JP5316126B2 - Fuel cell power generator - Google Patents

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Description

本発明は、燃料改質器、燃料電池本体、生成水回収器、熱利用熱交換器、空冷式排熱冷却装置を具備する燃料電池発電装置に関する。   The present invention relates to a fuel cell power generator including a fuel reformer, a fuel cell main body, a generated water recovery device, a heat utilization heat exchanger, and an air-cooled exhaust heat cooling device.

近年、発電による電力利用とともに、発電により生じた熱を給湯や空調等の熱利用設備で利用するコージェネレーション装置が開発されている。   In recent years, cogeneration apparatuses that use heat generated by power generation and heat generated by power generation such as hot water supply and air conditioning have been developed.

コージェネレーション装置の一種である燃料電池発電装置は、主に、原燃料を水素濃度の高い燃料ガスへと改質する燃料改質器と、燃料改質器により改質された燃料ガスと空気との電気化学反応に基づいて発電する燃料電池本体と、燃料改質器及び燃料電池本体から排出された排気ガスを、当該排気ガスに含まれる水分を回収してから外部に排出する生成水回収器と、燃料電池本体の発電により生じた熱を熱利用設備に回収させる熱利用熱交換器とから構成される。   A fuel cell power generation device, which is a type of cogeneration device, mainly includes a fuel reformer that reforms raw fuel into a fuel gas with a high hydrogen concentration, and fuel gas and air reformed by the fuel reformer. Fuel cell main body that generates electric power based on the electrochemical reaction of the above, and a water generator that recovers the exhaust gas discharged from the fuel reformer and the fuel cell main body after recovering the moisture contained in the exhaust gas And a heat-utilizing heat exchanger that causes the heat-utilizing equipment to recover the heat generated by the power generation of the fuel cell main body.

このような燃料電池発電装置では、熱利用設備における熱利用が減少した場合にも燃料電池本体の運転温度を一定に保つために、熱利用設備に回収されなかった余剰熱を外気により吸熱して冷却する空冷式排熱冷却器を設けることが知られている。   In such a fuel cell power generation device, in order to keep the operating temperature of the fuel cell main body constant even when the heat utilization in the heat utilization facility decreases, the excess heat not recovered by the heat utilization facility is absorbed by the outside air. It is known to provide an air-cooled exhaust heat cooler for cooling.

ところで、上述のように構成された燃料電池発電装置の排気ガス、すなわち、生成水回収器から外部に排出される排気ガスは、大部分が水蒸気と二酸化炭素とから構成されており、窒素酸化物NOx、硫黄酸化物SOx、煤塵等の有害物質を極めて微量あるいは検出限界値以下しか含んでいない。したがって、燃料電池発電装置は、排気ガスが極めてクリーンなコージェネレーション装置として、市街地への設置が盛んに進められている。   By the way, the exhaust gas of the fuel cell power generation device configured as described above, that is, the exhaust gas discharged to the outside from the generated water recovery unit is mostly composed of water vapor and carbon dioxide, and nitrogen oxides. It contains extremely small amounts of harmful substances such as NOx, sulfur oxide SOx, and dust, or below the detection limit value. Therefore, installation of fuel cell power generators in urban areas has been actively promoted as a cogeneration apparatus with extremely clean exhaust gas.

一方で、燃料電池発電装置の排気ガスは、ほぼ50℃の飽和水蒸気に相当する水蒸気を含んでおり、外気に触れると、外気により冷却された水分が凝縮し、白煙を生じてしまう。このため、燃料電池発電装置の排気ガスは、極めてクリーンであるにも関わらず、排気ガスの白煙化が、排気ガスがクリーンでないという印象を与えてしまい、燃料電池発電装置が市街地に設置される場合に問題視される恐れがあった。   On the other hand, the exhaust gas of the fuel cell power generation device contains water vapor corresponding to saturated water vapor at about 50 ° C., and when it comes into contact with the outside air, the water cooled by the outside air is condensed and white smoke is generated. For this reason, although the exhaust gas of the fuel cell power generator is extremely clean, the white smoke of the exhaust gas gives the impression that the exhaust gas is not clean, and the fuel cell power generator is installed in an urban area. There was a risk of being viewed as a problem.

そこで、燃料電池発電装置の排気ガスの白煙化を防止するために、排気ガスを加温して、排気ガスに含まれる水蒸気の水蒸気濃度を下げてから外部に排出することが知られている。具体的には、熱利用設備に回収されなかった余剰熱を冷却する空冷式排熱冷却器を生成水回収器内に設け、生成水回収器から排出される排気ガスにより余剰熱を吸熱することにより、排気ガスが加温されるとともに、余剰熱が冷却される(例えば、特許文献1)。   Therefore, in order to prevent the exhaust gas of the fuel cell power generator from becoming white smoke, it is known that the exhaust gas is heated and discharged to the outside after the water vapor concentration of the water vapor contained in the exhaust gas is lowered. . Specifically, an air-cooled exhaust heat cooler that cools excess heat that has not been recovered by the heat utilization facility is provided in the generated water recovery device, and the excess heat is absorbed by the exhaust gas discharged from the generated water recovery device. As a result, the exhaust gas is heated and the excess heat is cooled (for example, Patent Document 1).

特開2002−100382号公報JP 2002-100382 A 特開平7−169498号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-169498 特開平8−293316号公報JP-A-8-293316 特開2008−84828号公報JP 2008-84828 A

しかしながら、燃料電池発電装置の排気ガスが白煙化する場合、排気ガスの温度は外気の温度よりも高いため、排気ガスによる余剰熱の吸熱は、外気による余剰熱の吸熱と比較して、熱回収系温水との温度差が減少することから、空冷式排熱冷却器における余剰熱の冷却効果が低下する。したがって、排気ガスの白煙化を防止しようとして、排気ガスを熱回収系温水余剰熱により加熱しようとすると空冷式排熱冷却器を大型化する必要があるが、生成水回収器内の空冷式排熱冷却器設置スペースに制約がある場合には、余剰熱の冷却効果が低下してしまうという問題点があった。   However, when the exhaust gas of the fuel cell power generation device becomes white smoke, since the temperature of the exhaust gas is higher than the temperature of the outside air, the heat absorption of the excess heat by the exhaust gas is less than the heat absorption of the excess heat by the outside air. Since the temperature difference with the recovery system hot water decreases, the cooling effect of excess heat in the air-cooled exhaust heat cooler decreases. Therefore, in order to prevent the exhaust gas from becoming white smoke, it is necessary to increase the size of the air-cooled exhaust heat cooler when the exhaust gas is heated by the excess heat of the heat recovery system hot water. When the exhaust heat cooler installation space is limited, there is a problem that the cooling effect of excess heat is reduced.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、熱利用設備で回収されなかった余剰熱の冷却効果を低下させずに、排気ガスの白煙化を防止する燃料電池発電装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a fuel cell power generation device that prevents the exhaust gas from becoming white smoke without reducing the cooling effect of excess heat that has not been recovered by the heat utilization facility. For the purpose.

