JP5756915B2 - Exhaust system - Google Patents
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Description
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池装置に取付ける排気装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust device attached to a fuel cell device that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas.
近年、家庭用の燃料電池コージェネレーションシステム(以下、「燃料電池システム」)に適するシステムとして、固体高分子形燃料電池システムの開発が盛んである。固体高分子形燃料電池システムは、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとの電気化学反応により発電を行う。一方、電気化学反応には水素が必要であるが、水素のインフラはいまだ充分に整っていない。したがって、固体高分子形燃料電池システムは、都市ガス、LPガス、灯油等の原料を改質することにより水素リッチな燃料ガスを生成する水素生成装置を備え、水素生成装置から発生した水素と、空気中の酸素を、固体高分子形燃料電池(以下、「燃料電池」)で反応させることにより発電を行っている。また、電気化学反応で生じる熱や水素生成装置から排出される排ガスの熱を利用するための燃料電池システムも開発されている。このような燃料電池システムは、熱を湯水として回収して貯湯槽に貯えて、貯えた湯水を外部への熱供給媒体として有効利用する。 In recent years, solid polymer fuel cell systems have been actively developed as systems suitable for household fuel cell cogeneration systems (hereinafter referred to as “fuel cell systems”). The polymer electrolyte fuel cell system generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen. On the other hand, hydrogen is necessary for electrochemical reactions, but the hydrogen infrastructure is not yet fully prepared. Accordingly, the polymer electrolyte fuel cell system includes a hydrogen generator that generates a hydrogen-rich fuel gas by reforming raw materials such as city gas, LP gas, and kerosene, and hydrogen generated from the hydrogen generator, Electric power is generated by reacting oxygen in the air with a polymer electrolyte fuel cell (hereinafter referred to as “fuel cell”). In addition, a fuel cell system for utilizing heat generated by an electrochemical reaction or heat of exhaust gas discharged from a hydrogen generator has been developed. Such a fuel cell system recovers heat as hot water and stores it in a hot water storage tank, and effectively uses the stored hot water as a heat supply medium to the outside.
従来より、上述のような水素生成装置および燃料電池をパッケージ(筐体)に収めたものに、都市ガスなどを利用して発電を行う燃料電池発電システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel cell power generation system that generates power using city gas or the like in a package (housing) containing a hydrogen generator and a fuel cell as described above is known (for example, Patent Document 1). reference).
また、燃料電池装置の筐体が、幅方向および奥行き方向よりも高さ方向が長い直方体で構成される場合(例えば、特許文献2参照)、燃料電池装置から発生する排ガスを外部へ排出する排気口と家屋の窓や家屋換気口が同じぐらいの高さとなって、排出された排ガスが直接家庭内に流れる可能性がある。そこで、給湯器などにも使用される排気方向を(特に上方向に)変更できる排気装置(例えば、特許文献3参照)を取り付けることが考えられる。 Further, when the casing of the fuel cell device is configured by a rectangular parallelepiped whose height direction is longer than the width direction and the depth direction (see, for example, Patent Document 2), exhaust gas that exhausts exhaust gas generated from the fuel cell device to the outside Mouth and house windows and house ventilation openings are about the same height, and exhaust gas can flow directly into the home. Therefore, it is conceivable to install an exhaust device (see, for example, Patent Document 3) that can change the exhaust direction (particularly upward) used also in a water heater or the like.
