JP2003214712A - Fuel cell cogeneration system - Google Patents

Fuel cell cogeneration system

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JP2003214712A
JP2003214712A JP2002012188A JP2002012188A JP2003214712A JP 2003214712 A JP2003214712 A JP 2003214712A JP 2002012188 A JP2002012188 A JP 2002012188A JP 2002012188 A JP2002012188 A JP 2002012188A JP 2003214712 A JP2003214712 A JP 2003214712A
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hot water
fuel cell
water storage
pipe
cogeneration system
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JP2002012188A
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Japanese (ja)
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Yoshikazu Tanaka
良和 田中
Akinari Nakamura
彰成 中村
Terumaru Harada
照丸 原田
Masao Yamamoto
雅夫 山本
Tetsuya Ueda
哲也 上田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems wherein a conventional fuel cell cogeneration system has poor field installation performance and thermal efficiency. <P>SOLUTION: A fuel cell cogeneration system comprises a fuel cell system 17 having a fuel supplying means 21 and a fuel cell 11, a hot water storage tank 31, stored hot water piping 33, heat exchanging means 13 and 42, and an outer case 53 for storing the fuel cell system 17, the hot water storage tank 31, the stored hot water piping 33 and the heat exchanging means 13 and 42. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、燃料電池を用いて
発電と熱供給を行う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 fuel cell cogeneration system for generating power and supplying heat using a fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的な温水回収型の燃料電池コージェ
ネレーションシステムを図4に示す。燃料電池11は、
供給される水素リッチなガス(以下、燃料ガスとする)
と空気などの酸化剤ガスとの反応により、電力および熱
を発生させる。燃料ガスは、燃料処理装置21におい
て、天然ガスなどの原料を水蒸気を含む雰囲気下で加熱
して生成され、燃料電池11の燃料ライン15に導入さ
れる。空気供給装置41により空気が燃料電池11の空
気ライン15に供給される。そして燃料電池11より排
出された空気は、空気凝縮器42に導入され水分が凝
縮、分離される。
2. Description of the Related Art A general hot water recovery type fuel cell cogeneration system is shown in FIG. The fuel cell 11 is
Hydrogen-rich gas supplied (hereinafter referred to as fuel gas)
Electricity and heat are generated by the reaction between the gas and an oxidant gas such as air. The fuel gas is generated in the fuel processor 21 by heating a raw material such as natural gas in an atmosphere containing water vapor, and is introduced into the fuel line 15 of the fuel cell 11. Air is supplied to the air line 15 of the fuel cell 11 by the air supply device 41. The air discharged from the fuel cell 11 is introduced into the air condenser 42 to condense and separate water.

【0003】燃料電池11の内部には、発電時に発生す
る熱を除去し、燃料電池11を所定の温度に維持するた
め、冷却水を冷却水循環ポンプ12により循環させる。
燃料電池11を経由した冷却水は冷却水放熱器13によ
り冷却され、貯湯水タンク31に蓄えられた貯湯水と熱
交換する。
Cooling water is circulated in the fuel cell 11 by a cooling water circulation pump 12 in order to remove heat generated during power generation and maintain the fuel cell 11 at a predetermined temperature.
The cooling water that has passed through the fuel cell 11 is cooled by the cooling water radiator 13 and exchanges heat with the stored hot water stored in the hot water storage tank 31.

【0004】貯湯水タンク31においては、底面付近の
貯湯水が、貯湯水循環ポンプ32により吸引され、貯湯
水配管33により空気凝縮器42と冷却水放熱器13と
を経由して熱回収を行い、貯湯水タンク31の上面付近
に回帰される。貯湯水タンク31が図4に示すような縦
長の場合には、このような積層沸き上げ方式(例えば特
開2000−340244号公報などに記載がある。)
が採用される。
In the hot water storage tank 31, hot water near the bottom surface is sucked by the hot water circulation pump 32, and heat is recovered by the hot water piping 33 via the air condenser 42 and the cooling water radiator 13. It returns to the vicinity of the upper surface of the hot water tank 31. When the hot water storage tank 31 is vertically long as shown in FIG. 4, such a laminated boiling system (for example, described in JP 2000-340244 A).
Is adopted.

【0005】従来の温水回収型の燃料電池コージェネレ
ーションシステムにおいては、図4に示すように、貯湯
水タンク31を収納したタンク外装ケース52を、燃料
電池11および冷却水放熱器13などを収容したシステ
ム外装ケース51とは、別に設置し、システム外装ケー
ス51とタンク外装ケース52との間は、現場で配管接
続手段34を介して配管接続されていた。
In a conventional hot water recovery type fuel cell cogeneration system, as shown in FIG. 4, a tank exterior case 52 accommodating a hot water storage tank 31 and a fuel cell 11 and a cooling water radiator 13 are accommodated. It was installed separately from the system exterior case 51, and the system exterior case 51 and the tank exterior case 52 were pipe-connected at the site via the pipe connection means 34.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような燃料電池コージェネレーションシステムにおいて
は、システム外装ケース51と貯湯水タンク52とを別
々に手配し、現場で配管接続工事をしなければならず手
間がかかり、設置スペースも無駄になるという現場での
施工上の問題を有していた。さらに、システム外装ケー
ス51と貯湯水タンク52との間の配管延長により、放
熱および圧力損失が大きくなり、燃料電池コージェネレ
ーションシステムの効率を低下させる、という問題があ
った。
However, in the fuel cell cogeneration system as described above, the system outer case 51 and the hot water tank 52 must be arranged separately and the pipe connection work must be performed on site. There was a problem in construction at the site that it was time-consuming and wasted installation space. Further, there is a problem that the extension of the pipe between the system outer case 51 and the hot water storage tank 52 increases heat dissipation and pressure loss, and reduces the efficiency of the fuel cell cogeneration system.

【0007】本発明は、上述の従来の燃料電池コージェ
ネレーションシステムが有する、施工に手間がかかると
いうことと、放熱および圧力損失が大きく効率が低いと
いう課題を考慮し、施工に手間がかからず、あるいは、
放熱および圧力損失が低く効率が高い燃料電池コージェ
ネレーションシステムを提供することを目的とする。
In view of the problems that the above-mentioned conventional fuel cell cogeneration system takes time and labor and that the heat dissipation and the pressure loss are large and the efficiency is low, the present invention requires no time and effort for the work. , Or
An object of the present invention is to provide a fuel cell cogeneration system that has low heat dissipation and pressure loss and high efficiency.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、第1の本発明(請求項1に対応)は、燃料ガスを
供給する燃料供給手段および前記燃料供給手段から燃料
の供給を受ける燃料電池を有する燃料電池システムと、
貯湯水を貯める貯湯水タンクと、前記貯湯水タンクに接
続された貯湯水配管と、前記燃料電池システムおよび前
記貯湯水配管に接続された熱交換手段と、前記燃料電池
システム、前記貯湯水タンク、前記貯湯水配管および前
記熱交換手段を格納する外装ケースとを備えた燃料電池
コージェネレーションシステムである。
In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention (corresponding to claim 1) provides a fuel supply means for supplying a fuel gas and a fuel supply means from the fuel supply means. A fuel cell system having a fuel cell for receiving;
A hot water tank for storing hot water, a hot water pipe connected to the hot water tank, a heat exchange means connected to the fuel cell system and the hot water pipe, the fuel cell system, the hot water tank, It is a fuel cell cogeneration system provided with the hot water storage pipe and an exterior case for housing the heat exchange means.

