JPH01166467A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPH01166467A JPH01166467A JP62326007A JP32600787A JPH01166467A JP H01166467 A JPH01166467 A JP H01166467A JP 62326007 A JP62326007 A JP 62326007A JP 32600787 A JP32600787 A JP 32600787A JP H01166467 A JPH01166467 A JP H01166467A
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- Japan
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- exhaust gas
- heat exchanger
- fuel cell
- exhaust
- heat
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
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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
- 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
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は燃料電池発電システムの、排ガス中から熱を
回収する排熱回収方式に関するものであるＯ 第２図は例えは、日本産業機械工業会発行昭和５９年５
月「オンサイト型燃料電池の技術調査報告書」第１ｌ−
１３ａページに示され声従来の燃料電池発電システムを
示す図である。図において、（１）は燃料極（ｌａ）、
空気極（１ｂ）から成る燃料電池１（２）は燃料供給装
置（３）よ）供給される炭化水素系燃料を改質して上記
燃料電池（１）の燃料極（１＆）に水素を多く含む改質
ガスを供給する改質装置で、この改質装置は改質反応部
（ハ）とバーナ部（２ｂ）よシ構成される。
回収する排熱回収方式に関するものであるＯ 第２図は例えは、日本産業機械工業会発行昭和５９年５
月「オンサイト型燃料電池の技術調査報告書」第１ｌ−
１３ａページに示され声従来の燃料電池発電システムを
示す図である。図において、（１）は燃料極（ｌａ）、
空気極（１ｂ）から成る燃料電池１（２）は燃料供給装
置（３）よ）供給される炭化水素系燃料を改質して上記
燃料電池（１）の燃料極（１＆）に水素を多く含む改質
ガスを供給する改質装置で、この改質装置は改質反応部
（ハ）とバーナ部（２ｂ）よシ構成される。
（４）は燃料電池（１）の空気極（１ｂ）及び改質装置
（２）のバーナ部（２’ｂ）に空気を供給する空気供給
装置、（５）は燃料電池（１）の空気極（ｌｂ）を出た
排空気、及び改質装置（２）のバーナ部（Ｔｂ）を＃Ｉ
！ＩｆＣ燃焼排ガスを合流させて大気へ放出させる排ガ
ス回路、（６）は発電システムの排熱を利用する目的で
排ガス回路（５）上に設置される排熱回収用熱交換器、
（７）は排熱を外部に取シ出すための冷却水回路で、排
熱回収用熱交換器（６）の冷却水管につながれている。
（２）のバーナ部（２’ｂ）に空気を供給する空気供給
装置、（５）は燃料電池（１）の空気極（ｌｂ）を出た
排空気、及び改質装置（２）のバーナ部（Ｔｂ）を＃Ｉ
！ＩｆＣ燃焼排ガスを合流させて大気へ放出させる排ガ
ス回路、（６）は発電システムの排熱を利用する目的で
排ガス回路（５）上に設置される排熱回収用熱交換器、
（７）は排熱を外部に取シ出すための冷却水回路で、排
熱回収用熱交換器（６）の冷却水管につながれている。
（８）は排熱回収用熱交換器（６）で凝縮した排ガス中
のドレンを導くドレンタンクである＠ 次に動作について説明する。燃料供給袋＠ （３）よ〕
供給された炭化水素系燃料は、改質装置（２）の改質反
応部（２ａ）にお−てバーナ部（２ｂ）よ〕熱を与えら
れて水素を多く含むガスに改質されたあと、燃料電池（
１）の燃料極（ｌ＆）に供給される。一方、空気供給装
置（４）よシ供給された空気の大部分は燃料電池（１）
の空気極（ｌｂ）へ送られ、燃料極（１＆）の水素と反
応して直流電力を発生させる。燃料極（ｌ＆）を出た余
剰燃料は、改質装置（２）のバーナ部（ａｂ）Ｋ送られ
、ここで空気供給装置（４）から供給された空気によシ
燃焼され改質反応に必要な熱が与えられる。
のドレンを導くドレンタンクである＠ 次に動作について説明する。燃料供給袋＠ （３）よ〕
供給された炭化水素系燃料は、改質装置（２）の改質反
応部（２ａ）にお−てバーナ部（２ｂ）よ〕熱を与えら
れて水素を多く含むガスに改質されたあと、燃料電池（
１）の燃料極（ｌ＆）に供給される。一方、空気供給装
置（４）よシ供給された空気の大部分は燃料電池（１）
の空気極（ｌｂ）へ送られ、燃料極（１＆）の水素と反
応して直流電力を発生させる。燃料極（ｌ＆）を出た余
剰燃料は、改質装置（２）のバーナ部（ａｂ）Ｋ送られ
、ここで空気供給装置（４）から供給された空気によシ
燃焼され改質反応に必要な熱が与えられる。
改質装置（２）のバーナ部（ｇｂ）を出た燃焼排ガス及
び燃料電池（１）の空気極（ｌｂ）を出た排空気は合流
して排ガス回路（５）に導かれたあと、大気に放出され
るが、この排ガス回路（５）中の排ガスは例えば１４０
〜１５０℃の高温ガスであシ、そのまま系外に排出した
のでは熱エネルギーを無駄に外部に捨てることになる０
このため、この様な燃料電池発電システムにお−ては、
排ガス回路（５）に排熱回収用熱交換器（６）を設置し
、排ガス中の熱エネルギーを回収してシステムの熱効率
を高めることが一般に行われている。ここで、排熱回収
用熱交換器（６）での排熱回収量は排熱回収用熱交換器
（６）の出口排ガス温度に関連し、この温度を下げるほ
ど、排熱回収量が増えるので、通常この温度は１５０〜
６０℃まで下げられ、その後排ガスはシステム排ガスと
して、県外に放出される。また排熱回収用熱交換器（６
）によシ、併せて排ガス中よシ凝縮水を系内に回収する
ことができるが排熱口°収用熱交換器（６）の出口排ガ
ス温度を！５０〜６０℃Ｋｔで下げることがこの目的に
も適合する。この様にして排ガス回路（５）上に排熱回
収用熱交換器（６）が配置されここで冷却水回路（ｎか
ら導かれた冷却水との熱交換によ）、排ガス温度が５０
〜６０℃程度に下げられ、これに伴い排ガス中の水分の
一部が凝縮して凝縮水がドレンタンク（８）に導かれる
とともに排ガスはそのまま系外に放出される＠排熱回収
用熱交換器（６）で熱を与えられた冷却水は系外へ導か
れ排熱利用に供される◎〔発明が解決しようとする問題
点〕 従来の燃料電池発電システムは以上のように構成されて
−るので、５０〜６０℃の低い温度の排ガスをその１１
；ｔ％外へ排出しなければならず、排ガス中の相対湿度
が高いため系外への排出口付近で白煙が発生しやすいと
−う問題点があった。また排出ガスの温度が低いと排ガ
スが拡散しにくくな）、地上におけるＭｏｘ濃度も高く
なるなどの問題点もあった。
び燃料電池（１）の空気極（ｌｂ）を出た排空気は合流
して排ガス回路（５）に導かれたあと、大気に放出され
るが、この排ガス回路（５）中の排ガスは例えば１４０
〜１５０℃の高温ガスであシ、そのまま系外に排出した
のでは熱エネルギーを無駄に外部に捨てることになる０
このため、この様な燃料電池発電システムにお−ては、
排ガス回路（５）に排熱回収用熱交換器（６）を設置し
、排ガス中の熱エネルギーを回収してシステムの熱効率
を高めることが一般に行われている。ここで、排熱回収
用熱交換器（６）での排熱回収量は排熱回収用熱交換器
（６）の出口排ガス温度に関連し、この温度を下げるほ
ど、排熱回収量が増えるので、通常この温度は１５０〜
６０℃まで下げられ、その後排ガスはシステム排ガスと
して、県外に放出される。また排熱回収用熱交換器（６
）によシ、併せて排ガス中よシ凝縮水を系内に回収する
ことができるが排熱口°収用熱交換器（６）の出口排ガ
ス温度を！５０〜６０℃Ｋｔで下げることがこの目的に
も適合する。この様にして排ガス回路（５）上に排熱回
収用熱交換器（６）が配置されここで冷却水回路（ｎか
ら導かれた冷却水との熱交換によ）、排ガス温度が５０
〜６０℃程度に下げられ、これに伴い排ガス中の水分の
一部が凝縮して凝縮水がドレンタンク（８）に導かれる
とともに排ガスはそのまま系外に放出される＠排熱回収
用熱交換器（６）で熱を与えられた冷却水は系外へ導か
れ排熱利用に供される◎〔発明が解決しようとする問題
点〕 従来の燃料電池発電システムは以上のように構成されて
−るので、５０〜６０℃の低い温度の排ガスをその１１
；ｔ％外へ排出しなければならず、排ガス中の相対湿度
が高いため系外への排出口付近で白煙が発生しやすいと
−う問題点があった。また排出ガスの温度が低いと排ガ
スが拡散しにくくな）、地上におけるＭｏｘ濃度も高く
なるなどの問題点もあった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので排ガスの相対湿度を下げることによル、白煙を
防止しできる燃料電池発電システムを得ることを目的と
する０ 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る燃料電池発電システムは排ガス回路上に
お−て排熱回収用熱交換器の上流側と下流側で互≠に熱
交換を行わせる再生熱交換器を設置したものである０ 〔作用〕 この発明における燃料電池発電システムでは排ガス回路
上に再生熱交換器を設置し、排熱回収用熱交換器の上流
側と下流側で互−に熱交換を行わせることにより従来方
式に比べ温度が高く、相対湿度の低い排ガスを排出させ
ることができ、これに＃い、白煙が防止される。
たもので排ガスの相対湿度を下げることによル、白煙を
防止しできる燃料電池発電システムを得ることを目的と
する０ 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る燃料電池発電システムは排ガス回路上に
