JP3265799B2 - 燃料電池用直接接触式熱交換器および燃料電池システム - Google Patents
燃料電池用直接接触式熱交換器および燃料電池システムInfo
- Publication number
- JP3265799B2 JP3265799B2 JP03828694A JP3828694A JP3265799B2 JP 3265799 B2 JP3265799 B2 JP 3265799B2 JP 03828694 A JP03828694 A JP 03828694A JP 3828694 A JP3828694 A JP 3828694A JP 3265799 B2 JP3265799 B2 JP 3265799B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- fuel cell
- heat exchanger
- heat
- direct contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
ら、筐体の外壁内面部分で熱交換を行い、熱回収する燃
料電池用直接接触式熱交換器および燃料電池システムに
関するものである。
電池に接続した例を示す。燃料電池1における水素の製
造には、原燃料である都市ガスと電池冷却水から供給さ
れる水蒸気を触媒上で反応させる水蒸気改質反応を利用
しており、この反応が吸熱反応であるので改質器15を
一定温度に維持するため、燃料極から排出される水素を
改質器15のバーナで燃焼させる。この結果、改質器1
5からはこの改質器15の燃焼排ガスが排出される。ま
た、空気極からは発電反応に使われた空気の排ガスが排
出される。これらの燃料電池からの高温排ガスは、燃料
電池排ガス供給配管2へ導かれ、燃料電池排ガス供給配
管2より熱交換器3内に供給され、熱交換器3内を上昇
し、充填材6および流水仕切板7からなる熱交換部にお
いて熱回収水の散水手段5により散水された熱回収水と
対向流で直接接触することにより熱交換を行う。熱交換
によって温められた熱回収水は、熱交換器3内を流下
し、熱回収水貯水部8にたまり、ここから循環ポンプ1
0により吸収式冷凍機11に導かれる。図6中、4は熱
回収水入口、9は温水供給配管、12は高温排ガス入
口、13は低温排ガス排出口である。
来の直接接触式熱交器により燃料電池の高温排ガスから
熱回収を行い、吸収式冷凍機の熱源として使おうとした
場合には、充填材および流水仕切板からなる熱交換部を
必要とするため、直接接触式熱交換器が大きくなり直接
接触式熱交換器を燃料電池の外部に設置し、改質器燃焼
排ガス供給配管を、燃料電池から直接接触式熱交換器ま
で設ける必要がある。この結果燃料電池の外部に直接接
触式熱交換器等を設置するためのスペースと、燃料電池
排ガス供給配管等の工事に多額のコストがかかるという
欠点があった。
交換を、筺体の外壁内面部分、筺体内部、排ガス熱伝達
部上壁部で行い直接接触式熱交換器をコンパクト化した
燃料電池用直接接触式熱交換器および燃料電池システム
を提供することにある。
接触式熱交換器は、高温排ガスと熱回収水とを直接接触
させて熱交換することにより高温の温水を回収する燃料
電池用直接接触式熱交換器であって、前記直接接触式熱
交換器の筺体が直方体であり、筺体上部から順に、低温
排ガス排出口、熱回収水入口、熱回収水散水手段、排ガ
ス熱伝達部、高温排ガス入口部に接続した排ガス供給配
管、熱交換後の温水を貯溜させる温水貯水部、熱回収水
を吸収式冷凍機に供給するための温水供給配管を設けた
構造とし、前記熱回収水散水手段は、複数の穴を有する
長方形の第1の金属板と複数の穴を有する第2の金属板
から構成され、前記第1の金属板の4辺のうち3辺が各
々前記筐体の3側壁内面に接し、残りの1辺には前記第
2の金属板が上方向に取り付けられた構造を有し、前記
排ガス熱伝達部は、長方形の第3の金属板からなり4辺
のうち3辺が各々前記第2の金属板側の筐体の3側壁面
内面に接し、残りの一辺には下方向に第4の金属板が取
り付けられ、前記筐体側壁内面に接していない残りの一
辺の方向に次第に低くなるように勾配を与えられた構造
を有し、前記排ガス供給配管は、前記熱回収水散水手段
の第2の金属板と同側面側に設けられ、前記高温排ガス
が前記筐体内の斜め上部に向うように勾配を付与されて
高温排ガス入口部に接続されたことを特徴とするもので
ある。
と燃料極から構成される燃料電池本体と、改質器、水蒸
気分離器および熱交換器とから主として構成されてなる
燃料電池システムにおいて、前記熱交換器は、前記燃料
電池用直接接触式熱交換器であることを特徴とするもの
である。
内部に熱交換部として充填材が投入されてあり、全体と
して大型なものであるため、熱交換器は燃料電池の外部
に設置する必要があり、それにともなって、燃料電池の
高温排ガスを熱交換器まで導くための長大な燃料電池排
ガス供給配管を設けなければならなかった。しかし、本
発明の燃料電池用直接接触式熱交換器では、熱交換器筺
体外壁内面部、筺体内部、排ガス熱伝達部上壁部を熱交
換部として利用することにより充填材が不要となる。筐
体の形状も薄型の直方体とすることができる。したがっ
て、直接接触式熱交換器の小型化により、燃料電池パッ
ケージ内部に設置が可能となり、燃料電池排ガス配管に
かかるコストが削減できる。このように、本発明の燃料
電池用直接接触式熱交換器は、従来の技術とは、充填材
を不要とし、筐体の薄型化を可能とした点が最も異な
る。
ガス供給配管より熱交換器内に導かれた高温排ガスは、
排ガス熱伝達部上壁下面に吹きつけられることにより排
ガス熱伝達部上壁を加熱させ、その後、熱回収水散水手