【0009】第2の本発明(請求項2に対応)は、前記
熱交換手段が複数あり、前記複数の熱交換手段が、前記
貯湯水配管に直列に接続され、前記貯湯水タンクに沿っ
て実質的に鉛直方向に配置されている、第1の本発明の
燃料電池コージェネレーションシステムである。
In a second aspect of the present invention (corresponding to claim 2), there are a plurality of the heat exchanging means, and the plurality of heat exchanging means are connected in series to the hot water storage pipe, and the hot water storage tank is provided along the hot water storage tank. 1 is a fuel cell cogeneration system according to a first aspect of the present invention arranged substantially vertically.

【0010】第3の本発明(請求項3に対応)は、前記
貯湯水タンクが、その長手方向が鉛直方向になるように
配置され、前記貯湯水配管の一端が前記貯湯水を取り出
すために前記貯湯水タンクの下部に接続され、前記貯湯
水配管の他端が前記貯湯水を返すために前記貯湯水タン
クの上部に接続されている、第2の本発明の燃料電池コ
ージェネレーションシステムである。
In a third aspect of the present invention (corresponding to claim 3), the hot water storage tank is arranged such that its longitudinal direction is vertical, and one end of the hot water storage pipe takes out the hot water. The fuel cell cogeneration system according to the second aspect of the present invention, which is connected to a lower portion of the hot water storage tank, and the other end of the hot water storage water pipe is connected to an upper portion of the hot water storage tank for returning the hot water storage. .

【0011】第4の本発明(請求項4に対応)は、前記
複数の熱交換手段が、その被熱回収側の流体温度が低い
順に、前記貯湯水配管の上流側から下流側へ順次配置さ
れている、第3の本発明の燃料電池コージェネレーショ
ンシステムである。
In a fourth aspect of the present invention (corresponding to claim 4), the plurality of heat exchanging means are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side of the hot water storage pipe in the ascending order of the fluid temperature on the heat recovery side. The fuel cell cogeneration system according to the third aspect of the present invention.

【0012】第5の本発明(請求項5に対応)は、前記
複数の熱交換手段が、その被熱回収側の流体温度が低い
順に、前記貯湯水配管の上流側から下流側へ順次配置さ
れている、第3の本発明の燃料電池コージェネレーショ
ンシステムである。
In a fifth aspect of the present invention (corresponding to claim 5), the plurality of heat exchanging means are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side of the hot water storage pipe in the ascending order of the fluid temperature on the heat recovery side. The fuel cell cogeneration system according to the third aspect of the present invention.

【0013】第6の本発明(請求項6に対応)は、前記
複数の熱交換手段が第一および第二の熱交換手段であ
り、前記燃料電池が冷却水ラインおよび酸化剤ガスライ
ンを備え、前記冷却水ラインの出口が、前記燃料電池の
上部から取り出されて前記第一の熱交換手段に接続さ
れ、前記酸化剤ガスラインの出口が、前記燃料電池の下
部から取り出されて前記第二の熱交換手段に接続され、
かつ前記燃料電池の高さが、前記第一の熱交換手段の高
さと前記第二の熱交換手段の高さとの中間に位置してい
る、第4または第5の本発明の燃料電池コージェネレー
ションシステムである。
In a sixth aspect of the present invention (corresponding to claim 6), the plurality of heat exchange means are first and second heat exchange means, and the fuel cell includes a cooling water line and an oxidant gas line. An outlet of the cooling water line is taken out from an upper portion of the fuel cell and connected to the first heat exchange means, and an outlet of the oxidant gas line is taken out from a lower portion of the fuel cell to be the second Connected to the heat exchange means of
The fuel cell cogeneration system according to the fourth or fifth aspect of the present invention, wherein the height of the fuel cell is intermediate between the height of the first heat exchange means and the height of the second heat exchange means. System.

【0014】第7の本発明(請求項7に対応)は、外装
ケースを複数のモジュールに分割し、分割された配管を
前記複数のモジュールに接続する配管接続手段を備え
た、燃料電池コージェネレーションシステムである。
A seventh aspect of the present invention (corresponding to claim 7) is a fuel cell cogeneration system, which comprises a pipe connecting means for dividing an outer case into a plurality of modules and connecting the divided pipes to the plurality of modules. System.

【0015】本発明に関連する第1の発明は、前記貯湯
タンクを保温する断熱手段を備え、前記熱交換手段が前
記断熱手段により保温されている、第1から第7の本発
明の燃料電池コージェネレーションシステムである。
A first invention related to the present invention is provided with a heat insulating means for keeping the hot water storage tank warm, and the heat exchange means is kept warm by the heat insulating means. It is a cogeneration system.

【0016】本発明に関連する第2の発明は、燃料ガス
を供給する燃料供給手段および前記燃料供給手段から燃
料の供給を受ける燃料電池を有する燃料電池システム
と、貯湯水を貯める貯湯水タンクと、前記貯湯水タンク
に接続された貯湯水配管と、前記燃料電池システムおよ
び前記貯湯水配管に接続された熱交換手段とを外装ケー
スに一体的に格納し、現場に設置する方法である。
A second invention relating to the present invention is a fuel cell system having a fuel supply means for supplying a fuel gas and a fuel cell for receiving fuel supply from the fuel supply means, and a hot water tank for storing hot water. The method is to integrally store the hot water storage pipe connected to the hot water storage tank, and the heat exchange means connected to the fuel cell system and the hot water storage pipe in an exterior case and install it on site.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図3を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1におけ
る燃料電池コージェネレーションシステムの構成を示す
模式図であり、この図に基づきその構成および製造方法
を説明する。本発明の実施の形態1の燃料電池コージェ
ネレーションシステムは、縦長の(つまり鉛直方向に長
手である)外装ケース53に縦長の貯湯水タンク31が
格納されている構成を有している。貯湯水タンク31の
材質としては、例えば樹脂またはステンレス鋼など貯湯
することによって変形、腐食しないものが用いられる。
貯湯水タンク31の頂部には回帰口37が設けられ、貯
湯タンク31の下部には、取水口36が設けられてい
る。また、貯湯水タンク31には、外部から水を補給す
るための給水手段(図示せず)と、外部に温水を供給す
るための温水配管(図示せず)とが接続されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a fuel cell cogeneration system according to Embodiment 1 of the present invention, and the structure and manufacturing method will be described based on this drawing. The fuel cell cogeneration system according to the first embodiment of the present invention has a configuration in which a vertically long hot water storage tank 31 is housed in a vertically long (that is, vertically long) outer case 53. As the material of the hot water storage tank 31, for example, resin or stainless steel that does not deform or corrode when it is stored is used.
A return port 37 is provided at the top of the hot water storage tank 31, and an intake port 36 is provided at the lower part of the hot water storage tank 31. Further, to the hot water storage tank 31, a water supply means (not shown) for supplying water from the outside and a hot water pipe (not shown) for supplying hot water to the outside are connected.