図7は、特許文献1〜3に記載された従来の排気装置101を取り付けた燃料電池装置102の構成図である。図7に示すように、筐体103の内部には、都市ガスなどの原料および水から水素リッチな燃料ガスを生成する水素生成装置104と、空気を供給する空気ポンプ105と、水素生成装置104で生成された燃料ガスと空気ポンプ105から供給される空気を用いて発電を行う燃料電池106と、水素生成装置104から排出される排ガスの熱を回収する排ガス熱交換器107と、排ガス熱交換器107を通過した排ガスを筐体103の外部へ排出する排気ダクト108と、排気ダクト108と排気装置101を連通させる筐体排気口109と、が備えられている。
FIG. 7 is a configuration diagram of the
図8は、従来の排気装置101の構成図である。図8に示すように、排気装置101は、両端が閉塞した筒状の本体112で構成されている。本体112の側面部には、給気口114が形成されており、排気装置101を燃料電池装置102に装着したときに本体112の上面となる上面部116には、排気口118が形成されている。
FIG. 8 is a configuration diagram of a
一般的に、燃料電池装置102の排ガスの温度はボイラーなどと比べて低く、かつ排出量はボイラーなどと比べて少ない。よって、排気装置101と排ガスとが熱交換することにより、排ガスが容易に露点に達し、排ガス中の水蒸気が凝縮して結露水が発生することが多い。従来の排気装置101の構成によれば、凝縮した結露水は、給気口114から筐体排気口109へ導かれ、燃料電池装置102から外部へ排出される。
In general, the temperature of the exhaust gas of the
従来の排気装置101の構成では排気装置101の上面に排気口118があるため、排気口118を介して、雨水が筐体排気口109へ浸入する。この雨水が多量に達すると、排気装置101への排ガスの流れが妨げられ、これにより、燃焼ガスの排出が不十分となり燃料電池装置の運転が停止するという問題を有していた。この課題を解決するために、本体112の下面に水抜き穴を設けて、雨水を排出する構成が考えられる。
In the configuration of the
上述のような水抜き穴が設けられた構成によれば、雨水を水抜き穴から排出できるが、雨が降らない場合には、上述の凝縮した結露水が水抜き穴から排出される。特に、排気装置101の取付位置が、家屋の窓や家屋換気口と同じ高さにある場合、水抜き穴から排出された結露水は、地面に適下するまでの間に風などの影響を受けて燃料電池装置102の筐体103の外面に付着し易い。また、結露水は、燃料電池装置102のオフアノードガス中の水素が溶解していることにより、酸性になる場合が多い。したがって、筐体103に付着した結露水が筐体103の外面を劣化させるという課題も生じる。
According to the structure provided with the drain hole as described above, rain water can be discharged from the drain hole. However, when it does not rain, the condensed condensed water described above is discharged from the drain hole. In particular, when the mounting position of the
本発明は従来の課題を解決するもので、燃料電池装置に排気方向を変更できる排気装置を取り付けた際、多量の雨水が排気装置に流入しても、筐体排気口からの燃焼ガスの排出を確保し、燃料電池装置の運転を継続可能にするとともに、排気装置内で発生する結露水が燃料電池装置の筐体へ付着するのを防ぎ、燃料電池装置の筐体の外面劣化を防止する排気装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the conventional problem. When an exhaust device capable of changing the exhaust direction is attached to the fuel cell device, even if a large amount of rainwater flows into the exhaust device, the combustion gas is discharged from the housing exhaust port. To ensure that the fuel cell device can continue to operate, prevent condensation from being generated in the exhaust device from adhering to the housing of the fuel cell device, and prevent deterioration of the outer surface of the fuel cell device housing An object is to provide an exhaust device.
