JPH11102720A - Fuel cell power generating device - Google Patents
Fuel cell power generating deviceInfo
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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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Abstract
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power generator provided with equipment necessary for power generation of a fuel cell, and more particularly to a fuel cell power generator having an improved exhaust gas exhaust system for a plant.
【0002】[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。2. Description of the Related Art A fuel cell is a power generation device that directly converts chemical energy of fuel into electric energy by reacting hydrogen generated from a raw fuel such as natural gas and methanol with oxygen in the air. Because it does not undergo heat energy or kinetic energy processes, it has low pollution and high power generation efficiency can be expected even on a small scale.
【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。A general fuel cell is a reformer for producing hydrogen by a reforming reaction by adding steam to a hydrocarbon-based fuel, and an apparatus for supplying and recovering steam required in the reforming process. In order to maintain the reaction conditions and increase the plant efficiency, a fuel cell power generator is configured together with a plurality of heat exchangers and the like provided in a gas or cooling water flow path.
【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。[0004] By the way, a relatively small-capacity fuel cell power generation facility installed in a place where there is a demand for electricity or heat is called an on-site fuel cell, but a normal on-site fuel cell seems to be convenient for installation. The fuel cell power generator is configured as a package-type fuel cell power generator in which a fuel cell body, other devices, piping, and the like are housed in a package.
【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。An example of an exhaust system conventionally used in such a package type fuel cell power generator will be described with reference to FIG. That is, this exhaust system is configured by connecting the fuel cell 2, the reformer 1, the exhaust heat recovery device 3, and the exhaust gas condenser 4 through a gas flow path. The illustration of the reaction gas supply path to the fuel cell 2, the cell cooling water path, and the heat exchangers and the like appropriately arranged in various places is omitted.
【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。[0006] Both electrodes of the fuel cell 2 are an anode 2a and a cathode 2b, respectively. Reformer 1
Has a burner 1b to which the anode exhaust gas 7 from the anode electrode 2a and the air 9 are supplied, and a reforming tube 1c heated by the burner 1b. The exhaust gas condenser 4 is connected to a chimney 6 for discharging the plant exhaust gas 11 using the secondary cooling water 12 as a low-temperature fluid.
【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。In one example of the exhaust system described above, when the fuel cell 2 generates electric energy by the reaction between hydrogen generated by the reformer 1 and oxygen in the air, water is generated as a by-product. The generated water is mixed into the anode exhaust gas 7 containing unreacted hydrogen from the anode electrode 2a and mixed into the exhaust air 8 from the cathode electrode 2b and discharged.
【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。Then, the anode exhaust gas 7 is sent to the reformer 1, and is supplied as fuel to a burner 1b for generating a high-temperature gas in order to promote a reforming reaction which is an endothermic reaction. Air 9 for combustion is also added to the burner 1b. The combustion gas generated in the burner 1b contains a large amount of water vapor for hydrogen combustion. After transferring heat for the reforming reaction to the reforming pipe 1c, the exhaust heat recovery device 3 is used as the reformer exhaust gas 10. Since it passes, the wetness is high.
【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。Furthermore, the reformer exhaust gas 1 having a high wetness
0 and the exhaust air 8 containing water vapor from the cathode 2 b are sent to the exhaust gas condenser 4 and condensed using the secondary cooling water 12 to collect condensed water. The gas after water recovery is
As the plant exhaust gas 11, it is continuously released into the atmosphere via the chimney 6.
【0010】[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。However, unrecovered water exists in the above-mentioned plant exhaust gas 11 in a saturated state. For this reason, when the plant exhaust gas 11 discharged from the chimney 6 is cooled by the atmosphere and a condensation phenomenon occurs,
From the outside, it will be observed as steam white smoke.
This phenomenon tends to be remarkable in winter when the atmospheric temperature is low.However, such noticeable steam white smoke is not preferable from the viewpoint of landscape, especially when installed in urban areas, and is mistaken as a fire Could be done.
【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。The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a fuel cell capable of preventing generation of steam white smoke when discharging plant exhaust gas to the atmosphere. An object of the present invention is to provide a power generator.
【0012】[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。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a reformer for reforming raw fuel to obtain hydrogen, and a method for producing hydrogen from the reformer and oxygen in air. A fuel cell having a fuel cell that obtains electric energy by reacting with a fuel cell and a reaction gas path and a cooling water path have the following technical features.
【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。That is, the first aspect of the present invention is a first condensing means for condensing and recovering water from the exhaust gas of the reformer and the exhaust air of the fuel cell, and discharging the water as plant exhaust gas. Second condensing means for further condensing and recovering water from the plant exhaust gas discharged from the means. According to the first aspect of the present invention, since water is condensed and recovered by the second condensing means with respect to the plant exhaust gas whose water is condensed and recovered by the first condensing means, water vapor in the plant exhaust gas is reduced. Also, even when cooled by the atmosphere, the generation of white steam is prevented.
