JP2007127301A - Protection method of cogeneration system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a protection method of a cogeneration system capable of increasing energy efficiency without damaging a heat exchanger by abnormal rise of temperature and pressure in the heat exchanger, when the quantity of water supplied to the heat exchanger is reduced or water supply is cut, and not enlarging the system. <P>SOLUTION: This protection method of the cogeneration system wherein electricity and exhaust gas of high temperature are generated by a power generation heat generation unit such as a fuel cell, the electricity is supplied to a load or a power system through an electric circuit, the exhaust gas is supplied to the heat exchanger, and the water is supplied to a water passage of the heat exchanger so that a temperature of the water is changed to supply hot water. When the quantity of water supplied to the heat exchanger is reduced, or the water supply is cut, the air or a nitrogen gas is mixed to the exhaust gas to lower a temperature, thus a temperature or pressure of the heat exchanger is prevented from being abnormally increased. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、コージェネレーションシステムに設けられた熱交換器が異常高温高圧になるのを防止するためのコージェネレーションシステムの保護方法に関するものである。   The present invention relates to a method for protecting a cogeneration system for preventing a heat exchanger provided in the cogeneration system from becoming abnormally high temperature and pressure.

従来、燃料電池、ガスタービン、ガスエンジン等の発電発熱器によって電気を発生し、そのときに生じる排気ガスを給湯に利用することによって、エネルギーを有効利用し、環境への負荷を減少させるコージェネレーションシステムが提案されている。(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)   Conventionally, cogeneration that effectively uses energy and reduces the burden on the environment by generating electricity with a power generator / heater such as a fuel cell, gas turbine, or gas engine, and using the exhaust gas generated at that time for hot water supply A system has been proposed. (For example, see Patent Document 1 and Patent Document 2.)

図6は、従来技術のコージェネレーションシステムの保護方法の構成を示す図であって、発電発熱器として燃料電池を使用している。同図において、燃料供給ユニット1へ、コンプレッサ又はブロアを備えた運転用空気供給源2が運転用空気を昇圧し、コンプレッサ又はブロアを備えたガス供給源3が都市ガスを昇圧し、ポンプを備えた純水供給源4が純水を供給する。   FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional cogeneration system protection method, in which a fuel cell is used as a power generation heat generator. In the figure, an operating air supply source 2 having a compressor or a blower boosts operating air to a fuel supply unit 1, and a gas supply source 3 having a compressor or a blower boosts a city gas and has a pump. The pure water supply source 4 supplies pure water.

燃料供給ユニット1は、供給された運転用空気を、燃料用空気バルブ11を開閉して、燃料用空気流量調整器12にて流量を調整して燃料電池5に供給する。また、燃料電池冷却用空気バルブ13を開閉して、燃料電池冷却用流量調整器14にて流量を調整して燃料電池5に供給して、燃料電池5の内のセルを冷却する。また、供給された都市ガスを、ガスバルブ15を開閉して、ガス流量調整器にて流量を調整して、燃料電池5に供給する。また、供給された純水を、純水バルブ17を開閉して、純水流量計18を通過させて燃料電池5に供給する。   The fuel supply unit 1 supplies the supplied operating air to the fuel cell 5 by opening and closing the fuel air valve 11, adjusting the flow rate with the fuel air flow rate regulator 12. Further, the fuel cell cooling air valve 13 is opened and closed, the flow rate is adjusted by the fuel cell cooling flow rate regulator 14 and supplied to the fuel cell 5 to cool the cells in the fuel cell 5. Further, the supplied city gas is supplied to the fuel cell 5 by opening and closing the gas valve 15 and adjusting the flow rate with a gas flow rate regulator. Further, the supplied pure water is supplied to the fuel cell 5 through the pure water flow meter 18 by opening and closing the pure water valve 17.

燃料電池5は、固体電解質形燃料電池、リン酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池等の高温型燃料電池であって、供給された都市ガスと純水とから水素を生成し、この水素と燃料用空気の酸素とを化学反応させて、電気と高温の排気ガスとを発生させる。   The fuel cell 5 is a high-temperature fuel cell such as a solid electrolyte fuel cell, a phosphoric acid fuel cell, or a molten carbonate fuel cell, and generates hydrogen from supplied city gas and pure water. And oxygen in the fuel air are chemically reacted to generate electricity and hot exhaust gas.

燃料電池5から供給された排気ガスは、排気配管6によって熱交換器7へ供給される。この排気配管6には、排気ガス切換えバルブ8が設けられている。排気ガス切換えバルブ8は、通常、燃料電池5が供給する排気ガスを熱交換器7へ供給する流路につながれている。そして、後述する断水検出センサ9からの断水検出信号S1を入力したとき、燃料電池5が供給する排気ガスを外部へ排気するために、バイパス配管10へ流路を切換える。排気配管6、排気ガス切換えバルブ8及びバイパス配管10には、空気への放熱を減少させるために、断熱材が巻かれている。   The exhaust gas supplied from the fuel cell 5 is supplied to the heat exchanger 7 through the exhaust pipe 6. This exhaust pipe 6 is provided with an exhaust gas switching valve 8. The exhaust gas switching valve 8 is normally connected to a flow path for supplying exhaust gas supplied from the fuel cell 5 to the heat exchanger 7. And when the water stop detection signal S1 from the water stop detection sensor 9 mentioned later is input, in order to exhaust the exhaust gas which the fuel cell 5 supplies outside, a flow path is switched to the bypass piping 10. FIG. A heat insulating material is wound around the exhaust pipe 6, the exhaust gas switching valve 8 and the bypass pipe 10 in order to reduce heat radiation to the air.

冷水供給源20は冷水を熱交換器7に供給する。断水検出センサ9は、冷水供給源20が供給する冷水の給水量が低下又は断水したことを検出して、排気ガス切換えバルブ8へ断水検出信号S1を出力する。熱交換器7は、供給された冷水を、燃料電池5が供給する排気ガスによって温水に変換して、貯湯槽21へ供給し、排気ガスを外部へ噴出する。貯湯槽21へ供給された温水は、給湯等に利用される。   The cold water supply source 20 supplies cold water to the heat exchanger 7. The water failure detection sensor 9 detects that the amount of cold water supplied by the cold water supply source 20 has been reduced or has stopped, and outputs a water failure detection signal S1 to the exhaust gas switching valve 8. The heat exchanger 7 converts the supplied cold water into hot water by the exhaust gas supplied from the fuel cell 5, supplies the hot water to the hot water tank 21, and ejects the exhaust gas to the outside. The hot water supplied to the hot water storage tank 21 is used for hot water supply or the like.