お−て排熱回収用熱交換器の上流側と下流側で互≠に熱
交換を行わせる再生熱交換器を設置したものである０ 〔作用〕 この発明における燃料電池発電システムでは排ガス回路
上に再生熱交換器を設置し、排熱回収用熱交換器の上流
側と下流側で互−に熱交換を行わせることにより従来方
式に比べ温度が高く、相対湿度の低い排ガスを排出させ
ることができ、これに＃い、白煙が防止される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図にお−て、（ａ ｓ （ｌａ） ｅ （１ｂＭ’）
ｅ （ｚａ）ｔ（ｇｂ） 、 （ａ）〜（８）は＠ｇ図
に示した従来の構成と同じものである＠（９）は排ガス
回路（５）上に設置し、排熱回収用熱交換器（６）の上
流側と下流側で互いに熱交換を行わせる再生熱交換器で
ある０ 次に動作について説明する口燃料供給装置（３）よシ供
給された炭化水素系燃料は改質装置（２）の改質反応部
（ハ）にお−てバーナ部（２１＋）よシ熱を与えられて
水素を多く含むガスに改質されたあと、燃料電池（１）
の燃料極（ｌ＆）に供給される。一方、空気供給装置（
４）よシ供給された空気の大部分は燃料電池（１）の空
気極（１ｂ）へ送られ、燃料極（１りの水素と反応して
、直流電力を発生させる。燃料極（１，）を出た余剰燃
料は改質装置（２）のバーナ部（２ｂ）に送られ、ここ
で空気供給装置（４）から供給された空気によシ燃焼さ
れ改質反応に必要な熱が与えられる◎改質装置（２）の
バーナ部（２１１）を出た燃焼排ガス及び燃料電池（１
）の空気極（１１）をｔＢた排空気は合流して排ガス回
路（５） Ｋ導かれたあと大気に放出されるが、この合
流直後の排ガス回路（５）中の排ガスは例えは１４０〜
１５０℃の高温ガスである。この排ガスは、再生熱交換
器（９）で例えは１２０℃程度の温度に下げられた後、
排熱回収用熱交換器（６）で冷却水回路（７）から導か
れた冷却水との熱交換によル、温度を５０〜６０℃Ｋま
て下げられる・熱交換後の冷却水は系外に導かれ排熱利
用される＠ここで、排ガス中の水分の一部は凝縮し、凝
縮水がドシンタンク（８）に導かれるとともに排ガスは
再び再生熱交換器（９）Ｋ送られる。ここでこの排ガス
は上流の合流直後の高温の排ガスとの熱交換によ〕温度
が高められ湿度を下げたあとシステム排ガスとして大気
に放出される。
図にお−て、（ａ ｓ （ｌａ） ｅ （１ｂＭ’）
ｅ （ｚａ）ｔ（ｇｂ） 、 （ａ）〜（８）は＠ｇ図
に示した従来の構成と同じものである＠（９）は排ガス
回路（５）上に設置し、排熱回収用熱交換器（６）の上
流側と下流側で互いに熱交換を行わせる再生熱交換器で
ある０ 次に動作について説明する口燃料供給装置（３）よシ供
給された炭化水素系燃料は改質装置（２）の改質反応部
（ハ）にお−てバーナ部（２１＋）よシ熱を与えられて
水素を多く含むガスに改質されたあと、燃料電池（１）
の燃料極（ｌ＆）に供給される。一方、空気供給装置（
４）よシ供給された空気の大部分は燃料電池（１）の空
気極（１ｂ）へ送られ、燃料極（１りの水素と反応して
、直流電力を発生させる。燃料極（１，）を出た余剰燃
料は改質装置（２）のバーナ部（２ｂ）に送られ、ここ
で空気供給装置（４）から供給された空気によシ燃焼さ
れ改質反応に必要な熱が与えられる◎改質装置（２）の
バーナ部（２１１）を出た燃焼排ガス及び燃料電池（１
）の空気極（１１）をｔＢた排空気は合流して排ガス回
路（５） Ｋ導かれたあと大気に放出されるが、この合
流直後の排ガス回路（５）中の排ガスは例えは１４０〜
１５０℃の高温ガスである。この排ガスは、再生熱交換
器（９）で例えは１２０℃程度の温度に下げられた後、
排熱回収用熱交換器（６）で冷却水回路（７）から導か
れた冷却水との熱交換によル、温度を５０〜６０℃Ｋま
て下げられる・熱交換後の冷却水は系外に導かれ排熱利
用される＠ここで、排ガス中の水分の一部は凝縮し、凝
縮水がドシンタンク（８）に導かれるとともに排ガスは
再び再生熱交換器（９）Ｋ送られる。ここでこの排ガス
は上流の合流直後の高温の排ガスとの熱交換によ〕温度
が高められ湿度を下げたあとシステム排ガスとして大気
に放出される。
例えば合流直後で１６０℃の排ガスをまず再生熱交換器
（９）で１２！０℃にして排熱回収用熱交換器（６）で
５０℃に下げた場合、大気に放出されるシステム排ガス
温度は約９０℃、相対湿度は１７．６ ％程度となる０
この温度、ｉ度の排ガスであれは、そのまま大気に排出
しても白煙、地上ＮＯｘ濃度の点で何ら問題を生じない
。
（９）で１２！０℃にして排熱回収用熱交換器（６）で
５０℃に下げた場合、大気に放出されるシステム排ガス
温度は約９０℃、相対湿度は１７．６ ％程度となる０
この温度、ｉ度の排ガスであれは、そのまま大気に排出
しても白煙、地上ＮＯｘ濃度の点で何ら問題を生じない
。
以上のようにこの発明によれば、排ガス回路上において
再生熱交換器を、排熱回収用熱交換器の □上流側と下
流側で互いに熱交換するように設置したので、温度が高
く、相対湿度の低い排ガスを排出させることができ、排
出口付近での白煙を防止できる。またそれに伴い排ガス
の拡散が促進され地上におけるＮｏｘ濃度を低くできる