段により筺体外壁内部を流下する熱回収水及び、筺体内
部を落下する熱回収水と直交するかたちで直接接触する
ことにより熱交換を行い、低温排ガス排出口より排出さ
れる。一方、熱回収水は、熱回収水散水手段により、筺
体外壁内部を流下するとともに、筺体内部を落下する。
その際に高温排ガスと直交するかたちで直接接触するこ
とにより熱交換を行い温度を上昇させる。その後、高温
排ガスにより高温に加熱している排ガス熱伝達部上壁上
面に達し、そこで熱を受け取ることでさらに温度上昇し
て温水貯水部へ落下する。すなわち、熱交換器の筺体外
壁内面部、筺体内部及び、排ガス熱伝達部上壁部を熱交
換部として利用することにより充填材を必要とせず熱交
換が可能となる。なお、外壁内面及び、排ガス入口上壁
部はどのような形状でもよく、平面でもよいし、波板状
であってもよい。
り、筐体301の形状を薄型直方体とし、筐体上部から
順に、排ガス排出管13、熱回収水散水手段5、排ガス
入口12、熱回収水の貯水部8、熱回収水供給配管9を
設けた構造とする。
の作用について説明する。燃料電池の高温排ガスは、燃
料電池排ガス供給配管2により熱交換器3内に導かれ、
排ガス入口12から筐体301の外壁内面へ吹きつけら
れ、筐体301の内部を上昇して排ガス排出管13から
排出される。一方、吸収式冷凍機11から出た熱回収水
は、側面に穴を多数開けた配管である熱回収散水手段5
により、熱交換器筐体301の外壁内面へ吹きつけられ
外壁内面を流下し、流下の途中において熱回収を行い、
温められて熱回収水貯水部8へ落下する。熱回収水貯水
部8へ貯められた熱回収水は、循環ポンプ10により吸
収式冷凍機11の熱源として使用される。
図であり、図2は熱交換器の透視図、図3は熱交換器の
A断面図、図4は熱交換器のB断面見上図、図5は熱交
換器のB断面伏せ図を示す。即ち、筺体301の形状を
薄型直方体とし、筺体上部から順に、低温排ガス排出口
13、穴を有する金属板16と穴を有する他の金属板1
7から構成される熱回収水散水手段5、排ガス熱伝達部
14、温水貯水部8、温水供給配管9を設けた構造とす
る。先ず、この直接接触式熱交換器の作用について説明
する。吸収式冷凍機11から出た熱回収水は、熱回収水
散水手段5により筺体301の外壁内面に流下させると
ともに、筺体301の内部にも落下させる。一方、燃料
電池高温排ガスは、燃料電池高温排ガス供給配管2によ
り直接接触式熱交換器筺体301内に導かれ、排ガス熱
伝達部14の上壁部を加熱した後、筺体301の外壁内
面を流下する熱回収水及び、筺体301の内部を落下す
る熱回収水と直交するかたちで直接接触することにより
熱交換を行いながら筺体301の内部を上昇し、低温排
ガス排出口13から排出される。この際高温排ガスから
熱回収を行い温められた熱回収水は、高温に加熱された
排ガス入口12の上壁部まで流下及び落下し、排ガス熱
伝達部14の上壁部から熱を受け取ることによりさらに
温められて温水貯水部8へ落下する。温水貯水部8へ貯
留された温水は、循環ポンプ10により吸収式冷凍機1
1の熱源として使用される。
料電池内部で燃料電池排ガス配管に直接接触式熱交換器
を設けることが可能となり、従来のように大型の直接接
触式熱交換器を燃料電池の外部に設置することに比べ
て、熱交換器の専有スペースが小さくなるとともに、燃
料電池排ガス供給配管も短くなりそれに伴う保温工事も
簡単になり、コストの低減を図ることができる。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 高温排ガスと熱回収水とを直接接触させ
て熱交換することにより高温の温水を回収する燃料電池
用直接接触式熱交換器であって、前記直接接触式熱交換
器の筺体が直方体であり、筺体上部から順に、低温排ガ
ス排出口、熱回収水入口、熱回収水散水手段、排ガス熱
伝達部、高温排ガス入口部に接続した排ガス供給配管、
熱交換後の温水を貯溜させる温水貯水部、熱回収水を吸
収式冷凍機に供給するための温水供給配管を設けた構造
とし、 前記熱回収水散水手段は、複数の穴を有する長方形の第
1の金属板と複数の穴を有する第2の金属板から構成さ
れ、前記第1の金属板の4辺のうち3辺が各々前記筐体
の3側壁内面に接し、残りの1辺には前記第2の金属板
が上方向に取り付けられた構造を有し、 前記排ガス熱伝達部は、長方形の第3の金属板からなり
4辺のうち3辺が各々前記第2の金属板側の筐体の3側
壁面内面に接し、残りの一辺には下方向に第4の金属板
が取り付けられ、前記筐体側壁内面に接していない残り
の一辺の方向に次第に低くなるように勾配を与えられた
構造を有し、 前記排ガス供給配管は、前記熱回収水散水手段の第2の
金属板と同側面側に設けられ、前記高温排ガスが前記筐
体内の斜め上部に向うように勾配を付与されて高温排ガ
ス入口部に接続された ことを特徴とする燃料電池用直接
接触式熱交換器。 - 【請求項2】 空気極と燃料極から構成される燃料電池
本体と、改質器、水蒸気分離器および熱交換器とから主
として構成されてなる燃料電池システムにおいて、 前記熱交換器は、請求項1記載の燃料電池用直接接触式
熱交換器であることを特徴とする燃料電池システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03828694A JP3265799B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 燃料電池用直接接触式熱交換器および燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03828694A JP3265799B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 燃料電池用直接接触式熱交換器および燃料電池システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07243776A JPH07243776A (ja) | 1995-09-19 |
