(57)【要約】【課題】排ガスの管路圧損を減少し、熱交換率の向上したプレートフィン型熱交換器およびそれを具備する燃料電池システムを提供する。【解決手段】収納容器２内に、水が流れる水流路４と排ガスが流れるガス流路５とが互いに隣接して複数設けられ、かつ水流路４とガス流路５が収納容器２内にプレート間を流れる方向に形成され、かつプレートが、排ガスがガス流路５を上から下に流通するよう収納容器２内に配置されるとともに、収納容器２の上面および下面にガス流路５に連通する空間６が設けられている。さらには、収納容器２の下方に、排出容器１２を連結するとともに、排出容器１２の側面に熱交換後の排ガスを排気する排気口９が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納容器内にプレートを所定間隔で配置して複数積層してなり、内部に水が流れる水流路と燃料電池からの排ガスが流れるガス流路とが互いに隣接して複数設けられたプレートフィン型熱交換器であって、前記水流路と前記ガス流路とが前記収納容器内に前記プレート間を流れる方向に形成され、かつ前記プレートが、前記排ガスが前記ガス流路を上から下に流通するよう前記収納容器内に配置されるとともに、前記収納容器の上面および下面に前記ガス流路に連通する空間が設けられていることを特徴とするプレートフィン型熱交換器。
【請求項２】
前記収納容器の前記空間を前記排ガスが流通することを特徴とする請求項１に記載のプレートフィン型熱交換器。
【請求項３】
前記収納容器の前記空間を前記排ガスの熱交換時に生じる凝縮水が流通することを特徴とする請求項１に記載のプレートフィン型熱交換器。
【請求項４】
前記プレートの内部に前記水流路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載のプレートフィン型熱交換器。
【請求項５】
前記収納容器の下方に、熱交換後の前記排ガスと前記凝縮水とを分離排出するための排出容器が連結され、該排出容器は、側面に熱交換後の前記排ガスを排気するための排気口が設けられるとともに、下面に前記凝縮水を排水するための排水口が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれかに記載のプレートフィン型熱交換器。
【請求項６】
燃料電池と、請求項１乃至請求項５のうちいずれかに記載の前記プレートフィン型熱交換器と、該プレートフィン型熱交換器により排ガスと熱交換された湯水を貯水する貯湯タンクとを具備してなることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
燃料電池と、請求項１乃至請求項５のうちいずれかに記載の前記プレートフィン型熱交換器と、前記燃料電池に改質ガスを供給するための水蒸気改質を行なう改質器とを具備するとともに、前記プレートフィン型熱交換器により生じる前記凝縮水が、前記改質器に供給されることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池より生じた排ガスを利用して、排ガスと水とを熱交換するためのプレートフィン型熱交換器および燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代エネルギーとして、燃料電池により発電を行なう燃料電池システムが種々提案されている。
【０００３】
この燃料電池システムにおいては、燃料電池の発電により生じた排ガスの排熱を効果的に回収し、回収した熱を例えば水道水等の被加熱源と熱交換し、水道水に熱を与えて温水にして、その温水を例えば給湯に利用することが提案されている。
【０００４】
また、燃料電池の発電により生じた排ガスの排熱を回収するにあたり、プレートを所定間隔で配置してフィンを組み合わせたプレートフィン型熱交換器を用いることが提案されている。
【０００５】
このようなプレートフィン型熱交換器は、用途に合わせて多々提案されており、例えば燃料電池で使用する熱交換器として、燃焼で得られる熱を利用してメタノール等の蒸発を行なうための熱交換器が提案されており、該熱交換器は、液体燃料を蒸発させるため、プレートの下側に設けられた入口部より流入し、プレートの上側に流通させた後、プレートの下側へ流通させて、入口部に近接する出口部より排出される形状となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また燃料電池の排ガスを利用するにあたり、例えば、一方の側面に燃料電池により生じた排ガスを流入し、熱交換器の内部を流通した後、一方の側面より排気し、また同様に一方の側面に排ガスと熱交換するための水を流入し、熱交換器の内部を流通した後、一方の側面より排水するといった構造のプレートフィン型熱交換器が考えられる。
【０００７】
そのような熱交換器を図７に示す。この図においては、熱交換器３０の一方の側面に、燃料電池の発電により生じた排ガスの流入管３１および排気管３２と、排ガスと熱交換するための水の流入管３３および排水管３４とが、それぞれ対角線上に設けられている。
【０００８】
そして、図７に示したプレートフィン型熱交換器においては、例えば燃料電池より排出された排ガスは、排ガス流入管３１より熱交換器に流入した後、流入した方向と９０度屈曲して熱交換器３０の内部を流れ、再び９０度屈曲して排気管３２より排気されることとなる。
【特許文献１】特開２００３−２２４０４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の熱交換器においては、液体燃料を蒸発させるため、プレートの下側に設けられた入口部より流入し、プレートの上側に流通させた後、プレートの下側へ流通させて、入口部に近接する出口部より排出される形状となっていることから、排ガスの流通方向を２度曲げることとなる。それゆえ、この熱交換器を燃料電池の排ガスの排熱を回収するための熱交換器として用いるにあたっては、排ガスの管路圧損が生じ、排ガスの流れがスムーズになり難いという問題があった。
【００１０】
また、図７に示した熱交換器においても、排ガスの流通方向を２度曲げる必要があることから、排ガスの管路圧損が生じ、排ガスの流れがスムーズになり難いという問題があった。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、燃料電池の発電により生じる排ガスの流れがスムーズとなり、排熱を効率よく回収することが可能な、プレートフィン型熱交換器およびそれを具備してなる燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のプレートフィン型熱交換器は、収納容器内にプレートを所定間隔で配置して複数積層してなり、内部に水が流れる水流路と燃料電池からの排ガスが流れるガス流路とが互いに隣接して複数設けられたプレートフィン型熱交換器であって、前記水流路と前記ガス流路とが前記収納容器内に前記プレート間を流れる方向に形成され、かつ前記プレートが、前記排ガスが前記ガス流路を上から下に流通するよう前記収納容器内に配置されるとともに、前記収納容器の上面および下面に前記ガス流路に連通する空間が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
このようなプレートフィン型熱交換器においては、内部に水が流れる水流路と排ガスが流れるガス流路とが互いに隣接して複数設けられ、かつ水流路とガス流路がプレート間を流れる方向に形成され、かつプレートが、排ガスがガス流路を上から下に流通するよう収納容器内に配置されるとともに、収納容器の上面および下面にガス流路に連通する空間が設けられ、空間を排ガスが流通することから、空間と連通するガス流路に排ガスが流通する。それゆえ、燃料電池の発電により生じる排ガスが、プレートフィン型熱交換器の内部を直線的に流通することとなる。
【００１４】
それゆえ、排ガスがプレートフィン型熱交換器の内部を直線的に流通することから、排ガスの管路圧損が低減し、燃料電池の発電により生じる排ガスが、熱交換器内にスムーズに流れ、燃料電池の発電を行なう燃料電池モジュール内に排ガスが滞留する時間を短くすることができ、発電効率を向上させることができる。
【００１５】