前記従来の課題を解決するために、本発明の排気装置は、水素を含む燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池と、水素を含む燃料ガスを生成する水素生成装置と、燃料電池および水素生成装置を収容する筐体とを備える燃料電池装置に取り付けられるとともに、水素生成装置から発生する排ガスを筐体の外部へ排出する燃料電池装置用の排気装置であって、上面部、下面部、および側面部を有する、両端が閉塞した中空形状の本体を備え、本体の上面部には、本体と外部とを連通させる排気口が形成され、本体の側面部には、筐体と本体とを連通させる給気口が形成され、本体内部の下面部には、本体内部に向かって突出するバーリングが周囲に設けられた水抜き穴が形成され、バーリングの上端は給気口の下端よりも上方にあるものである。 In order to solve the above-described conventional problems, an exhaust apparatus according to the present invention includes a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas, and a hydrogen generator that generates fuel gas containing hydrogen. And an exhaust device for a fuel cell device that is attached to a fuel cell device including a housing that contains the fuel cell and the hydrogen generator, and that exhausts exhaust gas generated from the hydrogen generator to the outside of the housing, It has a hollow main body with both ends closed, having an upper surface portion, a lower surface portion, and a side surface portion, and an exhaust port is formed on the upper surface portion of the main body to allow communication between the main body and the outside. An air supply port is formed to allow communication between the housing and the main body. A drain hole with a burring projecting toward the inside of the main body is formed in the lower surface portion inside the main body. The bottom of the mouth Also it is intended to be upward.
これによって、排気装置内で凝縮した結露水は本体の下面部の水抜き穴に設けたバーリングで堰き止められ、給気口から筐体排気口に導かれて排出されることにより、排気装置内で発生する結露水が燃料電池装置の筐体へ付着するのを防止することができるとともに、多量の雨水が排気装置に流入した場合、浸入した雨水を本体の下面部に設けた水抜き穴より排出することにより、筐体排気口からの排ガスの排出を確保し、燃料電池装置の運転を継続可能にすることができる。 As a result, the condensed water condensed in the exhaust system is blocked by the burring provided in the drain hole on the lower surface of the main body, and is led from the air supply port to the housing exhaust port to be discharged. In the case where a large amount of rainwater flows into the exhaust system, the infiltrated rainwater can be removed from the drain hole provided on the lower surface of the main body. By discharging, it is possible to ensure exhaust gas exhaust from the casing exhaust port and to continue the operation of the fuel cell device.
本発明の燃料電池装置に排気方向を変更できる排気装置を取り付けた場合でも、排気装置内で発生する結露水が燃料電池装置の筐体への付着するのを防ぎ、燃料電池装置の筐体の外面劣化を防止するとともに、多量の雨水が排気装置に流入しても、筐体排気口からの排ガスの排出を確保し、燃料電池装置の運転を継続可能にすることができる。 Even when an exhaust device capable of changing the exhaust direction is attached to the fuel cell device of the present invention, the condensed water generated in the exhaust device is prevented from adhering to the housing of the fuel cell device. While preventing the deterioration of the outer surface, even if a large amount of rainwater flows into the exhaust device, it is possible to ensure exhaust gas exhaust from the housing exhaust port and to continue the operation of the fuel cell device.
第1の発明は、水素を含む燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池と、水素を含む燃料ガスを生成する水素生成装置と、燃料電池および水素生成装置を収容する筐体とを備える燃料電池装置に取り付けられるとともに、水素生成装置から発生する排ガスを筐体の外部へ排出する燃料電池装置用の排気装置であって、上面部、下面部、および側面部を有する、両端が閉塞した中空形状の本体を備え、本体の上面部には、本体と外部とを連通させる排気口が形成され、本体の側面部には、筐体と本体とを連通させる給気口が形成され、本体内部の下面部には、本体内部に向かって突出するバーリングが周囲に設けられた水抜き穴が形成され、バーリングの上端は給気口の下端よりも上方にある、ことを特徴とする。 1st invention accommodates the fuel cell which produces electric power by the electrochemical reaction of the fuel gas containing hydrogen, and oxidant gas, the hydrogen generator which produces | generates the fuel gas containing hydrogen, the fuel cell, and the hydrogen generator An exhaust device for a fuel cell device that is attached to a fuel cell device including a housing and exhausts exhaust gas generated from the hydrogen generator to the outside of the housing, and has an upper surface portion, a lower surface portion, and a side surface portion The body has a hollow main body closed at both ends, an exhaust port is formed on the upper surface of the main body to allow communication between the main body and the outside, and an air supply port for communication between the housing and the main body is provided on a side surface of the main body. A drain hole with a burring projecting toward the inside of the body is formed in the lower surface portion inside the body, and the upper end of the burring is above the lower end of the air supply port. Features.
