JPH11102720A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
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- JPH11102720A JPH11102720A JP9260698A JP26069897A JPH11102720A JP H11102720 A JPH11102720 A JP H11102720A JP 9260698 A JP9260698 A JP 9260698A JP 26069897 A JP26069897 A JP 26069897A JP H11102720 A JPH11102720 A JP H11102720A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- Y—GENERAL 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラント排ガスを大気に放出する際の水蒸気
白煙の発生を防止できる燃料電池発電装置を提供する。 【解決手段】 燃料電池２、改質器１、排熱回収装置３
及び排ガス凝縮器４は、ガスの流通経路によって接続さ
れている。改質器１はバーナ１ｂと改質管１ｃとを有す
る。排ガス凝縮器４は２次冷却水１２を低温側流体と
し、プラント排ガス１１を排出する煙突６が設けられて
いる。凝縮器４と煙突６との間には凝縮装置５が設けら
れている。凝縮装置５は、電池冷却水系１３に注水され
る補給水１４を凝縮用の低温側流体として使用可能とな
るように、補給水１４の供給経路に接続されている。凝
縮装置５と電池冷却水系１３との間における補給水１４
の供給経路には、蓄水槽であるリザーバタンク１５が設
置されている。
白煙の発生を防止できる燃料電池発電装置を提供する。 【解決手段】 燃料電池２、改質器１、排熱回収装置３
及び排ガス凝縮器４は、ガスの流通経路によって接続さ
れている。改質器１はバーナ１ｂと改質管１ｃとを有す
る。排ガス凝縮器４は２次冷却水１２を低温側流体と
し、プラント排ガス１１を排出する煙突６が設けられて
いる。凝縮器４と煙突６との間には凝縮装置５が設けら
れている。凝縮装置５は、電池冷却水系１３に注水され
る補給水１４を凝縮用の低温側流体として使用可能とな
るように、補給水１４の供給経路に接続されている。凝
縮装置５と電池冷却水系１３との間における補給水１４
の供給経路には、蓄水槽であるリザーバタンク１５が設
置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池の発電に
必要な設備を備えた燃料電池発電装置に係り、特に、プ
ラント排ガスの排気システムに改良を施した燃料電池発
電装置に関する。
必要な設備を備えた燃料電池発電装置に係り、特に、プ
ラント排ガスの排気システムに改良を施した燃料電池発
電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、天然ガス・メタノールなど
の原燃料から生成された水素と、空気中の酸素とを反応
させることによって、燃料の持つ化学エネルギーを直接
電気エネルギーに変換する発電装置であり、熱エネルギ
ーや運動エネルギーの過程を経ないので、低公害であ
り、小規模でも高い発電効率が期待できる。
の原燃料から生成された水素と、空気中の酸素とを反応
させることによって、燃料の持つ化学エネルギーを直接
電気エネルギーに変換する発電装置であり、熱エネルギ
ーや運動エネルギーの過程を経ないので、低公害であ
り、小規模でも高い発電効率が期待できる。
【０００３】一般的な燃料電池は、炭化水素系の燃料に
水蒸気を添加して改質反応により水素を製造するための
改質器、改質する過程で必要となる水蒸気を供給・回収
する装置、反応条件を維持しプラント効率を高めるため
に、ガスや冷却水の流通経路に設けられた複数の熱交換
器等とともに、燃料電池発電装置を構成している。
水蒸気を添加して改質反応により水素を製造するための
改質器、改質する過程で必要となる水蒸気を供給・回収
する装置、反応条件を維持しプラント効率を高めるため
に、ガスや冷却水の流通経路に設けられた複数の熱交換
器等とともに、燃料電池発電装置を構成している。
【０００４】ところで、電気や熱の需要がある場所に設
置する比較的小容量の燃料電池発電設備は、オンサイト
用燃料電池と呼ばれるが、通常のオンサイト用燃料電池
は、据え付けに便利なように、燃料電池本体及び他の機
器や配管等がパッケージに納められたパッケージ型の燃
料電池発電装置として構成されている。
置する比較的小容量の燃料電池発電設備は、オンサイト
用燃料電池と呼ばれるが、通常のオンサイト用燃料電池
は、据え付けに便利なように、燃料電池本体及び他の機
器や配管等がパッケージに納められたパッケージ型の燃
料電池発電装置として構成されている。
【０００５】このようなパッケージ型燃料電池発電装置
において、従来から採用されている排気システムの一例
を、図６に従って説明する。すなわち、この排気システ
ムは、燃料電池２、改質器１、排熱回収装置３及び排ガ
ス凝縮器４を、ガスの流通経路で接続することによって
構成されている。なお、燃料電池２への反応ガス供給経
