JP7526067B2 - Fuel Cell Systems - Google Patents

Fuel Cell Systems Download PDF

Info

Publication number
JP7526067B2
JP7526067B2 JP2020163272A JP2020163272A JP7526067B2 JP 7526067 B2 JP7526067 B2 JP 7526067B2 JP 2020163272 A JP2020163272 A JP 2020163272A JP 2020163272 A JP2020163272 A JP 2020163272A JP 7526067 B2 JP7526067 B2 JP 7526067B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
heat
cell system
cell module
water
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.)
Active
Application number
JP2020163272A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022055702A (en
Inventor
欣秀 佐野
智剛 青野
竜一 中村
幸喜 芦田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2020163272A priority Critical patent/JP7526067B2/en
Publication of JP2022055702A publication Critical patent/JP2022055702A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7526067B2 publication Critical patent/JP7526067B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

本開示は、燃料電池システムに関するものである。 This disclosure relates to a fuel cell system.

燃料電池モジュールが発電する電力と、燃料電池モジュールの発電時の排熱を利用してお湯を供給する燃料電池システムが知られている。燃料電池モジュールの発電時の高温の排ガスと熱交換させる熱媒を介して、燃料電池モジュールの排熱が利用される(特許文献1参照)。 There is a known fuel cell system that supplies hot water by using the electricity generated by a fuel cell module and the exhaust heat generated by the fuel cell module. The exhaust heat from the fuel cell module is utilized via a heat medium that exchanges heat with the high-temperature exhaust gas generated when the fuel cell module generates electricity (see Patent Document 1).

特開2018-195452号公報JP 2018-195452 A

熱交換させた熱媒は、一時的に蓄熱タンクに貯蔵され、使用者が給湯する場合のように所望の時期に熱媒に蓄積された熱が取出される。それゆえ、蓄熱タンクに貯蔵される熱媒の温度を設計上の温度以上に維持することが求められている。 The heat transfer medium that has undergone heat exchange is temporarily stored in a heat storage tank, and the heat stored in the heat transfer medium is extracted at the desired time, such as when a user needs to supply hot water. Therefore, it is necessary to maintain the temperature of the heat transfer medium stored in the heat storage tank at or above the design temperature.

従って、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、蓄熱タンク内の熱媒の降温を抑制する燃料電池システムを提供することにある。 Therefore, the purpose of this disclosure, which has been made in consideration of the problems with the conventional technology described above, is to provide a fuel cell system that suppresses the temperature drop of the heat transfer medium in the heat storage tank.

上述した諸課題を解決すべく、第1の観点による燃料電池システムは、
燃料電池モジュールと、
湯を供給可能な給湯器と、
前記燃料電池モジュールより上方に位置し、前記燃料電池モジュールから排出される排ガスと熱交換し、前記給湯器に直接供給する熱媒、又は前記給湯器に直接的若しくは間接的に供給される水と熱交換する熱媒を貯蔵する蓄熱タンクと、を備える。
In order to solve the above-mentioned problems, a fuel cell system according to a first aspect of the present invention comprises:
A fuel cell module;
A water heater capable of supplying hot water;
and a heat storage tank located above the fuel cell module for storing a heat transfer medium that exchanges heat with exhaust gas discharged from the fuel cell module and is supplied directly to the water heater, or a heat transfer medium that exchanges heat with water supplied directly or indirectly to the water heater .

上記のように構成された本開示に係る燃料電池システムによれば、蓄熱タンク内の熱媒の降温が抑制される。 The fuel cell system according to the present disclosure configured as described above suppresses the temperature drop of the heat transfer medium in the heat storage tank.

本実施形態に係る燃料電池システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. 図1の燃料電池モジュール、蓄熱タンク及び給湯器13の配置状態を示す、支持部の上下方向に沿った断面図である。2 is a cross-sectional view taken along the vertical direction of the support portion, showing the arrangement of the fuel cell module, the heat storage tank, and the water heater 13 in FIG. 1 .

以下、本開示を適用した燃料電池システムの実施形態について、図面を参照して説明する。 Below, an embodiment of a fuel cell system to which the present disclosure is applied is described with reference to the drawings.

