の安定化を図ることがで
きる。
Also, by recovering the reaction heat of the water gas shift reaction occurring in the CO converter (7) and / or the reaction heat of the CO selective oxidation reaction occurring in the selective oxidation reactor (8) during the reaction. , The reaction heat in the CO converter (7) and the selective oxidation reactor (8) can be recovered as waste heat, and each reaction can be stabilized.

【0029】また、熱媒体回路(50)を熱媒体が排熱
温度の低い方から順に流通して排熱回収するように形成
させた構成とすることにより、排熱回収を効率よく行う
ことができ、従来に比べて排熱回収した熱媒体の温度を
高くすることができる。
Further, the heat medium circuit (50) is formed so that the heat medium flows through the heat medium in order from the one having the lowest exhaust heat temperature to recover the exhaust heat. As a result, the temperature of the heat medium from which exhaust heat has been recovered can be made higher than in the past.

【0030】また、改質系における排熱回収に加えて、
燃料電池(1)の排熱を回収するように構成することに
より、燃料電池システムにおける排熱回収率の向上を図
ることができ、従来に比べて排熱回収した熱媒体の温度
をより高くすることができる。
Further, in addition to the waste heat recovery in the reforming system,
By configuring so as to recover the exhaust heat of the fuel cell (1), it is possible to improve the exhaust heat recovery rate in the fuel cell system, and to increase the temperature of the heat medium from which the exhaust heat has been recovered as compared with the related art. be able to.

【0031】この場合において、燃料電池(1)と改質
系とを熱媒体回路(50)によって直列に連結し、且つ
熱媒体が、燃料電池(1)、改質系の順に流通して排熱
回収するように熱媒体回路(50)を構成することによ
り、排熱温度の低い順に排熱回収がなされることとなる
ので排熱回収を効率よく行うことができ、排熱回収した
熱媒体の温度をより一層高くすることができる。
In this case, the fuel cell (1) and the reforming system are connected in series by the heat medium circuit (50), and the heat medium flows through the fuel cell (1) and the reforming system in this order, and is discharged. By configuring the heat medium circuit (50) to recover the heat, the waste heat is recovered in ascending order of the waste heat temperature, so that the waste heat can be efficiently recovered, and the recovered heat medium Can be further increased.

【0032】また、閉回路に形成され且つ燃料電池
(1)の排熱を回収する電池用熱媒体回路(51)を備
えている構成とすることにより、密封された熱媒体が電
池用熱媒体回路(51)内を循環することとなるので、
燃料電池(1)内でスケールが付着するということがな
く、燃料電池(1)の長寿命化を図ることができる。そ
して、電池用熱媒体回路(51)の熱媒体を不凍液とす
ることにより、冬季の凍結による燃料電池(1)本体の
破損を防止することができる。
[0032] Further, by providing a structure having a battery heat medium circuit (51) formed in a closed circuit and recovering the exhaust heat of the fuel cell (1), the sealed heat medium can be used as the battery heat medium. Since it circulates in the circuit (51),
The scale does not adhere in the fuel cell (1), and the life of the fuel cell (1) can be extended. By using an antifreeze as the heat medium of the heat medium circuit for battery (51), it is possible to prevent the fuel cell (1) from being damaged by freezing in winter.

【0033】また、燃料電池(1)の排ガスを燃焼する
オフガスバーナー(10)を備えている場合、オフガス
バーナー(10)の排熱を熱媒体回路(50)によって
回収するように構成することにより、燃料電池システム
としての熱回収率の向上を図ることができ、従来に比べ
て排熱回収した熱媒体の温度をより高くすることができ
る。そして、オフガスバーナー(10)と改質系とを熱
媒体回路(50)によって直列に連結し、且つ熱媒体
が、オフガスバーナー(10)、改質系の順に流通して
排熱回収するように熱媒体回路(50)を構成すること
により、排熱温度の低い順に排熱回収がなされることと
なるので排熱回収を効率よく行うことができ、排熱回収
した熱媒体の温度をより一層高くすることができる。
When an off-gas burner (10) for burning the exhaust gas of the fuel cell (1) is provided, the exhaust heat of the off-gas burner (10) is recovered by a heat medium circuit (50). In addition, the heat recovery rate of the fuel cell system can be improved, and the temperature of the heat medium from which exhaust heat has been recovered can be higher than in the related art. Then, the off-gas burner (10) and the reforming system are connected in series by a heat medium circuit (50), and the heat medium flows in the order of the off-gas burner (10) and the reforming system to recover exhaust heat. By configuring the heat medium circuit (50), waste heat recovery is performed in ascending order of the waste heat temperature, so that the waste heat recovery can be performed efficiently, and the temperature of the recovered heat medium can be further increased. Can be higher.

【0034】また、オフガスバーナー(10)の排ガス
の排熱又は燃料電池(1)の排ガスの排熱を回収するよ
うに構成することにより、凝縮水を回収でき、それを改
質系への供給用に利用することができる。そして、その
オフガスバーナー(10)の排ガスの排熱又は燃料電池
(1)の排ガスの排熱を、燃料電池システムに併設され
た貯湯タンク(60)に補給される水を熱媒体として回
収するように構成することにより、排熱回収量を大きく
することができ、それに伴って回収できる凝縮水の量も
多くすることができる。
Further, by recovering the exhaust heat of the exhaust gas of the off-gas burner (10) or the exhaust heat of the exhaust gas of the fuel cell (1), condensed water can be recovered and supplied to the reforming system. Can be used for Then, the exhaust heat of the exhaust gas of the off-gas burner (10) or the exhaust heat of the exhaust gas of the fuel cell (1) is collected as water, which is supplied to a hot water storage tank (60) provided in the fuel cell system, as a heat medium. With this configuration, the amount of exhaust heat recovered can be increased, and the amount of condensed water that can be recovered can be increased accordingly.

【0035】また、熱媒体回路が閉回路に形成された構
成とすることにより、水道水等が熱媒体回路(50)内
に導入されることがなく、シリカによる熱交換や、燃料
電池(1)本体内のスケール付着を防止でき、熱媒体回
路(50)の熱交換特性を長期的に安定化させることが
できる。そして、熱媒体回路(50)の熱媒体を不凍液
とすることにより、冬季の凍結による熱媒体回路(5
0)の破損を防止することができる。
Further, by employing a configuration in which the heat medium circuit is formed in a closed circuit, tap water or the like is not introduced into the heat medium circuit (50), and heat exchange with silica or the fuel cell (1) is prevented. 3.) It is possible to prevent scale adhesion in the main body and to stabilize the heat exchange characteristics of the heat medium circuit (50) for a long time. Then, the heat medium of the heat medium circuit (50) is frozen by using the antifreeze liquid as the heat medium of the heat medium circuit (50).
0) can be prevented.

【0036】また、熱媒体回路(50)を流通した熱媒
体の温度を75℃以上に昇温させることにより、同じ熱
量を貯めるのに必要な貯湯タンク(60)の容量のコン
パクト化を図ることができ、燃料電池コジェネとして吸
着式等の空調にも利用することができる。
Further, by increasing the temperature of the heat medium flowing through the heat medium circuit (50) to 75 ° C. or more, the capacity of the hot water storage tank (60) required to store the same amount of heat can be reduced in size. It can also be used as an air-conditioner of the adsorption type as a fuel cell cogeneration.

【0037】そして、燃料電池システムと、それに併設
された貯湯タンク(60)とを備えた燃料電池コジェネ
として、貯湯タンク(60)の水が熱媒体として熱媒体
回路(50)を循環して排熱回収し、その水が再び該貯
湯タンク(60)に戻ることにより貯湯タンク(60)
の水を昇温するように構成することにより、熱媒体回路
(50)の熱媒体として貯湯タンク(60)内の水が使
用されることとなるので、別途熱媒体を設ける場合に比
べてシステムの簡略化を図ることができる。また、貯湯
タンク(60)の水によって直接排熱回収が図られるこ
ととなるので、間接的に熱交換する場合に比べて熱損失
の低減が図られることとなる。そして、貯湯タンク(6
0)の下部から熱媒体回路(50)に流入し、熱媒体回
路(50)を循環して排熱回収した水が貯湯タンク(6
0)の上部に戻るように構成することにより、貯湯タン
ク(60)内に温度成層が形成されることとなり、貯湯
タンク(60)上部における利用可能な水の高温化を図
ることができ、また、貯湯タンク(60)下部から回路
に低温度の水が供給されることとなるので、吸熱能の高
い熱媒体が熱媒体回路(50)を循環することとなり、
回収される熱量を一層多くすることができる。
Then, as a fuel cell cogeneration including a fuel cell system and a hot water storage tank (60) attached thereto, water in the hot water storage tank (60) circulates through the heat medium circuit (50) as a heat medium and is discharged. Heat is recovered, and the water is returned to the hot water storage tank (60) again so that the hot water storage tank (60)
By increasing the temperature of the water, the water in the hot water storage tank (60) is used as the heat medium of the heat medium circuit (50). Can be simplified. Further, since the waste heat is directly recovered by the water in the hot water storage tank (60), the heat loss can be reduced as compared with the case of indirect heat exchange. And hot water storage tank (6
0) flows into the heat medium circuit (50) from the lower part, and circulates through the heat medium circuit (50) and recovers the waste heat.
By configuring so as to return to the upper part of the hot water storage tank (60), a temperature stratification is formed in the hot water storage tank (60). Since the low-temperature water is supplied to the circuit from the lower part of the hot water storage tank (60), the heat medium having a high heat absorption capacity circulates through the heat medium circuit (50),
The amount of heat recovered can be further increased.