これによって、排気装置内で凝縮した結露水は本体の下面部の水抜き穴に設けたバーリングで堰き止められ、筐体排気口に導かれて排出されることにより、排気装置内で発生する結露水が燃料電池装置の筐体の外面へ付着して外面を劣化させることを防止できる。また、多量の雨水が排気装置に流入した場合でも、浸入した雨水を本体の下面部に設けた水抜き穴から排出できるため、筐体排気口からの燃焼ガスの排出ルートを確保して、燃料電池装置の運転を継続可能にすることができる。 As a result, the condensed water condensed in the exhaust system is blocked by the burring provided in the drain hole on the lower surface of the main body, and is guided to the casing exhaust port to be discharged. It is possible to prevent water from adhering to the outer surface of the casing of the fuel cell device and deteriorating the outer surface. In addition, even when a large amount of rainwater flows into the exhaust system, the infiltrated rainwater can be discharged from the drain hole provided in the lower surface of the main body, so a combustion gas discharge route from the housing exhaust port is secured and the fuel is discharged. The operation of the battery device can be continued.
第2の発明は、第1の発明において、水抜き穴は複数形成されている、ことを特徴とする。このような構成によれば、排気装置内で凝縮した結露水が水抜き穴の間にできた隙間を通ることが可能になるため、給気口から筐体排気口へと速やかに排出することができ、バーリングを超えて水抜き穴から溢れ出るのを防止することができる。さらに、水抜き穴の総開口面積が同じでも複数形成することにより、水抜き穴の沿周長を長くすることができるため、排気装置内に浸入し、水抜き穴のバーリングを超えた雨水を速やかに排出することができる。 The second invention is characterized in that a plurality of drain holes are formed in the first invention. According to such a configuration, the condensed water condensed in the exhaust device can pass through the gap formed between the drain holes, so that it can be quickly discharged from the air supply port to the housing exhaust port. It is possible to prevent overflowing from the drain hole beyond the burring. Furthermore, by forming a plurality of drain holes even if they have the same total opening area, the length of the drain holes can be increased, so that the rainwater that penetrates into the exhaust system and exceeds the burring of the drain holes can be removed. It can be discharged quickly.
第3の発明は、第1または第2の発明の排気装置と、燃料電池と、水素生成装置と、燃料電池および水素生成装置を収容する筐体と、を備える燃料電池装置であって、水素生成装置は、燃料ガスや酸化剤ガスを含む原料ガスおよび燃料電池から排出されたオフ燃料ガスのうち少なくとも一方のガスを含む燃焼用ガスと空気を混合して燃焼させることにより水素生成装置を加熱する燃焼器と、燃焼器に空気を供給する空気供給器と、を備え、排気装置は、筐体排気口と連通するように筐体に取り付けられ、燃焼器にて燃焼した排ガスは、筐体排気口から排気装置を介して外部に排出され、排気口が閉塞され、かつ、空気供給器が最大操作量で制御されている場合において、燃焼器にて燃焼用ガスおよび空気を含む混合ガスが完全燃焼することにより発生した排ガスを外部へ排出するために、水抜き穴が排気装置における第2の排気口として機能する、ことを特徴とする。このような構成によれば、落葉などの異物が排気装置の本体の上面部に設けた排気口を覆うように落下して排気口を閉塞した場合でも、本体の下面部に設けた水抜き穴から排ガスを排出することにより、水素生成装置の燃焼で必要とする燃焼空気量を確保し、燃料電池装置の運転を継続可能にすることができる。 