JP3199276B2 - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JP3199276B2 JP3199276B2 JP01607292A JP1607292A JP3199276B2 JP 3199276 B2 JP3199276 B2 JP 3199276B2 JP 01607292 A JP01607292 A JP 01607292A JP 1607292 A JP1607292 A JP 1607292A JP 3199276 B2 JP3199276 B2 JP 3199276B2
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- cooling water
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池発電装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】図１は本願の実施例を示す図面である
が、このうち公知の部分について本願の発明をよく理解
するために説明する。全体を符号１で示す燃料電池に
は、燃料ガスＡが供給されるアノード２、空気Ｂが供給
されるカソード３及び冷却器４が設けられている。その
冷却器４の熱交換器５は、冷却水路Ｌ１に介装され、こ
の冷却水路Ｌ１には、ポンプ６と電池冷却水Ｃを貯留す
る補給水回収装置７とが介装されている。その補給水回
収装置７は、水路Ｌ２により図示しない燃料改質器に接
続され、また、水路Ｌ３により電磁弁８を介して排熱利
用設備９に接続されている。その排熱利用設備９の底部
は、水路Ｌ４によりポンプ１０を介してタンク１１に接
続されている。このタンク１１は、水路Ｌ５により補給
水弁１２を介して図示しない補給水源に接続され、ま
た、ポンプ１３を介し第１水路Ｌ６及び第２水路Ｌ７に
より補給水回収装置７に接続されている。
が、このうち公知の部分について本願の発明をよく理解
するために説明する。全体を符号１で示す燃料電池に
は、燃料ガスＡが供給されるアノード２、空気Ｂが供給
されるカソード３及び冷却器４が設けられている。その
冷却器４の熱交換器５は、冷却水路Ｌ１に介装され、こ
の冷却水路Ｌ１には、ポンプ６と電池冷却水Ｃを貯留す
る補給水回収装置７とが介装されている。その補給水回
収装置７は、水路Ｌ２により図示しない燃料改質器に接
続され、また、水路Ｌ３により電磁弁８を介して排熱利
用設備９に接続されている。その排熱利用設備９の底部
は、水路Ｌ４によりポンプ１０を介してタンク１１に接
続されている。このタンク１１は、水路Ｌ５により補給
水弁１２を介して図示しない補給水源に接続され、ま
た、ポンプ１３を介し第１水路Ｌ６及び第２水路Ｌ７に
より補給水回収装置７に接続されている。
【０００３】このように構成され、排熱利用設備９の凝
縮水は、タンク１１に戻され、メーキャップ時すなわち
電池冷却水Ｃが不足してタンク１１から補給水Ｄを補給
する際は、ポンプ１３を作動して補給水Ｄを補給水回収
装置７に補給している。
縮水は、タンク１１に戻され、メーキャップ時すなわち
電池冷却水Ｃが不足してタンク１１から補給水Ｄを補給
する際は、ポンプ１３を作動して補給水Ｄを補給水回収
装置７に補給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池装置に
おいて、補給水回収装置７内の電池冷却水Ｃの温度は、
通常１７０℃前後であり、また、タンク１１内の凝縮水
すなわち補給水Ｄの温度は、通常５０〜６０℃である。
したがって、補給水Ｄを電池冷却水Ｃに補給すると、電
池冷却水Ｃの温度が低下し、そのため図３の圧力特性Ｐ
１のように圧力が下がる。これにより冷却器４の冷却性
能が変動し、燃料電池１の出力特性が変動する。また、
図４のスチーム量特性Ｓ１のように、スチーム量が変動
し、したがって、排熱利用設備９の入力が変動する欠点
がある。
おいて、補給水回収装置７内の電池冷却水Ｃの温度は、
通常１７０℃前後であり、また、タンク１１内の凝縮水
すなわち補給水Ｄの温度は、通常５０〜６０℃である。
したがって、補給水Ｄを電池冷却水Ｃに補給すると、電
池冷却水Ｃの温度が低下し、そのため図３の圧力特性Ｐ
１のように圧力が下がる。これにより冷却器４の冷却性
能が変動し、燃料電池１の出力特性が変動する。また、
図４のスチーム量特性Ｓ１のように、スチーム量が変動
し、したがって、排熱利用設備９の入力が変動する欠点
がある。
【０００５】本発明は、補給水による出力変動を低減す
る燃料電池装置を提供することを目的としている。
る燃料電池装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、燃料電
池の冷却水路に介装され電池冷却水を貯留する補給水回
収装置からの水蒸気を利用する廃熱利用設備の凝縮水を
受け入れるタンクの一方を第１水路を介して三方弁の入
口に接続し、該三方弁の一方の出口を第２水路により前
記補給水回収装置に接続し、前記三方弁の他方の出口を
第３水路により前記冷却水路に設けた熱交換器を介して
前記タンクの他方に接続し、前記三方弁の制御手段を設
けている。
池の冷却水路に介装され電池冷却水を貯留する補給水回
