【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池発電装置に係り、特に改質器や燃料電池本体等から回収した水を再利用して燃料電池本体等に供給する水供給系に改良を加えた燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、家庭用または車両用等の商業用電源として脚光を浴びている燃料電池発電装置には、例えば、図７に示す構成のものがある。
【０００３】
燃料電池発電装置は、大別して燃料改質系１、燃料電池本体２、水、燃焼ガス等の熱を回収する熱回収系３、回収した水等を再利用して燃料電池本体２等に供給する水供給系４で構成されている。
【０００４】
燃料改質系１は、改質器５、一酸化炭素除去器６、水蒸気分離器７、蒸発器８を備え、水蒸気分離器７で水蒸気と水とに分離し、分離した水蒸気を原燃料、例えば都市ガスに加えて改質器５に供給し、ここでバーナ５ａから生成された燃焼ガスの熱を受ける改質触媒５ｂで水蒸気改質を行わせて水素リッチな燃料ガスに改質させ、改質させた燃料ガスに含まれている一酸化炭素を一酸化炭素除去器６で除去した後、熱交換器９、改質燃料ガスライン１０を介して燃料電池本体２を供給する。
【０００５】
また、燃料改質系１は、改質器５からの排ガスを熱源とし、水供給系４から熱交換器９を介して供給される水を蒸発器８で蒸発させた後、燃焼排ガスライン１１を介して熱回収系３に回収させる。
【０００６】
なお、蒸発器８で蒸発した蒸気は、一酸化炭素除去器６で一酸化炭素除去中に発生する熱を冷却させた後、水蒸気分離器７に供給される。
【０００７】
一方、燃料電池本体２は、燃料改質系１に一酸化炭素除去系６から熱交換器９、改質燃料ガスライン１０を介して燃料極に供給された水素リッチな燃料ガス、水供給系４から加湿水供給ライン１２を介して供給される加湿水、ブロア１３から空気供給ライン１４を介して空気極に供給される空気とで化学反応させ、その際に生成される起電力を集めて直流の電力を発生させる。
【０００８】
また、燃料電池本体２は、燃料ガス、加湿水、空気の化学反応後に生成された排ガス、加湿水をそれぞれ空気極排ガスライン１５、加湿水戻りライン１６を介して熱回収系３に供給するとともに、燃料極からの排ガス（未燃ガス）を燃料極排ガスライン１７を介して改質器５のバーナ５ａに燃料用として供給する。
【０００９】
他方、熱回収系３は、大気開放型の熱回収タンク１８、このタンク１８内に収容された熱交換器１９、脱炭酸装置２０を備え、燃料改質系１の蒸発器８から燃料排ガスライン１１を介して供給される燃焼排ガス、水蒸気分離器７からブローダウンライン２６を介して供給される分離水、燃料電池本体２の空気極から空気極排ガスライン１５を介して供給される排ガス、燃料電池本体２から加湿水戻りライン１６を介して供給される戻り加湿水を熱回収タンク１８で熱回収させ、その際、熱交換器１９で貯湯槽２１からの水を加熱させて高温水にするとともに、熱交換後の水に含まれている炭酸ガスをブロア２２から脱炭酸装置２０に供給する空気により発生する気泡の力を借りて離し、炭酸ガスから離した水を水供給系４に供給する。
【００１０】
水供給系４は、フィルタ２３を備え、熱回収系３の熱回収タンク１８から供給された水に含まれる不純物をフィルタ２３でろ過後、一方を加湿水としてポンプ２４、加湿水供給ライン１２を介して燃料電池本体２に供給するとともに、残りの他方をポンプ２５、熱交換器９、蒸発器８を介して一酸化炭素除去器６に冷却用として供給する。
【００１１】
このような構成を備える燃料電池発電装置に組み込められている水供給系４には、例えば特開平１０−２３３２２４号公報（特許文献１）、特開２０００−３３１７０３号公報（特許文献２）等、数多くの発明が開示されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１０−２３３２２４号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開２０００−３３１７０３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
図７で示した燃料電池発電装置のうち、水供給系４には、幾つかの問題点が含まれており、その一つに発生する気泡の処理がある。
【００１５】
図７で示した燃料電池発電装置に組み込まれている熱回収系３は、熱回収タンク１８で燃料改質系１の水蒸気分離器７からの分離水の熱、蒸発器８からの燃料排ガスの熱、燃料電池本体２の空気極排ガスの熱、燃料電池本体２の戻り加湿水からの熱を回収させ、回収後の水を水供給系４を介して燃料電池本体２等に供給しているが、回収した水に多量の炭酸ガスが含まれ、その濃度が著しく高く、電気伝導度が高くなっている。
【００１６】
このため、高い炭酸ガス濃度のまま、燃料電池本体３の加湿水等として供給すると、燃料電池本体２は、改質燃料ガス、空気、加湿水の化学反応の際、反応率の低下を招き、反応率の低下に伴って発電効率を低下させ、ひいては電池劣化を早める要因にもなっている。
【００１７】
このような事情から、熱回収系３は、熱回収タンク１８に脱炭酸装置２０を収容し、ブロア２２から供給された空気で気泡を発生させ、気泡の力を借りて炭酸ガスを水から離してその濃度を低下させ、濃度を低下させた水を水供給系４のフィルタ２３に供給していた。
【００１８】
しかし、水にはブロア２２から供給された空気のうち、酸素がより多く溶け込んでいる。このため、水はフィルタ２３の流路を蛇行して流れる間、圧力低下に伴って気泡が発生し、発生した気泡がより多く溜まって水の流れを悪くさせ、遂には燃料電池本体２の運転を阻害させ、発電効率を低下させる等の要因になっていた。
【００１９】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、炭酸ガス濃度を低下させるために、脱炭酸装置に空気を供給し、より多くの空気（酸素）を含む水が水供給系のフィルタ内を流れる際、気泡を大気に排出させ、水の流れを良好にして燃料電池本体に安定した運転を行わせる燃料電池発電装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る燃料電池発電装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、燃料改質系に燃料電池本体、熱回収系、水供給系を組み合せた燃料電池発電装置において、前記熱回収系の熱回収タンクに接続する前記水供給系にフィルタを設けるとともに、このフィルタをフィルタエレメントを収容するハウジング本体と、このハウジング本体の頂部側に設けられ、入口、出口を備えたハウジングキャップ部と、このハウジングキャップ部に設けたベント管とで構成したものである。
【００２１】
また、本発明に係る燃料電池発電装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、燃料改質系に燃料電池本体、熱回収系、水供給系を組み合せた燃料電池発電装置において、前記熱回収系の熱回収タンクに接続する前記水供給系にフィルタを設けるとともに、このフィルタをフィルタエレメントを収容するハウジング本体と、このハウジング本体の底部側に設けられ、入口、出口を備えたハウジングキャップ部と、前記ハウジング本体の頂部側に設けたベント管とで構成したものである。
【００２２】
また、本発明に係る燃料電池発電装置は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、燃料改質系に燃料電池本体、熱回収系、水供給系を組み合せた燃料電池発電装置において、前記熱回収系の熱回収タンクに接続する前記水供給系にフィルタを設けるとともに、このフィルタをフィルタエレメントを収容するハウジング本体と、このハウジング本体の頂部側に設けられ、入口、出口を備えたハウジングキャップ部と、このハウジングキャップ部に設けられ、前記熱回収タンクに接続するベント管とで構成したものである。
【００２３】
また、本発明に係る燃料電池発電装置は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、燃料改質系に燃料電池本体、熱回収系、水供給系を組み合せた燃料電池発電装置において、前記熱回収系の熱回収タンクに一体構成するフィルタ装置を備えるとともに、このフィルタ装置を前記熱回収タンクに設置するフィルタエレメントと、このフィルタエレメントに連通させて気泡を集める気泡タンクと、この気泡タンクを前記熱回収タンクに接続させるベント管とで構成したものである。
【００２４】
また、本発明に係る燃料電池発電装置は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、フィルタは、ハウジング本体の頂部側に設けられ、入口、出口を備えたハウジングキャップ部の位置を熱回収タンクの最低水位よりも低い位置に設定したものである。
【００２５】
また、本発明に係る燃料電池発電装置は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、フィルタは、ハウジング本体の頂部側の位置を熱回収タンクの最低水位よりも低い位置に設定したものである。
【００２６】
また、本発明に係る燃料電池発電装置は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、ベント管は、先端を開口させたＵ字部を設けたものである。
【００２７】
また、本発明に係る燃料電池発電装置は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、ベント管に設けたＵ字部は、先端の位置を熱回収タンクの最高水位よりも超えた高い位置に設定したものである。
【００２８】
また、本発明に係る燃料電池発電装置は、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、ベント管は、熱回収タンクに接続する位置を最高水位よりも超えた高い位置に設定したものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る燃料電池発電装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００３０】
図１および図２は、本発明に係る燃料電池発電装置に適用する水供給系の第１誌実施例を示す概念図である。
【００３１】
本実施形態に係る水供給系２７は、熱回収系２８の熱回収タンク２９に入口３７、出口３８を備えるハウジングキャップ部３０を接続させるとともに、このハウジングキャップ部３０に接続するハウジング本体３１にフィルタエレメント３２を収容させて構成するフィルタ３３と、ハウジングキャップ部３０から上部に向って延び、先端を開口させ、ほこり等の侵入を防止するＵ字部３４を備えたベント管３５と、ポンプ３６とを備える。
【００３２】
一方、熱回収タンク２９は、脱炭酸装置２０を収容し、熱回収させた水に含まれている炭酸ガスの濃度を低下させるため、ブロア２２から脱炭酸装置２０に空気を供給して気泡を発生させ、その気泡の力を借りて炭酸ガスを水から離して炭酸ガス濃度を低下させ、その濃度を低下させた水をフィルタ３３に供給するようになっている。
【００３３】
また、フィルタ３３は、図１および図２に示すように、熱回収タンク２９に接続させ、入口３７、出口３８を備えるハウジングキャップ部３０の位置を熱回収タンク２９の最低水位ＬＷＬよりも低い位置に設定してハウジング本体３１が負圧になることを防止するとともに、ハウジングキャップ部３０に設けたベント管３５のＵ字部３４を熱回収タンク２９の最高水位ＨＷＬよりも超えた高い位置に設定し、ハウジングキャップ部３０側に溜まる気泡を水から離してベント管３５で抜き出す構成にする一方、入口３７から供給される水をフィルタエレメント３２の外側から流入させ、ここで水に含まれる不純物をろ過した後、出口３８からポンプ３６を介して燃料電池本体等に供給する。
【００３４】
このように本実施形態は、熱回収タンク２９に接続させるフィルタ３３のハウジングキャップ部３０の位置を熱回収タンク２９の最低水位ＬＷＬよりも低い位置に設定するとともに、フィルタ３３のハウジングキャップ部３０に設けたベント管３５のＵ字部３４の開口端の位置を熱回収タンク２９の最高水位ＨＷＬよりも超えた高い位置に設定し、水がフィルタ３３内を蛇行中、圧力低下に伴って発生する気泡を水から離してベント管３５で抜き出す構成にしたので、水の流れを円滑にさせて燃料電池本体に安定運転を行わせることができる。
【００３５】
図３および図４は、本発明に係る燃料電池発電装置に適用する水供給系の第２実施形態を示す概念図である。
【００３６】
なお、図１および図２に示した構成要素と同一構成要素には同一符号を付す。
【００３７】
本実施形態に係る水供給系２７は、図３に示すように、熱回収タンク２９に接続させるフィルタ３３を、入口３７、出口３８を備えるハウジングキャップ部３０と、このハウジングキャップ部３０に接続され、上部に向って延びるフィルタエレメント３２を収容させるハウジング本体３１と、このハウジング本体３１の頂部に接続され、先端を開口させるとともに、ほこり等の侵入を防止するＵ字部３４を備えたベント管３５とで構成したものである。
【００３８】
なお、ハウジング本体３１の頂部側の位置は、熱回収タンク３９の最低水位ＬＷＬよりも低い位置に設定される。また、ベント管３５のＵ字部３４の先端位置は、熱回収タンク２９の最高水位ＨＷＬよりも超えた高い位置に設定される。
【００３９】
本実施形態は、入口３７、出口３８を備えたハウジングキャップ部３０に上部に向って伸びるフィルタエレメント３２を収容させるハウジング本体３１に接続させる型式のフィルタ３３が設置場所の関係でより高い利便性を持っていることを考慮したものであり、図４に示すように、ハウジングキャップ部３０の入口３７から流入した水がフィルタエレメント３２の外側から内側に流れて不純物のろ過を行う前の水の蛇行中、圧力低下に伴って発生する気泡がフィルタエレメント３２の外側に集まったとき、ベント管３５で抜き出す構成になっている。
【００４０】
このように、本実施形態は、入口３７、出口３８を備えたハウジングキャップ部３０に上部側に向って延びるフィルエレメント３２を収容させるハウジング本体３１を接続させる型式のフィルタ３３の場合、フィルタエレメント３２の外側に集まる気泡をベント管３５で抜き出す構成にしたので、水の流れを円滑にし、燃料電池本体に安定運転を行わせることができる。
【００４１】
図５は、本発明に係る燃料電池発電装置に適用する水供給系の第３実施形態を示す概念図である。
【００４２】
なお、図１および図２に示した構成要素と同一構成要素には同一符号を付す。
【００４３】
本実施形態に係る水供給系２７は、熱回収系３８の熱回収タンク２９にハウジングキャップ部３０を接続させるとともに、このハウジングキャップ部３０に接続するハウジング本体３１にフィルタエレメント３２を収容させたフィルタ３３と、ハウジングキャップ部３０から上方に向って延び、熱回収タンク２９の最高水位ＨＷＬを超える空間部分に接続させるベント管３５とを備える一方、ハウジングキャップ部３０の位置を熱回収タンク２９の最低水位ＬＷＬよりも低い位置に設定したものである。
【００４４】
このように、本実施形態は、ハウジングキャップ部３０の位置を熱回収タンク２９の最低水位ＬＷＬよりも低い位置に設定するとともに、ハウジングキャップ部３０に設けたベント管３５を熱回収タンク２９の最高水位ＨＷＬを超える空間部分に接続し、水を循環させる構成にしたので、熱回収タンク２９の水位が何かの事情で高くなっても水位の高くなった分をベント管３５を介して熱回収タンク２９に戻して循環させることができ、過流量の水を燃料電池本体に供給することがなく、燃料電池本体に安定運転を行わせることができる。
【００４５】
図６は、本発明に係る燃料電池発電装置に適用する水供給系の第４実施形態を示す概念図である。
【００４６】
なお、図１および図２に示した構成要素と同一構成要素には同一符号を付す。
【００４７】
本実施形態に係る水供給系２７は、熱回収系２８の熱回収タンク２９と一体構成するフィルタ装置４０を設けたものである。
【００４８】
このフィルタ装置４０は、熱回収タンク２９の底部に設置するフィルタエレメント３２と、このフィルタエレメント３２を蛇行中に圧力低下に伴って発生する気泡を集める気泡タンク４１と、この気泡タンク４１から上部側に向って延び、熱回収タンク２９の水の水位が高水位ＨＷＬを超えた空間部分の位置に接続するベント管３５とで構成される。
【００４９】
このように、本実施形態は、熱回収タンク２９に一体構成するフィルタ装置４０を設け、フィルタ装置４０をフィルタエレメント３２、気泡タンク４１、ベント管３５で構成し、熱回収タンク２９の水がフィルタエレメント３２を蛇行中に発生する気泡を気泡タンク４１に集め、集めた気泡をベント管３５で抜き出すとともに、気泡を取り除いた水を燃料電池本体等に供給する構成にしたので、水の流れを円滑にし、燃料電池本体に安定運転を行わせることができるとともに、装置全体をコンパクト化することができ、広い空間が確保できない場合でも容易に設置することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る燃料電池発電装置は、熱回収系の熱回収タンクに接続する水供給系にフィルタを設け、このフィルタに水が流れるときに発生する気泡をベント管で抜き出す構成にしたので、水の流れを円滑にさせて燃料電気本体に安定運転を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料電池発電装置に適用する水供給系の第１実施形態を示す概念図。
【図２】図１に示したフィルタの拡大断面図。
【図３】本発明に係る燃料電池発電装置に適用する水供給系の第２実施形態を示す概念図。
【図４】図３に示したフィルタの拡大断面図。
【図５】本発明に係る燃料電池発電装置に適用する水供給系の第３実施形態を示す概念図。
【図６】本発明に係る燃料電池発電装置に適用する水供給系の第４実施形態を示す概念図。
【図７】従来の燃料電池発電装置を示す概略系統図。
【符号の説明】
１ 燃料改質系
２ 燃料電池本体
３ 熱回収系
４ 水供給系
５ 改質器
５ａ バーナ
５ｂ 改質触媒
６ 一酸化炭素除去器
７ 水蒸気分離器
８ 蒸発器
９ 熱交換器
１０ 改質燃料ガスライン
１１ 燃料排ガスライン
１２ 加湿水供給ライン
１３ ブロア
１４ 空気供給ライン
１５ 空気極排ガスライン
１６ 加湿水戻りライン
１７ 燃料極排ガスライン
１８ 熱回収タンク
１９ 熱交換器
２０ 脱炭酸装置
２１ 貯湯槽
２２ ブロア
２３ フィルタ
２４，２５ ポンプ
２６ ブローダウンライン
２７ 水供給系
２８ 熱回収系
２９ 熱回収タンク
３０ ハウジングキャップ部
３１ ハウジング本体
３２ フィルタエレメント
３３ フィルタ
３４ Ｕ字部
３５ ベント管
３６ ポンプ
３７ 入口
３８ 出口
４０ フィルタ装置
４１ 気泡タンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell power generator, and more particularly to a fuel cell power generator in which a water supply system for reusing water collected from a reformer, a fuel cell main body, and the like and supplying the water to the fuel cell main body is improved.
[0002]
[Prior art]
Recently, fuel cell power generators that have been in the limelight as commercial power sources for home use or vehicles, for example, have a configuration shown in FIG.
[0003]
The fuel cell power generator is roughly divided into a fuel reforming system 1, a fuel cell main body 2, a heat recovery system 3 for recovering heat such as water and combustion gas, and the recovered water and the like are reused and supplied to the fuel cell main body 2 and the like. The water supply system 4 is configured.
[0004]
The fuel reforming system 1 includes a reformer 5, a carbon monoxide remover 6, a steam separator 7, and an evaporator 8. The steam reformer 1 separates the steam into water and water, and the separated steam is a raw fuel. For example, in addition to city gas, it is supplied to the reformer 5, where steam reforming is performed by the reforming catalyst 5b that receives the heat of the combustion gas generated from the burner 5a to reform the fuel gas rich in hydrogen, After carbon monoxide contained in the reformed fuel gas is removed by the carbon monoxide remover 6, the fuel cell body 2 is supplied via the heat exchanger 9 and the reformed fuel gas line 10.
[0005]
The fuel reforming system 1 uses the exhaust gas from the reformer 5 as a heat source, evaporates the water supplied from the water supply system 4 via the heat exchanger 9 by the evaporator 8, and then the combustion exhaust gas line 11 Through the heat recovery system 3.
[0006]
The vapor evaporated in the evaporator 8 is supplied to the water vapor separator 7 after cooling the heat generated during the carbon monoxide removal by the carbon monoxide remover 6.
[0007]
On the other hand, the fuel cell main body 2 includes a hydrogen-rich fuel gas and water supply system supplied from the carbon monoxide removal system 6 to the fuel electrode via the heat exchanger 9 and the reformed fuel gas line 10. The chemical reaction between the humidified water supplied from 4 through the humidified water supply line 12 and the air supplied from the blower 13 through the air supply line 14 to the air electrode is collected, and the electromotive force generated at that time is collected. Generate DC power.
[0008]
The fuel cell main body 2 supplies fuel gas, humidified water, exhaust gas generated after a chemical reaction of air, and humidified water to the heat recovery system 3 via the air electrode exhaust gas line 15 and the humidified water return line 16, respectively. The exhaust gas (unburned gas) from the fuel electrode is supplied to the burner 5a of the reformer 5 for fuel via the fuel electrode exhaust gas line 17.
[0009]
On the other hand, the heat recovery system 3 includes a heat recovery tank 18 that is open to the atmosphere, a heat exchanger 19 accommodated in the tank 18, and a decarboxylation device 20, and the fuel exhaust gas line from the evaporator 8 of the fuel reforming system 1. 11, combustion exhaust gas supplied through the water vapor separator 7, separated water supplied from the water vapor separator 7 through the blow-down line 26, exhaust gas supplied from the air electrode of the fuel cell body 2 through the air electrode exhaust gas line 15, and fuel The return humidified water supplied from the battery body 2 via the humidified water return line 16 is recovered by the heat recovery tank 18, and at this time, the water from the hot water storage tank 21 is heated by the heat exchanger 19 to be high temperature water. At the same time, the carbon dioxide contained in the water after heat exchange is released with the help of bubbles generated by the air supplied from the blower 22 to the decarbonator 20, and the water separated from the carbon dioxide is supplied to the water supply system 4. To do.
[0010]
The water supply system 4 includes a filter 23. After the impurities contained in the water supplied from the heat recovery tank 18 of the heat recovery system 3 are filtered by the filter 23, one is humidified water and the pump 24 and the humidified water supply line 12 are connected. The other is supplied to the carbon monoxide remover 6 for cooling via the pump 25, the heat exchanger 9, and the evaporator 8.
[0011]
Examples of the water supply system 4 incorporated in the fuel cell power generator having such a configuration include Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-233224 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-331703 (Patent Document 2). A number of inventions have been disclosed.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-233224
[Patent Document 2]
JP 2000-331703 A
[Problems to be solved by the invention]
Among the fuel cell power generators shown in FIG. 7, the water supply system 4 includes several problems, and there is a treatment of bubbles generated in one of them.
[0015]
The heat recovery system 3 incorporated in the fuel cell power generator shown in FIG. 7 uses the heat recovery tank 18 to generate the heat of the separated water from the steam separator 7 of the fuel reforming system 1 and the fuel exhaust gas from the evaporator 8. The heat, the heat of the air electrode exhaust gas of the fuel cell main body 2 and the heat from the return humidified water of the fuel cell main body 2 are recovered, and the recovered water is supplied to the fuel cell main body 2 and the like via the water supply system 4 However, the recovered water contains a large amount of carbon dioxide, its concentration is remarkably high, and the electrical conductivity is high.
[0016]
For this reason, if it supplies as humidification water etc. of the fuel cell main body 3 with high carbon dioxide gas concentration, the fuel cell main body 2 will cause the fall of the reaction rate in the case of chemical reaction of reformed fuel gas, air, and humidification water, As the reaction rate decreases, the power generation efficiency decreases, and as a result, the battery deterioration is accelerated.
[0017]
Under such circumstances, the heat recovery system 3 accommodates the decarbonation device 20 in the heat recovery tank 18, generates bubbles with the air supplied from the blower 22, and uses the power of the bubbles to separate the carbon dioxide from the water. Then, the concentration was reduced, and the reduced concentration water was supplied to the filter 23 of the water supply system 4.
[0018]
However, oxygen is more dissolved in the water supplied from the blower 22 in the water. For this reason, while the water meanders through the flow path of the filter 23, bubbles are generated as the pressure drops, and more bubbles are generated and the flow of water is worsened. This has been a factor that hinders power generation and reduces power generation efficiency.
[0019]
The present invention has been made based on such circumstances, and in order to reduce the concentration of carbon dioxide gas, air is supplied to the decarbonation device, and water containing more air (oxygen) is used in the water supply system. An object of the present invention is to provide a fuel cell power generator that allows air bubbles to be exhausted to the atmosphere when flowing through a filter, thereby making the flow of water better and allowing the fuel cell body to perform stable operation.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a fuel cell power generation apparatus according to the present invention is a fuel cell power generation in which a fuel cell body, a heat recovery system, and a water supply system are combined with a fuel reforming system as described in claim 1. In the apparatus, the water supply system connected to the heat recovery tank of the heat recovery system is provided with a filter, and the filter is provided on the housing main body containing the filter element, on the top side of the housing main body, and the inlet and outlet are provided. The housing cap portion is provided and a vent pipe provided in the housing cap portion.
[0021]
In order to achieve the above object, a fuel cell power generator according to the present invention is a fuel in which a fuel cell body, a heat recovery system, and a water supply system are combined with a fuel reforming system as described in claim 2. In the battery power generation device, a filter is provided in the water supply system connected to the heat recovery tank of the heat recovery system, and the filter body is provided with a housing body that houses the filter element, and a bottom side of the housing body, an inlet, A housing cap part provided with an outlet and a vent pipe provided on the top side of the housing body.
[0022]
In order to achieve the above object, a fuel cell power generator according to the present invention is a fuel in which a fuel reforming system is combined with a fuel cell body, a heat recovery system, and a water supply system as described in claim 3. In the battery power generator, the water supply system connected to the heat recovery tank of the heat recovery system is provided with a filter, and the filter body is provided with a housing main body, the top of the housing main body is provided with an inlet, A housing cap portion having an outlet and a vent pipe provided in the housing cap portion and connected to the heat recovery tank.
[0023]
In order to achieve the above object, a fuel cell power generator according to the present invention is a fuel in which a fuel reforming system is combined with a fuel cell body, a heat recovery system, and a water supply system as described in claim 4. In the battery power generation apparatus, a filter device that is configured integrally with the heat recovery tank of the heat recovery system is provided, a filter element that is installed in the heat recovery tank, and a bubble tank that collects bubbles by communicating with the filter element And a vent pipe connecting the bubble tank to the heat recovery tank.
[0024]
In order to achieve the above object, the fuel cell power generator according to the present invention is a housing cap provided with an inlet and an outlet, wherein the filter is provided on the top side of the housing body. The position of the section is set at a position lower than the lowest water level of the heat recovery tank.
[0025]
In order to achieve the above-mentioned object, the fuel cell power generator according to the present invention has a filter in which the position of the top side of the housing body is lower than the lowest water level of the heat recovery tank. The position is set.
[0026]
Further, in order to achieve the above object, the fuel cell power generator according to the present invention has a U-shaped portion with an open end as described in claim 7.
[0027]
Further, in order to achieve the above object, the fuel cell power generator according to the present invention has a U-shaped portion provided on the vent pipe, the tip of which is located at the highest water level of the heat recovery tank. It is set at a higher position than that.
[0028]
Further, in order to achieve the above-described object, the fuel cell power generator according to the present invention has a vent pipe at a higher position than the highest water level at a position where the vent pipe is connected to the heat recovery tank. Is set.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a fuel cell power generator according to the present invention will be described with reference to the drawings and reference numerals attached to the drawings.
[0030]
1 and 2 are conceptual diagrams showing a first magazine embodiment of a water supply system applied to a fuel cell power generator according to the present invention.
[0031]
The water supply system 27 according to the present embodiment connects a housing cap portion 30 having an inlet 37 and an outlet 38 to the heat recovery tank 29 of the heat recovery system 28 and filters the housing main body 31 connected to the housing cap portion 30. A filter 33 configured to accommodate the element 32; a vent pipe 35 having a U-shaped portion 34 that extends upward from the housing cap portion 30 and that opens at the tip and prevents entry of dust and the like; a pump 36; Is provided.
[0032]
On the other hand, the heat recovery tank 29 accommodates the decarbonation device 20 and supplies air from the blower 22 to the decarbonation device 20 to reduce the concentration of carbon dioxide contained in the heat-recovered water. The carbon dioxide gas is separated from the water by taking advantage of the power of the bubbles to reduce the carbon dioxide concentration, and the reduced water is supplied to the filter 33.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 2, the filter 33 is connected to the heat recovery tank 29, and the position of the housing cap portion 30 including the inlet 37 and the outlet 38 is lower than the lowest water level LWL of the heat recovery tank 29. The U-shaped portion 34 of the vent pipe 35 provided in the housing cap portion 30 is set to a position higher than the highest water level HWL of the heat recovery tank 29. Then, the air bubbles accumulated on the housing cap portion 30 side are separated from the water and extracted by the vent pipe 35, while the water supplied from the inlet 37 is allowed to flow from the outside of the filter element 32, where impurities contained in the water are removed. After filtration, the fuel is supplied from the outlet 38 to the fuel cell main body through the pump 36.
[0034]
As described above, in the present embodiment, the position of the housing cap portion 30 of the filter 33 connected to the heat recovery tank 29 is set to a position lower than the lowest water level LWL of the heat recovery tank 29, and the housing cap portion 30 of the filter 33 is arranged. The position of the opening end of the U-shaped portion 34 of the provided vent pipe 35 is set to a position higher than the maximum water level HWL of the heat recovery tank 29, and water is generated along with the pressure drop while meandering the filter 33. Since the bubbles are separated from the water and extracted by the vent pipe 35, the flow of water can be made smooth to allow the fuel cell main body to perform a stable operation.
[0035]
3 and 4 are conceptual diagrams showing a second embodiment of a water supply system applied to the fuel cell power generator according to the present invention.
[0036]
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the component shown in FIG. 1 and FIG.
[0037]
As shown in FIG. 3, the water supply system 27 according to the present embodiment is connected to the housing cap part 30 having an inlet 37 and an outlet 38, and a filter 33 to be connected to the heat recovery tank 29, and the housing cap part 30. A housing main body 31 that accommodates a filter element 32 extending upward, and a vent pipe 35 that is connected to the top of the housing main body 31 and that has a U-shaped portion 34 that opens the tip and prevents entry of dust and the like. It is composed of.
[0038]
The position on the top side of the housing body 31 is set to a position lower than the lowest water level LWL of the heat recovery tank 39. Further, the tip position of the U-shaped portion 34 of the vent pipe 35 is set to a position higher than the maximum water level HWL of the heat recovery tank 29.
[0039]
In this embodiment, a filter 33 of a type that is connected to a housing main body 31 that accommodates a filter element 32 extending upward in a housing cap portion 30 having an inlet 37 and an outlet 38 is more convenient due to the installation location. As shown in FIG. 4, the meandering water before the water flowing in from the inlet 37 of the housing cap part 30 flows from the outside to the inside of the filter element 32 to filter impurities. In the middle, when the bubbles generated with the pressure drop gather outside the filter element 32, the vent pipe 35 extracts the bubbles.
[0040]
As described above, in this embodiment, in the case of the filter 33 of the type in which the housing body 31 for accommodating the fill element 32 extending toward the upper side is connected to the housing cap portion 30 having the inlet 37 and the outlet 38, the filter element 32 is used. Since the air bubbles gathering outside are extracted by the vent pipe 35, the flow of water can be made smooth and the fuel cell main body can be operated stably.
[0041]
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a third embodiment of a water supply system applied to the fuel cell power generator according to the present invention.
[0042]
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the component shown in FIG. 1 and FIG.
[0043]
The water supply system 27 according to the present embodiment has a filter in which a housing cap part 30 is connected to a heat recovery tank 29 of a heat recovery system 38 and a filter element 32 is accommodated in a housing body 31 connected to the housing cap part 30. 33 and a vent pipe 35 extending upward from the housing cap portion 30 and connected to a space portion exceeding the highest water level HWL of the heat recovery tank 29, while the position of the housing cap portion 30 is at the lowest position of the heat recovery tank 29. It is set at a position lower than the water level LWL.
[0044]
Thus, in the present embodiment, the position of the housing cap portion 30 is set to a position lower than the lowest water level LWL of the heat recovery tank 29, and the vent pipe 35 provided in the housing cap portion 30 is set to the highest position of the heat recovery tank 29. Since water is circulated by connecting to the space above the water level HWL, even if the water level in the heat recovery tank 29 becomes high for some reason, the water level becomes high through the vent pipe 35. The water can be returned to the tank 29 and circulated, and the fuel cell main body can be operated stably without supplying excessive water to the fuel cell main body.
[0045]
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a fourth embodiment of a water supply system applied to the fuel cell power generator according to the present invention.
[0046]
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the component shown in FIG. 1 and FIG.
[0047]
The water supply system 27 according to the present embodiment is provided with a filter device 40 that is configured integrally with the heat recovery tank 29 of the heat recovery system 28.
[0048]
The filter device 40 includes a filter element 32 installed at the bottom of the heat recovery tank 29, a bubble tank 41 that collects bubbles generated due to a pressure drop while the filter element 32 meanders, and an upper side from the bubble tank 41. And a vent pipe 35 connected to the position of the space portion where the water level of the heat recovery tank 29 exceeds the high water level HWL.
[0049]
As described above, in this embodiment, the filter device 40 that is configured integrally with the heat recovery tank 29 is provided. The filter device 40 includes the filter element 32, the bubble tank 41, and the vent pipe 35, and the water in the heat recovery tank 29 is filtered. Bubbles generated during meandering of the element 32 are collected in the bubble tank 41, and the collected bubbles are extracted by the vent pipe 35, and the water from which the bubbles have been removed is supplied to the fuel cell body, etc. In addition, the fuel cell main body can be stably operated, and the entire apparatus can be made compact, and can be easily installed even when a large space cannot be secured.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, the fuel cell power generation device according to the present invention is provided with a filter in the water supply system connected to the heat recovery tank of the heat recovery system, and bubbles generated when water flows through the filter are extracted by the vent pipe. Since it was comprised, the flow of water can be made smooth and a fuel electric main body can be made to perform stable operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a water supply system applied to a fuel cell power generator according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the filter shown in FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a second embodiment of a water supply system applied to the fuel cell power generator according to the present invention.
4 is an enlarged cross-sectional view of the filter shown in FIG.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a third embodiment of a water supply system applied to the fuel cell power generator according to the present invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a fourth embodiment of a water supply system applied to the fuel cell power generator according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic system diagram showing a conventional fuel cell power generator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel reforming system 2 Fuel cell main body 3 Heat recovery system 4 Water supply system 5 Reformer 5a Burner 5b Reforming catalyst 6 Carbon monoxide remover 7 Steam separator 8 Evaporator 9 Heat exchanger 10 Reformed fuel gas line 11 Fuel exhaust gas line 12 Humidified water supply line 13 Blower 14 Air supply line 15 Air electrode exhaust gas line 16 Humidified water return line 17 Fuel electrode exhaust gas line 18 Heat recovery tank 19 Heat exchanger 20 Decarbonator 21 Hot water tank 22 Blower 23 Filter 24 25 Pump 26 Blow-down line 27 Water supply system 28 Heat recovery system 29 Heat recovery tank 30 Housing cap part 31 Housing body 32 Filter element 33 Filter 34 U-shaped part 35 Vent pipe 36 Pump 37 Inlet 38 Outlet 40 Filter device 41 Bubble tank