【0038】また、オフガスバーナー(10)を備えて
いる場合、オフガスバーナー(10)の排ガスの排熱又
は燃料電池(1)の排ガスの排熱を貯湯タンク(60)
に補給される水を熱媒体として回収するように構成する
ことにより、貯湯タンク(60)に補給される水(水道
水)が低温熱源であり、吸熱能が高いので、排熱回収量
を大きくすることができ、それに伴って回収できる凝縮
水の量も多くすることができる。
When an off-gas burner (10) is provided, the exhaust heat of the exhaust gas of the off-gas burner (10) or the exhaust heat of the exhaust gas of the fuel cell (1) is stored in a hot water storage tank (60).
The water (tap water) supplied to the hot water storage tank (60) is a low-temperature heat source and has a high endothermic capacity, so that the amount of waste heat recovered is large. Accordingly, the amount of condensed water that can be recovered can be increased.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て詳細に説明する。 (実施形態1) −燃料電池システムの構成− 図1に実施形態1に係る燃料電池システムの概略構成を
示す。この燃料電池1は、触媒電極である酸素極(カソ
ード)2と、同じく触媒電極である水素極(アノード)
3とを有する固体高分子膜電解質型のものである。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Embodiment 1 -Configuration of Fuel Cell System- FIG. 1 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 1. This fuel cell 1 has an oxygen electrode (cathode) 2 which is a catalyst electrode and a hydrogen electrode (anode) which is also a catalyst electrode.
And 3 is a solid polymer membrane electrolyte type.

【0040】そして、酸素極2には空気圧縮機4が空気
供給管20によって接続されている。
An air compressor 4 is connected to the oxygen electrode 2 by an air supply pipe 20.

【0041】また、水素極3には燃料改質器6が改質ガ
ス供給管24によって接続されており、燃料改質器6に
は炭化水素系の原燃料源(都市ガス)が原料ガス供給管
25によって接続されている。改質ガス供給管24に
は、第1熱交換器31、CO変成器7、第3熱交換器3
3、選択酸化反応器8及び第2熱交換器32が、燃料電
池1に向かって順に設けられている。
Further, a fuel reformer 6 is connected to the hydrogen electrode 3 by a reformed gas supply pipe 24, and a hydrocarbon-based raw fuel source (city gas) is supplied to the fuel reformer 6. They are connected by a tube 25. In the reformed gas supply pipe 24, the first heat exchanger 31, the CO converter 7, the third heat exchanger 3
3. The selective oxidation reactor 8 and the second heat exchanger 32 are provided in order toward the fuel cell 1.

【0042】そして、燃料改質器6には、部分酸化反応
に活性を呈する触媒(Ru又はRhをAl 2 3 に担持さ
せてなる触媒)が充填されており、CO変成器7には、
水性ガスシフト反応に対して活性を呈する触媒(Fe2
3、Cr23、CuO、ZnO等)が充填されてお
り、選択酸化反応器8には、CO選択酸化反応に活性を
呈する触媒(Ru又はPtをAl 2 3 又はゼオライトに
担持させてなる触媒)が充填されている。
The fuel reformer 6 is filled with a catalyst (catalyst in which Ru or Rh is supported on Al 2 O 3 ) exhibiting activity in the partial oxidation reaction.
A catalyst exhibiting activity for the water gas shift reaction (Fe 2
O 3, Cr 2 O 3, CuO, and ZnO, etc.) is filled, the selective oxidation reactor 8, is supported catalysts of the (Ru or Pt on Al 2 O 3 or a zeolite exhibiting activity CO selective oxidation reaction Catalyst).

【0043】また、図示はしていないが、原料ガス供給
管25には、部分酸化反応用の空気を供給する空気供給
手段と水性ガスシフト反応用の水蒸気を供給するための
水蒸気供給手段とがが接続され、改質ガス供給管24の
第2熱交換器32の上流部位には、CO選択酸化反応用
の空気を供給する空気供給手段が接続されている。
Although not shown, the raw material gas supply pipe 25 has an air supply means for supplying air for the partial oxidation reaction and a steam supply means for supplying water vapor for the water gas shift reaction. An air supply means for supplying air for CO selective oxidation reaction is connected to a portion of the reformed gas supply pipe 24 upstream of the second heat exchanger 32.

【0044】そして、燃料電池1の下流部位にはオフガ
スバーナーが設けられており、燃料電池1の酸素極2の
排ガス及び水素極3の排ガスがそれぞれの排ガス出口か
らオフガスバーナー10に導かれるように管が接続され
ている。
An off-gas burner is provided downstream of the fuel cell 1 so that the exhaust gas of the oxygen electrode 2 and the exhaust gas of the hydrogen electrode 3 of the fuel cell 1 are guided to the off-gas burner 10 from the respective exhaust gas outlets. The tubing is connected.

【0045】また、ポンプ71から第2熱交換器32、
第3熱交換器33及び第1熱交換器31の順に直列に連
結された熱媒体回路としての水回路50が設けられてお
り、その熱媒体として水が用いられている。ここで、ポ
ンプ71は直流モータで駆動され、その駆動電力は、燃
料電池1によって発電され且つインバータ11により交
流電力に変換される前の直流電力から供給されている。
そして、ポンプ71により水回路50に流通される水の
流量は、この直流モータの回転数により制御可能となっ
ている。
The second heat exchanger 32 from the pump 71,
A water circuit 50 is provided as a heat medium circuit connected in series with the third heat exchanger 33 and the first heat exchanger 31 in this order, and water is used as the heat medium. Here, the pump 71 is driven by a DC motor, and the driving power is supplied from DC power before being generated by the fuel cell 1 and converted into AC power by the inverter 11.
The flow rate of the water flowing through the water circuit 50 by the pump 71 can be controlled by the rotation speed of the DC motor.

【0046】さらに、この燃料電池システムには、発電
量、燃料流量、空気流量、CO変成器7入口の改質ガス
温度等を検知するセンサが設けられており、それらのセ
ンサは図示しない制御装置に接続している。 −燃料電池システムの動作− 上記燃料電池システムの動作について説明する。
Further, the fuel cell system is provided with sensors for detecting a power generation amount, a fuel flow rate, an air flow rate, a reformed gas temperature at the inlet of the CO converter 7 and the like. Connected to —Operation of Fuel Cell System— The operation of the fuel cell system will be described.

【0047】原燃料は空気と水蒸気と共に燃料改質器6
の触媒に供給され、燃料改質器6の触媒上では原燃料の
部分酸化反応が起こり、H 2 とCOとが生成する
((1)式参照)。また、一部、水性ガスシフト反応を
も起こす((2)式参照)。
The raw fuel is a fuel reformer 6 together with air and steam.
And a partial oxidation reaction of the raw fuel occurs on the catalyst of the fuel reformer 6 to generate H 2 and CO (see the equation (1)). In addition, a water gas shift reaction occurs partially (see equation (2)).

【0048】燃料改質器6を出た改質ガスの温度は80
0℃程度となっており、この温度が第1熱交換器31に
よって180〜400℃程度に下げられる。温度が下げ
られた改質ガスはCO変成器7へ送られ、そこの触媒上
で生ずる水性ガスシフト反応によってCO濃度が低下す
る((2)式参照)。
The temperature of the reformed gas leaving the fuel reformer 6 is 80
The temperature is about 0 ° C., and the temperature is reduced to about 180 to 400 ° C. by the first heat exchanger 31. The reformed gas whose temperature has been lowered is sent to the CO converter 7, where the CO concentration is reduced by the water gas shift reaction occurring on the catalyst (see equation (2)).

【0049】CO変成器7を出た改質ガスの温度は、第
3熱交換器33によって150℃程度まで下げられる。
温度が下げられた改質ガスは選択酸化反応器8に送ら
れ、そこの触媒上で生ずるCO選択酸化反応によってC
O濃度がさらに低下する((3)式参照)。
The temperature of the reformed gas exiting the CO converter 7 is reduced to about 150 ° C. by the third heat exchanger 33.
The temperature-reduced reformed gas is sent to the selective oxidation reactor 8 where CO is oxidized by a CO selective oxidation reaction occurring on the catalyst.
The O concentration further decreases (see equation (3)).

【0050】選択酸化反応器8を出た改質ガスの温度
は、第2熱交換器32によって80℃程度まで下げられ
る。温度が下げられた改質ガスは、燃料電池1の水素極
3に供給される。
The temperature of the reformed gas leaving the selective oxidation reactor 8 is reduced to about 80 ° C. by the second heat exchanger 32. The reformed gas whose temperature has been lowered is supplied to the hydrogen electrode 3 of the fuel cell 1.

【0051】他方、空気圧縮機4から送られる空気は、
そのまま酸素極2に供給される。
On the other hand, the air sent from the air compressor 4 is
It is supplied to the oxygen electrode 2 as it is.

