JP2017181023A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】循環路2は、温水取出部10を有し、循環ポンプ11により温水を循環させる。第一貯湯タンク4は、給水源からの第一給水路23と循環路2への第一温水路24とに接続され、燃料電池3の廃熱を用いて貯留水が加温される。第二貯湯タンク6は、給水源からの第二給水路25と循環路2への第二温水路26とに接続され、たとえばヒートポンプ5を用いて貯留水が加温される。第一圧力調節手段8は、二次側圧力を第一設定圧力に維持するように循環路2へ向けて給水する。第二圧力調節手段9は、二次側圧力を第二設定圧力に維持するように循環路2へ向けて給水する。第一設定圧力を第二設定圧力よりも高くしておくことで、第一貯湯タンク4からの循環路2への給水が、第二貯湯タンク6よりも優先される。
【選択図】図1
Description
請求項2に記載の発明は、前記第一圧力調節手段および前記第二圧力調節手段は、それぞれ減圧弁であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システムである。
請求項3に記載の発明は、前記燃料電池は、水自立型の燃料電池であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システムである。
請求項4に記載の発明は、前記燃料電池は、固体酸化物形の燃料電池であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システムである。
請求項5に記載の発明は、前記燃料電池は、改質器、セルスタックおよびオフガス熱交換器を有し、前記オフガス熱交換器において、オフガスと冷却液との熱交換によりオフガスを露点温度以下に冷却して、オフガス中の水分を凝縮させ、その凝縮水を前記改質器に再供給し、前記改質器において、原燃料と前記凝縮水を水蒸気改質反応させることにより水素を生成し、前記セルスタックにおいて、前記水素と空気中の酸素を化学反応させて発電することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の燃料電池システムである。
請求項6に記載の発明は、前記第一貯湯タンク内の前記貯留水を加温する貯留水加温熱交換器と、前記オフガス熱交換器と前記貯留水加温熱交換器との間で、前記冷却液を循環させる循環液回路と、を備えることを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システムである。
図1は、本発明の一実施例の燃料電池システム1を示す概略図である。
本実施例では、前述したとおり、各貯湯タンク4,6は密閉型タンクである。従って、給水ポンプ28を作動させると、各貯湯タンク4,6の他、各給水路23,25、各温水路24,26、および循環路2は、水で満たされる。
2 循環路
3 燃料電池
4 第一貯湯タンク
5 ヒートポンプ(5a:凝縮器)
6 第二貯湯タンク
7 給水タンク
8 第一圧力調節手段
9 第二圧力調節手段
10 温水取出部
11 循環ポンプ
12 加温装置
13 ガス管
14 オフガス熱交換器
15 貯留水加温熱交換器
16 循環液回路(16a:送り路、16b:戻し路)
17 循環液ポンプ
18 ラジエータ
19 冷却ファン
20 第一温度センサ
21 流量調整弁
22 第二温度センサ
23 第一給水路
24 第一温水路
25 第二給水路
26 第二温水路
27 共通管路
28 給水ポンプ
29 第一減圧弁
30 第二減圧弁
31 第一流量調節手段
32 第一電動弁
33 第一水温センサ
Claims (12)
- ユースポイントに向けて温水を取り出し可能な温水取出部を有し、循環ポンプにより温水を循環させる循環路と、
給水源からの第一給水路と前記循環路への第一温水路とに接続され、燃料電池の廃熱を用いて貯留水が加温される第一貯湯タンクと、
前記給水源からの第二給水路と前記循環路への第二温水路とに接続され、燃料電池の廃熱以外を熱源として貯留水が加温される第二貯湯タンクと、
前記第一給水路または前記第一温水路に設けられた第一圧力調節手段であって、前記温水取出部を介してユースポイントで出湯されると、前記第一圧力調節手段の二次側圧力に基づき、この二次側圧力を第一設定圧力に維持するように前記循環路への給水を制御する第一圧力調節手段と、
前記第二給水路または前記第二温水路に設けられた第二圧力調節手段であって、前記温水取出部を介してユースポイントで出湯されると、前記第二圧力調節手段の二次側圧力に基づき、この二次側圧力を第二設定圧力に維持するように前記循環路への給水を制御する第二圧力調節手段とを備え、
前記第一圧力調節手段の第一設定圧力は、前記第二圧力調節手段の第二設定圧力よりも高く、
前記第一圧力調節手段が前記第一温水路に設けられる場合には、前記第二圧力調節手段が前記第二温水路に設けられることはない
ことを特徴とする燃料電池システム。 - 前記第一圧力調節手段および前記第二圧力調節手段は、それぞれ減圧弁である
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池は、水自立型の燃料電池である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池は、固体酸化物形の燃料電池である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池は、改質器、セルスタックおよびオフガス熱交換器を有し、
前記オフガス熱交換器において、オフガスと冷却液との熱交換によりオフガスを露点温度以下に冷却して、オフガス中の水分を凝縮させ、その凝縮水を前記改質器に再供給し、
前記改質器において、原燃料と前記凝縮水を水蒸気改質反応させることにより水素を生成し、
前記セルスタックにおいて、前記水素と空気中の酸素を化学反応させて発電する
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の燃料電池システム。 - 前記第一貯湯タンク内の前記貯留水を加温する貯留水加温熱交換器と、
前記オフガス熱交換器と前記貯留水加温熱交換器との間で、前記冷却液を循環させる循環液回路と、を備える
ことを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システム。 - 前記第一給水路または前記第一温水路に、第一流量調節手段が設けられており、
前記第一貯湯タンクから前記循環路への温水が設定温度を下回ると、前記第一流量調節手段の設定流量を減少させるか、ゼロにする
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記循環路には、前記第二給水路、前記第二貯湯タンクおよび前記第二温水路からなる温水供給系列が並列に複数接続されており、
前記各温水供給系列においては、前記第二給水路または前記第二温水路に第二流量調節手段が設けられており、
前記第二貯湯タンクから前記循環路への温水が設定温度を下回ると、前記第二流量調節手段の設定流量を減少させるか、ゼロにする
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記循環ポンプは、前記燃料電池により発電された電力を使って駆動される
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記第二貯湯タンクは、ヒートポンプにより前記貯留水が加温され、
前記ヒートポンプは、少なくとも冷媒圧縮機が前記燃料電池により発電された電力を使って駆動される
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記循環路には、循環温水を加温する加温装置と、循環温水の体積変化を吸収する膨張タンクとが設けられている
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記第一給水路と前記第二給水路とは、上流側において共通管路とされ、その共通管路に、前記各貯湯タンクへの給水ポンプが設けられている
ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
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