【0018】本発明の第一の熱交換手段である冷却水放
熱器13は、被熱回収側である1次側および熱回収側で
ある2次側を有し、これらの1次側および2次側は、そ
れぞれ入口および出口を有している。回帰口37には、
貯湯水配管33の一端が接続され、この貯湯水配管33
の他端には、冷却水放熱器13の2次側の出口に接続さ
れてる。
The cooling water radiator 13, which is the first heat exchanging means of the present invention, has a primary side, which is the heat recovery side, and a secondary side, which is the heat recovery side. The next side has an inlet and an outlet, respectively. In the return port 37,
One end of the hot water storage pipe 33 is connected to the hot water storage pipe 33.
Is connected to the outlet on the secondary side of the cooling water radiator 13.

【0019】本発明の第二の熱交換手段である空気凝縮
器42は、被熱回収側である1次側および熱回収側であ
る2次側を有し、これらの1次側および2次側は、それ
ぞれ入口および出口を有している。この空気凝縮器42
の2次側の出口には、貯湯水配管33の一端が接続さ
れ、この貯湯水配管33の他端には、冷却水放熱器13
の2次側の入口が接続されている。
The air condenser 42 which is the second heat exchanging means of the present invention has a primary side which is a heat recovery side and a secondary side which is a heat recovery side, and these primary side and secondary side. The sides each have an inlet and an outlet. This air condenser 42
One end of a hot water storage pipe 33 is connected to the outlet on the secondary side of the cooling water radiator 13 at the other end.
The secondary inlet of is connected.

【0020】そして、空気凝縮器42の2次側の入口に
は、貯湯水配管33の一端が接続され、この貯湯水配管
33の他端には、入口および出口を有する貯湯水循環ポ
ンプ32の出口が接続されている。そして、貯湯水循環
ポンプ32の入口には、貯湯水配管33の一端が接続さ
れ、この貯湯水配管33の他端は、貯湯水タンク53の
取水口36に接続されている。
Then, one end of the hot water storage pipe 33 is connected to the inlet on the secondary side of the air condenser 42, and the other end of the hot water storage pipe 33 has an outlet and an outlet of the hot water circulation pump 32 having an inlet and an outlet. Are connected. Then, one end of a hot water storage pipe 33 is connected to an inlet of the hot water circulation pump 32, and the other end of the hot water storage pipe 33 is connected to an intake port 36 of the hot water storage tank 53.

【0021】上述の熱交換手段の配置によると、空気凝
縮器42が、貯湯水配管33の上流側に接続され、冷却
水放熱器13が貯湯水配管の下流側に接続されている。
そして空気凝縮器42と冷却水放熱器13は直列に接続
されている。
According to the arrangement of the heat exchange means described above, the air condenser 42 is connected to the upstream side of the hot water storage pipe 33, and the cooling water radiator 13 is connected to the downstream side of the hot water storage pipe.
The air condenser 42 and the cooling water radiator 13 are connected in series.

【0022】ここで、冷却水放熱器13としては、例え
ばプレート式熱交換器が挙げられ、空気凝縮器42とし
ては、フィンチューブ式熱交換器が挙げられるが、他の
方式のものでもよい。
Here, the cooling water radiator 13 may be a plate heat exchanger, and the air condenser 42 may be a fin tube heat exchanger, but other types may be used.

【0023】貯湯水配管33は、貯湯水タンク31に沿
って近接して配置されている。また、空気凝縮器42お
よび冷却水放熱器13は、貯湯水タンク31に沿って、
実質的に鉛直方向に配置されている。つまり、貯湯水配
管33の上流に接続されている空気凝縮器42は、外装
ケース53内の下方に位置するように貯湯水タンク31
に近接して配置され、貯湯水配管33の下流に接続され
る冷却水放熱器13は、外装ケース53内の上方に位置
するように貯湯水タンク31に近接して配置されてい
る。すなわち、貯湯水タンク31の取水口36から取り
出された貯湯水配管33が回帰口37に至る最短経路の
途上に、空気凝縮器42および冷却水放熱器13が挿入
されて配置されている。
The hot water storage pipes 33 are arranged close to each other along the hot water storage tank 31. Further, the air condenser 42 and the cooling water radiator 13 are arranged along the hot water storage tank 31.
It is arranged substantially vertically. That is, the air condenser 42 connected to the upstream side of the hot water storage pipe 33 is located below the inside of the outer case 53 so that the hot water storage tank 31 is provided.
The cooling water radiator 13, which is arranged in close proximity to the hot water storage pipe 33 and is connected to the downstream side of the hot water storage pipe 33, is arranged close to the hot water storage tank 31 so as to be located above the interior case 53. In other words, the air condenser 42 and the cooling water radiator 13 are inserted and arranged along the shortest path of the hot water storage pipe 33 taken out of the hot water storage tank 31 to the return port 37.

【0024】ここで、空気凝縮器42および冷却水放熱
器13は、貯湯水配管33自体によって支持されていて
もよいし、ケース外装53の内部に設けたブラケットに
よって取り付けられていてもよい。または、外装ケース
53の床面に架台を設けて、その架台に空気凝縮器42
および冷却水放熱器13が設置されていてもよい。ある
いは、空気凝縮器42が外装ケース53の床面に設置さ
れて、冷却水放熱器13が外装ケース53の天井から吊
設されていてもよい。要するに空気凝縮器42が貯湯水
配管33の上流側に接続され外装ケース53内の下方に
位置し、冷却水放熱器13が貯湯水配管33の下流側に
接続され外装ケース53内の上方に位置していれば、空
気凝縮器42および冷却水放熱器13は上記とは別の方
法で取り付けられていてもよい。
Here, the air condenser 42 and the cooling water radiator 13 may be supported by the stored hot water pipe 33 itself, or may be attached by a bracket provided inside the case exterior 53. Alternatively, a frame is provided on the floor surface of the outer case 53, and the air condenser 42 is attached to the frame.
And the cooling water radiator 13 may be installed. Alternatively, the air condenser 42 may be installed on the floor surface of the outer case 53, and the cooling water radiator 13 may be suspended from the ceiling of the outer case 53. In short, the air condenser 42 is connected to the upstream side of the hot water storage pipe 33 and is located below the inside of the outer case 53, and the cooling water radiator 13 is connected to the downstream side of the hot water storage pipe 33 and above the inside of the outer case 53. If so, the air condenser 42 and the cooling water radiator 13 may be attached by a method other than the above.

【0025】燃料電池11は、入口および出口を有する
冷却水ライン14と、入口および出口を有する酸化剤ガ
スラインとしての空気ライン15と、入口および出口を
有する燃料ライン16とを有する。この冷却水ライン1
4の入口には、冷却水配管38の一端が接続され、この
冷却水ライン14の他端には、入口および出口を有する
冷却水循環ポンプ12の出口が接続されている。冷却水
循環ポンプ12の入口には、冷却水配管38の一端が接
続され、この冷却水配管38の他端は、冷却水放熱器1
3の1次側出口が接続されている。
The fuel cell 11 has a cooling water line 14 having an inlet and an outlet, an air line 15 as an oxidant gas line having an inlet and an outlet, and a fuel line 16 having an inlet and an outlet. This cooling water line 1
One end of a cooling water pipe 38 is connected to the inlet of 4, and the outlet of the cooling water circulation pump 12 having an inlet and an outlet is connected to the other end of the cooling water line 14. One end of a cooling water pipe 38 is connected to the inlet of the cooling water circulation pump 12, and the other end of the cooling water pipe 38 is connected to the cooling water radiator 1.
3 primary outlets are connected.

【0026】燃料電池11の冷却水ライン14の出口に
は、冷却水配管38の一端が接続され、この冷却水配管
38の他端には、冷却水放熱器の1次側の入口に接続さ
れている。
One end of a cooling water pipe 38 is connected to the outlet of the cooling water line 14 of the fuel cell 11, and the other end of the cooling water pipe 38 is connected to the inlet on the primary side of the cooling water radiator. ing.

【0027】燃料電池11の空気ライン15の入口に
は、空気配管39を介して空気供給装置41が接続され
ている。空気ライン15の出口には、空気配管39の一
端が接続され、この空気配管39の他端には、空気凝縮
器42の1次側の入口に接続されている。空気凝縮器4
2の1次側の出口には、空気配管39の一端が接続され
ている。
An air supply device 41 is connected to the inlet of the air line 15 of the fuel cell 11 via an air pipe 39. One end of an air pipe 39 is connected to the outlet of the air line 15, and the other end of the air pipe 39 is connected to the inlet on the primary side of the air condenser 42. Air condenser 4
One end of an air pipe 39 is connected to the outlet on the primary side of 2.

【0028】本発明の燃料電池システム17は、燃料ガ
スを供給する燃料供給手段である熱処理装置21と、熱
処理装置21から燃料の供給を受ける燃料電池11を有
する。そして、燃料電池11の燃料ライン16の入口に
は、燃料配管40の一端が接続され、この燃料配管40
の他端には、燃料処理装置21が接続されている。そし
て、燃料処理装置21には、原料ガス配管が接続されて
いる。
The fuel cell system 17 of the present invention has a heat treatment apparatus 21 which is a fuel supply means for supplying a fuel gas, and a fuel cell 11 which is supplied with fuel from the heat treatment apparatus 21. Then, one end of a fuel pipe 40 is connected to the inlet of the fuel line 16 of the fuel cell 11.
A fuel processor 21 is connected to the other end of the. A raw material gas pipe is connected to the fuel processor 21.

【0029】ここで、燃料電池11の位置は、冷却水放
熱器13の高さと空気凝縮器42の高さとの間の中間に
位置している。また、燃料電池11の冷却水ライン14
の入口および出口が燃料電池11の上部に設置され、空
気ライン15の入口および出口が燃料電池11の下部に
設置されている。また、冷却水循環ポンプ12は、燃料
電池11の冷却水ライン14の入口と冷却水放熱器13
の一次側の出口との間で、外装ケース53の上部に設置
されている。
Here, the position of the fuel cell 11 is located midway between the height of the cooling water radiator 13 and the height of the air condenser 42. In addition, the cooling water line 14 of the fuel cell 11
The inlet and the outlet are installed in the upper part of the fuel cell 11, and the inlet and the outlet of the air line 15 are installed in the lower part of the fuel cell 11. In addition, the cooling water circulation pump 12 is connected to the inlet of the cooling water line 14 of the fuel cell 11 and the cooling water radiator 13.
It is installed on the upper part of the outer case 53 between the outlet on the primary side of the.

【0030】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態1の燃料電池コージェネレーションシステムの
作用について述べる。原料ガス配管により天然ガスなど
の原料が、燃料処理装置21に供給される。燃料処理装
置21において、原料ガスを水蒸気を含む雰囲気下で加
熱して改質し、水素を含む燃料ガスを生成する。生成さ
れた燃料ガスは、燃料処理装置21から燃料配管を経由
して燃料電池11の燃料ライン16に送られる。
Next, the operation of the fuel cell cogeneration system according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described. A raw material such as natural gas is supplied to the fuel processing device 21 through the raw material gas pipe. In the fuel processing device 21, the raw material gas is heated and reformed in an atmosphere containing water vapor to generate a fuel gas containing hydrogen. The generated fuel gas is sent from the fuel processing device 21 to the fuel line 16 of the fuel cell 11 via the fuel pipe.

【0031】そして、燃料電池11は、空気供給装置4
1により空気配管39を経由して供給された、酸化剤ガ
スとしての空気を用いて発電を行う。発電する際に熱が
発生するが、冷却水が、冷却水循環ポンプ12により冷
却水配管38を経由して、燃料電池11の冷却水ライン
14を通って循環され、発電により発生した熱を燃料電
池11から除去する。このとき、冷却水は燃料電池11
から熱を奪うために高温になる。そして、この高温にな
った冷却水は冷却水配管38を経由して、冷却水放熱器
13において貯湯水と熱交換を行い熱を放出する。
The fuel cell 11 is provided with the air supply device 4
Power generation is performed using the air as the oxidant gas, which is supplied by way of 1 through the air pipe 39. Although heat is generated at the time of power generation, the cooling water is circulated by the cooling water circulation pump 12 through the cooling water pipe 38 and the cooling water line 14 of the fuel cell 11, and the heat generated by the power generation is generated by the fuel cell. Remove from 11. At this time, the cooling water is the fuel cell 11
It gets hot to draw heat from it. Then, this high-temperature cooling water passes through the cooling water pipe 38 to exchange heat with the stored hot water in the cooling water radiator 13 to release heat.

【0032】また、発電するために燃料電池11に取り
込まれた空気は、燃料電池11における発電の反応のた
めに昇温して、燃料電池11の空気ライン15の出口か
ら、空気配管39へ排出される。また、空気配管39に
排出された空気には、発電の際に生成された水蒸気を含
んでいる。この水蒸気を含んだ空気は、空気凝縮器42
に送られ、貯湯水と熱交換することにより熱が奪われ、
含まれる水分が凝縮される。凝縮された水分、および空
気凝縮器42から排出された空気は、空気配管39を経
由して外装ケース53の外部に排出される。
The air taken into the fuel cell 11 for power generation rises in temperature due to the reaction of power generation in the fuel cell 11 and is discharged from the outlet of the air line 15 of the fuel cell 11 to the air pipe 39. To be done. Further, the air discharged to the air pipe 39 contains water vapor generated during power generation. The air containing the water vapor is supplied to the air condenser 42.
Heat is taken away by exchanging heat with the stored hot water,
The contained water is condensed. The condensed water and the air discharged from the air condenser 42 are discharged to the outside of the outer case 53 via the air pipe 39.

【0033】貯湯水としては、例えば水道水または工水
が用いられ、給水手段を用いて貯湯水タンク31に供給
される。貯湯水循環ポンプ32により、貯湯水タンク3
1の取水口36より貯湯水配管33を通じて貯湯水は吸
引され、まず空気凝縮器42に入り、その後、冷却水放
熱器13を経由して熱の回収を行う。この場合、空気凝
縮器42での交換熱量よりも冷却水放熱器13での交換
熱量の方が大きいため、空気凝縮器42における貯湯水
の昇温量よりも、冷却水放熱器13における貯湯水の昇
温量の方が大きい。このように、熱交換量が少ない順に
貯湯水配管の上流側から熱交換手段を配列すると、貯湯
水の貯湯水配管33からの熱損失を最小限に抑えること
ができる。
As the stored hot water, tap water or industrial water is used, for example, and is supplied to the stored hot water tank 31 using a water supply means. Hot water storage tank 3 by hot water circulation pump 32
The stored hot water is sucked from the intake port 36 of No. 1 through the stored hot water pipe 33, first enters the air condenser 42, and then recovers heat via the cooling water radiator 13. In this case, since the amount of heat exchanged in the cooling water radiator 13 is larger than the amount of heat exchanged in the air condenser 42, the amount of hot water stored in the cooling water radiator 13 is higher than that of the amount of hot water stored in the air condenser 42. The amount of temperature rise is larger. In this way, by arranging the heat exchange means from the upstream side of the stored hot water pipe in order of increasing heat exchange amount, the heat loss from the stored hot water pipe 33 can be minimized.

【0034】この理由は、より昇温した貯湯水が流れる
区間を短くすることにより、貯湯水の温度と外装ケース
53内の雰囲気温度との差が大きくなる部分が少なくな
り、放熱効率を低下させることができるからである。
The reason for this is that by shortening the section through which the hot water is heated, the portion where the difference between the temperature of the hot water and the ambient temperature in the outer case 53 becomes large is reduced, and the heat radiation efficiency is reduced. Because you can.

【0035】また、冷却水放熱器13の1次側における
流体温度である冷却水温度は、空気凝縮器42の1次側
における流体温度である空気温度よりも高い。従って上
記のように、熱交換手段をその1次側の流体温度が低い
順に貯湯水配管の上流側から下流側へ配置すると、1次
側の流体温度と貯湯水温度との差を大きくとることがで
き、より効率的に熱量を回収することができる。
The cooling water temperature, which is the fluid temperature on the primary side of the cooling water radiator 13, is higher than the air temperature, which is the fluid temperature on the primary side of the air condenser 42. Therefore, as described above, when the heat exchanging means is arranged from the upstream side to the downstream side of the hot water storage pipe in the ascending order of the primary side fluid temperature, the difference between the primary side fluid temperature and the hot water storage temperature should be large. The amount of heat can be recovered more efficiently.

【0036】また、貯湯水配管33、空気凝縮器42、
冷却水放熱器13は、貯湯水タンク31に近接して配置
されているため、貯湯水配管33、空気凝縮器42、冷
却水放熱器13からの放熱の一部は、貯湯水タンク31
に吸収され、熱損失を最小限に抑えることができる。
Further, the hot water storage pipe 33, the air condenser 42,
Since the cooling water radiator 13 is arranged close to the hot water storage tank 31, a part of the heat radiation from the hot water storage pipe 33, the air condenser 42, and the cooling water radiator 13 is part of the hot water storage tank 31.
The heat loss can be minimized.

【0037】また、貯湯水タンク31は、その長手方向
が鉛直に配置されているため、貯湯水タンク31に蓄え
られている貯湯水の温度は、その上部が高い。このと
き、温度が低い貯湯水が貯湯水タンク31の底部に存在
するが、貯湯水循環ポンプ32により、取水口36から
引かれ、空気凝縮器42および冷却水放熱器13を通過
することにより昇温され、貯湯水タンク31の回帰口3
7へ返される。昇温された貯湯水は、貯湯水の上部から
積層して滞留するが、貯湯水タンク31に接続された外
部配管により、外部からの温水需要に応じて取り出すこ
とができる。
Further, since the longitudinal direction of the hot water storage tank 31 is arranged vertically, the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank 31 is high at the upper portion thereof. At this time, the stored hot water having a low temperature exists at the bottom of the stored hot water tank 31, but is drawn from the water intake 36 by the stored hot water circulation pump 32 and passes through the air condenser 42 and the cooling water radiator 13 to raise the temperature. The return port 3 of the hot water tank 31
Returned to 7. The hot water that has been heated is accumulated and accumulated from the upper portion of the hot water, and can be taken out according to the demand for hot water from the outside by an external pipe connected to the hot water tank 31.

【0038】上述のように、貯湯水の上部から沸き上げ
る昇温方式は、貯湯水全部を沸き上げる方式と比べて、
高温の温水をタンク上部から短時間で取り出すことがで
き、温水負荷の変動があっても即座に対応することがで
きる。
As described above, the temperature raising method of boiling the stored hot water from the upper portion is different from the method of boiling all the stored hot water.
High-temperature hot water can be taken out from the upper part of the tank in a short time, and even if there is a change in hot water load, it can be immediately dealt with.

【0039】実施の形態1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、燃料電池、燃料処理装
置、冷却水放熱器、空気凝縮器、貯湯水タンク31およ
び貯湯水配管33などの構成要素を同一の外装ケース5
3にまとめて工場で格納することができるので、現場に
設置する場合、従来要していた、貯湯水タンク31の搬
入の手間、システム外装ケース51とタンク外装ケース
52との間の貯湯水配管33による接続工事が不要とな
るため、現場での設置工事の工程が短縮されその施工性
が向上する。
According to the configuration of the fuel cell cogeneration system of the first embodiment, the fuel cell, the fuel processing device, the cooling water radiator, the air condenser, the hot water storage tank 31, the hot water storage pipe 33, and the like are the same. Outer case 5
Since it can be collectively stored in the factory at 3, the hot water storage tank pipes between the system outer case 51 and the tank outer case 52, which are conventionally required when installing on-site, are required. Since the connection work by 33 is unnecessary, the process of installation work on site is shortened and the workability is improved.

【0040】加えて、実施の形態1の燃料電池コージェ
ネレーションシステムによれば、システム外装ケース5
1およびタンク外装ケース52を別構成としていた燃料
電池コージェネレーションシステムに比べて、設置面積
を小さくすることも可能となる。図4に示す従来技術の
燃料電池コージェネレーションシステムから、水平方向
の配管延長を大きく削減することができるため、各熱交
換手段を経由する貯湯水配管33の経路を、大幅に短縮
することができる。その結果、貯湯水配管33での放熱
による熱の損失や圧力損失を低減でき、燃料電池コージ
ェネレーションシステム全体の効率を向上させることが
可能となる。
In addition, according to the fuel cell cogeneration system of the first embodiment, the system exterior case 5
It is also possible to reduce the installation area as compared with the fuel cell cogeneration system in which the 1 and the tank exterior case 52 have different configurations. Since the horizontal pipe extension can be greatly reduced from the conventional fuel cell cogeneration system shown in FIG. 4, the route of the hot water storage pipe 33 via each heat exchange means can be greatly shortened. . As a result, it is possible to reduce heat loss and pressure loss due to heat radiation in the hot water storage pipe 33 and improve the efficiency of the entire fuel cell cogeneration system.