以下、動作を説明する。
図6において、運転用空気供給源2、ガス供給源3及び純水供給源4から供給された空気、都市ガス及び純水は、燃料供給ユニット1で流量が調整されて、燃料電池5へ供給される。燃料電池5は、供給された都市ガスと純水とから水素を生成し、この水素と燃料用空気の酸素とを化学反応させて、電気と高温の排気ガスとを発生させる。燃料電池冷却用空気は、燃料電池5内のセルを冷却する。燃料電池5が発生する電気は、図示を省略した負荷又は電力系統に供給する。
The operation will be described below.
In FIG. 6, the flow of air, city gas, and pure water supplied from the operating air supply source 2, gas supply source 3, and pure water supply source 4 is adjusted by the fuel supply unit 1 and supplied to the fuel cell 5. Is done. The fuel cell 5 generates hydrogen from the supplied city gas and pure water, and chemically reacts the hydrogen with oxygen in the fuel air to generate electricity and high-temperature exhaust gas. The fuel cell cooling air cools the cells in the fuel cell 5. The electricity generated by the fuel cell 5 is supplied to a load or power system (not shown).

燃料電池5は、排気ガスを排気ガス切換えバルブ8を通過して熱交換器7へ供給する。熱交換器7は、冷水供給源20が供給する冷水を燃料電池5が供給する排気ガスで、例えば、90度程度の温水に変換し、貯湯槽21へ供給する。貯湯槽21へ供給された温水は、給湯等に利用される。また、熱交換器7は、冷水を温水に変換することによって温度が低下した排気ガスを外部へ噴出する。   The fuel cell 5 supplies the exhaust gas to the heat exchanger 7 through the exhaust gas switching valve 8. The heat exchanger 7 converts the cold water supplied from the cold water supply source 20 into exhaust water supplied by the fuel cell 5, for example, converts it into hot water of about 90 degrees and supplies the hot water to the hot water tank 21. The hot water supplied to the hot water storage tank 21 is used for hot water supply or the like. Moreover, the heat exchanger 7 injects the exhaust gas which temperature fell by converting cold water into warm water to the exterior.

上述したように、冷水供給源20が熱交換器7へ冷水を供給しているが、この給水量が、低下又は断水する場合がある。それは、例えば、冷水供給源20に入水する冷水が断水する場合や、冷水供給源20が故障したり、冷水供給源20のメンテナンスのために、冷水が低下又は停止する場合、又は、温水を長期間使用しないときに、冷水の供給を停止したりする場合である。これらの場合には、熱交換器7の水路に水が滞留し、この滞留した水が燃料電池5から供給される排気ガスで加熱されて水蒸気となって膨張する。そして、熱交換器7内の配管内の圧力が、異常に上昇して熱交換器7を損傷することがある。また、熱交換器7に供給される排気ガスは、その温度を冷水から温水に変換させることによって低下させて、排気している。しかし、冷水が熱交換器に供給されないために、温度を低下させることができないので、熱交換器7を損傷することがある。   As described above, the cold water supply source 20 supplies cold water to the heat exchanger 7, but this water supply amount may be reduced or shut off. For example, when the cold water entering the cold water supply source 20 is cut off, when the cold water supply source 20 breaks down, or when the cold water is lowered or stopped due to maintenance of the cold water supply source 20, or the hot water is prolonged. This is a case where the supply of cold water is stopped when not in use for a period. In these cases, water stays in the water channel of the heat exchanger 7, and the staying water is heated by the exhaust gas supplied from the fuel cell 5 and expands into water vapor. And the pressure in piping in the heat exchanger 7 may rise abnormally, and the heat exchanger 7 may be damaged. Moreover, the exhaust gas supplied to the heat exchanger 7 is exhausted by reducing its temperature by converting the temperature from cold water to hot water. However, since the temperature cannot be lowered because cold water is not supplied to the heat exchanger, the heat exchanger 7 may be damaged.

この場合、燃料電池5を停止させて熱交換器7への排気ガスを停止して、熱交換器7の温度を低下させても良い。しかし、高温型燃料電池は、起動するために長時間掛かる。そのために、燃料電池5を動作させた状態で、周辺機器の修理やメンテナンスを行うことが要求されている。そこで、従来、冷水供給源20が熱交換器7へ供給する給水量が低下又は断水したときは、断水検出センサ9が断水検出信号S1を排気ガス切換えバルブ8へ出力して、排気ガス切換えバルブ8が排気ガスの流路を熱交換器7への流路からバイパス配管10への流路に切換えて、排気ガスを外部へ噴出させている。この結果、熱交換器7の温度が異常に上昇して損傷することを防止することができる。しかし、後述する課題を有する。
特開平5−93593号公報 特開2002−295867号公報
In this case, the temperature of the heat exchanger 7 may be lowered by stopping the fuel cell 5 and stopping the exhaust gas to the heat exchanger 7. However, the high temperature fuel cell takes a long time to start. Therefore, it is required to repair and maintain peripheral devices while the fuel cell 5 is in operation. Therefore, conventionally, when the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or shut down, the water stop detection sensor 9 outputs a water stop detection signal S1 to the exhaust gas switching valve 8, and the exhaust gas switching valve. 8 switches the flow path of the exhaust gas from the flow path to the heat exchanger 7 to the flow path to the bypass pipe 10 to eject the exhaust gas to the outside. As a result, it is possible to prevent the temperature of the heat exchanger 7 from rising abnormally and being damaged. However, it has the problems described later.
JP-A-5-93593 JP 2002-295867 A

上述したように、燃料電池5からの排気配管6には、排気ガス切換えバルブ8が設けられている。この排気ガス切換えバルブ8は、燃料電池5から多量の排気ガスが熱交換器7へ供給されるので、大型のバルブが使用されている。また、この排気ガス切換えバルブ8には、空気への放熱を減少させるために、断熱材が巻かれている。しかし、完全に熱を遮断することができないために、燃料電池5の通常運転時に、排気ガスの熱が排気ガス切換えバルブ8やバイパス配管10から逃げることになる。そのために、熱交換器7に十分な熱が供給されず、エネルギー効率を低下させていた。また、排気ガス切換えバルブ8は大型であり、さらに断熱材を巻くために、システムが大型化する問題があった。   As described above, the exhaust pipe 6 from the fuel cell 5 is provided with the exhaust gas switching valve 8. The exhaust gas switching valve 8 is a large valve because a large amount of exhaust gas is supplied from the fuel cell 5 to the heat exchanger 7. In addition, a heat insulating material is wound around the exhaust gas switching valve 8 in order to reduce heat radiation to the air. However, since the heat cannot be completely cut off, the heat of the exhaust gas escapes from the exhaust gas switching valve 8 and the bypass pipe 10 during the normal operation of the fuel cell 5. For this reason, sufficient heat is not supplied to the heat exchanger 7 and energy efficiency is reduced. Further, the exhaust gas switching valve 8 is large, and there is a problem that the system becomes large because a heat insulating material is wound.

