JP2003217603A - Fuel cell cogeneration system - Google Patents

Fuel cell cogeneration system

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JP2003217603A
JP2003217603A JP2002019248A JP2002019248A JP2003217603A JP 2003217603 A JP2003217603 A JP 2003217603A JP 2002019248 A JP2002019248 A JP 2002019248A JP 2002019248 A JP2002019248 A JP 2002019248A JP 2003217603 A JP2003217603 A JP 2003217603A
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cogeneration system
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修 中西
Kazuhiro Osada
和浩 長田
Koichiro Hara
浩一郎 原
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Toyota Motor Corp
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    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To recover thermal energy from offgas, and to sufficiently burn unburnt components in the offgas before discharging. <P>SOLUTION: This fuel cell cogeneration system for supplying power and hot water is provided with an offgas combustor 5 to burn the offgas from an anode electrode 41 of a fuel cell stack 4, a first heat exchanger 6 installed downstream a stack cooling part 42 to recover combustion heat of the offgas as warm water, and a passage 25 for feeding the offgas residual after combustion in the offgas combustor 5 to a reformer combustion burner 2. Residual offgas fed from the offgas combustor 5 is burnt in the reformer combustion burner 2 before it is discharged. <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、電力供給と給湯を
併用供給する燃料電池コージェネレーションシステムに
おいて、燃料電池のアノード極オフガスをオフガス燃焼
器により燃焼させ、第1の熱交換器によりオフガス燃焼
熱を温水として熱回収するとともに、前記オフガス燃焼
器によって燃焼させて残ったオフガスを通路により改質
器燃焼バーナに供給して、前記改質器燃焼バーナによっ
て前記オフガス燃焼器から供給された前記残ったオフガ
スを燃焼させて排気する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 supplying electric power and hot water in combination, in which an anode off gas of a fuel cell is burned by an off gas combustor and an off gas combustion heat is burned by a first heat exchanger. While recovering heat as hot water, the off-gas combusted by the off-gas combustor is supplied to the reformer combustion burner through the passage, and the remaining off-gas combustor supplied by the reformer combustion burner remains. The present invention relates to a fuel cell cogeneration system that burns off gas and discharges it.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の燃料電池用燃料改質器(特開平7
−192742)は、図5に示されるように燃料電池F
のオフガス排出系Eに触媒燃焼器Sを配設して、オフガ
スを燃焼させて排気されていた。
2. Description of the Related Art A conventional fuel reformer for a fuel cell (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7 (1999) -77242)
-192742) is a fuel cell F as shown in FIG.
The catalytic combustor S was disposed in the off-gas exhaust system E, and the off-gas was burned and exhausted.

【0003】従来の燃料電池プラント(特開平5−20
5759)は、図6に示されるように改質器Kの燃焼部
Bから排出される排ガス中の残留酸素成分を触媒燃焼器
Sにおいて消費して低濃度もしくは酸素成分を含まない
パージガスとして格納容器Vへ供給するものであった。
A conventional fuel cell plant (Japanese Patent Laid-Open No. 5-20
5759), as shown in FIG. 6, the residual oxygen component in the exhaust gas discharged from the combustion section B of the reformer K is consumed in the catalytic combustor S as a purge gas containing a low concentration or containing no oxygen component. Was supplied to V.

【0004】従来の燃料電池給湯コージュネレーション
システム(特開2001−176527)は、図7に示
されるように燃料電池Fの下流部位に配設されたオフガ
スバーナSによって、燃料電池Fの酸素極および水素極
の各排ガスを燃焼させて排出するものであった。
The conventional fuel cell hot water supply cogeneration system (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-176527) has an oxygen electrode of the fuel cell F by an off-gas burner S arranged at a downstream portion of the fuel cell F as shown in FIG. And the exhaust gas of the hydrogen electrode was burned and discharged.

【0005】従来の固体高分子型燃料電池発電装置(特
開2001−93550)は、図8に示されるように燃
料極FPからの残余の水素および未改質燃料などの可燃
物質を含む排気ガスが、排気ガスバーナーSに送られ、
ここで酸化剤極OPの排気ガスの一部と混合されて燃焼
され、その排気ガスを水蒸気加熱器VH、燃料混合ガス
余熱器PH、水蒸発器WV、水凝縮器WGの順に通過さ
せるものであった。
A conventional polymer electrolyte fuel cell power generator (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-93550) has an exhaust gas containing combustible substances such as residual hydrogen and unreformed fuel from a fuel electrode FP as shown in FIG. Is sent to the exhaust gas burner S,
Here, a part of the exhaust gas of the oxidizer electrode OP is mixed and burned, and the exhaust gas is passed through the steam heater VH, the fuel-mixed gas preheater PH, the water evaporator WV, and the water condenser WG in this order. there were.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の燃料電池用
燃料改質器は、燃料電池Fのオフガス排出系Eに配設さ
れた触媒燃焼器Sによって、オフガスを燃焼させて排気
されるものであるので、オフガスをオフガスバーナーの
みで処理するものであるため、オフガスバーナーの構成
上未改質の改質ガスが排気ガスと共に放出されてしまう
という問題があった。
The above-mentioned conventional fuel reformer for a fuel cell is one in which the off gas is combusted and exhausted by the catalytic combustor S arranged in the off gas discharge system E of the fuel cell F. Since the off gas is processed only by the off gas burner, there is a problem that unreformed reformed gas is discharged together with the exhaust gas due to the structure of the off gas burner.

【0007】また上記従来の燃料電池プラントは、改質
器Kの燃焼部Bから排出される排ガス中の残留酸素成分
を前記触媒燃焼器Sにおいて消費して低濃度もしくは酸
素成分を含まないパージガスとして格納容器Vへ供給す
るものであるので、単に前記残留酸素成分を前記触媒燃
焼器において消費するにすぎないものであるため、前記
残留成分からの熱的なエネルギー回収が出来ないという
問題があった。
In the above conventional fuel cell plant, the residual oxygen component in the exhaust gas discharged from the combustion section B of the reformer K is consumed in the catalytic combustor S as a purge gas which has a low concentration or contains no oxygen component. Since it is supplied to the containment vessel V, the residual oxygen component is merely consumed in the catalytic combustor, and there is a problem that thermal energy cannot be recovered from the residual component. .

【0008】さらに上記従来の燃料電池給湯コージュネ
レーションシステムは、燃料電池Fの下流部位に配設さ
れたオフガスバーナSによって、燃料電池Fの酸素極お
よび水素極の各排ガスを燃焼させて排出するものである
ので、前記各排ガスからの熱的なエネルギー回収が出来
ないという問題があった。
Further, in the above conventional fuel cell hot water supply cogeneration system, the off gas burner S disposed in the downstream portion of the fuel cell F burns and discharges the exhaust gas of the oxygen electrode and the hydrogen electrode of the fuel cell F. However, there is a problem that thermal energy cannot be recovered from the exhaust gas.