収装置からの水蒸気を利用する廃熱利用設備の凝縮水を
受け入れるタンクの一方を第１水路を介して三方弁の入
口に接続し、該三方弁の一方の出口を第２水路により前
記補給水回収装置に接続し、前記三方弁の他方の出口を
第３水路により前記冷却水路に設けた熱交換器を介して
前記タンクの他方に接続し、前記三方弁の制御手段を設
けている。
【０００７】上記補給水回収装置に、電池冷却水が所定
レベルまで低下したのを検出して補給水の補給を必要と
するメーキャップ信号を出力するレベルセンサを設ける
のが好ましい。
レベルまで低下したのを検出して補給水の補給を必要と
するメーキャップ信号を出力するレベルセンサを設ける
のが好ましい。
【０００８】また、タンクを補給水弁を介して補給水源
に接続するのが好ましい。
に接続するのが好ましい。
【０００９】また、制御手段は、三方弁及び補給水弁に
電磁弁を用い、レベルセンサを制御ユニットを介してそ
れぞれ両弁に接続して構成するのが好ましい。
電磁弁を用い、レベルセンサを制御ユニットを介してそ
れぞれ両弁に接続して構成するのが好ましい。
【００１０】
【作用】上記のように構成された燃料電池発電装置にお
いては、レベルセンサがメーキャップ信号を出力しない
とき、制御ユニットは、三方弁を第２水路側に切換えて
補給水弁を開き、補給水を凝縮水と共に熱交換器で昇温
する。また、メーキャップ信号が出力されると、三方弁
を第１水路側に切換え、補給水弁を開く。したがって、
補給水回収装置に従来より高温の補給水が補給され、電
池冷却水の温度低下が低く抑えられ、その結果、圧力変
動が低減して出力変動が低減される。
いては、レベルセンサがメーキャップ信号を出力しない
とき、制御ユニットは、三方弁を第２水路側に切換えて
補給水弁を開き、補給水を凝縮水と共に熱交換器で昇温
する。また、メーキャップ信号が出力されると、三方弁
を第１水路側に切換え、補給水弁を開く。したがって、
補給水回収装置に従来より高温の補給水が補給され、電
池冷却水の温度低下が低く抑えられ、その結果、圧力変
動が低減して出力変動が低減される。
【００１１】
【実施例】図１において、第１水路Ｌ６は、電磁三方弁
１４の入口に接続されている。その三方弁１４の一方の
出口は、第２水路Ｌ７に接続され、他方の出口は、第３
水路Ｌ８に接続されている。その第３水路Ｌ８は、タン
ク１１に接続され、途中には冷却水路Ｌ１の電池冷却水
と熱交換を行う熱交換器１５が設けられている。また、
補給水回収装置７には、レベルセンサ１６が設けられ、
電池冷却水Ｃのレベルが低下し、補給水の補給を必要と
する際のメーキャップ信号を出力するようになってい
る。このセンサ１６は、電気回路Ｌ１１により制御手段
である制御ユニット１７に接続され、この制御ユニット
１７は、電気回路Ｌ１２、Ｌ１３によりそれぞれ両弁の
作動部１４ａ、１２ａに接続されている。
１４の入口に接続されている。その三方弁１４の一方の
出口は、第２水路Ｌ７に接続され、他方の出口は、第３
水路Ｌ８に接続されている。その第３水路Ｌ８は、タン
ク１１に接続され、途中には冷却水路Ｌ１の電池冷却水
と熱交換を行う熱交換器１５が設けられている。また、
補給水回収装置７には、レベルセンサ１６が設けられ、
電池冷却水Ｃのレベルが低下し、補給水の補給を必要と
する際のメーキャップ信号を出力するようになってい
る。このセンサ１６は、電気回路Ｌ１１により制御手段
である制御ユニット１７に接続され、この制御ユニット
１７は、電気回路Ｌ１２、Ｌ１３によりそれぞれ両弁の
作動部１４ａ、１２ａに接続されている。
【００１２】次に図２を参照して作用を説明する。補給
水回収装置７内の電池冷却水Ｃの水位が、レベルセンサ
１６の検知水位以上であってレベルセンサ１６のメーキ
ャップ信号がＯＦＦの場合は（ステップＳ１がＮＯ）、
制御ユニット１７は、電磁三方弁１４を第３水路Ｌ８側
に切換え（ステップＳ２）、補給水弁１２を開く（ステ
ップＳ３）。したがって、タンク１１に流入した補給水
は、排気利用設備９からの凝縮水と共にタンク１１から
第１水路Ｌ６と第３水路Ｌ８とを介してタンク１１へと
循環される。その間、熱交換器１５において、冷却水路
Ｌ１の高温な電池冷却水と熱交換が行われ、タンク１１
内の補給水は、例えば１００℃程度に昇温される。ま
た、電池冷却水Ｃのレベルが低下してレベルセンサ１６
のメーキャップ信号がＯＮになると（ステップＳ１がＹ
ＥＳ）、制御ユニット１７は、電磁三方弁１４を第２水
路Ｌ７側に切換え（ステップＳ４）、補給水弁１２を閉
じる（ステップＳ５）。したがって、タンク１１内の１
００℃前後の補給水が補給水回収装置７に流入する。こ
のように、１００℃前後の補給水Ｄが１８０℃前後の電
池冷却水Ｃに混入するので、電池冷却水Ｃの温度の低下
は従来より小さくなる。その結果、圧力の低下は図３の
圧力特性Ｐのように、従来の約１／２に低減され、その
結果、燃料電池１の出力特性の変動が低減される。ま
た、したがって、排熱利用設備９へのスチーム量の変動
は図４に示す特性Ｓのように、従来の約１／２に低減さ
れる。
水回収装置７内の電池冷却水Ｃの水位が、レベルセンサ
１６の検知水位以上であってレベルセンサ１６のメーキ
ャップ信号がＯＦＦの場合は（ステップＳ１がＮＯ）、
制御ユニット１７は、電磁三方弁１４を第３水路Ｌ８側