また、収納容器の上面および下面にガス流路に連結する空間を設けたことにより、排ガスの流入口および熱交換後の排ガスの排出口の面積を大きくすることができる。そして、面積が大きくなった空間を排ガスが流通することから、排ガスの管路圧損が低減し、燃料電池の発電により生じる排ガスをより多く熱交換器内に流通することが可能となる。それにより、排ガスが熱交換器内にスムーズに流れるようになる。
【００１６】
また、水が流れる水流路と、排ガスが流れるガス流路が互いに隣接して複数設けられていることから、水と排ガスとが効率よく熱交換することができる。
【００１７】
またあわせて、前記排ガスの熱交換時に生じる凝縮水が空間を流通する。燃料電池により排出される排ガスを熱交換した場合、熱交換に伴い凝縮水が生じる。ここで、水流路とガス流路がプレート間を流れる方向に形成され、かつ排ガスがガス流路を上から下に流通するよう収納容器内に配置される（すなわち排ガスが上から下に流通する）ことから、熱交換に伴い生じる凝縮水は、自重により効果的に熱交換器の下方へと流れ、空間を凝縮水が流通することとなる。
【００１８】
したがって、排ガスの流れ方向と、凝縮水の流れ方向が同じ方向となり、排ガスと凝縮水とが衝突することを抑制できるため、排ガスがガス流路を効率よく流れることとなり、燃料電池より排出される排ガスの排熱を効率よく回収することができるとともに、排ガスの管路圧損が低減し、排ガスが熱交換器内にスムーズに流れるようになるため、燃料電池の発電を行なう燃料電池モジュール内の排ガスがスムーズに排出され、燃料電池モジュール内のＯ２濃度が増加することにより発電効率が向上する
また、本発明のプレートフィン型熱交換器は、前記プレートの内部に水流路が設けられていることが好ましい。
【００１９】
このような熱交換器においては、プレートの内部に水流路が設けられるとともに、所定間隔で配置するプレートの間を排ガスが流れるガス流路とすることができることから、水流路とガス流路を隣接して設けることが容易となる。
【００２０】
また、本発明のプレートフィン型熱交換器は、前記収納容器の下方に、熱交換後の前記排ガスと前記凝縮水とを分離排出するための排出容器が連結され、該排出容器は、側面に熱交換後の前記排ガスを排気するための排気口が設けられるとともに、下面に前記凝縮水を排水するための排水口が設けられていることが好ましい。
【００２１】
このような熱交換器においては、収納容器の上面に設けられた空間より排ガスを流通させ、排ガスの熱交換を行ない、熱交換後の排ガスと熱交換後に生じた凝縮水とを、収納容器の下方に連結された排出容器から排出する。
【００２２】
ここで、排出容器は、側面に熱交換後の排ガスを排気するための排気口が設けられるとともに、下面に凝縮水を排水するための排水口を設けてられていることから、熱交換後の排ガスと凝縮水とを、効率よく分離回収することができる。
【００２３】
それにより、上面の空間より流通した排ガスは、上から下へと流れた後、排出容器（収納容器）の側面方向に排気されるとともに、熱交換で生じる凝縮水が排出容器の下面より排水されるため、熱交換後の排ガスと凝縮水とが、排出口を別にして排出されることから、凝縮水と排ガスとが衝突することをより抑制でき、排ガスの管路圧損が低減し、排ガスが熱交換器内をスムーズに流れるようになる。
【００２４】
また、排ガスが上面の空間より直線的に流通した後、排出容器（収納容器）の側面方向に排気されることにより、排ガスを熱交換器の一方の側面側より流入し、熱交換を行なった後の排ガスを熱交換器の一方の側面側より排気する熱交換器に比して、流れを１度曲げることですむため、排ガスの管路圧損を低減することができる。それにより、排ガスが熱交換器内をスムーズに流れるようになり、燃料電池の発電により生じる排ガスをより多く熱交換器内に流通させることが可能となり、排ガスと水との熱交換率を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、上記のうちいずれかに記載の前記プレートフィン型熱交換器と、該プレートフィン型熱交換器により排ガスと熱交換された湯水を貯水する貯湯タンクとを具備してなることを特徴とする。
【００２６】
このような燃料電池システムにおいては、燃料電池より排出される排ガスの排熱を上記のうちいずれかに記載のプレートフィン型熱交換器により熱交換することから、効率よく排熱回収を行なうことができ、効率よく湯水を得ることができる。
【００２７】
それゆえ、本発明のプレートフィン型熱交換器を、燃料電池や貯湯タンクを具備する燃料電池システムに組み込むことにより、より効率の良い燃料電池システムとすることができる。
【００２８】
また、本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、上記のうちいずれかに記載の前記プレートフィン型熱交換器と、前記燃料電池に改質ガスを供給するための水蒸気改質を行なう改質器とを具備するとともに、前記プレートフィン型熱交換器により回収される前記凝縮水が、前記改質器に供給されることを特徴とする。
【００２９】
このような燃料電池システムにおいては、燃料電池より排出される排ガスの排熱を熱交換した際に生じる凝縮水を、燃料電池に改質ガスを供給するための水蒸気改質を行なう改質器（水タンク）に供給することにより、効率よく燃料電池の発電を行うことができる。したがって、より効率の良い燃料電池システムとすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のプレートフィン型熱交換器は、水流路とガス流路を収納容器内にプレート間を流れる方向に形成され、かつプレートが、排ガスがガス流路を上から下に流通するよう収納容器内に配置され、収納容器の上面および下面にガス流路に連結する空間が設けられていることから、排ガスの管路圧損が低減し、燃料電池の発電により生じる排ガスをスムーズに熱交換器内に流通させることが可能となる。また、熱交換により生じる凝縮水と排ガスの流れを同じ方向とすることができることから、排ガスと凝縮水との衝突を抑制でき、排ガスの管路圧損が低減し、排ガスが熱交換器内にスムーズに流れ燃料電池の発電を行なう燃料電池モジュール内の排ガスが滞留する時間を短くすることができることにより、燃料電池の発電効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明のプレートフィン型熱交換器１（以下、熱交換器１という場合もある）を示した斜視図であり、図２は図１に示した熱交換器１の上面図、図３は図１に示した熱交換器１の側面図を示したものである。なお、各図においてフィンは省略して示し、また矢印は排ガスの流れを示している。なお、同一の部材については同一の番号を付するものとし、以下同様とする。
【００３２】
本発明のプレートフィン型熱交換器１（以下、熱交換器１という場合もある）は、収納容器２内にプレート３を所定間隔で配置して複数積層して形成されるが、例えば、プレート３を複数積層することにより収納容器の外形を作製してもよい。なお、図１については、プレート３を複数積層することにより収納容器２の外形を作製した例を示している。
【００３３】
そして、このプレート３を複数積層することにより、熱交換器１の内部に、水が流れる水流路４と排ガスが流れるガス流路５とが互いに隣接して、かつ水流路とガス流路が収納容器２内にプレート間を流れる方向に形成され、かつ排ガスがガス流路を上から下に流通するよう収納容器２内に配置されている。それゆえ、水と排ガスとを効率よく熱交換することができる。
【００３４】
ここで、収納容器２の上面および下面には、ガス流路５に連結する空間６が設けられている。それゆえ、排ガスの流入口および熱交換後の排ガスの排出口の面積を大きくすることができる。それにより、排ガスの管路圧損が低減し、燃料電池の発電により生じる排ガスをスムーズに熱交換器内に流通することが可能となる。それにより、排ガスと水との熱交換を向上させることができ、燃料電池より排出される排ガスの排熱を効率よく回収することができる。
【００３５】
そして、燃料電池の発電により生じる排ガスは、収納容器２（熱交換器１）の上面に設けられた空間６より流入し、直接熱交換器１の内部（連通するガス流路５）に流通して、収納容器２（熱交換器１）の下面に設けられた空間６（図示せず）より排気される。したがって、排ガスは、ガス流路５を直線的に流れることとなり、排ガスの管路圧損を低減することができる。それにより、排ガスが熱交換器内をスムーズに流れるようになる。
【００３６】
また、例えば、熱交換器の一方側面に排ガスの流入管および排気管を設けた熱交換器のように、熱交換器の側面に設けられたガス流入管を通して熱交換器内に排ガスを流入させ、流入した方向と９０度屈曲して熱交換器の内部を流れ、再び９０度屈曲して排気管より排気するといった、排ガスの流通方向を２度曲げる必要がない。
【００３７】
したがって、例示した熱交換器に比して、排ガスの圧損を減少することができることから、排ガスが熱交換器内をスムーズに流れるようになる。
【００３８】
また、燃料電池により排出される排ガスを熱交換した場合、熱交換に伴い凝縮水が生じる。ここで、ガス流路５が収納容器２内にプレート間を流れる方向に形成され、かつプレートが、排ガスがガス流路を上から下に流通するよう収納容器２内に配置されていることから、熱交換に伴い生じる凝縮水は、収納容器２（熱交換器１）の下方へと流れ、収納容器２の下面に設けられた空間６（図示せず）を凝縮水が流通することとなる。
【００３９】
この場合、排ガスの流れ方向と、凝縮水の流れ方向が同じ方向となり、排ガスと凝縮水とが衝突することを抑制できるため、排ガスの管路圧損が低減し、排ガスが熱交換器内をスムーズに流れるようになる。
【００４０】
ここで、水流路４はプレートの内部に設けられるとともに、所定間隔で配置するプレートの間を排ガスが流れるガス流路５とすることができることから、水流路４とガス流路５を隣接して設けることが容易となる。  さらに、本発明の熱交換器１には、側面部に排ガスと熱交換するための水を供給する水流入管７および熱交換後の水（湯水）を排水する水排水管８とが設けられている。
【００４１】
ここで、水は、熱交換器１の下側に設けられた水流入管７より流入され、水流路４を下から上に流れ、水排水管８より排水される。それにより、水の流れは排ガスの流れと対向する、いわゆる対向流となることから、燃料電池の発電により生じる排ガスの排熱を効率よく回収することができる。
【００４２】
なお、図１および図３において、水流入管７および熱交換後の水を排水する水排水管８は、収納容器２（熱交換器１）の一方側面の横方向に対して中央部の上下に設けられているが、排ガスの熱回収を行なうことができれば、水流入管７および水排水管８は、一方側面の上下に設けられていれば良い。それゆえ、例えば、水の流路面積を大きくするため、一方側面の対角線上に水流入管７および水排水管８を設けることもでき、また一方側面の端部側に設けることもできる。
【００４３】
なお、本発明の熱交換器１は、燃料利用率を高めた場合、燃料電池の発電による排ガスの量が少ない（排ガスの圧力が小さい）が、この場合においても、排ガスの圧損を小さくできる。
【００４４】
また、本発明においては、水流路４とガス流路５を収納容器２内に、隣接して、かつ上下方向に形成したが、水流路４とガス流路５は、排ガスの流入方向に対して平行とすることにより、例えば熱交換器１を横置きし、側面側より排ガスが流通するようにすることも可能である。ただし、この場合においては、排ガスの熱交換により生ずる凝縮水の、排ガスの管路圧損に対する影響を考慮した上で設計することが好ましい。
【００４５】
図４は、本発明の他の実施形態を示したものであり、収納容器１１（熱交換器１０）の上面に設けられた空間６から排ガスが流入し、熱交換後の排ガスと凝縮水とが、収納容器１１の下方に設けられた空間（図示せず）を流通したのち、排出容器１２の側面に設けられた排気口９より熱交換後の排ガスが排気されるとともに、凝縮水が排出容器１２の下面に設けられた排水口（図示せず）を流通する形態を示したものである。なお、図中の点線矢印は、凝縮水の流れを示している。
【００４６】
このような熱交換器１０においては、収納容器１１の下面に設けられた空間を排ガスおよび凝縮水が流通して、排出容器に流通するとともに、熱交換後の排ガスが排出容器１２の側面に設けられた排気口９より排気されることから、熱交換後の排ガスと凝縮水とを効率よく分離回収することができる。
【００４７】
それゆえ、排ガスと凝縮水とが衝突することをより抑制でき、排ガスの管路圧損が低減し、燃料電池より排出される排ガスが熱交換器１０内をスムーズに流れることとなり、排熱を効率よく回収することができる。
【００４８】
ここで、収納容器１１の上面の空間６より流入した排ガスは、ガス流路５を上から下へと直線的に流通した後、排出容器１２（収納容器１１）の側面方向に排気することとなるが、この場合であっても、排ガスを熱交換器の一方の側面側より流入し、熱交換を行なった後の排ガスを熱交換器の一方の側面側より排気する熱交換器に比して、排ガスの管路圧損を低減することができる。それにより、燃料電池の発電により生じる排ガスが熱交換器１０内をスムーズに流れ、より多くの排ガスを熱交換器１０内に流通させることが可能となり、排ガスと水との熱交換率を向上させることができる。
【００４９】
したがって、排ガスの圧損を減少することができることから、排ガスが熱交換器１０内をスムーズに流れることとなり、排ガスと水との熱交換率を向上させることができ、燃料電池より排出される排ガスの排熱を効率よく回収することができるとともに、熱交換後の排ガスと凝縮水とを効率よく分離回収することができる。
【００５０】
なお、上記においては、収納容器１１の下方に排出容器１２を連結して、排出容器１２の側面方向に排ガスを排気し、排出容器１２の下面より凝縮水を排水する例を示したが、例えば、連結容器１２を設けることなく、収納容器１１の下方側面に、排気口９を設けて熱交換後の排ガスを排気するように設計することもできる。その際、凝縮水は、収納容器１１の下面に設けられた、ガス流路に連結する空間より排水することができる。
【００５１】
また、本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、上記のうちいずれかに記載の熱交換器と、排ガスと熱交換された湯水を貯水する貯湯タンクとを具備してなることを特徴とし、その構成の一例を図５に示す。
【００５２】
図５は、燃料電池１３と、プレートフィン型熱交換器２２と、貯湯タンク２３とを具備してなる燃料電池システムの構成図の一例を示したものである。
【００５３】
図５における燃料電池システムは、燃料電池１３、天然ガス等の燃料ガスを供給する燃料供給装置１４、酸素含有ガスを燃料電池１３に供給するための酸素含有ガス供給装置１５、被改質ガスと水蒸気により水蒸気改質を行なう改質器１６、給水管１７より供給された水を精製する水処理装置１８、水処理装置１８により精製された水を貯水するための水タンク１９、水タンク１９に貯水された水を改質器１６に供給するための水ポンプ２０、燃料電池の発電による排ガスを供給するための排ガス供給管２１、排ガス供給管２１より供給された排ガスを湯水に熱交換する本発明のプレートフィン型熱交換器２２、熱交換により生じた湯水を貯水するための貯湯タンク２３、湯水を循環するための循環配管２４、および循環ポンプ２５、により構成されている。なお、図５および図６中の矢印は、水、燃料ガス、酸素含有ガスの流れを示している。
【００５４】
ここで、本発明の燃料電池システムは、以下の構成を基本的構成としている。
【００５５】
給水管１７より供給された水を、水処理装置１８にて精製した後、水タンク１９に貯水する。水タンク１９に貯水された水を、水ポンプ２０により改質器１６に供給するとともに、燃料供給装置１４より改質器１６に供給される被改質ガスとを反応させ水蒸気改質を行い、改質ガスを生成する。改質器１６より供給される改質ガスと、酸素含有ガス供給装置１５から供給される酸素含有ガスとにより、燃料電池１３において発電を行なう。その際、燃料電池１３の発電により生じた排ガスは、排ガス供給管２１を通じて本発明のプレートフィン型熱交換器２２に供給される。熱交換器２２においては、貯湯タンク２３から循環配管２４に供給され、循環ポンプ２５により循環配管２４を循環する水と、排ガス供給管２１を通じて供給される排ガスとの間で熱交換を行なう。そして、熱交換後の排ガスは燃料電池システム外へ排気されるとともに、熱交換された水は貯湯タンク２３に貯湯される。
【００５６】
図５における燃料電池システムにおいては、燃料電池１３の発電により生じた排ガスは、排ガス供給管２１を通じて本発明の熱交換器２２を流通する。その際、排ガスは、空間６より流入され、ガス流路５を上から下に直線状に流れる。そのため、排ガスの圧損が低減し、燃料電池の発電により生じる排ガスがスムーズに熱交換器内を流通することができ、より多くの排ガス熱交換器内に流通することが可能となり、排ガスと水との熱交換を向上させることができ、燃料電池より排出される排ガスの排熱を効率よく回収することができる。一方、熱交換を行なうための水は、熱交換器２２の側面に設けられた水流入管７より流入され、水流路４を下から上に流れる。したがって、水の流れは排ガスの流れと対向する、いわゆる対向流と成ることから、燃料電池の発電により生じる排ガスの排熱をより効率よく回収することができる。続いて排熱を効率よく回収した水（湯水）は、水排水管８より排水され、循環配管２４を循環して、貯湯タンク２３に貯湯される。
【００５７】
したがって、本発明のプレートフィン型熱交換器２２を、燃料電池１２や貯湯タンク２３を具備する燃料電池システムに組み込むことにより、より効率の良い燃料電池システムとすることができる。
【００５８】
図６は、本発明のプレートフィン型熱交換器２２と、水蒸気改質を行なう改質器１６とを具備し、改質器１６に水と被改質ガスとを供給し、水蒸気改質を行い、生成される改質ガスを燃料電池１３に供給する燃料電池システムにおいて、熱交換器２２にて排ガスと水とを熱交換した際に生じる凝縮水が、改質器１６（水タンク１９）に供給されることを示す。なお、図６において、各構成は図５に示したものと同一である。
【００５９】
本発明の燃料電池システムにおいては、熱交換器２２にて熱交換した際に生じる凝縮水を水タンク１９に貯水することができる。これにより、改質器において水を蒸発させるために必要な水を供給することができることから、給水管１７より給水される水の量を減少することができ、効率の良い燃料電池システムとすることができる。また給水管１７より給水する水の量を減少することができることから、燃料電池１３の発電に必要な水のコストを低減することができる。
【００６０】
それゆえ、本発明のプレートフィン型熱交換器２２を、燃料電池１４や改質器１６を具備する燃料電池システムに組み込むことにより、より効率の良い燃料電池システムとすることができる。
【００６１】
なお、図６においては、熱交換器２２により回収される凝縮水を水ポンプ１９に供給する場合を示しているが、例えば凝縮水を改質器１６に直接供給するよう燃料電池システムを設計してもよく、さらには、本発明の熱交換器２２を、燃料電池１３の発電により生じる排ガスの排熱を利用するほか、例えば改質器１６により生じる排熱を回収するよう、燃料電池システムを設計することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のプレートフィン型熱交換器の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示した本発明のプレートフィン型熱交換器の上面図である。
【図３】図１に示した本発明のプレートフィン型熱交換器の、水流入管および水排水管を設けた面の側面図である。
【図４】本発明のプレートフィン型熱交換器の他の実施形態の一例を示す斜視図であり、収納容器の下方に排出容器を設けるとともに、排出容器の側面に熱交換後の排ガスを排気するための排気口を設けている。
【図５】本発明の燃料電池システムの構成の一例を示す構成図である。
【図６】本発明の燃料電池システムの構成の他の一例を示す構成図である。
【図７】従来のプレートフィン型熱交換器の、水流入管および水排水管を設けた面の側面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１、１０、２１：排熱回収用熱交換器
２、１１：収納容器
３：プレート
４：水流路
５：ガス流路
６：空間
７：水流入管
８：水排出管
９：排気口
１２：排出容器
１３：燃料電池
１６：改質器
２３：貯湯タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008082579.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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