JP2002280031A - Fuel cell cogeneration system - Google Patents

Fuel cell cogeneration system

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JP2002280031A
JP2002280031A JP2001073758A JP2001073758A JP2002280031A JP 2002280031 A JP2002280031 A JP 2002280031A JP 2001073758 A JP2001073758 A JP 2001073758A JP 2001073758 A JP2001073758 A JP 2001073758A JP 2002280031 A JP2002280031 A JP 2002280031A
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JP
Japan
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water
hot water
pipe
fuel cell
storage tank
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Pending
Application number
JP2001073758A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shin Iwata
伸 岩田
Kazuhiro Hirai
一裕 平井
Seisaku Azumaguchi
誠作 東口
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.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Fuel Cell (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve profitability by avoiding wasteful drainage from an escape piping. SOLUTION: A humidifying mechanism 3 to humidify a high polymer film and a water treatment mechanism 4 to demineralize water to supply to the humidifying mechanism 3 are provided on a fuel cell 1, and a water supply pipe for demineralization to supply water for demineralization is connected to the water treatment mechanism 4. An exhaust heat recovery circuit 12 is provided along the fuel cell 1 and a hot water reservoir tank 2, exhaust heat from the fuel cell 1 is collected as hot water, and the collected hot water is reserved in the hot water reservoir tank 2. A water supply pipe 14 with a check valve 15 is connected to a bottom part of the hot water reservoir tank 2. The escape piping 16 interposing a pressure regulation valve 17 to open by set pressure higher than pressure of the check valve 15 is connected to the water supply pipe 14, when volume increases due to a temperature change of water in accordance with the exhaust heat recovery and pressure in the hot water reservoir tank 2 increases, the water is discharged through the escape piping 15 from the hot water reservoir tank 2, pressure rise in the hot water reservoir tank 2 is prevented, and the water is used as water for demineralization.

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、電力と排熱とを発
生する固体高分子型燃料電池からの排熱を回収し、その
排熱を貯湯タンクに貯めるとともに、給湯などにに利用
できるように構成した燃料電池コージェネレーションシ
ステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for recovering waste heat from a polymer electrolyte fuel cell that generates electric power and waste heat, storing the waste heat in a hot water storage tank, and using the waste heat for hot water supply and the like. And a fuel cell cogeneration system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の燃料電池コージェネレーションシ
ステムとしては、図5のシステム構成図に示されるもの
がある。図5において、01は固体高分子型の燃料電池
を、02は密閉式の貯湯タンクをそれぞれ示している。
2. Description of the Related Art As a conventional fuel cell cogeneration system, there is one shown in the system configuration diagram of FIG. In FIG. 5, 01 indicates a polymer electrolyte fuel cell, and 02 indicates a closed hot water storage tank.

【0003】燃料電池01には、その高分子膜を加湿す
る加湿機構03と、その加湿機構03に供給する水を純
水化するイオン交換膜等の水処理機構04とが付設され
ている。水処理機構04には、純水化用の水を供給する
第1のポンプ05を介装した純水化用給水管06と、水
処理に伴って濃縮化した水を排出する排水管07が接続
され、その排水管07に開閉弁08が介装されている。
[0003] The fuel cell 01 is provided with a humidifying mechanism 03 for humidifying the polymer membrane and a water treatment mechanism 04 such as an ion exchange membrane for purifying water supplied to the humidifying mechanism 03. The water treatment mechanism 04 includes a pure water supply pipe 06 provided with a first pump 05 for supplying water for pure water, and a drain pipe 07 for discharging water concentrated with the water treatment. The drain pipe 07 is connected and an open / close valve 08 is interposed.

【0004】燃料電池01と貯湯タンク02とにわたっ
て、貯湯タンク02の底側から水を取り出し可能な、第
2のポンプ09を介装した排熱回収用給水管010が接
続されるとともに、得られた温水を貯湯タンク02の上
部に供給する温水供給管011が接続され、燃料電池0
1からの排熱を温水として回収し、回収した温水を貯湯
タンク02に貯めていくように排熱回収回路012が構
成されている。燃料電池01から排出される熱として
は、改質器排ガス排熱やオフガス排熱や冷却水排熱があ
り、それらのうちの少なくともひとつが回収されるよう
になっている。
[0004] An exhaust heat recovery water supply pipe 010 with a second pump 09 interposed between the fuel cell 01 and the hot water storage tank 02 and capable of extracting water from the bottom side of the hot water storage tank 02 is connected to and obtained from the fuel cell 01 and the hot water storage tank 02. A hot water supply pipe 011 for supplying hot water to the upper portion of the hot water storage tank 02 is connected to the fuel cell 0
An exhaust heat recovery circuit 012 is configured to collect the exhaust heat from 1 as hot water and store the collected hot water in the hot water storage tank 02. The heat discharged from the fuel cell 01 includes exhaust heat of the reformer exhaust gas, off-gas exhaust heat, and cooling water exhaust heat, and at least one of them is recovered.