本発明の燃料電池発電装置は、原燃料を改質して、燃料ガスを生成する燃料改質器と、前記燃料ガスと反応空気との電気化学反応により発電する燃料電池本体と、前記燃料改質器及び前記燃料電池本体からの排気ガスを、前記排気ガスに含まれる水分を回収してから排出する生成水回収器と、前記燃料電池本体における発電により生じた熱を熱利用設備に回収させる熱利用熱交換器と、前記熱利用設備により回収されなかった余剰熱を外気により吸熱すると共に、前記余剰熱を吸熱した外気と前記生成水回収器から排出された前記排気ガスとを混合して排出する空冷式排熱冷却器とを具備し、前記空冷式排熱冷却器が前記燃料改質器と前記燃料電池本体と前記生成水回収器とを収納する筺体の外部で、かつ、前記生成水回収器よりも上方に設置される燃料電池発電装置であって、前記空冷式排熱冷却器は、外気を取り入れる吸気口と、前記吸気口から取り入れられた外気と前記余剰熱との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器における熱交換により前記余剰熱を吸熱した外気を外部に排出する排気口とを有し、前記熱交換器と前記排気口との間に形成される排気ガス排出エリアに対して前記生成水回収器からの前記排気ガスが排出され、前記排気ガス排出エリアにおいて、前記余剰熱を吸熱した外気と前記生成水回収器からの前記排気ガスとを混合して、前記排気口から外部に排出することを特徴とする。 The fuel cell power generator of the present invention includes a fuel reformer that reforms raw fuel to generate fuel gas, a fuel cell main body that generates electric power by an electrochemical reaction between the fuel gas and reaction air, and the fuel reformer. The generated water recovery device for discharging the exhaust gas from the gas generator and the fuel cell main body after recovering the moisture contained in the exhaust gas, and the heat utilization facility to recover the heat generated by the power generation in the fuel cell main body The heat utilization heat exchanger and the excess heat that has not been recovered by the heat utilization facility are absorbed by the outside air, and the outside air that has absorbed the excess heat is mixed with the exhaust gas discharged from the generated water recovery device. An air-cooled exhaust heat cooler that discharges, and the air-cooled exhaust heat cooler is outside the housing that houses the fuel reformer, the fuel cell main body, and the generated water recovery device, and the production Installed above the water recovery unit A fuel cell power plant is, the air-cooled heat cooler, an intake port for taking in outside air, a heat exchanger for exchanging heat with the outside air taken in from the intake port and the excess heat, the An exhaust port for discharging outside air that has absorbed the excess heat by heat exchange in the heat exchanger to the outside, and the generation is performed with respect to an exhaust gas discharge area formed between the heat exchanger and the exhaust port The exhaust gas from the water recovery unit is discharged, and in the exhaust gas discharge area, the outside air that has absorbed the excess heat and the exhaust gas from the generated water recovery unit are mixed and discharged to the outside through the exhaust port. characterized in that it.

この構成によれば、空冷式排熱冷却器において、熱利用設備により回収されなかった余剰熱が外気により冷却されるとともに、排気ガスが余剰熱を吸熱した外気により加温されるので、余剰熱の冷却効果を低下させずに、排気ガスの白煙化を防止することができる。また、空冷式排熱冷却器が、燃料電池発電装置の筺体の外部でかつ生成水回収器よりも上方に設置されるので、生成水回収器からの排気ガスを空冷式排熱冷却器に設けられた排気ガス排出エリアに通流するための排気筒の長さを短くすることができる。したがって、排気筒を通流する排気ガスの圧損を少なくすることができ、排気ガスの圧損により、筺体の内部の燃料電池本体や燃料改質器の内部圧力が増加したりするのを防ぐことができる。また、排気筒の内部で発生した結露水を、排気筒の下方に設けられた生成水回収器内に容易に流下することができる。また、空冷式排熱冷却器は、熱交換器と排気口との間に設けられた排気ガス排出エリアにおいて、生成水回収器から排出された排気ガスと余剰熱を吸熱した外気とを混合するため、生成水回収器から排出された排気ガスが、空冷式排熱冷却器の吸気口近くに導入されるのを防ぐことができ、余剰熱の冷却効果が低下するのを防ぐことができる。 According to this configuration, in the air-cooled exhaust heat cooler, excess heat that has not been recovered by the heat utilization facility is cooled by the outside air, and the exhaust gas is heated by the outside air that has absorbed the excess heat. It is possible to prevent the exhaust gas from becoming white smoke without reducing the cooling effect. In addition, since the air-cooled exhaust heat cooler is installed outside the housing of the fuel cell power generator and above the generated water recovery device, the exhaust gas from the generated water recovery device is provided in the air-cooled exhaust heat cooler. The length of the exhaust pipe for flowing into the exhaust gas discharge area thus made can be shortened. Therefore, the pressure loss of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe can be reduced, and the pressure loss of the exhaust gas can prevent the internal pressure of the fuel cell body and the fuel reformer inside the housing from increasing. it can. Moreover, the dew condensation water generated inside the exhaust pipe can be easily flowed down into the generated water recovery unit provided below the exhaust pipe. The air-cooled exhaust heat cooler mixes the exhaust gas discharged from the generated water recovery device and the outside air that has absorbed excess heat in an exhaust gas discharge area provided between the heat exchanger and the exhaust port. Therefore, it is possible to prevent the exhaust gas discharged from the generated water recovery device from being introduced near the intake port of the air-cooled exhaust heat cooler, and to prevent the cooling effect of excess heat from being lowered.

また、本発明は、上記燃料電池発電装置において、前記空冷式排熱冷却器は、前記排気口を複数有するとともに、前記熱交換器と一部の排気口との間に形成される第1のエリアと前記熱交換器と他の排気口との間に形成される第2のエリアとを区画する隔壁を有し、前記排気ガス排出エリアとして機能する前記第1のエリアにおいて、前記余剰熱を吸熱した外気と前記生成水回収器から排出された前記排気ガスとを混合して、前記一部の排気口から外部に排出することを特徴とする。   In the fuel cell power generator according to the present invention, the air-cooled exhaust heat cooler includes a plurality of the exhaust ports and is formed between the heat exchanger and a part of the exhaust ports. In the first area that functions as the exhaust gas discharge area, the partition wall partitioning the area and a second area formed between the heat exchanger and another exhaust port, the excess heat is The outside air that has absorbed heat and the exhaust gas discharged from the generated water collector are mixed and discharged to the outside through the partial exhaust port.

