JP2016046222A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料電池発電装置において、簡単な構造でもって凝縮水を加熱して容易に脱気可能なもの、純水ポンプのエア噛みを防止し、安定した発電運転を実行可能なもの、等を提供することである。【解決手段】燃料電池発電装置1は、燃料電池発電部6と、貯湯タンク3と、この貯湯タンク3の湯水と燃料電池発電部6からの排気とを熱交換する排熱回収熱交換部11aと、この排熱回収熱交換部11aにて発生した凝縮水を貯留する大気開放状の貯留タンク23とを備え、貯留タンク23が、貯湯タンク3と伝熱可能となるように設けられ、凝縮水を貯湯タンク3の湯水を利用して加熱可能に構成されている。【選択図】図2
Description
本発明は燃料電池発電装置に関し、特に発電に伴う排気から回収された凝縮水の脱気を行うものに関する。
従来から、空気と改質燃料ガス(水素含有ガス)との酸化還元反応によって化学エネルギーを電気エネルギーに変換することで電力を発生させ、この発電の際に副次的に発生する排熱を湯水として回収する燃料電池発電装置(燃料電池コージェネレーションシステム)が実用に供されている。この燃料電池発電装置は、発電を行う燃料電池発電モジュールと、排熱回収による熱交換後の湯水を貯湯する貯湯タンクと、燃料電池発電モジュールと貯湯タンクとの間に湯水を循環させる排熱回収循環回路等を備えている。
上記の燃料電池発電モジュールは、空気と改質燃料ガスとで発電を行なう燃料電池セルスタックとこの燃料電池セルスタックに供給する改質燃料ガスを純水(水蒸気)と燃料ガスから生成する燃料改質器及び蒸発器とオフガスを燃焼処理するオフガス燃焼室等を有する燃料電池発電部、この燃料電池発電部からの排気を外部に排出する排気通路、この排気通路に設置され且つ燃料電池発電部からの排気と貯湯タンクに蓄えられた湯水との間で熱交換する排熱回収熱交換器等を備えている。
ところで、上記の燃料電池発電モジュールでは、排熱回収熱交換器により排気を冷却することによって生成された凝縮水を再使用する、所謂水自立運転が行われている。通常は、排熱回収循環回路に貯湯タンクの湯水を循環し、排熱回収熱交換器にて湯水と排気との間で熱交換を行い、排気に含まれる水蒸気を冷却して凝縮水を回収し、この凝縮水を浄化してから発電に再使用する。
即ち、上記の燃料電池発電モジュールでは、一般的に、水自立運転に必要な純水供給装置を備えている。この純水供給装置は、凝縮水を回収する凝縮水回収通路、この凝縮水回収通路の途中部に設置され且つ凝縮水を浄化する処理タンク、この処理タンクで浄化された凝縮水(純水)を一時的に貯留する貯留タンク、貯留タンクと燃料電池発電部の蒸発器とを接続する純水供給通路、この純水供給通路に設置され且つ貯留タンクの純水を蒸発器に供給する純水ポンプ等を備えている。
しかし、凝縮水回収通路で回収された凝縮水中には、排気に含まれていた二酸化炭素が溶け込んでいるので、純水供給装置の周囲温度が高い場合、凝縮水(純水)中に気泡(炭酸ガス)が発生する。凝縮水に気泡が発生すると、純水ポンプがエア噛みして空回りし、燃料電池発電部の蒸発器への純水の供給量が安定せず、燃料改質器の改質触媒に対して不具合が発生するという問題がある。
そこで、上記の問題を解決する為に、凝縮水を加熱することで脱気する技術が一般に知られている。例えば、特許文献1の燃料電池発電装置の水処理システムにおいて、排熱を回収する排熱回収熱交換器、この排熱回収熱交換器で発生した凝縮水(復水)を貯留する水タンク、水タンクの凝縮水を圧送するポンプ、排熱回収熱交換器の排気流の上流側に設けられ且つ水タンクから圧送された加圧状態の凝縮水を加熱して脱気を行う脱気用熱交換器(ガス透過性材料からなるガス透過膜又はガス透過性チューブ)、脱気された凝縮水を浄化するイオン交換式水処理装置、浄化された凝縮水を燃料電池に送るポンプ等を備え、排気を利用して凝縮水の脱気を行う技術が開示されている。
しかし、特許文献1の燃料電池発電装置の水処理システムでは、凝縮水の脱気を行う為に専用の部材(ガス透過性材料からなるガス透過膜又はガス透過性チューブや、このガス透過膜又はガス透過性チューブに水タンクから凝縮水を圧送する為のポンプ等)を追加的に設ける必要があるので、水処理システムを構成する為の部品点数が増加する上、水処理システムも複雑化し、コスト高なるという問題がある。
