JP2920018B2 - 燃料電池式発電装置 - Google Patents

燃料電池式発電装置

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JP2920018B2
JP2920018B2 JP4096336A JP9633692A JP2920018B2 JP 2920018 B2 JP2920018 B2 JP 2920018B2 JP 4096336 A JP4096336 A JP 4096336A JP 9633692 A JP9633692 A JP 9633692A JP 2920018 B2 JP2920018 B2 JP 2920018B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は燃料電池の空気極の排
出ガス側および改質器の排出燃焼ガス側に熱回収装置を
取り付けた燃料電池式発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池式発電装置は発電効率か高いと
共に、環境保全性が良好で、かつ、排出ガスの熱利用も
可能であることから、都市部に適合した優れた発電装置
として市場への導入が進められている。例えば都市ガス
を使用した燃料電池式発電装置では、都市ガスを水素を
主成分とする改質ガスに変換する改質器や、改質ガス中
の水素と空気中の酸素とを反応させて直流電力を取り出
す燃料電池等を有しているが、この場合、改質器はその
内部温度が例えば８００℃に保持され、燃料電池はその
内部温度が例えば２００℃に保持されて反応の促進が図
られている。したがって、改質器および燃料電池から排
出される排出ガスは高温で大きな熱エネルギーを有して
おり、熱交換器等を介してその熱が種々に回収され、利
用されている。
【０００３】図５は例えばエネルギー・資源学会第９回
研究発表会講演論文集（３ー１ホテルプラザ・オンサイ
ト型燃料電池の運転研究Ｐ６７〜Ｐ６９）にて報告され
た従来の熱回収装置付き燃料電池式発電装置を示してい
る。
【０００４】図において、１は燃料極１ａ、空気極１ｂ
および冷却器１ｃを積層して構成され、電気化学反応に
より電力を取り出す燃料電池、２は燃焼部２ａとこの燃
焼部２ａによって加熱される反応部２ｂとを有する改質
器、３は改質器２の燃焼部２ａおよび燃料電池１の空気
極１ｂにそれぞれ空気を供給する空気ブロア、４は改質
器２の燃焼部２ａから排出される燃焼排ガスでこの燃焼
部２ａに供給する燃焼用空気を予熱する第１の熱交換手
段としての第１空気予熱器、５は燃料電池１の空気極１
ｂから排出される空気排ガスでこの空気極１ｂに供給さ
れる空気を予熱する第２の熱交換手段としての第２空気
予熱器、６は空気ブロア３から第１および第２空気予熱
器４，５までの空気供給配管、７および８は予熱空気配
管である。
【０００５】９は改質器２の燃焼部２ａから排出された
燃焼排ガス用の燃焼排ガス配管、１０は燃料電池１の空
気極１ｂから排出された空気排ガス用の空気排ガス配
管、１１は第１空気予熱器４から排出された燃焼排ガス
と第２空気予熱器５から排出された空気排ガスとの混合
したガス（以下混合排ガスという）を流す混合排ガス配
管、１２は混合排ガスの有する熱を温水として回収する
第３の熱交換手段としての温水器、１３は混合排ガスの
大気放出配管、１４は温水器１２にて凝縮した混合排ガ
ス中の凝縮水回収用の配管、１５は温水器１２へ水を供
給する水供給配管、１６は温水器１２から温水を取り出
す温水配管、１７は温水配管１６にて供給される温水を
利用する熱利用設備、１８は温水器１２にて回収した混
合排ガス中の水を処理してこの水を発電装置の必要箇所
に供給する水処理装置である。
【０００６】つぎにこの燃料電池式発電装置の動作を説
明する。改質器２の燃焼部２ａでは第１空気予熱器４に
て予熱された空気ブロア３からの空気が供給されること
により所定の燃料が燃焼され、この燃焼によって、反応
部２ｂの温度が改質に適した所定温度に保持されてい
る。そしてこの燃焼部２ａから排出される例えばその温
度が５００℃の燃焼ガスは燃焼排ガス配管９を通って第
１空気予熱器４に送られて、例えばその温度が３００℃
になるまで熱が回収される。なお、反応部２ｂにおいて
都市ガス等から作られた所定の改質ガスは所定の処理が
なされた後、燃料電池１の燃料極１ａに供給される。
【０００７】また、燃料電池１の空気極１ｂには第２空
気予熱器５にて予熱された空気ブロア３からの空気が供
給され、この空気中の酸素と燃料極１ａ中の改質ガスと
の電気化学反応によりこの燃料電池１から電力が取り出
されると共に、空気極１ｂ側には水が生成される。そし
て空気極１ｂから排出された一部酸素が消費された空気
と生成水（スチーム）とからなる例えばその温度が２０
０℃の空気排ガスは空気排ガス配管１０を通って第２空
気予熱器５に送られて、例えばその温度が９０℃になる
まで熱が回収される。そして燃焼排ガスと空気排ガスと
は混合排ガス配管１１内に集められて約１６０℃の混合
排ガスとなる。なお、この混合排ガス中には改質器２の
燃焼部２ａでの燃焼反応と燃料電池１での電気化学反応
とによって生成された約３０％のスチームを含んでい
る。
【０００８】そして上記混合排ガスは混合排ガス配管１
１を通って温水器１２に送られて温水側に熱が回収さ
れ、大気放出配管１３から外部に放出されると共に、混
合排ガス中のスチームは凝縮され水処理装置１８側に回
収される。ここで、混合排ガスの温度を下げれば下げる
ほど混合排ガスから回収できる熱量および凝縮水の量を
増加させることができるが、この場合、熱利用設備１７
との関係上、混合排ガスの温水器１２出口温度は約５０
℃（約１２％のスチームを含有）まで下げられ、外部か
ら水を補給することなく、水処理装置１８で回収した水
のみを使用してこの燃料電池式発電装置の運転ができる
ようになっている。なお、水供給配管１５により温水器
１２に供給される給水温度は約２５℃であり、温水器１
２から温水配管１６側に取り出される温水温度は約７０
℃となる。そしてこの約７０℃の温水が熱利用設備１７
において給湯用等の熱源として利用される。
【０００９】一方、このような燃料電池式発電装置にお
いては混合排ガスからの回収熱を利用して熱利用設備１
７の吸収式冷凍装置等を作動させ装置内の空調（冷房）
を行なうことが望まれる。この場合、吸収式冷凍装置等
では８０℃〜９０℃以上の熱源が要求されるため、前記
混合排ガスにより８０℃で供給された温水を９０℃以上
に加熱する必要が生じる。なお、吸収式冷凍装置は、例
えば、アンモニア蒸気を冷却しつつこれをアンモニア水
に吸収させる吸収器と、このアンモニア水を加圧するポ
ンプと、加圧されたアンモニア水を加熱して高圧のアン
モニアガスを発生させる発生器と、このアンモニアガス
を冷却してアンモニア液として凝縮させる凝縮器と、ア
ンモニア液の膨張弁と、アンモニア液を蒸発させこのア
ンモニア液に冷凍効果を発揮させる蒸発器等とから構成
されるもので、例えば吸収器の加熱用熱源として混合排
ガスからの回収熱が利用される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料電池式発電装置の混合排ガス配管１１中に吸収式冷
凍装置等の熱源となる熱回収装置を設けると、この熱回
収装置出口の混合排ガス温度が上昇し、この混合排ガス
から充分に熱回収ができないという課題があった。この
ため、混合排ガスから充分に凝縮水を回収できず、装置
内に補給水が必要になってくると共に、大気放出配管１
３から放出される混合排ガスが大気に触れて白煙を生じ
させるという課題があった。また、この白煙を防止する
ため例えば冷却塔等の冷却設備を設ければ設備費が上昇
してしまうという課題があった。
【００１１】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、混合排ガスの熱回収を充分
になすことができ、かつ、熱利用設備の吸収式冷凍装置
等にも必要な熱量が供給できる燃料電池式発電装置を提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係る燃料電池式発電装置は、燃料電池と、前記燃料電池
に改質ガスを供給する改質器と、改質器から排出される
燃焼排ガスから熱を回収する第１の熱交換手段と、燃料
電池の空気極から排出される空気排ガスから熱を回収す
る第２の熱交換手段と、第１および第２の熱交換手段か
ら排出される燃焼排ガスと空気排ガスとの混合排ガスか
ら熱を回収する第３の熱交換手段と、前記第３の熱交換
手段での混合排ガスから生じる凝縮水を処理して回収す
る水処理装置とを有する燃料電池式発電装置において、
第３の熱交換手段を、混合排ガスの高温側に設けられた
高温側熱交換手段と低温側に設けられた低温側熱交換手
段とから構成し、混合排ガスからの熱回収を、高温側熱
交換手段と低温側熱交換手段とにより行わせて、２段階
の温度の熱源として利用できるようにしたものである。
【００１３】この発明の第２の発明に係る燃料電池式発
電装置は、第３の熱交換手段を、混合排ガスの高温側に
設けられた高温側熱交換手段と低温側に設けられた低温
側熱交換手段とから構成すると共に、第１の熱交換手段
の燃焼排ガス側に流量調整手段を有するバイパス通路を
設けたものである。
【００１４】この発明の第３の発明に係る燃料電池式発
電装置は、第３の熱交換手段を、混合排ガスの高温側に
設けられた高温側熱交換手段と低温側に設けられた低温
側熱交換手段とから構成すると共に、第１の熱交換手段
の燃焼排ガス側および第２の熱交換手段の空気排ガス側
にそれぞれ流量調整手段を有するバイパス通路を設けた
ものである。
【００１５】この発明の第４の発明に係る燃料電池式発
電装置は、第１の熱交換手段の燃焼排ガス側に流量調整
手段を有するバイパス通路を設け、改質器の反応部の温
度を検出する温度検出器を設け、かつ、温度検出器の検
出温度により流量調整手段を制御してバイパス通路を流
通する燃焼排ガス流量を調整する制御手段を設けたもの
である。
【００１６】
【作用】まず、この発明の第１の発明の作用を説明す
る。第１の熱交換手段により冷却された改質器から排出
される燃焼排ガスと、第２の熱交換手段により冷却され
た燃料電池の空気極から排出される空気排ガスとは、混
合排ガスとして合流される後、第３の熱交換手段により
熱が回収されて冷却される。そして第３の熱交換手段に
おいてはこの混合排ガスから凝縮水が生じるが、この凝
縮水は水処理装置に回収され、装置内で利用される。こ
の場合、凝縮水のみで装置の運転を行なうために混合排
ガスは所定の低温度まで冷却する必要があると共に、第
３の熱交換手段で得られた回収熱で高温の熱源が必要と
される吸収式冷凍装置等を運転する必要がある。
【００１７】そこで第３の熱交換手段を高温側熱交換手
段と低温側熱交換手段との２つから構成し、高温側熱交
換手段により高温側の混合排ガスから吸収式冷凍装置等
用の熱源となる高温の熱を回収し、低温側交換手段によ
り低温側の混合排ガスから充分に熱を回収して混合排ガ
スの温度を所定の低温度まで下げ、混合排ガスから必要
な凝縮水を回収し、混合排ガスのもつ熱量を２段階で取
り出すようにした。
【００１８】次に、この発明の第２、第３、第４の発明
の作用を説明する。これらの発明では第３の熱交換手段
の高温側熱交換手段にて混合排ガスから一時的に多量の
熱量を得ることができるようにして、吸収式冷凍装置等
の起動時に要求される熱量を確保できるようにした。
【００１９】すなわち、第２の発明では、第１の熱交換
手段の燃焼排ガス側のバイパス通路に設けられた流量調
整手段を開き、冷却されない燃焼排ガスを第３の熱交換
手段の高温側交換手段に導入して、混合排ガスの温度を
上げることにより、この高温側熱交換手段により多量の
熱量を得ることができる。また、第３の発明では、第１
の熱交換手段の燃焼排ガス側のバイパス通路に設けられ
た流量調整手段とともに、第２の熱交換手段の空気排ガ
ス側のバイパス通路に設けられた流量調整手段をも開
き、冷却されない燃焼排ガスおよび空気排ガスを第３の
熱交換手段の高温側熱交換手段に導入して、混合排ガス
の温度を上げることにより、この高温側熱交換手段によ
り多量の熱量を得ることができる。
【００２０】さらに、第４の発明では、温度検出器の検
出温度に基づいて、制御手段により第１の熱交換手段の
燃焼排ガス側のバイパス通路に設けられた流量調整手段
を開け、燃焼排ガスを第１の熱交換手段を介さずに第３
の熱交換手段の高温側交換手段に導入して、混合排ガス
の温度を上げることにより、高温側熱交換手段により多
量の熱量を得ることができる。なお、流量調整手段を制
御手段により開ける方法としては例えばこの温度検出器
の反応部の温度の設定値を下げてやればよい。
【００２１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。
【００２２】実施例１．図１はこの発明の第１の発明に
係る一実施例を示す燃料電池式発電装置の系統図であ
り、図において図５に示した従来の燃料電池式発電装置
と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明を
省略する。
【００２３】図において、２０は第３の熱交換手段の高
温側熱交換手段として第１温水器であり、混合排ガス配
管１１の上流側を流れる高温の混合排ガスを有する熱を
高温温水側に熱回収し、この高温温水を熱利用設備１７
に供給するものである。２１は第３の熱交換手段の低温
側熱交換手段としての第２温水器であり、混合排ガス配
管１１の下流側を流れる低温の混合排ガスが有する熱を
低温温水側に熱回収し、この低温温水を熱利用設備１７
に供給するものである。２２は第１温水器２０に温水を
供給する温水供給配管、２３は第１温水器２０にて加熱
された温水を高温温水として取り出す高温温水配管、２
４は第２温水器２１にて凝縮した混合排ガス中の水の回
収用配管、２５は第２温水器２１へ水を供給する水供給
配管、２６は第２温水器２１にて加熱された水を低温温
水として取り出す低温温水配管である。
【００２４】つぎに上記燃料電池式発電装置の動作につ
いて説明する。改質器２の燃焼部２ａでは第１空気予熱
器４にて予熱された空気が供給されて燃焼が行なわれ、
この燃焼によって、反応部２ｂの温度が改質に適した所
定温度に保持される。そしてこの燃焼部２ａから排出さ
れる燃焼排ガスは第１空気予熱器４により例えば５００
℃から３００℃まで冷却される。また、燃料電池１の空
気極１ｂには第２空気予熱器５にて予熱された空気が供
給され、この空気中の酸素と改質器２から供給された燃
料極１ａ中の改質ガスとにより燃料電池１から電力が取
り出されると共に、空気極１ｂ側には水が生成される。
そして空気極１ｂから排出される空気排ガスは第２空気
予熱器５により例えば２００℃から９０℃まで冷却され
る。そして燃焼排ガスと空気排ガスは混合排ガス配管１
１内に集められて約３０％のスチームを含む約１６０℃
の混合排ガスとなる。
【００２５】次に上記混合排ガスは第１温水器２０に送
られ、この第１温水器２０に温水供給配管２２を介して
供給される約８０℃の温水を約９０℃以上の高温温水に
加熱して、そのガス温度が１６０℃から例えば１００℃
まで下げられる。すなわち、熱利用設備１７側に高温温
水配管２３を介して９０℃以上の温水が供給できること
となり、熱利用設備１７側ではこの高温温水を利用して
吸収式冷凍装置等の運転が可能となる。さらに、上記混
合排ガスは第２温水器２１に送られ、この第２温水器２
１に水供給管２５を介して供給される約２５℃の水を約
６５℃の低温温水に加熱して、そのガス温度が１００℃
から約５０℃まで下げられて、大気放出配管１３から低
温状態で放出される。
【００２６】したがって、この第２温水器２１により、
混合排ガス中のスチームが凝縮水として水処理装置１８
側に回収され、この凝縮水により燃料電池式発電装置に
必要な水が補給水無しで確保できることとなると共に、
低温温水配管２６を介して熱利用設備１７側に供給され
た約６５℃の低温温水により、熱利用設備１７側では給
湯用の熱源等が確保できることとなる。
【００２７】実施例２．図２はこの発明の第２の発明に
係る一実施例の燃料電池式発電装置の系統図である。
【００２８】熱利用設備１７側の吸収式冷凍装置等は一
般に起動時に定格運転中の１．２〜１．５倍の熱量を必
要とするため、起動時の一時的な熱量を確保できないと
定格容量の小さな装置しか設置できない。そこでこの実
施例２では第１空気予熱器４の燃焼排ガス配管９側に混
合排ガス配管１１と連通するバイパス配管２７を設け、
このバイパス配管２７を流れる燃焼排ガスの流量を調整
できる流量調整手段としての第１調整弁２８をバイパス
配管２７に設けて、第１温水器２０により吸収式冷凍装
置等の起動時に一時的に多量に要求される熱量を確保で
きるようにした。なお、他の構成機器は実施例１の燃料
電池式発電装置と同一である。
【００２９】改質器２の燃焼部２ａから排出される例え
ば５００℃の燃焼排ガスは、通常運転時にはすべて第１
空気予熱器４に通されその温度が例えば３００℃まで下
げられた後、混合排ガス配管１１に供給されるが、吸収
式冷凍装置等の起動時等の必要な場合には第１調整弁２
８を明けて、５００℃の燃焼ガスの一部を第１空気予熱
器４を介さずに混合排ガス配管１１に供給して混合排ガ
スの温度を上げ、第１温水器２０の高温温水の温度を上
げることができるようにして、吸収式冷凍装置等の起動
時の熱量をまかなうことができるようにした。したがっ
て、定格容量の大きな吸収式冷凍装置等の使用が可能と
なる。
【００３０】実施例３．図３はこの発明の第３の発明に
係る一実施例の燃料電池式発電装置の系統図である。
【００３１】この実施例３では、実施例２と同様に、第
１空気予熱器４の燃焼排ガス配管９側に混合排ガス配管
１１と連通するバイパス配管２７を設け、このバイパス
配管２７に燃焼排ガスの流量を調整できる流量調整手段
としての第１調整弁２８を設けると共に、第２空気予熱
器５の空気排ガス配管１０側に混合排ガス配管１１と連
通するバイパス配管２９を設け、このバイパス配管２９
に空気排ガスの流量を調整できる流量調整手段としての
第２調整弁３０を設けて、この第２調整弁３０と第１調
整弁２８とにより、吸収式冷凍装置等の起動時に一時的
に多量に要求される熱量を第１温水器２０により確保で
きるようにした。なお、他の構成機器は実施例１の燃料
電池式発電装置と同一である。
【００３２】燃料電池１の空気極１ｂから排出される例
えば２００℃の空気排ガスは通常運転時にはすべて第２
空気予熱器５に通されその温度が例えば９０℃まで下げ
られた後、混合排ガス配管１１に供給されるが、必要時
に、第２調整弁３０を開けて、２００℃の空気排ガスの
一部を第２空気予熱器５を介さずに混合排ガス配管１１
に供給すれば混合排ガスの温度を上げることができる。
したがって、吸収式冷凍装置等の起動時に、バイパス配
管２７に設けられた第１調整弁２８を開けると共に、こ
の第２調整弁３０を開ければ、実施例２の場合より混合
排ガスの温度を上げることができ、第１温水器２０で回
収される高温温水の温度もこれに見合った分だけ上げる
ことができるようになる。したがって、この実施例３に
おいても実施例２の燃料電池式発電装置と同様な効果が
得られる。
【００３３】実施例４．図４はこの発明の第４の発明に
係る一実施例の燃料電池式発電装置の系統図である。
【００３４】この実施例４では実施例１の燃料電池式発
電装置のバイパス配管２７中に設けられた第１調整弁２
８を、改質器２の反応部２ｂの温度にしたがって開閉制
御可能とするために、改質器２の反応部２ｂに反応部温
度を検知する温度検出器３１を設けると共に、この温度
検出器３１からの温度信号に基づいて第１調整弁２８を
開閉制御する制御手段としての温度コントローラ３２を
設けた。なお、他の構成機器は実施例１の燃料電池式発
電装置と同一である。
【００３５】温度コントローラ３２は改質器２の反応部
２ｂの温度が設定値より高ければ第１調整弁２８を開け
させ、改質器２の反応部２ｂの温度が設定値より低けれ
ば第１調整弁２８を閉じさせて反応部２ｂの温度を調整
するためものである。すなわち、改質器２の反応部２ｂ
の温度が上がり第１調整弁２８が開いてバイパス配管２
７を通る燃焼排ガス量が増加すれば、第１空気予熱器４
に導入される燃焼排ガス量が減少し、第１空気予熱器４
にて改質器２の燃料部２ｂに供給される空気側に回収さ
れる熱量が減少し、燃焼部２ａにおける熱発生量が減少
して、反応部２ｂの温度は下降することとなり、逆に、
反応部２ｂの温度が下がり第１調整弁２８が閉じてバイ
パス配管２７を通る燃焼ガスが遮断されれば、第１空気
予熱器４にて空気側に回収される熱量が増加し、燃焼部
２ａにおける熱発生量が増加して、反応部２ｂの温度は
上昇することとなる。
【００３６】したがって、吸収式冷凍装置等の起動時に
は、温度コントローラ３２の温度設定値を反応部２ｂの
温度の下限値まで下げ、この温度設定値を温度検出器３
１で検出される実際の反応部２ｂの温度の指示値より小
さくして第１調整弁２８を開けるようにすれば、混合排
ガス配管１１中に約５００℃の高温燃焼ガスの一部が流
入して混合排ガスの温度が上昇し、第１温水器２０で回
収される高温温水の温度を上げることができるようにな
