JPH1197045A - 燃料電池給湯コジェネレーションシステム - Google Patents
燃料電池給湯コジェネレーションシステムInfo
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- JPH1197045A JPH1197045A JP9252434A JP25243497A JPH1197045A JP H1197045 A JPH1197045 A JP H1197045A JP 9252434 A JP9252434 A JP 9252434A JP 25243497 A JP25243497 A JP 25243497A JP H1197045 A JPH1197045 A JP H1197045A
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 効率的な給湯を行なうことができる燃料電池
給湯コジェネレーションシステムを提供する。 【解決手段】 原燃料から水素リッチな改質ガスを生成
する改質器１。改質器１で生成された改質ガスを貯蔵す
る改質ガス貯蔵装置２。改質ガスの水素を燃料として発
電を行なう燃料電池３。改質器１の廃熱を回収すると共
に回収した廃熱で水を加熱して給湯する熱交換装置４。
これらを具備して燃料電池給湯コジェネレーションシス
テムを構成する。電力が不要なときに給湯を行なうにあ
たって、廃熱を発生させるために改質器１を作動させる
際に生成される改質ガスは改質ガス貯蔵装置２に貯蔵さ
れ、直ちに発電に使用する必要がなくなる。
給湯コジェネレーションシステムを提供する。 【解決手段】 原燃料から水素リッチな改質ガスを生成
する改質器１。改質器１で生成された改質ガスを貯蔵す
る改質ガス貯蔵装置２。改質ガスの水素を燃料として発
電を行なう燃料電池３。改質器１の廃熱を回収すると共
に回収した廃熱で水を加熱して給湯する熱交換装置４。
これらを具備して燃料電池給湯コジェネレーションシス
テムを構成する。電力が不要なときに給湯を行なうにあ
たって、廃熱を発生させるために改質器１を作動させる
際に生成される改質ガスは改質ガス貯蔵装置２に貯蔵さ
れ、直ちに発電に使用する必要がなくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素系の気
体、液体、固体、メタノール系等のアルコール燃料など
の原燃料と水蒸気から水素リッチな改質ガスを生成する
改質器と、この改質ガスを燃料として発電を行なう燃料
電池を具備する燃料電池発電システムにおいて、改質器
の廃熱を利用して給湯を行なうようにしたコジェネレー
ションシステムに関するものである。
体、液体、固体、メタノール系等のアルコール燃料など
の原燃料と水蒸気から水素リッチな改質ガスを生成する
改質器と、この改質ガスを燃料として発電を行なう燃料
電池を具備する燃料電池発電システムにおいて、改質器
の廃熱を利用して給湯を行なうようにしたコジェネレー
ションシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】改質器１によって原燃料から水素リッチ
な改質ガスを生成し、この改質ガスを燃料として燃料電
池３で発電させるようにした燃料電池発電システムで
は、改質器１から高温の廃熱が発生する。そこで改質器
１から発生するこの廃熱を利用して給湯や暖房を行なう
コジェネレーションシステムが検討されている。
な改質ガスを生成し、この改質ガスを燃料として燃料電
池３で発電させるようにした燃料電池発電システムで
は、改質器１から高温の廃熱が発生する。そこで改質器
１から発生するこの廃熱を利用して給湯や暖房を行なう
コジェネレーションシステムが検討されている。
【０００３】図３はその一例を示すものであり、改質器
１に熱交換装置４の廃熱回収用熱交換器１０を接続して
廃熱回収用熱交換器１０で改質器１の廃熱を回収し、こ
の回収した廃熱を給水加熱用熱交換器１１において給水
配管１２に通される水道水などの低温の水（ＣＷ）と熱
交換させて加熱し、温水（ＨＷ）として給湯することが
できるようにしてある。また熱交換装置４で得られるこ
の温水の温度が低いときには、加熱装置６で加熱して、
所定温度で給湯できるようにしてある。
１に熱交換装置４の廃熱回収用熱交換器１０を接続して
廃熱回収用熱交換器１０で改質器１の廃熱を回収し、こ
の回収した廃熱を給水加熱用熱交換器１１において給水
配管１２に通される水道水などの低温の水（ＣＷ）と熱
交換させて加熱し、温水（ＨＷ）として給湯することが
できるようにしてある。また熱交換装置４で得られるこ
の温水の温度が低いときには、加熱装置６で加熱して、
所定温度で給湯できるようにしてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように改質器１
の廃熱を回収して給湯を行なうにあたって、給湯を行な
うときには改質器１を作動させて改質ガスを生成させる
