JP2006086080A - 燃料電池発電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水素ガスを燃料として発電する燃料電池本体10と共に、アフターバーナー20を併用する熱電出力比可変型の燃料電池発電システムが開示されている。当該システムは、燃料電池本体10に対する燃料供給の圧力を一定に保持するとともに、アフターバーナー20に導入する排出ガスの流量を調整する流量調整手段12を備えている。
【選択図】 図1
Description
図1は、第1の実施形態に関する燃料電池発電システムの要部を示すブロック図である。
次に、本実施形態のシステムの動作を説明する。
図4は、第2の実施形態に関する燃料電池システムの構成を示す図である。なお、第1の実施形態と同一構成については、図1と同一符号を付して説明を省略する。
図5は、第3の実施形態に関する燃料電池システムの構成を示す図である。なお、第1及び第2の実施形態と同一構成については、図1及び図4と同一符号を付して説明を省略する。
10…燃料電池本体、10A…燃料極、10B…空気極、11…2次圧制御弁、
12…排気流量調整弁、13…空気フィルタ、14…空気ブロア、15…排気用ヒータ、
16…電池冷却水循環系統、17…電池冷却水熱交換器、18…電池冷却水温度センサ、
19…バイパス流量調整弁、20…アフターバーナー、20A…燃焼触媒層、
20B…燃焼触媒温度センサ、21…燃焼ガス熱交換器、22…凝縮器、
23…排熱回収循環系統、30…空気流量調整弁、31…燃料流量調整弁、
32…燃料供給流路、33…空気供給流路、34…高温水取出し熱交換器、
35…高温水流路、36…吸収式冷凍機。
Claims (13)
- 水素を含む燃料を使用して発電する燃料電池本体と、
前記燃料電池本体に含まれる燃料極から排出される可燃成分を含んだ排出ガスを、前記燃料電池本体に含まれる空気極から排出される空気により燃焼させる燃焼器と、
前記燃料電池本体または前記燃焼器から発生する熱を温水として回収する熱交換手段と、
前記燃料極に対する燃料供給の圧力を一定に保持するとともに、前記燃料極から前記燃焼器に導入する前記排出ガスの流量を調整する流量調整手段と
を具備したことを特徴とする燃料電池発電システム。 - 前記流量調整手段は、
前記熱交換手段による温水供給量に従って前記燃焼器に必要となる流量、または前記燃料電池本体の発電出力に従って定められる最低流量のいずれか大きい流量で、前記排出ガス流量を制御するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電システム。 - 前記空気極に空気を供給するときの空気供給量を制御する空気供給制御手段を有し、
前記空気供給制御手段は、
前記燃料電池本体の発電出力と前記排出ガス流量の関数として、前記空気供給量を制御することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の燃料電池発電システム。 - 前記熱交換手段は、
前記燃焼ガス中に含まれる水蒸気の凝縮潜熱を放出するための凝縮熱交換器と、当該凝縮熱交換器により得られる温水を前記燃料電池本体の循環水により加熱した温水を生成する第1の熱交換器と、当該第1の熱交換器により得られる温水を前記燃焼ガスの熱により加熱した温水を生成する第2の熱交換器とを含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の燃料電池発電システム。 - 前記熱交換手段により得られる温水を、貯湯槽に供給するための供給手段を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記熱交換手段は、
前記凝縮熱交換器からの温水を前記第2の熱交換器に供給するためのバイパス手段を有し、
前記バイパス手段は、前記燃料電池本体の循環水の温度を一定に保持するように前記バイパスの流量を制御することを特徴とする請求項4に記載の燃料電池発電システム。 - 前記第2の熱交換器の温水温度を検出するための温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出結果に従って、前記温水の温度を所定の温度に維持するような前記温水の流量制御を実行する流量制御手段と
を有することを特徴とする請求項4に記載の燃料電池発電システム。 - 前記燃焼器は、燃焼触媒と、当該燃焼触媒上流部の温度を検出する触媒温度検出手段とを有することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記空気極から排出される空気を加熱する加熱手段と、当該加熱手段により加熱された空気と前記排出ガスとを混合して前記燃焼器に供給する手段とを有することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記燃料の一部を、前記燃料極をバイパスして前記燃焼器に供給する第1のバイパス手段と、
前記空気の一部を、前記空気極をバイパスして前記燃焼器に供給する第2のバイパス手段と
を有することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の燃料電池発電システム。 - 前記第1のバイパス手段は、前記燃焼器の熱出力に応じてバイパスする前記燃料の流量を制御する手段を含み、
前記第2のバイパス手段は、前記第1のバイパス手段による前記燃料の流量に比例して前記空気の流量を制御する手段を含むことを特徴とする請求項10に記載の燃料電池発電システム。 - 前記燃焼器の出力側に設けられた高温水取出し熱交換器を有することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記第1のバイパス手段は、高温水取出し熱交換器において高温水を取出すのに十分な前記燃焼器の熱出力に応じて前記燃料の流量を制御する手段を含み、
前記第2のバイパス手段は、前記第1のバイパス手段による前記燃料の流量に比例して前記空気の流量を制御する手段を含むことを特徴とする請求項12に記載の燃料電池発電システム。
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