って、この第１温水器２０により吸収式冷凍装置等の起
動時の熱量をまかなうことができるようになる。したが
って、この実施例４においても実施例２の燃料電池式発
電装置と同様の効果が得られる。
【００３７】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３８】この発明の第１の発明によれば、燃料電池
と、燃料電池に改質ガスを供給する改質器と、改質器か
ら排出される燃焼排ガスから熱を回収する第１の熱交換
手段と、燃料電池の空気極から排出される空気排ガスか
ら熱を回収する第２の熱交換手段と、第１および第２の
熱交換手段から排出される燃焼排ガスと空気排ガスの混
合排ガスから熱を回収する第３の熱交換手段と、第３の
熱交換手段での混合排ガスから生じる凝縮水を処理して
回収する水処理装置とを有する燃料電池式発電装置にお
いて、第３の熱交換手段を、混合排ガスの高温側に設け
られた高温側熱交換手段と低温側に設けられた低温側熱
交換手段とから構成し、混合排ガスからの熱回収を、高
温側熱交換手段と低温側熱交換手段とにより行わせて、
２段階の温度の熱源として利用できるようにしたので、
混合排ガスの排熱を２段階の温度レベルで取り出せ、必
要な凝縮水を得ることができる所定の低温度まで混合排
ガスの熱回収を充分になすことができ、かつ、所定の高
温熱源が要求される吸収式冷凍装置等にも必要な熱量を
供給できる。
【００３９】また、この発明の第２の発明によれば、第
３の熱交換手段を、混合排ガスの高温側に設けられた高
温側熱交換手段と低温側に設けられた低温側熱交換手段
とから構成すると共に、第１の熱交換手段の燃焼ガス側
に流量調整手段を有するバイパス通路を設けたので、第
３の熱交換手段の高温側熱交換手段にて混合排ガスから
一時的に多量の熱量を得ることができるようになり、吸
収式冷凍装置等の起動時に要求される熱量を高温側熱交
換手段にて確保でき、定格値の大きな排熱機器が使用で
きるという効果も得ることができる。
【００４０】さらに、この発明の第３の発明によれば、
第３の熱交換手段を、混合排ガスの高温側に設けられた
高温側熱交換手段と低温側に設けられた低温側熱交換手
段とから構成すると共に、第１の熱交換手段の燃料排ガ
ス側および第２の熱交換手段の空気排ガス側にそれぞれ
流量調整手段を有するバイパス通路を設けたので、第３
の熱交換手段の高温側熱交換手段にて混合排ガスから一
時的に多量の熱量を得ることができるようになり、吸収
式冷凍装置等の起動時に要求される熱量を高温側熱交換
手段にて確保できるという効果も得ることができる。
【００４１】また、この発明の第４の発明によれば、第
１の熱交換手段の燃焼排ガス側に流量調整手段を有する
バイパス通路を設け、改質器の反応部の温度を検出する
温度検出器を設け、かつ、この温度検出器の検出温度に
より流量調整手段を制御してバイパス通路を流通する燃
焼排ガス流量を調整する制御手段を設けたので、第３の
熱交換手段の高温側熱交換手段にて混合排ガスから一時
的に多量の熱量を得ることができるようになり、吸収式
冷凍装置等の起動時に要求される熱量を高温側熱交換手
段にて確保できるという効果も得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１を示す燃料電池式発電装置
の系統図である。
【図２】この発明の実施例２を示す燃料電池式発電装置
の系統図である。
【図３】この発明の実施例３を示す燃料電池式発電装置
の系統図である。
【図４】この発明の実施例４を示す燃料電池式発電装置
の系統図である。
【図５】従来の燃料電池式発電装置の一例を示す系統図
である。
【符号の説明】
１ 燃料電池 １ａ 燃料極 １ｂ 空気極 ２ 改質器 ４ 第１空気予熱器（第１の熱交換手段） ５ 第２空気予熱器（第２の熱交換手段） １７ 熱利用設備 ２０ 第１温水器（高温側熱交換手段） ２１ 第２温水器（低温側熱交換手段） ２７ バイパス配管（バイパス通路） ２８ 第１調整弁（流量調整手段） ２９ バイパス配管（バイパス通路） ３０ 第２調整弁（流量調整手段） ３１ 温度検出器 ３２ 温度コントローラ（制御手段）

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料電池と、前記燃料電池に改質ガスを