と共に廃熱を発生させることが必要であり、給湯と同時
に、改質器１で生成される改質ガスが燃料電池３に供給
されて燃料電池３で発電がなされる。
の廃熱を回収して給湯を行なうにあたって、給湯を行な
うときには改質器１を作動させて改質ガスを生成させる
と共に廃熱を発生させることが必要であり、給湯と同時
に、改質器１で生成される改質ガスが燃料電池３に供給
されて燃料電池３で発電がなされる。
【０００５】しかし、給湯が必要なときと、電力が必要
なときとは必ずしも一致するものではなく、電力が不要
なときに給湯するために改質器１を作動させると、燃料
電池３で無用な電力が発電されることになる。従って図
３のようなコジェネレーションシステムでは効率的な給
湯を行なうことができないという問題があった。本発明
は上記の点に鑑みてなされたものであり、効率的な給湯
を行なうことができる燃料電池給湯コジェネレーション
システムを提供することを目的とするものである。
なときとは必ずしも一致するものではなく、電力が不要
なときに給湯するために改質器１を作動させると、燃料
電池３で無用な電力が発電されることになる。従って図
３のようなコジェネレーションシステムでは効率的な給
湯を行なうことができないという問題があった。本発明
は上記の点に鑑みてなされたものであり、効率的な給湯
を行なうことができる燃料電池給湯コジェネレーション
システムを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る燃料電池給
湯コジェネレーションシステムは、原燃料から水素リッ
チな改質ガスを生成する改質器１と、改質器１で生成さ
れた改質ガスを貯蔵する改質ガス貯蔵装置２と、改質ガ
スの水素を燃料として発電を行なう燃料電池３と、改質
器１の廃熱を回収すると共に回収した廃熱で水を加熱し
て給湯する熱交換装置４とを具備して成ることを特徴と
するものである。
湯コジェネレーションシステムは、原燃料から水素リッ
チな改質ガスを生成する改質器１と、改質器１で生成さ
れた改質ガスを貯蔵する改質ガス貯蔵装置２と、改質ガ
スの水素を燃料として発電を行なう燃料電池３と、改質
器１の廃熱を回収すると共に回収した廃熱で水を加熱し
て給湯する熱交換装置４とを具備して成ることを特徴と
するものである。
【０００７】また請求項２の発明は、改質ガスを貯蔵す
る改質ガス貯蔵装置２が水素吸蔵物質から形成されて成
ることを特徴とするものである。また請求項３の発明
は、改質ガスを純水素に変換して水素吸蔵物質に吸蔵さ
せる水素分離装置５を具備して成ることを特徴とするも
のである。また請求項４の発明は、熱交換装置４で加熱
された水をさらに加熱する加熱装置６を具備して成るこ
とを特徴とするものである。
る改質ガス貯蔵装置２が水素吸蔵物質から形成されて成
ることを特徴とするものである。また請求項３の発明
は、改質ガスを純水素に変換して水素吸蔵物質に吸蔵さ
せる水素分離装置５を具備して成ることを特徴とするも
のである。また請求項４の発明は、熱交換装置４で加熱
された水をさらに加熱する加熱装置６を具備して成るこ
とを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであ
り、改質器１は原燃料供給経路１４から供給される原燃
料と水蒸気から水蒸気改質反応によって水素リッチな改
質ガスを生成するように形成してある。原燃料として
は、炭化水素系の気体、液体、固体や、メタノール系等
のアルコール燃料などが適当であり、具体的にはメタン
ガス、プロパンガス、ブタンガス等の炭化水素系気体、
灯油、軽油、ガソリン等の炭化水素系液体、メタノー
ル、エタノール等のアルコール類を例示することができ
る。家庭用の用途では、入手のし易さ及び取り扱い性か
ら、プロパンガス、ブタンガス、メタンガスを主成分と
したガスや灯油が好ましい。
する。図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであ
り、改質器１は原燃料供給経路１４から供給される原燃
料と水蒸気から水蒸気改質反応によって水素リッチな改
質ガスを生成するように形成してある。原燃料として
は、炭化水素系の気体、液体、固体や、メタノール系等
のアルコール燃料などが適当であり、具体的にはメタン
ガス、プロパンガス、ブタンガス等の炭化水素系気体、
灯油、軽油、ガソリン等の炭化水素系液体、メタノー
ル、エタノール等のアルコール類を例示することができ
る。家庭用の用途では、入手のし易さ及び取り扱い性か
ら、プロパンガス、ブタンガス、メタンガスを主成分と
したガスや灯油が好ましい。
【０００９】上記の水蒸気改質反応には高温での触媒反
応が必要であるため、改質器１を所定の温度（６００〜
７００℃）に加熱するようにしてある。加熱方法は特に
限定されるものではないが、原燃料を燃焼させて加熱を
行なうことができる。この燃焼によって発生する排気ガ
スは排気経路１５から排出されるようにしてあり、また
改質器１で生成された水素リッチな改質ガスは改質ガス