【0005】貯湯タンク02の上部には、炊事場や浴
槽、洗面所などに給湯する給湯管013が接続され、一
方、貯湯タンク02の底部には給湯に伴う減少分の水を
補充する給水管014が接続されるとともに、その給水
管014に、設定以上の圧力(例えば、0.2Mpa)の減少
に伴って開く逆止弁015が介装されている。
[0005] A hot water supply pipe 013 for supplying hot water to a cooking place, a bathtub, a lavatory, and the like is connected to an upper portion of the hot water storage tank 02, while a water supply pipe for replenishing water reduced by the hot water supply is provided at the bottom of the hot water storage tank 02. 014 is connected, and a check valve 015 that opens as the pressure (for example, 0.2 Mpa) decreases above a set value is interposed in the water supply pipe 014.

【0006】給水管014の逆止弁015と貯湯タンク
02との間に逃がし配管016が設けられ、その逃がし
配管016に、逆止弁015の圧力よりも高い設定圧力
(例えば、0.3Mpa)で開く圧力調整弁017が介装され
ている。これにより、排熱回収に伴う水の温度変化に起
因して体積が膨張して貯湯タンク02内の圧力が増加し
たときに、貯湯タンク02から水を逃がし配管016を
通じて排出し、貯湯タンク02内の昇圧を防止するよう
になっている。
A relief pipe 016 is provided between the check valve 015 of the water supply pipe 014 and the hot water storage tank 02, and the relief pipe 016 is set at a set pressure (for example, 0.3 MPa) higher than the pressure of the check valve 015. An open pressure regulating valve 017 is interposed. Thereby, when the volume expands due to the temperature change of the water due to the exhaust heat recovery and the pressure in the hot water storage tank 02 increases, the water is discharged from the hot water storage tank 02 through the discharge pipe 016, and is discharged from the hot water storage tank 02. Is prevented from increasing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、逃がし配管016からの水がそのまま捨てられてい
た。例えば、水の体積は、温度70℃の場合に、温度25℃
の場合の1.02倍になる。1日に 150〜 250リットル分を
加熱するとした場合に、捨てられる水の量は3〜5リッ
トルになり、非常に無駄であった。
However, conventionally, water from the escape pipe 016 has been discarded as it is. For example, if the volume of water is 70 ° C and the temperature is 25 ° C
It becomes 1.02 times of the case. If heating 150 to 250 liters a day, the amount of water discarded was 3 to 5 liters, which was extremely wasteful.

【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、請求項1に係る発明は、逃がし配管か
らの無駄な排水を回避して経済性を向上することを目的
とし、請求項2に係る発明は、配管や機器構成を簡略化
して経済性を一層向上することを目的とし、請求項3に
係る発明は、配管構成を一層簡略化して経済性をより一
層向上することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to avoid wasteful drainage from a relief pipe and improve economic efficiency. The invention according to claim 2 aims to further improve the economy by simplifying the piping and equipment configuration, and the invention according to claim 3 further simplifies the piping configuration to further improve the economy. With the goal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
上述のような目的を達成するために、固体高分子型燃料
電池と、前記固体高分子型燃料電池の高分子膜を加湿す
る加湿機構と、前記加湿機構に供給する水を純水化する
水処理機構と、前記燃料電池から排出される熱を温水と
して回収する排熱回収回路と、前記排熱回収回路で回収
した温水を貯める密閉式の貯湯タンクと、前記貯湯タン
クに接続されて給水する逆止弁付きの給水管とを備えた
燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、前記
水処理機構に接続されて純水化用の水を給水する純水化
用給水管と、前記水処理機構に接続されて水処理後の濃
縮水を排出する排水管と、前記給水管または前記貯湯タ
ンクに接続されて前記貯湯タンク内の水を外部に逃がす
逃がし配管と、前記逃がし配管に設けられて前記貯湯タ
ンク内の圧力が設定圧力を越えたときに開く圧力調整弁
とを有し、前記逃がし配管の前記圧力調整弁よりも下流
側部分を前記純水化用給水管に接続して構成する。
According to the first aspect of the present invention,
In order to achieve the above object, a polymer electrolyte fuel cell, a humidifying mechanism for humidifying a polymer membrane of the polymer electrolyte fuel cell, and water for purifying water supplied to the humidifying mechanism are provided. A treatment mechanism, an exhaust heat recovery circuit for recovering heat discharged from the fuel cell as hot water, a sealed hot water storage tank for storing the hot water recovered by the exhaust heat recovery circuit, and water supply connected to the hot water storage tank. In a fuel cell cogeneration system including a water supply pipe with a check valve, a pure water supply pipe connected to the water treatment mechanism to supply pure water, and a water supply mechanism connected to the water treatment mechanism. A drain pipe for discharging the concentrated water after the water treatment, a relief pipe connected to the water supply pipe or the hot water storage tank to release the water in the hot water storage tank to the outside, and a release pipe provided in the release pipe for the hot water storage tank. Pressure And a pressure regulating valve that opens when exceeding the pressure, constitute a downstream portion than the pressure adjusting valve of the relief pipe connected to the water supply pipe for the water purification.