また、特許文献1の燃料電池発電装置の水処理システムでは、100℃以上の排気によって脱気用熱交換器が加熱されると、脱気用熱交換器を流れる凝縮水が沸騰して、凝縮水が低減する虞がある。
本発明の目的は、燃料電池発電装置において、低コストで且つ簡単な構造でもって凝縮水を加熱して容易に脱気可能なもの、純水ポンプのエア噛みを防止し、安定した発電運転を実行可能なもの、等を提供することである。
請求項1の燃料電池発電装置は、燃料電池発電部と、貯湯タンクと、この貯湯タンクの湯水と前記燃料電池発電部からの排気とを熱交換する熱交換部と、この熱交換部にて発生した凝縮水を貯留する大気開放状の貯留タンクとを備えた燃料電池発電装置において、前記凝縮水を前記貯湯タンクの湯水を用いて加熱可能に構成したことを特徴としている。
請求項2の燃料電池発電装置は、請求項1の発明において、前記貯留タンクが、前記貯湯タンクと伝熱可能となるように設けられたことを特徴としている。
請求項3の燃料電池発電装置は、請求項1の発明において、前記凝縮水を前記貯留タンクに導く凝縮水回収通路が、前記貯湯タンクと伝熱可能となるように設けられたことを特徴としている。
請求項4の燃料電池発電装置は、請求項1の発明において、前記熱交換部で加熱された湯水を前記貯湯タンクに導く湯水通路が、前記貯留タンクと伝熱可能となるように設けられたことを特徴としている。
請求項5の燃料電池発電装置は、請求項1の発明において、前記熱交換部で加熱された湯水を前記貯湯タンクに導く湯水通路が、前記凝縮水を前記貯留タンクに導く凝縮水回収通路と伝熱可能となるように設けられたことを特徴としている。
請求項1の発明によれば、燃料電池発電装置において、凝縮水を貯湯タンク内の湯水を用いて加熱可能に構成したので、既存の貯湯タンク内の高温の湯水を用いて凝縮水を加熱することで、凝縮水中の溶存二酸化炭素を気泡にして脱気を行うことができる。
従って、既存の貯湯タンクの湯水を用いることで、凝縮水の脱気の為の専用の部材(加熱ヒータや特許文献1のようなガス透過膜又はガス透過性チューブやポンプ等)を追加的に設ける必要がなくなるので、低コストで且つ簡単な構造でもって凝縮水を加熱して容易に脱気を行うことができる。また、貯湯タンクの湯水温度は65〜90℃であるので、湯水温度調整の為の制御を必要とせずに、凝縮水を簡単に加温することができ、この際に凝縮水が蒸発するのも防止することができる。凝縮水中に発生した気泡は、大気開放状の貯留タンクから外部に排出されるので、純水を供給する為の純水ポンプのエア噛みを防止し、安定した発電運転を実行することができ、燃料電池発電部が故障するのを防止することができる。
請求項2の発明によれば、貯留タンクが、貯湯タンクと伝熱可能となるように設けられたので、貯湯タンク内の高温の湯水によって貯留タンク内の凝縮水を直接加熱することで容易に脱気を行うことができる。
請求項3の発明によれば、凝縮水を貯留タンクに導く凝縮水回収通路が、貯湯タンクと伝熱可能となるように設けられたので、貯湯タンク内の高温の湯水によって凝縮水回収通路を流れる凝縮水を直接加熱することで容易に脱気を行うことができる。
請求項4の発明によれば、熱交換部で加熱された湯水を貯湯タンクに導く湯水通路が、貯留タンクと伝熱可能となるように設けられたので、湯水通路を流れる高温の湯水によって貯留タンク内の凝縮水を直接加熱することで容易に脱気を行うことができる。
請求項5の発明によれば、熱交換部で加熱された湯水を貯湯タンクに導く湯水通路が、凝縮水を貯留タンクに導く凝縮水回収通路と伝熱可能となるように設けられたので、湯水通路を流れる高温の湯水によって凝縮水回収通路を流れる凝縮水を直接加熱することで容易に脱気を行うことができる。
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
先ず、燃料電池発電装置1の全体構成について説明する。
図1に示すように、燃料電池発電装置1は、発電を行う燃料電池発電モジュール2、この燃料電池発電モジュール2から排出される排気との熱交換後の湯水を貯湯する貯湯タンク3、この貯湯タンク3と燃料電池発電モジュール2とに亙って湯水を循環させる排熱回収循環回路4(図4参照)、これらを収納した外装ケース5等を備え、燃料電池発電モジュール2と貯湯タンク3の一体型の燃料電池コージェネレーションシステムを構成している。