路、電池冷却水経路や各所に適宜配置される熱交換器等
は図示を省略する。
において、従来から採用されている排気システムの一例
を、図６に従って説明する。すなわち、この排気システ
ムは、燃料電池２、改質器１、排熱回収装置３及び排ガ
ス凝縮器４を、ガスの流通経路で接続することによって
構成されている。なお、燃料電池２への反応ガス供給経
路、電池冷却水経路や各所に適宜配置される熱交換器等
は図示を省略する。
【０００６】燃料電池２における両電極は、それぞれア
ノード極２ａ、カソード極２ｂとなっている。改質器１
は、アノード極２ａからのアノード排気７と空気９とが
供給されるバーナ１ｂと、バーナ１ｂにより加熱される
改質管１ｃとを有している。排ガス凝縮器４は２次冷却
水１２を低温側流体とし、プラント排ガス１１を排出す
る煙突６が接続されている。
ノード極２ａ、カソード極２ｂとなっている。改質器１
は、アノード極２ａからのアノード排気７と空気９とが
供給されるバーナ１ｂと、バーナ１ｂにより加熱される
改質管１ｃとを有している。排ガス凝縮器４は２次冷却
水１２を低温側流体とし、プラント排ガス１１を排出す
る煙突６が接続されている。
【０００７】以上のような排気システムの一例において
は、燃料電池２が改質器１によって生成された水素と空
気中の酸素との反応によって電気エネルギーを発生する
と、副生成物として水が生じる。生成された水は、アノ
ード極２ａからの未反応の水素を含むアノード排気７中
に混入するとともに、カソード極２ｂからの排空気８中
に混入して排出される。
は、燃料電池２が改質器１によって生成された水素と空
気中の酸素との反応によって電気エネルギーを発生する
と、副生成物として水が生じる。生成された水は、アノ
ード極２ａからの未反応の水素を含むアノード排気７中
に混入するとともに、カソード極２ｂからの排空気８中
に混入して排出される。
【０００８】そして、アノード排気７は改質器１に送ら
れ、吸熱反応である改質反応を促進するために、高温ガ
ス生成用のバーナ１ｂに燃料として供給される。このバ
ーナ１ｂには、燃焼のための空気９も加えられる。バー
ナ１ｂにおいて生じた燃焼ガスは、水素燃焼のため多量
の水蒸気を含んでおり、改質管１ｃに改質反応のための
熱を伝達した後、改質器排ガス１０として排熱回収装置
３を通過するので、湿り度が高い状態となる。
れ、吸熱反応である改質反応を促進するために、高温ガ
ス生成用のバーナ１ｂに燃料として供給される。このバ
ーナ１ｂには、燃焼のための空気９も加えられる。バー
ナ１ｂにおいて生じた燃焼ガスは、水素燃焼のため多量
の水蒸気を含んでおり、改質管１ｃに改質反応のための
熱を伝達した後、改質器排ガス１０として排熱回収装置
３を通過するので、湿り度が高い状態となる。
【０００９】さらに、この湿り度が高い改質器排ガス１
０と、カソード極２ｂからの水蒸気を含む排空気８と
は、排ガス凝縮器４に送られ、２次冷却水１２を用いて
凝縮されて、凝縮水が回収される。水回収後のガスは、
プラント排ガス１１として、連続的に煙突６を経て大気
中に放出される。
０と、カソード極２ｂからの水蒸気を含む排空気８と
は、排ガス凝縮器４に送られ、２次冷却水１２を用いて
凝縮されて、凝縮水が回収される。水回収後のガスは、
プラント排ガス１１として、連続的に煙突６を経て大気
中に放出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
プラント排ガス１１には、未回収水が飽和状態で存在し
ている。このため、煙突６から放出されたプラント排ガ
ス１１が、大気により冷却されて凝縮現象が生じると、
外部からは水蒸気白煙となって観察されることになる。
この現象は、大気温度が低い冬季においては顕著に現れ
る傾向にあるが、このように水蒸気白煙が目立つこと
は、特に、都市部に設置する場合には景観上好ましくな
く、また、火災と誤認される可能性もある。
プラント排ガス１１には、未回収水が飽和状態で存在し
ている。このため、煙突６から放出されたプラント排ガ
ス１１が、大気により冷却されて凝縮現象が生じると、
外部からは水蒸気白煙となって観察されることになる。
この現象は、大気温度が低い冬季においては顕著に現れ
る傾向にあるが、このように水蒸気白煙が目立つこと
は、特に、都市部に設置する場合には景観上好ましくな
く、また、火災と誤認される可能性もある。
【００１１】本発明は上記のような従来技術の問題点を
解決するために提案されたものであり、その目的は、プ
ラント排ガスを大気に放出する際の水蒸気白煙の発生を
防止できる燃料電池発電装置を提供することにある。
解決するために提案されたものであり、その目的は、プ
ラント排ガスを大気に放出する際の水蒸気白煙の発生を
防止できる燃料電池発電装置を提供することにある。
【００１２】
【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、本発明は、原燃料を改質して水素を得る改質器
と、前記改質器からの水素と空気中の酸素とを反応させ
て電気エネルギーを得る燃料電池と、反応ガス経路及び
冷却水経路とを有する燃料電池発電装置において、以下
のような技術的特徴を有する。
めに、本発明は、原燃料を改質して水素を得る改質器
と、前記改質器からの水素と空気中の酸素とを反応させ
て電気エネルギーを得る燃料電池と、反応ガス経路及び
冷却水経路とを有する燃料電池発電装置において、以下
のような技術的特徴を有する。
【００１３】すなわち、請求項１記載の発明は、前記改
質器の排ガス及び前記燃料電池の排空気から水を凝縮回
収し、プラント排ガスとして排出する第１の凝縮手段
と、前記第１の凝縮手段から排出されたプラント排ガス
から、さらに水を凝縮回収する第２の凝縮手段とを有す
ることを特徴とする。以上のような請求項１記載の発明
では、第１の凝縮手段によって水を凝縮回収したプラン
ト排ガスに対して、さらに第２の凝縮手段によって水を
凝縮回収するので、プラント排ガスにおける水蒸気が低
減され、大気によって冷却されても、水蒸気白煙の発生
が防止される。
質器の排ガス及び前記燃料電池の排空気から水を凝縮回
収し、プラント排ガスとして排出する第１の凝縮手段
と、前記第１の凝縮手段から排出されたプラント排ガス
から、さらに水を凝縮回収する第２の凝縮手段とを有す
ることを特徴とする。以上のような請求項１記載の発明
では、第１の凝縮手段によって水を凝縮回収したプラン
ト排ガスに対して、さらに第２の凝縮手段によって水を
凝縮回収するので、プラント排ガスにおける水蒸気が低
減され、大気によって冷却されても、水蒸気白煙の発生
が防止される。
【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の燃
料電池発電装置において、前記第２の凝縮手段の低温側
流体が、前記燃料電池の冷却水経路への補給水であるこ
とを特徴とする。以上のような請求項２記載の発明で
は、第２の凝縮手段の低温側流体として用いる補給水は
水温が低いため、流量が少なくても効率のよい水の凝縮
回収を行うことできる。
料電池発電装置において、前記第２の凝縮手段の低温側
流体が、前記燃料電池の冷却水経路への補給水であるこ
とを特徴とする。以上のような請求項２記載の発明で
は、第２の凝縮手段の低温側流体として用いる補給水は
水温が低いため、流量が少なくても効率のよい水の凝縮
回収を行うことできる。
【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の燃
料電池発電装置において、前記第２の凝縮手段が、ヒー
トパイプによって構成されていることを特徴とする。以
上のような請求項３記載の発明では、第１の凝縮手段に
よって水を凝縮回収したプラント排ガスに対して、さら
にヒートパイプによって水を凝縮回収するので、プラン
ト排ガスにおける水蒸気が低減され、大気によって冷却
されても、水蒸気白煙の発生が防止される。
料電池発電装置において、前記第２の凝縮手段が、ヒー
トパイプによって構成されていることを特徴とする。以
上のような請求項３記載の発明では、第１の凝縮手段に
よって水を凝縮回収したプラント排ガスに対して、さら
にヒートパイプによって水を凝縮回収するので、プラン
ト排ガスにおける水蒸気が低減され、大気によって冷却
されても、水蒸気白煙の発生が防止される。
【００１６】請求項４記載の発明は、請求項３記載の燃
料電池発電装置において、前記改質器、前記燃料電池、
前記反応ガス経路、前記冷却水経路、前記第１の凝縮手
段及び前記第２の凝縮手段が、パッケージ内に収容さ
れ、前記パッケージには換気ファンが設けられ、前記ヒ
ートパイプは前記換気ファンの近傍に延長され、前記ヒ
ートパイプにおける前記換気ファンの空気流に対応する
位置に、放熱フィンが設けられていることを特徴とす
る。以上のような請求項４記載の発明では、換気ファン
の空気流の中に放熱フィンを設置することにより、熱伝
達効率がよくなるので、放熱効果を大幅に向上させるこ
とができる。
料電池発電装置において、前記改質器、前記燃料電池、
前記反応ガス経路、前記冷却水経路、前記第１の凝縮手
段及び前記第２の凝縮手段が、パッケージ内に収容さ
れ、前記パッケージには換気ファンが設けられ、前記ヒ
ートパイプは前記換気ファンの近傍に延長され、前記ヒ
ートパイプにおける前記換気ファンの空気流に対応する
位置に、放熱フィンが設けられていることを特徴とす
る。以上のような請求項４記載の発明では、換気ファン
の空気流の中に放熱フィンを設置することにより、熱伝
達効率がよくなるので、放熱効果を大幅に向上させるこ
とができる。
【００１７】請求項５記載の発明は、請求項１記載の燃
料電池発電装置において、前記第１の凝縮手段に排気ダ
クトが設けられ、前記排気ダクトの内面が前記第２の凝
縮手段の伝熱面であることを特徴とする。以上のような
請求項５記載の発明では、排気ダクトの内面を凝縮用の
伝熱面として構成することによって、装置の簡略化を図
ることができる。
料電池発電装置において、前記第１の凝縮手段に排気ダ
クトが設けられ、前記排気ダクトの内面が前記第２の凝
縮手段の伝熱面であることを特徴とする。以上のような
請求項５記載の発明では、排気ダクトの内面を凝縮用の
伝熱面として構成することによって、装置の簡略化を図
ることができる。
【００１８】請求項６記載の発明は、前記改質器の排ガ
ス及び前記燃料電池の排空気から水を凝縮回収し、プラ
ント排ガスとして排出する凝縮手段と、前記凝縮手段か
ら排出されたプラント排ガスを加熱する加熱手段とを有