図1に示すように、本開示の一実施形態に係る燃料電池システム10は、燃料電池モジュール11、蓄熱タンク12及び給湯器13を含んで構成される。燃料電池システム10は、さらに、熱媒循環路14、ラジエータ15、熱媒ポンプ16、ガス供給路17、水供給路18、排気口19を含んで構成されてよい。図2に示すように、燃料電池システム10は、さらに、支持部20を含んで構成されてよい。 As shown in FIG. 1, a fuel cell system 10 according to an embodiment of the present disclosure includes a fuel cell module 11, a heat storage tank 12, and a water heater 13. The fuel cell system 10 may further include a heat medium circulation path 14, a radiator 15, a heat medium pump 16, a gas supply path 17, a water supply path 18, and an exhaust port 19. As shown in FIG. 2, the fuel cell system 10 may further include a support portion 20.

燃料電池モジュール11は、改質器及びセルスタックを有してよい。改質器は、原燃料として供給されるガスと、水とに水蒸気改質反応を生じさせることにより、水素などの燃料を生成する。セルスタックは、空気中に含まれる酸素などの酸化剤と、改質器が生成する燃料を用いた電気化学反応により発電する。また、セルスタックは電気化学反応により水を生成する。セルスタックから排出される未反応燃料及び未反応酸化剤は燃焼され、改質器において水蒸気改質反応を行わせるエネルギーを付与する。セルスタックから排出される水は、未反応燃料及び未反応酸化剤の燃焼による燃焼ガスとともに高温のガス状で燃料電池モジュール11から排出される。 The fuel cell module 11 may have a reformer and a cell stack. The reformer generates fuel such as hydrogen by causing a steam reforming reaction between gas supplied as raw fuel and water. The cell stack generates electricity through an electrochemical reaction using an oxidant such as oxygen contained in the air and the fuel generated by the reformer. The cell stack also generates water through an electrochemical reaction. Unreacted fuel and unreacted oxidant discharged from the cell stack are combusted to provide energy for the steam reforming reaction in the reformer. The water discharged from the cell stack is discharged from the fuel cell module 11 in a high-temperature gaseous state together with the combustion gas resulting from the combustion of the unreacted fuel and unreacted oxidant.

燃料電池モジュール11から排出される排ガスは、燃焼ガス及びガス状の水を含んでよい。図1に示すように、燃料電池モジュール11から排出される排ガスは、熱交換器21を用いて熱媒と熱交換されてよい。熱交換により冷却された排ガスは、気液分離器22により、ガス状の排ガスと、凝縮した液状の水に分離されてよい。分離された排ガスは、排気口19を介して燃料電池システム10の外部に排出されてよい。分離された水は、水タンク23に一時的に貯蔵されてから、水蒸気改質反応に用いる水として、燃料電池モジュール11に送られてよい。 The exhaust gas discharged from the fuel cell module 11 may contain combustion gas and gaseous water. As shown in FIG. 1, the exhaust gas discharged from the fuel cell module 11 may be heat exchanged with a heat medium using a heat exchanger 21. The exhaust gas cooled by the heat exchange may be separated into gaseous exhaust gas and condensed liquid water by a gas-liquid separator 22. The separated exhaust gas may be discharged to the outside of the fuel cell system 10 via the exhaust port 19. The separated water may be temporarily stored in a water tank 23 and then sent to the fuel cell module 11 as water to be used in the steam reforming reaction.

蓄熱タンク12は、熱媒を貯蔵する。熱媒は、燃料電池モジュール11から排出される排ガスとの熱交換に用いられる。熱媒は、例えば、水、不凍液などの比熱の大きな流体である。本実施形態においては、熱媒は水である。蓄熱タンク12に貯蔵された熱媒は、蓄熱タンク12及び熱交換器21の間で循環してよい。 The heat storage tank 12 stores a heat medium. The heat medium is used for heat exchange with the exhaust gas discharged from the fuel cell module 11. The heat medium is, for example, a fluid with a large specific heat, such as water or antifreeze. In this embodiment, the heat medium is water. The heat medium stored in the heat storage tank 12 may be circulated between the heat storage tank 12 and the heat exchanger 21.

図2に示すように、蓄熱タンク12は、燃料電池モジュール11より上方に位置する。燃料電池システム10における上方とは、定められた理想の姿勢で燃料電池システム10が設置された状態において地上に対する鉛直上方と同じ方向である。燃料電池モジュール11より上方とは、上下方向における位置が上側であることを限定し、上下方向に垂直な平面における位置は任意であることを意味する。さらには、蓄熱タンク12は、燃料電池モジュール11の上方に位置してよい。燃料電池モジュール11の上方とは、上下方向における位置が上側であること、及び上下方向に垂直な平面における位置が重なることを意味する。 As shown in FIG. 2, the heat storage tank 12 is located above the fuel cell module 11. Above in the fuel cell system 10 means the same direction as vertically above the ground when the fuel cell system 10 is installed in a predetermined ideal posture. Above the fuel cell module 11 means that the position in the up-down direction is limited to the upper side, and the position in a plane perpendicular to the up-down direction is arbitrary. Furthermore, the heat storage tank 12 may be located above the fuel cell module 11. Above the fuel cell module 11 means that the position in the up-down direction is the upper side, and that the positions in the plane perpendicular to the up-down direction overlap.

