JP4931340B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
そこで、これらの熱交換器を用いて十分な熱量を排ガスから水に伝達するために、貯湯用水の循環流量を小さくし、この貯湯用水の熱交換器出口温度を高く設定しようとすると、熱交換器の高温側から低温側にプレート自体やフィンを通して熱が伝わり、熱交換器全体が熱伝導によりほぼ同じ温度になってしまい、排ガスから貯湯用水への伝熱効率が低下する。
前記熱交換器は、筐体と、排ガスの流通する内部空間と、該内部空間に設けられ排ガス流れ方向を軸として蛇行もしくは螺旋状に水の流通する配管と、排ガス流れ方向に略平行となるように前記配管の外壁に設けられた複数のフィンとを有し、それぞれの該フィンは、排ガス流れ方向に対して分割されて、前記配管ごとに独立して配置されていることを特徴とする燃料電池システムである。
独立して配置されていることにより、排ガス流れ方向への熱伝導が悪くなり、熱交換器全体で均等に熱交換が行なわれるようになるため、排ガスを有効に利用できるようになる。
空気極: 1/2O2+2e− → O2− (固体電解質) …(1)
燃料極: O2− (固体電解質)+ H2 → H2O+2e− …(2)
燃料ガス供給装置2及び空気供給装置3は、燃料ガス及び空気の流量をコントロールしながら燃料ガス及び空気を固体電解質形燃料電池1に送るように設定されたものである。そして、燃料ガス供給装置2から送り出された燃料ガスは、改質に適した水素/水蒸気比となるように燃料加湿器4で加湿され、改質器(図示しない)を経て固体電解質形燃料電池1へ送られる。
以下でもフィンを通して熱交換器低温側への熱伝導がなくなり、熱交換全体で均等に熱交換が行われるようになり、排ガスを有効に利用できるようになる。
2 :燃料ガス供給装置
3 :空気供給装置
4 :燃料加湿器
5 :熱交換器
6 :貯湯タンク
7 :循環配管
7a:下流側循環配管
7b:上流側循環配管
8 :循環ポンプ
10:切り替えダンパ
11:熱交換器入口水温検出器
12:熱交換器出口水温検出器
13:制御装置
14:タンク温度検出器
Claims (4)
- 固体電解質形燃料電池と、湯水を貯える貯湯タンクと、前記固体電解質形燃料電池に排ガス配管を介して接続されるとともに前記貯湯タンクと水循環配管を介して接続された熱交換器とを具備する燃料電池システムであって、
前記熱交換器は、筐体と、排ガスの流通する内部空間と、該内部空間に設けられ排ガス流れ方向を軸として蛇行もしくは螺旋状に水の流通する配管と、排ガス流れ方向に略平行となるように前記配管の外壁に設けられた複数のフィンとを有し、それぞれの該フィンは、排ガス流れ方向に対して分割されて、前記配管ごとに独立して配置されていることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記熱交換器に流入する排ガス温度が250℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記固体電解質形燃料電池の運転温度が800℃以下であるとともに、前記熱交換器において熱交換により排ガス中の水蒸気が液化してなる凝縮水が前記固体電解質形燃料電池に供給されることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池システム。
- 前記熱交換器内の配管を流れる水の流量が0.2リットル/分以下であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれかに記載の燃料電池システム。
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