【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。According to a second aspect of the present invention, in the fuel cell power generator according to the first aspect, the low-temperature side fluid of the second condensing means is makeup water to a cooling water path of the fuel cell. And According to the second aspect of the present invention, since the make-up water used as the low-temperature side fluid of the second condensing means has a low water temperature, it is possible to efficiently condense and recover water even with a small flow rate.
【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。According to a third aspect of the present invention, in the fuel cell power generator according to the first aspect, the second condensing means is constituted by a heat pipe. According to the third aspect of the present invention, water is condensed and recovered by the heat pipe with respect to the plant exhaust gas in which water is condensed and recovered by the first condensing means. Even when cooled, generation of steam white smoke is prevented.
【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。According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell power generator according to the third aspect, the reformer, the fuel cell,
The reaction gas path, the cooling water path, the first condensing unit and the second condensing unit are housed in a package, and the package is provided with a ventilation fan, and the heat pipe is located near the ventilation fan. And a radiation fin is provided at a position corresponding to the airflow of the ventilation fan in the heat pipe. According to the fourth aspect of the present invention, since the heat transfer efficiency is improved by disposing the heat radiation fins in the airflow of the ventilation fan, the heat radiation effect can be significantly improved.
【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。According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel cell power generator according to the first aspect, an exhaust duct is provided in the first condensing means, and an inner surface of the exhaust duct has a heat transfer function of the second condensing means. Surface. According to the fifth aspect of the present invention, the device can be simplified by configuring the inner surface of the exhaust duct as a heat transfer surface for condensation.
【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。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a condensing means for condensing and recovering water from the exhaust gas from the reformer and the exhaust air from the fuel cell, and discharging the condensed water as plant exhaust gas. And heating means for heating. In the sixth aspect of the present invention, the exhaust gas from which water has been condensed and recovered by the condensing means is released to the atmosphere after being reheated by the heating means to reduce the partial pressure of water vapor. Then, the transition from saturated condensation of water due to cooling in the atmosphere to the generation of steam white smoke is temporally alleviated, and the plant exhaust gas is rapidly diffused into the atmosphere. Can be.
【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。According to a seventh aspect of the present invention, in the fuel cell power generator according to the sixth aspect, an exhaust duct is provided in the condensing means, and an inner surface of the exhaust duct is a heat transfer surface of the heating means. And According to the seventh aspect of the present invention, the apparatus can be simplified by configuring the inner surface of the exhaust duct as a heat transfer surface for heating.
【0020】[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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same members as those in the related art shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【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。(1) First Embodiment (Configuration) An embodiment corresponding to the first and second aspects of the present invention will be described with reference to FIG. That is, in the present embodiment, the condenser 5 is provided between the exhaust gas condenser 4 and the chimney 6. The condenser 5 is connected to a supply path of the makeup water 14 so that the makeup water 14 injected into the battery cooling water system 13 can be used as a low-temperature fluid for condensation. A reservoir tank 15 as a water storage tank is provided in a supply path of the makeup water 14 between the condenser 5 and the battery cooling water system 13.
【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。(Operation) In the present embodiment having the above configuration, the reformer exhaust gas 10 and the exhaust air 8 of the battery are condensed in the exhaust gas condenser 4 to recover water. The plant exhaust gas 11 from the exhaust gas condenser 4 is further condensed using low-temperature make-up water 14 in the condenser 5, and the uncondensed water is recovered in the exhaust gas condenser 4. Therefore, the plant exhaust gas 1 discharged from the chimney 6
The steam in 1 is reduced, and the generation of steam white smoke is prevented even when cooled by the atmosphere.
【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。The supply amount of the make-up water 14 to the battery cooling water system 13 is adjusted in the reservoir tank 15 by absorbing temporal fluctuations.
4 can be flowed continuously.
【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。(Effects) According to the present embodiment as described above, since the white steam generated from the plant exhaust gas 11 is suppressed, the landscape is not spoiled, and there is no possibility of being mistaken as a fire. Further, since the make-up water 14 used in the battery cooling water system 13 has a low water temperature, the water can be condensed and recovered even if the flow rate is small, and efficient condensation can be realized. Further, since the supply water 14 can be continuously supplied by using the reservoir tank 15, it is possible to uniformly and stably suppress steam white smoke.
【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。(2) Second Embodiment (Configuration) An embodiment corresponding to the third and fourth aspects of the present invention will be described with reference to FIG. First, in the present embodiment, similarly to a general package type fuel cell power generator, a motor room ventilation system and a fuel handling flammable gas are used in order to maintain the temperature of a device or a measuring instrument in the package at a normally operable temperature. A plurality of ventilation fans 17 for forced ventilation represented by a room ventilation system are provided.