【0052】そして、燃料電池1では、水素極3の電極
表面で2H 2 →4H + +4e - 、酸素極2の電極表面でO 2
+4H + +4e - →2H 2 Oの電池反応を起こし、直流電
力が生じる。生じた直流電力は、インバータ11によっ
て交流電力に変換される。また、生じた直流電力の一部
は、水回路50に装備されたポンプ71と空気圧縮機4
との駆動電力として供給される。
In the fuel cell 1, 2H 2 → 4H + + 4e − on the electrode surface of the hydrogen electrode 3, and O 2 on the electrode surface of the oxygen electrode 2.
A battery reaction of + 4H + + 4e → 2H 2 O occurs to generate DC power. The generated DC power is converted into AC power by the inverter 11. A part of the generated DC power is supplied to the pump 71 and the air compressor 4 provided in the water circuit 50.
Is supplied as the driving power for this.

【0053】また、このとき、酸素極2の排ガスとして
電池反応に使われなかった余剰空気と電池反応によって
生じた水蒸気とが生じ、一方、水素極3の排ガスとして
電池反応に使用されなかった水素、二酸化炭素、窒素、
未改質の原燃料及び水蒸気が生じる。この酸素極2及び
水素極3の各排ガスは、それぞれオフガスバーナー10
により燃焼されて排出される。
At this time, excess air not used for the battery reaction as the exhaust gas of the oxygen electrode 2 and water vapor generated by the battery reaction are generated, while hydrogen not used for the battery reaction as the exhaust gas of the hydrogen electrode 3 is generated. , Carbon dioxide, nitrogen,
Unreformed raw fuel and steam are produced. Each exhaust gas from the oxygen electrode 2 and the hydrogen electrode 3 is supplied to an off-gas burner 10
It is burned and discharged by.

【0054】そして、ポンプ71により水回路50を流
通させる水によって、第2熱交換器32、第3熱交換器
33及び第1熱交換器31の順に排熱回収がなされる。
このとき、水回路50を流通して戻った水は温度が75
℃以上の温水となっている。
Then, the waste heat is recovered in the order of the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, and the first heat exchanger 31 by the water flowing through the water circuit 50 by the pump 71.
At this time, the water returned through the water circuit 50 has a temperature of 75.
It is hot water of over ℃.

【0055】また、センサによって検知された発電量、
燃料流量、空気流量、CO変成器7入口の改質ガス温度
等に基づいて制御装置はポンプ71の直流モータの回転
数を操作し、水回路50を流通させる水の流量調節がな
されることとなる。 −水回路50における水の流量制御− 続いて、本燃料電池システムの排熱回収システムにおけ
る水回路50の水流量制御動作について図2及び図3に
基づいて説明する。 <第1制御フロー>図2は、本燃料電池システムの排熱
回収システムにおける第1制御フローを示す。この第1
制御フローは、CO変成器7に入る改質ガス温度が固定
設定された上下限温度の範囲内のものとするための制御
である。すなわち、燃料電池システムの定常運転時にお
ける制御である。
Further, the power generation amount detected by the sensor,
On the basis of the fuel flow rate, the air flow rate, the reformed gas temperature at the inlet of the CO converter 7 and the like, the control device operates the rotation speed of the DC motor of the pump 71 to adjust the flow rate of water flowing through the water circuit 50. Become. -Water Flow Control in Water Circuit 50- Next, a water flow control operation of the water circuit 50 in the exhaust heat recovery system of the present fuel cell system will be described with reference to FIGS. <First Control Flow> FIG. 2 shows a first control flow in the exhaust heat recovery system of the present fuel cell system. This first
The control flow is a control for controlling the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 within the range of the fixed upper and lower limit temperatures. That is, the control is performed during the steady operation of the fuel cell system.

【0056】まず、ステップST1において、燃料電池
システムが起動される。
First, in step ST1, the fuel cell system is started.

【0057】そして、ステップST2からステップST
6までの水流量制御が実行される。
Then, from step ST2 to step ST
Water flow control up to 6 is executed.

【0058】すなわち、ステップST2において、CO
変成器7入口に設けられた温度センサにより改質ガスの
温度が検知され、その温度の読み込みがなされてステッ
プST3に進む。ステップST3では、CO変成器7に
入る改質ガスの温度Tが設定された上限温度Tmaxより
高いか否かが判定され、TがTmaxより高い場合にはス
テップST4に進む。ステップST4では、水回路50
を流通する水流量の増量が実行される、具体的には、燃
料電池1からポンプ71に供給される電力が増やされ、
ポンプ71のモータの回転数が高められる。従って、第
1熱交換器31において回収される排熱が増加すること
となり、CO変成器7に入る改質ガスの温度が低められ
ることとなる。そして、その後はステップST2に戻
る。
That is, in step ST2, CO
The temperature of the reformed gas is detected by a temperature sensor provided at the inlet of the transformer 7, the temperature is read, and the process proceeds to step ST3. In step ST3, it is determined whether or not the temperature T of the reformed gas entering the CO converter 7 is higher than a set upper limit temperature Tmax. If T is higher than Tmax, the process proceeds to step ST4. In step ST4, the water circuit 50
Is increased, specifically, the electric power supplied from the fuel cell 1 to the pump 71 is increased,
The rotation speed of the motor of the pump 71 is increased. Therefore, the exhaust heat recovered in the first heat exchanger 31 increases, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 decreases. Then, the process returns to step ST2.

【0059】ステップST3において、TがTmax以下
の場合にはステップST5に進む。ステップST5で
は、CO変成器7に入る改質ガスの温度Tが設定された
下限温度Tminより高いか否かが判定され、TがTmaxよ
り低い場合にはステップST6に進む。ステップST6
では、水回路50を流通する水流量の減量が実行され
る、具体的には、燃料電池1からポンプ71に供給され
る電力が減らされ、ポンプ71のモータの回転数が低め
られる。従って、第1熱交換器31において回収される
排熱が減少することとなり、CO変成器7に入る改質ガ
スの温度が高められることとなる。そして、その後はス
テップST2に戻る。
If T is equal to or smaller than Tmax in step ST3, the process proceeds to step ST5. In step ST5, it is determined whether or not the temperature T of the reformed gas entering the CO converter 7 is higher than a set lower limit temperature Tmin. If T is lower than Tmax, the process proceeds to step ST6. Step ST6
Then, the flow rate of the water flowing through the water circuit 50 is reduced. Specifically, the power supplied from the fuel cell 1 to the pump 71 is reduced, and the rotation speed of the motor of the pump 71 is reduced. Therefore, the exhaust heat recovered in the first heat exchanger 31 is reduced, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 is increased. Then, the process returns to step ST2.

【0060】ステップST5において、TがTmax以下
の場合にはステップST2に戻る。 <第2制御フロー>図3は、本燃料電池システムの排熱
回収システムにおける第2制御フローを示す。この第2
制御フローは、CO変成器7に入る改質ガス温度を、燃
料電池1の発電量、燃料流量、空気流量等に応じて設定
される上下限温度の範囲内のものとするための制御であ
る。すなわち、発電量等に変動を伴う燃料電池システム
の非定常運転時における制御である。
If T is equal to or smaller than Tmax in step ST5, the process returns to step ST2. <Second Control Flow> FIG. 3 shows a second control flow in the exhaust heat recovery system of the present fuel cell system. This second
The control flow is a control for controlling the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 within a range of upper and lower limit temperatures set according to the power generation amount of the fuel cell 1, the fuel flow rate, the air flow rate, and the like. . That is, the control is performed at the time of the non-stationary operation of the fuel cell system in which the power generation amount fluctuates.

【0061】まず、ステップST1’において、燃料電
池システムが起動される。
First, in step ST1 ', the fuel cell system is started.

【0062】そして、ステップST2’からステップS
T8’までの水流量制御が実行される。
Then, from step ST2 'to step S
Water flow control until T8 'is executed.

【0063】すなわち、ステップST2’において、発
電量、燃料流量、空気流量等をセンサによって検知し、
それらの読み込みがなされてステップST3’に進む。
ステップST3’では、読み込んだ発熱量等に基づきC
O変成器7に入る改質ガスの温度の上限温度T’maxと
下限温度T’minとが決定されてステップST4’に進
む。
That is, in step ST2 ', the power generation amount, the fuel flow rate, the air flow rate, etc. are detected by the sensor.
After these are read, the process proceeds to step ST3 '.
In step ST3 ', C is determined based on the read calorific value and the like.
The upper limit temperature T'max and the lower limit temperature T'min of the temperature of the reformed gas entering the O shift converter 7 are determined, and the process proceeds to step ST4 '.

【0064】ステップST4’において、CO変成器7
入口に設けられた温度センサにより改質ガスの温度が検
知され、その温度の読み込みがなされてステップST
5’に進む。ステップST5’では、CO変成器7に入
る改質ガスの温度T’がST3’で設定された上限温度
T’maxより高いか否かが判定され、T’がT’maxより
高い場合にはステップST6’に進む。ステップST
6’では、水回路50を流通する水流量の増量が実行さ
れる、具体的には、燃料電池1からポンプ71に供給さ
れる電力が増やされ、ポンプ71のモータの回転数が高
められる。従って、第1熱交換器31において回収され
る排熱が増加することとなり、CO変成器7に入る改質
ガスの温度が低められることとなる。そして、その後は
ステップST2’に戻る。
In step ST4 ', the CO transformer 7
The temperature of the reformed gas is detected by the temperature sensor provided at the inlet, and the temperature is read, and the process proceeds to step ST.
Go to 5 '. In step ST5 ', it is determined whether the temperature T' of the reformed gas entering the CO converter 7 is higher than the upper limit temperature T'max set in ST3 ', and if T' is higher than T'max. Proceed to step ST6 '. Step ST
In 6 ', the flow rate of the water flowing through the water circuit 50 is increased. Specifically, the power supplied from the fuel cell 1 to the pump 71 is increased, and the rotation speed of the motor of the pump 71 is increased. Therefore, the exhaust heat recovered in the first heat exchanger 31 increases, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 decreases. Then, the process returns to step ST2 '.