【0041】さらに、実施の形態1の燃料電池コージェ
ネレーションシステムを現場へ設置する方法によれば、
燃料電池11等の構成要素と、貯湯水タンク31と、貯
湯水配管33とを同一の外装ケース53に一体的にまと
めて工場で格納するように製造するので、貯湯水タンク
用の外装ケースを別に用意する必要がなく、現場への設
置が簡単にでき、低価格な燃料電池コージェネレーショ
ンシステムを提供することができる。
Furthermore, according to the method of installing the fuel cell cogeneration system of the first embodiment on-site,
Since the components such as the fuel cell 11, the hot water storage tank 31, and the hot water storage pipe 33 are manufactured so as to be integrally stored in the same outer case 53 at the factory, the outer case for the hot water storage tank is formed. It is possible to provide a low-cost fuel cell cogeneration system that does not need to be separately prepared, can be easily installed on the site, and is inexpensive.

【0042】(実施の形態2)図2は、本発明の実施の
形態2における燃料電池コージェネレーションシステム
の構成を示す模式図である。図2において、本発明の実
施の形態1と共通の構成要素は、同じ参照番号で示し、
以下の説明においては、本発明の実施の形態1と異なる
構成要素のみについて記載する。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a fuel cell cogeneration system according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, components common to those of the first embodiment of the present invention are designated by the same reference numerals,
In the following description, only components different from those of the first embodiment of the present invention will be described.

【0043】図2に示す燃料電池コージェネレーション
システムは、本発明の実施の形態1の燃料電池コージェ
ネレーションシステムにおける貯湯水タンク31および
熱交換手段である冷却水放熱器13と空気凝縮器42と
が、共通の断熱材34(断熱材の例としては、ガラスウ
ールなどが挙げられる。)により、一体的に覆われてい
る構成を有している。
In the fuel cell cogeneration system shown in FIG. 2, the hot water storage tank 31, the cooling water radiator 13 which is the heat exchanging means, and the air condenser 42 in the fuel cell cogeneration system according to the first embodiment of the present invention are provided. A common heat insulating material 34 (an example of the heat insulating material is glass wool, etc.) is integrally covered.

【0044】このような構成にすることにより、冷却水
放熱器13などの熱交換手段から放熱される熱を効果的
に貯湯水タンク31に吸収させることができるために、
燃料電池コージェネレーションシステムの熱回収効率を
向上させることができる。また、熱交換手段に個別に断
熱材を覆う場合に比べると、断熱材で覆うべき表面が少
なくて済み、断熱材全体の使用量を削減し、燃料電池コ
ージェネレーションシステムのコストダウンに貢献する
こともできる。
With this structure, the heat radiated from the heat exchanging means such as the cooling water radiator 13 can be effectively absorbed in the hot water tank 31.
The heat recovery efficiency of the fuel cell cogeneration system can be improved. Also, compared with the case where the heat exchanging means is individually covered with the heat insulating material, the surface to be covered with the heat insulating material is smaller, which reduces the total amount of the heat insulating material used and contributes to the cost reduction of the fuel cell cogeneration system. You can also

【0045】図3は、実施の形態1の変形である本発明
の燃料電池コージェネレーションシステムの構成を示す
模式図である。図3において、本発明の実施の形態1ま
たは実施の形態2の構成要素と同じ構成要素は、同じ参
照番号で示し、以下の説明においては、前述までの構成
要素と異なる構成要素のみについて記載する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of a fuel cell cogeneration system of the present invention which is a modification of the first embodiment. In FIG. 3, the same components as those of the first or second embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and in the following description, only the components different from the components described above will be described. .

【0046】図3に示す燃料電池コージェネレーション
システムの特徴は、上記までの燃料電池コージェネレー
ションシステムの外装ケース53内に、分離板54が設
けられていることである。すなわち、外装ケース53内
において、貯湯水タンク31、貯湯水配管33、空気凝
縮器42、冷却水放熱器13、および貯湯水循環ポンプ
32を含む空間を、他の要素から区切るように、分離板
54が鉛直方向に配置され、そして、燃料電池11およ
び冷却水循環ポンプ12を含む空間を区切るように、分
離板54が水平方向に配置されている。
A feature of the fuel cell cogeneration system shown in FIG. 3 is that a separating plate 54 is provided in the outer case 53 of the fuel cell cogeneration system described above. That is, in the outer case 53, the separation plate 54 is provided so as to separate the space including the hot water storage tank 31, the hot water storage pipe 33, the air condenser 42, the cooling water radiator 13, and the hot water circulation pump 32 from other elements. Are arranged in the vertical direction, and the separating plate 54 is arranged in the horizontal direction so as to divide the space containing the fuel cell 11 and the cooling water circulation pump 12.

【0047】なお、分離板54には、配管接続装置35
としてフランジ、カプラーなどが設けられている。この
ように分離板54が配置されていることにより、燃料電
池コージェネレーションシステムの外装ケース53内が
3つのモジュールに分かれて構成されている。
The separation plate 54 has a pipe connecting device 35.
As such, a flange and a coupler are provided. By arranging the separating plate 54 in this way, the inside of the outer case 53 of the fuel cell cogeneration system is divided into three modules.

【0048】このような構成による燃料電池コージェネ
レーションシステムによれば、各モジュール内の配管を
配管接続装置35から取り外すことによって、各モジュ
ールを個別に外部に取出すことができ、整備や修理を容
易に行うとが可能となる。また、運搬、および設置を容
易に行うことができる。加えて、モジュール単位での交
換により、性能や仕様を容易に変更することが可能とな
る。
According to the fuel cell cogeneration system having such a configuration, each module can be individually taken out by removing the pipe in each module from the pipe connecting device 35, and maintenance and repair can be easily performed. It becomes possible to do it. Further, it can be easily transported and installed. In addition, it is possible to easily change the performance and specifications by replacing each module.

【0049】なお、上記の例では、分離板54を使用し
た構成としたが、分離ケーシングを使用した構成でもよ
い。すなわち、燃料電池11および冷却水循環ポンプ1
2を含む部材が1つのモジュールとして1つのケーシン
グに収容され、貯湯水タンク31、冷却水放熱器13お
よび空気凝縮器42、貯湯水循環ポンプ32を含む含む
部材が別の1つのケーシングに収容され、燃料処理装置
21および空気供給装置41を含む部材がさらに別の1
つのケーシングに収容されていてもよい。そして各ケー
シングは、配管接続装置35としてフランジ、カプラー
などを有している。このような、ケーシングが外装ケー
ス53内に、少なくとも2つ以上のケーシングが互いに
隣接するように配置されている。そして各ケーシングの
間は、それぞれのケーシングに設置されたフランジを利
用して、ボルトなどで接続されている構成でもよい。
Although the separating plate 54 is used in the above example, a separating casing may be used. That is, the fuel cell 11 and the cooling water circulation pump 1
A member including 2 is accommodated in one casing as one module, and a member including the hot water tank 31, the cooling water radiator 13, the air condenser 42, and the hot water circulating pump 32 is accommodated in another casing. The member including the fuel processing device 21 and the air supply device 41 is further another one.
It may be housed in one casing. Each casing has a flange, a coupler, etc. as the pipe connecting device 35. Such casings are arranged in the outer case 53 so that at least two casings are adjacent to each other. The casings may be connected to each other by bolts or the like using flanges installed in the casings.

【0050】なお、このとき各ケーシングは、メンテナ
ンスしやすいように少なくとも1面が開放されている
か、開閉扉が設置されていることも考えられる。
At this time, at least one surface of each casing may be open or an opening / closing door may be installed for easy maintenance.

【0051】また、以上のモジュールは、外装ケース5
3が3分割されたものとして説明してきたが、2分割で
もいいし、4分割以上に分割されていてもよい。
In addition, the above module is used in the outer case 5
Although 3 has been described as being divided into three, it may be divided into two or may be divided into four or more.

【0052】実施の形態1および2を通じて以上までの
説明では、外装ケース53および、貯湯水タンク31が
縦長形状であるとしたが、これらは、横長形状または縦
横同寸法であることも考えられる。すなわち、外装ケー
ス53内に貯湯水タンク31が格納される形状であれば
どのような形状でもあり得る。
Although the outer case 53 and the hot water storage tank 31 have the vertically long shape in the above description through the first and second embodiments, they may have the horizontally long shape or the same vertical and horizontal dimensions. That is, it may have any shape as long as the hot water storage tank 31 is stored in the outer case 53.

【0053】また、貯湯水タンク31の頂部に回帰口3
7が設けられている構造として説明したが、回帰口37
は頂部に限らず、貯湯水タンク31の上部であれば頂部
付近に設けられていてもよい。
A return port 3 is provided at the top of the hot water tank 31.
7 has been described as a structure provided, the return port 37
Is not limited to the top, and may be provided near the top as long as it is above the hot water storage tank 31.

【0054】また、燃料電池11の燃料ガスとして、原
料ガスを燃料供給手段としての燃料処理装置21に導入
し、改質して燃料ガスを生成して使用するとして説明し
たが、燃料処理装置21に導入されるのは、メタノール
等の液体燃料であってもよい。または、燃料処理装置2
1を経由せず、水素を直接、燃料電池11の燃料ライン
16に供給してもよい。
Further, as the fuel gas of the fuel cell 11, it has been explained that the raw material gas is introduced into the fuel processing device 21 as the fuel supply means and reformed to generate the fuel gas for use. A liquid fuel such as methanol may be introduced into. Alternatively, the fuel processor 2
Hydrogen may be directly supplied to the fuel line 16 of the fuel cell 11 without passing through 1.

【0055】また、貯湯水で熱回収を行う熱交換手段と
して、空気凝縮器42と冷却水放熱器13を用いた構成
例で説明したが、その他の構成、たとえば燃料電池シス
テム17の構成要素である燃料処理装置21からの排熱
を回収する熱交換手段、または燃料電池11から排出さ
れた燃料ガスからの排熱を回収する熱交換手段を、貯湯
水配管33に直列に追加してもよいし、空気凝縮器42
または冷却水放熱器13に代わって設置してもよい。
Further, the configuration example using the air condenser 42 and the cooling water radiator 13 as the heat exchange means for recovering heat with the stored hot water has been described, but other configurations, for example, the constituent elements of the fuel cell system 17 are described. A heat exchanging means for recovering exhaust heat from a certain fuel processing device 21 or a heat exchanging means for recovering exhaust heat from fuel gas discharged from the fuel cell 11 may be added in series to the hot water storage pipe 33. And air condenser 42
Alternatively, the cooling water radiator 13 may be installed instead.

【0056】この場合、上述のように熱交換量の少ない
順に貯湯水配管33の上流側から、直列に接続され、ま
たは、被熱回収側の流体温度が小さい順に貯湯水配管の
上流側から、直列に接続されることが好ましいが、これ
に限定されない。
In this case, as described above, the hot water storage pipe 33 is connected in series from the upstream side of the hot water storage pipe 33 in the ascending order of heat exchange amount, or from the upstream side of the hot water storage pipe in the ascending order of fluid temperature on the heat recovery side. It is preferably connected in series, but not limited to this.

【0057】また、上記とは逆に、冷却水放熱器13の
みから熱を回収することも考えられる。
On the contrary to the above, it may be considered to recover the heat only from the cooling water radiator 13.

【0058】また、以上の説明では、燃料電池11の冷
却水ライン14の入口および出口は、燃料電池の上部に
設置され、空気ライン15の入口および出口は、燃料電
池11の下部に設置されているとして説明したが、これ
らは燃料電池11の側方に設置されることもあり得る
し、他の配置であることもあり得る。
Further, in the above description, the inlet and outlet of the cooling water line 14 of the fuel cell 11 are installed in the upper part of the fuel cell, and the inlet and outlet of the air line 15 are installed in the lower part of the fuel cell 11. However, they may be installed on the side of the fuel cell 11 or in other arrangements.

【0059】なお、以上の説明では、冷却水放熱器13
と空気凝縮器42とが共通の断熱材34に覆われるとし
て説明したが、それら以外の熱交換手段、例えば、燃料
処理装置21からの排熱を回収する熱交換器、または燃
料電池11から排出された燃料ガスからの排熱を回収す
る熱交換器が、貯湯水配管33に接続され、貯湯水タン
ク31と一体的に断熱材34により覆われている構成で
もよい。
In the above description, the cooling water radiator 13
Although the air condenser 42 and the air condenser 42 are described as being covered with the common heat insulating material 34, heat exchange means other than them, for example, a heat exchanger that recovers exhaust heat from the fuel processing device 21, or discharge from the fuel cell 11. A heat exchanger that recovers exhaust heat from the stored fuel gas may be connected to the hot water storage pipe 33 and may be integrally covered with the hot water storage tank 31 by the heat insulating material 34.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、設
置工事の工程が短縮され、施工に手間がかからない燃料
電池コージェネレーションシステムを提供することがで
きる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a fuel cell cogeneration system in which the steps of installation work are shortened and the construction is labor-free.

【0061】また、複数の熱交換手段が、貯湯水配管に
直列に接続され、貯湯水タンクに沿って実質的に鉛直方
向に配置される場合は、燃料電池コージェネレーション
システムの設置スペースを低減させることができる。
Further, when a plurality of heat exchange means are connected in series to the hot water storage pipe and arranged substantially vertically along the hot water storage tank, the installation space of the fuel cell cogeneration system is reduced. be able to.

【0062】また、貯湯水タンクの長手方向が鉛直方向
にされ、貯湯水タンクの下部から貯湯水が取り出され、
貯湯水タンクの上部へ貯湯水が返される場合は、貯湯水
配管からの熱損失および圧力損失を低減することができ
る。
Further, the longitudinal direction of the hot water storage tank is set to the vertical direction, and the hot water storage is taken out from the lower portion of the hot water storage tank.
When the stored hot water is returned to the upper part of the stored hot water tank, heat loss and pressure loss from the stored hot water pipe can be reduced.

【0063】また、複数の熱交換手段が、熱交換量の少
ない順に、貯湯水配管の上流側から下流側へ配置される
場合は、貯湯水配管からの熱損失をさらに低減すること
ができる。
Further, when the plurality of heat exchange means are arranged from the upstream side to the downstream side of the hot water storage pipe in the ascending order of heat exchange amount, the heat loss from the hot water storage pipe can be further reduced.