【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。As in the first embodiment, a condensing device 5 is provided between the exhaust gas condenser 4 and the chimney 6. The condenser 5 is constituted by a heat pipe 16 through which a refrigerant circulates, and the heat pipe 16 is extended to a position corresponding to the ventilation fan 17. further,
In the vicinity of the ventilation fan 17 in the heat pipe 16, cooling can be performed by the airflow of the ventilation fan 17.
The radiation fin 16a is provided.
【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。(Operation) In the present embodiment having the above-described configuration, the reformer exhaust gas 10 and the exhaust air 8 of the battery are condensed in the exhaust gas condenser 4 to recover water. The plant exhaust gas 11 from the exhaust gas condenser 4 is
In the condenser 5, the water is further condensed by the refrigerant circulating through the heat pipe 16, and the uncondensed water is recovered in the exhaust gas condenser 4. For this reason, the steam in the plant exhaust gas 11 discharged from the chimney 6 is reduced, and the generation of white steam is suppressed even when cooled by the atmosphere.
【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。(Effects) According to the present embodiment as described above, since the white steam generated from the plant exhaust gas 11 is suppressed, the landscape is not impaired as in the first embodiment. There is no risk of being mistaken for a fire. In addition, since the heat radiation of the refrigerant is performed by the heat radiation fins 16 in the airflow by the ventilation fan 17, the heat transfer efficiency is good and the heat radiation effect can be greatly improved. Furthermore, since the ventilation fan 17 is used for ventilation inside the package, existing devices can be used, and manufacturing costs can be reduced.
【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。(3) Third Embodiment (Configuration) An embodiment corresponding to the invention described in claim 5 is as follows:
This will be described with reference to FIG. That is, in the present embodiment, instead of providing the condenser 5 as in the first embodiment between the exhaust gas condenser 4 and the chimney 6, the inner surface of the exhaust duct 18 connected to the chimney 6 By configuring the make-up water 14 as a heat transfer surface of a condenser circulating as a low-temperature fluid, the plant exhaust gas 11 passing through the exhaust duct 18 is
This is configured to be condensed by the makeup water 14.
The other configuration is the same as that of the first embodiment.
【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。(Operation) In the present embodiment having the above configuration, the reformer exhaust gas 10 and the exhaust air 8 of the battery are condensed in the exhaust gas condenser 4 to recover water. The plant exhaust gas 11 from the exhaust gas condenser 4 and the chimney 6 is supplied to the makeup water 14
, And the uncondensed water is recovered in the exhaust gas condenser 4. For this reason, the steam in the plant exhaust gas 11 discharged from the exhaust duct 18 is reduced, and the generation of steam white smoke is suppressed even when cooled by the atmosphere.
【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。(Effects) According to the present embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the inner surface of the exhaust duct 18 is configured as a heat transfer surface of the condenser. Thus, the apparatus can be simplified. In addition, by connecting the exhaust duct 18 having the above configuration to the chimney 6 of the exhaust gas condenser 4, the present invention can be easily applied to existing facilities.
【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。(4) Fourth Embodiment (Configuration) An embodiment corresponding to the invention described in claim 6 is
This will be described with reference to FIG. That is, in the present embodiment, the heater 19 is provided between the exhaust gas condenser 4 and the chimney 6. The secondary cooling water 12 used as the low-temperature fluid of the exhaust gas condenser 4 is used as the secondary cooling water 12 in the heater 19 so that the secondary cooling water 12 can be used as the heating fluid.
Distribution channels are connected.
【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。(Operation) In the present embodiment having the above-described configuration, the reformer exhaust gas 10 and the exhaust air 8 of the battery are condensed in the exhaust gas condenser 4 to recover water. The plant exhaust gas 11 from the exhaust gas condenser 4 is reheated by the heat energy of the secondary cooling water 12 in the heater 19, and is discharged from the chimney 6 after the partial pressure of steam is reduced. For this reason, the transition from saturated condensation of water to generation of steam white smoke due to cooling in the atmosphere after release to the atmosphere is temporally mitigated.
Is rapidly diffused into the atmosphere, so that the generation of white smoke can be suppressed.
【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。(Effects) According to the present embodiment as described above, since the white steam generated from the plant exhaust gas 11 is suppressed, the landscape is not spoiled, and there is no possibility of being mistaken as a fire. Also, for heating the plant exhaust gas 11,
Since the secondary cooling water 12 used in the exhaust gas condenser 4 is used, efficient heat utilization is possible.
【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。(5) Fifth Embodiment (Configuration) An embodiment corresponding to the seventh aspect of the present invention is
This will be described below with reference to FIG. That is, in the present embodiment, instead of providing the heater 19 between the exhaust gas condenser 4 and the chimney 6 as in the fourth embodiment, the inner surface of the exhaust duct 18 connected to the chimney 6 By forming the secondary cooling water 12 as a heat transfer surface of a heater that circulates as a heating fluid, the plant exhaust gas 11 passing through the exhaust duct 18 can be heated by the secondary cooling water 12.