この構成によれば、空冷式排熱冷却器は、熱交換器と一部の排気口との間に設けられた第1のエリアにおいて、生成水回収器から排出された排気ガスと余剰熱を吸熱した外気とを混合し、一部の排気口から外部に排出するため、排気ガスの白煙化防止のために、全ての排気口に設けられた冷却ファンを稼働させる必要がない。したがって、排気ガスの白煙化を防止するための冷却ファンの省電力化を図ることができるとともに、他の冷却ファンを稼働させるか否かに応じて空冷式排熱冷却器の余剰熱の除熱量を調整することができる。   According to this configuration, the air-cooled exhaust heat cooler removes the exhaust gas and surplus heat discharged from the generated water recovery device in the first area provided between the heat exchanger and a part of the exhaust ports. Since the outside air that has absorbed heat is mixed and discharged to the outside through some of the exhaust ports, it is not necessary to operate the cooling fans provided at all the exhaust ports in order to prevent the exhaust gas from becoming white smoke. Therefore, it is possible to reduce the power consumption of the cooling fan to prevent the exhaust gas from becoming white smoke, and to remove excess heat from the air-cooled exhaust heat cooler depending on whether other cooling fans are operated or not. The amount of heat can be adjusted.

本発明によれば、空冷式排熱冷却器において、熱利用設備に回収されなかった余剰熱が外気により冷却されるとともに、余剰熱を吸熱した外気により排気ガスが加温されるので、余剰熱の冷却効果を低下させずに、排気ガスの白煙化を防止することができることができる。   According to the present invention, in the air-cooled exhaust heat cooler, the excess heat that has not been recovered by the heat utilization facility is cooled by the outside air, and the exhaust gas is heated by the outside air that has absorbed the excess heat. It is possible to prevent the exhaust gas from becoming white smoke without reducing the cooling effect.

本発明の第1の実施形態に係る燃料電池発電装置の概略図である。1 is a schematic view of a fuel cell power generator according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る燃料電池発電装置の概略図である。It is the schematic of the fuel cell electric power generating apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る燃料電池発電装置の概略図である。It is the schematic of the fuel cell electric power generating apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池発電装置の概略図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell power generator according to a first embodiment of the present invention.

図1に示す燃料電池発電装置1では、発電反応プロセスに係る機器が筺体2内に収納されており、発電反応プロセスに伴い発生した熱を回収するための機器が筺体2の外部に設けられている。また、燃料電池発電装置1を構成する各種機器は、燃料ガス供給系11、反応空気供給系12、冷却水系13、熱回収系14等の各種の配管により接続されている。   In the fuel cell power generation device 1 shown in FIG. 1, a device related to a power generation reaction process is accommodated in a housing 2, and a device for recovering heat generated in the power generation reaction process is provided outside the housing 2. Yes. Various devices constituting the fuel cell power generator 1 are connected by various pipes such as a fuel gas supply system 11, a reaction air supply system 12, a cooling water system 13, and a heat recovery system 14.

燃料電池本体21は、燃料極21aと空気極21bとの間に電解質層を設けて形成される単セルを積層し、複数の単セルを積層する毎に、発電に伴う発熱を除去する冷却板21cを設けるように構成されている。燃料電池本体21は、燃料極21aに供給された燃料ガスと空気極21bに供給された反応空気との電気化学反応に基づいて、発電及び発熱する。   The fuel cell main body 21 is a cooling plate that stacks single cells formed by providing an electrolyte layer between the fuel electrode 21a and the air electrode 21b, and removes heat generated by power generation each time a plurality of single cells are stacked. 21c is provided. The fuel cell main body 21 generates power and generates heat based on an electrochemical reaction between the fuel gas supplied to the fuel electrode 21a and the reaction air supplied to the air electrode 21b.

燃料電池本体21の燃料極21aには、原燃料を改質した燃料ガスを燃料極21aに供給するための燃料ガス供給系11が接続されている。燃料ガス供給系11には、脱硫器22とエゼクタポンプ23と燃料改質器24とCO変成器25とが設けられている。   A fuel gas supply system 11 is connected to the fuel electrode 21a of the fuel cell body 21 to supply the fuel electrode 21a with fuel gas obtained by reforming the raw fuel. The fuel gas supply system 11 is provided with a desulfurizer 22, an ejector pump 23, a fuel reformer 24, and a CO converter 25.

脱硫器22は、原燃料に水素を添加し、付臭剤として原燃料に含まれている硫黄を吸着除去する。エゼクタポンプ23は、脱硫器22で脱硫された原燃料と、水蒸気分離器29から供給される水蒸気とを混合する。燃料改質器24は、燃焼器24aにおける燃焼により、エゼクタポンプ23で水蒸気と混合された原燃料を触媒下で加熱し、水素濃度の高い燃料ガスを生成する。燃料改質器24は、生成した燃料ガスを、CO変成器25を介して燃料極21aに供給する。   The desulfurizer 22 adds hydrogen to the raw fuel, and adsorbs and removes sulfur contained in the raw fuel as an odorant. The ejector pump 23 mixes the raw fuel desulfurized by the desulfurizer 22 and the water vapor supplied from the water vapor separator 29. The fuel reformer 24 heats the raw fuel mixed with the water vapor by the ejector pump 23 under the catalyst by combustion in the combustor 24a, and generates a fuel gas having a high hydrogen concentration. The fuel reformer 24 supplies the generated fuel gas to the fuel electrode 21a via the CO converter 25.

燃料改質器24の燃焼器24aには、燃料極21aからの残存水素を含む燃料極オフガスを燃焼器24aに排出するための燃料オフガス系15と、燃焼空気ブロワ26から取り込まれた燃焼空気を燃焼器24aに供給するための燃焼空気供給系16とが接続されており、燃焼器24aは、燃料オフガス系15を介して排出された燃料極オフガスと、燃焼空気供給系16を介して供給された燃焼空気とを燃焼させる。また、燃焼器24aには、燃焼により生じた燃焼生成水を含む燃焼排ガスを生成水回収器27に排出するための燃焼排ガス系17が接続されている。   The combustor 24 a of the fuel reformer 24 receives the fuel off-gas system 15 for discharging the fuel electrode off-gas containing residual hydrogen from the fuel electrode 21 a to the combustor 24 a and the combustion air taken in from the combustion air blower 26. A combustion air supply system 16 for supplying to the combustor 24 a is connected, and the combustor 24 a is supplied via the fuel electrode off-gas discharged through the fuel off-gas system 15 and the combustion air supply system 16. Burn the combustion air. Further, a combustion exhaust gas system 17 for discharging combustion exhaust gas containing combustion product water generated by combustion to the product water recovery unit 27 is connected to the combustor 24a.

燃料電池本体21の空気極21bには、反応空気ブロワ28により取り込まれた反応空気を空気極21bに提供するための反応空気供給系12が接続されている。また、空気極21bは、電気化学反応により生じた反応生成水を含む空気極オフガスを生成水回収器27に排出するための反応空気オフガス系18が接続されている。   The air electrode 21b of the fuel cell main body 21 is connected to a reaction air supply system 12 for supplying the reaction air taken in by the reaction air blower 28 to the air electrode 21b. The air electrode 21 b is connected to a reaction air off-gas system 18 for discharging an air electrode off-gas containing reaction product water generated by an electrochemical reaction to the product water collector 27.

生成水回収器27は、燃料排ガス系17を介して排出された燃焼排ガスと反応空気オフガス系18を介して排出された空気極オフガスとを、冷水と熱交換して冷却し、燃焼生成水と反応生成水とを回収する。また、生成水回収器27の上方には、排気筒27aが接続されており、燃焼生成水が回収された燃焼排ガスと反応生成水が回収された空気極オフガスとから構成される排気ガスが、排気筒27aを通じて排出される。   The generated water recovery unit 27 cools the combustion exhaust gas discharged through the fuel exhaust gas system 17 and the air electrode off gas discharged through the reaction air off gas system 18 by heat exchange with cold water, The reaction product water is recovered. Further, an exhaust cylinder 27a is connected above the product water recovery device 27, and an exhaust gas composed of combustion exhaust gas from which combustion product water is recovered and an air electrode off-gas from which reaction product water is recovered, It is discharged through the exhaust cylinder 27a.

燃料電池本体21の冷却板21cには、燃料電池本体21を冷却する電池冷却水を循環させる冷却水系13が組み込まれている。冷却板21cでは、冷却水系13を通流する電池冷却水により燃料電池本体21の熱を吸熱することにより、燃料電池本体21が冷却される。冷却水系13には、水蒸気分離器29と、冷却水ポンプ30と、冷却水冷却器31とが設けられている。   A cooling water system 13 that circulates battery cooling water for cooling the fuel cell main body 21 is incorporated in the cooling plate 21 c of the fuel cell main body 21. In the cooling plate 21 c, the fuel cell body 21 is cooled by absorbing the heat of the fuel cell body 21 with the battery cooling water flowing through the cooling water system 13. The cooling water system 13 is provided with a water vapor separator 29, a cooling water pump 30, and a cooling water cooler 31.

水蒸気分離器29は、気液二相流として冷却水系13を通流する電池冷却水を水蒸気と電池冷却水とに分離する。分離された電池冷却水は、冷却水ポンプ30により燃料電池本体21の冷却板21cに供給され、分離された水蒸気は、エゼクタポンプ23に供給される。また、エゼクタポンプ23への水蒸気の供給により減少する水量を補うために、回収水回収器27から回収水ポンプ32により供給された生成水が、水処理装置33で鈍化されてから水蒸気分離器29に供給される。   The water vapor separator 29 separates the battery cooling water flowing through the cooling water system 13 as a gas-liquid two-phase flow into water vapor and battery cooling water. The separated battery cooling water is supplied to the cooling plate 21 c of the fuel cell main body 21 by the cooling water pump 30, and the separated water vapor is supplied to the ejector pump 23. Further, in order to compensate for the amount of water that is reduced by the supply of water vapor to the ejector pump 23, the water separator 29 after the generated water supplied from the recovered water recovery device 27 by the recovered water pump 32 has been blunted by the water treatment device 33. To be supplied.

冷却水冷却器31には、燃料電池本体21の熱を回収する熱回収用冷却水を循環させる熱回収系14が組み込まれている。冷却水冷却器31では、冷却水系13を通流する電池冷却水と熱回収系14を通流する熱回収用冷却水との熱交換により、電池冷却水の熱が熱回収冷却水に回収され、電池冷却水が冷却される。冷却された電池冷却水は、冷却水系13を通じて、再び燃料電池本体21の冷却板21cに供給される。   The cooling water cooler 31 incorporates a heat recovery system 14 that circulates heat recovery cooling water that recovers the heat of the fuel cell main body 21. In the cooling water cooler 31, the heat of the battery cooling water is recovered in the heat recovery cooling water by heat exchange between the battery cooling water flowing through the cooling water system 13 and the heat recovery cooling water flowing through the heat recovery system 14. The battery cooling water is cooled. The cooled battery cooling water is supplied again to the cooling plate 21 c of the fuel cell main body 21 through the cooling water system 13.

熱回収系14には、熱回収用ポンプ34と、熱利用熱交換器35と、空冷式排熱冷却器36とが設けられている。熱回収用ポンプ34は、冷却水冷却器31において熱を回収した熱回収用冷却水を、熱利用熱交換器35に供給する。   The heat recovery system 14 is provided with a heat recovery pump 34, a heat utilization heat exchanger 35, and an air-cooled exhaust heat cooler 36. The heat recovery pump 34 supplies the heat recovery cooling water whose heat has been recovered in the cooling water cooler 31 to the heat-use heat exchanger 35.

熱利用熱交換器35では、熱回収用ポンプ34から供給された熱回収用冷却水と図示されていない熱利用設備(例えば、給湯器や空調等)との熱交換により、熱回収用冷却水の熱が回収され、回収された熱が熱利用設備によって利用される。また、熱利用熱交換器35は、熱利用設備における熱利用の減少のため、熱利用設備に回収されなかった余剰熱を冷却するために、熱回収用冷却水を空冷式排熱冷却器36に供給する。   In the heat-use heat exchanger 35, heat-recovery cooling water is exchanged by heat exchange between heat-recovery cooling water supplied from the heat-recovery pump 34 and heat-use equipment (not shown) such as a water heater or air conditioner. The heat is recovered, and the recovered heat is used by the heat utilization equipment. In addition, the heat-use heat exchanger 35 uses an air-cooled exhaust heat cooler 36 to cool the heat-recovery cooling water in order to cool excess heat that has not been recovered by the heat-use facility due to a decrease in heat use in the heat-use facility. To supply.

空冷式排熱冷却器36には、熱回収系14が組み込まれており、熱回収系14を通流する熱回収用冷却水と空冷式排熱冷却器36に取り入れられた外気との熱交換を行う熱交換器36dが設けられる。かかる熱交換により、熱回収系14を通流する熱回収用冷却水の熱、すなわち、熱利用設備で回収されなかった余剰熱が外気により吸熱され、熱回収用冷却水が冷却される。冷却された熱回収用冷却水は、熱回収系14を通じて、再び冷却水冷却器31に供給される。   A heat recovery system 14 is incorporated in the air-cooled exhaust heat cooler 36, and heat exchange between the heat recovery cooling water flowing through the heat recovery system 14 and the outside air taken into the air-cooled exhaust heat cooler 36 is performed. A heat exchanger 36d for performing is provided. By this heat exchange, heat of the heat recovery cooling water flowing through the heat recovery system 14, that is, excess heat that has not been recovered by the heat utilization facility is absorbed by the outside air, and the heat recovery cooling water is cooled. The cooled cooling water for heat recovery is supplied again to the cooling water cooler 31 through the heat recovery system 14.