という効果がある。
再生熱交換器を、排熱回収用熱交換器の □上流側と下
流側で互いに熱交換するように設置したので、温度が高
く、相対湿度の低い排ガスを排出させることができ、排
出口付近での白煙を防止できる。またそれに伴い排ガス
の拡散が促進され地上におけるＮｏｘ濃度を低くできる
という効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システ
ムを示す系統図、第２図は従来の燃料電池発電システム
を示す系統図である。 図において、（１）は燃料電池、（１ｍ）は燃料極５（
ｌｂ）は空気極、（２）は改質装置、（４）は空気供給
装置、（６）は排ガス回路、（６）は排熱回収用熱交換
器−（９）は再生熱交換器である◎ なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示すＯ
ムを示す系統図、第２図は従来の燃料電池発電システム
を示す系統図である。 図において、（１）は燃料電池、（１ｍ）は燃料極５（
ｌｂ）は空気極、（２）は改質装置、（４）は空気供給
装置、（６）は排ガス回路、（６）は排熱回収用熱交換
器−（９）は再生熱交換器である◎ なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示すＯ
Claims (1)
- 燃料電池と、炭化水素系燃料を改質して前記燃料電池に
水素を多く含むガスを供給する改質装置と、前記燃料電
池に空気を供給する空気供給装置とを備え、前記改質装
置からの燃焼排ガスと前記燃料電池の空気極からの排空
気の混合ガスを系外に排出する排ガス回路上に排熱回収
用熱交換器を備えた燃料電池発電システムにおいて、前
記排熱回収用熱交換器の上流側と下流側で互いに熱交換
を行わせる再生熱交換器を設置したことを特徴とする燃
料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62326007A JPH0628166B2 (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62326007A JPH0628166B2 (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166467A true JPH01166467A (ja) | 1989-06-30 |
| JPH0628166B2 JPH0628166B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=18183052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62326007A Expired - Lifetime JPH0628166B2 (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628166B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04108A (ja) * | 1990-03-14 | 1992-01-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼装置 |
| WO2024170068A1 (en) * | 2023-02-14 | 2024-08-22 | Volvo Truck Corporation | Handling an exhaust flow of a fuel cell system of a vehicle |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4651245A1 (en) * | 2024-05-16 | 2025-11-19 | Volvo Truck Corporation | Fuel cell exhaust management |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP62326007A patent/JPH0628166B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04108A (ja) * | 1990-03-14 | 1992-01-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼装置 |
| WO2024170068A1 (en) * | 2023-02-14 | 2024-08-22 | Volvo Truck Corporation | Handling an exhaust flow of a fuel cell system of a vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0628166B2 (ja) | 1994-04-13 |
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