A third invention is a fuel cell device comprising the exhaust device of the first or second invention, a fuel cell, a hydrogen generator, and a housing that houses the fuel cell and the hydrogen generator, The generator heats the hydrogen generator by mixing and combusting a gas for combustion containing at least one of a raw material gas containing fuel gas and an oxidant gas and an off-fuel gas discharged from the fuel cell. And an air supply for supplying air to the combustor, and the exhaust device is attached to the casing so as to communicate with the casing exhaust port, and the exhaust gas burned in the combustor When the exhaust port is discharged to the outside through the exhaust device, the exhaust port is closed, and the air supply device is controlled at the maximum operation amount, the combustor contains a mixed gas containing combustion gas and air. To complete combustion The exhaust gas generated Ri to discharge to the outside, drain hole serves as a second exhaust opening in the exhaust system, characterized in that. According to such a configuration, even when foreign matter such as fallen leaves falls to cover the exhaust port provided on the upper surface of the main body of the exhaust device and closes the exhaust port, the drain hole provided on the lower surface of the main body By exhausting the exhaust gas from the fuel cell, it is possible to ensure the amount of combustion air required for the combustion of the hydrogen generator and to continue the operation of the fuel cell device.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における排気装置を燃料電池装置に取り付けた外観図、図2は、本実施の形態1にかかる排気装置を燃料電池装置に取り付けた構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an external view of an exhaust device according to
図2に示すように、本実施の形態1にかかる排気装置1が取り付けられる燃料電池装置2は、水素を含む燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池3と、水素を含む燃料ガスを生成する水素生成装置4と、燃料電池3および水素生成装置4を収容する筐体5とを備える。水素生成装置4は、水素生成装置4を加熱する燃焼器6と、燃焼器6に空気を供給する空気供給器8とを備える。さらに、燃料電池装置2は、筐体5内部において、燃料電池3に空気を供給する空気ポンプ7と、水素生成装置4から排出される排ガスの熱を回収する排ガス熱交換器9と、排ガス熱交換器9から出てきた排ガスを筐体3の外部へ導く排気ダクト10と、排気ダクト10内に溜まった結露水および雨水を外部へ放出するドレンホース11とを備える。上述した筐体5内部の部材は、空気ポンプ7、燃料電池3、水素生成装置4および燃焼器6、排ガス熱交換器9、排気ダクト10、ドレンホース11、の順につながって連通し、配管を通じてガスなどのやり取りを行っている。
As shown in FIG. 2, the
筐体5は、幅方向および奥行き方向よりも高さ方向が長い直方体である。筐体5の側面部において高さ方向の半分の高さよりも高い位置に、穴部状の筐体排気口12が形成される。排気装置1は、筐体排気口12を介して筐体5と連通する。
The
図3は、本発明の排気装置1の構成図、図4は、本発明の排気装置1の断面図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
図3に示すように、排気装置1は、両端が閉じられた中空形状の直方体である本体13により構成されている。本体13は、排気装置1が燃料電池装置2に取り付けられたときに上面側にくる上面部14と、下面側にくる下面部15と、上面部14と下面部15をつなぐ側面部16とを有する。
As shown in FIG. 3, the
上面部14には、本体13と外部とを連通させる排気口17が形成されている。側面部16には、筐体5と本体13とを連通させる給気口18が形成されている。本体13内部の下面部15には、外部と連通する水抜き穴19が形成され、水抜き穴19の周囲には、本体内部に向かって突出するバーリング20が設けられている。バーリング20は、環状の突起形状を有する。
An
図4に示すように、本実施の形態1にかかる排気装置1は、バーリング20の上端が給気口18の下端よりも上方に存在するように構成されている。
As shown in FIG. 4, the
以上のように構成された排気装置について、以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the exhaust device configured as described above will be described below.
水素生成装置4に都市ガスおよび純水を供給すると、水素リッチな燃料ガスが生成される。燃料電池3は、水素リッチな燃料ガスをアノードガスとして使用し、空気ポンプ7から供給される空気を含む酸化剤ガスをカソードガスとして使用して発電を行う。燃焼器6は、燃料ガスおよび酸化剤ガスなどの原料ガスおよび燃料電池3から排出されたオフ燃料ガスのうち少なくとも一方の燃焼用ガスと、空気供給器8から供給される空気とを混合して燃焼させる。この燃焼反応の熱を利用することにより水素生成装置4を加熱して改質反応が行われるよう一定温度にコントロールする。
When city gas and pure water are supplied to the
水素生成装置4から排出された排ガスは、排ガス熱交換器9に導かれて熱が回収される。その後、排気ダクト10、筐体排気口12、および給気口18を介して筐体5の外部、すなわち排気装置1へと排出される。
The exhaust gas discharged from the
燃料電池装置2内で発生した排ガスは、筐体5の外部へ排出される前に排ガス熱交換器9にて熱を回収されるため温度が低くなり、また、その量は一般のボイラーに比べて少ない。したがって、排気装置1と排ガスとが熱交換することにより、排ガスが容易に露点に達し、排ガス中の水蒸気が凝縮して結露水が発生する。
Since the exhaust gas generated in the
排気装置1内で発生した結露水は、本体13の下面部15の水抜き穴19の周囲に設けられたバーリング20で堰き止められる。バーリング20で堰き止められた結露水は、給気口18から筐体排気口12を介して燃料電池装置2内の排気ダクト10に導かれ、排気ダクト10のドレンホース11を介して排出される。このように燃料電池装置2内のドレンホース11から排出することにより、排気装置1内で発生した結露水が燃料電池装置2の筐体5へ付着するのを防止することができ、燃料電池装置2の筐体5の外面劣化を防止することができる。
Condensed water generated in the
次に、降雨の際の排気装置1内における雨水の排出原理について説明する。雨量が少なく排気口17から排気装置1内に浸入する雨水の量が少ない場合は、上述の結露水と同様に、雨水は、バーリング20で堰き止められドレンホース11を介して排出される。一方で、雨量が多く排気口17から排気装置1内に浸入する雨水の量が多い場合は、排気装置1内の雨水の水位がバーリング20の上端を超えるため、雨水は水抜き穴19から排出される。水抜き穴19から雨水が排出されることにより、雨水が筐体排気口12から排出する排ガスの妨げにならず、燃料電池装置の運転を継続することができる。なお、このように雨水が水抜き穴19から排出されるとき、雨水に混じって結露水も排出される。雨水と比較して量の少ない結露水は、雨水により希釈された状態で排出されるため、筐体5の外面へ付着して劣化させる可能性は低くなる。
Next, the principle of draining rainwater in the
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2にかかる排気装置1の断面図である。実施の形態1と同構成のものは、同符号を用いて説明を省略する。図5に示すように、本実施の形態2にかかる排気装置1は、下面部15の給気口18近傍に水抜き穴19a、19b、19cを複数形成するように構成されている。水抜き穴19a、19b、19cの周囲には、それぞれバーリング20a、20b、20cが設けられている。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
このように構成された排気装置1について、以下動作、作用を説明する。実施の形態1と動作、作用が同様な部分は、説明を省略する。
Operation and action of the
排気装置1の排気口17から流入した多量の雨水を水抜き穴19から排出するためには、本体13の下面部15の給気口18近傍に水抜き穴19を設けることが好ましい。そこで、例えば開口面積の大きい水抜き穴19を1つ設けた場合、雨水排出性は向上する。しかしながら、このような構成では、降雨がない場合、排気装置内1で発生した結露水が水抜き穴19のバーリング20を迂回して給気口18から排出されるため、結露水の排出性が悪くなる。また、凝縮する結露水の量が多い場合は、結露水の水位がバーリング20の上端を超えて、水抜き穴19より排出される可能性がある。
In order to discharge a large amount of rainwater flowing from the
そこで、本実施の形態2にかかる排気装置1では、下面部15の給気口18近傍に分散して水抜き穴19a、19b、19cを配置するとともに、それぞれの周囲にバーリング20a、20b、20cを設けた。このような構成によれば、水抜き穴19a、19b、19cの間に隙間が発生するため、排気装置1内で凝縮した結露水がその隙間を通って給気口18へと流れることが可能となる。したがって、結露水を筐体排気口12へと速やかに排出することができ、バーリング20a、20b、20cを超えて溢れ出すことを抑制することができる。
Therefore, in the
さらに、水抜き穴19a、19b、19cを複数形成すると、全体の開口面積は同じのままで沿周長が長くなる。このことにより、多量の降雨の場合にバーリング20a、20b、20cを超えて水抜き穴19a、19b、19cから排出される雨水の排出性を高めることができる。このように、排気口17から多量の雨水の浸入があった場合も筐体排気口12からの燃焼ガスの排出ルートを確保し、燃料電池装置2の運転を継続可能にすることができる。
Further, when a plurality of
(実施の形態3)
図6は、本発明の実施の形態3にかかる排気装置1を燃料電池装置2に取り付けた構成図である。実施の形態1、2と同構成のものは、同符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a configuration diagram in which the
排気装置1の上面部14に排気口17があるため、枯葉などの異物が排気口17を覆うことがある。一般のボイラーのように排ガスの量が多い場合は、排ガスの吐出力で枯葉などを吹き飛ばして排気口17の閉塞を解消できる。しかしながら、燃料電池装置2の排ガスの排出量はボイラーなどと比べて少ないため、排気装置1の上面部14に排気口17がある構成では、排ガスの流速で枯葉などの異物を吹き飛ばすことができない。よって、排気口17が閉塞して、燃焼ガスの排出が不十分となり、燃料電池装置2の運転が停止することが考えられる。
Since the
図6に示すように、本実施の形態3にかかる排気装置1は、燃料電池装置2に取り付けられる。燃料電池装置2において、燃焼器6で燃焼した排ガスは、水素生成装置4から排出される排ガスを排気ダクト10へ導く排気配管21を通り、筐体排気口12から排気装置1を介して外部に排出される。本実施の形態3にかかる排気装置1が取り付けられた燃料電池装置2では、排気口17が閉塞されて水抜き穴19からのみ排ガスが排出され、かつ、空気供給器8が最大操作量で制御されている場合において、水抜き穴19の面積を、排ガスが燃焼器6において完全燃焼する量の空気が流れるように設定するとともに、排気配管21の断面積の1/2以上としている。
As shown in FIG. 6, the
以上のように構成された排気装置1について、以下動作、作用を説明する。実施の形態1、2と動作、作用が同様な部分は、説明を省略する。
About the
本体13の下面部15に水抜き穴19が設けられているため、排気装置1の排気口17が閉塞したとき、排ガスは水抜き穴19から排出される。全排ガスが水抜き穴19から排出され、かつ空気供給器8が最大操作量で制御されている場合において、燃焼器6にて混合ガス(燃焼用ガスや空気を含む)が完全燃焼することにより発生した排ガスが水抜き穴19から排出されるように、水抜き穴19の開口面積が設定されている。すなわち、空気供給器8が、燃焼器6へ最大量の空気を供給するように運転し、かつ排ガスを排気口17から排出できない場合に、水抜き穴19が第2の排気口として機能する。したがって、落葉などの異物が排気装置1の排気口17を覆うように落下して排気口17を閉塞した場合でも、水抜き穴19から排ガスを排出することにより、燃焼器6で不完全燃焼を起こすことなく、燃料電池装置2の運転を継続することができる。
Since the
本体13の形状は直方体と記載したが、直方体に限らず、円筒形などあらゆる形状を採用しても良い。
Although the shape of the
バーリング20は、環状の突起形状を有すると記載したが、結露水などの液体を堰き止めるのに適切なその他あらゆる形状を採用しても良く、また、その形成方法は、バーリング加工に限らず、あらゆる方法を採用しても良い。 Although the burring 20 has been described as having an annular protrusion shape, any other shape suitable for blocking liquid such as condensed water may be adopted, and the forming method is not limited to burring, Any method may be adopted.