また、空冷式排熱冷却器36は、筺体2の天床部に設置されており、生成水回収器27の上方位置又はその近傍に設置されることが好ましい。空冷式排熱冷却器36の底面には、1つ以上の吸気口36aが設けられ、空冷式排熱冷却器36の上面には、1つ以上の吸気口36aと対向する位置にそれぞれ排気口36bが設けられる。また、1つ以上の排気口36bの近くには、吸気口36aから外気を取り入れるとともに、熱交換器36dにおける熱交換により余剰熱を吸熱した外気を排気口36bから排出するための冷却ファン36cが設けられる。   In addition, the air-cooled exhaust heat cooler 36 is installed at the top of the housing 2 and is preferably installed at a position above or near the generated water recovery unit 27. One or more intake ports 36a are provided on the bottom surface of the air-cooled exhaust heat cooler 36, and exhaust ports are provided on the top surface of the air-cooled exhaust heat cooler 36 at positions facing the one or more intake ports 36a, respectively. 36b is provided. Further, near one or more exhaust ports 36b, there is a cooling fan 36c for taking outside air from the intake port 36a and exhausting outside air that has absorbed excess heat by heat exchange in the heat exchanger 36d from the exhaust port 36b. Provided.

さらに、熱交換器36dと上面に設けられた排気口36bとの間には、排気ガス排出エリア36eが形成される。排気ガス排出エリア36eが形成される熱交換器36dと排気口36bとの間の側面には、生成水回収器27からの排気ガスを通流する排気筒27aが接続されている。   Further, an exhaust gas discharge area 36e is formed between the heat exchanger 36d and the exhaust port 36b provided on the upper surface. An exhaust cylinder 27a through which the exhaust gas from the generated water recovery unit 27 flows is connected to a side surface between the heat exchanger 36d and the exhaust port 36b where the exhaust gas discharge area 36e is formed.

次に、以上のように構成された第1の実施形態に係る燃料電池発電装置1における余剰熱の冷却動作及び排気ガスの排出動作について説明する。   Next, the excess heat cooling operation and the exhaust gas discharging operation in the fuel cell power generator 1 according to the first embodiment configured as described above will be described.

熱利用設備における熱利用の減少のため熱利用設備に回収されなかった余剰熱を保持する熱回収用冷却水は、熱回収系14を通じて、熱利用熱交換器35から空冷式排熱冷却器36に供給される。   Heat recovery cooling water that retains excess heat that has not been recovered by the heat utilization facility due to a decrease in heat utilization in the heat utilization facility is passed from the heat utilization heat exchanger 35 to the air-cooled exhaust heat cooler 36 through the heat recovery system 14. To be supplied.

空冷式排熱冷却器36においては、冷却ファン36cにより、底面に設けられた吸気口36aから取り入れられた外気が、熱交換器36dにおける熱回収用冷却水との熱交換により余剰熱を吸熱する。余剰熱を吸熱した外気は、冷却ファン36cにより、排気ガス排出エリア36eを通って、排気口36bより外部に排出される。このとき、排気ガス排出エリア36eにおいて、排気筒27aを通じて排出された排気ガスが、余剰熱を吸熱した外気と混合希釈されてから、排気口36bから外部に排出される。   In the air-cooled exhaust heat cooler 36, the outside air taken in from the air inlet 36a provided on the bottom surface absorbs excess heat by heat exchange with the heat recovery cooling water in the heat exchanger 36d by the cooling fan 36c. . The outside air that has absorbed the excess heat is discharged to the outside through the exhaust gas discharge area 36e by the cooling fan 36c through the exhaust port 36b. At this time, in the exhaust gas discharge area 36e, the exhaust gas discharged through the exhaust tube 27a is mixed and diluted with the outside air that has absorbed excess heat, and then discharged to the outside through the exhaust port 36b.

すなわち、熱利用設備における熱利用の減少のため熱利用設備に回収されなかった余剰熱は、吸気口36aから取り入れられた外気により吸熱されるため、余剰熱の冷却効果が低下するのを防ぐことができる。また、排気ガス排出エリア36eに排気筒27aを通じて排出された排気ガスは、余剰熱を吸熱した外気と混合希釈されることにより加温されるため、排気ガスに含まれる水蒸気の水蒸気濃度を低下させることができる。したがって、生成水回収器27からの排気ガスが外部に排出される場合に、外気により冷却された水分の凝縮により、排気ガスが白煙化するのを防止することができる。   That is, surplus heat that has not been recovered by the heat utilization facility due to a decrease in heat utilization in the heat utilization facility is absorbed by the outside air taken in from the intake port 36a, thereby preventing the cooling effect of the excess heat from deteriorating. Can do. Further, since the exhaust gas discharged to the exhaust gas discharge area 36e through the exhaust cylinder 27a is heated by being mixed and diluted with the outside air that has absorbed excess heat, the water vapor concentration of the water vapor contained in the exhaust gas is reduced. be able to. Therefore, when the exhaust gas from the generated water recovery device 27 is discharged to the outside, it is possible to prevent the exhaust gas from becoming white smoke due to condensation of moisture cooled by the outside air.

以上のように、第1の実施形態に係る燃料電池発電装置1によれば、空冷式排熱冷却器36において、熱利用設備で回収されなかった余剰熱が外気により冷却されるとともに、排気ガスが余剰熱を吸熱した外気により加温されるので、余剰熱の冷却効果を低下させずに、排気ガスの白煙化を防止することができる。   As described above, according to the fuel cell power generation device 1 according to the first embodiment, in the air-cooled exhaust heat cooler 36, the excess heat that has not been recovered by the heat utilization facility is cooled by the outside air and the exhaust gas. Is heated by the outside air that has absorbed the excess heat, so that it is possible to prevent the exhaust gas from becoming white smoke without reducing the cooling effect of the excess heat.

また、第1の実施形態に係る燃料電池発電装置1によれば、空冷式排熱冷却器36は、燃料電池発電装置1の筺体2の天床部で、特に生成水回収器27の上方位置又はその近傍に設置されるので、生成水回収器27からの排気ガスを空冷式排熱冷却器36に設けられた排気ガス排出エリア36eに通流する排気筒27aの長さを短くすることができる。したがって、排気筒27aを通流する排気ガスの圧損を少なくすることができ、排気ガスの圧損により、筺体2内の燃料電池本体21や燃料改質器24の内部圧力が増加したり、燃焼空気ブロワ26や反応空気ブロワ28の動力が増加するのを防ぐことができる。また、排気筒27a内部で発生した結露水を、排気筒27の下方に設けられた生成水回収器27内の回収水タンクに容易に流下することができる。   Further, according to the fuel cell power generator 1 according to the first embodiment, the air-cooled exhaust heat cooler 36 is located at the top of the casing 2 of the fuel cell power generator 1, particularly above the generated water collector 27. Alternatively, the length of the exhaust cylinder 27a through which the exhaust gas from the generated water recovery unit 27 flows to the exhaust gas discharge area 36e provided in the air-cooled exhaust heat cooler 36 can be shortened. it can. Therefore, the pressure loss of the exhaust gas flowing through the exhaust cylinder 27a can be reduced, and the internal pressure of the fuel cell main body 21 and the fuel reformer 24 in the housing 2 increases due to the pressure loss of the exhaust gas, or the combustion air It is possible to prevent the power of the blower 26 and the reaction air blower 28 from increasing. Further, the dew condensation water generated inside the exhaust cylinder 27 a can be easily flowed down to the recovered water tank in the generated water recovery device 27 provided below the exhaust cylinder 27.