図1に示すように、給湯器13は、蓄熱タンク12に貯蔵した熱媒を利用して湯を供給可能である。給湯器13は、例えば、熱媒との熱交換により加熱した水をお湯として供給可能である。または、熱媒が水である構成において、熱媒をお湯として直接供給可能であってよい。給湯器13はガスにより燃焼するバーナを有してよく、熱媒だけでは熱が不足する場合、バーナを用いて加熱可能であってよい。バーナは、燃料として供給されるガスを燃焼させて水を加熱してよい。燃焼による排ガスは、給湯器13から排出されてよい。 As shown in FIG. 1, the water heater 13 can supply hot water by using the heat medium stored in the heat storage tank 12. The water heater 13 can supply hot water by, for example, heating water by heat exchange with the heat medium. Alternatively, in a configuration in which the heat medium is water, the heat medium may be directly supplied as hot water. The water heater 13 may have a burner that burns gas, and may be capable of heating using the burner when the heat medium alone is insufficient. The burner may heat the water by burning gas supplied as fuel. Exhaust gas from the combustion may be discharged from the water heater 13.

図2に示すように、給湯器13は、上下方向に垂直な方向において、蓄熱タンク12に並ぶように位置してよい。給湯器13は、蓄熱タンク12に近接して位置してよい。 As shown in FIG. 2, the water heater 13 may be positioned so as to be aligned with the heat storage tank 12 in a direction perpendicular to the up-down direction. The water heater 13 may be positioned close to the heat storage tank 12.

図1に示すように、熱媒循環路14は、蓄熱タンク12及び熱交換器21の間で熱媒を循環させてよい。熱媒循環路14の一部は、ラジエータ15及び熱媒ポンプ16を介して、熱交換器21に接続されてよい。熱媒循環路14は、熱媒ポンプ16から熱交換器21の間において、第1の部分24及び第2の部分25を有してよい。第1の部分24は、熱媒ポンプ16の吐出口から上方に向かうように延在してよい。上方とは、鉛直上方のみでなく、斜め上方を含んでよい。第2の部分25は、第1の部分24から下方に延在してよい。下方とは、鉛直下方のみでなく、斜め下方を含んでよい。延在は、直線状の延在に限定されず、曲線状の延在であってよい。 As shown in FIG. 1, the heat medium circulation path 14 may circulate the heat medium between the heat storage tank 12 and the heat exchanger 21. A part of the heat medium circulation path 14 may be connected to the heat exchanger 21 via the radiator 15 and the heat medium pump 16. The heat medium circulation path 14 may have a first part 24 and a second part 25 between the heat medium pump 16 and the heat exchanger 21. The first part 24 may extend upward from the discharge port of the heat medium pump 16. The upward direction may include not only a vertical upward direction but also an oblique upward direction. The second part 25 may extend downward from the first part 24. The downward direction may include not only a vertical downward direction but also an oblique downward direction. The extension is not limited to a linear extension, and may be a curved extension.

ラジエータ15は、蓄熱タンク12から抜出された熱媒、言換えると、燃料電池モジュール11の排ガスとの熱交換前の熱媒を冷却してよい。ラジエータ15は、例えば、回転数を調整可能なファンを有してよい。ラジエータ15は、ファンの回転数を調整することにより、熱媒の冷却を調整可能であってよい。 The radiator 15 may cool the heat medium extracted from the heat storage tank 12, in other words, the heat medium before heat exchange with the exhaust gas of the fuel cell module 11. The radiator 15 may have, for example, a fan with an adjustable rotation speed. The radiator 15 may be capable of adjusting the cooling of the heat medium by adjusting the rotation speed of the fan.

熱媒ポンプ16は、熱媒を昇圧することにより、熱媒を熱交換器21に供給してよい。 The heat medium pump 16 may supply the heat medium to the heat exchanger 21 by increasing the pressure of the heat medium.