【0010】また、請求項2に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、固体高分子型燃料電池と、前
記固体高分子型燃料電池の高分子膜を加湿する加湿機構
と、前記加湿機構に供給する水を純水化する水処理機構
と、前記燃料電池から排出される熱を温水として回収す
る排熱回収回路と、前記排熱回収回路で回収した温水を
貯める密閉式の貯湯タンクと、前記貯湯タンクに接続さ
れて給水する逆止弁付きの給水管とを備えた燃料電池コ
ージェネレーションシステムにおいて、前記給水管また
は前記貯湯タンクに接続されて前記貯湯タンク内の水を
外部に逃がす逃がし配管を前記水処理機構に接続すると
ともに、前記水処理機構に水処理後の濃縮水を排出する
排水管を接続し、かつ、前記排水管に、前記貯湯タンク
内の圧力が設定圧力を越えたときに開く圧力調整弁を設
けて構成する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a polymer electrolyte fuel cell, a humidifying mechanism for humidifying a polymer membrane of the polymer electrolyte fuel cell, and A water treatment mechanism for purifying water to be supplied to the humidifying mechanism, an exhaust heat recovery circuit for recovering heat discharged from the fuel cell as hot water, and a sealed type storing hot water recovered by the exhaust heat recovery circuit. In a fuel cell cogeneration system including a hot water storage tank and a water supply pipe with a check valve connected to the hot water storage tank for supplying water, water in the hot water storage tank connected to the water supply pipe or the hot water storage tank is externally supplied. A relief pipe connected to the water treatment mechanism, a drain pipe for discharging the concentrated water after water treatment is connected to the water treatment mechanism, and the pressure in the hot water storage tank is set to the drain pipe. The configuring is provided the pressure regulating valve that opens when exceeding.

【0011】また、請求項3に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、固体高分子型燃料電池と、前
記固体高分子型燃料電池の高分子膜を加湿する加湿機構
と、前記加湿機構に供給する水を純水化する水処理機構
と、前記燃料電池から排出される熱を温水として回収す
る排熱回収回路と、前記排熱回収回路で回収した温水を
貯める密閉式の貯湯タンクと、前記貯湯タンクに接続さ
れて給水する逆止弁付きの給水管とを備えた燃料電池コ
ージェネレーションシステムにおいて、前記給水管の前
記逆止弁よりも下流側箇所と前記水処理機構とを純水化
用給水管を介して接続するとともに、前記水処理機構
と、前記排熱回収回路を構成する温水回収用熱交換器、
または、前記燃料電池とを配管を介して接続し、前記純
水化用給水管と前記水処理機構と前記配管とを前記排熱
回収回路の一部に兼用構成し、かつ、前記配管または前
記純水化用給水管に排水管を接続するとともに、前記排
水管に、前記貯湯タンク内の圧力が設定圧力を越えたと
きに開く圧力調整弁を設けて構成する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a polymer electrolyte fuel cell, a humidifying mechanism for humidifying a polymer membrane of the polymer electrolyte fuel cell, A water treatment mechanism for purifying water to be supplied to the humidifying mechanism, an exhaust heat recovery circuit for recovering heat discharged from the fuel cell as hot water, and a sealed type storing hot water recovered by the exhaust heat recovery circuit. In a fuel cell cogeneration system including a hot water storage tank and a water supply pipe with a check valve connected to the hot water storage tank and supplying water, a portion of the water supply pipe downstream of the check valve, the water treatment mechanism, Connected via a water supply pipe for pure water purification, the water treatment mechanism, a heat exchanger for hot water recovery constituting the exhaust heat recovery circuit,
Alternatively, the fuel cell is connected via a pipe, the pure water supply pipe, the water treatment mechanism, and the pipe are also configured as a part of the exhaust heat recovery circuit, and the pipe or the pipe is used. A drainage pipe is connected to the pure water supply pipe, and the drainage pipe is provided with a pressure regulating valve that opens when the pressure in the hot water storage tank exceeds a set pressure.

【0012】[0012]

【作用】請求項1に係る発明の燃料電池コージェネレー
ションシステムの構成によれば、逃がし配管を通じて排
出される水を純水化用給水管に流し、水処理機構に対す
る純水化用の水として利用する。
According to the construction of the fuel cell cogeneration system of the first aspect of the present invention, the water discharged through the relief pipe flows to the pure water supply pipe and is used as the pure water for the water treatment mechanism. I do.

【0013】また、請求項2に係る発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムの構成によれば、貯湯タンク
内の圧力が設定圧力を越えたときに、水処理機構に接続
された排水管に設けた圧力調整弁を開いて濃縮物の排出
をも行い、逃がし配管を通じて排出される水を水処理機
構に流し、水処理機構に対する純水化用の水として利用
する。
Further, according to the configuration of the fuel cell cogeneration system of the present invention, when the pressure in the hot water storage tank exceeds the set pressure, the pressure provided in the drain pipe connected to the water treatment mechanism is increased. The regulator is also opened to discharge the concentrate, and the water discharged through the relief pipe is passed to the water treatment mechanism, and used as pure water for the water treatment mechanism.

【0014】また、請求項3に係る発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムの構成によれば、純水化用給
水管と水処理機構と配管とを排熱回収回路の一部に兼用
構成し、排熱回収のために供給する水を水処理機構に対
する純水化用の水として供給し、水処理機構に対して純
水化用の水を常時供給し、更に、貯湯タンク内の圧力が
設定圧力を越えたときには、配管または純水化用給水管
に接続された排水管に設けた圧力調整弁を開いて排水
し、従来の逃がし配管を通じて排出されていた水を水処
理機構に流し、水処理機構に対する純水化用の水として
利用する。
Further, according to the configuration of the fuel cell cogeneration system according to the third aspect of the present invention, the water supply pipe for purifying water, the water treatment mechanism, and the pipe are also used as part of the exhaust heat recovery circuit, and the exhaust water is recovered. The water to be supplied for heat recovery is supplied as water for purification to the water treatment mechanism, the water for purification is constantly supplied to the water treatment mechanism, and the pressure in the hot water storage tank is increased to the set pressure. When the pressure exceeds the limit, the pressure control valve provided in the pipe or the drainage pipe connected to the water supply pipe for pure water is opened to drain water, and the water that has been discharged through the conventional relief pipe flows to the water treatment mechanism, and the water is treated. It is used as pure water for the mechanism.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る燃料電池
コージェネレーションシステムの第1実施例を示すシス
テム構成図であり、1は固体高分子型の燃料電池を、2
は密閉式の貯湯タンクをそれぞれ示している。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing a first embodiment of a fuel cell cogeneration system according to the present invention.
Indicates closed-type hot water storage tanks.

【0016】燃料電池1には、その高分子膜を加湿する
加湿機構3と、その加湿機構3に供給する水を純水化す
るイオン交換膜等の水処理機構4とが付設されている。
水処理機構4には、純水化用の水を供給する第1のポン
プ5を介装した純水化用給水管6と、水処理に伴って濃
縮化した水を排出する排水管7が接続され、その排水管
7に開閉弁8が介装されている。
The fuel cell 1 is provided with a humidifying mechanism 3 for humidifying the polymer membrane and a water treatment mechanism 4 such as an ion exchange membrane for purifying water supplied to the humidifying mechanism 3.
The water treatment mechanism 4 includes a water supply pipe 6 for pure water provided with a first pump 5 for supplying water for pure water, and a drain pipe 7 for discharging water concentrated with the water treatment. The drainage pipe 7 is connected with an on-off valve 8.

【0017】燃料電池1と貯湯タンク2とにわたって、
貯湯タンク2の底側から水を取り出し可能な、第2のポ
ンプ9を介装した排熱回収用給水管10が接続されると
ともに、得られた温水を貯湯タンク2の上部に供給する
温水供給管11が接続され、燃料電池1からの排熱を温
水として回収し、回収した温水を貯湯タンク2に貯めて
いくように排熱回収回路12が構成されている。燃料電
池1から排出される熱としては、改質器排ガス排熱やオ
フガス排熱や冷却水排熱があり、それらのうちの少なく
ともひとつが回収されるようになっている。
The fuel cell 1 and the hot water tank 2
A hot water supply for supplying the obtained hot water to an upper portion of the hot water storage tank 2 is connected to an exhaust heat recovery water supply pipe 10 provided with a second pump 9 and capable of taking out water from the bottom side of the hot water storage tank 2. A pipe 11 is connected, and an exhaust heat recovery circuit 12 is configured to collect exhaust heat from the fuel cell 1 as hot water and store the collected hot water in the hot water storage tank 2. The heat exhausted from the fuel cell 1 includes exhaust heat of reformer exhaust gas, exhaust heat of off-gas, and exhaust heat of cooling water, and at least one of them is recovered.

【0018】貯湯タンク2の上部には、炊事場や浴槽、
洗面所などに給湯する給湯管13が接続され、一方、貯
湯タンク2の底部には給湯に伴う減少分の水を補充する
給水管14が接続されるとともに、その給水管14に、
設定以上の圧力(例えば、0.2Mpa)の減少に伴って開く
逆止弁15が介装されている。
At the upper part of the hot water storage tank 2, a cooking place, a bathtub,
A hot water supply pipe 13 for supplying hot water to a washroom or the like is connected, and a water supply pipe 14 for replenishing water reduced by the hot water supply is connected to the bottom of the hot water storage tank 2.
A check valve 15 that opens as the pressure (for example, 0.2 Mpa) decreases above a set value is interposed.

【0019】給水管14の逆止弁15と貯湯タンク2と
の間に、逃がし配管16が接続され、その逃がし配管1
6に、逆止弁15の圧力よりも高い設定圧力(例えば、
0.3Mpa)で開く圧力調整弁17が介装され、逃がし配管
16の圧力調整弁17よりも下流側部分が純水化用給水
管6に接続されている。これにより、排熱回収に伴う水
の温度変化に起因して体積が膨張して貯湯タンク2内の
圧力が増加したときに、貯湯タンク2から水を逃がし配
管15を通じて排出し、貯湯タンク2内の昇圧を防止
し、更に、その水を純水化用の水として利用できるよう
になっている。
A relief pipe 16 is connected between the check valve 15 of the water supply pipe 14 and the hot water storage tank 2, and is connected to the relief pipe 1.
6, a set pressure higher than the pressure of the check valve 15 (for example,
A pressure regulating valve 17 that opens at 0.3 Mpa) is interposed, and a portion of the relief pipe 16 downstream of the pressure regulating valve 17 is connected to the water supply pipe 6 for pure water purification. Thereby, when the volume expands due to the temperature change of the water due to the exhaust heat recovery and the pressure in the hot water storage tank 2 increases, the water is released from the hot water storage tank 2 through the pipe 15 and discharged therefrom. Is prevented, and the water can be used as pure water.

【0020】図2は、本発明に係る燃料電池コージェネ
レーションシステムの第2実施例を示すシステム構成図
であり、第1実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、逃がし配管16が水処理機構4に接続され、
排水管7に、第1実施例の開閉弁8に代えて逆止弁15
の圧力よりも高い設定圧力(例えば、0.3Mpa)で開く圧
力調整弁21が介装されている。他の構成は、第1実施
例と同じであり、同一図番を付すことによりその説明は
省略する。
FIG. 2 is a system configuration diagram showing a second embodiment of the fuel cell cogeneration system according to the present invention. The difference from the first embodiment is as follows.
That is, the relief pipe 16 is connected to the water treatment mechanism 4,
The drain pipe 7 has a check valve 15 instead of the on-off valve 8 of the first embodiment.
A pressure regulating valve 21 that opens at a set pressure (for example, 0.3 Mpa) higher than the pressure of. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted by retaining the same reference numerals.

【0021】この第2実施例の構成により、貯湯タンク
2内の圧力が設定圧力を越えたときに、圧力調整弁21
を開いて濃縮物の排出をも行い、逃がし配管16を通じ
て排出される水を水処理機構4に流し、水処理機構4に
対する純水化用の水として利用できるようになってい
る。
With the configuration of the second embodiment, when the pressure in the hot water storage tank 2 exceeds the set pressure, the pressure regulating valve 21
Is also opened to discharge the concentrate, and the water discharged through the relief pipe 16 flows to the water treatment mechanism 4 so that the water can be used as pure water for the water treatment mechanism 4.

【0022】図3は、本発明に係る燃料電池コージェネ
レーションシステムの第3実施例を示すシステム構成図
であり、第2実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、給水管14の逆止弁15よりも下流側箇所と
水処理機構4とが、ポンプ31を介装した純水化用給水
管6を介して接続され、水処理機構4と、排熱回収回路
12を構成する燃料電池1とが配管32を介して接続さ
れ、純水化用給水管6と水処理機構4と配管32とが排
熱回収回路12の一部に兼用構成されている。
FIG. 3 is a system configuration diagram showing a third embodiment of the fuel cell cogeneration system according to the present invention. The difference from the second embodiment is as follows.
That is, the portion of the water supply pipe 14 downstream of the check valve 15 and the water treatment mechanism 4 are connected via the pure water supply pipe 6 with the pump 31 interposed therebetween, and the water treatment mechanism 4 and the exhaust heat The fuel cell 1 constituting the recovery circuit 12 is connected via a pipe 32, and the water purification pipe 6 for water purification, the water treatment mechanism 4, and the pipe 32 also serve as a part of the exhaust heat recovery circuit 12. .