に切換え（ステップＳ２）、補給水弁１２を開く（ステ
ップＳ３）。したがって、タンク１１に流入した補給水
は、排気利用設備９からの凝縮水と共にタンク１１から
第１水路Ｌ６と第３水路Ｌ８とを介してタンク１１へと
循環される。その間、熱交換器１５において、冷却水路
Ｌ１の高温な電池冷却水と熱交換が行われ、タンク１１
内の補給水は、例えば１００℃程度に昇温される。ま
た、電池冷却水Ｃのレベルが低下してレベルセンサ１６
のメーキャップ信号がＯＮになると（ステップＳ１がＹ
ＥＳ）、制御ユニット１７は、電磁三方弁１４を第２水
路Ｌ７側に切換え（ステップＳ４）、補給水弁１２を閉
じる（ステップＳ５）。したがって、タンク１１内の１
００℃前後の補給水が補給水回収装置７に流入する。こ
のように、１００℃前後の補給水Ｄが１８０℃前後の電
池冷却水Ｃに混入するので、電池冷却水Ｃの温度の低下
は従来より小さくなる。その結果、圧力の低下は図３の
圧力特性Ｐのように、従来の約１／２に低減され、その
結果、燃料電池１の出力特性の変動が低減される。ま
た、したがって、排熱利用設備９へのスチーム量の変動
は図４に示す特性Ｓのように、従来の約１／２に低減さ
れる。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、電池冷却水に補給水を補給した際の出力変
動を低減することができる。
ているので、電池冷却水に補給水を補給した際の出力変
動を低減することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す模式図。
【図２】制御フローチャート図。
【図３】補給水回収装置の圧力特性図。
【図４】補給水回収装置のスチーム量特性図。
Ａ・・・燃料ガス Ｂ・・・空気 Ｃ・・・電池冷却水 Ｄ・・・補給水 Ｌ１・・・冷却水路 Ｌ６・・・第１水路 Ｌ７・・・第２水路 Ｌ８・・・第３水路 １・・・燃料電池 ２・・・アノード ３・・・カソード ４・・・冷却器 ５・・・熱交換器 ６、１０、１３・・・ポンプ ７・・・補給水回収装置 ８・・・電磁弁 ９・・・排熱利用設備 １１・・・タンク １２・・・補給水弁 １４・・・電磁三方弁 １５・・・熱交換器 １６・・・レベルセンサ １７・・・制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−217865（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−10664（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/04
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料電池の冷却水路に介装され電池冷却
水を貯留する補給水回収装置からの水蒸気を利用する廃
熱利用設備の凝縮水を受け入れるタンクの一方を第１水
路を介して三方弁の入口に接続し、該三方弁の一方の出
口を第２水路により前記補給水回収装置に接続し、前記
三方弁の他方の出口を第３水路により前記冷却水路に設
けた熱交換器を介して前記タンクの他方に接続し、前記
三方弁の制御手段を設けたことを特徴とする燃料電池発
電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01607292A JP3199276B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01607292A JP3199276B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 燃料電池発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211066A JPH05211066A (ja) | 1993-08-20 |
| JP3199276B2 true JP3199276B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=11906368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01607292A Expired - Fee Related JP3199276B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3199276B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100488726B1 (ko) | 2002-12-13 | 2005-05-11 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 시스템의 수소 공급장치 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP01607292A patent/JP3199276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05211066A (ja) | 1993-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |