JP2017037819A - 燃料電池コージェネレーションシステム、その起動方法及びその運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
12…燃料電池モジュール 14…熱交換器
16…貯湯タンク 18…循環水流路
20…酸化剤ガス供給流路 22…燃料電池スタック
24…水蒸気改質器 26…蒸発器
28…改質水循環流路 30…改質水ポンプ
32…改質水タンク 34…イオン交換器
36…改質水室 38…排ガス流路
40…循環水ヒータ 42…循環水ポンプ
44…バイパス流路 46…三方弁
48…逆止弁 56…系統電源
58…電装ユニット 60…ファン
62…吸気口
64…電装ユニット側酸化剤ガス供給流路
66…制御ユニット 68…温度センサ
Claims (9)
- 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池モジュール、前記燃料電池モジュールから排出される排熱との熱交換により水を昇温させて温水を生成する熱交換器、前記水を排出する一方、前記温水を貯留する貯湯タンク、前記貯湯タンクから排出された前記水を前記熱交換器に送るとともに、前記熱交換器で得られた前記温水を該貯湯タンクに戻す循環水流路、及び前記燃料電池モジュールに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給流路を備える燃料電池コージェネレーションシステムであって、
前記循環水流路上に設けられ、前記水を昇温させる循環水ヒータを備え、
前記酸化剤ガス供給流路の一部は、前記循環水ヒータ内に配設されることにより、該酸化剤ガス供給流路を流通する前記酸化剤ガスは、前記循環水ヒータから受熱して昇温されることを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステム。 - 請求項1記載の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、前記燃料電池モジュールは、原燃料と水蒸気との混合ガスを改質して前記燃料ガスを生成し、該燃料ガスを前記燃料電池モジュールに供給する水蒸気改質器を備えており、
前記水蒸気を生成する改質水が貯留された改質水タンクを収容する改質水室を設けるとともに、
前記酸化剤ガス供給流路は、途上に設けられた分岐点で分岐し、前記改質水室を通って合流するバイパス流路を有することを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステム。 - 請求項2記載の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、前記分岐点には、前記バイパス流路に前記酸化剤ガスの供給を許容する切替弁が設けられることを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、電力を制御する電装ユニットを備え、
前記電装ユニットは、外部空気を取り込む吸気口と、
前記電装ユニット内に取り込んだ空気を、前記酸化剤ガス供給流路を通って前記燃料電池モジュールに、又は、前記酸化剤ガス供給流路とは個別に前記燃料電池モジュールに供給する電装ユニット側酸化剤ガス供給流路と、
を備えることを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステム。 - 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池モジュール、原燃料と水蒸気との混合ガスを改質して前記燃料ガスを生成し、該燃料ガスを前記燃料電池モジュールに供給する水蒸気改質器、前記水蒸気を生成する改質水が貯留された改質水タンクを収容する改質水室、前記燃料電池モジュールから排出される排熱との熱交換により水を昇温させて温水を生成する熱交換器、前記水を排出する一方、前記温水を貯留する貯湯タンク、前記貯湯タンクから排出された前記水を前記熱交換器に送るとともに、前記熱交換器で得られた前記温水を該貯湯タンクに戻す循環水流路、前記循環水流路上に設けられ、前記水を昇温させる循環水ヒータ、前記燃料電池モジュールに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給流路、及び前記酸化剤ガス供給流路の途上から分岐し、前記改質水室を通って合流するバイパス流路を備える燃料電池コージェネレーションシステムの起動方法であって、
前記燃料電池モジュールが起動されたか否かを判断する工程と、
前記燃料電池モジュールが起動されたと判断された際、前記改質水室が所定の温度以下であるか否かを判断する工程と、
前記改質水室が所定の温度以下であると判断された際、前記循環水ヒータをオンさせるとともに、前記バイパス流路を前記酸化剤ガス供給流路に開放させる工程と、
前記改質水室が所定の温度以下でないと判断された際、前記循環水ヒータをオンさせるとともに、前記バイパス流路を前記酸化剤ガス供給流路から閉塞させる工程と、
を有することを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステムの起動方法。 - 請求項5記載の起動方法において、電力を制御する電装ユニット内に取り込んだ空気を、前記酸化剤ガス供給流路を通って前記燃料電池モジュールに、又は、前記酸化剤ガス供給流路とは個別に前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステムの起動方法。
- 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池モジュール、原燃料と水蒸気との混合ガスを改質して前記燃料ガスを生成し、該燃料ガスを前記燃料電池モジュールに供給する水蒸気改質器、前記水蒸気を生成する改質水が貯留された改質水タンクを収容する改質水室、前記燃料電池モジュールから排出される排熱との熱交換により水を昇温させて温水を生成する熱交換器、前記水を排出する一方、前記温水を貯留する貯湯タンク、前記貯湯タンクから排出された前記水を前記熱交換器に送るとともに、前記熱交換器で得られた前記温水を該貯湯タンクに戻す循環水流路、前記循環水流路上に設けられ、前記水を昇温させる循環水ヒータ、前記燃料電池モジュールに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給流路、及び前記酸化剤ガス供給流路の途上から分岐し、前記改質水室を通って合流するバイパス流路を備える燃料電池コージェネレーションシステムの運転方法であって、
前記燃料電池モジュールが定常運転されたか否かを判断する工程と、
前記燃料電池モジュールが定常運転されたと判断された際、前記改質水室が所定の温度以下であるか否かを判断する工程と、
前記改質水室が所定の温度以下であると判断された際、前記循環水ヒータをオンさせるとともに、前記バイパス流路を前記酸化剤ガス供給流路に開放させる工程と、
を有することを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステムの運転方法。 - 請求項7記載の運転方法において、前記改質水室が所定の温度以下でないと判断された際、前記貯湯タンク内が所定の湯量で有るか否かを判断する工程と、
前記貯湯タンク内が所定の湯量で有ると判断された際、前記循環水ヒータをオフさせるとともに、前記バイパス流路を前記酸化剤ガス供給流路から閉塞させる工程と、
前記貯湯タンク内が所定の湯量で無いと判断された際、前記循環水ヒータをオンさせるとともに、前記バイパス流路を前記酸化剤ガス供給流路から閉塞させる工程と、
を有することを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステムの運転方法。 - 請求項8記載の運転方法において、電力を制御する電装ユニット内に取り込んだ空気を、前記酸化剤ガス供給流路を通って前記燃料電池モジュールに、又は、前記酸化剤ガス供給流路とは個別に前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステムの運転方法。
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