【0023】配管32に排水管33が接続されるととも
に、排水管33に、逆止弁15の圧力よりも高い設定圧
力(例えば、0.3Mpa)で開く圧力調整弁34が介装され
ている。他の構成は、第2実施例と同じであり、同一図
番を付すことによりその説明は省略する。
A drain pipe 33 is connected to the pipe 32, and a pressure regulating valve 34 that opens at a set pressure (for example, 0.3 MPa) higher than the pressure of the check valve 15 is interposed in the drain pipe 33. The other configuration is the same as that of the second embodiment, and the description thereof will be omitted by retaining the same reference numerals.

【0024】この第3実施例の構成により、水処理機構
4に対して純水化用の水を常時供給し、更に、貯湯タン
ク2内の圧力が設定圧力を越えたときには、圧力調整弁
34を開いて排水し、従来の逃がし配管を通じて排出さ
れていた水を水処理機構4に流し、水処理機構4に対す
る純水化用の水として利用できるようになっている。こ
の第3実施例において、排熱回収回路12が、後述のよ
うに、中間に冷媒回路などを介装し、温水回収用熱交換
器(図示せず)で温水を得るように構成されている場合
であれば、その温水回収用熱交換器に配管32を接続す
れば良い。また、圧力調整弁33を介装した排水管32
としては、純水化用給水管6に接続しても良い。
According to the configuration of the third embodiment, water for pure water supply is always supplied to the water treatment mechanism 4, and when the pressure in the hot water storage tank 2 exceeds the set pressure, the pressure regulating valve 34 is provided. Is opened and drained, and the water discharged through the conventional relief pipe flows to the water treatment mechanism 4 and can be used as pure water for the water treatment mechanism 4. In the third embodiment, the exhaust heat recovery circuit 12 is configured to interpose a refrigerant circuit or the like in the middle and obtain hot water with a hot water recovery heat exchanger (not shown) as described later. In this case, the pipe 32 may be connected to the hot water recovery heat exchanger. Further, a drain pipe 32 provided with a pressure regulating valve 33 interposed therebetween.
May be connected to the pure water supply pipe 6.

【0025】図4は、本発明に係る燃料電池コージェネ
レーションシステムの第4実施例を示すシステム構成図
であり、第1実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、燃料電池1とにわたる冷媒回路41に温水回
収用熱交換器42が介装され、この温水回収用熱交換器
42に排熱回収用給水管10と温水供給管11とが接続
されて排熱回収回路12が構成されている。他の構成
は、第1実施例と同じであり、同一図番を付すことによ
りその説明は省略する。
FIG. 4 is a system configuration diagram showing a fourth embodiment of the fuel cell cogeneration system according to the present invention. The difference from the first embodiment is as follows.
In other words, the hot water recovery heat exchanger 42 is interposed in the refrigerant circuit 41 extending to the fuel cell 1, and the exhaust heat recovery water supply pipe 10 and the hot water supply pipe 11 are connected to the hot water recovery heat exchanger 42 so as to be discharged. A heat recovery circuit 12 is configured. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted by retaining the same reference numerals.

【0026】上記第1、第2および第4実施例では、排
熱回収用給水管10を給水管14に接続しているが、貯
湯タンク2の下部側に接続するように構成しても良い。
また、逃がし配管15としても、貯湯タンク2の下部側
に接続するように構成しても良い。
In the first, second and fourth embodiments, the exhaust heat recovery water supply pipe 10 is connected to the water supply pipe 14, but may be connected to the lower part of the hot water storage tank 2. .
Also, the relief pipe 15 may be configured to be connected to the lower side of the hot water storage tank 2.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1に係る発明の燃料電池コージェネレーションシステム
によれば、逃がし配管を通じて排出される水を水処理機
構に対する純水化用の水として利用するから、無駄な排
水を回避できて経済性を向上できる。
As is apparent from the above description, according to the fuel cell cogeneration system of the first aspect of the present invention, the water discharged through the relief pipe is used as pure water for the water treatment mechanism. Therefore, wasteful drainage can be avoided, and the economic efficiency can be improved.

【0028】また、請求項2に係る発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムによれば、逃がし配管を通じ
て排出される水を水処理機構に対する純水化用の水とし
て利用するとともに、濃縮物の排出のための排水と兼用
するから、無駄な排水を回避でき、しかも、逃がし配管
を水処理機構に接続し、水処理機構に接続された排水管
に圧力調整弁を設けるから、水処理機構に対する給水管
やポンプを不要にできるとともに排水管に開閉弁を設け
ずに済み、配管や機器構成を簡略化して経済性を一層向
上できる。
Further, according to the fuel cell cogeneration system of the second aspect of the present invention, the water discharged through the relief pipe is used as pure water for the water treatment mechanism, and is used for discharging the concentrate. The drainage pipe is connected to the water treatment mechanism, and the drainage pipe connected to the water treatment mechanism is provided with a pressure regulating valve. A pump can be dispensed with and an on-off valve is not provided in the drain pipe, so that the piping and equipment configuration can be simplified and the economic efficiency can be further improved.

