JPH09213355A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPH09213355A JPH09213355A JP8019214A JP1921496A JPH09213355A JP H09213355 A JPH09213355 A JP H09213355A JP 8019214 A JP8019214 A JP 8019214A JP 1921496 A JP1921496 A JP 1921496A JP H09213355 A JPH09213355 A JP H09213355A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】水冷式あるいは液冷式の半導体素子を用いた電
力変換装置で生じる損失が有効に回収し利用され、高効
率で運転できる燃料電池発電装置を得る。 【解決手段】原燃料改質器２から燃料電池本体１の燃料
極へ送られる改質水素ガス用の冷却用熱交換器２１、燃
料電池本体１の空気極の排出ガス用の冷却用熱交換器２
２、および原燃料改質器２からの排出ガス用の冷却用熱
交換器２３の冷却配管と同様に、水冷式半導体素子を用
いた電力変換装置３１Ａの冷却器３２Ａを、冷却水を還
流する配管を介して排熱回収装置４０に接続し、損失に
より生じた発熱を回収する。
力変換装置で生じる損失が有効に回収し利用され、高効
率で運転できる燃料電池発電装置を得る。 【解決手段】原燃料改質器２から燃料電池本体１の燃料
極へ送られる改質水素ガス用の冷却用熱交換器２１、燃
料電池本体１の空気極の排出ガス用の冷却用熱交換器２
２、および原燃料改質器２からの排出ガス用の冷却用熱
交換器２３の冷却配管と同様に、水冷式半導体素子を用
いた電力変換装置３１Ａの冷却器３２Ａを、冷却水を還
流する配管を介して排熱回収装置４０に接続し、損失に
より生じた発熱を回収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水冷式あるいは
液冷式の半導体素子を用いた電力変換装置を備える燃料
電池発電装置に係わり、特に電力変換装置での発熱を効
果的に回収する燃料電池発電装置に関する。
液冷式の半導体素子を用いた電力変換装置を備える燃料
電池発電装置に係わり、特に電力変換装置での発熱を効
果的に回収する燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の燃料電池発電装置におけ
る反応ガス系および冷却水系の構成例の模式系統図であ
る。図において、１は模式的に表示した燃料電池本体、
２は原燃料改質器、３はエゼクタ、４は水蒸気分離器、
５は補給水タンク、６は水処理装置、２１〜２３は冷却
用熱交換器、３１は電力変換装置、４０は排熱回収装置
である。
る反応ガス系および冷却水系の構成例の模式系統図であ
る。図において、１は模式的に表示した燃料電池本体、
２は原燃料改質器、３はエゼクタ、４は水蒸気分離器、
５は補給水タンク、６は水処理装置、２１〜２３は冷却
用熱交換器、３１は電力変換装置、４０は排熱回収装置
である。
【０００３】外部より供給される原燃料は、エゼクタ３
において、水蒸気分離器４より供給される水蒸気と混合
され、原燃料改質器２へと送られる。原燃料改質器２へ
送られた混合ガスは、バーナ７に供給される燃焼ガスと
空気との燃焼反応により加熱されて水素濃度の高い改質
水素ガスに改質され、冷却用熱交換器２１を通流して冷
却され含まれる水分を凝縮させたのち、燃料電池本体１
の燃料極へと供給され電気化学反応に供される。残存水
素を含む燃料極からの排出ガスはバーナ７へと送られ、
原燃料改質器２の加熱に用いられている。また、原燃料
改質器２の加熱に用いられたのち排出される高温の排出
ガスは、冷却用熱交換器２３を通流させて冷却したのち
外部へと排気される。
において、水蒸気分離器４より供給される水蒸気と混合
され、原燃料改質器２へと送られる。原燃料改質器２へ
送られた混合ガスは、バーナ７に供給される燃焼ガスと
空気との燃焼反応により加熱されて水素濃度の高い改質
水素ガスに改質され、冷却用熱交換器２１を通流して冷
却され含まれる水分を凝縮させたのち、燃料電池本体１
の燃料極へと供給され電気化学反応に供される。残存水
素を含む燃料極からの排出ガスはバーナ７へと送られ、
原燃料改質器２の加熱に用いられている。また、原燃料
改質器２の加熱に用いられたのち排出される高温の排出
ガスは、冷却用熱交換器２３を通流させて冷却したのち
外部へと排気される。
【０００４】燃料電池本体１の空気極にはブロア１２に
より空気が供給される。空気極から排出される高温の排
出ガスは、電気化学反応により生じた水分を含んでお
り、冷却用熱交換器２２に送られて冷却され、水分を凝
縮して、生成水を補給水タンク５に貯液し、排気され
る。補給水タンク５に貯液された反応生成水は、適宜外
部より補給される補給水とともにポンプ１４により水処
理装置６へと送られ、高純度水に処理されたのち、水蒸
気分離器４へ供給される。水蒸気分離器４においては、
加熱器８で加熱することにより水蒸気を発生し、原燃料
の改質に際して混合するための水蒸気をエゼクタ３へと
供給している。また水蒸気分離器４の貯水は、ポンプ１
３により燃料電池本体１に組み込まれた冷却板へと送ら
れ、燃料電池本体１の冷却に用いられている。送られた
貯水は燃料電池本体１によって加熱されて気液二相流と
なり、水蒸気分離器４へ還流される。
より空気が供給される。空気極から排出される高温の排
出ガスは、電気化学反応により生じた水分を含んでお
り、冷却用熱交換器２２に送られて冷却され、水分を凝
縮して、生成水を補給水タンク５に貯液し、排気され
る。補給水タンク５に貯液された反応生成水は、適宜外
部より補給される補給水とともにポンプ１４により水処
理装置６へと送られ、高純度水に処理されたのち、水蒸
気分離器４へ供給される。水蒸気分離器４においては、
加熱器８で加熱することにより水蒸気を発生し、原燃料
の改質に際して混合するための水蒸気をエゼクタ３へと
供給している。また水蒸気分離器４の貯水は、ポンプ１
３により燃料電池本体１に組み込まれた冷却板へと送ら
れ、燃料電池本体１の冷却に用いられている。送られた
貯水は燃料電池本体１によって加熱されて気液二相流と
なり、水蒸気分離器４へ還流される。
【０００５】燃料電池本体１で電気化学反応により生じ
る直流電力は、半導体素子を用いた電力変換装置３１に
よって、使用電力形態に変換され、負荷あるいは電力系
統に供給される。変換に際して半導体素子で生じる発熱
は、冷却器３２を冷却ファン３３によって冷却すること
により、外部へ除去している。また、上記の冷却用熱交
換器２１、２２、２３の冷却用配管は、いずれも冷却水
を還流する配管を介して排熱回収装置４０に連結されて
おり、各冷却用熱交換器に低温の冷却水を送り、各冷却
用熱交換器で加熱されて得られた高温水を還流すること
により排熱の回収を行っている。
る直流電力は、半導体素子を用いた電力変換装置３１に
よって、使用電力形態に変換され、負荷あるいは電力系
統に供給される。変換に際して半導体素子で生じる発熱
は、冷却器３２を冷却ファン３３によって冷却すること
により、外部へ除去している。また、上記の冷却用熱交
換器２１、２２、２３の冷却用配管は、いずれも冷却水
を還流する配管を介して排熱回収装置４０に連結されて
おり、各冷却用熱交換器に低温の冷却水を送り、各冷却
用熱交換器で加熱されて得られた高温水を還流すること
により排熱の回収を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
燃料電池発電装置では、高温の改質水素ガスを通流し冷
却する冷却用熱交換器２１、空気極からの高温の排出ガ
スを通流し冷却する冷却用熱交換器２２、ならびに原燃
料改質器２より排出される高温の排出ガスを通流し冷却
する冷却用熱交換器２３の冷却用配管を、冷却水を還流
する配管を介して排熱回収装置４０に連結し、排熱を回
収して、効率的な運用をしている。
燃料電池発電装置では、高温の改質水素ガスを通流し冷
却する冷却用熱交換器２１、空気極からの高温の排出ガ
スを通流し冷却する冷却用熱交換器２２、ならびに原燃
料改質器２より排出される高温の排出ガスを通流し冷却
する冷却用熱交換器２３の冷却用配管を、冷却水を還流
する配管を介して排熱回収装置４０に連結し、排熱を回
収して、効率的な運用をしている。
【０００７】これに対して、半導体素子を用いた電力変
換装置３１においては、通常、定格電気出力の約１０％
の損失が生じ発熱するが、上記の構成においては、冷却
器３２を冷却ファン３３によって冷却する方法が採ら
れ、熱は空気とともに外部に放出されている。したがっ
て、この電力変換装置で生じる損失を効果的に回収する
ことができれば燃料電池発電装置の熱効率がさらに向上
することとなる。
換装置３１においては、通常、定格電気出力の約１０％
の損失が生じ発熱するが、上記の構成においては、冷却
器３２を冷却ファン３３によって冷却する方法が採ら
れ、熱は空気とともに外部に放出されている。したがっ
て、この電力変換装置で生じる損失を効果的に回収する
ことができれば燃料電池発電装置の熱効率がさらに向上
することとなる。
【０００８】この電力変換装置で生じる損失を回収する
方法としては、半導体素子の冷却器に空気を送って冷却
し、温度上昇した空気を燃料電池本体の空気極に供給す
る空気として用いる方法（特開昭６３−３２８６７号公
報参照）が開示されており、この方法を用いれば、空気
極に送る空気を予め加熱する加熱量が低減でき、全体と
しての熱効率が向上することとなる。しかしながら、本
方法は空冷式の半導体素子を用いた電力変換装置にのみ
適用できる技術であり、水冷式あるいは液冷式の半導体
素子を用いた電力変換装置には適用できない。
方法としては、半導体素子の冷却器に空気を送って冷却
し、温度上昇した空気を燃料電池本体の空気極に供給す
る空気として用いる方法（特開昭６３−３２８６７号公
報参照）が開示されており、この方法を用いれば、空気
極に送る空気を予め加熱する加熱量が低減でき、全体と
しての熱効率が向上することとなる。しかしながら、本
方法は空冷式の半導体素子を用いた電力変換装置にのみ
適用できる技術であり、水冷式あるいは液冷式の半導体
素子を用いた電力変換装置には適用できない。
【０００９】本発明の目的は、水冷式あるいは液冷式の
半導体素子を用いた電力変換装置で生じる損失が有効に
回収して利用され、高効率で運転できる燃料電池発電装
置を提供することにある。
半導体素子を用いた電力変換装置で生じる損失が有効に
回収して利用され、高効率で運転できる燃料電池発電装
置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、 (1) 電解質マトリックスを燃料極と空気極とで挟持した
単電池を積層し冷却板を挿入して構成される燃料電池本
体と、原燃料ガスと水蒸気との混合ガスを導入して改質
水素ガスを生じる原燃料改質器と、燃料電池本体の燃料
極と空気極にそれぞれ改質水素ガスと酸化剤ガスを供給
して生じる直流電力を使用電力形態に変換する水冷式半
導体素子を用いた電力変換装置とを備え、原燃料改質器
から燃料電池本体の燃料極に送られる改質水素ガスと、
燃料電池の空気極よりの排出ガスと、原燃料改質器から
の排出ガスのうち、少なくともいずれか一つが、冷却用
配管を冷却水を還流する配管を介して排熱回収装置に接
続された冷却用熱交換器を通流する燃料電池発電装置に
おいて、電力変換装置の水冷式半導体素子の冷却器を、
冷却水を還流する配管を介して、上記の排熱回収装置に
接続することとする。
めに、本発明においては、 (1) 電解質マトリックスを燃料極と空気極とで挟持した
単電池を積層し冷却板を挿入して構成される燃料電池本
体と、原燃料ガスと水蒸気との混合ガスを導入して改質
水素ガスを生じる原燃料改質器と、燃料電池本体の燃料
極と空気極にそれぞれ改質水素ガスと酸化剤ガスを供給
して生じる直流電力を使用電力形態に変換する水冷式半
導体素子を用いた電力変換装置とを備え、原燃料改質器
から燃料電池本体の燃料極に送られる改質水素ガスと、
燃料電池の空気極よりの排出ガスと、原燃料改質器から
の排出ガスのうち、少なくともいずれか一つが、冷却用
配管を冷却水を還流する配管を介して排熱回収装置に接
続された冷却用熱交換器を通流する燃料電池発電装置に
おいて、電力変換装置の水冷式半導体素子の冷却器を、
冷却水を還流する配管を介して、上記の排熱回収装置に
接続することとする。
【００１１】(2) また、電解質マトリックスを燃料極と
空気極とで挟持した単電池を積層し冷却板を挿入して構
成される燃料電池本体と、原燃料ガスと水蒸気との混合
ガスを導入して改質水素ガスを生じる原燃料改質器と、
水を導入して加熱し、燃料電池本体の冷却板に冷却水を
循環供給するとともに、原燃料ガスとの混合用の水蒸気
を供給する水蒸気分離器と、燃料電池本体の燃料極と空
気極にそれぞれ改質水素ガスと酸化剤ガスを供給して生
じる直流電力を使用電力形態に変換する液冷式半導体素
子を用いた電力変換装置とを備え、加熱用熱交換器を通
流させて加熱した水を水蒸気分離器に導入する水として
用いる燃料電池発電装置において、電力変換装置の液冷
式半導体素子の冷却器を、熱媒体を還流する配管を介し
て、前記加熱用熱交換器の加熱用配管に接続することと
する。
空気極とで挟持した単電池を積層し冷却板を挿入して構
成される燃料電池本体と、原燃料ガスと水蒸気との混合
ガスを導入して改質水素ガスを生じる原燃料改質器と、
水を導入して加熱し、燃料電池本体の冷却板に冷却水を
循環供給するとともに、原燃料ガスとの混合用の水蒸気
を供給する水蒸気分離器と、燃料電池本体の燃料極と空
気極にそれぞれ改質水素ガスと酸化剤ガスを供給して生
じる直流電力を使用電力形態に変換する液冷式半導体素
子を用いた電力変換装置とを備え、加熱用熱交換器を通
流させて加熱した水を水蒸気分離器に導入する水として
用いる燃料電池発電装置において、電力変換装置の液冷
式半導体素子の冷却器を、熱媒体を還流する配管を介し
て、前記加熱用熱交換器の加熱用配管に接続することと
する。
【００１２】上記の(1) のごとくとすれば、電力変換装
置の水冷式半導体素子で生じた定格電気出力の約１０％
に相当する損失は、冷却器において排熱回収装置より導
かれた冷却水の加熱に供され、加熱して高温となった水
が還流して、排熱回収装置により熱回収される。通常の
燃料電池発電装置では、熱出力と電気出力がほぼ同程度
であるので、熱出力が約１０％向上し、熱出力と電気出
力とを加えた総合効率は約５％向上することとなる。
置の水冷式半導体素子で生じた定格電気出力の約１０％
に相当する損失は、冷却器において排熱回収装置より導
かれた冷却水の加熱に供され、加熱して高温となった水
が還流して、排熱回収装置により熱回収される。通常の
燃料電池発電装置では、熱出力と電気出力がほぼ同程度
であるので、熱出力が約１０％向上し、熱出力と電気出
力とを加えた総合効率は約５％向上することとなる。
【００１３】また、上記(2) のごとくとすれば、電力変
換装置の液冷式半導体素子で生じた損失は、冷却器の冷
媒配管中の熱媒体の加熱に供され、加熱して高温となっ
た熱媒体は、熱媒体駆動用のポンプを用いることによ
り、加熱用熱交換器の加熱用配管へと送られ、水蒸気分
離器へ導入する水の加熱に用いられることとなる。した
がって、水蒸気分離器における加熱所要電力が低減し、
燃料電池発電装置の発電効率が上昇することとなる。
換装置の液冷式半導体素子で生じた損失は、冷却器の冷
媒配管中の熱媒体の加熱に供され、加熱して高温となっ
た熱媒体は、熱媒体駆動用のポンプを用いることによ
り、加熱用熱交換器の加熱用配管へと送られ、水蒸気分
離器へ導入する水の加熱に用いられることとなる。した
がって、水蒸気分離器における加熱所要電力が低減し、
燃料電池発電装置の発電効率が上昇することとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の燃料電池発電装
置の第１の実施の形態を示す反応ガス系および冷却水系
の模式系統図である。図において、図３に示した従来例
と同一機能を有する構成部品には同一符号が付されてお
り、重複する説明は省略する。本図の構成と図３の構成
との差異は電力変換装置とその冷却構成にある。図３の
従来の構成では、空冷式半導体素子を用いた電力変換装
置３１、空冷用の冷却器３２、冷却ファン３３が用いら
れていたのに対して、本図に示した本発明の第１の実施
の形態においては、水冷式半導体素子を用いた電力変換
装置３１Ａが使用され、水冷用の冷却器３２Ａは、原燃
料改質器２から燃料電池本体１の燃料極に送られる改質
水素ガス用の冷却用熱交換器２１、燃料電池本体１の空
気極からの排出ガス用の冷却用熱交換器２２、および原
燃料改質器２からの排出ガス用の冷却用熱交換器２３の
冷却用配管と同様に、冷却水を還流する配管を介して、
排熱回収装置４０に連結されている。
置の第１の実施の形態を示す反応ガス系および冷却水系
の模式系統図である。図において、図３に示した従来例
と同一機能を有する構成部品には同一符号が付されてお
り、重複する説明は省略する。本図の構成と図３の構成
との差異は電力変換装置とその冷却構成にある。図３の
従来の構成では、空冷式半導体素子を用いた電力変換装
置３１、空冷用の冷却器３２、冷却ファン３３が用いら
れていたのに対して、本図に示した本発明の第１の実施
の形態においては、水冷式半導体素子を用いた電力変換
装置３１Ａが使用され、水冷用の冷却器３２Ａは、原燃
料改質器２から燃料電池本体１の燃料極に送られる改質
水素ガス用の冷却用熱交換器２１、燃料電池本体１の空
気極からの排出ガス用の冷却用熱交換器２２、および原
燃料改質器２からの排出ガス用の冷却用熱交換器２３の
冷却用配管と同様に、冷却水を還流する配管を介して、
排熱回収装置４０に連結されている。
【００１５】したがって、排熱回収装置４０より冷却器
３２Ａへ低温の冷却水を導入し、電力変換装置３１Ａで
生じた損失により加熱された高温水を排熱回収装置４０
に還流することにより、排熱の回収が行われることとな
る。本図の構成は、冷却用熱交換器２１、２２、２３、
および電力変換装置３１Ａの冷却器３２Ａが、排熱回収
装置４０より供給される冷却水により連続して冷却され
熱回収される構成であり、また、冷却用熱交換器２１と
冷却用熱交換器２２は凝縮器の機能を兼ね備えているの
で、冷却水の流量は、電力変換装置３１Ａの冷却器３２
Ａが含まれない場合と同一流量に保持することとなる。
したがって、加熱されて排熱回収装置４０へ還流する高
温水の温度上昇は、電力変換装置３１Ａの冷却器３２Ａ
が含まれない場合より、約１０％大きくなる。
３２Ａへ低温の冷却水を導入し、電力変換装置３１Ａで
生じた損失により加熱された高温水を排熱回収装置４０
に還流することにより、排熱の回収が行われることとな
る。本図の構成は、冷却用熱交換器２１、２２、２３、
および電力変換装置３１Ａの冷却器３２Ａが、排熱回収
装置４０より供給される冷却水により連続して冷却され
熱回収される構成であり、また、冷却用熱交換器２１と
冷却用熱交換器２２は凝縮器の機能を兼ね備えているの
で、冷却水の流量は、電力変換装置３１Ａの冷却器３２
Ａが含まれない場合と同一流量に保持することとなる。
したがって、加熱されて排熱回収装置４０へ還流する高
温水の温度上昇は、電力変換装置３１Ａの冷却器３２Ａ
が含まれない場合より、約１０％大きくなる。
【００１６】なお、上記の構成は、３個の冷却用熱交換
器２１、２２、２３がいずれも排熱回収装置４０に連結
されて熱回収する装置について示したものであるが、こ
れらの熱交換器のうちいずれか一つが排熱回収装置４０
に連結され熱回収される装置であれば、本排熱回収装置
４０に電力変換装置３１Ａの冷却器３２Ａを接続するこ
とにより同様の効果が得られることは図示するまでもな
く明らかである。
器２１、２２、２３がいずれも排熱回収装置４０に連結
されて熱回収する装置について示したものであるが、こ
れらの熱交換器のうちいずれか一つが排熱回収装置４０
に連結され熱回収される装置であれば、本排熱回収装置
４０に電力変換装置３１Ａの冷却器３２Ａを接続するこ
とにより同様の効果が得られることは図示するまでもな
く明らかである。
【００１７】図２は、本発明の燃料電池発電装置の第２
の実施の形態を示す反応ガス系および冷却水系の模式系
統図である。本図においても、図３に示した従来例、あ
るいは図１に示した第１の実施の形態と同一機能を有す
る構成部品には同一符号が付されている。本図に示した
第２の実施の形態の特徴は、液冷式半導体素子を用いた
電力変換装置３１Ｂが使用され、さらに液冷用の冷却器
３２Ｂが、水処理装置６で高純度化した反応生成水ある
いは補給水を水蒸気分離器４に供給するに先立ち加熱す
るために設けられた加熱用熱交換器２４の加熱用配管
に、熱媒体用ポンプ１５を備えた熱媒体還流用の配管を
介して連結されている点にある。
の実施の形態を示す反応ガス系および冷却水系の模式系
統図である。本図においても、図３に示した従来例、あ
るいは図１に示した第１の実施の形態と同一機能を有す
る構成部品には同一符号が付されている。本図に示した
第２の実施の形態の特徴は、液冷式半導体素子を用いた
電力変換装置３１Ｂが使用され、さらに液冷用の冷却器
３２Ｂが、水処理装置６で高純度化した反応生成水ある
いは補給水を水蒸気分離器４に供給するに先立ち加熱す
るために設けられた加熱用熱交換器２４の加熱用配管
に、熱媒体用ポンプ１５を備えた熱媒体還流用の配管を
介して連結されている点にある。
【００１８】したがって、熱媒体用ポンプ１５によっ
て、冷却器３２Ｂへと送られた低温の熱媒体は、電力変
換装置３１Ｂで生じた損失により加熱されて高温とな
る。高温となった熱媒体は、加熱用熱交換器２４の加熱
用配管へと送られ、水蒸気分離器４へと供給される水を
加熱する。水の加熱に伴って冷却された熱媒体は、再び
冷却器３２Ｂへと還流することとなる。このように本構
成においては、電力変換装置３１Ｂで生じた損失が効果
的に利用されることとなり、水蒸気分離器４に付設され
た加熱器８の所要投入電力が低減し、発電効率が上昇す
ることとなる。
て、冷却器３２Ｂへと送られた低温の熱媒体は、電力変
換装置３１Ｂで生じた損失により加熱されて高温とな
る。高温となった熱媒体は、加熱用熱交換器２４の加熱
用配管へと送られ、水蒸気分離器４へと供給される水を
加熱する。水の加熱に伴って冷却された熱媒体は、再び
冷却器３２Ｂへと還流することとなる。このように本構
成においては、電力変換装置３１Ｂで生じた損失が効果
的に利用されることとなり、水蒸気分離器４に付設され
た加熱器８の所要投入電力が低減し、発電効率が上昇す
ることとなる。
【００１９】
【発明の効果】上述のように、本発明においては、燃料
電池発電装置を請求項１に記載のごとき構成としたの
で、電力変換装置の半導体素子で生じる損失による発熱
が排熱回収装置に回収されるので、熱出力が向上して、
高効率で運転できる燃料電池発電装置が得られることと
なった。
電池発電装置を請求項１に記載のごとき構成としたの
で、電力変換装置の半導体素子で生じる損失による発熱
が排熱回収装置に回収されるので、熱出力が向上して、
高効率で運転できる燃料電池発電装置が得られることと
なった。
【００２０】また、燃料電池発電装置を請求項２に記載
のごとき構成とすれば、電力変換装置の半導体素子で生
じる損失による発熱が水蒸気分離器に供給する水の加熱
に利用されるので、水蒸気分離器の加熱用電力が低減さ
れ、高効率で運転できる燃料電池発電装置として好適で
ある。
のごとき構成とすれば、電力変換装置の半導体素子で生
じる損失による発熱が水蒸気分離器に供給する水の加熱
に利用されるので、水蒸気分離器の加熱用電力が低減さ
れ、高効率で運転できる燃料電池発電装置として好適で
ある。
【図１】本発明の燃料電池発電装置の第１の実施の形態
を示す反応ガス系および冷却水系の模式系統図
を示す反応ガス系および冷却水系の模式系統図
【図２】本発明の燃料電池発電装置の第２の実施の形態
を示す反応ガス系および冷却水系の模式系統図
を示す反応ガス系および冷却水系の模式系統図
【図３】従来の燃料電池発電装置の反応ガス系および冷
却水系の構成例の模式系統図
却水系の構成例の模式系統図
１ 燃料電池本体 ２ 原燃料改質器 ３ エゼクタ ４ 水蒸気分離器 ５ 補給水タンク ６ 水処理装置 ７ バーナ ８ 加熱器 １１ ブロア １２ ブロア １３ ポンプ １４ ポンプ １５ 熱媒体用ポンプ ２１ 冷却用熱交換器 ２２ 冷却用熱交換器 ２３ 冷却用熱交換器 ２４ 加熱用熱交換器 ３１Ａ 電力変換装置 ３１Ｂ 電力変換装置 ３２Ａ 冷却器 ３２Ｂ 冷却器 ４０ 排熱回収装置
Claims (2)
- 【請求項１】電解質マトリックスを燃料極と空気極とで
挟持した単電池を積層し冷却板を挿入して構成される燃
料電池本体と、原燃料ガスと水蒸気との混合ガスを導入
して改質水素ガスを生じる原燃料改質器と、燃料電池本
体の燃料極と空気極にそれぞれ改質水素ガスと酸化剤ガ
スを供給して生じる直流電力を使用電力形態に変換する
水冷式半導体素子を用いた電力変換装置とを備え、原燃
料改質器から燃料電池本体の燃料極に送られる改質水素
ガスと、燃料電池の空気極からの排出ガスと、原燃料改
質器からの排出ガスのうち、少なくともいずれか一つ
が、冷却用配管を冷却水を還流する配管を介して排熱回
収装置に接続した冷却用熱交換器を通流する燃料電池発
電装置において、電力変換装置の水冷式半導体素子の冷
却器が、冷却水を還流する配管を介して、前記排熱回収
装置に接続されていることを特徴とする燃料電池発電装
置。 - 【請求項２】電解質マトリックスを燃料極と空気極とで
挟持した単電池を積層し冷却板を挿入して構成される燃
料電池本体と、原燃料ガスと水蒸気との混合ガスを導入
して改質水素ガスを生じる原燃料改質器と、水を導入し
て加熱し、燃料電池本体の冷却板に冷却水を循環供給す
るとともに、原燃料ガスとの混合用の水蒸気を供給する
水蒸気分離器と、燃料電池本体の燃料極と空気極にそれ
ぞれ改質水素ガスと酸化剤ガスを供給して生じる直流電
力を使用電力形態に変換する液冷式半導体素子を用いた
電力変換装置とを備え、加熱用熱交換器を通流させて加
熱した水を水蒸気分離器に導入する水として用いる燃料
電池発電装置において、電力変換装置の液冷式半導体素
子の冷却器が、熱媒体を還流する配管を介して、前記加
熱用熱交換器の加熱用配管に接続されていることを特徴
とする燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8019214A JPH09213355A (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8019214A JPH09213355A (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213355A true JPH09213355A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11993131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8019214A Pending JPH09213355A (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09213355A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6528193B1 (en) | 1999-02-22 | 2003-03-04 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| JP2007149352A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Denso Corp | 燃料電池システム |
| WO2009157149A1 (ja) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
| AT516241B1 (de) * | 2014-09-04 | 2019-10-15 | Fronius Int Gmbh | Wechselrichter zur Fluiderwärmung |
-
1996
- 1996-02-06 JP JP8019214A patent/JPH09213355A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6528193B1 (en) | 1999-02-22 | 2003-03-04 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| JP2007149352A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Denso Corp | 燃料電池システム |
| WO2009157149A1 (ja) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
| AT516241B1 (de) * | 2014-09-04 | 2019-10-15 | Fronius Int Gmbh | Wechselrichter zur Fluiderwärmung |
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