【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。(Operation) In the present embodiment having the above-described configuration, the reformer exhaust gas 10 and the exhaust air 8 of the battery are condensed in the exhaust gas condenser 4 to recover water. In the process of passing through the exhaust duct 18, the plant exhaust gas 11 from the exhaust gas condenser 4 and the chimney 6 is reheated by the thermal energy of the secondary cooling water 12, and is released after the partial pressure of steam is reduced. Therefore, the white steam can be suppressed in the same manner as in the fourth embodiment.
【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。(Effects) According to the present embodiment as described above, the same effects as those of the fourth embodiment can be obtained, and the inner surface of the exhaust duct 18 is configured as a heat transfer surface of a heater. Thus, the apparatus can be simplified.
In addition, by connecting the exhaust duct 18 having the above configuration to the chimney 6 of the exhaust gas condenser 4, the present invention can be easily applied to existing facilities.
【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。(6) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the second embodiment, ventilation for cooling the heat pipe 16 is performed. Instead of forced cooling by the fan 17, it is also possible to use outside air as a low heat source. Further, the present invention is effective for a package type fuel cell power generator, but is not necessarily limited thereto.
【0039】[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。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a fuel cell power generation device capable of preventing generation of steam white smoke when discharging plant exhaust gas to the atmosphere.
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す構成図であ
る。FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施の形態を示す構成図であ
る。FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施の形態を示す構成図であ
る。FIG. 4 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第5の実施の形態を示す構成図であ
る。FIG. 5 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
【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。FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional exhaust system of a fuel cell power generator.
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reformer 2 ... Fuel cell 2a ... Anode 2b ... Cathode 3 ... Exhaust heat recovery device 4 ... Exhaust gas condenser 5 ... Condenser 6 ... Chimney 7 ... Anode exhaust 8 ... Battery exhaust air 9 ... Air 10 ... Reformer exhaust gas 11 ... Plant exhaust gas 12 ... Secondary cooling water 13 ... Battery cooling water system 14 ... Make-up water 15 ... Reservoir tank 16 ... Heat pipe 16a ... Radiation fin 17 ... Ventilation fan 18 ... Exhaust duct 19 ... Heater
Claims (7)
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。1. A reformer for reforming a raw fuel to obtain hydrogen,
In a fuel cell power generation apparatus having a fuel cell that obtains electric energy by reacting hydrogen from the reformer with oxygen in the air, and a reaction gas path and a cooling water path, the exhaust gas of the reformer and the fuel First condensing means for condensing and recovering water from the exhaust air of the battery and discharging it as plant exhaust gas; and second condensing means for further condensing and recovering water from the plant exhaust gas discharged from the first condensing means. A fuel cell power generator, comprising:
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。2. The fuel cell power generator according to claim 1, wherein the low temperature side fluid of the second condensing means is makeup water to a cooling water path of the fuel cell.
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。3. The fuel cell power generator according to claim 1, wherein said second condensing means is constituted by a heat pipe.
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。4. The package according to claim 1, wherein the reformer, the fuel cell, the reaction gas path, the cooling water path, the first condensing means and the second condensing means are housed in a package, and the package has ventilation. 4. A fan is provided, wherein the heat pipe is extended near the ventilation fan, and a radiation fin is provided at a position corresponding to an airflow of the ventilation fan in the heat pipe. Fuel cell power plant.
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。5. The fuel cell power generator according to claim 1, wherein an exhaust duct is provided in the first condensing means, and an inner surface of the exhaust duct is a heat transfer surface of the second condensing means. .
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。6. A reformer for reforming a raw fuel to obtain hydrogen,
A fuel cell that obtains electric energy by reacting hydrogen from the reformer with oxygen in the air, and a fuel cell power generator having a reaction gas path and a cooling water path of the fuel cell; A fuel cell power generator comprising: a condensing unit that condenses and recovers water from exhaust gas and exhaust air of the fuel cell and discharges it as plant exhaust gas; and a heating unit that heats the plant exhaust gas discharged from the condensing unit. .
とを特徴とする請求項6記載の燃料電池発電装置。7. The fuel cell power generator according to claim 6, wherein an exhaust duct is provided in the condensing means, and an inner surface of the exhaust duct is a heat transfer surface of the heating means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9260698A JPH11102720A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Fuel cell power generating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9260698A JPH11102720A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Fuel cell power generating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11102720A true JPH11102720A (en) | 1999-04-13 |
Family
ID=17351540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9260698A Pending JPH11102720A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Fuel cell power generating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11102720A (en) |
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