供給経路１６から送り出されるようにしてある。
応が必要であるため、改質器１を所定の温度（６００〜
７００℃）に加熱するようにしてある。加熱方法は特に
限定されるものではないが、原燃料を燃焼させて加熱を
行なうことができる。この燃焼によって発生する排気ガ
スは排気経路１５から排出されるようにしてあり、また
改質器１で生成された水素リッチな改質ガスは改質ガス
供給経路１６から送り出されるようにしてある。
【００１０】改質器１から送り出された改質ガスは改質
ガス貯蔵装置２に供給されて貯蔵される。改質ガス貯蔵
装置２としてはガスボンベや水素吸蔵物質を内蔵したも
のを用いることができるが、貯蔵量や安全性から、水素
吸蔵物質を内蔵したものとして改質ガス貯蔵装置２を形
成するのが望ましい。水素吸蔵物質としては一般に水素
吸蔵合金として知られるランタンニッケルなどの材料の
他、カーボン等を用いることができる。水素吸蔵物質を
用いる場合、水素吸蔵物質は改質ガス中の水素以外の成
分によって劣化する場合があるので、改質ガスから水素
分離装置５で純粋な水素を分離生成させ、水素を水素吸
蔵物質に吸蔵させて改質ガス貯蔵装置２に貯蔵するよう
にするのが好ましい。
ガス貯蔵装置２に供給されて貯蔵される。改質ガス貯蔵
装置２としてはガスボンベや水素吸蔵物質を内蔵したも
のを用いることができるが、貯蔵量や安全性から、水素
吸蔵物質を内蔵したものとして改質ガス貯蔵装置２を形
成するのが望ましい。水素吸蔵物質としては一般に水素
吸蔵合金として知られるランタンニッケルなどの材料の
他、カーボン等を用いることができる。水素吸蔵物質を
用いる場合、水素吸蔵物質は改質ガス中の水素以外の成
分によって劣化する場合があるので、改質ガスから水素
分離装置５で純粋な水素を分離生成させ、水素を水素吸
蔵物質に吸蔵させて改質ガス貯蔵装置２に貯蔵するよう
にするのが好ましい。
【００１１】そこで図１の実施の形態では、改質ガス供
給経路１６から送り出された改質ガスは改質ガス供給配
管１７を通じて水素分離装置５に供給されるようにして
ある。改質ガスから純粋な水素を分離生成させる水素分
離装置５としては、プロトン移動型電解質を用いた燃料
電池１８で形成したものを用いることができるものであ
り、燃料電池１８のアノード側に改質ガスを通し、アノ
ードとカソードの間に電位をかけてカソード側にプロト
ンを移動させることによって、改質ガスから純粋な水素
を分離生成させることができるものである。プロトン移
動型電解質を用いた燃料電池１８としては、リン酸型燃
料電池や、高分子電解質型燃料電池を用いることができ
るものである。図１の実施の形態では、燃料電池１８の
各セル１８ａに改質ガス供給配管１７を分岐して接続
し、各セル１８ａのアノード側に改質ガスを通すように
してある。
給経路１６から送り出された改質ガスは改質ガス供給配
管１７を通じて水素分離装置５に供給されるようにして
ある。改質ガスから純粋な水素を分離生成させる水素分
離装置５としては、プロトン移動型電解質を用いた燃料
電池１８で形成したものを用いることができるものであ
り、燃料電池１８のアノード側に改質ガスを通し、アノ
ードとカソードの間に電位をかけてカソード側にプロト
ンを移動させることによって、改質ガスから純粋な水素
を分離生成させることができるものである。プロトン移
動型電解質を用いた燃料電池１８としては、リン酸型燃
料電池や、高分子電解質型燃料電池を用いることができ
るものである。図１の実施の形態では、燃料電池１８の
各セル１８ａに改質ガス供給配管１７を分岐して接続
し、各セル１８ａのアノード側に改質ガスを通すように
してある。
【００１２】水素分離装置５で改質ガスから分離生成さ
れた水素は、水素供給配管１９を通じて改質ガス貯蔵装
置２に供給され、改質ガス貯蔵装置２内の水素吸蔵物質
に吸蔵させて貯蔵するようにしてある。図１の実施の形
態では、燃料電池１８の各セル１８ａに水素供給配管１
９を分岐して接続してあり、燃料電池１８の各セル１８
ａで分離生成された水素を水素供給配管１９を通じて改
質ガス貯蔵装置２に供給されるようにしてある。
れた水素は、水素供給配管１９を通じて改質ガス貯蔵装
置２に供給され、改質ガス貯蔵装置２内の水素吸蔵物質
に吸蔵させて貯蔵するようにしてある。図１の実施の形
態では、燃料電池１８の各セル１８ａに水素供給配管１
９を分岐して接続してあり、燃料電池１８の各セル１８
ａで分離生成された水素を水素供給配管１９を通じて改
質ガス貯蔵装置２に供給されるようにしてある。
【００１３】改質ガス貯蔵装置２は燃料供給配管２０に
よって発電用の燃料電池３に接続してある。この発電用
の燃料電池３としては、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩
型燃料電池、固体電解質型燃料電池、アルカリ型燃料電
池、固体高分子型燃料電池等を用いることができるもの
であり、燃料電池３の各セル３ａに燃料供給配管２０を
分岐して接続するようにしてある。