ガス供給路17は、単一又は複数のガス取得口26を有してよい。ガス取得口26は、少なくとも二股に分岐してよい。分岐したガス供給路17は、燃料電池モジュール11及び給湯器13に接続されてよい。ガス供給路17は、ガス取得口26を介して、燃料電池モジュール11及び給湯器13にガスを供給してよい。 The gas supply path 17 may have a single or multiple gas intake ports 26. The gas intake port 26 may branch into at least two branches. The branched gas supply path 17 may be connected to the fuel cell module 11 and the water heater 13. The gas supply path 17 may supply gas to the fuel cell module 11 and the water heater 13 via the gas intake port 26.

水供給路18は、単一又は複数の水取得口27を有してよい。水取得口27は、少なくとも二股に分岐してよい。分岐した水供給路18は、燃料電池モジュール11及び給湯器13に直接的又は間接的に接続されてよい。具体的には、水供給路18は、水タンク23を介して間接的に燃料電池モジュール11に接続されてよい。さらに、水供給路18は、水を浄化する浄化装置を介して、水タンク23に接続されてよい。また、水供給路18は、給湯器13に直接的に接続されてよい。水供給路18は、水取得口27を介して、燃料電池モジュール11及び給湯器13に水を供給してよい。 The water supply path 18 may have a single or multiple water intake ports 27. The water intake port 27 may be branched into at least two branches. The branched water supply path 18 may be directly or indirectly connected to the fuel cell module 11 and the water heater 13. Specifically, the water supply path 18 may be indirectly connected to the fuel cell module 11 via a water tank 23. Furthermore, the water supply path 18 may be connected to the water tank 23 via a purification device that purifies the water. Furthermore, the water supply path 18 may be directly connected to the water heater 13. The water supply path 18 may supply water to the fuel cell module 11 and the water heater 13 via the water intake port 27.

図2に示すように、ガス取得口26及び水取得口27は、上下方向において、給湯器13からの給湯口28とは異なる位置に位置してよい。より具体的には、ガス取得口26及び水取得口27は燃料電池モジュール11より下方に位置してよい。また、給湯口28は給湯器13より下方且つ燃料電池モジュール11より上方に位置してよい。 As shown in FIG. 2, the gas intake port 26 and the water intake port 27 may be located at a different position in the vertical direction from the hot water supply port 28 from the water heater 13. More specifically, the gas intake port 26 and the water intake port 27 may be located below the fuel cell module 11. Also, the hot water supply port 28 may be located below the water heater 13 and above the fuel cell module 11.

図1に示すように、排気口19は、燃料電池モジュール11及び給湯器13に直接的又は間接的に接続されてよい。具体的には、排気口19は、燃料電池モジュール11に気液分離器22を介して間接的に接続されてよい。また、排気口19は、給湯器13に直接的に接続されてよい。排気口19は、燃料電池モジュール11から排出される排ガス、及び給湯器13から排出される排ガスを、燃料電池システム10から排出してよい。排気口19は、ラジエータ15が熱媒の冷却のための熱交換により加熱された空気である排気を排出してよい。 As shown in FIG. 1, the exhaust port 19 may be directly or indirectly connected to the fuel cell module 11 and the water heater 13. Specifically, the exhaust port 19 may be indirectly connected to the fuel cell module 11 via the gas-liquid separator 22. The exhaust port 19 may also be directly connected to the water heater 13. The exhaust port 19 may exhaust exhaust gas discharged from the fuel cell module 11 and exhaust gas discharged from the water heater 13 from the fuel cell system 10. The exhaust port 19 may exhaust exhaust air, which is air heated by the radiator 15 through heat exchange for cooling the heat medium.

図2に示すように、支持部20は、燃料電池モジュール11に対して定められた位置で、蓄熱タンク12を支持してよい。支持部20は、例えば、燃料電池モジュール11、蓄熱タンク12及び給湯器13を収容する筐体の一部であってよい。支持部20は、筐体に限定されず、燃料電池モジュール11に対して定められた位置で蓄熱タンク12を支持可能な骨組み、固定金具、プレートなどであってよい。燃料電池システム10は集合住宅などのパイプシャフト内に設置されてよく、支持部20はパイプシャフト内で上述の位置で少なくとも蓄熱タンク12を支持してよい。 As shown in FIG. 2, the support unit 20 may support the heat storage tank 12 at a fixed position relative to the fuel cell module 11. The support unit 20 may be, for example, a part of a housing that houses the fuel cell module 11, the heat storage tank 12, and the water heater 13. The support unit 20 is not limited to a housing, and may be a framework, a fixing bracket, a plate, or the like that can support the heat storage tank 12 at a fixed position relative to the fuel cell module 11. The fuel cell system 10 may be installed in a pipe shaft of an apartment building or the like, and the support unit 20 may support at least the heat storage tank 12 at the above-mentioned position within the pipe shaft.

支持部20には、レールが設けられてよい。レールは、燃料電池モジュール11、蓄熱タンク12及び給湯器13の少なくとも一部を、別々に又は一緒に、上下方向に垂直な1方向に引出し可能にさせる。 The support portion 20 may be provided with rails. The rails allow at least a portion of the fuel cell module 11, the heat storage tank 12, and the water heater 13 to be pulled out in one direction perpendicular to the up-down direction, either separately or together.

支持部20は、上下方向の下端にスペーサを有してよい。スペーサは、例えば3つ以上の脚部であってよい。スペーサの上下方向における長さは、燃料電池システム10の設置が想定される施設で用いられるガスメータ及び水道メータの高さより長くてよい。 The support portion 20 may have a spacer at its lower end in the vertical direction. The spacer may be, for example, three or more legs. The vertical length of the spacer may be longer than the height of the gas meter and water meter used in the facility in which the fuel cell system 10 is expected to be installed.

以上のような構成の本実施形態の燃料電池システム10では、蓄熱タンク12が燃料電池モジュール11より上方に位置する。このような構成により、燃料電池システム10では、高温で稼働する燃料電池モジュール11の放熱は対流により上方に伝導されやすいので、蓄熱タンク12が加熱され得る。したがって、燃料電池システム10は、蓄熱タンク12内の熱媒の降温を抑制し得る。また、上述の構成により、燃料電池システム10では、適用する施設に設置された場外で、蓄熱タンク12からの熱媒の抜出し口が地面又は床から、少なくとも燃料電池モジュール11の高さ分だけ離れて位置し得る。したがって、燃料電池システム10では、蓄熱タンク12内の熱媒を直接抜出して利用することが容易である。 In the fuel cell system 10 of this embodiment configured as described above, the heat storage tank 12 is located above the fuel cell module 11. With this configuration, in the fuel cell system 10, the heat dissipated from the fuel cell module 11, which operates at high temperatures, is easily conducted upward by convection, so that the heat storage tank 12 can be heated. Therefore, the fuel cell system 10 can suppress the temperature drop of the heat medium in the heat storage tank 12. Also, with the above configuration, in the fuel cell system 10, outside the facility where it is installed, the outlet for the heat medium from the heat storage tank 12 can be located away from the ground or floor by at least the height of the fuel cell module 11. Therefore, in the fuel cell system 10, it is easy to directly extract and use the heat medium in the heat storage tank 12.

また、本実施形態の燃料電池システム10では、蓄熱タンク12が燃料電池モジュール11の上方に位置する。このような構成により、燃料電池システム10は、蓄熱タンク12内の熱媒の降温をさらに抑制し得る。 In addition, in the fuel cell system 10 of this embodiment, the heat storage tank 12 is located above the fuel cell module 11. With this configuration, the fuel cell system 10 can further suppress the temperature drop of the heat medium in the heat storage tank 12.

また、本実施形態の燃料電池システム10では、給湯器13は上下方向に垂直な方向において、蓄熱タンク12と並ぶように位置する。このような構成により、燃料電池システム10では、給湯器13が稼働している時の給湯器13からの放熱により蓄熱タンク12が加熱され得る。したがって、燃料電池システム10は、蓄熱タンク12内の熱媒の降温をさらに抑制し得る。 In addition, in the fuel cell system 10 of this embodiment, the water heater 13 is positioned so as to be aligned with the heat storage tank 12 in a direction perpendicular to the up-down direction. With this configuration, in the fuel cell system 10, the heat storage tank 12 can be heated by heat released from the water heater 13 when the water heater 13 is operating. Therefore, the fuel cell system 10 can further suppress the temperature drop of the heat medium in the heat storage tank 12.

また、本実施形態の燃料電池システム10は、燃料電池モジュール11から排出される排ガスと、給湯器13から排出される排ガスとを排出する共通の排気口19を備える。このような構成により、燃料電池システム10は、別々の排気口を設ける構成に比べて、小型化され得る。また、上述の構成により、燃料電池システム10は、給湯器13から排出される高温の排ガスを、燃料電池モジュール11において熱媒により冷却された排ガスに混合させる。したがって、燃料電池システム10は、低温の排ガスが排気されるので、周囲が低温である場合における白煙の発生を抑制し、且つ排気口19近傍における安全性を向上させる。 The fuel cell system 10 of this embodiment also includes a common exhaust port 19 for exhausting the exhaust gas discharged from the fuel cell module 11 and the exhaust gas discharged from the water heater 13. With this configuration, the fuel cell system 10 can be made smaller than a configuration in which separate exhaust ports are provided. With the above-described configuration, the fuel cell system 10 mixes the high-temperature exhaust gas discharged from the water heater 13 with the exhaust gas cooled by the heat transfer medium in the fuel cell module 11. Therefore, the fuel cell system 10 exhausts low-temperature exhaust gas, suppressing the generation of white smoke when the surroundings are at low temperatures and improving safety near the exhaust port 19.

また、本実施形態の燃料電池システム10では、排気口19がラジエータ15の排気を排出する。ラジエータ15の排気温度は、給湯器13の排ガスの温度より低いことが一般的である。したがって上述の構成により、燃料電池システム10は、給湯器13から排出される高温の排ガスを、さらに降温させて排出させ得る。 In addition, in the fuel cell system 10 of this embodiment, the exhaust port 19 discharges the exhaust gas from the radiator 15. The exhaust temperature of the radiator 15 is generally lower than the temperature of the exhaust gas from the water heater 13. Therefore, with the above-mentioned configuration, the fuel cell system 10 can further lower the temperature of the high-temperature exhaust gas discharged from the water heater 13 before discharging it.

また、本実施形態の燃料電池システム10では、ガス供給路17はガス取得口26から分岐して燃料電池モジュール11及び給湯器13にガスを供給し、水供給路18は水取得口27から分岐して燃料電池モジュール11及び給湯器13に水を供給する。このような構成により、燃料電池システム10は、構成が簡素化され、製造コストを低減し得る。 In addition, in the fuel cell system 10 of this embodiment, the gas supply path 17 branches off from the gas intake port 26 to supply gas to the fuel cell module 11 and the water heater 13, and the water supply path 18 branches off from the water intake port 27 to supply water to the fuel cell module 11 and the water heater 13. With this configuration, the fuel cell system 10 can be simplified in configuration and manufacturing costs can be reduced.

また、本実施形態の燃料電池システム10では、熱媒ポンプ16から熱交換器21への熱媒の供給路は、熱媒ポンプ16の吐出口から上方に延在する第1の部分24及び第1の部分24から下方に延在する第2の部分25を有する。このような構成により、燃料電池システム10は、熱媒ポンプ16における空気の混入の発生の可能性を低減しながら、排水性を向上し得る。 In addition, in the fuel cell system 10 of this embodiment, the supply path of the heat medium from the heat medium pump 16 to the heat exchanger 21 has a first portion 24 extending upward from the discharge port of the heat medium pump 16 and a second portion 25 extending downward from the first portion 24. With this configuration, the fuel cell system 10 can improve drainage while reducing the possibility of air being mixed in the heat medium pump 16.

また、本実施形態の燃料電池システム10では、支持部20にレールが設けられる。このような構成により、燃料電池システム10は、集合住宅のパイプシャフトに設置される場合に、燃料電池モジュール11、蓄熱タンク12、給湯器13などをパイプシャフトの外部に容易に移動させ得る。したがって、燃料電池システム10は、燃料電池モジュール11、蓄熱タンク12、給湯器13などの保守管理を容易にさせ得る。 Furthermore, in the fuel cell system 10 of this embodiment, rails are provided on the support portion 20. With this configuration, when the fuel cell system 10 is installed in a pipe shaft of an apartment building, the fuel cell module 11, heat storage tank 12, water heater 13, etc. can be easily moved outside the pipe shaft. Therefore, the fuel cell system 10 can facilitate the maintenance and management of the fuel cell module 11, heat storage tank 12, water heater 13, etc.

また、本実施形態の燃料電池システム10では、支持部20はガスメータ及び水道メータの高さより長い脚部を有する。このような構成により、燃料電池システム10では、燃料電池システム10を構成する各構成要素の、ガスメータ及び水道メータと同じ高さ位置への設置が防がれる。したがって、燃料電池システム10は、一時的に動かすことが困難なガスメータ及び水道メータを干渉させずに、各構成要素の保守管理を容易にさせ得る。 In addition, in the fuel cell system 10 of this embodiment, the support portion 20 has legs that are longer than the height of the gas meter and water meter. This configuration prevents the components of the fuel cell system 10 from being installed at the same height as the gas meter and water meter. Therefore, the fuel cell system 10 can facilitate the maintenance and management of each component without interfering with the gas meter and water meter, which are difficult to move temporarily.

また、本実施形態の燃料電池システム10では、ガス取得口26及び水取得口27は、上下方向において、給湯器13からの給湯口28とは異なる位置に位置する。このような構成により、燃料電池システム10では、すべてが同じ位置である構成に比べて、上下方向に垂直な方向におけるガス取得口26、水取得口27及び給湯口28を設置する広さを狭小化させ得る。 In addition, in the fuel cell system 10 of this embodiment, the gas intake port 26 and the water intake port 27 are located at a different position in the vertical direction from the hot water supply port 28 from the water heater 13. With this configuration, the fuel cell system 10 can reduce the area in which the gas intake port 26, the water intake port 27, and the hot water supply port 28 are installed in the direction perpendicular to the vertical direction, compared to a configuration in which they are all located at the same position.

本開示を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。 Although the present disclosure has been described based on various drawings and examples, it should be noted that a person skilled in the art would easily be able to make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these modifications and corrections are included within the scope of the present invention.

10 燃料電池システム
11 燃料電池モジュール
12 蓄熱タンク
13 給湯器
14 熱媒循環路
15 ラジエータ
16 熱媒ポンプ
17 ガス供給路
18 水供給路
19 排気口
20 支持部
21 熱交換器
22 気液分離器
23 水タンク
24 第1の部分
25 第2の部分
26 ガス取得口
27 水取得口
28 給湯口
REFERENCE SIGNS LIST 10 fuel cell system 11 fuel cell module 12 heat storage tank 13 water heater 14 heat medium circulation path 15 radiator 16 heat medium pump 17 gas supply path 18 water supply path 19 exhaust port 20 support portion 21 heat exchanger 22 gas-liquid separator 23 water tank 24 first portion 25 second portion 26 gas intake port 27 water intake port 28 hot water port

Claims (9)

燃料電池モジュールと、
湯を供給可能な給湯器と、
前記燃料電池モジュールより上方に位置し、前記燃料電池モジュールから排出される排ガスと熱交換し、前記給湯器に直接供給する熱媒、又は前記給湯器に直接的若しくは間接的に供給される水と熱交換する熱媒を貯蔵する蓄熱タンクと、を備える
燃料電池システム。
A fuel cell module;
A water heater capable of supplying hot water;
a heat storage tank located above the fuel cell module, which exchanges heat with exhaust gas discharged from the fuel cell module and stores a heat medium to be directly supplied to the water heater, or a heat medium to be heat exchanged with water directly or indirectly supplied to the water heater .
請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、
前記蓄熱タンクは、前記燃料電池モジュールの上方に位置する
燃料電池システム。
2. The fuel cell system according to claim 1,
The heat storage tank is located above the fuel cell module.
請求項1又は2に記載の燃料電池システムにおいて、
前記給湯器は、上下方向に垂直な方向において、前記蓄熱タンクと並ぶように位置する
燃料電池システム。
3. The fuel cell system according to claim 1,
The water heater is positioned so as to be aligned with the heat storage tank in a direction perpendicular to the up-down direction.
請求項1から3のいずれか1項に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池モジュールから排出される排ガスと、前記給湯器から排出される排ガスとを排出する排気口を、さらに備える
燃料電池システム。
4. The fuel cell system according to claim 1,
The fuel cell system further comprises an exhaust port for discharging exhaust gas discharged from the fuel cell module and exhaust gas discharged from the water heater.
請求項4に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池モジュールの排ガスとの熱交換前の熱媒を冷却するラジエータを、さらに備え、
前記排気口は、前記ラジエータの排気を排出する
燃料電池システム。
5. The fuel cell system according to claim 4,
a radiator for cooling the heat transfer medium before heat exchange with the exhaust gas of the fuel cell module;
The exhaust port discharges exhaust gas from the radiator.
請求項1から5のいずれか1項に記載の燃料電池システムにおいて、
ガス取得口から分岐して前記燃料電池モジュール及び前記給湯器にガスを供給するガス供給路と、
水取得口から分岐して前記燃料電池モジュール及び前記給湯器に水を供給する水供給路と、をさらに備える
燃料電池システム。
6. The fuel cell system according to claim 1,
a gas supply path that branches from the gas intake port and supplies gas to the fuel cell module and the water heater;
the fuel cell system further comprising a water supply passage branching from the water intake port to supply water to the fuel cell module and the water heater.
請求項1から6のいずれか1項に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池モジュールに対して定められた位置で、前記蓄熱タンクを支持する支持部を、さらに備える
燃料電池システム。
7. The fuel cell system according to claim 1,
The fuel cell system further comprises a support portion for supporting the heat storage tank at a determined position relative to the fuel cell module.
請求項7に記載の燃料電池システムにおいて、
前記支持部は、前記燃料電池モジュール、前記蓄熱タンク及び前記給湯器を収容する筐体の一部である
燃料電池システム。
8. The fuel cell system according to claim 7,
A fuel cell system, wherein the support portion is a part of a housing that houses the fuel cell module, the heat storage tank, and the water heater.
請求項1から8に記載の燃料電池システムにおいて、
前記熱媒を、前記燃料電池モジュールの排ガスと熱交換させる熱交換器に供給する熱媒ポンプを、さらに備え、
前記熱媒ポンプから前記熱交換器の供給路は、前記熱媒ポンプの吐出口から上方に延在する第1の部分及び前記第1の部分から下方に延在する第2の部分を有する
燃料電池システム。
9. The fuel cell system according to claim 1,
a heat medium pump that supplies the heat medium to a heat exchanger that exchanges heat with the exhaust gas of the fuel cell module;
a supply passage from the heat medium pump to the heat exchanger having a first portion extending upward from a discharge port of the heat medium pump and a second portion extending downward from the first portion.
JP2020163272A 2020-09-29 2020-09-29 Fuel Cell Systems Active JP7526067B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020163272A JP7526067B2 (en) 2020-09-29 2020-09-29 Fuel Cell Systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020163272A JP7526067B2 (en) 2020-09-29 2020-09-29 Fuel Cell Systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022055702A JP2022055702A (en) 2022-04-08
JP7526067B2 true JP7526067B2 (en) 2024-07-31

Family

ID=80998957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020163272A Active JP7526067B2 (en) 2020-09-29 2020-09-29 Fuel Cell Systems

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7526067B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009295417A (en) 2008-06-05 2009-12-17 Panasonic Corp Fuel cell power generating device
JP2010113967A (en) 2008-11-06 2010-05-20 Panasonic Corp Fuel cell system
WO2013157253A1 (en) 2012-04-16 2013-10-24 パナソニック株式会社 Fuel cell system
JP2018160324A (en) 2017-03-22 2018-10-11 東京瓦斯株式会社 Fuel cell unit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009295417A (en) 2008-06-05 2009-12-17 Panasonic Corp Fuel cell power generating device
JP2010113967A (en) 2008-11-06 2010-05-20 Panasonic Corp Fuel cell system
WO2013157253A1 (en) 2012-04-16 2013-10-24 パナソニック株式会社 Fuel cell system
JP2018160324A (en) 2017-03-22 2018-10-11 東京瓦斯株式会社 Fuel cell unit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022055702A (en) 2022-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7542567B2 (en) Thermal Management of Fuel Cell Units and Systems
JP6068202B2 (en) Fuel cell system
JP5274967B2 (en) Fuel cell system
JP2015002093A (en) Fuel cell system
RU2443040C2 (en) Fuel elements system
JP4981289B2 (en) Fuel cell exhaust system
JP2003214712A (en) Fuel cell cogeneration system
JP5279194B2 (en) Fuel cell device
JP2018195377A (en) Fuel battery and composite power generation system
JP7526067B2 (en) Fuel Cell Systems
JP2018159519A (en) Fuel cell system
JP2014182923A (en) Fuel cell system and operation method thereof
JP2018527699A (en) Fuel cell system
JP5277573B2 (en) Fuel cell power generator
JP7555242B2 (en) Power generation and hot water supply system
JP5854369B2 (en) Cogeneration system
JP2011029117A (en) Fuel cell device
JP2016217670A (en) Cogeneration system
JP7335798B2 (en) FUEL CELL SYSTEM AND FUEL CELL SYSTEM OPERATING METHOD
JP5189387B2 (en) Heating device using waste heat of cogeneration device
JP5196808B2 (en) Fuel cell device
JP7549954B2 (en) Fuel Cell Systems
EP4411903A1 (en) Cogeneration system
JP2022082273A (en) Power generation hot water supply system
JP2024046541A (en) Hot module of fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230517

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240625

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240719

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7526067

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150