図1に示すように、燃料電池発電装置1は、発電を行う燃料電池発電モジュール2、この燃料電池発電モジュール2から排出される排気との熱交換後の湯水を貯湯する貯湯タンク3、この貯湯タンク3と燃料電池発電モジュール2とに亙って湯水を循環させる排熱回収循環回路4(図4参照)、これらを収納した外装ケース5等を備え、燃料電池発電モジュール2と貯湯タンク3の一体型の燃料電池コージェネレーションシステムを構成している。
燃料電池発電モジュール2は、燃料電池発電部6、燃料ガス供給装置7、空気供給装置8、純水供給装置9、排熱回収装置11、パワーコンディショナユニット12、制御ユニット13等を備え、燃料電池発電モジュール2にて発電された直流電力がパワーコンディショナユニット12を介して交流電力に変換されて外部に出力される。尚、燃料電池発電装置1は、上記の器具以外にも給水通路、給湯通路等の各種通路類や混合弁や開閉弁等の各種弁類を備えているが、図示は省略する。
図1に示すように、燃料電池発電装置1は、燃料電池発電モジュール2、貯湯タンク3、各種器具及び各種通路等が外装ケース5に収納されて構成されている。即ち、外装ケース5の内部は、燃料電池発電部6が収納された上側発電室15Aと、各種の供給装置7〜9や排熱回収装置11等の補機類の一部、パワーコンディショナユニット12、制御ユニット13等が収納された下側補機室15Bと、貯湯タンク3や補機類の一部が収納されたタンク室15Cとに仕切られている。
図1に示すように、燃料電池発電部6は、燃料電池セルスタック6a、燃料ガスに混合する為の水蒸気を生成する蒸発器6b、燃料ガスと水蒸気とを混合して反応(所謂、水蒸気改質)させて改質燃料ガスを生成する燃料改質器6c、燃料電池セルスタック6aによる発電に伴い生じるオフガスを燃焼処理するオフガス燃焼室6d等を備え、燃料改質器6cによって改質された改質燃料ガス及び酸化剤としての空気を燃料電池セルスタック6aで高温の環境下で化学反応させることで発電を行う。
燃料電池セルスタック6aは、複数の燃料電池セルから構成されている。各燃料電池セルは、ジルコニア等の固体電解質と燃料極と酸素極から夫々形成されている。燃料電池セルスタック6aの燃料極(アノード)側には、改質燃料ガスが供給され、燃料電池セルスタック6aの酸素極(カソード)側には、発電用空気が供給される。
蒸発器6bは、純水供給装置9から供給される純水から燃料ガスに混合する為の水蒸気を生成して燃料改質器6cに供給する。燃料改質器6cは、ニッケルや白金等の改質触媒を有し、脱硫された燃料ガスと水蒸気とを混合して反応(所謂、水蒸気改質)させて改質燃料ガスを生成し、この改質燃料ガスを燃料電池セルスタック6aの燃料極側に供給する。
オフガス燃焼室6dは、燃料電池セルスタック6aの発電に伴い生じる残余燃料ガスを燃焼処理する為のものであり、燃料電池セルスタック6aの燃料極側及び酸素極側の各排出側と接続されている。このオフガス燃焼室6dでは、燃料極側から排出された残余燃料ガスを含む反応燃料ガスと、酸素極側から排出された酸素を含む空気とを燃焼させることによって高温の燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスで燃料改質器6c等を加熱してから排気通路17(図4参照)に排出する。
燃料電池発電部6から排出される排気ガスは、排気通路17に設けられた排熱回収装置11の排熱回収熱交換器11a(図4参照)にて排熱回収循環回路4を循環する湯水との間で熱交換され温度が低下した後に外部に排出される。排気ガス中に含まれる水蒸気は、熱交換によって冷却され凝縮されて凝縮水となる。
空気供給装置8は、燃料電池発電部6へ発電用空気を供給するものであり、空気吸入部、空気ブロワ、発電空気通路等を備えている。空気吸入部から発電用空気を空気ブロワに取り込み、この取り込まれた発電用空気を、発電空気通路を介して燃料電池セルスタックの酸素極側に供給する。
燃料ガス供給装置7は、燃料電池発電部6へ燃料ガスを供給するものであり、燃料昇圧ブロワ、脱硫器、燃料ガス供給通路等を備えている。図示外のガス供給源からの燃料ガスを、燃料昇圧ブロワに取り込み、この昇圧された燃料ガスを、脱硫器を通して脱硫し、燃料ガス供給通路を介して燃料電池発電部6の蒸発器6b及び燃料改質器6cに供給する。
排熱回収装置11は、貯湯タンク3の湯水と燃料電池発電部6からの排気とを熱交換する排熱回収熱交換器11a(熱交換部に相当する)を備えている。即ち、この排熱回収熱交換器11aは、排気通路17の途中部に設けられ、貯湯タンク3から排熱回収循環回路4を流れる湯水を利用して、排気通路17を流れる排気を冷却して凝縮水を生成することで排熱を回収する。
図2に示すように、純水供給装置9は、凝縮水回収通路21(回収通路21a及び接続通路21b)、処理タンク22、貯留タンク23、純水供給通路24、純水ポンプ25等を備えている。純水供給装置9は、排熱回収装置11の排熱回収熱交換器11aにて凝縮された凝縮水を回収して処理タンク22で不純物を取り除き、浄化された凝縮水を貯留タンク23で貯留した後に、燃料電池発電部6の蒸発器6b及び燃料改質器6cに供給する。
凝縮水回収通路21は、排気通路17の排熱回収熱交換器11aの近傍と処理タンク22とを接続する回収通路21a、処理タンク22と貯留タンク23とを接続する接続通路21bを有し、燃料電池発電部6の排気を排熱回収熱交換器11aによって生成された凝縮水を排気通路17から回収し、浄化した後に貯留タンク23に送る。
処理タンク22は、回収通路21aで回収された凝縮水の不純物を除去する為のものであり、凝縮水を浄化する為のイオン交換樹脂が収納されている。処理タンク22の上部に、回収通路21aの下流端が接続され、処理タンク22の下部に、接続通路21bの上流端が接続されている。
貯留タンク23は、処理タンク22により処理された純水(浄化された凝縮水)を貯留する為のものである。貯留タンク23の上部に、接続通路21bの下流端とオーバーフロー用の排水通路26の上流端が接続され、貯留タンク23の下部に、純水供給通路24の上流端が接続されている。貯留タンク23は、オーバーフロー用の排水通路26を介して大気開放状態である。貯留タンク23には、タンク内に貯留された純水の液面を複数段階に応じて検出可能な水位スイッチが設けられている。
純水供給通路24は、貯留タンク23に貯留された純水を燃料電池発電部6の蒸発器6bに供給する為のものである。純水供給通路24には、純水ポンプ25が設置されている。純水ポンプ25は、プランジャの進退駆動に伴いチャンバ内の純水を蒸発器6bに圧送するものである。
パワーコンディショナユニット12は、燃料電池発電部6にて発電された電力を変換する為のものであり、例えば、燃料電池発電部6にて発電された直流電力を、通常の住宅で利用可能な100Vの交流電力に変換して、配線を介して分電盤に出力する。制御ユニット13は、マイコン等から構成され、各種器具の動作制御を実行するものである。
次に、貯湯タンク3について説明する。
図1,図2に示すように、貯湯タンク3は、高温の湯水(例えば、65〜90℃)を貯留するものであり、耐腐食性に優れたステンレス板製の胴部材とその上下両端を塞ぐ1対の鏡板とで構成されている。即ち、貯湯タンク3は、縦長筒状の外周面を有する胴部3aと、上端部の曲面状の天部3bと、下端部の曲面状の底部3cとから一体的に構成されている。
図1,図2に示すように、貯湯タンク3は、高温の湯水(例えば、65〜90℃)を貯留するものであり、耐腐食性に優れたステンレス板製の胴部材とその上下両端を塞ぐ1対の鏡板とで構成されている。即ち、貯湯タンク3は、縦長筒状の外周面を有する胴部3aと、上端部の曲面状の天部3bと、下端部の曲面状の底部3cとから一体的に構成されている。
貯湯タンク3には、給水通路、給湯通路、排熱回収循環回路4等が夫々接続され、給水通路を介して上水源からの上水を貯湯タンク3内に補充可能となっており、排熱回収循環回路4を介して湯水が加熱され、給湯通路を介して貯湯タンク3内に貯留された高温の湯水を所望の給湯先に供給することができる。
断熱材19は、例えば、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン等からなる合成樹脂発泡体製の成形材であって、円筒形状の貯湯タンク3の周囲を覆って貯湯タンク3に貯留された湯水の放熱を防ぐ断熱機能を有するものである。断熱材19は、貯湯タンク3の上端側部分を覆う天部材と、貯湯タンク3の胴部3aの外周面の半分を夫々覆う1対の縦分割部材からなる複数の分割部材から構成されている。
次に、本発明に関連する貯湯タンク3と貯留タンク23の設置構造について説明する。
図2に示すように、貯留タンク23は、貯湯タンク3と伝熱可能となるように断熱材19内に設けられ、貯留タンク23内の凝縮水(純水)を貯湯タンク3内の湯水によって加熱可能(貯留タンク23内の凝縮水と貯湯タンク3内の湯水とが熱交換可能)に構成されている。
図2に示すように、貯留タンク23は、貯湯タンク3と伝熱可能となるように断熱材19内に設けられ、貯留タンク23内の凝縮水(純水)を貯湯タンク3内の湯水によって加熱可能(貯留タンク23内の凝縮水と貯湯タンク3内の湯水とが熱交換可能)に構成されている。
即ち、断熱材19の内側のうちの貯湯タンク3の胴部3aの上部に対応する部分に、凹欠き部19aが貯湯タンク3に臨むように形成され、この凹欠き部19aに貯留タンク23が収納されている。貯留タンク23は、貯湯タンク3側を除く周囲を断熱材19で覆われ、貯湯タンク3の胴部3aの外周面に沿うように近接状に配置され、貯湯タンク3と伝熱可能に設けられている。凝縮水回収通路21の接続通路21bと純水供給通路24とオーバーフロー用の排水通路26は、断熱材19を貫通して貯留タンク23に夫々接続されている。
尚、貯留タンク23の設置箇所は、貯湯タンク3の胴部3aの上部の領域に限定せず、貯湯タンク3の中段部の領域であっても良く、貯留タンク23のタンク側周面が、貯湯タンク3の外周面に円弧接触状となるように配置されても良い。
次に、本発明の燃料電池発電装置1の作用及び効果について説明する。
図2に示すように、燃料電池発電装置1の起動に伴い、排熱回収熱交換器11aの排熱回収により発生した凝縮水は、凝縮水回収通路21を通って貯留タンク23に送られる。つまり、排熱回収熱交換器11aで発生した凝縮水は、回収通路21aによって回収されて処理タンク22に送られ、処理タンク22で浄化された後に、接続通路21bを通って貯留タンク23に送られて貯留される。
図2に示すように、燃料電池発電装置1の起動に伴い、排熱回収熱交換器11aの排熱回収により発生した凝縮水は、凝縮水回収通路21を通って貯留タンク23に送られる。つまり、排熱回収熱交換器11aで発生した凝縮水は、回収通路21aによって回収されて処理タンク22に送られ、処理タンク22で浄化された後に、接続通路21bを通って貯留タンク23に送られて貯留される。
ここで、貯留タンク23内の凝縮水は、貯湯タンク3の高温の湯水によって加熱されて温度が上昇する。この凝縮水には、排気に含まれる二酸化炭素が溶け込んでいるので、凝縮水中には、炭酸、炭酸イオン、炭酸水素イオン等が存在している。このため、貯留タンク23内の凝縮水が加熱されると、凝縮水中の溶存二酸化炭素が気泡となって発生する。貯留タンク23内に気泡が発生すると、気泡は貯留タンク23を上方に流れ、オーバーフロー用の排水通路26を介して外部に排出される。
以上説明したように、燃料電池発電装置1において、凝縮水を貯湯タンク3の湯水を用いて加熱可能に構成したので、既存の貯湯タンク3内の高温の湯水を用いて凝縮水を加熱することで、凝縮水中の溶存二酸化炭素を気泡にして脱気を行うことができる。
従って、既存の貯湯タンク3の湯水を用いることで、凝縮水の脱気の為の専用の部材(加熱ヒータ等)を追加的に設ける必要がなくなるので、低コストで且つ簡単な構造でもって凝縮水を加熱して容易に脱気を行うことができる。また、貯湯タンク3の湯水温度は65〜90℃であるので、湯水温度調整の為の制御を必要とせずに、凝縮水を簡単に加温することができ、この際に凝縮水が蒸発するのも防止することができる。凝縮水中に発生した気泡は、大気開放状の貯留タンク23から外部に排出されるので、純水ポンプ25のエア噛みを防止し、安定した発電運転を実行することができ、燃料電池発電部6が故障するのを防止することができる。
また、貯留タンク23が、貯湯タンク3と伝熱可能となるように設けられたので、貯湯タンク3内の高温の湯水によって貯留タンク23内の凝縮水を直接加熱することで容易に脱気を行うことができる。
次に、実施例1の燃料電池発電装置1を部分的に変更した実施例2について説明する。尚、実施例1では、貯留タンク23が、貯湯タンク3と伝熱可能となるように設けられているが、この実施例2では、凝縮水を貯留タンク23Aに導く凝縮水回収通路21Aが、貯湯タンク3と伝熱可能となるように設けられている。
図3に示すように、純水供給装置9Aにおいて、接続通路21Abが、貯湯タンク3と伝熱可能となるように設けられている。即ち、凝縮水回収通路21Aの接続通路21Abの大部分がコイル状に構成され、貯湯タンク3の胴部3aの上部の外周面に近接状に又は密着状に設置されている。接続通路21Abのコイル状の通路部分は、可撓性の有る管部材から巻径が同径の螺旋状に構成されている。接続通路21Abの大部分は、断熱材19で覆われるように配置されている。
この構造によれば、凝縮水を貯留タンク23Aに導く凝縮水回収通路21Aが、貯湯タンク3と伝熱可能となるように設けられたので、貯湯タンク3内の高温の湯水によって凝縮水回収通路21Aを流れる凝縮水を直接加熱することで容易に脱気を行うことができる。その他の構成、作用及び効果については、前記実施例1と同様であるので説明は省略する。
尚、凝縮水回収通路21Aの接続通路21Abに代えて、回収通路21aの大部分をコイル状に構成し、貯湯タンク3の胴部3aの上部の外周面に近接状に又は密着状に設置しても良い。また、凝縮水回収通路21Aの貯湯タンク3と伝熱可能となるように設けられる通路部の形状は、特に限定する必要はなく、凝縮水回収通路21Aが、貯湯タンク3と伝熱可能であれば、種々の形状を採用可能である。
次に、実施例1の燃料電池発電装置1を部分的に変更した実施例3について説明する。この実施例3では、排熱回収熱交換器11aで加熱された湯水を導く高温側湯水通路4bが、貯留タンク23Bと伝熱可能となるように設けられている。
図4に示すように、排熱回収循環回路4は、貯湯タンク3と燃料電池発電モジュール2との間に湯水を循環させて燃料電池発電モジュール2の排熱を回収する閉回路であり、低温側湯水通路4a、高温側湯水通路4b等を有し、低温側湯水通路4aの上流端が貯湯タンク3の下部に接続され、高温側湯水通路4bの下流端が貯湯タンク3の上部に接続されている。低温側湯水通路4aと高温側湯水通路4bとの間には、排熱回収装置11の排熱回収熱交換器11aが接続されている。
高温側湯水通路4bは、貯留タンク23と伝熱可能となるように設けられている。即ち、排熱回収熱交換器11aで加熱された湯水を貯湯タンク3に導く高温側湯水通路4bは、その途中部にコイル状の通路部4cを有し、このコイル状の通路部4cが、貯留タンク23内に凝縮水と伝熱可能となるように収納されている。コイル状の通路部4cは、巻径が同径の螺旋状に構成されている。
この構造によれば、高温側湯水通路4bが、貯留タンク23と伝熱可能となるように設けられたので、高温側湯水通路4bを流れる高温の湯水によって貯留タンク23内の凝縮水を直接加熱することで容易に脱気を行うことができる。その他の構成、作用及び効果については、前記実施例1と同様であるので説明は省略する。
次に、実施例1の燃料電池発電装置1を部分的に変更した実施例4について説明する。この実施例4では、排熱回収熱交換器11aで加熱された湯水を貯湯タンク3に導く高温側湯水通路4bが、凝縮水を貯留タンク23に導く凝縮水回収通路21と伝熱可能となるように設けけられている。
図5に示すように、高温側湯水通路4bが、凝縮水回収通路21と伝熱可能となるように設けられている。即ち、排熱回収循環回路4Cの高温側水通路4Cbの途中の通路部と、凝縮水回収通路21Cの接続通路21Cbの途中の通路部とがロウ付けされて伝熱可能に固定されている。尚、凝縮水回収通路21Cの接続通路21Cbに代えて、回収通路21aが高温側水通路4Cbと伝熱可能となるように設けられても良い。
この構造によれば、高温側水通路4Cbが、凝縮水回収通路21Cと伝熱可能となるように設けられたので、高温側水通路4Cbを流れる高温の湯水によって凝縮水回収通路21Cを流れる凝縮水を直接加熱することで容易に脱気を行うことができる。その他の構成、作用及び効果については、前記実施例1と同様であるので説明は省略する。
次に、前記実施例1〜4を部分的に変更した形態について説明する。