【0065】ステップST5’において、T’がT’ma
x以下の場合にはステップST7’に進む。ステップS
T7’では、CO変成器7に入る改質ガスの温度TがS
T3’で設定された下限温度T’minより高いか否かが
判定され、T’がT’maxより低い場合にはステップS
T8’に進む。ステップST8’では、水回路50を流
通する水流量の減量が実行される、具体的には、燃料電
池1からポンプ71に供給される電力が減らされ、ポン
プ71のモータの回転数が低められる。従って、第1熱
交換器31において回収される排熱が減少することとな
り、CO変成器7に入る改質ガスの温度が高められるこ
ととなる。そして、その後はステップST2’に戻る。
In step ST5 ', T' is changed to T'ma
If it is less than x, the process proceeds to step ST7 '. Step S
At T7 ', the temperature T of the reformed gas entering the CO converter 7 is S
It is determined whether or not the temperature is higher than the lower limit temperature T'min set in T3 ', and if T' is lower than T'max, step S is executed.
Proceed to T8 '. In step ST8 ′, the flow rate of the water flowing through the water circuit 50 is reduced. Specifically, the power supplied from the fuel cell 1 to the pump 71 is reduced, and the rotation speed of the motor of the pump 71 is reduced. . Therefore, the exhaust heat recovered in the first heat exchanger 31 is reduced, and the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 is increased. Then, the process returns to step ST2 '.

【0066】ステップST7’において、T’がT’ma
x以下の場合にはステップST2’に戻る。 −作用・効果− 上記構成の燃料電池システムによれば、改質系において
原燃料からH 2 を含む改質ガスを生成する過程で放出さ
れる大量の反応熱を排熱として水回路50によって回収
することができ、従来のように燃料電池のみから排熱回
収する場合に比べて大量の排熱を回収することができ
る。そして、この排熱を燃料電池コジェネに利用するこ
とにより、従来では60℃程度までしか昇温できなかっ
た給湯器の水を75℃以上まで昇温することができる。
また、この排熱を燃料改質器(6)又はCO変成器
(7)における水性ガスシフト反応のために供給される
水の加熱及び蒸気化に利用するということもできる。
In step ST7 ', T' becomes T'ma
If it is less than x, the process returns to step ST2 '. - Operation and Effects - According to the fuel cell system of the invention, recovered by the water circuit 50 a large amount of reaction heat released in the process of generating the reformed gas containing H 2 from the raw fuel in the reforming system as a waste heat Therefore, a large amount of exhaust heat can be recovered as compared with the conventional case where exhaust heat is recovered only from the fuel cell. Then, by using the exhaust heat for the fuel cell cogeneration, the temperature of the water in the water heater, which previously could only be raised to about 60 ° C., can be raised to 75 ° C. or more.
Further, it can be said that this waste heat is used for heating and vaporizing water supplied for the water gas shift reaction in the fuel reformer (6) or the CO shift converter (7).

【0067】また、燃料改質器6を出た改質ガスは第1
熱交換器31において排熱回収されて180〜400℃
となっており、選択酸化反応器8を出た改質ガスは第2
熱交換器32において排熱回収されて約80℃となって
いる。すなわち、熱交換器を設けるという簡便な方法に
よって、CO変成器7及び燃料電池1それぞれに入る改
質ガスの温度が所定温度範囲内となっている。
The reformed gas exiting the fuel reformer 6 is the first gas.
Exhausted heat is recovered in the heat exchanger 31 to 180 to 400 ° C.
The reformed gas exiting the selective oxidation reactor 8 is the second
Exhausted heat is recovered in the heat exchanger 32 to about 80 ° C. That is, the temperature of the reformed gas entering each of the CO converter 7 and the fuel cell 1 is within a predetermined temperature range by a simple method of providing a heat exchanger.

【0068】そして、図2又は図3に示すフローに従っ
て水の流量を制御することにより、CO変成器7に入る
改質ガスの温度を調節できるので、原燃料の供給量に変
動がある場合等でも、燃料電池1に入る改質ガスの温度
及びガス組成の安定化を図ることができる。また、水の
流量が直流モータで駆動されるポンプ71の直流モータ
の回転数により制御されているので、高価なインバータ
を用いる必要がない。さらに、その直流モータの駆動電
力を燃料電池1による発電電力により供給しているの
で、燃料電池1で発電した直流電力をそのまま使用する
ことができ、直交変換による損失がなく効率的となる。
By controlling the flow rate of water according to the flow shown in FIG. 2 or FIG. 3, the temperature of the reformed gas entering the CO converter 7 can be adjusted. However, the temperature and gas composition of the reformed gas entering the fuel cell 1 can be stabilized. Further, since the flow rate of water is controlled by the rotation speed of the DC motor of the pump 71 driven by the DC motor, it is not necessary to use an expensive inverter. Further, since the driving power of the DC motor is supplied by the power generated by the fuel cell 1, the DC power generated by the fuel cell 1 can be used as it is, and there is no loss due to the orthogonal transformation, which is efficient.

【0069】また、排熱回収は、第1熱交換器31、第
3熱交換器33、第2熱交換器32の順、すなわち、温
度の低い順に行われるので、排熱回収効率が良好とな
る。
Further, since the exhaust heat recovery is performed in the order of the first heat exchanger 31, the third heat exchanger 33, and the second heat exchanger 32, that is, in order of the temperature, the efficiency of the exhaust heat recovery is good. Become.

【0070】そして、上記のように水回路50を流通し
た水の温度は75℃以上となっているので、同じ熱量を
貯めるのに必要な貯湯タンクの容量のコンパクト化を図
ることができ、コジェネレーションシステムとして吸着
式等の空調にも利用が可能となる。 (実施形態2)図4に実施形態2に係る燃料電池システ
ムの概略構成を示す。なお、実施形態1と同一部分につ
いては同一符号で示している。
Since the temperature of the water flowing through the water circuit 50 is 75 ° C. or higher as described above, the capacity of the hot water storage tank required to store the same amount of heat can be reduced. It can also be used for air conditioning of the adsorption type as a generation system. Embodiment 2 FIG. 4 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 2. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0071】実施形態2に係る燃料電池システムでは、
CO変成器7内部及び選択酸化反応器8内部に熱交換部
41,42がそれぞれ設けられ、水回路50は、ポンプ
71から第2熱交換器32、選択酸化反応器8内部、第
3熱交換器33、CO変成器7内部及び第1熱交換器3
1が順に直列に連結されて形成されており、熱媒体とし
て水が用いられている。従って、ポンプ71により水回
路50を流通させる水によって、第2熱交換器32、選
択酸化反応器8内部、第3熱交換器33、CO変成器7
内部及び第1熱交換器31の順に排熱回収がなされる。
その他の構成は実施形態1に係る燃料電池システムと同
一である。
In the fuel cell system according to Embodiment 2,
Heat exchange units 41 and 42 are provided inside the CO shift converter 7 and the selective oxidation reactor 8, respectively. The water circuit 50 is connected to the second heat exchanger 32 from the pump 71, the selective oxidation reactor 8, and the third heat exchange unit. , The inside of the CO transformer 7 and the first heat exchanger 3
1 are sequentially connected in series, and water is used as a heat medium. Therefore, the second heat exchanger 32, the inside of the selective oxidation reactor 8, the third heat exchanger 33, and the CO
Exhaust heat recovery is performed in the order of the inside and the first heat exchanger 31.
Other configurations are the same as those of the fuel cell system according to the first embodiment.

【0072】上記構成の燃料電池システムによれば、C
O変成器7において起こる水性ガスシフト反応の反応中
の反応熱及び選択酸化反応器8において起こるCO選択
酸化反応の反応中の反応熱が共に排熱として回収される
こととなり、各反応の安定化を図ることができる。すな
わち、例えば、CO変成器7では、反応温度が高くなる
ことによるCO転化率の低下が防止される。また、選択
酸化反応器8では、反応温度が高くなることによるCH
4 の生成が防止される。
According to the fuel cell system having the above configuration, C
The reaction heat during the reaction of the water gas shift reaction occurring in the O shift converter 7 and the reaction heat during the reaction of the CO selective oxidation reaction occurring in the selective oxidation reactor 8 are both recovered as waste heat, thereby stabilizing each reaction. Can be planned. That is, for example, in the CO converter 7, a decrease in the CO conversion rate due to an increase in the reaction temperature is prevented. Further, in the selective oxidation reactor 8, CH increases due to an increase in the reaction temperature.
Generation of 4 is prevented.

【0073】その他の作用・効果は実施形態1と同一で
ある。 (実施形態3)図5に実施形態3に係る燃料電池システ
ムの概略構成を示す。なお、実施形態1と同一部分につ
いては同一符号で示している。
Other functions and effects are the same as those of the first embodiment. Third Embodiment FIG. 5 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to a third embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0074】実施形態3に係る燃料電池システムでは、
燃料電池1に熱交換部43が設けられ、水回路50は、
燃料電池1、第2熱交換器32、第3熱交換器33及び
第1熱交換器31が順に直列に連結して形成されてお
り、熱媒体として水が用いられている。従って、ポンプ
71により水回路50を流通させる水によって、燃料電
池1、第2熱交換器32、第3熱交換器33及び第1熱
交換器31の順に排熱回収がなされる。その他の構成は
実施形態1に係る燃料電池システムと同一である。
In the fuel cell system according to Embodiment 3,
The heat exchange unit 43 is provided in the fuel cell 1, and the water circuit 50
The fuel cell 1, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, and the first heat exchanger 31 are sequentially connected in series, and water is used as a heat medium. Therefore, waste heat is recovered in the order of the fuel cell 1, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, and the first heat exchanger 31 by the water flowing through the water circuit 50 by the pump 71. Other configurations are the same as those of the fuel cell system according to the first embodiment.

【0075】上記構成の燃料電池システムによれば、改
質系における排熱回収に加えて、燃料電池1の排熱を回
収することができ、これにより、燃料電池システムにお
ける排熱回収率の向上が図られることとなる。
According to the fuel cell system having the above-described structure, the exhaust heat of the fuel cell 1 can be recovered in addition to the recovery of the exhaust heat in the reforming system. Will be achieved.

【0076】また、排熱回収が、燃料電池1、第2熱交
換器32、第3熱交換器33及び第1熱交換器31の
順、すなわち、温度の低い順に行われるので、排熱回収
効率が良好となる。
Further, since the exhaust heat recovery is performed in the order of the fuel cell 1, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, and the first heat exchanger 31, that is, in order of decreasing temperature, the exhaust heat recovery is performed. The efficiency is good.

【0077】その他の作用・効果は実施形態1と同一で
ある。 (実施形態4)図6に実施形態4に係る燃料電池システ
ムの概略構成を示す。なお、実施形態1と同一部分につ
いては同一符号で示している。
Other functions and effects are the same as those of the first embodiment. Embodiment 4 FIG. 6 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 4. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0078】実施形態4に係る燃料電池システムでは、
オフガスバーナー10に熱交換部44が設けられ、水回
路50は、第2熱交換器32、第3熱交換器33、第1
熱交換器31及びオフガスバーナー10が順に直列に連
結して形成されており、熱媒体として水が用いられてい
る。従って、ポンプ71により水回路50を流通させる
水によって、第2熱交換器32、第3熱交換器33、第
1熱交換器31及びオフガスバーナー10の順に排熱回
収がなされる。その他の構成は実施形態1に係る燃料電
池システムと同一である。
In the fuel cell system according to Embodiment 4,
The off-gas burner 10 is provided with a heat exchange section 44, and the water circuit 50 includes a second heat exchanger 32, a third heat exchanger 33, and a first heat exchanger 33.
The heat exchanger 31 and the off-gas burner 10 are sequentially connected in series, and water is used as a heat medium. Therefore, the exhaust heat recovery is performed in the order of the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10 by the water flowing through the water circuit 50 by the pump 71. Other configurations are the same as those of the fuel cell system according to the first embodiment.

【0079】上記構成の燃料電池システムによれば、改
質系における排熱回収に加えて、オフガスバーナー10
の排熱を回収することができ、燃料電池システムとして
の熱回収率の向上が図られることとなる。
According to the fuel cell system having the above configuration, in addition to the recovery of exhaust heat in the reforming system, the off-gas burner 10
Waste heat can be recovered, and the heat recovery rate of the fuel cell system can be improved.

【0080】また、排熱回収が、第2熱交換器32、第
3熱交換器33、第1熱交換器31及びオフガスバーナ
ー10の順、すなわち、温度の低い順に行われるので、
排熱回収効率が良好となる。
Further, the exhaust heat recovery is performed in the order of the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10, that is, in order of decreasing temperature.
Exhaust heat recovery efficiency is improved.

【0081】その他の作用・効果は実施形態1と同一で
ある。 (実施形態5)図7に実施形態5に係る燃料電池システ
ムの概略構成を示す。なお、実施形態4及び5と同一部
分については同一符号で示している。
Other functions and effects are the same as those of the first embodiment. Embodiment 5 FIG. 7 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 5. The same parts as those in Embodiments 4 and 5 are denoted by the same reference numerals.

【0082】実施形態5に係る燃料電池システムでは、
燃料電池1及びオフガスバーナー10にそれぞれ熱交換
部43,44が設けられ、水回路50は、燃料電池1、
第2熱交換器32、第3熱交換器33、第1熱交換器3
1及びオフガスバーナー10が順に直列に連結されて形
成されており、熱媒体として水が用いられている。従っ
て、ポンプ71により水回路50を流通させる水によっ
て、燃料電池1、第2熱交換器32、第3熱交換器3
3、第1熱交換器31及びオフガスバーナー10の順に
排熱回収がなされる。すなわち、本実施形態は、実施形
態3と実施形態4とが合わさったものである。
In the fuel cell system according to Embodiment 5,
Heat exchange units 43 and 44 are provided in the fuel cell 1 and the off-gas burner 10, respectively.
2nd heat exchanger 32, 3rd heat exchanger 33, 1st heat exchanger 3
1 and the off-gas burner 10 are sequentially connected in series, and water is used as a heat medium. Therefore, the fuel cell 1, the second heat exchanger 32, and the third heat exchanger 3 are supplied by the water flowing through the water circuit 50 by the pump 71.
3. Exhaust heat recovery is performed in the order of the first heat exchanger 31 and the off-gas burner 10. That is, the present embodiment is a combination of the third embodiment and the fourth embodiment.

【0083】上記構成の燃料電池システムによれば、改
質系における排熱回収に加えて、燃料電池1及びオフガ
スバーナー10の排熱を回収することができ、燃料電池
システムとしての熱回収率のより一層の向上が図られる
こととなる。
According to the fuel cell system having the above configuration, in addition to the recovery of the exhaust heat in the reforming system, the exhaust heat of the fuel cell 1 and the off-gas burner 10 can be recovered. Further improvement will be achieved.

【0084】その他の作用・効果は実施形態3及び実施
形態4と同一である。 <燃料電池コジェネ1>図8に燃料電池コジェネ1の概
略構成を示す。
Other functions and effects are the same as those of the third and fourth embodiments. <Fuel Cell Cogeneration 1> FIG.

【0085】この燃料電池コジェネ1では、実施形態5
において、オフガスバーナー10から第4熱交換器34
を経て第1ポンプ71に戻る閉回路となるよう水回路5
0が形成されている。また、水回路50を循環する媒体
として不凍液が用いられている。そして、燃料電池シス
テムに併設された貯湯タンク60から出た水が第2ポン
プ72により第4熱交換器34に送られ、再び貯湯タン
ク60に戻る閉回路が形成されている。従って、第1ポ
ンプ71により水回路50を循環する不凍液によって、
燃料電池1、第2熱交換器32、第3熱交換器33、第
1熱交換器31及びオフガスバーナー10の順に排熱回
収がなされ、回収された排熱は第4熱交換器34によっ
て循環している貯湯タンク60の水の加熱に使用され
る。
In the fuel cell cogeneration 1, Embodiment 5
At the off-gas burner 10 to the fourth heat exchanger 34
The water circuit 5 returns to the first pump 71 via the
0 is formed. An antifreeze is used as a medium circulating in the water circuit 50. Then, water that has flowed out of the hot water storage tank 60 attached to the fuel cell system is sent to the fourth heat exchanger 34 by the second pump 72, and a closed circuit that returns to the hot water storage tank 60 is formed. Therefore, the antifreeze circulated through the water circuit 50 by the first pump 71 causes
Exhaust heat is recovered in the order of the fuel cell 1, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10, and the recovered exhaust heat is circulated by the fourth heat exchanger 34. It is used for heating water in the hot water storage tank 60.

【0086】上記構成の燃料電池コジェネ1によれば、
水回路50が閉回路であるために貯湯タンク60の水が
水回路50内に導入されることがなく、シリカによる熱
交換や、燃料電池1本体内のスケール付着を防止でき、
水回路50の熱交換特性が長期的に安定することとな
る。
According to the fuel cell cogeneration 1 having the above configuration,
Since the water circuit 50 is a closed circuit, water in the hot water storage tank 60 is not introduced into the water circuit 50, and heat exchange with silica and scale adhesion in the fuel cell 1 main body can be prevented.
The heat exchange characteristics of the water circuit 50 will be stable for a long time.

【0087】また、この閉回路を形成する水回路50の
熱媒体として不凍液が用いられているので、冬季の凍結
による熱媒体回路50の破損が防止されることとなる。 <燃料電池コジェネ2>図9に燃料電池コジェネ2の概
略構成を示す。なお、燃料電池コジェネ1と同一部分に
ついては同一符号で示している。
Further, since the antifreeze liquid is used as a heat medium of the water circuit 50 forming the closed circuit, damage of the heat medium circuit 50 due to freezing in winter can be prevented. <Fuel Cell Cogeneration 2> FIG. 9 shows a schematic configuration of the fuel cell cogeneration 2. The same parts as those of the fuel cell cogeneration 1 are denoted by the same reference numerals.

【0088】燃料電池コジェネ2では、実施形態5にお
いて、オフガスバーナー10から、燃料電池システムに
併設された貯湯タンク60内部に設けられた熱交換部4
5を経てポンプ71に戻る閉回路となるよう水回路50
が形成されている。また、水回路50を循環する媒体と
して不凍液が用いられている。従って、ポンプ71によ
り水回路50を循環する不凍液によって、燃料電池1、
第2熱交換器32、第3熱交換器33、第1熱交換器3
1及びオフガスバーナー10の順に排熱回収がなされ、
回収された排熱は貯湯タンク60内部に設けられた熱交
換部45によって貯湯タンク60内部の水の加熱に使用
される。その他の構成は燃料電池コジェネ1と同一であ
る。
In the fuel cell cogeneration system 2, in the fifth embodiment, the heat exchange unit 4 provided inside the hot water storage tank 60 attached to the fuel cell system is supplied from the off-gas burner 10.
5. The water circuit 50 returns to the pump 71 via the
Are formed. An antifreeze is used as a medium circulating in the water circuit 50. Therefore, the fuel cell 1,
2nd heat exchanger 32, 3rd heat exchanger 33, 1st heat exchanger 3
Exhaust heat recovery is performed in the order of 1 and the off-gas burner 10,
The recovered exhaust heat is used for heating water inside the hot water storage tank 60 by the heat exchange unit 45 provided inside the hot water storage tank 60. Other configurations are the same as the fuel cell cogeneration 1.

【0089】作用・効果については燃料電池コジェネ1
と同一である。 <燃料電池コジェネ3>図10に燃料電池コジェネ3の
概略構成を示す。なお、燃料電池コジェネ1と同一部分
については同一符号で示している。
The operation and effects are described in the fuel cell cogeneration 1
Is the same as <Fuel Cell Cogeneration 3> FIG. The same parts as those of the fuel cell cogeneration 1 are denoted by the same reference numerals.

【0090】燃料電池コジェネ3では、実施形態5にお
いて、オフガスバーナー10から出た後、燃料電池シス
テムに併設された貯湯タンク60に入り、貯湯タンク6
0からポンプ71に戻る閉回路となるよう水回路50が
形成されている。すなわち、貯湯タンク60内の水が水
回路50を循環するようになっている。ここで、ポンプ
71へは貯湯タンク60の下部から水が流入し、水回路
50を循環した水は貯湯タンク60の上部に戻るように
なっている。また、貯湯タンク60の下部には水道水を
補給するための水供給管26が接続されている。従っ
て、ポンプ71により水回路50を循環させる不凍液に
よって、燃料電池1、第2熱交換器32、第3熱交換器
33、第1熱交換器31及びオフガスバーナー10の順
に排熱回収がなされ、その排熱によって貯湯タンク60
の水が直接加熱される。
In the fuel cell cogeneration system 3, after exiting from the off-gas burner 10 in the fifth embodiment, the fuel cell cogeneration system enters the hot water storage tank 60 provided in the fuel cell system, and
The water circuit 50 is formed so as to form a closed circuit returning from 0 to the pump 71. That is, the water in the hot water storage tank 60 circulates in the water circuit 50. Here, water flows into the pump 71 from the lower part of the hot water storage tank 60, and the water circulated through the water circuit 50 returns to the upper part of the hot water storage tank 60. Further, a water supply pipe 26 for supplying tap water is connected to a lower portion of the hot water storage tank 60. Therefore, with the antifreeze circulated through the water circuit 50 by the pump 71, the exhaust heat is recovered in the order of the fuel cell 1, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10, Hot water storage tank 60
Water is directly heated.

【0091】上記燃料電池コジェネ3よれば、水回路5
0の熱媒体として貯湯タンク60の水が使用されること
となるので、別途熱媒体を設ける場合に比べて燃料電池
コジェネの簡略化を図ることができる。また、貯湯タン
ク60の水によって直接排熱回収が図られることとなる
ので、間接的に排熱を回収する場合に比べて熱損失が低
減されることとなる。
According to the fuel cell cogeneration 3, the water circuit 5
Since the water in the hot water storage tank 60 is used as the heat medium 0, the fuel cell cogeneration can be simplified as compared with the case where a separate heat medium is provided. Further, since the waste heat is directly recovered by the water in the hot water storage tank 60, the heat loss is reduced as compared with the case where the waste heat is indirectly recovered.

【0092】また、貯湯タンク60の下部から水回路5
0に流入し、水回路50を循環して排熱回収してきた水
が貯湯タンク60の上部に戻るようにされているので、
貯湯タンク60内に温度成層が形成されることとなり、
貯湯タンク60上部における利用可能な水の温度は高い
ものとなる。また、貯湯タンク60下部から水回路50
に低温度の水が供給されることとなるので、吸熱能の高
い熱媒体が水回路50を循環することとなり、回収され
る熱量が一層多くなる。 <燃料電池コジェネ4>図11に燃料電池コジェネ4の
概略構成を示す。なお、燃料電池コジェネ1と同一部分
については同一符号で示している。
Further, the water circuit 5
0, and the water that has circulated through the water circuit 50 and recovered the exhaust heat returns to the upper part of the hot water storage tank 60.
Temperature stratification will be formed in the hot water storage tank 60,
The temperature of the available water in the upper part of the hot water storage tank 60 becomes higher. In addition, the water circuit 50
Is supplied to the water circuit, the heat medium having a high endothermic capacity circulates in the water circuit 50, and the amount of heat recovered is further increased. <Fuel Cell Cogeneration 4> FIG. 11 shows a schematic configuration of the fuel cell cogeneration 4. The same parts as those of the fuel cell cogeneration 1 are denoted by the same reference numerals.

【0093】燃料電池コジェネ4では、燃料電池コジェ
ネ1において、燃料電池1の熱のみを回収する電池用水
回路51が設けられている。そして、この電池用水回路
51には熱媒体として不凍液が用いられ、第3ポンプ7
3により不凍液に電池用水回路51を循環させるように
なっている。また、水回路50と電池用水回路51と
は、第5熱回収器35を介して結合している。そして、
第1ポンプ71により水回路50を流通させる水によっ
て、第5熱交換器35、第2熱交換器32、第3熱交換
器33、第1熱交換器31及びオフガスバーナー10の
順に排熱回収がなされることとなる。その他の構成は燃
料電池コジェネ1と同一である。
In the fuel cell cogeneration 4, the fuel cell cogeneration 1 is provided with a battery water circuit 51 for recovering only the heat of the fuel cell 1. An antifreeze is used as a heat medium in the battery water circuit 51, and the third pump 7
3 allows the antifreeze to circulate the battery water circuit 51. The water circuit 50 and the battery water circuit 51 are connected via a fifth heat recovery unit 35. And
The waste heat is recovered in the order of the fifth heat exchanger 35, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10 by the water flowing through the water circuit 50 by the first pump 71. Will be performed. Other configurations are the same as the fuel cell cogeneration 1.

【0094】上記構成の燃料電池コジェネ4によれば、
密封された不凍液が電池用水回路51内を循環すること
となるので燃料電池1内でスケールが付着するというこ
とがなく、燃料電池1の長寿命化が図られることとな
る。
According to the fuel cell cogeneration system 4 having the above configuration,
Since the sealed antifreeze circulates in the battery water circuit 51, the scale does not adhere in the fuel cell 1 and the life of the fuel cell 1 is extended.

【0095】また、電池用水回路51の熱媒体として不
凍液を用いているので、冬季の凍結による燃料電池1本
体の破損が防止されることとなる。
Further, since the antifreeze is used as the heat medium of the battery water circuit 51, damage to the fuel cell 1 body due to freezing in winter can be prevented.

【0096】その他の作用・効果は燃料電池コジェネ1
と同一である。 <燃料電池コジェネ5>図12に燃料電池コジェネ5の
概略構成を示す。なお、燃料電池コジェネ3と同一部分
については同一符号で示している。
Other functions and effects are described in fuel cell cogeneration 1
Is the same as <Fuel Cell Cogeneration 5> FIG. The same parts as those of the fuel cell cogeneration 3 are denoted by the same reference numerals.

【0097】燃料電池コジェネ5では、燃料電池コジェ
ネ3において、燃料電池1の熱のみを回収する電池用水
回路51が設けられている。そして、この電池用水回路
51には熱媒体として不凍液が用いられ、第3ポンプ7
3により不凍液に電池用水回路51を循環させるように
なっている。また、水回路50と電池用水回路51と
は、第5熱回収器35を介して結合している。そして、
第1ポンプ71により水回路50を流通させる水によっ
て、第5熱交換器35、第2熱交換器32、第3熱交換
器33、第1熱交換器31及びオフガスバーナー10の
順に排熱回収がなされることとなる。その他の構成は燃
料電池コジェネ3と同一である。
In the fuel cell cogeneration system 5, a fuel cell cogeneration system 3 is provided with a battery water circuit 51 for recovering only the heat of the fuel cell system 1. An antifreeze is used as a heat medium in the battery water circuit 51, and the third pump 7
3 allows the antifreeze to circulate the battery water circuit 51. The water circuit 50 and the battery water circuit 51 are connected via a fifth heat recovery unit 35. And
The waste heat is recovered in the order of the fifth heat exchanger 35, the second heat exchanger 32, the third heat exchanger 33, the first heat exchanger 31, and the off-gas burner 10 by the water flowing through the water circuit 50 by the first pump 71. Will be performed. Other configurations are the same as those of the fuel cell cogeneration 3.

【0098】作用・効果については燃料電池コジェネ4
と同一である。 <燃料電池コジェネ6>図13に燃料電池コジェネ6の
概略構成を示す。なお、燃料電池コジェネ1と同一部分
については同一符号で示している。
Regarding the function and effect, see Fuel Cell Cogeneration 4
Is the same as <Fuel Cell Cogeneration 6> FIG. 13 shows a schematic configuration of the fuel cell cogeneration 6. The same parts as those of the fuel cell cogeneration 1 are denoted by the same reference numerals.

【0099】燃料電池コジェネ6では、実施形態5にお
いて、オフガスバーナー10の下流側に第6熱交換器3
6が設けられている。また、燃料電池システムには貯湯
タンク60が併設されており、その下部には水道水を補
給するための水供給管26が第6熱交換器36を経由し
て接続されている。従って、水道水は第6熱交換器36
によって潜熱を回収して、貯湯タンク60に供給され
る。さらに、水供給管26には第6熱交換器36を経由
しないバイパス27も設けられている。
In the fuel cell cogeneration system 6 according to the fifth embodiment, the sixth heat exchanger 3 is provided downstream of the off-gas burner 10.
6 are provided. A hot water storage tank 60 is also provided in the fuel cell system, and a water supply pipe 26 for replenishing tap water is connected to a lower portion thereof via a sixth heat exchanger 36. Therefore, tap water is supplied to the sixth heat exchanger 36.
And recovers the latent heat to be supplied to the hot water storage tank 60. Further, the water supply pipe 26 is provided with a bypass 27 that does not pass through the sixth heat exchanger 36.

【0100】上記構成の燃料電池コジェネ6によれば、
オフガスバーナー10の排ガスから凝縮水を回収でき、
それを改質系への供給用に利用することができる。
According to the fuel cell cogeneration 6 having the above configuration,
Condensed water can be recovered from the exhaust gas of the off-gas burner 10,
It can be used for feeding to the reforming system.

【0101】また、貯湯タンク60に補給される水道水
は低温熱源であり、吸熱能が高いので、排熱回収量が大
きくなり、それに伴って多くの凝縮水を回収することが
できる。
Further, the tap water supplied to the hot water storage tank 60 is a low-temperature heat source and has a high heat absorbing ability, so that the amount of exhaust heat recovered is large, and accordingly, a large amount of condensed water can be recovered.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1に係る燃料電池システムの概略構成
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to a first embodiment.

【図2】実施形態1に係る燃料電池システムの排熱回収
システムにおける第1制御フロー図を示す。
FIG. 2 is a first control flow chart in the exhaust heat recovery system of the fuel cell system according to the first embodiment.

【図3】実施形態1に係る燃料電池システムの排熱回収
システムにおける第2制御フロー図を示す。
FIG. 3 shows a second control flow chart in the exhaust heat recovery system of the fuel cell system according to Embodiment 1.

【図4】実施形態2に係る燃料電池システムの概略構成
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 2.

【図5】実施形態3に係る燃料電池システムの概略構成
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 3.

【図6】実施形態4に係る燃料電池システムの概略構成
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 4.

【図7】実施形態5に係る燃料電池システムの概略構成
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 5.

【図8】燃料電池コジェネ1の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 1;

【図9】燃料電池コジェネ2の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 2.

【図10】燃料電池コジェネ3の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 3;

【図11】燃料電池コジェネ4の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 4;

【図12】燃料電池コジェネ5の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 5.

【図13】燃料電池コジェネ6の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell cogeneration 6;

【符号の説明】 1 燃料電池 2 酸素極 3 水素極 4 空気圧縮機 6 燃料改質器 7 CO変成器 8 選択酸化反応器 10 オフガスバーナー 11 インバータ 20 空気供給管 24 改質ガス供給管 25 原料ガス供給管 26 水供給管 27 バイパス 31 第1熱交換器 32 第2熱交換器 33 第3熱交換器 34 第4熱交換器 35 第5熱交換器 36 第6熱交換器 41〜45 熱交換部 50 水回路 60 貯湯タンク 71〜73 ポンプ[Description of Signs] 1 Fuel cell 2 Oxygen electrode 3 Hydrogen electrode 4 Air compressor 6 Fuel reformer 7 CO converter 8 Selective oxidation reactor 10 Off gas burner 11 Inverter 20 Air supply pipe 24 Reformed gas supply pipe 25 Source gas Supply pipe 26 Water supply pipe 27 Bypass 31 First heat exchanger 32 Second heat exchanger 33 Third heat exchanger 34 Fourth heat exchanger 35 Fifth heat exchanger 36 Sixth heat exchanger 41 to 45 Heat exchange unit 50 Water circuit 60 Hot water storage tank 71-73 Pump

フロントページの続き (72)発明者 池上 周司 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 米本 和生 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 Fターム(参考) 4G040 EA03 EA07 EB14 EB23 EB32 EB44 EC02 EC03 4G075 AA42 AA43 AA44 AA45 AA63 BA06 BA08 CA52 DA01 5H027 AA06 BA01 BA16 BA17 DD06 KK41 MM16 Continuing on the front page (72) Inventor Shuji Ikegami 1304 Kanaokacho, Sakai-shi, Osaka Daikin Industries Inside the Sakai Plant Kanaoka Plant (72) Inventor Kazuo Yonemoto 1304 Kanaokacho, Sakai-shi, Osaka Daikin Industries Sakai F-term in the Kanaoka Plant (Reference) 4G040 EA03 EA07 EB14 EB23 EB32 EB44 EC02 EC03 4G075 AA42 AA43 AA44 AA45 AA63 BA06 BA08 CA52 DA01 5H027 AA06 BA01 BA16 BA17 DD06 KK41 MM16

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化水素系の原燃料を改質してH2を含
む改質ガスを生成する改質系と、該改質系において生成
した改質ガスに含まれるH2を燃料として発電する燃料
電池(1)と、該改質系において発生する排熱を回収す
る熱媒体回路(50)とを備えていることを特徴とする
燃料電池システム。
1. A reforming system for reforming a hydrocarbon-based raw fuel to generate a reformed gas containing H2, and a fuel for generating electricity using H2 contained in the reformed gas generated in the reforming system as a fuel A fuel cell system comprising: a battery (1); and a heat medium circuit (50) for recovering exhaust heat generated in the reforming system.
【請求項2】 上記改質系は、炭化水素系の原燃料から
部分酸化反応によってH2とCOとを含む改質ガスを生
成するための燃料改質器(6)と、該燃料改質器(6)
で生成した改質ガスに含まれるCOを水性ガスシフト反
応によって除去するCO変成器(7)と、該CO変成器
(7)を出た改質ガスに含まれる残留COをCO選択酸
化反応によりさらに除去する選択酸化反応器(8)とを
有してなり、 上記熱媒体回路(50)は、上記燃料改質器(6)から
出た後であって且つ上記CO変成器(7)に入る前の改
質ガスの排熱、該CO変成器(7)の排熱、該CO変成
器(7)から出た後であって且つ上記選択酸化反応器
(8)に入る前の改質ガスの排熱、該選択酸化反応器
(8)の排熱及び該選択酸化反応器(8)から出た後で
あって且つ上記燃料電池(1)に入る前の改質ガスの排
熱のうち少なくとも1つを回収するように形成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システ
ム。
2. A fuel reformer for producing a reformed gas containing H2 and CO from a hydrocarbon-based raw fuel by a partial oxidation reaction, the fuel reformer comprising: (6)
A CO converter (7) for removing the CO contained in the reformed gas generated in the above by a water gas shift reaction, and a residual CO contained in the reformed gas exiting the CO converter (7) by a CO selective oxidation reaction. A selective oxidation reactor (8) for removal, wherein said heat transfer medium circuit (50) is after exiting said fuel reformer (6) and entering said CO converter (7). Waste heat of the previous reformed gas, waste heat of the CO converter (7), reformed gas after leaving the CO converter (7) and before entering the selective oxidation reactor (8) Of the exhaust gas, the exhaust heat of the selective oxidation reactor (8) and the exhaust heat of the reformed gas after leaving the selective oxidation reactor (8) and before entering the fuel cell (1). The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell system is formed so as to collect at least one.
【請求項3】 上記CO変成器(7)入口での改質ガス
の温度及び上記燃料電池(1)入口での改質ガスの温度
がそれぞれ所定温度範囲内になるように、上記燃料改質
器(6)から出た後であって且つ該CO変成器(7)に
入る前の改質ガスの排熱を上記熱媒体回路(50)に回
収させる第1熱交換器(31)と、上記選択酸化反応器
(8)から出た後であって且つ該燃料電池(1)に入る
前の改質ガスの排熱を該熱媒体回路(50)に回収させ
る第2熱交換器(32)とを備えていることを特徴とす
る請求項2に記載の燃料電池システム。
3. The fuel reformer according to claim 1, wherein the temperature of the reformed gas at the inlet of the CO converter and the temperature of the reformed gas at the inlet of the fuel cell are within a predetermined temperature range. A first heat exchanger (31) for recovering the exhaust heat of the reformed gas after leaving the heat exchanger (6) and before entering the CO converter (7) to the heat medium circuit (50); A second heat exchanger (32) for recovering the exhaust heat of the reformed gas after leaving the selective oxidation reactor (8) and before entering the fuel cell (1) to the heat medium circuit (50). 3. The fuel cell system according to claim 2, comprising:
【請求項4】 上記CO変成器(7)において起きる水
性ガスシフト反応の反応熱及び/又は上記選択酸化反応
器(8)において起きるCO選択酸化反応の反応熱を反
応中に回収するように構成されていることを特徴とする
請求項2又は請求項3に記載の燃料電池システム。
4. It is configured to recover heat of reaction of a water gas shift reaction occurring in the CO converter (7) and / or reaction heat of a CO selective oxidation reaction occurring in the selective oxidation reactor (8) during the reaction. The fuel cell system according to claim 2, wherein
【請求項5】 上記熱媒体回路(50)は、熱媒体が排
熱温度の低い方から順に流通して排熱回収するように形
成されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に
記載の燃料電池システム。
5. The heat medium circuit according to claim 3, wherein the heat medium circuit is formed so that the heat medium flows in order from the one having a lower exhaust heat temperature to recover the exhaust heat. 3. The fuel cell system according to item 1.
【請求項6】 上記燃料電池(1)の排熱を回収するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求
項5のいずれか一に記載の燃料電池システム。
6. The fuel cell system according to claim 1, wherein the system is configured to recover exhaust heat of the fuel cell.
【請求項7】 上記熱媒体回路(50)は、上記燃料電
池(1)と上記改質系とを直列に連結し、且つ熱媒体
が、該燃料電池(1)、該改質系の順に流通して排熱回
収するように構成されていることを特徴とする請求項6
に記載の燃料電池システム。
7. The heat medium circuit (50) connects the fuel cell (1) and the reforming system in series, and the heat medium is in the order of the fuel cell (1) and the reforming system. 7. The apparatus according to claim 6, wherein the apparatus is configured to circulate and collect exhaust heat.
3. The fuel cell system according to item 1.
【請求項8】 閉回路に形成され且つ上記燃料電池
(1)の排熱を回収する電池用熱媒体回路(51)を備
えていることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池シ
ステム。
8. The fuel cell system according to claim 6, further comprising a battery heat medium circuit (51) formed in a closed circuit and recovering exhaust heat of the fuel cell (1).
【請求項9】 上記電池用熱媒体回路(51)の熱媒体
が不凍液であることを特徴とする請求項8に記載の燃料
電池システム。
9. The fuel cell system according to claim 8, wherein the heat medium of the heat medium circuit for a battery is an antifreeze.
【請求項10】 上記燃料電池(1)の排ガスを燃焼す
るオフガスバーナー(10)を備え、該オフガスバーナ
ー(10)の排熱を上記熱媒体回路(50)によって回
収するように構成されていることを特徴とする請求項1
乃至請求項9のいずれか一に記載の燃料電池システム。
10. An off-gas burner (10) for burning the exhaust gas of the fuel cell (1), and the exhaust heat of the off-gas burner (10) is recovered by the heat medium circuit (50). 2. The method according to claim 1, wherein
The fuel cell system according to claim 9.
【請求項11】 上記熱媒体回路(50)は、上記改質
系と上記オフガスバーナー(10)とを直列に連結し、
且つ熱媒体が、該改質系、該オフガスバーナー(10)
の順に流通して排熱回収するように構成されていること
を特徴とする請求項11に記載の燃料電池システム。
11. The heating medium circuit (50) connects the reforming system and the off-gas burner (10) in series,
And the heat medium is the reforming system, the off-gas burner (10)
The fuel cell system according to claim 11, wherein the fuel cell system is configured to circulate in the following order to recover exhaust heat.
【請求項12】 請求項1乃至請求項11のいずれか一
に記載の燃料電池システムと、該燃料電池システムに併
設された貯湯タンク(60)とを備え、 上記貯湯タンク(60)の水が熱媒体として上記熱媒体
回路(50)を循環して排熱回収し、その水が再び該貯
湯タンク(60)に戻ることにより該貯湯タンク(6
0)の水を昇温するように構成されていることを特徴と
する燃料電池コジェネレーションシステム。
12. The fuel cell system according to claim 1, further comprising: a hot water storage tank (60) provided adjacent to the fuel cell system, wherein water in the hot water storage tank (60) is provided. Exhausted heat is recovered by circulating through the heat medium circuit (50) as a heat medium, and the water returns to the hot water storage tank (60) again.
0) A fuel cell cogeneration system configured to raise the temperature of water.
【請求項13】 上記貯湯タンク(60)の下部から上
記熱媒体回路(50)に流入し、該熱媒体回路(50)
を循環して排熱回収した水が該貯湯タンク(60)の上
部に戻るように構成されていることを特徴とする請求項
12に記載の燃料電池コジェネレーションシステム。
13. The heat medium circuit (50) flows into the heat medium circuit (50) from a lower portion of the hot water storage tank (60).
13. The fuel cell cogeneration system according to claim 12, wherein water recovered by exhaust heat recovery by circulating water is returned to an upper portion of the hot water storage tank (60).
【請求項14】 上記熱媒体回路(50)が閉回路に形
成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項11
のいずれか一に記載の燃料電池システム。
14. The heating medium circuit according to claim 1, wherein the heating medium circuit is formed in a closed circuit.
The fuel cell system according to any one of the above.
【請求項15】 上記熱媒体回路(50)の熱媒体が不
凍液であることを特徴とする請求項14に記載の燃料電
池システム。
15. The fuel cell system according to claim 14, wherein the heat medium of the heat medium circuit (50) is an antifreeze.
【請求項16】 請求項14又は請求項15に記載の燃
料電池システムと、該燃料電池システムに併設された貯
湯タンク(60)とを備え、 上記熱媒体回路(50)を循環する熱媒体によって回収
された排熱との熱交換によって、上記貯湯タンク(6
0)の水を昇温するように構成されていることを特徴と
する燃料電池コジェネレーションシステム。
16. A fuel cell system according to claim 14 or 15, and a hot water storage tank (60) attached to the fuel cell system, wherein the heat medium circulates through the heat medium circuit (50). By the heat exchange with the recovered waste heat, the hot water storage tank (6
0) A fuel cell cogeneration system configured to raise the temperature of water.
【請求項17】 上記燃料電池(1)の排ガスを燃焼す
るオフガスバーナー(10)を備え、該オフガスバーナ
ー(10)の排ガスの排熱を回収するように構成されて
いることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システ
ム。
17. An off-gas burner (10) for burning exhaust gas of the fuel cell (1), and configured to recover exhaust heat of exhaust gas of the off-gas burner (10). Item 2. The fuel cell system according to Item 1.
【請求項18】 上記燃料電池(1)の排ガスを燃焼す
るオフガスバーナー(10)を有する燃料電池システム
と、該燃料電池システムに併設された貯湯タンクとを備
え、 上記オフガスバーナー(10)の排ガスの排熱又は上記
燃料電池(1)の排ガスの排熱を、上記貯湯タンク(6
0)に補給される水を熱媒体として回収するように構成
されていることを特徴とする燃料電池コジェネレーショ
ンシステム。
18. A fuel cell system having an offgas burner (10) for burning exhaust gas of the fuel cell (1), and a hot water storage tank provided in the fuel cell system, wherein the exhaust gas of the offgas burner (10) is provided. The exhaust heat of the fuel cell (1) or the exhaust heat of the exhaust gas of the fuel cell (1).
A fuel cell cogeneration system characterized in that the water replenished in 0) is recovered as a heat medium.
【請求項19】 上記熱媒体回路(50)を流通して排
熱回収した熱媒体の温度が75℃以上であることを特徴
とする請求項1乃至請求項11、請求項14、請求項1
5、請求項17のいずれか一に記載の燃料電池システ
ム。
19. The temperature of the heat medium which has passed through the heat medium circuit (50) and has recovered the exhaust heat is 75 ° C. or higher, wherein the temperature of the heat medium is 75 ° C. or higher.
5. The fuel cell system according to any one of claims 17 to 17.
【請求項20】 上記改質系は、炭化水素系の原燃料か
ら部分酸化反応によってH2とCOとを含む改質ガスを
生成するための燃料改質器(6)と、該燃料改質器
(6)で生成した改質ガスに含まれるCOを水性ガスシ
フト反応によって除去するCO変成器(7)とを有して
なり、 上記CO変成器(7)入口での改質ガスの温度、該CO
変成器(7)の温度及び該CO変成器(7)出口での改
質ガスの温度のうち少なくとも1つが所定温度範囲内に
なるように、上記熱媒体回路(50)を流通する熱媒体
の流量を制御する流量制御手段を備えていることを特徴
とする請求項1乃至請求項19のいずれか一に記載の燃
料電池システム。
20. A fuel reformer for producing a reformed gas containing H2 and CO from a hydrocarbon-based raw fuel by a partial oxidation reaction, the fuel reformer comprising: A CO converter (7) for removing CO contained in the reformed gas generated in (6) by a water gas shift reaction, and the temperature of the reformed gas at the inlet of the CO converter (7); CO
The temperature of the heat medium flowing through the heat medium circuit (50) is adjusted so that at least one of the temperature of the reformer (7) and the temperature of the reformed gas at the outlet of the CO converter (7) falls within a predetermined temperature range. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 19, further comprising a flow control means for controlling a flow rate.
【請求項21】 上記熱媒体の流量が直流モータで駆動
されるポンプ(71)の該直流モータの回転数により制
御されていることを特徴とする請求項20に記載の燃料
電池システム。
21. The fuel cell system according to claim 20, wherein a flow rate of the heat medium is controlled by a rotation speed of the DC motor of a pump (71) driven by the DC motor.
【請求項22】 上記直流モータの駆動電力が上記燃料
電池(1)による発電電力から供給されていることを特
徴とする請求項21に記載の燃料電池システム。
22. The fuel cell system according to claim 21, wherein the drive power of the DC motor is supplied from the power generated by the fuel cell (1).
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