JP3265799B2 true JP3265799B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=12521074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03828694A Expired - Lifetime JP3265799B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 燃料電池用直接接触式熱交換器および燃料電池システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3265799B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6054229A (en) * | 1996-07-19 | 2000-04-25 | Ztek Corporation | System for electric generation, heating, cooling, and ventilation |
KR100726760B1 (ko) * | 2000-11-06 | 2007-06-11 | 삼성테크윈 주식회사 | 냉각수분사형 열교환기 |
JP4906248B2 (ja) * | 2003-08-20 | 2012-03-28 | 京セラ株式会社 | 燃料電池組立体 |
CN109899269A (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-18 | 深圳市富能新能源科技有限公司 | 余热回收装置 |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP03828694A patent/JP3265799B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07243776A (ja) | 1995-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100723371B1 (ko) | 변성장치 | |
JP5129452B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
AU689471B2 (en) | Thermal control apparatus | |
JP3823181B2 (ja) | 燃料電池用発電システム及び発電システムの廃熱再循環冷却システム | |
JP5941148B2 (ja) | ハイブリッドシステム | |
JP2002124289A (ja) | 固体電解質型燃料電池システム | |
GB2027978A (en) | A battery | |
WO2004016992A1 (ja) | ガス加湿装置 | |
JP3265799B2 (ja) | 燃料電池用直接接触式熱交換器および燃料電池システム | |
JP3873849B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池装置 | |
JP3611065B2 (ja) | 一体型燃料電池発電装置 | |
JPS61179067A (ja) | 燃料電池 | |
CN115551309A (zh) | 一种均热板水冷散热器结构 | |
US3976510A (en) | Battery recombination reactor system | |
CN115172801A (zh) | 固体氧化物燃料电池与光热利用一体化系统及方法 | |
CN112952162B (zh) | 一种套筒式燃料处理器及应用 | |
JP2006179386A (ja) | 燃料電池システム | |
CN113251464A (zh) | 一种无机盐相变电蓄热供热装置 | |
JP2003123806A (ja) | 燃料電池の熱交換構造 | |
JP3114950B2 (ja) | 燃料電池用直接接触式熱交換器 | |
JPH02120205A (ja) | 燃料電池用改質装置 | |
JPS5975573A (ja) | 燃料電池 | |
JP3961198B2 (ja) | 排熱利用燃料電池 | |
CN220042000U (zh) | 一种防碰撞电池热管理装置 | |
JP3319315B2 (ja) | 燃料電池用直接接触式熱交換器システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090111 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090111 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100111 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120111 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130111 Year of fee payment: 11 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |