(57)【要約】【課題】  放熱器を大型化及び高消費電力化せずに電池冷却用流体による燃料電池の冷却効果の低下を防止することのできる燃料電池システムの排熱回収システムを提供する。【解決手段】  電池冷却用流体から排熱を回収する電池冷却用熱交換器１４と、燃料電池システム外に排出される又は燃料電池システム内を通流する授熱側ガスから排熱を回収する授熱側ガス用熱交換器１５と、回収される排熱を蓄熱する蓄熱装置１８と、電池冷却用流体の温度を冷却に適する温度以下に維持するために放熱作動する放熱器１９とが設けられる燃料電池システムの排熱回収システムであって、電池冷却用流体の燃料電池１０への流入温度がバイパス状態切り換え判定用温度以上になった場合又は蓄熱装置１８の蓄熱量がバイパス状態切り換え判定用熱量以上になった場合に授熱側ガス用熱交換器１５における排熱回収をバイパスするバイパス手段２５、３５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】
改質装置から供給される燃料ガスを使用して発電する燃料電池の電池冷却用流体との熱交換により排熱を回収する電池冷却用熱交換器と、
前記改質装置と前記燃料電池とが設けられる燃料電池システム外に排出される又は前記燃料電池システム内を通流する授熱側ガスとの熱交換により排熱を回収する授熱側ガス用熱交換器と、
前記電池冷却用熱交換器及び前記授熱側ガス用熱交換器から回収される排熱を蓄熱する蓄熱装置と、
前記電池冷却用流体の温度を冷却に適する温度以下に維持するために放熱作動する放熱器とが設けられる燃料電池システムの排熱回収システムであって、
前記電池冷却用流体の前記燃料電池への流入温度がバイパス状態切り換え判定用温度以上になった場合又は前記蓄熱装置の蓄熱量がバイパス状態切り換え判定用熱量以上になった場合に前記授熱側ガス用熱交換器における排熱回収をバイパスするバイパス手段が設けられている燃料電池システムの排熱回収システム。
【請求項２】
前記授熱側ガスが、前記改質装置のバーナ燃焼排ガス、前記燃料電池のカソード排ガス及び前記燃料電池のアノード排ガスの内の少なくとも一つを含む請求項１に記載の燃料電池システムの排熱回収システム。
【請求項３】
前記バイパス手段が、前記授熱側ガス用熱交換器をバイパスさせるバイパス路を通して前記授熱側ガスをバイパス流動させるように構成されている請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システムの排熱回収システム。
【請求項４】
前記授熱側ガスとしての複数種のガスについて各別に前記授熱側ガス用熱交換器が設けられ、
前記蓄熱装置が、排熱回収用流体を複数の前記授熱側ガス用熱交換器を直列に通流させる形態で構成され、
前記バイパス手段が、前記複数の授熱側ガス用熱交換器の全てをバイパスさせる１つのバイパス路を通して前記排熱回収用流体をバイパス流動させるように構成されている請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システムの排熱回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は改質装置から供給される燃料ガスを使用して発電する燃料電池の電池冷却用流体との熱交換により排熱を回収する電池冷却用熱交換器と、改質装置と燃料電池とが設けられる燃料電池システム外に排出される又は燃料電池システム内を通流する授熱側ガスとの熱交換により排熱を回収する授熱側ガス用熱交換器と、電池冷却用熱交換器及び授熱側ガス用熱交換器から回収される排熱を蓄熱する蓄熱装置と、電池冷却用流体の温度を冷却に適する温度以下に維持するために放熱作動する放熱器とが設けられる燃料電池システムの排熱回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる燃料電池システムの排熱回収システムとしては、燃料電池の電池冷却水によって燃料電池システム外部に排出される熱を水などの排熱回収用流体によって貯湯槽にて回収して蓄熱するものがほとんどであった。そして、燃料電池システムからの排熱回収効率を更に高めることを目的として、改質器からの排ガスが有する熱と、一酸化炭素変成器からの排ガスが有する熱と、一酸化炭素選択酸化器からの排ガスが有する熱からの排熱回収をそれぞれ行って、燃料電池システム全体から大量の排熱を回収しようとしている排熱回収システムも提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
加えて、燃料電池のカソード部から排出されるカソード排ガス及びアノード部から排出されるアノード排ガスは発電時の反応熱を吸収したものであるので、カソード排ガス及びアノード排ガスと上記排熱回収用流体との間の熱交換を行うことで、それらのガスからの排熱回収を行うこともでき、これにより燃料電池システムの排熱回収効率を高めることもできる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７６５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような燃料電池システムの排熱回収システムでは、貯湯槽に蓄えられている熱量が増大して電池冷却用流体と熱交換を行っている排熱回収用流体の温度が上昇すると、燃料電池から排出された電池冷却用流体の温度と排熱回収用流体の温度との温度差が小さくなり、電池冷却効果が十分に得られないという問題が発生する。そのため、例えば放熱ファンなどの放熱器が排熱回収システムに設けられており、貯湯槽に蓄えられている熱量が所定量以上に増大すると、その放熱器を作動させて燃料電池の電池冷却用流体の温度又は排熱回収用流体の温度を低下させ、電池冷却用流体による燃料電池の冷却効果を十分に得るような対策が講じられている。その際、放熱器は、貯湯槽に現状蓄えられている以上の熱量を蓄えないように、新たに回収されてくる熱量をすべて放熱するだけの能力が求められる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の排熱回収システムでは燃料電池システムから大量の熱量を回収することを目的としているため、排熱回収システムに設けられている貯湯槽の蓄熱量が所定熱量以上になった場合に新たに回収されてくる大量の熱量を放熱するためには大型の放熱器を設ける必要があり、その結果、大型の放熱器を駆動するために大電力が必要になり、且つ大きな設置スペースが必要になるという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池システムから大量の排熱を回収しながらも、放熱器を大型化及び高消費電力化することなしに電池冷却用流体による燃料電池の冷却効果の低下を防止することのできる燃料電池システムの排熱回収システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池システムの排熱回収システムの第１特徴構成は、改質装置から供給される燃料ガスを使用して発電する燃料電池の電池冷却用流体との熱交換により排熱を回収する電池冷却用熱交換器と、前記改質装置と前記燃料電池とが設けられる燃料電池システム外に排出される又は前記燃料電池システム内を通流する授熱側ガスとの熱交換により排熱を回収する授熱側ガス用熱交換器と、前記電池冷却用熱交換器及び前記授熱側ガス用熱交換器から回収される排熱を蓄熱する蓄熱装置と、前記電池冷却用流体の温度を冷却に適する温度以下に維持するために放熱作動する放熱器とが設けられる燃料電池システムの排熱回収システムであって、前記電池冷却用流体の前記燃料電池への流入温度がバイパス状態切り換え判定用温度以上になった場合又は前記蓄熱装置の蓄熱量がバイパス状態切り換え判定用熱量以上になった場合に前記授熱側ガス用熱交換器における排熱回収をバイパスするバイパス手段が設けられている点にある。
【０００９】
上記第１特徴構成によれば、電池冷却用流体の燃料電池への流入温度がバイパス状態切り換え用判定温度以上になった場合又は蓄熱装置の蓄熱量がバイパス状態切り換え判定用温度以上になった場合には、授熱側ガス用熱交換器における排熱回収がバイパスされるようにバイパス手段が作動するので、電池冷却用流体の更なる温度上昇又は蓄熱装置への更なる蓄熱を抑制することができる。その結果、放熱器を小型化及び低消費電力化しつつ、電池冷却用流体による燃料電池の冷却効果の低下を防止して、燃料電池本来の性能を発揮させることができる。
【００１０】
本発明に係る燃料電池システムの排熱回収システムの第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記授熱側ガスが、前記改質装置のバーナ燃焼排ガス、前記燃料電池のカソード排ガス及び前記燃料電池のアノード排ガスの内の少なくとも一つを含む点にある。
【００１１】
上記第２特徴構成によれば、利用したとしても燃料電池システムの発電性能に影響を及ぼさない改質装置のバーナ燃焼排ガス、燃料電池のカソード排ガス及び燃料電池のアノード排ガスが、排熱回収用の熱源として利用されるので、燃料電池システムの発電効率を低下させることなしに排熱回収システムの排熱回収効率を向上させることができる。
【００１２】
本発明に係る燃料電池システムの排熱回収システムの第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、前記バイパス手段が、前記授熱側ガス用熱交換器をバイパスさせるバイパス路を通して前記授熱側ガスをバイパス流動させるように構成されている点にある。
【００１３】
上記第３特徴構成によれば、授熱側ガス用熱交換器をバイパスさせる際に、バイパス手段が、燃料電池システムで発生して排出される授熱側ガスをバイパス流動させるように構成されているので、授熱側ガスを授熱側ガス用熱交換器に流入させた場合に発生する圧損を無くして、授熱側ガスを燃料電池システムからスムーズに排出させることができるので、燃料電池システムにおける発電性能を良好にすることができる。
【００１４】
本発明に係る燃料電池システムの排熱回収システムの第４特徴構成は、上記第１又は第２の特徴構成に加えて、前記授熱側ガスとしての複数種のガスについて各別に前記授熱側ガス用熱交換器が設けられ、前記蓄熱装置が、排熱回収用流体を複数の前記授熱側ガス用熱交換器を直列に通流させる形態で構成され、前記バイパス手段が、前記複数の授熱側ガス用熱交換器の全てをバイパスさせる１つのバイパス路を通して前記排熱回収用流体をバイパス流動させるように構成されている点にある。
【００１５】
上記第４特徴構成によれば、バイパス手段が複数の授熱側ガス用熱交換器をバイパスさせるように排熱回収用流体をバイパス流動させるときに各授熱側ガス用熱交換器を個別にバイパスさせる必要はなく、全ての授熱側ガス用熱交換器を一括してバイパスさせるバイパス路を設けるだけでよいので、バイパス手段の構成及びその制御を単純なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して説明する本発明に係る燃料電池システムの排熱回収システムは、炭化水素系の原燃料ガスを改質して得られる水素含有ガスを燃料ガスとして燃料電池に供給する改質装置Ｒと、改質装置Ｒから供給される水素含有ガスを使用して発電を行う燃料電池１０とを備える燃料電池システムからの排熱を回収する排熱回収システムである。
そして、本発明に係る燃料電池システムの排熱回収システムには、改質装置Ｒから供給される燃料ガスを使用して発電する燃料電池１０の電池冷却用流体との熱交換により排熱を回収する電池冷却用熱交換器１４と、改質装置Ｒと燃料電池１０とが設けられる燃料電池システム外に排出される又は燃料電池システム内を通流する授熱側ガスとの熱交換により排熱を回収する授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７と、電池冷却用熱交換器１４及び授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７から回収される排熱を蓄熱する蓄熱装置１８と、電池冷却用流体の温度を燃料電池の冷却に適する温度以下に維持するために放熱作動する放熱器１９とが設けられている。そして、第１実施形態に係る燃料電池システムの排熱回収システムは、電池冷却用流体の燃料電池への流入温度がバイパス状態切り換え判定用温度以上になった場合又は蓄熱装置１８の蓄熱量がバイパス状態切り換え判定用熱量以上になった場合に、授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７における排熱回収をバイパスするバイパス手段２５、３５、２６、３６、２７、３７が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
燃料電池１０は、燃料ガス（水素含有ガス）が供給されるアノード１２、酸素ガスが供給されるカソード１３、及びアノード１２とカソード１３との間に設けられた電解質膜１１とを備え、これらが積層されて１つの燃料電池を構成している。そして、改質装置Ｒから供給される水素含有ガス（燃料ガス）と酸素ガスとを発電反応させた後、カソード１３からはカソード排ガス（授熱側ガスの一例）を排出し、アノード１２からはアノード排ガス（授熱側ガスの一例）を排出する。燃料電池１０にはそれ自体を適正な温度に冷却する電池冷却水（電池冷却用流体の一例）が通流されており、燃料電池１０で昇温された電池冷却水を排熱回収の対象にすることができる。また、カソード排ガス及びアノード排ガスは発電時の反応熱を受け取るため、これらのガスを授熱側ガスとして排熱回収の対象にすることもできる。
【００１８】
改質装置Ｒは、原燃料の供給を受けて水素含有ガスを生成し、その水素含有ガスを燃料電池に供給する装置であり、供給される炭化水素系の原燃料の脱硫を行う脱硫器１と、水を気化して水蒸気を生成する水蒸気生成器２と、脱硫された原燃料ガスと水蒸気とを反応させて水素含有ガスを発生させる改質器３と、水素含有ガスに含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変成する一酸化炭素変成器（ＣＯ変成器）５と、一酸化炭素変成器５を通過した水素含有ガスに微量に存在する一酸化炭素を選択的に酸化させて、水素含有ガスに含まれる一酸化炭素濃度を更に低減させるための一酸化炭素選択酸化器（ＣＯ選択酸化器）６とが設けられている。
【００１９】
脱硫器１は、原燃料ガスとして、メタンガス（ＣＨ4）を主成分とし、着臭剤として硫黄化合物が添加されている都市ガスが使用される場合に、まず、原燃料ガスの脱硫を行って上記硫黄化合物を除去する装置として使用される。この脱硫処理においては、原燃料ガスに水素を添加し、触媒を用いて両者を反応させることで得られた水素化物を酸化亜鉛などに吸着させる脱硫方法が用いられる。脱硫用として原燃料ガスに添加される水素は、別途設けられた水素タンクから直接供給する方法や、改質器３において発生された水素含有ガスの一部を脱硫器１に導入する方法などがある。
【００２０】
改質器３は、脱硫された原燃料ガス（メタンガス）と水蒸気生成器２から供給される水蒸気との反応を改質触媒により活性化させて、水素と一酸化炭素とを含む水素含有ガスを発生させる装置である。この反応時において改質触媒は、バーナを備えた燃焼部４を使用して例えば６５０℃〜７５０℃の温度に保たれており、メタンガスが水蒸気改質されて水素含有ガスが生成される。本実施形態では、燃焼部４の燃料には、燃料電池１０のアノードから排出されるアノード排ガスを回収して利用しており、燃焼部４のバーナ燃焼排ガスは授熱側ガスとして排熱回収の対象としている。
【００２１】
一酸化炭素変成器４は、改質器３から供給される水素含有ガスに含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変成する装置である。一酸化炭素を二酸化炭素に変成するのは、一酸化炭素が燃料電池セルに供給された場合に発生し得る電極被毒を防止するためである。この時、一酸化炭素を二酸化炭素に変成する一酸化炭素変成触媒６は、昇温ヒータ（図示せず）によって約２００℃に加熱され、一酸化炭素と水蒸気とが一酸化炭素変成触媒６により活性化されて、二酸化炭素と水素とに変成される。
【００２２】
一酸化炭素選択酸化器５は、一酸化炭素変成器４において未反応となった一酸化炭素を二酸化炭素に選択的に酸化させる装置であり、これにより、燃料電池に供給される水素含有ガスに含まれる一酸化炭素濃度を極めて低くすることができる。
【００２３】
以上のように燃料電池システム（改質装置Ｒ及び燃料電池１０）の構成要素について説明したが、本発明に係る排熱回収システムは、図１に示すように燃料電池システムから排出された熱を授熱側ガス用熱交換器１７、授熱側ガス用熱交換器１６、授熱側ガス用熱交換器１５、及び電池冷却用熱交換器１４において順に回収して、貯湯槽（蓄熱装置の一例）１８に蓄熱するように構成されている。
【００２４】
貯湯槽１８は、内部に水（排熱回収用流体の一例）を蓄えながらその水をポンプ２１によって排熱回収用流体路８に通流させ、授熱側ガス用熱交換器１７、授熱側ガス用熱交換器１６、授熱側ガス用熱交換器１５、及び電池冷却用熱交換器１４において順に行われる熱交換によって燃料電池システムからの排熱の回収を行い、他方では外部から水の供給を受けて、外部に給湯を行うように構成されている。
【００２５】
放熱器１９は、電池冷却水の温度を燃料電池の冷却に適する温度以下に維持するために放熱作動し、本実施形態では貯湯槽１８を出た後の排熱回収用流体路８に設けられている。その放熱能力は、電池冷却水によって回収されるのと同等の熱量を放熱できる程度の能力であればよい。従って、放熱器１９が作動中に電池冷却用熱交換器１４に流入する排熱回収用流体は、放熱器１９によって温度が下げられた後の排熱回収用流体であるので、電池冷却用熱交換器１４に流入する電池冷却水から熱を十分に取り除くことができる。
【００２６】
以下には排熱回収用流体との間で熱交換を行う電池冷却水、カソード排ガス、アノード排ガス、バーナ燃焼排ガスについて説明する。
電池冷却用流体路７を流れる電池冷却水は、燃料電池１０を冷却するために設けられており、ポンプ２０によって電池冷却用熱交換器１４と燃料電池１０とを循環させられ、排熱回収用流体路８を通流する排熱回収用流体との間で熱交換を行う。
【００２７】
カソード排ガスは、燃料電池１０のカソード部１３から排出される発電反応後のガスであり、バイパスバルブ２５を介して授熱側ガス用熱交換器１５に流入し、排熱回収用流体路８を通流する排熱回収用流体との間で熱交換を行う。アノード排ガスは、燃料電池のアノード部１２から排出される発電反応後のガスであり、バイパスバルブ２６を介して授熱側ガス用熱交換器１６に流入し、排熱回収用流体路８を通流する排熱回収用流体との間で熱交換を行う。バーナ燃焼排ガスは、アノード排ガスを燃焼部４においてバーナ燃焼させた後のガスであり、バイパスバルブ２７を介して授熱側ガス用熱交換器１７に流入し、排熱回収用流体路８を通流する排熱回収用流体との間で熱交換を行う。
【００２８】
授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７には、それぞれに流入するカソード排ガス、アノード排ガス、及びバーナ燃焼ガスをバイパス流動させるためのバイパス手段（バイパスバルブ及びバイパス路）が併設されている。例えば、授熱側ガス用熱交換器１５にはバイパスバルブ２５とバイパス路３５とが設けられ、授熱側ガス用熱交換器１６にはバイパスバルブ２６とバイパス路３６とが設けられ、授熱側ガス用熱交換器１７にはバイパスバルブ２７とバイパス路３７とが設けられている。
【００２９】
次に、電池冷却水の燃料電池１０への流入温度がバイパス状態切り換え判定用温度以上である場合又は貯湯槽の蓄熱量がバイパス状態切り換え判定用熱量以上である場合のバイパス手段の動作について以下に説明する。尚、これらの温度、蓄熱量の監視と、その結果に基づくバイパス手段の動作制御は別途設けられる演算制御部（図示せず）によって実行される。
【００３０】
まず、燃料電池１０への電池冷却水の流入温度を温度計Ｔを用いて監視し、その流入温度が所定値以上（バイパス状態切り換え判定用温度以上）である場合には、貯湯槽１８において過剰な蓄熱が行われていると判定することができる。同様に、貯湯槽内の水量とその温度とを温度計Ｔ及び水量センサ（図示せず）から導出して、その蓄熱量が所定値以上（バイパス状態切り換え判定用熱量以上）である場合には、貯湯槽１８において過剰な蓄熱が行われていると判定することができる。
【００３１】
そして、この燃料電池システムの排熱回収システムにおいて電池冷却水の温度がバイパス状態切り換え判定用温度以上となった場合又は貯湯槽１８における蓄熱量がバイパス状態切り換え判定用熱量以上となった場合、カソード排ガス、アノード排ガス及びバーナ燃焼排ガスが授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７をバイパス通流するように、演算制御部はバイパスバルブ２５、２６、２６を切り換えて、カソード排ガス、アノード排ガス及びバーナ燃焼排ガスをバイパス路３５、３６、３７に流す。この結果、授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７においては燃料電池システムの排熱回収は行われず、電池冷却水の更なる温度上昇又は貯湯槽１８への更なる蓄熱を抑制することができるので、小型且つ低消費電力の放熱器１９を設けながらも電池冷却水による燃料電池１０の冷却効果の低下を防止することができる。尚、電池冷却水が燃料電池１０を冷却に適する温度以下となるように放熱器１９を作動させることも適宜行われる。
【００３２】
更に、授熱側ガスとしてのカソード排ガス、アノード排ガス及びバーナ燃焼排ガスに対して授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７をバイパスさせる際に、バイパス手段が、燃料電池システムで発生して排出される授熱側ガスをバイパス流動させるように構成されているので、授熱側ガスを授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７に流入させた場合に発生する圧損を無くして、授熱側ガスを燃料電池システムからスムーズに排出させることができている。
【００３３】
＜第２実施形態＞
図２に示す第２実施形態に係る燃料電池システムの排熱回収システムは、図１に例示した第１実施形態に係る燃料電池システムの排熱回収システムとはバイパス手段の構成が異なり、複数種の授熱側ガス（カソード排ガス、アノード排ガス、バーナ燃焼排ガス）から排熱を回収する授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７の全てをバイパスさせる１つのバイパス路３８を通して排熱回収用流体をバイパス流動させるように構成されている。
【００３４】
詳細には、授熱側ガスとしてのカソード排ガス、アノード排ガス及びバーナ燃焼排ガスと排熱回収用流体との間で熱交換を行う授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７がそれぞれ直列に設けられているのは第１実施形態と同様であるが、本実施形態ではバイパス手段が、カソード排ガス、アノード排ガス及びバーナ燃焼排ガスがバイパスバルブ２８の切り換えによって授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７の全てを１つのバイパス路３８を通ってバイパス通流するように構成されている。この結果、バイパス流路の構成バイパスバルブ２８とバイパス路３８とを設けたという単純なシステム構成とすることができる。
【００３５】
通常の排熱回収時には、貯湯槽１８が、内部に水（排熱回収用流体の一例）を蓄えながらその水をポンプ２１によって排熱回収用流体路８に通流させ、バイパスバルブ２８を経て授熱側ガス用熱交換器１７、授熱側ガス用熱交換器１６、授熱側ガス用熱交換器１５、及び電池冷却用熱交換器１４において順に行われる熱交換によって燃料電池システムからの排熱の回収を行い、他方では外部から水の供給を受けて、外部に給湯を行うように構成されている。
【００３６】
そして、電池冷却水の燃料電池への流入温度がバイパス状態切り換え判定用温度以上である場合又は貯湯槽の蓄熱量がバイパス状態切り換え判定用熱量以上である場合には、第１実施形態と同様に、排熱回収用流体の通路をバイパス路３８に切り換えることで、授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７においては燃料電池システムの排熱回収は行われず、電池冷却水の更なる温度上昇又は貯湯槽１８への更なる蓄熱を抑制するように構成されている。
【００３７】
＜別実施形態＞
＜１＞
図３に示す燃料電池システムの排熱回収システムは、図１に例示した第１実施形態に係る燃料電池システムの排熱回収システムとは排熱回収の形態が異なっている。
具体的には、ポンプ２２によって熱交換流体路９を流される熱交換流体が、電池冷却用熱交換器１４及び授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７において、電池冷却水、カソード排ガス、アノード排ガス及びバーナ燃焼排ガスと熱交換を行い、且つ熱交換流体路９を流れる熱交換流体と排熱回収用流体路８を通流する排熱回収用流体とが熱交換器２３において熱交換を行うように構成されている。
【００３８】
＜２＞
図４に示す燃料電池システムの排熱回収システムは、図１に例示した第１実施形態に係る燃料電池システムの排熱回収システムとは放熱器１９の設置場所が異なっており、電池冷却用熱交換器１４を出て燃料電池１０に至る間の電池冷却用流体路７に放熱器１９が設けられている。このシステム構成により、温度計Ｔで監視される温度に基づいて放熱器１９の作動制御を行うことで、燃料電池１０に流入する電池冷却水の温度管理を確実に実施できる。
【００３９】
＜３＞
図５に示す燃料電池システムの排熱回収システムは、図１に例示した第１実施形態に係る燃料電池システムの排熱回収システムとは授熱側ガスの排熱回収の形態が異なっており、授熱側ガスとしてのカソード排ガス、アノード排ガス及びバーナ燃焼排ガスの排熱が、電池冷却水によって回収されるシステム構成となっている。具体的には、燃料電池１０を出た電池冷却水がポンプ２０を経て授熱側ガス用熱交換器１５、授熱側ガス用熱交換器１６、及び授熱側ガス用熱交換器１７の順に通流し、それぞれでカソード排ガス、アノード排ガス及びバーナ燃焼排ガスの排熱を回収した後、電池冷却用熱交換器１４において排熱回収用流体に回収した排熱を渡すように構成されている。
【００４０】
尚、図５に例示するのはバイパス手段がカソード排ガス、アノード排ガス及びバーナ燃焼排ガスのそれぞれをバイパス通流させるシステム構成であるが、図２に例示したのと同様に、授熱側ガス用熱交換器１５、１６、１７の全てをバイパスさせる１つのバイパス路を通して電池冷却水をバイパス流動させるように構成しても構わない。
【００４１】
＜４＞
上述の実施形態では、授熱側ガスとしてのカソード排ガスとアノード排ガスとバーナ燃焼排ガスとを排熱回収に利用する場合について説明したが、授熱側ガスとしてこれらのガスの内の少なくとも一つだけを排熱回収に利用しても構わない。これらのガスの内の一つだけを排熱回収に使用する場合、図１のシステム構成では、排熱回収の対象としないガスをバイパス流動させるようにバイパスバルブを切り換えればよい。
【００４２】
＜５＞
図１から図４に示した燃料電池システムの排熱回収システムでは、授熱側ガス用熱交換器１７、授熱側ガス用熱交換器１６、授熱側ガス用熱交換器１５、及び電池冷却用熱交換器１４の順に排熱を回収するように排熱回収用流体（又は熱交換流体）を通流させているが、それとは逆に、電池冷却用熱交換器１４、授熱側ガス用熱交換器１５、授熱側ガス用熱交換器１６、及び授熱側ガス用熱交換器１７の順に排熱を回収するように排熱回収用流体（又は熱交換流体）を通流させるように改変することも可能である。
同様に、図５に示した燃料電池システムの排熱回収システムでは、燃料電池１０を出た電池冷却水がポンプ２０を経て授熱側ガス用熱交換器１５、授熱側ガス用熱交換器１６、及び授熱側ガス用熱交換器１７の順に通流して、その後に電池冷却用熱交換器１４に流入するように構成されているが、それとは逆に、電池冷却水が授熱側ガス用熱交換器１７、授熱側ガス用熱交換器１６及び授熱側ガス用熱交換器１５の順に通流された後で燃料電池１０に流入し、その後に燃料電池１０を出た電池冷却水がポンプ２０を経て電池冷却用熱交換器１４に流入するように改変することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】燃料電池システムの排熱回収システムの機能ブロック図
【図２】燃料電池システムの排熱回収システムの別の機能ブロック図
【図３】燃料電池システムの排熱回収システムの別の機能ブロック図
【図４】燃料電池システムの排熱回収システムの別の機能ブロック図
【図５】燃料電池システムの排熱回収システムの別の機能ブロック図
【符号の説明】
【００４４】
１０  燃料電池
１４  電池冷却用熱交換器
１５  授熱側ガス用熱交換器
１８  貯湯槽（蓄熱装置）
１９  放熱器
２５  バイパスバルブ
３５  バイパス路
【図１】
2005071834.tif 000003
【図２】
2005071834.tif 000004
【図３】
2005071834.tif 000005
【図４】
2005071834.tif 000006
【図５】
2005071834.tif 000007