【0009】また上記従来の固体高分子型燃料電池発電
装置は、燃料極FPからの残余の水素および未改質燃料
などの可燃物質を含む排気ガスが、排気ガスバーナーS
に送られ、ここで酸化剤極OPの排気ガスの一部と混合
されて燃焼され、その排気ガスを水蒸気加熱器VH、燃
料混合ガス余熱器PH、水蒸発器WV、水凝縮器WGの
順に通過させるものであるので、排気ガスからの熱的な
エネルギー回収は行われるが、最終的には放出されてし
まうという問題があった。
In the conventional polymer electrolyte fuel cell power generator, the exhaust gas containing combustible substances such as residual hydrogen and unreformed fuel from the fuel electrode FP is exhaust gas burner S.
To a steam heater VH, a fuel mixed gas preheater PH, a water evaporator WV, and a water condenser WG in that order. Since it is passed, thermal energy is recovered from the exhaust gas, but there is a problem that it is eventually released.

【0010】そこで本発明者は、電力供給と給湯を併用
供給する燃料電池コージェネレーションシステムにおい
て、オフガス燃焼器における燃料電池のアノード極オフ
ガスの燃焼に伴うオフガス燃焼熱を、スタック冷却部の
下流側に設置された前記第1の熱交換器によって温水と
して熱回収するとともに、前記オフガス燃焼器によって
燃焼させて残ったオフガスを前記通路を介して前記改質
器燃焼バーナに供給して、前記改質器燃焼バーナによっ
て供給された前記残ったオフガスを燃焼させて排気する
という本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重
ねた結果、オフガスからの熱的なエネルギー回収を可能
にするとともに、オフガス中の未燃成分を充分燃焼させ
た後排出するという目的を達成する本発明に到達した。
Therefore, in the fuel cell cogeneration system for supplying electric power and hot water together, the inventor of the present invention transfers the offgas combustion heat associated with the combustion of the anode offgas of the fuel cell in the offgas combustor to the downstream side of the stack cooling section. While recovering heat as hot water by the installed first heat exchanger, the off gas remaining after being burned by the off gas combustor is supplied to the reformer combustion burner through the passage, and the reformer is supplied. Focusing on the technical idea of the present invention of combusting and exhausting the remaining off-gas supplied by the combustion burner, as a result of further research and development, it is possible to recover thermal energy from the off-gas and The present invention has been achieved to achieve the purpose of exhausting the unburned components therein after they have been sufficiently burned.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明(請求項1に記載
の第1発明)の燃料電池コージェネレーションシステム
は、電力供給と給湯を併用供給する燃料電池コージェネ
レーションシステムにおいて、燃料電池のアノード極オ
フガスを燃焼させるためのオフガス燃焼器と、オフガス
燃焼熱を温水として熱回収するためにスタック冷却部の
下流側に設置された第1の熱交換器と、前記オフガス燃
焼器によって燃焼させて残ったオフガスを改質器燃焼バ
ーナに供給する通路を備え、前記改質器燃焼バーナによ
って前記オフガス燃焼器から供給された前記残ったオフ
ガスを燃焼させて排気するものである。
A fuel cell cogeneration system according to the present invention (a first invention according to claim 1) is a fuel cell cogeneration system for supplying electric power and hot water in combination. An off-gas combustor for burning off-gas, a first heat exchanger installed on the downstream side of the stack cooling section for recovering the heat of off-gas combustion as hot water, and the remaining off-gas combustor for combustion A passage is provided for supplying offgas to the reformer combustion burner, and the remaining offgas supplied from the offgas combustor is burned and exhausted by the reformer combustion burner.

【0012】本発明(請求項2に記載の第2発明)の燃
料電池コージェネレーションシステムは、前記第1発明
において、前記オフガスを燃焼させる前記オフガス燃焼
器に供給するオフガスエア量を制御するオフガスエア制
御弁を備えているものである。
In the fuel cell cogeneration system of the present invention (the second invention according to claim 2), in the first invention, an offgas air control valve for controlling the amount of offgas air supplied to the offgas combustor for burning the offgas. It is equipped with.

【0013】本発明(請求項3に記載の第3発明)の燃
料電池コージェネレーションシステムは、前記第1発明
または第2発明において、前記第1の熱交換器によりオ
フガス燃焼熱によって熱回収した温水が、貯湯槽の熱交
換器を介して電池スタックに供給されるように構成され
ているものである。
The fuel cell cogeneration system of the present invention (the third invention according to claim 3) is the hot water in which heat is recovered by off-gas combustion heat by the first heat exchanger in the first invention or the second invention. Is supplied to the battery stack via the heat exchanger of the hot water storage tank.

【0014】本発明(請求項4に記載の第4発明)の燃
料電池コージェネレーションシステムは、前記第1発明
ないし第3発明のいずれかにおいて、前記オフガス燃焼
器と前記改質器燃焼バーナを連絡する前記通路に、前記
オフガス燃焼器によって燃焼させて残ったオフガスの前
記改質器燃焼バーナへの供給または排気を可能にするよ
うに供給方向を切り換える第1の方向切換弁が配設され
ているものである。
In the fuel cell cogeneration system of the present invention (the fourth invention according to claim 4), the off-gas combustor and the reformer combustion burner are connected to each other in any one of the first to third inventions. A first directional control valve that switches the supply direction so as to enable the supply or exhaust of the off gas left after being combusted by the off gas combustor to the reformer combustion burner is disposed in the passage. It is a thing.

【0015】本発明(請求項5に記載の第5発明)の燃
料電池コージェネレーションシステムは、前記第1発明
において、システムの運転状態と温水の需要に応じて改
質器からの改質ガスを供給する供給先を切り換えるため
に供給方向を切り換える第2の方向切換弁を備えている
ものである。
The fuel cell cogeneration system of the present invention (the fifth invention according to claim 5) is the fuel cell cogeneration system according to the first invention, wherein the reformed gas from the reformer is supplied in accordance with the operating state of the system and the demand for hot water. A second direction switching valve for switching the supply direction is provided to switch the supply destination.