また、第1の実施形態に係る燃料電池発電装置1によれば、空冷式排熱冷却器36は、熱交換器36dと排気口36bとの間に設けられた排気ガス排出エリア36eにおいて、生成水回収器27から排出された排気ガスと余剰熱を吸熱した外気とを混合するため、生成水回収器27から排出された排気ガスが、空冷式排熱冷却器36の吸気口36a近くに導入されるのを防ぐことができ、余剰熱の冷却効果が低下するのを防ぐことができる。   Further, according to the fuel cell power generator 1 according to the first embodiment, the air-cooled exhaust heat cooler 36 is generated in the exhaust gas discharge area 36e provided between the heat exchanger 36d and the exhaust port 36b. In order to mix the exhaust gas discharged from the water recovery unit 27 and the outside air that has absorbed excess heat, the exhaust gas discharged from the generated water recovery unit 27 is introduced near the intake port 36a of the air-cooled exhaust heat cooler 36. It can prevent that the cooling effect of excess heat falls.

さらに、第1の実施形態に係る燃料電池発電装置1によれば、熱利用設備における熱利用の減少のため熱利用設備に回収されなかった余剰熱が増加すればするほど、空冷式排熱冷却器36において、余剰熱を吸熱した外気と混合希釈されて外部に排出される排気ガスの温度が高くなるため、排気ガスの白煙化をより効果的に防止することができる。   Furthermore, according to the fuel cell power generation device 1 according to the first embodiment, the more the excess heat that has not been recovered in the heat utilization facility due to the decrease in heat utilization in the heat utilization facility, the more air-cooled exhaust heat cooling is performed. In the vessel 36, the temperature of the exhaust gas that is mixed and diluted with the outside air that has absorbed the excess heat and discharged to the outside increases, so that the whitening of the exhaust gas can be more effectively prevented.

[第2の実施形態]
図2は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池発電装置の概略図である。図1に示す第1の実施形態の燃料電池発電装置と同一部分には同一符号を付して説明の重複を避ける。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic diagram of a fuel cell power generator according to a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the fuel cell power generator according to the first embodiment shown in FIG.

第2の実施形態に係る燃料電池発電装置3においては、空冷式排熱冷却器36の底面に、複数の吸気口36aが設けられ、空冷式排熱冷却器36の上面には、複数の吸気口36aと対向する位置にそれぞれ排気口36bが設けられる。また、各排気口36bの近くには、各排気口36bに対向する位置に設けられた吸気口36aから取り入れた外気を、各排気口36bから排出するための冷却ファン36cが設けられる。   In the fuel cell power generation device 3 according to the second embodiment, a plurality of intake ports 36 a are provided on the bottom surface of the air-cooled exhaust heat cooler 36, and a plurality of intake air is provided on the top surface of the air-cooled exhaust heat cooler 36. Exhaust ports 36b are respectively provided at positions facing the ports 36a. Further, near each exhaust port 36b, there is provided a cooling fan 36c for discharging outside air taken in from the intake port 36a provided at a position facing each exhaust port 36b from each exhaust port 36b.

熱交換器36dと上面に設けられた一部の排気口36bとの間には、排気ガス排出エリア36eとして機能する第1のエリアが形成され、熱交換器36dと他の排気口36bとの間には、第2のエリアが形成される。第1のエリアと第2のエリアは、隔壁36fにより区画される。また、排気ガス排出エリア36e、すなわち、第1のエリアが形成される熱交換器36dと一部の排気口36bと隔壁36fとの間の側面には、生成水回収器27からの排気ガスを通流する排気筒27aが接続されている。   A first area functioning as an exhaust gas discharge area 36e is formed between the heat exchanger 36d and a part of the exhaust ports 36b provided on the upper surface, and the heat exchanger 36d and the other exhaust ports 36b are connected to each other. A second area is formed between them. The first area and the second area are partitioned by a partition wall 36f. Further, exhaust gas from the generated water recovery device 27 is placed on the side surface between the exhaust gas discharge area 36e, that is, the heat exchanger 36d in which the first area is formed, a part of the exhaust ports 36b, and the partition wall 36f. An exhaust pipe 27a that flows is connected.

次に、以上のように構成された第2の実施形態に係る燃料電池発電装置3における余剰熱の冷却動作及び排気ガスの排出動作について説明する。   Next, the excessive heat cooling operation and the exhaust gas discharging operation in the fuel cell power generation device 3 according to the second embodiment configured as described above will be described.

空冷式排熱冷却器36においては、各冷却ファン36cにより底面に設けられた吸気口36aから取り入れられた外気は、熱交換器36dにおける熱回収用冷却水との熱交換により余剰熱を吸熱する。   In the air-cooled exhaust heat cooler 36, the outside air taken in from the intake port 36a provided on the bottom surface by each cooling fan 36c absorbs excess heat by heat exchange with the heat recovery cooling water in the heat exchanger 36d. .

余剰熱を吸熱した外気の一部は、一部の冷却ファン36cにより、第1のエリア、すなわち、排気ガス排出エリア36eを通って、一部の排気口36bより外部に排出される。このとき、排気ガス排出エリア36eにおいて、排気筒27aを通じて排出された排気ガスが、余剰熱を吸熱した外気の一部と混合希釈されてから、一部の排気口36bから外部に排出される。   Part of the outside air that has absorbed the excess heat is exhausted to the outside through a part of the exhaust ports 36b through the first area, that is, the exhaust gas discharge area 36e, by a part of the cooling fans 36c. At this time, in the exhaust gas discharge area 36e, the exhaust gas discharged through the exhaust tube 27a is mixed and diluted with a part of the outside air that has absorbed excess heat, and then discharged to the outside through a part of the exhaust ports 36b.

また、余剰熱を吸熱した外気の残りは、他の冷却ファン36cにより、排気ガス排出エリア36eを経由せずに、他の排気口36bより外部に排出される。すなわち、余剰熱を吸熱した外気の残りは、排気筒27aを通じて排出された排気ガスとは混合希釈されずに、他の排気口36bから外部に排出される。   Further, the remaining outside air that has absorbed the excess heat is discharged to the outside from the other exhaust port 36b by the other cooling fan 36c without passing through the exhaust gas discharge area 36e. That is, the remainder of the outside air that has absorbed the excess heat is discharged from the other exhaust port 36b to the outside without being mixed with the exhaust gas discharged through the exhaust cylinder 27a.

このように、隔壁36fにより区画された排気ガス排出エリア36eに排気筒27aを通じて排出された排気ガスは、一部の冷却ファン36cにより、余剰熱を吸熱した外気と混合希釈されて加温されるため、排気ガスの白煙化防止のために、全ての排気口36bに設けられた冷却ファンを稼働させる必要がない。したがって、排気ガスの白煙化を防止するための冷却ファン36cの台数を減じて省電力化を図ることができるとともに、他の冷却ファン36cを稼働させるか否かに応じて空冷式排熱冷却器36の余剰熱の除熱量を調整することができる。   In this way, the exhaust gas discharged through the exhaust cylinder 27a into the exhaust gas discharge area 36e partitioned by the partition wall 36f is mixed and diluted with the outside air that has absorbed excess heat by the cooling fan 36c and heated. Therefore, it is not necessary to operate the cooling fans provided in all the exhaust ports 36b in order to prevent the exhaust gas from becoming white smoke. Accordingly, the number of cooling fans 36c for preventing the exhaust gas from becoming white smoke can be reduced to save power, and air-cooled exhaust heat cooling is performed depending on whether or not the other cooling fans 36c are operated. The amount of heat removed from the surplus heat of the vessel 36 can be adjusted.

例えば、燃料電池発電装置3が冬季や寒冷地に設置される場合、すなわち、熱利用設備における熱利用が増加して熱利用設備に回収されなかった余剰熱が減少する場合には、白煙化防止のために隔壁36fにより区画された排気ガス排出エリア36eに設置された一部の冷却ファン36cのみを稼働させて、他の冷却ファン36cを停止する台数制御が可能となる。この場合、他の冷却ファン36cの停止により、空冷式排熱冷却器36省電力化を図ることができるとともに、余剰熱の除熱量を減少させることができる。   For example, when the fuel cell power generation device 3 is installed in the winter or in a cold region, that is, when the heat utilization in the heat utilization facility increases and the excess heat not recovered in the heat utilization facility decreases, white smoke is generated. For prevention, it is possible to control the number of units that operate only some of the cooling fans 36c installed in the exhaust gas discharge area 36e partitioned by the partition wall 36f and stop the other cooling fans 36c. In this case, by stopping the other cooling fan 36c, it is possible to reduce the power consumption of the air-cooled exhaust heat cooler 36 and to reduce the heat removal amount of excess heat.

以上のように、第2の実施形態に係る燃料電池発電装置3よれば、排気ガスの白煙化防止のために、全ての排気口36bに設けられた冷却ファン36cを稼働させる必要がないため、排気ガスの白煙化を防止するための冷却ファン36cの省電力化を図ることができるとともに、他の冷却ファン36cを稼働させるか否かに応じて空冷式排熱冷却器36の余剰熱の除熱量を調整することができる。   As described above, according to the fuel cell power generation device 3 according to the second embodiment, it is not necessary to operate the cooling fans 36c provided in all the exhaust ports 36b in order to prevent the exhaust gas from becoming white smoke. Further, it is possible to reduce the power consumption of the cooling fan 36c for preventing the exhaust gas from becoming white smoke, and surplus heat of the air-cooled exhaust heat cooler 36 depending on whether or not the other cooling fan 36c is operated. The amount of heat removal can be adjusted.

[第3の実施形態]
図3は、本発明の第3の実施形態に係る燃料電池発電装置の概略図である。図1に示す第1の実施形態の燃料電池発電装置と同一部分には同一符号を付して説明の重複を避ける。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a schematic diagram of a fuel cell power generator according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those of the fuel cell power generator according to the first embodiment shown in FIG.

第3の実施形態に係る燃料電池発電装置4では、生成水回収器27からの排気ガスを通流する排気筒27aの出口が、空冷式排熱冷却器36の吸気口36aの近くに設けられる。   In the fuel cell power generation device 4 according to the third embodiment, the outlet of the exhaust cylinder 27 a through which the exhaust gas from the generated water recovery device 27 flows is provided near the intake port 36 a of the air-cooled exhaust heat cooler 36. .

以上のように構成された燃料電池発電装置4では、空冷式排熱冷却器36において、冷却ファン36cにより、外気と排気筒27aを通じて排出された排気ガスとが、混合希釈されて、底面に設けられた吸気口36aから取り入れられる。吸気口36aから取り入れられた外気及び排気ガスは、熱交換器36dにおける熱回収用冷却水との熱交換により余剰熱を吸熱した後、冷却ファン36cにより排気口36bから外部に排出される。   In the fuel cell power generation device 4 configured as described above, in the air-cooled exhaust heat cooler 36, the outside air and the exhaust gas discharged through the exhaust cylinder 27a are mixed and diluted by the cooling fan 36c and provided on the bottom surface. The air intake 36a is taken in. The outside air and the exhaust gas taken in from the intake port 36a absorb excess heat by heat exchange with the heat recovery cooling water in the heat exchanger 36d, and then are discharged from the exhaust port 36b to the outside by the cooling fan 36c.

第3の実施形態に係る燃料電池発電装置4によれば、生成水回収器27からの排気ガスを通流する排気筒27aの出口を空冷式排熱冷却器36の吸気口36aの近くに設けることにより、排気筒27aの長さをより短くすることができる。したがって、排気筒27aを通流する排気ガスの圧損をより少なくすることができ、排気ガスの圧損により生じる種々の不具合をより効率的に防止することができる。   According to the fuel cell power generation device 4 according to the third embodiment, the outlet of the exhaust cylinder 27 a through which the exhaust gas from the generated water recovery unit 27 flows is provided near the intake port 36 a of the air-cooled exhaust heat cooler 36. Thus, the length of the exhaust tube 27a can be further shortened. Therefore, the pressure loss of the exhaust gas flowing through the exhaust cylinder 27a can be reduced, and various problems caused by the pressure loss of the exhaust gas can be prevented more efficiently.

第1、2実施形態では、生成水回収器27からの排気ガスを通流する排気筒27aは、排気ガス排出エリア36eが形成される熱交換器36dと排気口36bとの間の側面に接続されるものとして説明したが、例えば、排気筒27aの出口が、空冷式排熱冷却器36の排気口36bの上方に設けられるように構成されており、余剰熱を吸熱した外気と排気筒27aから排出された排気ガスとが、排気口36bの外部で混合希釈されてもよい。   In the first and second embodiments, the exhaust cylinder 27a through which the exhaust gas from the generated water recovery unit 27 flows is connected to the side surface between the heat exchanger 36d and the exhaust port 36b where the exhaust gas discharge area 36e is formed. As described above, for example, the outlet of the exhaust tube 27a is configured to be provided above the exhaust port 36b of the air-cooled exhaust heat cooler 36, and the outside air that has absorbed excess heat and the exhaust tube 27a. The exhaust gas discharged from the exhaust gas may be mixed and diluted outside the exhaust port 36b.