【0064】また、熱交換手段が、その被回収熱量の流
体温度が低い順に、貯湯水配管の上流側から下流側へ配
置される場合は、貯湯水配管からの熱損失をさらに低減
することができる。
When the heat exchanging means is arranged from the upstream side to the downstream side of the stored hot water pipe in the ascending order of the fluid temperature of the recovered heat quantity, the heat loss from the stored hot water pipe can be further reduced. it can.

【0065】また、燃料電池の上部から冷却水ラインが
取り出されて第一の熱交換手段に接続され、燃料電池の
下部から酸化剤ガスラインが取り出されて第二の熱交換
手段に接続される場合は、燃料電池コージェネレーショ
ンシステムの熱損失および圧力損失をさらに低減するこ
とができる。
Further, the cooling water line is taken out from the upper part of the fuel cell and connected to the first heat exchange means, and the oxidant gas line is taken out from the lower part of the fuel cell and connected to the second heat exchange means. In this case, the heat loss and pressure loss of the fuel cell cogeneration system can be further reduced.

【0066】また、外装ケースを複数のモジュールに分
割し、分割した配管を上記複数のモジュールに接続する
配管接続手段を備えた場合は、設置工事の工程が短縮さ
れ、施工に手間がかからない燃料電池コージェネレーシ
ョンシステムを提供することができる。
Further, when the outer case is divided into a plurality of modules and the pipe connecting means for connecting the divided pipes to the plurality of modules is provided, the process of installation work is shortened and the fuel cell is easy to install. A cogeneration system can be provided.

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

【図1】図1は、本発明の実施の形態1による燃料電池
コージェネレーションシステムの構成を示す模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a fuel cell cogeneration system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の実施の形態2による燃料電池
コージェネレーションシステムの構成を示す模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a fuel cell cogeneration system according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の実施の形態1の変形例である
燃料電池コージェネレーションシステムの構成を示す模
式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a fuel cell cogeneration system that is a modification of the first embodiment of the present invention.

【図4】図4は、従来の燃料電池コージェネレーション
システムの構成を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional fuel cell cogeneration system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 燃料電池 12 冷却水循環ポンプ 13 冷却水放熱器 17 燃料電池システム 21 燃料処理装置 31 貯湯水タンク 32 貯湯水循環ポンプ 33 貯湯水配管 36 取水口 37 回帰口 41 空気供給装置 42 空気凝縮器 53 外装ケース 11 Fuel cell 12 Cooling water circulation pump 13 Cooling water radiator 17 Fuel cell system 21 Fuel processor 31 Hot water storage tank 32 Hot water circulation pump 33 Hot water storage pipe 36 Intake 37 Roundabout 41 Air supply device 42 Air condenser 53 exterior case

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 照丸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山本 雅夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 上田 哲也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3L037 AA01 AB01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Terumaru Harada             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Masao Yamamoto             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuya Ueda             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 3L037 AA01 AB01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料ガスを供給する燃料供給手段および
前記燃料供給手段から燃料の供給を受ける燃料電池を有
する燃料電池システムと、貯湯水を貯める貯湯水タンク
と、前記貯湯水タンクに接続された貯湯水配管と、前記
燃料電池システムおよび前記貯湯水配管に接続された熱
交換手段と、前記燃料電池システム、前記貯湯水タン
ク、前記貯湯水配管および前記熱交換手段を格納する外
装ケースとを備えた燃料電池コージェネレーションシス
テム。
1. A fuel cell system having a fuel supply means for supplying a fuel gas and a fuel cell for receiving fuel from the fuel supply means, a hot water tank for storing hot water, and a hot water tank connected to the hot water tank. A hot water storage pipe, a heat exchange means connected to the fuel cell system and the hot water storage pipe, and an outer case for housing the fuel cell system, the hot water storage tank, the hot water storage pipe and the heat exchange means. Fuel cell cogeneration system.
【請求項2】 前記熱交換手段が複数あり、前記複数の
熱交換手段が、前記貯湯水配管に直列に接続され、前記
貯湯水タンクに沿って実質的に鉛直方向に配置されてい
る、請求項1に記載の燃料電池コージェネレーションシ
ステム。
2. A plurality of the heat exchanging means, the plurality of heat exchanging means being connected in series to the hot water storage pipe and arranged substantially vertically along the hot water storage tank. Item 1. A fuel cell cogeneration system according to item 1.
【請求項3】 前記貯湯水タンクは、その長手方向が鉛
直方向になるように配置され、前記貯湯水配管の一端が
前記貯湯水を取り出すために前記貯湯水タンクの下部に
接続され、前記貯湯水配管の他端が前記貯湯水を返すた
めに前記貯湯水タンクの上部に接続されている、請求項
2に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
3. The hot water storage tank is arranged such that its longitudinal direction is vertical, and one end of the hot water storage pipe is connected to a lower portion of the hot water storage tank to take out the hot water storage. The fuel cell cogeneration system according to claim 2, wherein the other end of the water pipe is connected to an upper portion of the hot water storage tank for returning the hot water storage.
【請求項4】 前記複数の熱交換手段が、熱交換量の少
ない順に、前記貯湯水配管の上流側から下流側へ順次配
置されている、請求項3に記載の燃料電池コージェネレ
ーションシステム。
4. The fuel cell cogeneration system according to claim 3, wherein the plurality of heat exchange means are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side of the hot water storage pipe in the order of small heat exchange amount.
【請求項5】 前記複数の熱交換手段が、その被熱回収
側の流体温度が低い順に、前記貯湯水配管の上流側から
下流側へ順次配置されている、請求項3に記載の燃料電
池コージェネレーションシステム。
5. The fuel cell according to claim 3, wherein the plurality of heat exchanging means are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side of the hot water storage pipe in the ascending order of the fluid temperature on the heat recovery side. Cogeneration system.
【請求項6】 前記複数の熱交換手段が第一および第二
の熱交換手段であり、前記燃料電池が冷却水ラインおよ
び酸化剤ガスラインを備え、前記冷却水ラインの出口
が、前記燃料電池の上部から取り出されて前記第一の熱
交換手段に接続され、前記酸化剤ガスラインの出口が、
前記燃料電池の下部から取り出されて前記第二の熱交換
手段に接続され、かつ前記燃料電池の高さが、前記第一
の熱交換手段の高さと前記第二の熱交換手段の高さとの
中間に位置している、請求項4または5に記載の燃料電
池コージェネレーションシステム。
6. The plurality of heat exchange means are first and second heat exchange means, the fuel cell includes a cooling water line and an oxidant gas line, and an outlet of the cooling water line is the fuel cell. Is connected to the first heat exchange means, and the outlet of the oxidant gas line is
The fuel cell is taken out from the lower portion of the fuel cell and connected to the second heat exchange means, and the height of the fuel cell is the height of the first heat exchange means and the height of the second heat exchange means. The fuel cell cogeneration system according to claim 4 or 5, which is located in the middle.
【請求項7】 外装ケースを複数のモジュールに分割
し、分割された配管を前記複数のモジュールに接続する
配管接続手段を備えた燃料電池コージェネレーションシ
ステム。
7. A fuel cell cogeneration system comprising a pipe connecting means for dividing an outer case into a plurality of modules and connecting the divided pipes to the plurality of modules.
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