【0016】本発明(請求項6に記載の第6発明)の燃
料電池コージェネレーションシステムは、前記第5発明
において、暖気運転中において、前記第2の方向切換弁
を介して供給された前記改質ガスを前記オフガス燃焼器
に供給する第3の方向切換弁を備え、該オフガス燃焼器
の燃焼熱を利用してスタック冷却部の冷却水を昇温する
ものである。
The fuel cell cogeneration system of the present invention (sixth invention according to claim 6) is the fuel cell cogeneration system according to the fifth invention, wherein the modification is supplied through the second directional control valve during warm-up operation. A third directional control valve for supplying a quality gas to the off-gas combustor is provided, and the combustion heat of the off-gas combustor is used to raise the temperature of the cooling water in the stack cooling section.

【0017】本発明(請求項7に記載の第7発明)の燃
料電池コージェネレーションシステムは、前記第6発明
において、定常時の給湯の需要が高い時において、前記
改質ガスを前記オフガス燃焼器に供給して、該オフガス
燃焼器の燃焼熱を利用してスタック冷却部の冷却水を昇
温するものである。
The fuel cell cogeneration system of the present invention (the seventh invention according to claim 7) is the fuel cell cogeneration system according to the sixth invention, wherein the reformed gas is supplied to the off-gas combustor when the demand for hot water supply in a steady state is high. To heat the cooling water in the stack cooling section by using the combustion heat of the off-gas combustor.

【0018】本発明(請求項8に記載の第8発明)の燃
料電池コージェネレーションシステムは、前記第5発明
において、定常時の電力需要が高い時には、前記改質ガ
スを前記改質器燃焼バーナに供給するものである。
The fuel cell cogeneration system of the present invention (the eighth invention according to claim 8) is the fuel cell cogeneration system according to the fifth invention, wherein the reformed gas is fed to the reformer combustion burner when the power demand in the steady state is high. Is to be supplied to.

【0019】本発明(請求項9に記載の第9発明)の燃
料電池コージェネレーションシステムは、前記第6発明
において、前記第1ないし第3の方向切換弁が、3方向
の連絡関係を切換制御して前記改質器と前記改質器燃焼
バーナと前記オフガス燃焼器との連絡関係を制御する三
方弁によって構成されているものである。
The fuel cell cogeneration system of the present invention (the ninth invention according to claim 9) is the fuel cell cogeneration system according to the sixth invention, wherein the first to third directional control valves switch three-way connection relationships. The reformer, the reformer combustion burner, and the off-gas combustor are controlled by a three-way valve.

【0020】[0020]

【発明の作用および効果】上記構成より成る第1発明の
燃料電池コージェネレーションシステムは、電力供給と
給湯を併用供給する燃料電池コージェネレーションシス
テムにおいて、オフガス燃焼器における燃料電池のアノ
ード極オフガスの燃焼に伴うオフガス燃焼熱を、スタッ
ク冷却部の下流側に設置された前記第1の熱交換器によ
って温水として熱回収するとともに、前記オフガス燃焼
器によって燃焼させて残ったオフガスを前記通路を介し
て前記改質器燃焼バーナに供給して、前記改質器燃焼バ
ーナによって供給された前記残ったオフガスを燃焼させ
て排気するので、オフガスからの熱的なエネルギー回収
を可能にするとともに、オフガス中の未燃成分を充分燃
焼させた後排出するという効果を奏する。
The fuel cell cogeneration system according to the first aspect of the present invention, which has the above-described structure, is a fuel cell cogeneration system that supplies electric power and hot water in combination, and is used for combusting the anode offgas of a fuel cell in an offgas combustor. The accompanying off-gas combustion heat is recovered as hot water by the first heat exchanger installed on the downstream side of the stack cooling unit, and the off-gas remaining after being combusted by the off-gas combustor is modified through the passage. The remaining off-gas supplied by the reformer combustion burner is combusted and exhausted by supplying the reformer combustion burner to the quality device combustion burner, thereby enabling thermal energy recovery from the off-gas and unburned gas in the off-gas. The effect is that the components are sufficiently burned and then discharged.

【0021】上記構成より成る第2発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムは、前記第1発明において、
前記オフガスエア制御弁によって、前記オフガスを燃焼
させる前記オフガス燃焼器に供給するオフガスエア量を
制御するので、熱回収量を制御出来るという効果を奏す
る。
The fuel cell cogeneration system of the second invention having the above-mentioned constitution is the same as the first invention,
The off-gas air control valve controls the amount of off-gas air supplied to the off-gas combustor that burns the off-gas, so that the amount of heat recovery can be controlled.

【0022】上記構成より成る第3発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムは、前記第1発明または前記
第2発明において、前記第1の熱交換器によりオフガス
燃焼熱によって熱回収した温水が、貯湯槽の熱交換器を
介して電池スタックに供給されるので、給湯能力を高め
るとともに、前記電池スタックのスタック冷却部の冷却
水を昇温するという効果を奏する。
In the fuel cell cogeneration system of the third invention having the above-mentioned structure, in the first invention or the second invention, the hot water recovered by the off-gas combustion heat by the first heat exchanger is stored in the hot water storage tank. Since it is supplied to the battery stack via the heat exchanger, it has the effects of increasing the hot water supply capacity and raising the temperature of the cooling water in the stack cooling section of the battery stack.

【0023】上記構成より成る第4発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムは、前記第1発明ないし前記
第3発明のいずれかにおいて、前記オフガス燃焼器と前
記改質器燃焼バーナを連絡する前記通路に配設された前
記第1の方向切換弁によって、前記オフガス燃焼器によ
って燃焼させて残ったオフガスの前記改質器燃焼バーナ
への供給または排気を可能にするように供給方向を切り
換えるので、前記改質器燃焼バーナの温度異常がある場
合には前記オフガスの供給を停止して排気することを可
能にするという効果を奏する。
In the fuel cell cogeneration system of the fourth invention having the above-mentioned configuration, in the fuel cell cogeneration system of any one of the first invention to the third invention, the fuel cell cogeneration system is provided in the passage connecting the offgas combustor and the reformer combustion burner. The first direction switching valve provided switches the supply direction so as to enable the supply or exhaust of the off gas left after being combusted by the off gas combustor to the reformer combustion burner. When the temperature of the furnace combustion burner is abnormal, there is an effect that it is possible to stop the supply of the off gas and exhaust the off gas.

【0024】上記構成より成る第5発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムは、前記第1発明において、
前記第2の方向切換弁によって、システムの運転状態と
温水の需要に応じて供給方向を切り換えることにより、
改質器からの改質ガスを供給する供給先を切り換えるこ
とを可能にするという効果を奏する。
The fuel cell cogeneration system of the fifth invention having the above-mentioned structure is the same as that of the first invention.
By switching the supply direction according to the operating state of the system and the demand for hot water by the second directional control valve,
It is possible to switch the supply destination for supplying the reformed gas from the reformer.

【0025】上記構成より成る第6発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムは、前記第5発明において、
暖気運転中において、前記第3の方向切換弁によって前
記第2の方向切換弁を介して供給された前記改質ガスを
前記オフガス燃焼器に供給するので、該オフガス燃焼器
の燃焼熱を利用してスタック冷却部の冷却水の昇温を可
能にするという効果を奏する。
A fuel cell cogeneration system according to a sixth aspect of the present invention having the above structure is the same as the fifth aspect of the invention.
During the warm-up operation, the reformed gas supplied through the second directional switching valve by the third directional switching valve is supplied to the offgas combustor, so the combustion heat of the offgas combustor is used. As a result, it is possible to raise the temperature of the cooling water in the stack cooling unit.

【0026】上記構成より成る第7発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムは、前記第6発明において、
定常時の給湯の需要が高い時において、前記改質ガスを
前記オフガス燃焼器に供給して、該オフガス燃焼器の燃
焼熱を利用してスタック冷却部の冷却水を昇温するの
で、スタック冷却水の昇温を有効に行うという効果を奏
する。
The fuel cell cogeneration system of the seventh invention having the above-mentioned constitution is the same as the sixth invention,
When the demand for hot water supply at regular times is high, the reformed gas is supplied to the off-gas combustor and the combustion heat of the off-gas combustor is used to raise the temperature of the cooling water in the stack cooling section. This has the effect of effectively raising the temperature of water.

【0027】上記構成より成る第8発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムは、前記第5発明において、
定常時の電力需要が高い時には、前記改質ガスを前記改
質器燃焼バーナに供給するので、定常時の高い電力需要
への対応を可能にするという効果を奏する。
The fuel cell cogeneration system according to the eighth aspect of the present invention having the above structure is the same as the fifth aspect,
Since the reformed gas is supplied to the reformer combustion burner when the power demand in the constant time is high, it is possible to meet the high power demand in the steady state.

【0028】上記構成より成る第9発明の燃料電池コー
ジェネレーションシステムは、前記第6発明において、
前記第1ないし第3の方向切換弁を構成する前記三方弁
によってが、3方向の連絡関係を切換制御して前記改質
器と前記改質器燃焼バーナと前記オフガス燃焼器との連
絡関係を制御するので、オフガスからの熱的なエネルギ
ーの有効な回収を可能にするとともに、オフガス中の未
燃成分を充分燃焼させた後排出することを可能にすると
いう効果を奏する。
The fuel cell cogeneration system of the ninth invention having the above-mentioned structure is the same as that of the sixth invention,
The three-way valve constituting the first to third directional control valves controls switching of the three-way communication relationship to establish the communication relationship between the reformer, the reformer combustion burner, and the off-gas combustor. Since the control is performed, it is possible to effectively recover the thermal energy from the off-gas and to exhaust the unburned components in the off-gas after they are sufficiently burned.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
図面を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiments of the present invention will be described below.
This will be described with reference to the drawings.

【0030】(実施形態)本実施形態の燃料電池コージ
ェネレーションシステムは、図1ないし図4に示される
ように電力供給と給湯を併用供給する燃料電池コージェ
ネレーションシステムにおいて、燃料電池スタック4の
アノード極41のオフガスを燃焼させるためのオフガス
燃焼器5と、オフガス燃焼熱を温水として熱回収するた
めにスタック冷却部42の下流側に設置された第1の熱
交換器6と、前記オフガス燃焼器5によって燃焼させて
残ったオフガスを改質器燃焼バーナ2に供給する通路2
5を備え、前記改質器燃焼バーナ2によって前記オフガ
ス燃焼器5から供給された前記残ったオフガスを燃焼さ
せて排気するように構成されている。
(Embodiment) The fuel cell cogeneration system according to the present embodiment is the anode electrode of the fuel cell stack 4 in the fuel cell cogeneration system for supplying both electric power and hot water as shown in FIGS. 1 to 4. An off-gas combustor 5 for combusting the off-gas of 41, a first heat exchanger 6 installed downstream of the stack cooling unit 42 for recovering the off-gas combustion heat as hot water, and the off-gas combustor 5 2 for supplying the off-gas left by combustion by the reformer combustion burner 2
5, the reformer combustion burner 2 is configured to burn and exhaust the remaining off-gas supplied from the off-gas combustor 5.

【0031】本実施形態における前記オフガス燃焼器5
は、一例として触媒燃焼器によって構成されている。
The off-gas combustor 5 in this embodiment
Is constituted by a catalytic combustor as an example.

【0032】前記オフガスを燃焼させる前記オフガス燃
焼器5に2次空気を供給する2次空気通路50にオフガ
スエア制御弁51が配設され、熱回収量を制御するため
に前記オフガス燃焼器5に供給する前記2次空気として
のオフガスエア量を制御するものである。
An off-gas air control valve 51 is provided in a secondary air passage 50 for supplying secondary air to the off-gas combustor 5 for burning the off-gas, and is supplied to the off-gas combustor 5 to control the heat recovery amount. The off-gas air amount as the secondary air is controlled.

【0033】前記第1の熱交換器6は、配管を介して貯
湯槽60の熱交換器62に連絡しており、該熱交換器6
2は、配管を介して前記燃料電池スタック4の前記スタ
ック冷却部42に連絡しており、前記電池スタック4か
らのオフガスの燃焼熱によって熱回収された温水が、前
記貯湯槽60の前記熱交換器62を介して電池スタック
4の前記スタック冷却部42に供給され、スタック冷却
水が昇温されるように構成されている。
The first heat exchanger 6 communicates with the heat exchanger 62 of the hot water storage tank 60 via a pipe, and the heat exchanger 6
2 communicates with the stack cooling unit 42 of the fuel cell stack 4 via a pipe, and the hot water recovered by the heat of combustion of the offgas from the cell stack 4 exchanges the heat in the hot water storage tank 60. It is configured to be supplied to the stack cooling unit 42 of the battery stack 4 via the container 62 to raise the temperature of the stack cooling water.

【0034】第1の方向切換弁は、前記オフガス燃焼器
5と前記改質器燃焼バーナ2を連絡する前記通路25に
配設され、前記オフガス燃焼器5によって燃焼させて残
ったオフガスの改質器燃焼バーナ2への供給または排気
を可能にするように供給方向を切り換える3方弁10に
よって構成されている。
The first directional control valve is disposed in the passage 25 that connects the offgas combustor 5 and the reformer combustion burner 2, and reforms the offgas left after combustion by the offgas combustor 5. It is constituted by a three-way valve 10 which switches the supply direction so as to allow supply or exhaust to the combustion furnace burner 2.

【0035】第2の方向切換弁は、前記改質器1と前記
電池スタック4とを連絡する通路14に配設され、シス
テムの運転状態と温水の需要に応じて前記改質器1から
の改質ガスを供給する供給先を切り換えるために供給方
向を切り換える3方弁8によって構成されている。
The second directional control valve is arranged in the passage 14 that connects the reformer 1 and the battery stack 4, and the second directional control valve from the reformer 1 depends on the operating state of the system and the demand for hot water. It comprises a three-way valve 8 for switching the supply direction in order to switch the supply destination for supplying the reformed gas.

【0036】第3の方向切換弁は、前記通路14と前記
通路25とを連絡する通路90に配設され、暖気運転中
において、前記第2の方向切換弁としての3方弁8を介
して供給された前記改質ガスを前記オフガス燃焼器5ま
たは前記改質器燃焼バーナ2に供給する3方弁9によっ
て構成され、該オフガス燃焼器の燃焼熱を利用してスタ
ック冷却部の冷却水を昇温するものである。
The third directional control valve is arranged in the passage 90 which connects the passage 14 and the passage 25, and through the three-way valve 8 as the second directional control valve during the warm-up operation. The three-way valve 9 that supplies the supplied reformed gas to the off-gas combustor 5 or the reformer combustion burner 2 is used to generate the cooling water of the stack cooling unit by using the combustion heat of the off-gas combustor. The temperature is raised.

【0037】シャット弁3は、前記通路90と電池スタ
ック4のアノードとの間の通路91に配設され、アノー
ド極41のオフガスの前記通路90を介して前記燃焼バ
ーナ2または前記オフガス燃焼器5への供給を開閉制御
するものである。
The shut-off valve 3 is disposed in a passage 91 between the passage 90 and the anode of the battery stack 4, and the combustion burner 2 or the off-gas combustor 5 is passed through the passage 90 for the off-gas of the anode 41. It controls the opening and closing of the supply to.

【0038】コントローラ50は、前記オフガスエア制
御弁51、前記シャット弁3、前記3方弁8、前記3方
弁9および前記3方弁10に接続され、開閉、流量、供
給方向を制御することにより、オフガスのエネルギーを
熱回収して有効に利用するとともに、オフガス中の未燃
成分を充分燃焼させた後排出するための制御信号を出力
するように構成されている。
The controller 50 is connected to the off-gas air control valve 51, the shutoff valve 3, the three-way valve 8, the three-way valve 9 and the three-way valve 10, and controls the opening / closing, the flow rate, and the supply direction. In addition to recovering the heat of the energy of the off-gas and utilizing it effectively, it outputs a control signal for exhausting the unburned components in the off-gas after sufficient combustion.

【0039】すなわち定常時の給湯の需要が高い時にお
いては、前記改質ガスを前記オフガス燃焼器5に供給す
るように前記シャット弁3が開とされ、前記3方弁9が
a方向に制御され、該オフガス燃焼器5の燃焼熱を利用
して前記第1の熱交換器6によって冷却水に熱交換さ
れ、スタック冷却部の冷却水を昇温するものである。
That is, when the demand for hot water supply in a steady state is high, the shut valve 3 is opened so that the reformed gas is supplied to the off-gas combustor 5, and the three-way valve 9 is controlled in the a direction. The heat of combustion of the off-gas combustor 5 is used to exchange heat with the cooling water by the first heat exchanger 6 to raise the temperature of the cooling water in the stack cooling section.

【0040】定常時の電力需要が高い時においては、前
記改質ガスを前記3方弁8、3方弁9および3方弁10
を介して前記改質器燃焼バーナ2に供給するものであ
る。
When the electric power demand in the steady state is high, the reformed gas is supplied to the three-way valve 8, the three-way valve 9 and the three-way valve 10.
It is supplied to the reformer combustion burner 2 via.

【0041】本実施形態におけるシステムの運転方法の
詳細について、図3および図4のフローチャートに従っ
て説明する。図3に示されるようにシステムの起動によ
り、改質器1が改質の準備を始める。このときシャット
弁3は閉、3方弁8の連絡方向はa、3方弁9の連絡方
向はbである。
Details of the method of operating the system in this embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 3 and 4. As shown in FIG. 3, when the system is activated, the reformer 1 starts preparing for reforming. At this time, the shut valve 3 is closed, and the connecting direction of the 3-way valve 8 is a, and the connecting direction of the 3-way valve 9 is b.

【0042】改質反応を開始すると改質ガスが水素リッ
チになる。この段階で前記3方弁9の連絡方向をaに切
り替えると同時に前記オフガス燃焼器5に2次エアを供
給し、改質ガスを燃焼させる。スタック冷却水が発電可
能な状態になるまで、改質ガスにより冷却水温度を上昇
させる。
When the reforming reaction is started, the reformed gas becomes rich in hydrogen. At this stage, the connecting direction of the three-way valve 9 is switched to a, and at the same time, secondary air is supplied to the off-gas combustor 5 to burn the reformed gas. The temperature of the cooling water is raised by the reformed gas until the stack cooling water can generate power.

【0043】発電準備が整ったら前記シャット弁3を開
き、3方弁8の連絡方向をbに切り替えて、モード切替
えが行われる。
When the preparation for power generation is completed, the shut valve 3 is opened and the communication direction of the three-way valve 8 is switched to b, and the mode is switched.

【0044】お湯(給湯)が欲しい給湯(主体)モード
においては、3方弁9の連絡方向をaとし、前記オフガ
ス燃焼器5に2次エアを供給して、発電開始出力を上昇
させ、水素利用率が一定割合(%)以上かどうかを判定
し、一定割合(%)以上の場合は前記オフガス燃焼器5
への2次エアの供給を停止する。
In the hot water supply (main) mode in which hot water (hot water supply) is desired, the connection direction of the three-way valve 9 is set to a, and secondary air is supplied to the off-gas combustor 5 to increase the power generation start output, It is determined whether or not the utilization rate is a certain percentage (%) or more, and if it is more than a certain percentage (%), the off-gas combustor 5 is used.
Stops the supply of secondary air to the.

【0045】電気が欲しい発電主体モードにおいては、
スタック冷却水の温度を設定温度と比較し、設定温度よ
り高い場合は3方弁9の連絡方向をbとし、前記オフガ
ス燃焼器5への2次エアの供給を停止して、発電開始出
力を上昇させ、水素利用率が一定割合(%)以上かどう
かを判定し、一定割合(%)以上の場合は前記オフガス
燃焼器5への2次エアの供給を停止する。
In the power generation mode in which electricity is desired,
The temperature of the stack cooling water is compared with the set temperature, and when it is higher than the set temperature, the connection direction of the three-way valve 9 is set to b, the supply of secondary air to the off-gas combustor 5 is stopped, and the power generation start output is set. It is increased and it is determined whether or not the hydrogen utilization rate is a certain rate (%) or more. If it is more than a certain rate (%), the supply of secondary air to the off-gas combustor 5 is stopped.

【0046】前記スタック冷却水の温度が、設定温度よ
り低い場合は3方弁9の連絡方向をaとし、上述の給湯
モードと同様の制御が行われる。
When the temperature of the stack cooling water is lower than the set temperature, the connection direction of the three-way valve 9 is set to a, and the same control as in the hot water supply mode is performed.

【0047】給湯モードおよび発電主体モードにおいて
も、前記水素利用率が一定割合(%)以上の場合は前記
オフガス燃焼器5への2次エアの供給を停止すると、図
4に示される定常運転となり、モード切替えが行なわれ
る。
Even in the hot water supply mode and the power generation main mode, when the supply rate of secondary air to the off-gas combustor 5 is stopped when the hydrogen utilization rate is equal to or higher than a constant rate (%), the steady operation shown in FIG. 4 is performed. , Mode switching is performed.

【0048】お湯(給湯)が欲しい給湯(主体)モード
においては、オフガスを前記オフガス燃焼器5に供給す
るように制御され、オフガスを前記オフガス燃焼器5に
供給して、前記3方弁9の連絡方向をaとし、水素利用
率が一定割合(%)以上かどうかを判定し、一定割合
(%)以上の場合は前記オフガス燃焼器5への2次エア
の供給を停止する。一定割合(%)以下の場合は前記オ
フガス燃焼器5に2次エアを供給する。
In a hot water supply (main) mode in which hot water (hot water supply) is desired, off gas is controlled to be supplied to the off gas combustor 5, and the off gas is supplied to the off gas combustor 5 to cause the three-way valve 9 to operate. The connection direction is set to a, and it is determined whether or not the hydrogen utilization rate is equal to or higher than a certain rate (%). When the hydrogen utilization rate is equal to or more than the certain rate (%), the supply of secondary air to the offgas combustor 5 is stopped. When the ratio is less than a certain ratio (%), secondary air is supplied to the off-gas combustor 5.

【0049】電気が欲しい発電主体モードにおいては、
スタック冷却水の温度を設定温度と比較し、設定温度よ
り高い場合は前記オフガスを前記燃焼バーナー2に供給
するために前記3方弁9の連絡方向をbとし、前記オフ
ガス燃焼器5への2次エアの供給を停止する。
In the power generation mode in which electricity is desired,
The temperature of the stack cooling water is compared with a set temperature, and when the temperature is higher than the set temperature, the connection direction of the three-way valve 9 is set to b in order to supply the off gas to the combustion burner 2, and 2 to the off gas combustor 5 Stop the supply of the next air.

【0050】スタック冷却水の温度が、設定温度より低
い場合は、オフガスを前記オフガス燃焼器5に供給し
て、前記3方弁9の連絡方向をaとし、水素利用率が一
定割合(%)以上かどうかを判定し、一定割合(%)以
上の場合は前記オフガス燃焼器5への2次エアの供給を
停止する。一定割合(%)以下の場合は前記オフガス燃
焼器5に2次エアを供給する。
When the temperature of the stack cooling water is lower than the set temperature, the off-gas is supplied to the off-gas combustor 5, the connection direction of the three-way valve 9 is set to a, and the hydrogen utilization rate is a constant rate (%). Whether or not it is above is determined, and when it is above a certain ratio (%), the supply of secondary air to the off-gas combustor 5 is stopped. When the ratio is less than a certain ratio (%), secondary air is supplied to the off-gas combustor 5.

【0051】前記スタック冷却水の温度が、設定温度よ
り低い場合は3方弁9の連絡方向をaとし、上述の給湯
モードと同様の制御が行われる。
When the temperature of the stack cooling water is lower than the set temperature, the connection direction of the three-way valve 9 is set to a and the same control as in the hot water supply mode is performed.

【0052】本実施形態の燃料電池コージェネレーショ
ンシステムは、前記オフガス燃焼器5における燃料電池
のアノード極41におけるオフガスの燃焼に伴うオフガ
ス燃焼熱を、スタック冷却部42の下流側に設置された
前記第1の熱交換器6による熱交換によって温水として
熱回収するとともに、前記オフガス燃焼器5によって燃
焼させて残ったオフガスを前記通路25を介して前記改
質器燃焼バーナ2に供給して、前記改質器燃焼バーナ2
によって前記残ったオフガスを燃焼させて排気するの
で、オフガスからの熱的なエネルギー回収を可能にする
とともに、オフガス中の未燃成分を充分燃焼させた後排
出するという効果を奏する。
In the fuel cell cogeneration system of the present embodiment, the off gas combustion heat generated by the combustion of the off gas in the anode 41 of the fuel cell in the off gas combustor 5 is installed on the downstream side of the stack cooling section 42. The heat is recovered as hot water by the heat exchange by the heat exchanger 6 of No. 1, and the off gas remaining after being burned by the off gas combustor 5 is supplied to the reformer combustion burner 2 through the passage 25 to change the temperature. Burner burner 2
Since the remaining off-gas is burned and exhausted by the above method, it is possible to recover thermal energy from the off-gas, and at the same time, the unburned components in the off-gas are sufficiently burned and then discharged.

【0053】前記燃料電池スタック(FC)4から発生
したオフガスを、本実施形態のシステム内において燃焼
処理するのに改質バーナー2とオフガスバーナー5を併
用して制御することにより、オフガス中の未燃成分を充
分燃焼させた後排出するという利点を有する。
By controlling both the reformer burner 2 and the offgas burner 5 to burn off gas generated from the fuel cell stack (FC) 4 in the system of the present embodiment, the unburned gas in the offgas is controlled. It has the advantage of exhausting after burning the fuel components sufficiently.

【0054】熱回収が必要な場合は、前記オフガスバー
ナー5にエアーを混合して、オフガスバーナーにおい
て、H2 を燃焼させることにより、熱回収を行うもので
あり、熱回収を行う量は、オフガスエアー量を調整する
ことでコントロールできる利点を有する。
When heat recovery is required, the off gas burner 5 is mixed with air, and H2 is burned in the off gas burner to recover the heat. It has the advantage that it can be controlled by adjusting the amount.

【0055】残H2 と残メタンを前記改質バーナー2に
よってさらに燃焼させ排気するものであるため、オフガ
ス中の未燃成分を充分燃焼させた後排出するという利点
を有する。
Since the residual H2 and residual methane are further burned by the reforming burner 2 and exhausted, there is an advantage that the unburned components in the off gas are sufficiently burned and then discharged.

【0056】熱回収しない場合は、前記オフガスバーナ
ー5をバイパスして全て前記改質バーナー2によって処
理するように制御されるとともに、改質バーナーの温度
が上がりすぎた場合は、オフガスバーナー5において全
量H2 を処理するか、異常時は全て放出するように制御
される。
When the heat recovery is not performed, the off-gas burner 5 is bypassed and the reforming burner 2 controls the entire process. It is controlled so as to process H2 or to release all when abnormal.

【0057】本実施形態のFC発電機システムにおける
オフガスを処理する方法としては、前記オフガスバーナ
ー5と前記改質器バーナー2を直列化することで熱回収
量の調整と残メタンの処理を行える様になっているの
で、前記オフガス燃焼器5においては、触媒燃焼におい
てはH2 を燃焼させ熱回収を行うとともに、混合するエ
アー量を調整することで熱回収量をコントロールして、
さらに残ったオフガスを前記改質バーナー2において、
燃焼させ排気するものである。
As a method of treating off-gas in the FC generator system of this embodiment, the off-gas burner 5 and the reformer burner 2 are connected in series so that the heat recovery amount can be adjusted and the residual methane can be treated. Therefore, in the off-gas combustor 5, in catalytic combustion, H2 is burned to recover heat, and the amount of mixed air is adjusted to control the amount of heat recovered.
Further, the remaining off-gas in the reforming burner 2 is
It is burned and exhausted.

【0058】本実施形態のシステムは、前記オフガス燃
焼器5に全く流さない回路も備えており、全量改質バー
ナー2で燃焼させることを可能にする。
The system of the present embodiment is also provided with a circuit that does not flow to the off-gas combustor 5 at all, and makes it possible to burn the entire amount with the reforming burner 2.

【0059】また本実施形態のシステムは、前記改質バ
ーナー2の温度異常等がある場合には、前記改質バーナ
ー2に前記オフガスを供給しないで排出する回路も備え
ており、前記改質バーナー2の温度異常を助長すること
を回避するという利点を有する。
The system of the present embodiment also includes a circuit for discharging the off gas without supplying the off gas to the reforming burner 2 when the temperature of the reforming burner 2 is abnormal. It has an advantage of avoiding promoting the temperature abnormality of 2.

【0060】さらに本実施形態のシステムは、システム
の起動時に燃料電池スタック4の冷却水の温度を、燃料
電池のアノード極41における前記オフガスによる廃熱
によって、早く効率よく暖めることを可能にするという
利点を有する。
Furthermore, the system of the present embodiment enables the temperature of the cooling water of the fuel cell stack 4 to be quickly and efficiently warmed by the waste heat of the off gas in the anode 41 of the fuel cell when the system is started. Have advantages.

【0061】上述したように本実施形態のシステムは、
従来におけるオフガスをオフガスバーナーのみで処理す
る場合は、オフガスバーナーの構成上未改質の改質ガス
が排気ガスと共に放出されてしまうという問題を回避す
るものである。
As described above, the system of this embodiment is
When the conventional off-gas is treated only by the off-gas burner, the problem that unreformed reformed gas is discharged together with the exhaust gas due to the structure of the off-gas burner is avoided.

【0062】またオフガスを改質バーナー2のみで処理
する場合は、負荷変動時オフガス量が変化して場合によ
っては処理できない程の量が発生してしまい改質バーナ
ーが高温異常になってしまうことがあり、かかる事態を
回避するものである。
Further, when the off-gas is processed only by the reforming burner 2, the off-gas amount changes when the load fluctuates, and an amount that cannot be processed is generated in some cases, and the reforming burner becomes abnormal at high temperature. This is to avoid such a situation.

【0063】上述の実施形態および実施例は、説明のた
めに例示したもので、本発明としてはそれらに限定され
るものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明お
よび図面の記載から当業者が認識することができる本発
明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能
である。
The above-described embodiments and examples are given as examples for the purpose of explanation, and the present invention is not limited to them. The present invention can be understood from the claims, the detailed description of the invention and the description of the drawings. Modifications and additions can be made without departing from the technical idea of the present invention that can be recognized by those skilled in the art.

【0064】上述の実施形態および実施例においては、
一例として熱交換器を用いる例について説明したが、本
発明としてはそれらに限定されるものでは無く、燃料電
池のアノード極オフガスを燃焼させるための触媒燃焼器
と、前記オフガス燃焼器によって燃焼させて残ったオフ
ガスを改質器バーナに供給する通路を備え、前記改質器
燃焼バーナによって前記触媒燃焼器から供給された前記
残ったオフガスを燃焼させて排気する燃料電池コージュ
ネレーションシステムの変形例を採用することが出来
る。
In the above embodiments and examples,
Although an example of using a heat exchanger has been described as an example, the present invention is not limited thereto, and a catalyst combustor for combusting the anode offgas of the fuel cell and the combustor by the offgas combustor are used. A modified example of the fuel cell cogeneration system including a passage for supplying the remaining off-gas to the reformer burner, and burning and discharging the remaining off-gas supplied from the catalytic combustor by the reformer combustion burner. Can be adopted.

【0065】本変形例においては、触媒燃焼器で燃えな
かった分を確実に改質器バーナ(火炎燃焼)で燃やすこ
とができること、触媒燃焼器は可燃空燃比の範囲が広
く、特に空燃比制御をする必要がなくオフガスを流すだ
けで燃焼することができるため制御性に優れている等の
利点を有する。
In the present modification, it is possible to reliably burn the part that has not burned in the catalytic combustor with the reformer burner (flame combustion), and the catalytic combustor has a wide range of combustible air-fuel ratios, and in particular air-fuel ratio control Since it is possible to perform combustion only by flowing the off gas without the need of performing the above, it has advantages such as excellent controllability.

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

【図1】本発明の実施形態の燃料電池コージェネレーシ
ョンシステムを示すブロック回路図である。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing a fuel cell cogeneration system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態のシステムにおけるオフガスの流れ
を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a flow of off-gas in the system of the present embodiment.

【図3】本実施形態システムの起動時の制御手順を示す
チャート図である。
FIG. 3 is a chart showing a control procedure when the system of the present embodiment is activated.

【図4】本実施形態システムの定常運転時の制御手順を
示すチャート図である。
FIG. 4 is a chart diagram showing a control procedure during steady operation of the system of the present embodiment.

【図5】従来の燃料電池用燃料改質器示す全体ブロック
図である。
FIG. 5 is an overall block diagram showing a conventional fuel reformer for a fuel cell.

【図6】従来の燃料電池プラントを示すブロック回路図
である。
FIG. 6 is a block circuit diagram showing a conventional fuel cell plant.

【図7】従来の燃料電池給湯コージュネレーションシス
テムを示すブロック回路図である。
FIG. 7 is a block circuit diagram showing a conventional fuel cell hot water supply cogeneration system.

【図8】従来の固体高分子型燃料電池発電装置を示すブ
ロック回路図である。
FIG. 8 is a block circuit diagram showing a conventional polymer electrolyte fuel cell power generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 改質器燃焼バーナ 4 燃料電池スタック 5 オフガス燃焼器 6 第1の熱交換器 8、9、10 3方向切換弁 25 通路 41 アノード極 42 スタック冷却部 2 reformer combustion burner 4 Fuel cell stack 5 Off-gas combustor 6 First heat exchanger 8, 9, 10 3-way switching valve 25 passages 41 Anode 42 Stack cooling unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 8/06 H01M 8/06 G (72)発明者 長田 和浩 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 原 浩一郎 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3L025 AC01 AC07 4G040 EA03 EA06 EB12 EB42 EB43 EB44 5H027 AA06 BA01 BA09 BA16 BA17 DD06 MM08 MM13 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01M 8/06 H01M 8/06 G (72) Inventor Kazuhiro Nagata 2-1-1 Asahi-cho, Kariya city, Aichi prefecture In Seiki Co., Ltd. (72) Inventor Koichiro Hara 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi F-term in Toyota Motor Corporation (reference) 3L025 AC01 AC07 4G040 EA03 EA06 EB12 EB42 EB43 EB44 5H027 AA06 BA01 BA09 BA16 BA17 DD06 MM08 MM13

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力供給と給湯を併用供給する燃料電池
コージェネレーションシステムにおいて、 燃料電池のアノード極オフガスを燃焼させるためのオフ
ガス燃焼器と、 オフガス燃焼熱を温水として熱回収するためにスタック
冷却部の下流側に設置された第1の熱交換器と、 前記オフガス燃焼器によって燃焼させて残ったオフガス
を改質器燃焼バーナに供給する通路を備え、 前記改質器燃焼バーナによって前記オフガス燃焼器から
供給された前記残ったオフガスを燃焼させて排気するこ
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 fuel cell cogeneration system for supplying electric power and hot water in combination, an off-gas combustor for burning anode off-gas of a fuel cell, and a stack cooling unit for recovering off-gas combustion heat as hot water. A first heat exchanger installed on the downstream side of the exhaust gas, and a passage for supplying the off gas remaining after being combusted by the off gas combustor to the reformer combustion burner, and the off gas combustor by the reformer combustion burner. A fuel cell cogeneration system, characterized in that the remaining off-gas supplied from the unit is combusted and exhausted.
【請求項2】 請求項1において、 前記オフガスを燃焼させる前記オフガス燃焼器に供給す
るオフガスエア量を制御するオフガスエア制御弁を備え
ている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. The fuel cell cogeneration system according to claim 1, further comprising an off-gas air control valve that controls an amount of off-gas air supplied to the off-gas combustor that combusts the off-gas.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、 前記第1の熱交換器によりオフガス燃焼熱によって熱回
収した温水が、貯湯槽の熱交換器を介して電池スタック
に供給されるように構成されている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. The structure according to claim 1, wherein the hot water recovered by the heat of offgas combustion by the first heat exchanger is supplied to the battery stack via the heat exchanger of the hot water storage tank. Fuel cell cogeneration system characterized by being
【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかにお
いて、 前記オフガス燃焼器と前記改質器燃焼バーナを連絡する
前記通路に、前記オフガス燃焼器によって燃焼させて残
ったオフガスの前記改質器燃焼バーナへの供給または排
気を可能にするように供給方向を切り換える第1の方向
切換弁が配設されている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。
4. The reforming of off-gas remaining after being burned by the off-gas combustor in the passage connecting the off-gas combustor and the reformer combustion burner according to any one of claims 1 to 3. Fuel cell cogeneration system, characterized in that a first directional control valve for switching the supply direction is provided so as to enable supply or exhaust to the burner combustion burner.
【請求項5】 請求項1において、 システムの運転状態と温水の需要に応じて改質器からの
改質ガスを供給する供給先を切り換えるために供給方向
を切り換える第2の方向切換弁を備えていることを特徴
とする燃料電池コージェネレーションシステム。
5. The second directional control valve according to claim 1, wherein the second direction switching valve switches a supply direction to switch a supply destination of the reformed gas supplied from the reformer according to an operating state of the system and a demand for hot water. Fuel cell cogeneration system characterized by
【請求項6】 請求項5において、 暖気運転中において、前記第2の方向切換弁を介して供
給された前記改質ガスを前記オフガス燃焼器に供給する
第3の方向切換弁を備え、 該オフガス燃焼器の燃焼熱を利用してスタック冷却部の
冷却水を昇温する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。
6. The third directional control valve for supplying the reformed gas supplied via the second directional control valve to the off-gas combustor during warm-up operation according to claim 5, A fuel cell cogeneration system characterized by using the combustion heat of an off-gas combustor to raise the temperature of cooling water in a stack cooling section.
【請求項7】 請求項6において、 定常時の給湯の需要が高い時において、前記改質ガスを
前記オフガス燃焼器に供給して、該オフガス燃焼器の燃
焼熱を利用してスタック冷却部の冷却水を昇温すること
を特徴とする燃料電池コージェネレーションシステム。
7. The stack cooling unit according to claim 6, wherein the reformed gas is supplied to the off-gas combustor and the heat of combustion of the off-gas combustor is used when the demand for hot water supply at a constant time is high. A fuel cell cogeneration system characterized by raising the temperature of cooling water.
【請求項8】 請求項5において、 定常時の電力需要が高い時には、前記改質ガスを前記改
質器燃焼バーナに供給する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。
8. The fuel cell cogeneration system according to claim 5, wherein the reformed gas is supplied to the reformer combustion burner when the power demand in the constant time is high.
【請求項9】 請求項6において、 前記第1ないし第3の方向切換弁が、3方向の連絡関係
を切換制御して前記改質器と前記改質器燃焼バーナと前
記オフガス燃焼器との連絡関係を制御する三方弁によっ
て構成されている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。
9. The method according to claim 6, wherein the first to third directional control valves control switching of three-way communication relationships to connect the reformer, the reformer combustion burner, and the off-gas combustor. A fuel cell cogeneration system comprising a three-way valve for controlling communication.
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