本発明は、熱交換器へ供給される給水量が低下又は断水したとき、熱交換器の温度及び圧力が異常に上昇して損傷することが無く、エネルギー効率を高めることができ、システムが大型化することが無いコージェネレーションシステムの保護方法を提供することを目的としている。   In the present invention, when the amount of water supplied to the heat exchanger is reduced or water is cut off, the temperature and pressure of the heat exchanger will not be abnormally increased and damaged, and the energy efficiency can be increased, and the system is large. It aims at providing the protection method of the cogeneration system which does not become.

上記目的を達成するために、第1の発明は、図1に示すコージェネレーションシステムの保護方法であって、燃料電池、ガスタービン、ガスエンジン等の発電発熱器によって電気及び高温の排気ガスを発生し、前記電気は電気回路を介して負荷又は電力系統に供給し、前記排気ガスは熱交換器に供給しこの熱交換器の水路に給水して温水に変化させて給湯するコージェネレーションシステムの保護方法において、
前記熱交換器への給水量が低下又は断水したときは前記排気ガスに空気または窒素ガスを混入して温度を低下させることによって前記熱交換器が異常高温高圧になるのを防止する、ことを特徴とするコージェネレーションシステムの保護方法である。
In order to achieve the above object, the first invention is a method for protecting the cogeneration system shown in FIG. 1, wherein electric and high-temperature exhaust gas is generated by a power generation heat generator such as a fuel cell, a gas turbine, or a gas engine. The electricity is supplied to a load or an electric power system through an electric circuit, and the exhaust gas is supplied to a heat exchanger and supplied to a water channel of the heat exchanger to be changed into warm water to supply hot water. In the method
Preventing the heat exchanger from becoming abnormally high temperature and pressure by reducing the temperature by mixing air or nitrogen gas into the exhaust gas when the amount of water supplied to the heat exchanger decreases or shuts down. This is a characteristic cogeneration system protection method.

第2の発明は、図3に示すコージェネレーションシステムの保護方法であって、燃料電池、ガスタービン、ガスエンジン等の発電発熱器によって電気及び高温の排気ガスを発生し、前記電気は電気回路を介して負荷又は電力系統に供給し、前記排気ガスは熱交換器に供給しこの熱交換器の水路に給水して温水に変化させて給湯するコージェネレーションシステムの保護方法において、
前記熱交換器への給水量が低下又は断水したときは前記熱交換器の水路から水を排水すると共に、前記熱交換器の水路に空気または窒素ガスを噴入して前記熱交換器の温度を低下させることによって前記熱交換器が異常高温高圧になるのを防止する、ことを特徴とするコージェネレーションシステムの保護方法である。
The second invention is a method for protecting the cogeneration system shown in FIG. 3, wherein electricity and high-temperature exhaust gas are generated by a power generation heat generator such as a fuel cell, a gas turbine, or a gas engine, and the electricity is an electric circuit. In the cogeneration system protection method of supplying hot water via a load or power system, supplying the exhaust gas to a heat exchanger, supplying water to the water channel of the heat exchanger, and changing to hot water,
When the amount of water supplied to the heat exchanger is reduced or water is cut off, water is drained from the water channel of the heat exchanger, and air or nitrogen gas is injected into the water channel of the heat exchanger so that the temperature of the heat exchanger The cogeneration system protection method is characterized in that the heat exchanger is prevented from becoming abnormally high temperature and pressure by lowering the temperature.

第3の発明は、図4に示すコージェネレーションシステムの保護方法であって、前記熱交換器への給水量が低下又は断水したときは前記熱交換器の水路から水を排水する、ことを特徴とする第1の発明に記載のコージェネレーションシステムの保護方法である。   3rd invention is a protection method of the cogeneration system shown in FIG. 4, Comprising: When the amount of water supply to the said heat exchanger falls or water-stops, it drains water from the water channel of the said heat exchanger. The cogeneration system protection method according to the first aspect of the present invention.

第4の発明は、図5に示すコージェネレーションシステムの保護方法であって、前記熱交換器への給水量が低下又は断水したときは前記熱交換器の水路から水を排水すると共に、前記熱交換器の水路に空気または窒素ガスを噴入して前記熱交換器の温度を低下させる、ことを特徴とする第1の発明に記載のコージェネレーションシステムの保護方法である。   4th invention is the protection method of the cogeneration system shown in FIG. 5, Comprising: When the amount of water supply to the said heat exchanger falls or it stops water, while draining water from the water channel of the said heat exchanger, the said heat The cogeneration system protection method according to the first aspect of the present invention, wherein air or nitrogen gas is injected into a water channel of the exchanger to lower the temperature of the heat exchanger.

第1の発明のコージェネレーションシステムの保護方法は、燃料電池等の発電発熱器によって電気及び高温の排気ガスを発生し、電気は電気回路を介して負荷又は電力系統に供給し、排気ガスは熱交換器に供給しこの熱交換器の水路に給水して温水に変化させて給湯するコージェネレーションシステムの保護方法において、熱交換器への給水量が低下又は断水したときは排気ガスに空気または窒素ガスを混入して温度を低下させることによって熱交換器が異常高温高圧になるのを防止している。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a cogeneration system protection method in which electricity and high-temperature exhaust gas are generated by a power generator / heater such as a fuel cell, and electricity is supplied to a load or an electric power system through an electric circuit. In the protection method of a cogeneration system that supplies water to the heat exchanger and supplies it to the water channel of the heat exchanger and changes it into hot water to supply hot water, when the amount of water supplied to the heat exchanger decreases or shuts down, air or nitrogen is added to the exhaust gas. The heat exchanger is prevented from becoming abnormally high temperature and pressure by mixing gas and lowering the temperature.

この結果、冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が、低下又は断水したとき、冷却用空気によって熱交換器7へ供給される排気ガスの温度を低下させることができるので、熱交換器7は温度が異常に上昇して損傷することが無い。また、従来技術のような排気ガス切換えバルブ8やバイパス配管10を設けていないので、正常時に排気ガスの熱がこれらの機器に逃げることが無く、熱交換器7に十分な熱が供給され、エネルギー効率を高めることができる。また、従来技術のような大型の排気ガス切換えバルブ8を設ける必要が無いので、システムが大型化することが無い。   As a result, when the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or shut down, the temperature of the exhaust gas supplied to the heat exchanger 7 by the cooling air can be lowered. The heat exchanger 7 is not damaged due to an abnormal rise in temperature. Further, since the exhaust gas switching valve 8 and the bypass pipe 10 as in the prior art are not provided, the heat of the exhaust gas does not escape to these devices during normal operation, and sufficient heat is supplied to the heat exchanger 7. Energy efficiency can be increased. Further, since there is no need to provide a large exhaust gas switching valve 8 as in the prior art, the system does not increase in size.

