JP2008300314A - 燃料電池発電装置およびその運転方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池発電装置は、燃料電池本体2と、貯湯槽9に熱を供給する排熱回収水循環系統29と、燃料電池本体2を加湿または冷却する電池冷却水循環系統28と、燃料電池本体2で発生する熱を排熱回収水に伝達する電池冷却水熱交換器6と、空気供給配管31を燃料電池本体の上流部で分岐させ、燃料電池本体2をバイパスして空気を流通させ、燃料極2aから排出されるガスと合流するように形成される酸化剤極バイパス系統20bと、燃料極2aから排出されるガスを酸化剤極2bから排出される排空気または酸化剤極バイパス系統20bを流通する空気により燃焼させる燃焼器5と、この燃焼による熱を排熱回収水に伝達する燃焼排ガス熱交換器7と、を具備する。
【選択図】図1
Description
図1は本発明に係る純水素型燃料電池発電システムの第1の実施形態を示す系統図である。
本発明に係る純水素型燃料電池発電システムの第2の実施形態について以下に説明する。本実施形態は、第1の実施形態による排熱回収水および電池冷却水等の凍結防止に加え、レジオネラ菌の感染防止対策の機能を有している。
Claims (8)
- 燃料極および酸化剤極を有する燃料電池本体と、
前記燃料極に水素またはその混合ガスを供給する水素供給配管と、
前記酸化剤極に空気を供給する空気供給配管と、
貯湯槽に熱を供給し排熱回収水ポンプが配置される排熱回収水循環系統と、
前記燃料電池本体を加湿または冷却し電池冷却水系ポンプが配置される電池冷却水循環系統と、
前記燃料電池本体で発生する熱を前記電池冷却水循環系統を介して排熱回収水循環系統に伝達する電池冷却水熱交換器と、
前記空気供給配管において前記燃料電池本体の上流部で分岐され、前記燃料電池本体をバイパスして空気を流通させ、前記燃料極から排出される可燃成分を含んだガスと合流するように形成される酸化剤極バイパス系統と、
前記燃料極から排出される可燃成分を含んだガスを前記酸化剤極から排出される排空気または前記酸化剤極バイパス系統を流通する空気により燃焼させる燃焼器と、
前記燃焼器で燃料を燃焼させて得られた熱を前記排熱回収水循環系統に伝達する燃焼排ガス熱交換器と、
を具備することを特徴とする燃料電池発電装置。 - 前記燃料電池発電装置内の空気温度、前記排熱回収水循環系統内の水温、および前記電池冷却水循環系統内の水温を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によりこれらの温度のいずれかが凍結温度以下となる温度を検出したときに、前記排熱回収水ポンプを駆動して前記排熱回収水循環系統内の排熱回収水を循環させて、前記燃料極から排出される可燃成分を含んだガス、および前記酸化剤極バイパス系統を流通する空気を、前記燃焼器に供給し燃焼させて、この燃焼で得られた熱を前記排熱回収水循環系統に伝達するように制御する第1の熱伝達制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。 - 前記温度検出手段により前記燃料電池装置内の空気温度、前記排熱回収水循環系統内の水温、および前記電池冷却水循環系統内の水温のいずれかが凍結温度以下となる温度を検出したときに、前記電池冷却水ポンプを駆動して前記電池冷却水循環系統内の電池冷却水を循環させて、前記燃焼器で燃料を燃焼させて得られた熱を、前記電池冷却熱交換器により前記排熱回収水を介して前記電池冷却水循環系統に伝達するように制御する第2の熱伝達制御手段を具備することを特徴とする請求項2に記載の燃料電池発電装置。
- 前記水素供給配管において前記燃料電池本体の上流部で分岐され、前記燃料電池本体をバイパスし前記燃焼器に接続するように構成される燃料極バイパス系統を具備することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
- 前記酸化剤極に空気を供給する酸化剤ガス供給装置は、前記空気供給配管内に空気を流通させるためのブロワを有し、このブロワの回転数を制御することにより、前記燃焼器の発熱量を制御する発熱量制御手段を具備することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
- 前記燃焼器は、常温において触媒により水素を燃焼させる手段を具備することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
- 燃料極および酸化剤極を有する燃料電池本体と、前記酸化剤極に空気を供給する空気供給配管と、前記燃料極から排出される可燃成分を含んだガスを前記酸化剤極から排出される排空気により燃焼させる燃焼器と、貯湯槽に熱を供給する排熱回収水循環系統と、前記燃料電池本体を加湿または冷却する電池冷却水循環系統と、を有する燃料電池発電装置の運転方法において、
前記燃料電池発電装置の発電停止時に、前記燃料電池発電装置内の空気温度、前記排熱回収水循環系統内の水温、および前記電池冷却水循環系統内の水温のいずれかが凍結温度以下となる温度を検出したときに、
前記空気供給配管において前記燃料電池本体の上流部で分岐され、前記燃料極から排出される可燃成分を含んだガスが流通する系統と合流するように構成された酸化剤極バイパス系統に空気を流通させて、
前記排熱回収水循環系統に配置された貯湯槽バイパス系統に排熱回収水を流通させて、
前記排熱回収水循環系統に配置された排熱回収水ポンプを駆動して前記排熱回収水循環系統に排熱回収水を循環させて、
前記燃焼器により前記燃料極から排出される可燃成分を含んだガスを前記酸化剤極バイパス系統を流通する空気により燃焼させて、
前記燃焼器から発生する熱を燃料排ガス熱交換器により前記排熱回収水循環系統に伝達させて、
前記燃焼器から発生する熱を、電池冷却水熱交換器により排熱回収水循環系統を介して前記電池冷却水循環系統に伝達させること、
を特徴とする燃料電池発電装置の運転方法。 - 燃料極および酸化剤極を有する燃料電池本体と、前記燃料極に水素またはその混合ガスを供給する水素供給配管と、前記酸化剤極に空気を供給する空気供給配管と、前記燃料極から排出される可燃成分を含んだガスを前記酸化剤極から排出される排空気により燃焼させる燃焼器と、貯湯槽に熱を供給する排熱回収水循環系統と、を有する燃料電池発電装置の運転方法において、
前記燃料電池発電装置の発電停止時に、前記空気供給配管において前記燃料電池本体の上流部で分岐され、前記燃焼器に接続するように構成される酸化剤極バイパス系統に空気を流通させて、
前記水素供給配管において前記燃料電池本体の上流部で分岐され、前記燃料電池本体をバイパスし前記燃焼器に接続するように構成される燃料極バイパス系統に水素またはその混合ガスを流通させて、
前記燃焼器により前記燃料極バイパス系統を流通する水素またはその混合ガスを前記酸化剤極バイパス系統を流通する空気により燃焼させて、
前記排熱回収水循環系統に配置された排熱回収水ポンプを駆動して前記排熱回収水循環系統および貯湯槽に排熱回収水を循環させて、
前記燃焼器から発生する熱を燃料排ガス熱交換器により排熱回収水に伝達させること、
を特徴とする燃料電池発電装置の運転方法。
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