【0029】また、請求項3に係る発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムによれば、純水化用給水管と
水処理機構と配管とを排熱回収回路の一部に兼用構成
し、更に、従来の逃がし配管を通じて排出されていた水
を水処理機構に流し、水処理機構に対する純水化用の水
として利用するから、水処理機構に対して純水化用の水
を常時供給できて濃縮物の堆積が無くなり、濃縮物の排
出のための排水が不要となって無駄な排水を回避でき、
しかも、上述のように、排熱回収回路の一部に兼用構成
するから、水処理機構に対する給水管やポンプを不要に
できるとともに排水管を不要にでき、そのうえ、排水管
に開閉弁を設けずに済み、機器構成に加えて配管構成を
一層簡略化して経済性をより一層向上できる。
According to the fuel cell cogeneration system of the third aspect of the present invention, the water supply pipe for purifying water, the water treatment mechanism, and the pipe are also used as a part of the exhaust heat recovery circuit. The water that has been discharged through the effluent piping flows into the water treatment mechanism and is used as water for purification for the water treatment mechanism. The accumulation of water is eliminated, and wastewater for discharging the concentrate is not required, so that wastewater can be avoided.
In addition, as described above, since it is also configured as a part of the exhaust heat recovery circuit, a water supply pipe and a pump for the water treatment mechanism can be made unnecessary and a drain pipe is not required, and further, an on-off valve is not provided in the drain pipe. In addition, it is possible to further simplify the piping configuration in addition to the device configuration, and to further improve the economic efficiency.

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

【図1】本発明に係る燃料電池コージェネレーションシ
ステムの第1実施例を示すシステム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a first embodiment of a fuel cell cogeneration system according to the present invention.

【図2】第2実施例のシステム構成図である。FIG. 2 is a system configuration diagram of a second embodiment.

【図3】第3実施例のシステム構成図である。FIG. 3 is a system configuration diagram of a third embodiment.

【図4】第4実施例のシステム構成図である。FIG. 4 is a system configuration diagram of a fourth embodiment.

【図5】従来例のシステム構成図である。FIG. 5 is a system configuration diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…燃料電池 2…貯湯タンク 3…加湿機構 4…水処理機構 6…純水化用給水管 7…排水管 12…排熱回収回路 14…給水管 15…逆止弁 16…逃がし配管 17,21,33…圧力調整弁 32…配管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell 2 ... Hot water storage tank 3 ... Humidification mechanism 4 ... Water treatment mechanism 6 ... Water supply pipe for purification water 7 ... Drain pipe 12 ... Exhaust heat recovery circuit 14 ... Water supply pipe 15 ... Check valve 16 ... Release pipe 17, 21, 33 ... Pressure regulating valve 32 ... Piping

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東口 誠作 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA06 5H027 AA06 DD06 KK01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Seisaku Higashiguchi 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi F-term in Osaka Gas Co., Ltd. (reference) 5H026 AA06 5H027 AA06 DD06 KK01

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体高分子型燃料電池と、 前記固体高分子型燃料電池の高分子膜を加湿する加湿機
構と、 前記加湿機構に供給する水を純水化する水処理機構と、 前記燃料電池から排出される熱を温水として回収する排
熱回収回路と、 前記排熱回収回路で回収した温水を貯める密閉式の貯湯
タンクと、 前記貯湯タンクに接続されて給水する逆止弁付きの給水
管とを備えた燃料電池コージェネレーションシステムに
おいて、 前記水処理機構に接続されて純水化用の水を給水する純
水化用給水管と、 前記水処理機構に接続されて水処理後の濃縮水を排出す
る排水管と、 前記給水管または前記貯湯タンクに接続されて前記貯湯
タンク内の水を外部に逃がす逃がし配管と、 前記逃がし配管に設けられて前記貯湯タンク内の圧力が
設定圧力を越えたときに開く圧力調整弁とを有し、 前記逃がし配管の前記圧力調整弁よりも下流側部分を前
記純水化用給水管に接続したことを特徴とする燃料電池
コージェネレーションシステム。
1. A polymer electrolyte fuel cell, a humidifying mechanism for humidifying a polymer membrane of the polymer electrolyte fuel cell, a water treatment mechanism for purifying water supplied to the humidifying mechanism, and the fuel An exhaust heat recovery circuit for recovering heat discharged from the battery as hot water; a closed hot water storage tank for storing the hot water recovered by the exhaust heat recovery circuit; and a water supply with a check valve connected to the hot water storage tank for supplying water. A fuel cell cogeneration system comprising: a pipe; a pure water supply pipe connected to the water treatment mechanism to supply water for pure water; and a concentration after water treatment connected to the water treatment mechanism. A drain pipe for discharging water; a relief pipe connected to the water supply pipe or the hot water storage tank to release water in the hot water storage tank to the outside; and a pressure in the hot water storage tank provided in the release pipe, wherein a pressure in the hot water storage tank is equal to a set pressure. When it exceeds A pressure regulating valve that opens when the fuel cell is released, wherein a portion of the relief pipe downstream of the pressure regulating valve is connected to the pure water supply pipe.
【請求項2】 固体高分子型燃料電池と、 前記固体高分子型燃料電池の高分子膜を加湿する加湿機
構と、 前記加湿機構に供給する水を純水化する水処理機構と、 前記燃料電池から排出される熱を温水として回収する排
熱回収回路と、 前記排熱回収回路で回収した温水を貯める密閉式の貯湯
タンクと、 前記貯湯タンクに接続されて給水する逆止弁付きの給水
管とを備えた燃料電池コージェネレーションシステムに
おいて、 前記給水管または前記貯湯タンクに接続されて前記貯湯
タンク内の水を外部に逃がす逃がし配管を前記水処理機
構に接続するとともに、前記水処理機構に水処理後の濃
縮水を排出する排水管を接続し、かつ、前記排水管に、
前記貯湯タンク内の圧力が設定圧力を越えたときに開く
圧力調整弁を設けたことを特徴とする燃料電池コージェ
ネレーションシステム。
2. A polymer electrolyte fuel cell; a humidifying mechanism for humidifying a polymer membrane of the polymer electrolyte fuel cell; a water treatment mechanism for purifying water supplied to the humidifying mechanism; An exhaust heat recovery circuit for recovering heat discharged from the battery as hot water; a closed hot water storage tank for storing the hot water recovered by the exhaust heat recovery circuit; and a water supply with a check valve connected to the hot water storage tank for supplying water. In a fuel cell cogeneration system comprising a pipe, a relief pipe connected to the water supply pipe or the hot water storage tank and allowing water in the hot water storage tank to escape to the outside is connected to the water treatment mechanism, and the water treatment mechanism is connected to the water treatment mechanism. A drain pipe for discharging the concentrated water after the water treatment is connected, and, to the drain pipe,
A fuel cell cogeneration system, comprising a pressure regulating valve that opens when the pressure in the hot water storage tank exceeds a set pressure.
【請求項3】 固体高分子型燃料電池と、 前記固体高分子型燃料電池の高分子膜を加湿する加湿機
構と、 前記加湿機構に供給する水を純水化する水処理機構と、 前記燃料電池から排出される熱を温水として回収する排
熱回収回路と、 前記排熱回収回路で回収した温水を貯める密閉式の貯湯
タンクと、 前記貯湯タンクに接続されて給水する逆止弁付きの給水
管とを備えた燃料電池コージェネレーションシステムに
おいて、 前記給水管の前記逆止弁よりも下流側箇所と前記水処理
機構とを純水化用給水管を介して接続するとともに、前
記水処理機構と、前記排熱回収回路を構成する温水回収
用熱交換器、または、前記燃料電池とを配管を介して接
続し、前記純水化用給水管と前記水処理機構と前記配管
とを前記排熱回収回路の一部に兼用構成し、かつ、前記
配管または前記純水化用給水管に排水管を接続するとと
もに、前記排水管に、前記貯湯タンク内の圧力が設定圧
力を越えたときに開く圧力調整弁を設けたことを特徴と
する燃料電池コージェネレーションシステム。
3. A polymer electrolyte fuel cell; a humidifying mechanism for humidifying a polymer membrane of the polymer electrolyte fuel cell; a water treatment mechanism for purifying water supplied to the humidifying mechanism; An exhaust heat recovery circuit for recovering heat discharged from the battery as hot water; a closed hot water storage tank for storing the hot water recovered by the exhaust heat recovery circuit; and a water supply with a check valve connected to the hot water storage tank for supplying water. In a fuel cell cogeneration system including a pipe, a portion of the water supply pipe downstream of the check valve and the water treatment mechanism are connected via a pure water supply water pipe, and the water treatment mechanism is connected to the water treatment mechanism. Connecting the hot water recovery heat exchanger constituting the waste heat recovery circuit, or the fuel cell via a pipe, and connecting the pure water feed pipe, the water treatment mechanism, and the pipe to the waste heat. Also used as part of the recovery circuit And, a drainage pipe is connected to the pipe or the pure water supply pipe, and the drainage pipe is provided with a pressure regulating valve that opens when the pressure in the hot water storage tank exceeds a set pressure. Fuel cell cogeneration system.
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