第2の発明のコージェネレーションシステムの保護方法は、燃料電池等の発電発熱器によって電気及び高温の排気ガスを発生し、電気は電気回路を介して負荷又は電力系統に供給し、排気ガスは熱交換器に供給し、この熱交換器の水路に給水して温水に変化させて給湯するコージェネレーションシステムの保護方法において、熱交換器への給水量が低下又は断水したときは熱交換器の水路から水を排水すると共に、熱交換器の水路に空気または窒素ガスを噴入して熱交換器の温度を低下させることによって熱交換器が異常高温高圧になるのを防止している。   The cogeneration system protection method according to the second aspect of the invention generates electricity and high-temperature exhaust gas by a power generator / heater such as a fuel cell, supplies electricity to a load or an electric power system via an electric circuit, and the exhaust gas is heat. In the protection method of a cogeneration system that supplies water to the heat exchanger and supplies water to the heat exchanger water and changes it to hot water to supply hot water, when the amount of water supplied to the heat exchanger decreases or shuts down, the heat exchanger water channel In addition to draining water from the water, air or nitrogen gas is injected into the water channel of the heat exchanger to lower the temperature of the heat exchanger, thereby preventing the heat exchanger from becoming abnormally high temperature and pressure.

この結果、冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が低下又は断水したとき、排水切替えバルブ29から温水を排水するために、熱交換器7の水路28に温水が滞留して、排気ガスで加熱されて水蒸気となり、膨張して圧力が上昇することによる熱交換器の破損のおそれが無い。さらに、冷却用空気供給源22から噴出される空気又は窒素ガスが、吸気切替えバルブ27から熱交換器7の水路28へ噴入されて、この水路28を冷却するので、熱交換器7の温度が上昇することを防止し、熱交換器7の損傷を防止することができる。   As a result, when the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or water is cut off, the hot water is retained in the water channel 28 of the heat exchanger 7 in order to drain the warm water from the drain switching valve 29. There is no risk of damage to the heat exchanger caused by heating with exhaust gas to form water vapor and expanding to increase pressure. Further, air or nitrogen gas ejected from the cooling air supply source 22 is injected from the intake air switching valve 27 into the water passage 28 of the heat exchanger 7 to cool the water passage 28, so that the temperature of the heat exchanger 7 is increased. Can be prevented, and damage to the heat exchanger 7 can be prevented.

第3の発明のコージェネレーションシステムの保護方法は、第1の発明に加えて、熱交換器への給水量が低下又は断水したときは、熱交換器の水路から水を排水している。   In addition to the first invention, the protection method for the cogeneration system of the third invention drains water from the water channel of the heat exchanger when the amount of water supplied to the heat exchanger is reduced or stopped.

この結果、実施の形態1のコージェネレーションシステムの保護方法が奏する効果に加えて、冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が低下又は断水したとき、熱交換器の水路の水を排水切替えバルブ29から排水するために、熱交換器7の水路28に温水が滞留して、排気ガスで加熱されて水蒸気となり、膨張して圧力が上昇することによる熱交換器の破損のおそれが無い。従って、熱交換器7の損傷を防止することができる。   As a result, in addition to the effect of the protection method of the cogeneration system of the first embodiment, when the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or shut down, the water in the water channel of the heat exchanger In order to drain the water from the drainage switching valve 29, hot water stays in the water passage 28 of the heat exchanger 7 and is heated by the exhaust gas to become water vapor, which may expand and increase the pressure, possibly causing damage to the heat exchanger. There is no. Therefore, damage to the heat exchanger 7 can be prevented.

第4の発明のコージェネレーションシステムの保護方法は、第1の発明に加えて、熱交換器への給水量が低下又は断水したときは、熱交換器の水路から水を排水すると共に、熱交換器の水路に空気または窒素ガスを噴入して熱交換器の温度を低下させている。   In addition to the first invention, the cogeneration system protection method of the fourth invention drains water from the water channel of the heat exchanger and heat exchange when the amount of water supplied to the heat exchanger decreases or water is shut off. The temperature of the heat exchanger is lowered by injecting air or nitrogen gas into the water channel of the vessel.

この結果、実施の形態1のコージェネレーションシステムの保護方法が奏する効果に加えて、冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が低下又は断水したとき、熱交換器の水路の水を排水切替えバルブ29から排水するために、熱交換器7の水路28内に温水が滞留して、排気ガスで加熱されて水蒸気となり、膨張して圧力が上昇することによる熱交換器の破損のおそれが無い。さらに、冷却用空気供給源22から噴出される空気又は窒素ガスが、吸気切替えバルブ27から熱交換器7の水路28へ噴入されて、この水路28を冷却するので、熱交換器7の温度が上昇することを防止し、熱交換器7の損傷を防止することができる。   As a result, in addition to the effect of the protection method of the cogeneration system of the first embodiment, when the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or shut down, the water in the water channel of the heat exchanger In order to drain the water from the drainage switching valve 29, the hot water stays in the water passage 28 of the heat exchanger 7, is heated by the exhaust gas to become water vapor, expands, and the pressure rises. There is no fear. Further, air or nitrogen gas ejected from the cooling air supply source 22 is injected from the intake air switching valve 27 into the water passage 28 of the heat exchanger 7 to cool the water passage 28, so that the temperature of the heat exchanger 7 is increased. Can be prevented, and damage to the heat exchanger 7 can be prevented.

[実施の形態1]
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態1のコージェネレーションシステムの保護方法の構成を示す図である。同図において、コンプレッサ又はブロアを備えた冷却用空気供給源22は、冷却用空気を噴出する。この冷却用空気供給源22から排気配管6まで細管23で連結し、この細管23の排気配管6から離れた位置に、冷却用空気バルブ24と必要に応じて冷却用空気流量調整器26を設けている。また、排気配管6の放熱を減少させるために、燃料電池5と熱交換器7とを近づけて設けて、排気配管6及び細管23には、断熱材が巻かれている。
[Embodiment 1]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the invention will be described based on examples with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a protection method for a cogeneration system according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, a cooling air supply source 22 provided with a compressor or a blower ejects cooling air. The cooling air supply source 22 is connected to the exhaust pipe 6 by a thin tube 23, and a cooling air valve 24 and a cooling air flow rate regulator 26 are provided at a position away from the exhaust pipe 6 of the thin tube 23 if necessary. ing. Further, in order to reduce the heat radiation of the exhaust pipe 6, the fuel cell 5 and the heat exchanger 7 are provided close to each other, and a heat insulating material is wound around the exhaust pipe 6 and the thin tube 23.