    供給する改質器と、前記改質器から排出される燃焼排ガ
    スから熱を回収する第１の熱交換手段と、前記燃料電池
    の空気極から排出される空気排ガスから熱を回収する第
    ２の熱交換手段と、前記第１および第２の熱交換手段か
    ら排出される前記燃焼排ガスと前記空気排ガスとの混合
    排ガスから熱を回収する第３の熱交換手段と、前記第３
    の熱交換手段での前記混合排ガスから生じる凝縮水を処
    理して回収する水処理装置とを有する燃料電池式発電装
    置において、前記第３の熱交換手段は、前記混合排ガス
    の高温側に設けられた高温側熱交換手段と低温側に設け
    られた低温側熱交換手段とから構成され、前記混合排ガ
    スからの熱回収を、前記高温側熱交換手段と前記低温側
    熱交換手段とにより行わせて、２段階の温度の熱源とし
    て利用できるようにしたことを特徴とする燃料電池式発
    電装置。
  2. 【請求項２】 燃料電池と、前記燃料電池に改質ガスを
    供給する改質器と、前記改質器から排出される燃焼排ガ
    スから熱を回収する第１の熱交換手段と、前記燃料電池
    の空気極から排出される空気排ガスから熱を回収する第
    ２の熱交換手段と、前記第１および第２の熱交換手段か
    ら排出される前記燃焼排ガスと前記空気排ガスとの混合
    排ガスから熱を回収する第３の熱交換手段と、前記第３
    の熱交換手段での前記混合排ガスから生じる凝縮水を処
    理して回収する水処理装置とを有する燃料電池式発電装
    置において、前記第３の熱交換手段を、前記混合排ガス
    の高温側に設けられた高温側熱交換手段と低温側に設け
    られた低温側熱交換手段とから構成すると共に、前記第
    １の熱交換手段の前記燃焼排ガス側に流量調整手段を有
    するバイパス通路を設けたことを特徴とする燃料電池式
    発電装置。
  3. 【請求項３】 燃料電池と、前記燃料電池に改質ガスを
    供給する改質器と、前記改質器から排出される燃焼排ガ
    スから熱を回収する第１の熱交換手段と、前記燃料電池
    の空気極から排出される空気排ガスから熱を回収する第
    ２の熱交換手段と、前記第１および第２の熱交換手段か
    ら排出される前記燃焼排ガスと前記空気排ガスとの混合
    排ガスから熱を回収する第３の熱交換手段と、前記第３
    の熱交換手段での前記混合排ガスから生じる凝縮水を処
    理して回収する水処理装置とを有する燃料電池式発電装
    置において、前記第３の熱交換手段を、前記混合排ガス
    の高温側に設けられた高温側熱交換手段と低温側に設け
    られた低温側熱交換手段とから構成すると共に、前記第
    １の熱交換手段の前記燃焼排ガス側および前記第２の熱
    交換手段の前記空気排ガス側にそれぞれ流量調整手段を
    有するバイパス通路を設けたことを特徴とする燃料電池
    式発電装置。
  4. 【請求項４】 燃料電池と、前記燃料電池に改質ガスを
    供給する改質器と、前記改質器から排出される燃焼排ガ
    スから熱を回収する第１の熱交換手段と、前記燃料電池
    の空気極から排出される空気排ガスから熱を回収する第
    ２の熱交換手段と、前記第１および第２の熱交換手段か
    ら排出される前記燃焼排ガスと前記空気排ガスとの混合
    排ガスから熱を回収する第３の熱交換手段と、前記第３
    の熱交換手段での前記混合排ガスから生じる凝縮水を処
    理して回収する水処理装置とを有する燃料電池式発電装
    置において、前記第１の熱交換手段の前記燃焼排ガス側
    に流量調整手段を有するバイパス通路を設け、前記改質
    器の反応部の温度を検出する温度検出器を設け、かつ、
    前記温度検出器の検出温度により前記流量調整手段を制
    御して前記バイパス通路を流通する燃焼排ガス流量を調
    整する制御手段を設けたことを特徴とする燃料電池式発
    電装置。
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