1、3、4…燃料電池発電装置
2…筺体
11…燃料ガス供給系
12…反応空気供給系
13…冷却水系
14…熱回収系
15…燃料オフガス系
16…燃焼空気供給系
17…燃焼排ガス系
18…反応空気オフガス系
21…燃料電池本体
21a…燃料極
21b…空気極
21c…冷却板
22…脱硫器
23…エゼクタポンプ
24…燃料改質器
24a…燃焼器
25…CO変成器
26…燃焼空気ブロワ
27…生成水回収器
27a…排気筒
28…反応空気ブロワ
29…水蒸気分離器
30…冷却水ポンプ
31…冷却水冷却器
32…回収水ポンプ
33…水処理装置
34…熱回収用ポンプ
35…熱利用熱交換器
36…空冷式排熱冷却器
36a…吸気口
36b…排気口
36c…冷却ファン
36d…熱交換器
36e…排気ガス排出エリア
36f…隔壁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 3, 4 ... Fuel cell power generation device 2 ... Housing 11 ... Fuel gas supply system 12 ... Reaction air supply system 13 ... Cooling water system 14 ... Heat recovery system 15 ... Fuel off gas system 16 ... Combustion air supply system 17 ... Combustion exhaust gas system DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Reaction air off gas system 21 ... Fuel cell main body 21a ... Fuel electrode 21b ... Air electrode 21c ... Cooling plate 22 ... Desulfurizer 23 ... Ejector pump 24 ... Fuel reformer 24a ... Combustor 25 ... CO converter 26 ... Combustion air Blower 27 ... Generated water recovery device 27a ... Exhaust tube 28 ... Reaction air blower 29 ... Steam separator 30 ... Cooling water pump 31 ... Cooling water cooler 32 ... Recovery water pump 33 ... Water treatment device 34 ... Heat recovery pump 35 ... Heat-utilizing heat exchanger 36 ... Air-cooled exhaust heat cooler 36a ... Intake port 36b ... Exhaust port 36c ... Cooling fan 36d ... Heat exchanger 36e ... Exhaust gas discharge area 36f ... Partition wall

Claims (2)

原燃料を改質して、燃料ガスを生成する燃料改質器と、前記燃料ガスと反応空気との電気化学反応により発電する燃料電池本体と、前記燃料改質器及び前記燃料電池本体からの排気ガスを、前記排気ガスに含まれる水分を回収してから排出する生成水回収器と、前記燃料電池本体における発電により生じた熱を熱利用設備に回収させる熱利用熱交換器と、前記熱利用設備により回収されなかった余剰熱を外気により吸熱すると共に、前記余剰熱を吸熱した外気と前記生成水回収器から排出された前記排気ガスとを混合して排出する空冷式排熱冷却器とを具備し、前記空冷式排熱冷却器が前記燃料改質器と前記燃料電池本体と前記生成水回収器とを収納する筺体の外部で、かつ、前記生成水回収器よりも上方に設置される燃料電池発電装置であって、
前記空冷式排熱冷却器は、
外気を取り入れる吸気口と、前記吸気口から取り入れられた外気と前記余剰熱との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器における熱交換により前記余剰熱を吸熱した外気を外部に排出する排気口とを有し、
前記熱交換器と前記排気口との間に形成される排気ガス排出エリアに対して前記生成水回収器から前記排気ガスが排出され、前記排気ガス排出エリアにおいて、前記余剰熱を吸熱した外気と前記生成水回収器からの前記排気ガスとを混合して、前記排気口から外部に排出することを特徴とする燃料電池発電装置。
A fuel reformer that reforms raw fuel to generate fuel gas, a fuel cell body that generates electric power by an electrochemical reaction between the fuel gas and reaction air, and the fuel reformer and the fuel cell body A generated water recovery device that discharges exhaust gas after recovering moisture contained in the exhaust gas, a heat-use heat exchanger that recovers heat generated by power generation in the fuel cell body to a heat-use facility, and the heat An air-cooled exhaust heat cooler that absorbs excess heat that has not been recovered by the use equipment by outside air, and that mixes and discharges the outside air that has absorbed the excess heat and the exhaust gas discharged from the generated water recovery device. And the air-cooled exhaust heat cooler is installed outside the housing housing the fuel reformer, the fuel cell main body, and the generated water recovery device, and above the generated water recovery device. fuel cell power plant der that Te,
The air-cooled exhaust heat cooler is
An intake port for taking in outside air, a heat exchanger for exchanging heat between the outside air taken from the intake port and the excess heat, and the outside air that has absorbed the excess heat by heat exchange in the heat exchanger is discharged to the outside. An exhaust port,
The exhaust gas is discharged from the generated water recovery device to an exhaust gas discharge area formed between the heat exchanger and the exhaust port, and outside air that has absorbed the excess heat in the exhaust gas discharge area; A fuel cell power generator characterized in that the exhaust gas from the generated water recovery unit is mixed and discharged to the outside through the exhaust port .
前記空冷式排熱冷却器は、
前記排気口を複数有するとともに、前記熱交換器と一部の排気口との間に形成される第1のエリアと前記熱交換器と他の排気口との間に形成される第2のエリアとを区画する隔壁を有し、
前記排気ガス排出エリアとして機能する前記第1のエリアにおいて、前記余剰熱を吸熱した外気と前記生成水回収器から排出された前記排気ガスとを混合して、前記一部の排気口から外部に排出することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。
The air-cooled exhaust heat cooler is
A second area formed between the heat exchanger and another exhaust port, and a first area formed between the heat exchanger and a part of the exhaust ports. And having a partition wall
In the first area functioning as the exhaust gas discharge area, the outside air that has absorbed the surplus heat and the exhaust gas discharged from the generated water recovery unit are mixed, and the external exhaust gas is discharged from the partial exhaust port to the outside. The fuel cell power generator according to claim 1 , wherein the fuel cell power generator is discharged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3215489B2 (en) * 1992-04-23 2001-10-09 日本電信電話株式会社 Fuel cell waste heat utilization system and control method thereof
JPH07169498A (en) * 1993-12-17 1995-07-04 Toshiba Corp Exhaust device for fuel cell power plant
JP2002100382A (en) * 2000-09-20 2002-04-05 Fuji Electric Co Ltd Fuel cell power generator
JP5057673B2 (en) * 2006-02-28 2012-10-24 京セラ株式会社 Waste heat recovery system for solid oxide fuel cells
JP4961156B2 (en) * 2006-03-28 2012-06-27 メタウォーター株式会社 Effective use of waste heat from incineration
JP2008243591A (en) * 2007-03-27 2008-10-09 Kyocera Corp Fuel cell device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106066059A (en) * 2016-06-22 2016-11-02 珠海格力电器股份有限公司 Wall-hung boiler

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