[1]前記実施例1〜4において、凝縮水を貯湯タンク3の湯水を用いて加熱可能に構成したものであれば、特にその構造は限定する必要はなく、適宜変更可能である。
[1]前記実施例1〜4において、凝縮水を貯湯タンク3の湯水を用いて加熱可能に構成したものであれば、特にその構造は限定する必要はなく、適宜変更可能である。
[2]その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例1〜4に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
1 燃料電池発電装置
2 燃料電池発電モジュール
3 貯湯タンク
4 排熱回収循環回路
4b 高温側湯水通路
6 燃料電池発電部
9 純水供給装置
11 排熱回収装置
11a 排熱回収熱交換器(熱交換部)
21 凝縮水回収通路
23 貯留タンク
2 燃料電池発電モジュール
3 貯湯タンク
4 排熱回収循環回路
4b 高温側湯水通路
6 燃料電池発電部
9 純水供給装置
11 排熱回収装置
11a 排熱回収熱交換器(熱交換部)
21 凝縮水回収通路
23 貯留タンク
Claims (5)
- 燃料電池発電部と、貯湯タンクと、この貯湯タンクの湯水と前記燃料電池発電部からの排気とを熱交換する熱交換部と、この熱交換部にて発生した凝縮水を貯留する大気開放状の貯留タンクとを備えた燃料電池発電装置において、
前記凝縮水を前記貯湯タンクの湯水を用いて加熱可能に構成したことを特徴とする燃料電池発電装置。 - 前記貯留タンクが、前記貯湯タンクと伝熱可能となるように設けられたことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。
- 前記凝縮水を前記貯留タンクに導く凝縮水回収通路が、前記貯湯タンクと伝熱可能となるように設けられたことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。
- 前記熱交換部で加熱された湯水を前記貯湯タンクに導く湯水通路が、前記貯留タンクと伝熱可能となるように設けられたことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。
- 前記熱交換部で加熱された湯水を前記貯湯タンクに導く湯水通路が、前記凝縮水を前記貯留タンクに導く凝縮水回収通路と伝熱可能となるように設けられたことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014172031A JP2016046222A (ja) | 2014-08-26 | 2014-08-26 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014172031A JP2016046222A (ja) | 2014-08-26 | 2014-08-26 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016046222A true JP2016046222A (ja) | 2016-04-04 |
Family
ID=55636575
Family Applications (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2016046222A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP6198984B1 (ja) * | 2017-05-18 | 2017-09-20 | 東京瓦斯株式会社 | 燃料電池システム |
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2014
- 2014-08-26 JP JP2014172031A patent/JP2016046222A/ja active Pending
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JP6198984B1 (ja) * | 2017-05-18 | 2017-09-20 | 東京瓦斯株式会社 | 燃料電池システム |
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