することを特徴とする。以上のような請求項６記載の発
明では、凝縮手段によって水を凝縮回収された排気ガス
を、加熱手段により再加熱することによって水蒸気分圧
を下げた後に、大気に放出する。すると、大気で冷却さ
れることに起因する水の飽和凝縮から水蒸気白煙発生に
至る推移が時間的に緩和され、プラント排ガスが大気中
に速やかに拡散するので、白煙の発生を抑制することが
できる。
ス及び前記燃料電池の排空気から水を凝縮回収し、プラ
ント排ガスとして排出する凝縮手段と、前記凝縮手段か
ら排出されたプラント排ガスを加熱する加熱手段とを有
することを特徴とする。以上のような請求項６記載の発
明では、凝縮手段によって水を凝縮回収された排気ガス
を、加熱手段により再加熱することによって水蒸気分圧
を下げた後に、大気に放出する。すると、大気で冷却さ
れることに起因する水の飽和凝縮から水蒸気白煙発生に
至る推移が時間的に緩和され、プラント排ガスが大気中
に速やかに拡散するので、白煙の発生を抑制することが
できる。
【００１９】請求項７記載の発明では、請求項６記載の
燃料電池発電装置において、前記凝縮手段に排気ダクト
が設けられ、前記排気ダクトの内面が前記加熱手段の伝
熱面であることを特徴とする。以上のような請求項７記
載の発明では、排気ダクトの内面を加熱用の伝熱面とし
て構成することによって、装置の簡略化を図ることがで
きる。
燃料電池発電装置において、前記凝縮手段に排気ダクト
が設けられ、前記排気ダクトの内面が前記加熱手段の伝
熱面であることを特徴とする。以上のような請求項７記
載の発明では、排気ダクトの内面を加熱用の伝熱面とし
て構成することによって、装置の簡略化を図ることがで
きる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に従っ
て以下に説明する。なお、図６に示した従来技術と同様
の部材は同一の符号を付して、説明は省略する。
て以下に説明する。なお、図６に示した従来技術と同様
の部材は同一の符号を付して、説明は省略する。
【００２１】（１）第１の実施の形態 （構成）請求項１及び請求項２記載の発明に対応する実
施の形態を、図１に従って説明する。すなわち、本実施
の形態においては、排ガス凝縮器４と煙突６との間に凝
縮装置５が設けられている。この凝縮装置５は、電池冷
却水系１３に注水される補給水１４を凝縮用の低温側流
体として使用可能となるように、補給水１４の供給経路
に接続されている。そして、凝縮装置５と電池冷却水系
１３との間における補給水１４の供給経路には、蓄水槽
であるリザーバタンク１５が設置されている。
施の形態を、図１に従って説明する。すなわち、本実施
の形態においては、排ガス凝縮器４と煙突６との間に凝
縮装置５が設けられている。この凝縮装置５は、電池冷
却水系１３に注水される補給水１４を凝縮用の低温側流
体として使用可能となるように、補給水１４の供給経路
に接続されている。そして、凝縮装置５と電池冷却水系
１３との間における補給水１４の供給経路には、蓄水槽
であるリザーバタンク１５が設置されている。
【００２２】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態においては、改質器排ガス１０及び電池の排空気
８は、排ガス凝縮器４において凝縮されて水回収が行わ
れる。排ガス凝縮器４からのプラント排ガス１１は、凝
縮装置５において低温の補給水１４を用いてさらに凝縮
され、排ガス凝縮器４では未凝縮であった水が回収され
る。このため、煙突６から放出されるプラント排ガス１
１における水蒸気は低減され、大気によって冷却されて
も、水蒸気白煙の発生が防止される。
の形態においては、改質器排ガス１０及び電池の排空気
８は、排ガス凝縮器４において凝縮されて水回収が行わ
れる。排ガス凝縮器４からのプラント排ガス１１は、凝
縮装置５において低温の補給水１４を用いてさらに凝縮
され、排ガス凝縮器４では未凝縮であった水が回収され
る。このため、煙突６から放出されるプラント排ガス１
１における水蒸気は低減され、大気によって冷却されて
も、水蒸気白煙の発生が防止される。
【００２３】なお、補給水１４の電池冷却水系１３への
供給量は、リザーバタンク１５において、経時的な変動
が吸収されて調節されるので、凝縮装置５には補給水１
４を連続的に流すことができる。
供給量は、リザーバタンク１５において、経時的な変動
が吸収されて調節されるので、凝縮装置５には補給水１
４を連続的に流すことができる。
【００２４】（効果）以上のような本実施の形態によれ
ば、プラント排ガス１１から発生する水蒸気白煙が抑制
されるので、景観を損なうことがなく、火災と誤認され
るおそれもない。また、電池冷却水系１３に使用される
補給水１４は水温が低いため、流量が少なくても水の凝
縮回収が可能となり、効率のよい凝縮が実現できる。さ
らに、リザーバタンク１５を利用することによって、補
給水１４を連続的に供給できるので、一律に安定した水
蒸気白煙抑制を図ることが可能となる。
ば、プラント排ガス１１から発生する水蒸気白煙が抑制
されるので、景観を損なうことがなく、火災と誤認され
るおそれもない。また、電池冷却水系１３に使用される
補給水１４は水温が低いため、流量が少なくても水の凝
縮回収が可能となり、効率のよい凝縮が実現できる。さ
らに、リザーバタンク１５を利用することによって、補
給水１４を連続的に供給できるので、一律に安定した水
蒸気白煙抑制を図ることが可能となる。
【００２５】（２）第２の実施の形態 （構成）請求項３及び請求項４記載の発明に対応する実
施の形態を、図２に従って説明する。まず、本実施の形
態は、一般的なパッケージ型燃料電池発電装置と同様
に、パッケージ内の機器や計測器等を正常動作可能な温
度に保つため、モータ室換気系統と可燃性ガスを扱う燃
料室換気系統に代表される強制換気用の複数の換気ファ
ン１７が設けられている。
施の形態を、図２に従って説明する。まず、本実施の形
態は、一般的なパッケージ型燃料電池発電装置と同様
に、パッケージ内の機器や計測器等を正常動作可能な温
度に保つため、モータ室換気系統と可燃性ガスを扱う燃
料室換気系統に代表される強制換気用の複数の換気ファ
ン１７が設けられている。
【００２６】そして、第１の実施の形態と同様に、排ガ
ス凝縮器４と煙突６との間には凝縮装置５が設けられて
いる。この凝縮装置５は、冷媒が循環するヒートパイプ
１６によって構成され、ヒートパイプ１６は、換気ファ
ン１７に対応する位置にまで延長されている。さらに、
ヒートパイプ１６における換気ファン１７近傍には、換
気ファン１７の空気流によって冷却可能となるように、
放熱フィン１６ａが設けられている。
ス凝縮器４と煙突６との間には凝縮装置５が設けられて
いる。この凝縮装置５は、冷媒が循環するヒートパイプ
１６によって構成され、ヒートパイプ１６は、換気ファ
ン１７に対応する位置にまで延長されている。さらに、
ヒートパイプ１６における換気ファン１７近傍には、換
気ファン１７の空気流によって冷却可能となるように、
放熱フィン１６ａが設けられている。
【００２７】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態においては、改質器排ガス１０および電池の排空
気８は、排ガス凝縮器４において凝縮されて水回収が行
われる。排ガス凝縮器４からのプラント排ガス１１は、
凝縮装置５においてヒートパイプ１６を循環する冷媒に
よってさらに凝縮され、排ガス凝縮器４では未凝縮であ
った水が回収される。このため、煙突６から放出される
プラント排ガス１１における水蒸気は低減され、大気に
よって冷却されても水蒸気白煙の発生が抑制される。
の形態においては、改質器排ガス１０および電池の排空
気８は、排ガス凝縮器４において凝縮されて水回収が行
われる。排ガス凝縮器４からのプラント排ガス１１は、
凝縮装置５においてヒートパイプ１６を循環する冷媒に
よってさらに凝縮され、排ガス凝縮器４では未凝縮であ
った水が回収される。このため、煙突６から放出される
プラント排ガス１１における水蒸気は低減され、大気に
よって冷却されても水蒸気白煙の発生が抑制される。
【００２８】（効果）以上のような本実施の形態によれ
ば、プラント排ガス１１から発生する水蒸気白煙が抑制
されるので、第１の実施の形態と同様に、景観を損なう
ことがなく、火災と誤認されるおそれもない。また、冷
媒の放熱は、換気ファン１７による空気流の中の放熱フ
ィン１６によって行われるので、熱伝達効率がよく、放
熱効果を大幅に向上させることができる。さらに、この
換気ファン１７は、パッケージ内部の換気用のものを利
用するので、既存の装置を活用でき、製造コストの節約
が可能となる。
ば、プラント排ガス１１から発生する水蒸気白煙が抑制
されるので、第１の実施の形態と同様に、景観を損なう
ことがなく、火災と誤認されるおそれもない。また、冷
媒の放熱は、換気ファン１７による空気流の中の放熱フ
ィン１６によって行われるので、熱伝達効率がよく、放
熱効果を大幅に向上させることができる。さらに、この
換気ファン１７は、パッケージ内部の換気用のものを利
用するので、既存の装置を活用でき、製造コストの節約
が可能となる。
【００２９】（３）第３の実施の形態 （構成）請求項５記載の発明に対応する実施の形態を、
図３に従って説明する。すなわち、本実施の形態は、第
１の実施の形態のような凝縮装置５を排ガス凝縮器４と
煙突６との間に設けるのではなく、煙突６に接続された
排気ダクト１８の内面を、補給水１４が低温側流体とし
て循環する凝縮装置の伝熱面として構成することによっ
て、排気ダクト１８を通過するプラント排ガス１１が、
補給水１４によって凝縮できる構成としたものである。
なお、他の構成は、第１の実施の形態と同様とする。
図３に従って説明する。すなわち、本実施の形態は、第
１の実施の形態のような凝縮装置５を排ガス凝縮器４と
煙突６との間に設けるのではなく、煙突６に接続された
排気ダクト１８の内面を、補給水１４が低温側流体とし
て循環する凝縮装置の伝熱面として構成することによっ
て、排気ダクト１８を通過するプラント排ガス１１が、
補給水１４によって凝縮できる構成としたものである。
なお、他の構成は、第１の実施の形態と同様とする。
【００３０】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態においては、改質器排ガス１０および電池の排空
気８は、排ガス凝縮器４において凝縮されて水回収が行
われる。排ガス凝縮器４、煙突６からのプラント排ガス
１１は、排気ダクト１８を通過する過程で、補給水１４
によってさらに凝縮され、排ガス凝縮器４では未凝縮で
あった水が回収される。このため、排気ダクト１８から
放出されるプラント排ガス１１における水蒸気は低減さ
れ、大気によって冷却されても水蒸気白煙の発生が抑制
される。
の形態においては、改質器排ガス１０および電池の排空
気８は、排ガス凝縮器４において凝縮されて水回収が行
われる。排ガス凝縮器４、煙突６からのプラント排ガス
１１は、排気ダクト１８を通過する過程で、補給水１４
によってさらに凝縮され、排ガス凝縮器４では未凝縮で
あった水が回収される。このため、排気ダクト１８から
放出されるプラント排ガス１１における水蒸気は低減さ
れ、大気によって冷却されても水蒸気白煙の発生が抑制
される。
【００３１】（効果）以上のような本実施の形態によれ
ば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるととも
に、排気ダクト１８の内面を凝縮装置の伝熱面として構
成することによって、装置の簡略化を図ることができ
る。また、排ガス凝縮器４の煙突６に、上記の構成の排
気ダクト１８を接続することによって、既存の設備にも
容易に適用可能となる。
ば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるととも
に、排気ダクト１８の内面を凝縮装置の伝熱面として構
成することによって、装置の簡略化を図ることができ
る。また、排ガス凝縮器４の煙突６に、上記の構成の排
気ダクト１８を接続することによって、既存の設備にも
容易に適用可能となる。
【００３２】（４）第４の実施の形態 （構成）請求項６記載の発明に対応する実施の形態を、
図４に従って説明する。すなわち、本実施の形態におい
ては、排ガス凝縮器４と煙突６との間に加熱器１９が設
けられている。この加熱器１９には、排ガス凝縮器４の
低温側流体として用いられていた２次冷却水１２を、加
熱用流体として使用可能となるように、２次冷却水１２
の流通経路が接続されている。
図４に従って説明する。すなわち、本実施の形態におい
ては、排ガス凝縮器４と煙突６との間に加熱器１９が設
けられている。この加熱器１９には、排ガス凝縮器４の
低温側流体として用いられていた２次冷却水１２を、加
熱用流体として使用可能となるように、２次冷却水１２
の流通経路が接続されている。
【００３３】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態においては、改質器排ガス１０及び電池の排空気
８は、排ガス凝縮器４において凝縮されて水回収が行わ
れる。排ガス凝縮器４からのプラント排ガス１１は、加
熱器１９において２次冷却水１２が有している熱エネル
ギーによって再加熱され、水蒸気分圧が低下した後に煙
突６から放出される。このため、大気放出後に大気で冷
却されることに起因する水の飽和凝縮から水蒸気白煙発
生に至る推移が時間的に緩和され、プラント排ガス１１
が大気中に速やかに拡散するので、白煙の発生を抑制す
ることができる。
の形態においては、改質器排ガス１０及び電池の排空気
８は、排ガス凝縮器４において凝縮されて水回収が行わ
れる。排ガス凝縮器４からのプラント排ガス１１は、加
熱器１９において２次冷却水１２が有している熱エネル
ギーによって再加熱され、水蒸気分圧が低下した後に煙
突６から放出される。このため、大気放出後に大気で冷
却されることに起因する水の飽和凝縮から水蒸気白煙発
生に至る推移が時間的に緩和され、プラント排ガス１１
が大気中に速やかに拡散するので、白煙の発生を抑制す
ることができる。
【００３４】（効果）以上のような本実施の形態によれ
ば、プラント排ガス１１から発生する水蒸気白煙が抑制
されるので、景観を損なうことがなく、火災と誤認され
るおそれもない。また、プラント排ガス１１の加熱に、
排ガス凝縮器４において使用された２次冷却水１２を利
用するので、効率のよい熱利用が可能となる。
ば、プラント排ガス１１から発生する水蒸気白煙が抑制
されるので、景観を損なうことがなく、火災と誤認され
るおそれもない。また、プラント排ガス１１の加熱に、
排ガス凝縮器４において使用された２次冷却水１２を利
用するので、効率のよい熱利用が可能となる。
【００３５】（５）第５の実施の形態 （構成）請求項７記載の発明に対応する実施の形態を、
図５に従って以下に説明する。すなわち、本実施の形態
は、第４の実施の形態のような加熱器１９を排ガス凝縮
器４と煙突６との間に設けるのではなく、煙突６に接続
された排気ダクト１８の内面を、２次冷却水１２が加熱
用流体として循環する加熱器の伝熱面として構成するこ
とによって、排気ダクト１８を通過するプラント排ガス
１１が、２次冷却水１２によって加熱できる構成とした
ものである。
図５に従って以下に説明する。すなわち、本実施の形態
は、第４の実施の形態のような加熱器１９を排ガス凝縮
器４と煙突６との間に設けるのではなく、煙突６に接続
された排気ダクト１８の内面を、２次冷却水１２が加熱
用流体として循環する加熱器の伝熱面として構成するこ
とによって、排気ダクト１８を通過するプラント排ガス
１１が、２次冷却水１２によって加熱できる構成とした
ものである。
【００３６】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態においては、改質器排ガス１０および電池の排空
気８は、排ガス凝縮器４において凝縮されて水回収が行
われる。排ガス凝縮器４、煙突６からのプラント排ガス
１１は、排気ダクト１８を通過する過程で、２次冷却水
１２が有している熱エネルギーによって再加熱され、水
蒸気分圧が低下した後に放出されるので、上述の第４の
実施の形態と同様に水蒸気白煙を抑制することができ
る。
の形態においては、改質器排ガス１０および電池の排空
気８は、排ガス凝縮器４において凝縮されて水回収が行
われる。排ガス凝縮器４、煙突６からのプラント排ガス
１１は、排気ダクト１８を通過する過程で、２次冷却水
１２が有している熱エネルギーによって再加熱され、水
蒸気分圧が低下した後に放出されるので、上述の第４の
実施の形態と同様に水蒸気白煙を抑制することができ
る。
【００３７】（効果）以上のような本実施の形態によれ
ば、第４の実施の形態と同様の効果が得られるととも
に、排気ダクト１８の内面を加熱器の伝熱面として構成
することによって、装置の簡略化を図ることができる。
また、排ガス凝縮器４の煙突６に、上記の構成の排気ダ
クト１８を接続することによって、既存の設備にも容易
に適用可能となる。
ば、第４の実施の形態と同様の効果が得られるととも
に、排気ダクト１８の内面を加熱器の伝熱面として構成
することによって、装置の簡略化を図ることができる。
また、排ガス凝縮器４の煙突６に、上記の構成の排気ダ
クト１８を接続することによって、既存の設備にも容易
に適用可能となる。
【００３８】（６）他の実施の形態 本発明は、上述のような実施の形態に限定されるもので
はなく、例えば、第２の実施の形態において、ヒートパ
イプ１６の冷却のために、換気ファン１７による強制冷
却でなく、外気を低熱源とすることも可能である。ま
た、本発明は、パッケージ型の燃料電池発電装置に有効
であるが、必ずしもこれに限定するものではない。
はなく、例えば、第２の実施の形態において、ヒートパ
イプ１６の冷却のために、換気ファン１７による強制冷
却でなく、外気を低熱源とすることも可能である。ま
た、本発明は、パッケージ型の燃料電池発電装置に有効
であるが、必ずしもこれに限定するものではない。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プラント排ガスを大気に放出する際の水蒸気白煙の発生
を防止できる燃料電池発電装置を提供することができ
る。
プラント排ガスを大気に放出する際の水蒸気白煙の発生
を防止できる燃料電池発電装置を提供することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図５】本発明の第５の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図６】従来の燃料電池発電装置の排気システムを示す
構成図である。
構成図である。
１…改質器 ２…燃料電池 ２ａ…アノード極 ２ｂ…カソード極 ３…排熱回収装置 ４…排ガス凝縮器 ５…凝縮装置 ６…煙突 ７…アノード排気 ８…電池の排空気 ９…空気 １０…改質器排ガス １１…プラント排ガス １２…２次冷却水 １３…電池冷却水系 １４…補給水 １５…リザーバタンク １６…ヒートパイプ １６ａ…放熱フィン １７…換気ファン １８…排気ダクト １９…加熱器
Claims (7)
- 【請求項１】 原燃料を改質して水素を得る改質器と、
前記改質器からの水素と空気中の酸素とを反応させて電
気エネルギーを得る燃料電池と、反応ガス経路及び冷却
水経路とを有する燃料電池発電装置において、 前記改質器の排ガス及び前記燃料電池の排空気から水を
凝縮回収し、プラント排ガスとして排出する第１の凝縮
手段と、 前記第１の凝縮手段から排出されたプラント排ガスか
ら、さらに水を凝縮回収する第２の凝縮手段とを有する
ことを特徴とする燃料電池発電装置。 - 【請求項２】 前記第２の凝縮手段の低温側流体が、前
記燃料電池の冷却水経路への補給水であることを特徴と
する請求項１記載の燃料電池発電装置。 - 【請求項３】 前記第２の凝縮手段が、ヒートパイプに
よって構成されていることを特徴とする請求項１記載の
燃料電池発電装置。 - 【請求項４】 前記改質器、前記燃料電池、前記反応ガ
ス経路、前記冷却水経路、前記第１の凝縮手段及び前記
第２の凝縮手段が、パッケージ内に収容され、 前記パッケージには換気ファンが設けられ、 前記ヒートパイプは前記換気ファンの近傍に延長され、 前記ヒートパイプにおける前記換気ファンの空気流に対
応する位置に、放熱フィンが設けられていることを特徴
とする請求項３記載の燃料電池発電装置。 - 【請求項５】 前記第１の凝縮手段に排気ダクトが設け
られ、 前記排気ダクトの内面が前記第２の凝縮手段の伝熱面で
あることを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電装
置。 - 【請求項６】 原燃料を改質して水素を得る改質器と、
前記改質器からの水素と空気中の酸素とを反応させて電
気エネルギーを得る燃料電池と、前記燃料電池の反応ガ
ス経路及び冷却水経路とを有する燃料電池発電装置にお
いて、 前記改質器の排ガス及び前記燃料電池の排空気から水を
凝縮回収し、プラント排ガスとして排出する凝縮手段
と、 前記凝縮手段から排出されたプラント排ガスを加熱する
加熱手段とを有することを特徴とする燃料電池発電装
置。 - 【請求項７】 前記凝縮手段に排気ダクトが設けられ、 前記排気ダクトの内面が前記加熱手段の伝熱面であるこ
とを特徴とする請求項６記載の燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9260698A JPH11102720A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9260698A JPH11102720A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11102720A true JPH11102720A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17351540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9260698A Pending JPH11102720A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11102720A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001185187A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体高分子型燃料電池発電システム |
| JP2002313383A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-25 | Denso Corp | 燃料電池システム |
| JP2005222897A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| JP2007095542A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Kyocera Corp | 燃料電池の排気システム |
| JP2008047328A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2008047327A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2008084828A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Kyocera Corp | 燃料電池装置 |
| JP2009224064A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 燃料電池発電装置の水回収方法及び燃料電池発電装置 |
| JP2010530600A (ja) * | 2007-06-20 | 2010-09-09 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 燃料電池システムのガス供給手段に組込む密閉セパレータユニット |
| JPWO2013065187A1 (ja) * | 2011-11-04 | 2015-04-02 | トヨタ自動車株式会社 | 密閉型リチウム二次電池とその製造方法 |
| WO2024170068A1 (en) * | 2023-02-14 | 2024-08-22 | Volvo Truck Corporation | Handling an exhaust flow of a fuel cell system of a vehicle |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP9260698A patent/JPH11102720A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8835062B2 (en) | 2007-06-20 | 2014-09-16 | Daimler Ag | Enclosed separator unit for a gas supply of a fuel cell system |
| JP2009224064A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 燃料電池発電装置の水回収方法及び燃料電池発電装置 |
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| WO2024170068A1 (en) * | 2023-02-14 | 2024-08-22 | Volvo Truck Corporation | Handling an exhaust flow of a fuel cell system of a vehicle |
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