よって発電用の燃料電池３に接続してある。この発電用
の燃料電池３としては、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩
型燃料電池、固体電解質型燃料電池、アルカリ型燃料電
池、固体高分子型燃料電池等を用いることができるもの
であり、燃料電池３の各セル３ａに燃料供給配管２０を
分岐して接続するようにしてある。
【００１４】また、本発明では改質器１から廃熱を回収
して水を加熱する熱交換装置４を具備するものであり、
改質器１の熱を空気の送風で搬送し、この空気流路の周
囲に水等の熱媒が循環する熱交換器を設けて熱交換装置
４を形成することによって廃熱の回収を行なうようにし
てもよいが、廃熱回収を効率高く行なうには、改質器１
の周囲に熱媒を循環させて熱媒に廃熱を回収させる方式
の熱交換器を設けて熱交換装置４を形成するのが好まし
い。勿論、この二種類の熱交換器を組み合わせて熱交換
装置４を形成することも可能である。
して水を加熱する熱交換装置４を具備するものであり、
改質器１の熱を空気の送風で搬送し、この空気流路の周
囲に水等の熱媒が循環する熱交換器を設けて熱交換装置
４を形成することによって廃熱の回収を行なうようにし
てもよいが、廃熱回収を効率高く行なうには、改質器１
の周囲に熱媒を循環させて熱媒に廃熱を回収させる方式
の熱交換器を設けて熱交換装置４を形成するのが好まし
い。勿論、この二種類の熱交換器を組み合わせて熱交換
装置４を形成することも可能である。
【００１５】図１の実施の形態では熱交換装置４を、改
質器１の排気経路１５と改質ガス供給経路１６にそれぞ
れ巻き付けた熱交換部２３，２４を設けた廃熱回収用熱
交換器１０と、水道配管と接続された給水配管１２と、
廃熱回収用熱交換器１０に通される熱媒と給水配管１２
に通される水道水などの水との間で熱交換させる給水加
熱用熱交換器１１とから形成してある。給水加熱用熱交
換器１１内において廃熱回収用熱交換器１０には熱交換
部２６が設けてあり、廃熱回収用熱交換器１０の配管内
に充填した熱媒を循環ポンプ２５によって改質器１の熱
交換部２３，２４と給水加熱用熱交換器１１内の熱交換
部２６との間で循環させるようにしてある。この熱媒と
しては、水の他に、エチレングリコールやプロピレング
リコール及びこれらの水溶液などの不凍液やオイルを用
いることができる。これらを熱媒として用いれば、凍結
を防止できると共に水の沸騰温度より高い温度でも使用
が可能になり、寒冷地での使用や高温の廃熱の回収が可
能になるものである。
質器１の排気経路１５と改質ガス供給経路１６にそれぞ
れ巻き付けた熱交換部２３，２４を設けた廃熱回収用熱
交換器１０と、水道配管と接続された給水配管１２と、
廃熱回収用熱交換器１０に通される熱媒と給水配管１２
に通される水道水などの水との間で熱交換させる給水加
熱用熱交換器１１とから形成してある。給水加熱用熱交
換器１１内において廃熱回収用熱交換器１０には熱交換
部２６が設けてあり、廃熱回収用熱交換器１０の配管内
に充填した熱媒を循環ポンプ２５によって改質器１の熱
交換部２３，２４と給水加熱用熱交換器１１内の熱交換
部２６との間で循環させるようにしてある。この熱媒と
しては、水の他に、エチレングリコールやプロピレング
リコール及びこれらの水溶液などの不凍液やオイルを用
いることができる。これらを熱媒として用いれば、凍結
を防止できると共に水の沸騰温度より高い温度でも使用
が可能になり、寒冷地での使用や高温の廃熱の回収が可
能になるものである。
【００１６】また給水加熱用熱交換器１１内において給
水配管１２には熱交換部２７が設けてある。この給水配
管１２は加熱装置６に接続してある。加熱装置６は電気
ヒーター、ヒートポンプ、灯油やガスのボイラー等を加
熱手段として有するものを用いることができるが、改質
器１で用いる原燃料と同じものを燃焼させるボイラーを
加熱手段とするものが好ましい。
水配管１２には熱交換部２７が設けてある。この給水配
管１２は加熱装置６に接続してある。加熱装置６は電気
ヒーター、ヒートポンプ、灯油やガスのボイラー等を加
熱手段として有するものを用いることができるが、改質
器１で用いる原燃料と同じものを燃焼させるボイラーを
加熱手段とするものが好ましい。
【００１７】上記のように形成される本発明の燃料電池
給湯コジェネレーションシステムにあって、原燃料と水
蒸気から水蒸気改質反応によって水素リッチな改質ガス
が改質器１で生成されると、この改質ガスは改質器１の
改質ガス供給経路１６から改質ガス供給配管１７を通じ
て、水素分離装置５を構成する燃料電池１８の各セル１
８ａに供給され、改質ガスから純水素が分離生成され
る。水素分離装置５で分離生成された水素は水素吸蔵物
質で形成される改質ガス貯蔵装置２に吸蔵されて貯蔵さ
れる。
給湯コジェネレーションシステムにあって、原燃料と水
蒸気から水蒸気改質反応によって水素リッチな改質ガス
が改質器１で生成されると、この改質ガスは改質器１の
改質ガス供給経路１６から改質ガス供給配管１７を通じ
て、水素分離装置５を構成する燃料電池１８の各セル１
８ａに供給され、改質ガスから純水素が分離生成され
る。水素分離装置５で分離生成された水素は水素吸蔵物
質で形成される改質ガス貯蔵装置２に吸蔵されて貯蔵さ
れる。
【００１８】一方、循環ポンプ２５によって廃熱回収用
熱交換器１０では改質器１の熱交換部２３，２４と給水
加熱用熱交換器１１内の熱交換部２６との間で熱媒が循
環されており、熱媒が熱交換部２３，２４を通過する際
に改質器１の廃熱を回収し、熱媒が熱交換部２６を通過
する際に給水加熱用熱交換器１１内において給水配管１
２の熱交換部２７を通過する水と熱交換され、水道配管
から給水配管１２に供給される低温の水（ＣＷ）が熱交
換部２７で加熱される。このように改質器１から回収さ
れた廃熱で加熱された温水（ＨＷ）は給水配管１２から
加熱装置６に供給され、温水の温度が所定温度よりも低
いときには、加熱装置６で所定の温度にまで加熱して、
給湯配管２９から送り出されて給湯されるようになって
いる。
熱交換器１０では改質器１の熱交換部２３，２４と給水
加熱用熱交換器１１内の熱交換部２６との間で熱媒が循
環されており、熱媒が熱交換部２３，２４を通過する際
に改質器１の廃熱を回収し、熱媒が熱交換部２６を通過
する際に給水加熱用熱交換器１１内において給水配管１
２の熱交換部２７を通過する水と熱交換され、水道配管
から給水配管１２に供給される低温の水（ＣＷ）が熱交
換部２７で加熱される。このように改質器１から回収さ
れた廃熱で加熱された温水（ＨＷ）は給水配管１２から
加熱装置６に供給され、温水の温度が所定温度よりも低
いときには、加熱装置６で所定の温度にまで加熱して、
給湯配管２９から送り出されて給湯されるようになって
いる。
【００１９】また、上記のように改質器１で生成された
改質ガス（の水素）は改質ガス貯蔵装置２に貯蔵される
ようになっているので、電力が必要なときに、改質ガス
貯蔵装置２から燃料供給配管２０を通じて改質ガス（の
水素）を燃料電池３の各セル３ａに供給し、改質ガス
（の水素）を燃料として燃料電池３で発電させるように
してある。
改質ガス（の水素）は改質ガス貯蔵装置２に貯蔵される
ようになっているので、電力が必要なときに、改質ガス
貯蔵装置２から燃料供給配管２０を通じて改質ガス（の
水素）を燃料電池３の各セル３ａに供給し、改質ガス
（の水素）を燃料として燃料電池３で発電させるように
してある。
【００２０】従って電力が不要なときに給湯を行なうに
あたって、廃熱を発生させるために改質器１を作動させ
ることによって発生する改質ガス（の水素）は一旦改質
ガス貯蔵装置２に貯蔵されるものであり、改質ガス（の
水素）を直ちに発電に使用する必要がなくなり、燃料電
池３によって無駄な発電を行なう必要がなくなるもので
ある。
あたって、廃熱を発生させるために改質器１を作動させ
ることによって発生する改質ガス（の水素）は一旦改質
ガス貯蔵装置２に貯蔵されるものであり、改質ガス（の
水素）を直ちに発電に使用する必要がなくなり、燃料電
池３によって無駄な発電を行なう必要がなくなるもので
ある。
【００２１】図２は本発明の実施の形態の他例を示すも
のであり、このものでは熱交換装置４を、改質器１の排
気経路１５と改質ガス供給経路１６にそれぞれ巻き付け
た熱交換部２３，２４を設けた廃熱回収用熱交換器１０
のみで形成するようにしてあり、廃熱回収用熱交換器１
０に水道配管を接続して水道水等の水を通すようにして
ある。従ってこのものでは、廃熱回収用熱交換器１０に
温度の低い水（ＣＷ）を供給すると、この水は熱交換部
２３，２４を通過する際に改質器１の廃熱を回収して加
熱され、温水（ＨＷ）となって加熱装置６に供給され
る。
のであり、このものでは熱交換装置４を、改質器１の排
気経路１５と改質ガス供給経路１６にそれぞれ巻き付け
た熱交換部２３，２４を設けた廃熱回収用熱交換器１０
のみで形成するようにしてあり、廃熱回収用熱交換器１
０に水道配管を接続して水道水等の水を通すようにして
ある。従ってこのものでは、廃熱回収用熱交換器１０に
温度の低い水（ＣＷ）を供給すると、この水は熱交換部
２３，２４を通過する際に改質器１の廃熱を回収して加
熱され、温水（ＨＷ）となって加熱装置６に供給され
る。
【００２２】
【実施例】以下本発明を実施例によって説明する。 （実施例）図１のコジェネレーションシステムで発電を
行なうと共に給湯を行なった。すなわち、改質器１に原
燃料として天然ガス（主成分メタンガス）を供給し、次
のように水蒸気改質反応を行なわせて水素チッリな改質
ガスを生成させた。このとき、天然ガスの燃焼で６００
〜７００℃に加熱して水蒸気改質反応を行なわせるよう
にした。
行なうと共に給湯を行なった。すなわち、改質器１に原
燃料として天然ガス（主成分メタンガス）を供給し、次
のように水蒸気改質反応を行なわせて水素チッリな改質
ガスを生成させた。このとき、天然ガスの燃焼で６００
〜７００℃に加熱して水蒸気改質反応を行なわせるよう
にした。
【００２３】ＣＨ4 ＋２Ｈ2 Ｏ→４Ｈ2 ＋ＣＯ2 また水素分離装置５として固体高分子型燃料電池１８を
用い、改質器１で生成された改質ガスをそのアノードに
供給すると共に、アノード−カソード間に電位をかける
ことによって純水素を分離して生成し、この生成した水
素を水素吸蔵物質で形成した改質ガス貯蔵装置２に吸蔵
させて貯蔵した。
用い、改質器１で生成された改質ガスをそのアノードに
供給すると共に、アノード−カソード間に電位をかける
ことによって純水素を分離して生成し、この生成した水
素を水素吸蔵物質で形成した改質ガス貯蔵装置２に吸蔵
させて貯蔵した。
【００２４】そして改質器１の廃熱を熱交換装置４の廃
熱回収用熱交換器１０で回収し、熱交換装置４の給水配
管１２に水道配管から給水した水を給水加熱用熱交換器
１１で加熱して、天然ガスを燃料とするボイラーで形成
した加熱装置６に供給し、追い炊きして給湯に供した。
この図１のコジェネレーションシステムにあって、改質
器１に２．０ｍ3 ／ｈｒの天然ガスを供給して改質ガス
を生成させ、この改質ガスを水素分離装置５で水素の純
化を行なって、６ｍ3 ／ｈｒの水素を得た。この水素は
改質ガス貯蔵装置２に吸蔵して貯蔵した。一方、改質器
１において廃熱が８ｋＷ発生し、そのうちの６ｋＷを熱
交換装置４の廃熱回収用熱交換器１０で回収し、また熱
交換装置４の給水配管１２に２０℃の水（ＣＷ）を５リ
ットル／ｍｉｎで供給して、給水加熱用熱交換器１１に
おいて回収した廃熱で加熱することによって、３７℃の
温水（ＨＷ）を得た。この温水を加熱装置６で４５℃に
加熱して給湯に供することができた。また、改質ガス貯
蔵装置２に吸蔵して貯蔵させた水素は、水素吸蔵物質を
加熱することによって放出させることができ、電力が必
要なときにこの水素を燃料電池３に供給して発電させる
ことができた。
熱回収用熱交換器１０で回収し、熱交換装置４の給水配
管１２に水道配管から給水した水を給水加熱用熱交換器
１１で加熱して、天然ガスを燃料とするボイラーで形成
した加熱装置６に供給し、追い炊きして給湯に供した。
この図１のコジェネレーションシステムにあって、改質
器１に２．０ｍ3 ／ｈｒの天然ガスを供給して改質ガス
を生成させ、この改質ガスを水素分離装置５で水素の純
化を行なって、６ｍ3 ／ｈｒの水素を得た。この水素は
改質ガス貯蔵装置２に吸蔵して貯蔵した。一方、改質器
１において廃熱が８ｋＷ発生し、そのうちの６ｋＷを熱
交換装置４の廃熱回収用熱交換器１０で回収し、また熱
交換装置４の給水配管１２に２０℃の水（ＣＷ）を５リ
ットル／ｍｉｎで供給して、給水加熱用熱交換器１１に
おいて回収した廃熱で加熱することによって、３７℃の
温水（ＨＷ）を得た。この温水を加熱装置６で４５℃に
加熱して給湯に供することができた。また、改質ガス貯
蔵装置２に吸蔵して貯蔵させた水素は、水素吸蔵物質を
加熱することによって放出させることができ、電力が必
要なときにこの水素を燃料電池３に供給して発電させる
ことができた。
【００２５】（比較例）図３のコジェネレーションシス
テムで発電を行なうと共に給湯を行なった。このシステ
ムにおいて実施例と同じ条件で改質器１に天然ガスを供
給して改質ガスを生成させ、この改質ガスを燃料電池３
に供給して発電を行なった。発電された電力は約７ｋＷ
であった。一方、改質器１において廃熱が８ｋＷ発生
し、実施例と同様にそのうちの６ｋＷを回収して、３７
℃の温水（ＨＷ）を得た。この温水を加熱装置６で４５
℃に加熱して給湯に供した。このシステムでは、電力が
必要ないときでも給湯を行なう際に同時に、約７ｋＷと
いう通常の家庭では使いきれない電力が発電されるもの
であり、効率が悪いものであった。
テムで発電を行なうと共に給湯を行なった。このシステ
ムにおいて実施例と同じ条件で改質器１に天然ガスを供
給して改質ガスを生成させ、この改質ガスを燃料電池３
に供給して発電を行なった。発電された電力は約７ｋＷ
であった。一方、改質器１において廃熱が８ｋＷ発生
し、実施例と同様にそのうちの６ｋＷを回収して、３７
℃の温水（ＨＷ）を得た。この温水を加熱装置６で４５
℃に加熱して給湯に供した。このシステムでは、電力が
必要ないときでも給湯を行なう際に同時に、約７ｋＷと
いう通常の家庭では使いきれない電力が発電されるもの
であり、効率が悪いものであった。
【００２６】
【発明の効果】上記のように本発明は、原燃料から水素
リッチな改質ガスを生成する改質器と、改質器で生成さ
れた改質ガスを貯蔵する改質ガス貯蔵装置と、改質ガス
の水素を燃料として発電を行なう燃料電池と、改質器の
廃熱を回収すると共に回収した廃熱で水を加熱して給湯
する熱交換装置とを具備するので、電力が不要なときに
給湯を行なうにあたって、廃熱を発生させるために改質
器を作動させる際に生成される改質ガスは改質ガス貯蔵
装置に貯蔵されるものであって、直ちに発電に使用する
必要がなくなり、燃料電池によって無駄な発電を行なう
必要がなくなるものであり、効率的な給湯を行なうこと
ができるものである。
リッチな改質ガスを生成する改質器と、改質器で生成さ
れた改質ガスを貯蔵する改質ガス貯蔵装置と、改質ガス
の水素を燃料として発電を行なう燃料電池と、改質器の
廃熱を回収すると共に回収した廃熱で水を加熱して給湯
する熱交換装置とを具備するので、電力が不要なときに
給湯を行なうにあたって、廃熱を発生させるために改質
器を作動させる際に生成される改質ガスは改質ガス貯蔵
装置に貯蔵されるものであって、直ちに発電に使用する
必要がなくなり、燃料電池によって無駄な発電を行なう
必要がなくなるものであり、効率的な給湯を行なうこと
ができるものである。
【００２７】また請求項２の発明は、改質ガスを貯蔵す
る改質ガス貯蔵装置を水素吸蔵物質から形成するように
したので、改質ガスを貯蔵量多く、しかも安全性高く貯
蔵することができるものである。また請求項３の発明
は、改質ガスを純水素に変換して水素吸蔵物質に吸蔵さ
せる水素分離装置を具備するので、改質ガスから水素を
分離生成して水素吸蔵物質に吸蔵させることができ、水
素吸蔵物質が改質ガス中の水素以外の成分によって劣化
することを防ぐことができるものである。
る改質ガス貯蔵装置を水素吸蔵物質から形成するように
したので、改質ガスを貯蔵量多く、しかも安全性高く貯
蔵することができるものである。また請求項３の発明
は、改質ガスを純水素に変換して水素吸蔵物質に吸蔵さ
せる水素分離装置を具備するので、改質ガスから水素を
分離生成して水素吸蔵物質に吸蔵させることができ、水
素吸蔵物質が改質ガス中の水素以外の成分によって劣化
することを防ぐことができるものである。
【００２８】また請求項４の発明は、熱交換装置で加熱
された水をさらに加熱する加熱装置を具備するので、熱
交換装置で加熱して得られる温水の温度が所定温度より
も低いときには、加熱装置で所定の温度にまで加熱して
給湯することができるものである。
された水をさらに加熱する加熱装置を具備するので、熱
交換装置で加熱して得られる温水の温度が所定温度より
も低いときには、加熱装置で所定の温度にまで加熱して
給湯することができるものである。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施の形態の他の一例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図３】従来の一例を示す斜視図である。
１ 改質器 ２ 改質ガス貯蔵装置 ３ 燃料電池 ４ 熱交換装置 ５ 水素分離装置 ６ 加熱装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 均 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 品川 幹夫 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 原燃料から水素リッチな改質ガスを生成
する改質器と、改質器で生成された改質ガスを貯蔵する
改質ガス貯蔵装置と、改質ガスの水素を燃料として発電
を行なう燃料電池と、改質器の廃熱を回収すると共に回
収した廃熱で水を加熱して給湯する熱交換装置とを具備
して成ることを特徴とする燃料電池給湯コジェネレーシ
ョンシステム。 - 【請求項２】 改質ガスを貯蔵する改質ガス貯蔵装置が
水素吸蔵物質から形成されて成ることを特徴とする請求
項１に記載の燃料電池給湯コジェネレーションシステ
ム。 - 【請求項３】 改質ガスを純水素に変換して水素吸蔵物
質に吸蔵させる水素分離装置を具備して成ることを特徴
とする請求項２に記載の燃料電池給湯コジェネレーショ
ンシステム。 - 【請求項４】 熱交換装置で加熱された水をさらに加熱
する加熱装置を具備して成ることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載の燃料電池給湯コジェネレーシ
ョンシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9252434A JPH1197045A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 燃料電池給湯コジェネレーションシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9252434A JPH1197045A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 燃料電池給湯コジェネレーションシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197045A true JPH1197045A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17237325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9252434A Withdrawn JPH1197045A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 燃料電池給湯コジェネレーションシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197045A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002367643A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-20 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
| JP2004006281A (ja) * | 2002-03-29 | 2004-01-08 | Kri Inc | エネルギ生成装置及びエネルギ搬送システム |
| JP2004523077A (ja) * | 2001-02-14 | 2004-07-29 | シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー | 燃料電池機関用の熱交換冷却液／不凍液の新規な化学主成分 |
| US6833209B2 (en) | 2001-03-23 | 2004-12-21 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Fuel-cell co-generation system, of electrical energy and hot water |
| JP2005321093A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-11-17 | Showa Denko Kk | 圧力容器用ライナの製造方法 |
| JP2006029189A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Nidec Sankyo Corp | 多チャンネルポンプ及びその制御方法 |
| JP2006300193A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Showa Denko Kk | 圧力容器用ライナ |
| JP2007016807A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Showa Denko Kk | 圧力容器用ライナ |
| EP1654509A4 (en) * | 2003-07-07 | 2009-08-05 | Dupont Tate & Lyle Bio Product | HEAT TRANSFER SYSTEMS |
| WO2012132197A1 (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | パナソニック株式会社 | 発電システム及びその運転方法 |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP9252434A patent/JPH1197045A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7410598B2 (en) | 2001-02-14 | 2008-08-12 | Shell Oil Company | Chemical base for fuel cell engine heat exchange coolant/antifreeze |
| JP2004523077A (ja) * | 2001-02-14 | 2004-07-29 | シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー | 燃料電池機関用の熱交換冷却液／不凍液の新規な化学主成分 |
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| JP2006300193A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Showa Denko Kk | 圧力容器用ライナ |
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| US10026974B2 (en) | 2011-03-30 | 2018-07-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Power generation system and method of operating the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |