(57)【要約】【課題】パッケージ内で発生した熱の熱回収に用いた冷却水を燃料電池発電装置の凍結防止用に利用することができ、無駄な電力を消費することなくエネルギーを有効活用すること。【解決手段】燃料ガスを水蒸気改質する燃料改質器２５と、水蒸気改質された燃料ガスと空気との電気化学反応に基づいて電気および熱エネルギーを発生する燃料電池本体２１と、装置内で発生した熱を熱交換して外部に排出する熱交換器２とをパッケージ１に収納する燃料電池発電装置である。燃料電池発電装置のパッケージ床面１ａまたは壁面に沿って分岐配管１０を敷設し、分岐配管１０に熱交換器２においてパッケージ１内の排熱を回収した冷却水を通流し、分岐配管１０からの放熱でパッケージ床面１ａまたは壁面を熱してパッケージ１内を暖めるように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを水蒸気改質する燃料改質系機器と、水蒸気改質された燃料ガスと空気との電気化学反応に基づいて電気および熱エネルギーを発生する燃料電池本体と、装置内で発生した熱を熱交換して外部に排出する熱交換器とをパッケージ内に収納し、前記熱交換器にパッケージ外部から冷却水を供給すると共に該熱交換器において排熱回収した冷却水をパッケージ外部へ排出する冷却水配管を備える燃料電池発電装置であって、
前記冷却水の一部を前記冷却水配管から前記パッケージの床面または壁面に隣接して設けた配管内へと分流させた後、前記冷却水配管に還流させる分岐配管を設けたことを特徴とする燃料電池発電装置。
【請求項２】
前記パッケージの床面または壁面に放熱器を設け、当該放熱器を介して前記分岐配管を流れる冷却水の熱を放出することを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電装置。
【請求項３】
前記分岐配管に冷却水量を調節する手動弁を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃料電池発電装置。
【請求項４】
前記分岐配管に冷却水量を調節する調整弁を設け、パッケージ内の温度が目的温度になるように前記調整弁の開度を自動で制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃料電池発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージ内に収納された機器の凍結防止機能を有する燃料電池発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料ガスを水蒸気改質して得られた燃料ガスと空気との電気化学反応に基づいて電気および熱エネルギーを発生する燃料電池発電装置がある。燃料電池発電装置は、燃料電池本体が設置されるパッケージ内の凍結防止が図られている。例えば、外気温度低下を温度センサで検出し、外気温度が閾値を下回った段階で冷却水系機器を運転させ、ヒータによる温水循環により、冷却水系機器の凍結防止を図ったもの（例えば、特許文献１参照）、パッケージ外に設置された貯湯槽から温水を導入してパッケージ内の機器の凍結防止を図ったものがある（例えば、特許文献２参照）。また、パッケージ内の温度に応じてその換気ファンの駆動量を変化させパッケージ内の温度を調節して機器の凍結防止を図るもの（例えば、特許文献３参照）、逆変換装置の発した熱を温風として供給する方法でパッケージ内の機器の凍結防止を図るものがある（例えば、特許文献４参照）。
【０００３】
図９はパッケージ内に発熱体を設置して機器の凍結防止を図った燃料電池発電装置の概略図である。燃料電池発電装置のパッケージ１は、燃料ガスを水蒸気改質する燃料改質系機器、水蒸気改質された燃料ガスと空気との電気化学反応に基づいて電気および熱エネルギーを発生する燃料電池本体を収納する。パッケージ１には、燃料改質系機器及び燃料電池本体等が装置内で発生した熱を外部排出するための熱交換器２を備えている。熱交換器２としては後述する電池冷却系熱回収用熱交換器、排ガス熱回収用熱交換器がある。また、パッケージ１に機器の凍結を防止するためのスペースヒータ３を設置すると共に、パッケージ内の温度を温度センサー４で検出し、検出温度が凍結防止温度を下回らないようにスペースヒータ３で温度制御している。
【０００４】
一方、熱交換器２にパッケージ１外から冷却水を循環させる冷却水循環系９が配設されている。冷却水循環系９の復路側配管９ｂに設置したポンプ５により熱交換器２に冷却水を供給し、熱交換器２で熱交換して昇温した冷却水を往路側配管９ａを経由して例えば空冷式の冷却器７へ戻している。冷却器７で冷却水の熱を外気に放出することで冷却水が冷却される。冷却器７で冷却された冷却水は制御弁６を介して再び復路側配管９ｂに戻される。冷却水の循環流量は、冷却水温度検出器８で検出される冷却水温度を制御弁６へフィードバックすることで制御している。
【０００５】
以上のように、従来の燃料電池発電装置では、スペースヒータ３の熱により凍結を防止し、パッケージ１内で発生した熱は熱交換器２を介してパッケージ１外に排出し冷却器７にて冷却していた。
【特許文献１】特開平１１−２１４０２５号公報
【特許文献２】特開２００３−２８２１０５号公報
【特許文献３】特開２００３−３６８７４号公報
【特許文献４】特開２００６−２５２９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の燃料電池発電装置は、パッケージ内の排熱を系外に排出するだけであったので、パッケージ内で発生した熱が有効利用されず、凍結防止のために無駄な電力を消費していた。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、パッケージ内で発生した熱の熱回収に用いた冷却水を燃料電池発電装置の凍結防止用に利用することができ、無駄な電力を消費することなくエネルギーの有効活用が行なえる燃料電池発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の燃料電池発電装置は、燃料ガスを水蒸気改質する燃料改質系機器と、水蒸気改質された燃料ガスと空気との電気化学反応に基づいて電気および熱エネルギーを発生する燃料電池本体と、装置内で発生した熱を熱交換して外部に排出する熱交換器とをパッケージ内に収納し、前記熱交換器にパッケージ外部から冷却水を供給すると共に該熱交換器において排熱回収した冷却水をパッケージ外部へ排出する冷却水配管を備える燃料電池発電装置であって、前記冷却水の一部を前記冷却水配管から前記パッケージの床面または壁面に隣接して設けた配管内へと分流させた後、前記冷却水配管に還流させる分岐配管を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、熱交換器において排熱回収した冷却水の一部が分岐配管にてパッケージの床面または壁面に隣接して設けた配管内へと分流されるので、発熱体等で無駄に電気エネルギーを消費することなく、エネルギーの有効活用を行ないながら凍結防止を図ることができる。
【００１０】
また本発明は、上記燃料電池発電装置において、前記パッケージの床面または壁面に放熱器を設け、当該放熱器を介して前記分岐配管を流れる冷却水の熱を放出することを特徴とする。
【００１１】
この構成により、放熱器を介してパッケージ床面又は壁面より積極的に放熱することにより、凍結防止を必要とする機器周辺に集中的に暖気として送風することができ、より確実に凍結防止を図ることができる。
【００１２】
また本発明は、上記燃料電池発電装置において、前記分岐配管に冷却水量を調節する手動弁を設けたことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、凍結防止に使用する分岐配管に手動弁を設けたので、外気温や季節に応じて流量を調節することができ、季節や気温の変化に応じた凍結防止を行なうことができる。
【００１４】
また本発明は、上記燃料電池発電装置において、前記分岐配管に冷却水量を調節する調整弁を設け、パッケージ内の温度が目的温度になるように前記調整弁の開度を自動で制御することを特徴とする。
【００１５】
この構成により、凍結防止に使用する分岐配管に調節弁を設けたので、外気温や季節に応じて自動でその流量を調節することができ、季節や気温の変化に応じた凍結防止を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、排熱処理において排出していた冷却水を燃料電池発電装置の凍結防止用に利用することができ、無駄な電力を消費することなくエネルギーを有効活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池発電装置の概略的な構成図である。前述した図９の燃料電池発電装置と同一部分には同一符号を付して説明の重複を避ける。
【００１８】
本実施の形態の燃料電池発電装置は、パッケージ１下部の床面１ａに沿って冷却水循環系９から分岐させた分岐配管１０を敷設している。分岐配管１０に熱交換器２においてパッケージ内１の排熱を回収した冷却水を通流し、分岐配管１０からの放熱でパッケージ１の床面１ａを熱してパッケージ１内を暖めるように構成している。分岐配管１０の一端は冷却水循環系９の復路側配管９ｂに連通しており、分岐配管１０の他端は往路側配管９ａに連通している。そして、分岐配管１０の途中に手動弁１１を設け、分岐配管１０に対して復路側配管９ｂ側から往路側配管９ａ側方向へ冷却水が流れるようにすると共に流量を調節できるようにしている。本実施の形態では、冷却器７で冷却後の冷却水を分岐配管１０に導入しているが、後述するように、冷却後の冷却水でも十分凍結防止に供することができる温度を有している。冷却水は、分岐配管１０を流れる冷却水の流量を多くすれば、分岐配管１０から放熱される熱エネルギーが大きくなり温度を上昇させることができる。また、分岐配管１０を流れる冷却水の流量を少なくすれば、分岐配管１０から放熱される熱エネルギーが小さくなり温度を下げることができる。したがって、手動弁１１を操作して冷却水の流量を調整することにより、季節変動や気温変化に柔軟に対応できて、運転中はパッケージ１内の温度を常に適切な温度に維持することができる。
【００１９】
図２はパッケージ１の床面１ａに分岐配管１０を敷設した状態を示す概略図である。
パッケージ１の床面１ａの一方の端から他方の端に掛けて分岐配管１０を蛇行させながら配置することで、パッケージ１の床面１ａの全体に分岐配管１０が配置されるようにしている。
【００２０】
本実施の形態は、図３に示すように、パッケージ１の床面１ａに沿って敷設された分岐配管１０を断熱材１２で覆うようにしている。分岐配管１０を断熱材１２で覆うことにより、分岐配管１０から放出された熱が外部へ逃げるのを防止することができる。
【００２１】
図４は本実施の形態の燃料電池発電装置のパッケージ１内の系統図である。
燃料電池スタックを構成する燃料電池本体２１は、燃料極２２及び空気極２３からなる複数の単位セルと、当該単位セルを複数個重ねる毎に配設される冷却管を有する冷却板２４とから構成される。燃料電池本体２１の前段に、燃料改質系機器としての燃料改質器２５及びＣＯ変成器２６が設けられている。
【００２２】
燃料改質器２５のバーナへは、燃焼用空気ブロア２７が接続されている。燃料改質器２５は、原燃料供給系２８を経て供給される天然ガスなどの原燃料を、水素に富むガスに改質した改質ガスを生成する。燃料改質器２５では、水蒸気分離器２９で分離され水蒸気供給系３０を経て水蒸気が供給されると共に、改質触媒下にてバーナでのオフガス燃焼による燃焼熱により加熱して、水素に富むガスに改質して改質ガスを生成する。燃料改質器２５で生成された改質ガスは、ＣＯ変成器２６を有する改質ガス供給系３１を経由して燃料電池本体２１の燃料極２２に供給される。一方、燃料極２２から電池反応に寄与しない水素を含むオフガスが、オフガス供給系３２を経て燃料改質器２５のバーナに燃料として供給される。燃料改質器２５から出た燃焼排ガスは、燃焼排ガス系３３により水回収用凝縮器３４へと送られる。オフガス供給系３２及び燃焼排ガス系３３には熱交換器５０が設けられている。熱交換器５０は燃焼用空気ブロア２７で導入される空気の熱交換も行っている。
【００２３】
燃料電池本体２１には、空気極２３に空気を供給する反応用空気ブロア３５を備えた空気供給系３６と、電池反応後の空気を水回収用凝縮器３４へ供給する空気排出系３７とが接続されている。
【００２４】
燃料電池本体２１の冷却板２４の冷却管には、燃料電池本体２１の発電時に冷却水を循環するため冷却水循環系３８が接続されている。冷却水循環系３８は、水蒸気分離器２９、電池冷却水循環ポンプ３９および電池冷却系熱回収用熱交換器４０を備えている。電池冷却系熱回収用熱交換器４０は電池冷却系復路側配管４１から冷却した高温水が供給され、排熱回収した高温水が電池冷却系往路側配管４２を経由してパッケージ外へ取り出される。パッケージ外に設置した冷却器で排熱回収した高温水を冷却した後、電池冷却系復路側配管４１から冷却した高温水として供給する。
【００２５】
水蒸気分離器２９では、燃料電池本体２１の冷却管から排出された水と蒸気との二相流となった冷却水を、水蒸気と冷却水とに分離する。ここで分離された水蒸気は、燃料改質器２５に向かう原燃料と混入するように、水蒸気供給系３０を経て送出される。その際、元圧の低い原燃料と水蒸気とを混合するためにエゼクタ４３を使用している。このエゼクタ４３は、蒸気を駆動流体とすると共に、原燃料を被駆動流体としている。原燃料供給系２８は、脱硫反応器４４を経由してエゼクタ４３に原燃料を供給する。
【００２６】
水回収用凝縮器３４には、燃焼排ガス系３３及び空気排出系３７がそれぞれ接続されており、凝縮水を貯めるタンク４５を備えている。水回収用凝縮器３４は、燃焼排ガス系３３及び空気排出系３７から送り込まれる排ガスを冷却水で冷却して排ガス中の水蒸気を凝縮して熱回収する排ガス熱回収用熱交換器として動作する。水回収用凝縮器３４のタンク４５からはプロセス排気がパッケージ外へ排出される。また、タンク４５には回収水の量が所定値を下回ると補給水がパッケージ外から供給される。
【００２７】
水回収用凝縮器３４のタンク４５には、パッケージ外からタンク内に排ガス凝縮用に冷却した回収水を供給する排ガス凝縮系復路配管４６が接続される。またタンク４５には、排ガスから熱回収して温度が高くなった回収水をタンク４５からパッケージ外へ取り出して不図示の冷却器へ導く排ガス凝縮系往路配管４７が接続される。排ガス凝縮系往路配管４７に設けられた回収水循環ポンプ４８により回収水を水回収用凝縮器３４のタンク４５とパッケージ外の冷却器との間で循環させるようにしている。
【００２８】
また、回収水ポンプ５１によって水回収用凝縮器３４のタンク下部から回収水を取り出し、熱交換器５２を経由して水処理装置５３に供給されるようにしている。回収水は水処理装置５３に導入されて純水化された後、冷水ポンプ５４により冷却水循環系３８における電池冷却水循環ポンプ３９の上流側に供給するようにしている。なお、水処理装置５３にて純水化された水の一部はリザーブタンク５５に蓄えられる。また、回収水ポンプ５１によりタンク４５より取り出されて熱交換器５２で冷却された回収水の一部はインバータ装置５６を経由してリザーブタンク５５に蓄えられるようになっている。
【００２９】
以上のように構成された燃料電池発電装置において、電池冷却系熱回収用熱交換器４０で熱回収して電池冷却系往路側配管４２を通ってパッケージ外の冷却器へ導かれる冷却水（高温水）の熱をパッケージ１内の機器の凍結防止用に利用する。
【００３０】
この場合、図１の熱交換器２に電池冷却系熱回収用熱交換器４０が相当し、図１の往路側配管９ａに電池冷却系往路配管４２が相当し、図１の復路側配管９ｂに電池冷却系復路側配管４１が相当する。図４に示す燃料電池本体２１，燃料改質器２５，水回収用凝縮器３４，電池冷却系熱回収用熱交換器４０等を収納するパッケージ１の床面１ａに図２及び図３に示すように分岐配管１０を敷設する。パッケージ外に引き出した電池冷却系往路配管４２に分岐配管１０の一端を連結すると共に、パッケージ外に引き出した電池冷却系復路側配管４１に分岐配管１０の他端を連結する。手動弁１１を分岐配管１０に設け、パッケージ１内の温度が低下して凍結の恐れがある場合は、手動弁１１を開くことにより、電池冷却系復路側配管４１から分岐配管１０を通って冷却水が電池冷却系往路側配管４２に戻るようにする。
【００３１】
燃料電池発電装置の運転中は、電池冷却水循環ポンプ３９により冷却水が冷却水循環系３８を循環する。冷却水循環系３８を循環する冷却水は、燃料電池本体２１で冷却板２４を通過する際に燃料電池本体２１の熱を回収して温度が高くなる。燃料電池本体２１の熱を回収して温度が高くなった冷却水は電池冷却系熱回収用熱交換器４０に供給され、そこで電池冷却系復路側配管４１から供給される冷却水との熱交換で冷却水循環系３８の冷却水の熱が回収される。
【００３２】
一方、電池冷却系熱回収用熱交換器４０において熱回収した冷却水は、電池冷却系往路側配管４２により冷却器７へと送られて約８０℃に冷却された後、電池冷却系復路側配管４１から全部又は一部が分岐配管１０に導かれる。このとき、分岐配管１０に導入される冷却水の流量は手動弁１１によって調整される。パッケージ床面１ａの全面に敷設した分岐配管１０に熱回収によって温度が高くなった冷却水が流れることにより、分岐配管１０からの放熱でパッケージ床面１ａが暖められ、パッケージ１に収納されている機器が凍結するのを防止することができる。手動弁１１を操作して弁開度を大きくすると、電池冷却系往路配管４２から分岐配管１０に流入する冷却水の水量が多くなり、パッケージ床面１ａに単位時間当たりに放出される熱エネルギーが大きくなるので、パッケージ１に収納された機器の加熱効果を上げることができる。逆に、手動弁１１を操作して弁開度を小さくすると、電池冷却系復路配管４２から分岐配管１０に流入する冷却水量が少なくなり、パッケージ床面１ａに単位時間当たりに放出される熱エネルギーが小さくなるので、パッケージ１に収納された機器の加熱効果を下げることができる。このように、手動弁１１を操作してパッケージ１内の温度を機器の凍結を防止できる任意温度に調整することができる。
【００３３】
また、上記燃料電池発電装置において、水回収用凝縮器３４を図１の熱交換器２とし、水回収用凝縮器３４から排ガス凝縮系往路配管４７を通ってパッケージ外の冷却器へ導かれる冷却水の熱をパッケージ１内の機器の凍結防止用に利用するように構成しても良い。
【００３４】
この場合、図１の熱交換器２に水回収用凝縮器３４が相当し、図１の往路側配管９ａに排ガス凝縮系往路配管４７が相当し、図１の復路側配管９ｂに排ガス凝縮系復路配管４６が相当する。パッケージ外に引き出した排ガス凝縮系往路配管４７に分岐配管１０の一端を連結すると共に、パッケージ外に引き出した排ガス凝縮系復路配管４６に分岐配管１０の他端を連結する。
【００３５】
燃料電池発電装置の運転中は、水回収用凝縮器３４に対して燃焼排ガス系３３及び空気排出系３７から水蒸気を含んだ排ガスが供給されると共に、水蒸気分離器２９からも排ガスが供給される。排ガス凝縮系往路配管４７からタンク４５内に供給される冷却水で排ガスが冷却されて排ガス中の水蒸気が凝縮される。排ガス中の水蒸気が凝縮して生成された回収水は排ガスの熱エネルギーにより水温が上昇している。このように水回収用凝縮器３４において排ガスから熱回収して温度が高くなった冷却水は回収水循環ポンプ４８により排ガス凝縮系往路配管４７を通ってパッケージ外へ取り出される。排ガス凝縮系往路配管４７により冷却器７へと送られた凝縮水は、約４０℃に冷却された後、排ガス凝縮系復路配管４６から分岐配管１０に流入する。この結果、分岐配管１０からの放熱でパッケージ床面１ａが暖められ、パッケージ１に収納されている機器が凍結するのを防止することができる。手動弁１１を操作して弁開度を大きくすると、排ガス凝縮系往路配管４７から分岐配管１０に流入する温度の高い冷却水量が多くなり、パッケージ床面１ａに単位時間当たりに放出される熱エネルギーが大きくなる。また、手動弁１１を操作して弁開度を小さくすると、排ガス凝縮系往路配管４７から分岐配管１０に流入する冷却水量が少なくなり、パッケージ床面１ａに単位時間当たりに放出される熱エネルギーが小さくなる。このように、手動弁１１を操作してパッケージ１内の温度を機器の凍結を防止できる任意温度に調整することができる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態によれば、電池冷却系復路側配管４１を流れる冷却水（高温水）の熱をパッケージ１内の機器の凍結防止用に利用することができ、燃料電池発電装置の排熱処理において廃棄していた冷却水の熱エネルギーを燃料電池発電装置の凍結防止用に利用することができ、無駄な電力を消費することなくエネルギーを有効活用することができる。
【００３７】
また、本実施の形態によれば、排ガス凝縮系復路配管４６を流れる冷却水（低温水）の熱をパッケージ１内の機器の凍結防止用に利用することができ、無駄な電力を消費することなくエネルギーを有効活用して機器の凍結防止を図ることができる。
【００３８】
なお、パッケージ床面１ａに、電池冷却系熱回収用熱交換器４０で熱交換して熱回収した冷却水が導入される分岐配管と、水回収用凝縮器３４で熱交換して熱回収した冷却水が導入される分岐配管との２系統を敷設しても良いし、いずれか一方の系統だけを設け得ても同様の作用効果を期待できる。
【００３９】
上記および図１に示す実施の形態では、冷却器７で冷却された後の冷却水が復路側配管９ｂから分岐配管１０を往路側配管９ａへと流れる構成となっているが、復路側配管９ｂと分岐配管１０との接続部をポンプ５の上流側に設けて、電池冷却系熱回収用熱交換器４０または水回収用凝縮器３４にて熱回収した後の冷却水が往路側配管９ａから分岐配管１０に導入されて復路側配管９ｂ方向に流れる構成としてもよく、この場合は熱交換器２により昇温されより高温となった冷却水を凍結防止に利用することができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２の実施の形態に係る燃料電池発電装置の概略的な構成図である。前述した第１の実施の形態の燃料電池発電装置と同一部分には同一符号を付して説明の重複を避ける。図４に示す電池冷却系熱回収用熱交換器４０及び又は水回収用凝縮器３４（排ガス熱回収用熱交換器）が熱交換器２となる。
【００４１】
本実施の形態の燃料電池発電装置は、パッケージ床面１ａに配置した分岐配管１０に放熱器６０を備えている。図６は放熱器６０の概略的な斜視図、図７は放熱器６０の断面図をそれぞれ示している。放熱器６０はパッケージ床面１ａに沿って配列した放熱フィン６１の一部をパッケージ床面１ａからパッケージ内に露出させている。また、パッケージ床面１ａからパッケージ外側に出ている各放熱フィン６１に対して分岐配管１０を貫通させて分岐配管１０の熱が放熱フィン６１に直接伝わるように構成している。さらに、本実施の形態ではパッケージ外に出ている放熱フィン６１及び分岐配管１０を断熱材６２で覆うことにより熱が外部に逃げないようにしている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
以上のように構成された本実施の形態では、パッケージ内に収納された熱交換器２で電池冷却系の冷却水から熱回収し又は排ガスから熱回収した冷却水が往路側配管９ａから冷却器７に送られて所定温度（例えば４０℃又は８０℃）まで冷却される。冷却器７から排出される冷却水はポンプ５で熱交換器２側へ送出され、その一部が復路側配管９ｂから分岐配管１０を通って放熱器６０に供給される。放熱器６０ではパッケージ床面１ａ（パッケージ外側）において分岐配管１０と接している放熱フィン６１に熱が伝わり、パッケージ１内に露出している放熱フィン６１の一部からパッケージ１内に熱が放出される。
【００４３】
このように、パッケージ床面１ａ（パッケージ外側）において分岐配管１０から放熱フィン６１に熱を直接伝達し、さらにパッケージ１内に露出した放熱フィン６１の端まで放熱フィン６１自体を熱が伝達してパッケージ１内で放熱するので、効率的に熱を放出することができる。
【００４４】
（第３の実施の形態）
図８は本発明の第３の実施の形態に係る燃料電池発電装置の概略的な構成図である。前述した第１及び第２の実施の形態の燃料電池発電装置と同一部分には同一符号を付して説明の重複を避ける。
【００４５】
本実施の形態の燃料電池発電装置は、往路側配管９ａと復路側配管９ｂとの間に配設した分岐配管１０であって、放熱器６０と往路側配管９ａとの間に調整弁６２を設ける一方、パッケージ１内に温度センサー６３を設置している。温度センサー６３で検出されるパッケージ内温度を調整弁６２へ入力し、パッケージ内温度が目標温度になるように調整弁６２の弁開度を自動的に制御するように構成している。
【００４６】
このように、温度センサー６３でパッケージ内温度を検出して調整弁６２へフィードバックし、パッケージ内温度が目標温度になるように調整弁６２で冷却水流量を自動的に調節するので、作業員が冷却水流量を手動操作することなく、季節変動や気温変化に対して自動的に対応することができる。
【００４７】
以上の説明では、分岐配管１０をパッケージ１の床面１ａに敷設しているが、パッケージ１の壁面に分岐配管１０を設けるようにしても同様の作用効果を奏することができる。また、パッケージ１の床面１ａと壁面の双方に分岐配管１０を設けることにより、どちらか一方に設ける場合に比べて加熱効果をより高めることができる。また、分岐配管１０への冷却水通流方向は復路側配管９ｂから往路側配管９ａに向けた方向に限定されるものではなく、その逆方向に設計することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、発電運転中にパッケージ内に収納された機器が凍結する可能性のある燃料電池発電装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１の実施の形態に係る燃料電池発電装置の概略的な構成図
【図２】第１の実施の形態においてパッケージ床面に冷却水配管を敷設した状態を示す概略図
【図３】第１の実施の形態においてパッケージ床面付近の部分的な断面図
【図４】第１、第２及び第３の実施の形態の燃料電池発電装置におけるパッケージ内の系統図
【図５】第２の実施の形態に係る燃料電池発電装置の概略的な構成図
【図６】第２の実施の形態における放熱器の概略的な斜視図
【図７】第２の実施の形態における放熱器の断面図
【図８】第３の実施の形態に係る燃料電池発電装置の概略的な構成図
【図９】従来の燃料電池発電装置の概略的な構成図
【符号の説明】
【００５０】
１…パッケージ、２…熱交換器、３…スペースヒータ、４…温度センサー、５…ポンプ、６…制御弁、７…冷却器、８…冷却水温度検出器、９…冷却水循環系、９ａ…往路側配管、９ｂ…復路側配管、１０…分岐配管、２１…燃料電池本体、２２…燃料極、２３…空気極、２４…冷却板、２５…燃料改質器、２６…ＣＯ変成器、２７…燃焼用空気ブロア、２８…原燃料供給系、２９…水蒸気分離器、３０…水蒸気供給系、３１…改質ガス供給系、３２…オフガス供給系、３３…燃焼排ガス系、３４…水回収用凝縮器、３５…反応用空気ブロア、３６…空気供給系、３７…空気排出系、３８…冷却水循環系、３９…電池冷却水循環ポンプ、４０…電池冷却系熱回収用熱交換器、４１…電池冷却系復路側配管、４２…電池冷却系往路側配管、４３…エゼクタ、４４…脱硫反応器、４５…タンク、４６…排ガス凝縮系復路配管、４７…排ガス凝縮系往路配管、４８…回収水循環ポンプ、５０…熱交換器、５１…回収水ポンプ、５２…熱交換器、５３…水処理装置、５４…冷水ポンプ、５５…リザーブタンク、５６…インバータ装置、６０…放熱器、６１…放熱フィン、６２…調整弁、６３…温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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