以上のように、本発明にかかる排気装置は、取り付ける機器の筐体の外面の劣化を防止できるため、固体高分子形燃料電池や固体酸化物形燃料電池に適用できる。 As described above, the exhaust device according to the present invention can be applied to a solid polymer fuel cell and a solid oxide fuel cell because it can prevent deterioration of the outer surface of the casing of the equipment to be attached.
1 排気装置
2 燃料電池装置
3 燃料電池
4 水素生成装置
5 筐体
6 燃焼器
7 空気ポンプ
8 空気供給器
9 排ガス熱交換器
10 排気ダクト
11 ドレンホース
12 筐体排気口
13 本体
14 上面部
15 下面部
16 側面部
17 排気口
18 給気口
19 水抜き穴
20 バーリング
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上面部、下面部、および側面部を有する、両端が閉塞した中空形状の本体を備え、
本体の上面部には、本体と外部とを連通させる排気口が形成され、
本体の側面部には、筐体と本体とを連通させる給気口が形成され、
本体内部の下面部には、本体内部に向かって突出するバーリングが周囲に設けられた水抜き穴が形成され、
バーリングの上端は給気口の下端よりも上方にある、燃料電池装置用の排気装置。 A fuel cell comprising: a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas; a hydrogen generator that generates fuel gas containing hydrogen; and a housing that houses the fuel cell and the hydrogen generator An exhaust device for a fuel cell device that is attached to the battery device and exhausts exhaust gas generated from the hydrogen generator to the outside of the housing,
A hollow body having an upper surface portion, a lower surface portion, and a side surface portion, closed at both ends,
An exhaust port is formed on the upper surface of the main body to communicate the main body with the outside.
An air supply port is formed on the side surface of the main body to communicate the housing with the main body.
On the bottom surface inside the main body, a drain hole is formed with a burring projecting toward the inside of the main body.
An exhaust device for a fuel cell device, wherein the upper end of the burring is above the lower end of the air supply port.
燃料電池と、
水素生成装置と、
燃料電池および水素生成装置を収容する筐体と、を備える燃料電池装置であって、
水素生成装置は、燃料ガスや酸化剤ガスを含む原料ガスおよび燃料電池から排出されたオフ燃料ガスのうち少なくとも一方のガスを含む燃焼用ガスと空気を混合して燃焼させることにより水素生成装置を加熱する燃焼器と、燃焼器に空気を供給する空気供給器と、を備え、
排気装置は、筐体排気口と連通するように筐体に取り付けられ、
燃焼器にて燃焼した排ガスは、筐体排気口から排気装置を介して外部に排出され、
排気口が閉塞され、かつ、空気供給器が最大操作量で制御されている場合において、燃焼器にて燃焼用ガスおよび空気を含む混合ガスが完全燃焼することにより発生した排ガスを外部へ排出するために、水抜き穴が排気装置における第2の排気口として機能する、燃料電池装置。 The exhaust device according to claim 1 or 2,
A fuel cell;
A hydrogen generator,
A fuel cell device comprising a housing that houses a fuel cell and a hydrogen generator,
The hydrogen generating device mixes a combustion gas containing at least one of a raw material gas containing a fuel gas and an oxidant gas and an off-fuel gas discharged from the fuel cell with air and burns the hydrogen generating device. A combustor for heating, and an air supply for supplying air to the combustor,
The exhaust device is attached to the housing so as to communicate with the housing exhaust port,
The exhaust gas combusted in the combustor is discharged to the outside through the exhaust device from the housing exhaust port,
When the exhaust port is closed and the air supply device is controlled at the maximum manipulated variable, exhaust gas generated by complete combustion of the mixed gas containing combustion gas and air in the combustor is discharged to the outside. Therefore, the fuel cell device in which the drain hole functions as a second exhaust port in the exhaust device.
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