断水検出センサ9は、冷水供給源20が供給する給水量が低下又は断水したことを検出して、冷却用空気供給源22及び冷却用空気バルブ24へ断水検出信号S1を出力する。冷却用空気バルブ24は、断水検出信号S1を入力して、バルブを開にする。冷却用空気供給源22は、この断水検出信号S1を入力して、空気を細管23に噴出する。その他の機能は、図6に示した従来技術の同機能に同符号を付して、説明を省略する。   The water cutoff detection sensor 9 detects that the amount of water supplied by the cold water supply source 20 has dropped or has been cut off, and outputs a water cutoff detection signal S1 to the cooling air supply source 22 and the cooling air valve 24. The cooling air valve 24 receives the water cutoff detection signal S1 and opens the valve. The cooling air supply source 22 inputs the water break detection signal S1 and jets air to the narrow tube 23. For the other functions, the same functions as those of the prior art shown in FIG.

以下、動作を説明する。冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が、低下又は断水したとき、断水検出センサ9がこれを検出して、冷却用空気供給源22及び冷却用空気バルブ24へ断水検出信号S1を出力する。冷却用空気バルブ24は、断水検出信号S1を入力して、バルブを開にする。冷却用空気供給源22はこの断水検出信号S1を入力して、空気を噴出する。その結果、冷却用空気供給源22から噴出される空気が、細管23を通じて排気配管6へ混入される。その他の機能の動作は、図6に示した従来技術の同符号を付した機能の動作と同じであるので説明を省略する。   The operation will be described below. When the amount of water supplied from the chilled water supply source 20 to the heat exchanger 7 decreases or water is cut off, the water cut detection sensor 9 detects this and a water cut detection signal is sent to the cooling air supply source 22 and the cooling air valve 24. S1 is output. The cooling air valve 24 receives the water cutoff detection signal S1 and opens the valve. The cooling air supply source 22 receives the water cutoff detection signal S1 and ejects air. As a result, the air ejected from the cooling air supply source 22 is mixed into the exhaust pipe 6 through the narrow tube 23. The operation of other functions is the same as the operation of the functions denoted by the same reference numerals in the prior art shown in FIG.

この結果、冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が、低下又は断水したとき、冷却用空気によって熱交換器7へ供給される排気ガスの温度を低下させることができるので、熱交換器7は温度が異常に上昇して損傷したり、内部の水が蒸気化することにより圧力が異常に上昇して損傷することが無い。また、従来技術のような排気ガス切換えバルブ8やバイパス配管10を設けていないので、排気ガスの熱がこれらの機器に逃げることが無く、熱交換器7に十分な熱が供給され、エネルギー効率を高めることができる。また、従来技術のような大型の排気ガス切換えバルブ8を設ける必要が無いので、システムが大型化することが無い。   As a result, when the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or shut down, the temperature of the exhaust gas supplied to the heat exchanger 7 by the cooling air can be lowered. The heat exchanger 7 is not damaged due to an abnormal rise in temperature or an abnormal rise in pressure due to vaporization of the internal water. Further, since the exhaust gas switching valve 8 and the bypass pipe 10 as in the prior art are not provided, the heat of the exhaust gas does not escape to these devices, and sufficient heat is supplied to the heat exchanger 7, so that energy efficiency is improved. Can be increased. Further, since there is no need to provide a large exhaust gas switching valve 8 as in the prior art, the system does not increase in size.

なお、冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が、低下又は断水したときから、冷却用空気供給源22が供給する冷却用空気の流量を、冷却用空気流量調整器26を用いて漸次増加させるように制御しても良い。この場合、熱交換器7の急冷を避けることができ、より確実に熱交換器7を保護することができる。   When the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or shut down, the flow rate of the cooling air supplied from the cooling air supply source 22 is changed to the cooling air flow rate regulator 26. It may be controlled so as to increase gradually. In this case, rapid cooling of the heat exchanger 7 can be avoided, and the heat exchanger 7 can be more reliably protected.

[実施の形態1の変形例]
図2は、本発明の実施の形態1のコージェネレーションシステムの保護方法の変形例の構成を示す図である。冷却用空気を運転用空気供給源2から供給する場合を示す。同図において、図1に示した冷却用空気バルブ24と冷却用空気流量調整器26を、燃料供給ユニット25内に設けている。冷却用空気バルブ24は、断水検出センサ9からの断水検出信号S1を入力して、バルブを開にする。その他の機能は、図1に示した実施の形態1の同機能に同符号を付して、説明を省略する。
[Modification of Embodiment 1]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a modified example of the cogeneration system protection method according to the first embodiment of the present invention. The case where the cooling air is supplied from the operating air supply source 2 is shown. In the figure, the cooling air valve 24 and the cooling air flow rate regulator 26 shown in FIG. 1 are provided in a fuel supply unit 25. The cooling air valve 24 receives the water cutoff detection signal S1 from the water cutoff detection sensor 9 and opens the valve. For the other functions, the same functions as those of the first embodiment shown in FIG.

以下、動作を説明する。通常運転時に冷却用空気バルブ24を閉とした状態で、運転用空気供給源2から燃料用空気と燃料電池冷却用空気を供給する。そして、冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が低下又は断水したとき、断水検出センサ9からの断水検出信号S1を冷却用空気バルブ24が入力して、このバルブが開となる。その結果、運転用空気供給源2から冷却用空気バルブ24を通過して細管23を通じて排気配管6へ混入する。従って、1台の大容量の運転用空気供給源2によって、冷却用空気を排気配管6へ混入することができるので、コンパクトな構成で熱交換器7へ供給し、排気ガスの温度を低下させることができ、熱交換器7の温度が異常に上昇して損傷することが無い。   The operation will be described below. Fuel air and fuel cell cooling air are supplied from the operating air supply source 2 with the cooling air valve 24 closed during normal operation. When the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or water is cut off, the cooling air valve 24 inputs the water cut detection signal S1 from the water cut detection sensor 9, and the valve is opened. Become. As a result, the air is supplied from the operating air supply source 2 through the cooling air valve 24 and enters the exhaust pipe 6 through the narrow tube 23. Therefore, since the cooling air can be mixed into the exhaust pipe 6 by one large-capacity operating air supply source 2, it is supplied to the heat exchanger 7 with a compact configuration and the temperature of the exhaust gas is lowered. The temperature of the heat exchanger 7 does not rise abnormally and is not damaged.

[実施の形態2]
図3は、本発明の実施の形態2のコージェネレーションシステムの保護方法の構成を示す図である。同図において、排水切換えバルブ29は、断水検出センサ9と熱交換器7との間の配管に設けられており、通常、冷水供給源20から熱交換器7へ冷水を供給する流路に連結されている。そして、断水検出センサ9からの断水検出信号S1を入力したとき、熱交換器7の水路28と排水側を連結するように排水切換えバルブ29を切換える。吸気切換えバルブ27は、熱交換器7と貯湯槽21との間の配管に設けられ、冷却用空気供給源22と接続されており、通常、熱交換器7から貯湯槽21へ温水を供給する流路に連結されている。そして、断水検出センサ9からの断水検出信号S1を入力したとき、熱交換器7の水路28と冷却用空気供給源22を連結するように吸気切換えバルブ27を切換える。また、断水検出センサ9は、冷水供給源20から供給される給水量が低下又は断水したことを検出して、冷却用空気供給源22、吸気切換えバルブ27及び排水切換えバルブ29へ断水検出信号S1を出力する。その他の機能は、図1に示した実施の形態1の同機能に同符号を付して、説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the cogeneration system protection method according to the second embodiment of the present invention. In the figure, a drainage switching valve 29 is provided in a pipe between the water break detection sensor 9 and the heat exchanger 7 and is usually connected to a flow path for supplying cold water from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7. Has been. And when the water stop detection signal S1 from the water stop detection sensor 9 is inputted, the drainage switching valve 29 is switched so as to connect the water passage 28 and the drainage side of the heat exchanger 7. The intake air switching valve 27 is provided in a pipe between the heat exchanger 7 and the hot water storage tank 21 and is connected to the cooling air supply source 22 and normally supplies hot water from the heat exchanger 7 to the hot water storage tank 21. It is connected to the flow path. When the water break detection signal S1 from the water break detection sensor 9 is input, the intake air switching valve 27 is switched so as to connect the water passage 28 of the heat exchanger 7 and the cooling air supply source 22. Further, the water cutoff detection sensor 9 detects that the amount of water supplied from the cold water supply source 20 has dropped or has been cut off, and sends a water cutoff detection signal S1 to the cooling air supply source 22, the intake air switching valve 27 and the drainage switching valve 29. Is output. For the other functions, the same functions as those of the first embodiment shown in FIG.

以下、動作を説明する。冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が低下又は断水したとき、断水検出センサ9が、これを検出して、冷却用空気供給源22、吸気切換えバルブ27及び排水切換えバルブ29へ断水検出信号S1を出力する。排水切換えバルブ29は断水検出信号S1を入力して、熱交換器7の水路28と排水側を連結するように切換える。吸気切換えバルブ27も、断水検出信号S1を入力して、熱交換器7の水路28と冷却用空気供給源22を連結するように切換える。また、冷却用空気供給源22は、この断水検出信号S1を入力して、空気を噴出する。この結果、熱交換器7の水路28の温水が排水切換えバルブ29から排水され、冷却用空気供給源22から噴出される空気が、吸気切換えバルブ27から熱交換器7の水路28へ噴入される。その他の動作は、図1に示した実施の形態1の動作と同じであるので説明を省略する。   The operation will be described below. When the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or water is cut off, the water cut detection sensor 9 detects this and detects the cooling air supply source 22, the intake air switching valve 27, and the drainage switching valve 29. A water cutoff detection signal S1 is output. The drainage switching valve 29 receives the water cutoff detection signal S1 and switches so that the water passage 28 and the drainage side of the heat exchanger 7 are connected. The intake air switching valve 27 also receives the water cutoff detection signal S1 and switches the water path 28 of the heat exchanger 7 and the cooling air supply source 22 to be connected. In addition, the cooling air supply source 22 receives the water cutoff detection signal S1 and ejects air. As a result, the hot water in the water channel 28 of the heat exchanger 7 is drained from the drain switching valve 29, and the air ejected from the cooling air supply source 22 is jetted from the intake switching valve 27 into the water channel 28 of the heat exchanger 7. The The other operations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.

この結果、冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が低下又は断水したとき、排水切換えバルブ29から水を排水するために、熱交換器7の水路28に温水が滞留して、排気ガスで加熱されて水蒸気となり、膨張して圧力が上昇することが無い。さらに、冷却用空気供給源22から噴出される空気が、吸気切換えバルブ27から熱交換器7の水路28へ噴入されて、この水路28を冷却するので、熱交換器7の温度が上昇したり、内部の水が蒸気化することにより圧力が異常に上昇して熱交換器7が損傷するのを防止することができる。   As a result, when the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 decreases or water is cut off, hot water is accumulated in the water passage 28 of the heat exchanger 7 in order to drain water from the drainage switching valve 29. It is heated with exhaust gas to become water vapor, and it does not expand to increase the pressure. Further, the air ejected from the cooling air supply source 22 is injected from the intake air switching valve 27 into the water passage 28 of the heat exchanger 7 to cool the water passage 28, so that the temperature of the heat exchanger 7 rises. In addition, it is possible to prevent the heat exchanger 7 from being damaged due to an abnormal increase in pressure due to vaporization of the internal water.

[実施の形態3]
図4は、本発明の実施の形態3のコージェネレーションシステムの保護方法の構成を示す図である。同図において、図1に示した実施の形態1の機能に加えて、排水切換えバルブ29が、熱交換器7と断水検出センサ9との間の配管に設けられていて、断水検出センサ9が出力する断水検出信号S1を入力して、排水切換えバルブ29が熱交換器7の水路28と排水側を連結するように切換わり、熱交換器7の水路28の温水を排水する。また、断水検出センサ9は、冷水供給源20から供給される給水量が低下又は断水したことを検出して、冷却用空気供給源22、冷却用空気バルブ24及び排水切換えバルブ29へ断水検出信号S1を出力する。その他の機能は、図1に示した実施の形態1の同機能に同符号を付して、説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the cogeneration system protection method according to the third embodiment of the present invention. In the figure, in addition to the function of the first embodiment shown in FIG. 1, a drainage switching valve 29 is provided in a pipe between the heat exchanger 7 and the water breakage detection sensor 9, and the water breakage detection sensor 9 is The water cutoff detection signal S1 to be output is input, the drainage switching valve 29 is switched so as to connect the water passage 28 and the drainage side of the heat exchanger 7, and the hot water in the water passage 28 of the heat exchanger 7 is drained. Further, the water cutoff detection sensor 9 detects that the amount of water supplied from the cold water supply source 20 has dropped or has been cut off, and sends a water cutoff detection signal to the cooling air supply source 22, the cooling air valve 24 and the drainage switching valve 29. S1 is output. For the other functions, the same functions as those of the first embodiment shown in FIG.

以下、動作を説明する。冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が低下又は断水したとき、断水検出センサ9が、これを検出して、冷却用空気供給源22、冷却用空気バルブ24及び排水切換えバルブ29へ断水検出信号S1を出力する。冷却用空気バルブ24は、断水検出信号S1を入力して、バルブを開にする。冷却用空気供給源22は、断水検出信号S1を入力して、空気を噴出する。その結果、冷却用空気供給源22から噴出される空気が、細管23を通じて排気配管6へ混入される。また、排水切換えバルブ29は、断水検出信号S1を入力して、熱交換器7の水路28と排水側を連結するように切換わり、熱交換器7の水路28の温水を排水する。その他の動作は、図1に示した実施の形態1の動作と同じであるので説明を省略する。   The operation will be described below. When the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or water is cut off, the water cut detection sensor 9 detects this and detects the cooling air supply source 22, the cooling air valve 24, and the drainage switching valve. 29 outputs a water stoppage detection signal S1. The cooling air valve 24 receives the water cutoff detection signal S1 and opens the valve. The cooling air supply source 22 receives the water cutoff detection signal S1 and ejects air. As a result, the air ejected from the cooling air supply source 22 is mixed into the exhaust pipe 6 through the narrow tube 23. Further, the drainage switching valve 29 receives the water cutoff detection signal S <b> 1, switches to connect the water passage 28 of the heat exchanger 7 and the drainage side, and drains hot water in the water passage 28 of the heat exchanger 7. The other operations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.

この結果、実施の形態1のコージェネレーションシステムの保護方法が奏する効果に加えて、冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が低下又は断水したとき、排水切換えバルブ29から温水を排水するために、熱交換器7の水路28に水が滞留して、排気ガスで加熱されて水蒸気となり、膨張して圧力が上昇することが無い。従って、熱交換器7の損傷を防止することができる。   As a result, in addition to the effect exhibited by the protection method of the cogeneration system of the first embodiment, when the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 decreases or water is cut off, In order to drain the water, water stays in the water channel 28 of the heat exchanger 7 and is heated by the exhaust gas to become water vapor, which does not expand and increase in pressure. Therefore, damage to the heat exchanger 7 can be prevented.

[実施の形態4]
図5は、本発明の実施の形態4のコージェネレーションシステムの保護方法の構成を示す図である。同図において、図1に示した実施の形態1の機能に加えて、排水切換えバルブ29は、熱交換器7と断水検出センサ9との間の配管に設けられていて、断水検出センサ9が出力する断水検出信号S1を入力して、排水切換えバルブ29が熱交換器7の水路28と排水側を連結するように切換わり、熱交換器7の水路28内の温水を排水する。吸気切換えバルブ27は、熱交換器7と貯湯槽21との間の配管に設けられていて、冷却用空気供給源22と接続されている。また、断水検出センサ9が出力する断水検出信号S1を入力して、熱交換器7の水路28と冷却用空気供給源22を連結するように切換わり、冷却用空気が熱交換器7の水路28へ噴入される。また、断水検出センサ9は、冷水供給源20から供給される給水量が低下又は断水したことを検出して、冷却用空気供給源22、冷却用空気バルブ24、吸気切換えバルブ27及び排水切換えバルブ29へ断水検出信号S1を出力する。その他の機能は、図1に示した実施の形態1の同機能に同符号を付して、説明を省略する。
[Embodiment 4]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a protection method for a cogeneration system according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, in addition to the function of the first embodiment shown in FIG. 1, the drainage switching valve 29 is provided in a pipe between the heat exchanger 7 and the water break detection sensor 9. The water cutoff detection signal S1 to be output is input, and the drainage switching valve 29 is switched so as to connect the water passage 28 and the drainage side of the heat exchanger 7 to drain the hot water in the water passage 28 of the heat exchanger 7. The intake air switching valve 27 is provided in a pipe between the heat exchanger 7 and the hot water tank 21 and is connected to the cooling air supply source 22. Further, a water break detection signal S1 output from the water break detection sensor 9 is input, and the water path 28 of the heat exchanger 7 and the cooling air supply source 22 are switched to be connected, and the cooling air is switched to the water path of the heat exchanger 7. 28 is injected. In addition, the water cutoff detection sensor 9 detects that the amount of water supplied from the cold water supply source 20 has decreased or has stopped, and has supplied a cooling air supply source 22, a cooling air valve 24, an intake air switching valve 27, and a drainage switching valve. 29 outputs a water stoppage detection signal S1. For the other functions, the same functions as those of the first embodiment shown in FIG.

以下、動作を説明する。冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が低下又は断水したとき、断水検出センサ9が、これを検出して、冷却用空気供給源22、冷却用空気バルブ24、吸気切換えバルブ27及び排水切換えバルブ29へ断水検出信号S1を出力する。冷却用空気バルブ24は、断水検出信号S1を入力して、バルブを開にする。排水切換えバルブ29は断水検出信号S1を入力して、熱交換器7の水路28と排水側を連結するように切換える。吸気切換えバルブ27は、断水検出信号S1を入力して、熱交換器7の水路28と冷却用空気供給源22を連結するように切換える。また、冷却用空気供給源22は、断水検出信号S1を入力して、空気を噴出する。この結果、冷却用空気供給源22から噴出される空気が、細管23を通じて排気配管6へ混入される。また、熱交換器7の水路28の水が排水切換えバルブ29から排水され、冷却用空気供給源22から噴出される空気が、吸気切換えバルブ27から熱交換器7の水路28へ噴入される。その他の動作は、図1に示した実施の形態1の動作と同じであるので説明を省略する。   The operation will be described below. When the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 decreases or water is cut off, the water cut detection sensor 9 detects this and detects the cooling air supply source 22, the cooling air valve 24, and the intake air switching valve. 27 and the drainage switching valve 29 are supplied with a water outage detection signal S1. The cooling air valve 24 receives the water cutoff detection signal S1 and opens the valve. The drainage switching valve 29 receives the water cutoff detection signal S1 and switches so that the water passage 28 and the drainage side of the heat exchanger 7 are connected. The intake air switching valve 27 receives the water cutoff detection signal S1 and switches the water path 28 of the heat exchanger 7 and the cooling air supply source 22 to be connected. In addition, the cooling air supply source 22 receives the water cutoff detection signal S1 and ejects air. As a result, the air ejected from the cooling air supply source 22 is mixed into the exhaust pipe 6 through the narrow tube 23. Further, water in the water passage 28 of the heat exchanger 7 is drained from the drainage switching valve 29, and air ejected from the cooling air supply source 22 is jetted from the intake air switching valve 27 into the water passage 28 of the heat exchanger 7. . The other operations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.

この結果、実施の形態1のコージェネレーションシステムの保護方法が奏する効果に加えて、冷水供給源20から熱交換器7へ供給される給水量が低下又は断水したとき、排水切換えバルブ29から水を排水するために、熱交換器7の水路28内に温水が滞留して、排気ガスで加熱されて水蒸気となり、膨張して圧力が上昇することが無い。さらに、冷却用空気供給源22から噴出される空気が、吸気切換えバルブ27から熱交換器7の水路28へ噴入されて、この水路28を冷却するので、熱交換器7の温度が上昇することを防止し、熱交換器7の損傷を防止することができる。   As a result, in addition to the effect exhibited by the protection method of the cogeneration system of the first embodiment, when the amount of water supplied from the cold water supply source 20 to the heat exchanger 7 is reduced or water is cut off, water is discharged from the drainage switching valve 29. In order to drain water, hot water stays in the water passage 28 of the heat exchanger 7 and is heated by the exhaust gas to become water vapor, which does not expand and increase in pressure. Furthermore, since the air ejected from the cooling air supply source 22 is injected from the intake air switching valve 27 into the water passage 28 of the heat exchanger 7 to cool the water passage 28, the temperature of the heat exchanger 7 rises. This can prevent the heat exchanger 7 from being damaged.

なお、通常、燃料電池の起動及び停止のときに、窒素ガスを燃料電池に供給している。そこで、この窒素ガスボンベを上述した冷却用空気供給源22の代わりに使用して、窒素ガスを排気配管6へ混入し、熱交換器7へ供給される排気ガスの温度を低下させても良い。   Normally, nitrogen gas is supplied to the fuel cell when the fuel cell is started and stopped. Therefore, this nitrogen gas cylinder may be used in place of the cooling air supply source 22 described above to mix nitrogen gas into the exhaust pipe 6 and reduce the temperature of the exhaust gas supplied to the heat exchanger 7.

本発明のコージェネレーションシステムの保護方法は、発電発熱器として燃料電池を使用する場合について説明したが、ガスタービンやガスエンジン等の発電発熱器を使用するコージェネレーションシステムの保護方法にも適用することができる。
The method for protecting a cogeneration system according to the present invention has been described for the case where a fuel cell is used as a power generator / heater. However, the method can also be applied to a method for protecting a cogeneration system using a power generator / heater such as a gas turbine or a gas engine. Can do.

本発明の実施の形態1のコージェネレーションシステムの保護方法の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the protection method of the cogeneration system of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1のコージェネレーションシステムの保護方法の変形例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modification of the protection method of the cogeneration system of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2のコージェネレーションシステムの保護方法の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the protection method of the cogeneration system of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3のコージェネレーションシステムの保護方法の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the protection method of the cogeneration system of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4のコージェネレーションシステムの保護方法の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the protection method of the cogeneration system of Embodiment 4 of this invention. 従来技術のコージェネレーションシステムの保護方法の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the protection method of the prior art cogeneration system.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料供給ユニット
2 運転用空気供給源
3 ガス供給源
4 純水供給源
5 燃料電池
6 排気配管
7 熱交換器
8 排気ガス切換えバルブ
9 断水検出センサ
10 バイパス配管
11 燃料用空気バルブ
12 燃料用空気流量調整器
13 燃料電池冷却用空気バルブ
14 燃料電池冷却用流量調整器
15 ガスバルブ
16 ガス流量調整器
17 純水バルブ
18 純水流量計
20 冷水供給源
21 貯湯槽
22 冷却用空気供給源
23 細管
24 冷却用空気バルブ
25 燃料供給ユニット
26 冷却用空気流量調整器
27 吸気切換えバルブ
28 水路
29 排水切換えバルブ
S1 断水検出信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel supply unit 2 Air supply source for operation 3 Gas supply source 4 Pure water supply source 5 Fuel cell 6 Exhaust piping 7 Heat exchanger 8 Exhaust gas switching valve 9 Water shutoff detection sensor 10 Bypass piping 11 Fuel air valve 12 Fuel air Flow regulator 13 Fuel cell cooling air valve 14 Fuel cell cooling flow regulator 15 Gas valve 16 Gas flow regulator 17 Pure water valve 18 Pure water flow meter 20 Cold water supply source 21 Hot water tank 22 Cooling air supply source 23 Narrow tube 24 Cooling air valve 25 Fuel supply unit 26 Cooling air flow regulator 27 Intake switching valve 28 Water channel 29 Drain switching valve S1 Water outage detection signal

Claims (4)

燃料電池、ガスタービン、ガスエンジン等の発電発熱器によって電気及び高温の排気ガスを発生し、前記電気は電気回路を介して負荷又は電力系統に供給し、前記排気ガスは熱交換器に供給しこの熱交換器の水路に給水して温水に変化させて給湯するコージェネレーションシステムの保護方法において、
前記熱交換器への給水量が低下又は断水したときは前記排気ガスに空気または窒素ガスを混入して温度を低下させることによって前記熱交換器が異常高温になるのを防止する、ことを特徴とするコージェネレーションシステムの保護方法。
Electricity and high-temperature exhaust gas are generated by a power generator such as a fuel cell, a gas turbine, or a gas engine, and the electricity is supplied to a load or an electric power system through an electric circuit, and the exhaust gas is supplied to a heat exchanger. In the protection method of a cogeneration system that supplies hot water by supplying water to the water channel of this heat exchanger,
When the amount of water supplied to the heat exchanger is reduced or shut down, air or nitrogen gas is mixed into the exhaust gas to reduce the temperature, thereby preventing the heat exchanger from becoming abnormally high temperature. Cogeneration system protection method.
燃料電池、ガスタービン、ガスエンジン等の発電発熱器によって電気及び高温の排気ガスを発生し、前記電気は電気回路を介して負荷又は電力系統に供給し、前記排気ガスは熱交換器に供給し、この熱交換器の水路に給水して温水に変化させて給湯するコージェネレーションシステムの保護方法において、
前記熱交換器への給水量が低下又は断水したときは前記熱交換器の水路から水を排水すると共に、前記熱交換器の水路に空気または窒素ガスを噴入して前記熱交換器の温度を低下させることによって前記熱交換器が異常高温高圧になるのを防止する、ことを特徴とするコージェネレーションシステムの保護方法。
Electricity and high-temperature exhaust gas are generated by a power generator such as a fuel cell, a gas turbine, or a gas engine, and the electricity is supplied to a load or an electric power system through an electric circuit, and the exhaust gas is supplied to a heat exchanger. In the protection method of the cogeneration system that supplies hot water by supplying water to the water channel of this heat exchanger and changing to hot water,
When the amount of water supplied to the heat exchanger is reduced or water is cut off, water is drained from the water channel of the heat exchanger, and air or nitrogen gas is injected into the water channel of the heat exchanger so that the temperature of the heat exchanger The cogeneration system protection method is characterized in that the heat exchanger is prevented from becoming abnormally high temperature and pressure by lowering the temperature.
前記熱交換器への給水量が低下又は断水したときは前記熱交換器の水路から水を排水する、ことを特徴とする請求項1記載のコージェネレーションシステムの保護方法。   2. The method of protecting a cogeneration system according to claim 1, wherein when the amount of water supplied to the heat exchanger is reduced or water is cut off, water is drained from a water channel of the heat exchanger. 前記熱交換器への給水量が低下又は断水したときは前記熱交換器の水路から水を排水すると共に、前記熱交換器の水路に空気または窒素ガスを噴入して前記熱交換器の温度を低下させる、ことを特徴とする請求項1記載のコージェネレーションシステムの保護方法。
When the amount of water supplied to the heat exchanger is reduced or water is cut off, water is drained from the water channel of the heat exchanger, and air or nitrogen gas is injected into the water channel of the heat exchanger so that the temperature of the heat exchanger The cogeneration system protection method according to claim 1, wherein the cogeneration system is reduced.
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