JP2000208158A - 固体高分子電解質型燃料電池発電装置 - Google Patents
固体高分子電解質型燃料電池発電装置Info
- Publication number
- JP2000208158A JP2000208158A JP11008655A JP865599A JP2000208158A JP 2000208158 A JP2000208158 A JP 2000208158A JP 11008655 A JP11008655 A JP 11008655A JP 865599 A JP865599 A JP 865599A JP 2000208158 A JP2000208158 A JP 2000208158A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- fuel cell
- tank
- exhaust gas
- solid polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】燃料排ガスと酸化剤排ガスに含まれる水分が簡
単に、かつ効果的に回収され、安価でコンパクトな構成
の装置とする。 【解決手段】燃料電池積層体１の冷却水循環系に備える
冷却水タンクを、内部に保持する冷却水を介して互いに
連結された第１タンク１３ａと第２タンク１３ｂから構
成し、燃料電池積層体１からの燃料排ガスと酸化剤排ガ
スをそれぞれ第１タンク１３ａと第２タンク１３ｂに導
入して含まれる水分を回収し、そののち燃焼器１２で燃
焼する。
単に、かつ効果的に回収され、安価でコンパクトな構成
の装置とする。 【解決手段】燃料電池積層体１の冷却水循環系に備える
冷却水タンクを、内部に保持する冷却水を介して互いに
連結された第１タンク１３ａと第２タンク１３ｂから構
成し、燃料電池積層体１からの燃料排ガスと酸化剤排ガ
スをそれぞれ第１タンク１３ａと第２タンク１３ｂに導
入して含まれる水分を回収し、そののち燃焼器１２で燃
焼する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、固体高分子電解
質膜を電解質層として用いる燃料電池積層体を備えた固
体高分子電解質型燃料電池発電装置に関する。
質膜を電解質層として用いる燃料電池積層体を備えた固
体高分子電解質型燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子電解質型燃料電池の最小発電
単位である単電池の発生電圧は約0.7Ｖである。このた
め、実際の発電装置では、複数の単電池を積層して構成
される燃料電池積層体（スタック）が用いられる。燃料
電池積層体では発電に伴って発電量とほぼ同等の熱が発
生するので、燃料電池積層体にはこの熱を除去するため
に冷却構造が備えられており、冷却水により冷却する方
法が一般に採られている。特に固体高分子電解質型燃料
電池では、電解質の乾燥を防止し、加湿状態に保持して
用いる必要があるため、冷却水の一部を燃料電池積層体
の加湿に有効利用する方法が通常用いられている。な
お、燃料電池積層体の出力密度が低い場合には、水冷方
式に替わって空冷方式が用いられる場合もある。
単位である単電池の発生電圧は約0.7Ｖである。このた
め、実際の発電装置では、複数の単電池を積層して構成
される燃料電池積層体（スタック）が用いられる。燃料
電池積層体では発電に伴って発電量とほぼ同等の熱が発
生するので、燃料電池積層体にはこの熱を除去するため
に冷却構造が備えられており、冷却水により冷却する方
法が一般に採られている。特に固体高分子電解質型燃料
電池では、電解質の乾燥を防止し、加湿状態に保持して
用いる必要があるため、冷却水の一部を燃料電池積層体
の加湿に有効利用する方法が通常用いられている。な
お、燃料電池積層体の出力密度が低い場合には、水冷方
式に替わって空冷方式が用いられる場合もある。
【０００３】図４は、水冷方式の冷却系統を備えた従来
の固体高分子電解質型燃料電池発電装置の冷却系統、反
応ガス系統の要部を示すフロー図である。図において、
反応ガス系統の上流側は省略されている。
の固体高分子電解質型燃料電池発電装置の冷却系統、反
応ガス系統の要部を示すフロー図である。図において、
反応ガス系統の上流側は省略されている。
【０００４】酸化剤ガスには一般に空気が用いられ、ブ
ロアやコンプレッサーなどによって、酸化剤ガス入口９
から燃料電池積層体１の内部へと供給される。また、燃
料ガスには水素、あるいは水素を含むガスが用いられ、
水素ボンベ、あるいは燃料改質装置より供給され、燃料
ガス入口１０を経て燃料電池積層体１の内部へと送られ
る。既に述べたように固体高分子電解質型燃料電池は電
解質を加湿状態に保持して用いる必要があるので、酸化
剤ガスと燃料ガスは、燃料電池積層体１に組み込まれた
図示しない加湿部、あるいは燃料電池積層体１の前段に
配した図示しない加湿装置によって加湿して供給され
る。燃料電池積層体１では、酸化剤ガスと燃料ガスの導
入により電気化学反応が起こり、生じた電気エネルギー
は図示しない導電線を通して外部へ取出される。電気化
学反応に寄与することなく燃料電池積層体１から排出さ
れた酸化剤排ガスと燃料排ガスは、それぞれ除滴タンク
５，６へと送られ、水分が滴下され回収される。除滴タ
ンク５，６を出た酸化剤排ガスと燃料排ガスは、続い
て、燃焼器１２へと送られ、残存する酸素と水素により
燃焼される。燃焼後の排ガスはガス出口１１より外部へ
と排出される。
ロアやコンプレッサーなどによって、酸化剤ガス入口９
から燃料電池積層体１の内部へと供給される。また、燃
料ガスには水素、あるいは水素を含むガスが用いられ、
水素ボンベ、あるいは燃料改質装置より供給され、燃料
ガス入口１０を経て燃料電池積層体１の内部へと送られ
る。既に述べたように固体高分子電解質型燃料電池は電
解質を加湿状態に保持して用いる必要があるので、酸化
剤ガスと燃料ガスは、燃料電池積層体１に組み込まれた
図示しない加湿部、あるいは燃料電池積層体１の前段に
配した図示しない加湿装置によって加湿して供給され
る。燃料電池積層体１では、酸化剤ガスと燃料ガスの導
入により電気化学反応が起こり、生じた電気エネルギー
は図示しない導電線を通して外部へ取出される。電気化
学反応に寄与することなく燃料電池積層体１から排出さ
れた酸化剤排ガスと燃料排ガスは、それぞれ除滴タンク
５，６へと送られ、水分が滴下され回収される。除滴タ
ンク５，６を出た酸化剤排ガスと燃料排ガスは、続い
て、燃焼器１２へと送られ、残存する酸素と水素により
燃焼される。燃焼後の排ガスはガス出口１１より外部へ
と排出される。
【０００５】除滴タンク５，６において酸化剤排ガスお
よび燃料排ガスから回収された水は、レベルセンサー７
Ａ，７Ｂの検出信号によって開閉制御される電磁弁８
Ａ，８Ｂと、水回収ポンプ４Ａ，４Ｂによって、冷却系
統に備えられた冷却水タンク１３へと移送される。冷却
水タンク１３に保持された冷却水は、冷却水循環ポンプ
３によって燃料電池積層体１へと送られ、一部は酸化剤
排ガスおよび燃料排ガスの加湿に使用され、残部は燃料
電池積層体１の除熱に使用される。燃料電池積層体１に
おいて発熱を吸収して高温となった冷却水は、ラジエー
ター２において放熱し、冷却されて、再び冷却水タンク
１３へと戻る。回収水を加えて冷却水タンク１３の貯水
量が過剰になると、レベルセンサー７Ｃの検出信号によ
って電磁弁８Ｃが開き、排出水出口より排出される。
よび燃料排ガスから回収された水は、レベルセンサー７
Ａ，７Ｂの検出信号によって開閉制御される電磁弁８
Ａ，８Ｂと、水回収ポンプ４Ａ，４Ｂによって、冷却系
統に備えられた冷却水タンク１３へと移送される。冷却
水タンク１３に保持された冷却水は、冷却水循環ポンプ
３によって燃料電池積層体１へと送られ、一部は酸化剤
排ガスおよび燃料排ガスの加湿に使用され、残部は燃料
電池積層体１の除熱に使用される。燃料電池積層体１に
おいて発熱を吸収して高温となった冷却水は、ラジエー
ター２において放熱し、冷却されて、再び冷却水タンク
１３へと戻る。回収水を加えて冷却水タンク１３の貯水
量が過剰になると、レベルセンサー７Ｃの検出信号によ
って電磁弁８Ｃが開き、排出水出口より排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
固体高分子電解質型燃料電池発電装置では、燃料電池積
層体１の冷却系統の冷却水の一部が燃料電池積層体の電
解質の加湿に有効利用され、効率的な運転が行われてい
る。しかしながら、本構成の発電装置にあっても、なお
以下のごとき問題点がある。
固体高分子電解質型燃料電池発電装置では、燃料電池積
層体１の冷却系統の冷却水の一部が燃料電池積層体の電
解質の加湿に有効利用され、効率的な運転が行われてい
る。しかしながら、本構成の発電装置にあっても、なお
以下のごとき問題点がある。
【０００７】すなわち、本構成においては、冷却系統に
備えられた冷却水タンク１３の他に、酸化剤排ガスと燃
料排ガスから水分を滴下、回収するための除滴タンク
５，６が設けられるので、付帯するレベルセンサー７
Ａ，７Ｂ、電磁弁８Ａ，８Ｂ、水回収ポンプ４Ａ，４Ｂ
を含めて構成部品点数が多くなる。したがって、低コス
ト化が困難となるとともに、設置スペースが大きくな
り、小型化ができないという難点がある。
備えられた冷却水タンク１３の他に、酸化剤排ガスと燃
料排ガスから水分を滴下、回収するための除滴タンク
５，６が設けられるので、付帯するレベルセンサー７
Ａ，７Ｂ、電磁弁８Ａ，８Ｂ、水回収ポンプ４Ａ，４Ｂ
を含めて構成部品点数が多くなる。したがって、低コス
ト化が困難となるとともに、設置スペースが大きくな
り、小型化ができないという難点がある。
【０００８】本発明の目的は、これらの従来技術の難点
を解消し、酸化剤排ガスと燃料排ガスに含まれる水分が
簡単な構成の装置で効果的に回収され、少ない構成部品
点数でコンパクトに構成できる固体高分子電解質型燃料
電池発電装置を提供することにある。
を解消し、酸化剤排ガスと燃料排ガスに含まれる水分が
簡単な構成の装置で効果的に回収され、少ない構成部品
点数でコンパクトに構成できる固体高分子電解質型燃料
電池発電装置を提供することにある。
【０００９】
【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、本発明においては、固体高分子電解質膜を電解質
層として用いた燃料電池の積層体に水素を含む燃料ガス
と酸素を含む酸化剤ガスを供給し、電気化学反応により
電気エネルギーを得る固体高分子電解質型燃料電池発電
装置において、 （１）電気化学反応に伴う反応熱を燃料電池の積層体か
ら除去するための冷却水を供給する冷却水系統に冷却水
を保持する冷却水タンクを備え、かつ、燃料電池の積層
体より排出される燃料ガスの排ガスと酸化剤ガスの排ガ
スの少なくともいずれか一方を上記の冷却水タンクに導
入することとする。
めに、本発明においては、固体高分子電解質膜を電解質
層として用いた燃料電池の積層体に水素を含む燃料ガス
と酸素を含む酸化剤ガスを供給し、電気化学反応により
電気エネルギーを得る固体高分子電解質型燃料電池発電
装置において、 （１）電気化学反応に伴う反応熱を燃料電池の積層体か
ら除去するための冷却水を供給する冷却水系統に冷却水
を保持する冷却水タンクを備え、かつ、燃料電池の積層
体より排出される燃料ガスの排ガスと酸化剤ガスの排ガ
スの少なくともいずれか一方を上記の冷却水タンクに導
入することとする。
【００１０】（２）さらに、冷却水を保持する上記の冷
却水タンクを、保持された冷却水を介して内部が互いに
連結された二つのタンクより構成し、この二つのタンク
の一方に燃料ガスの排ガスを、また他方のタンクに酸化
剤ガスの排ガスを導入することとする。 （３）またさらに、冷却水タンクを構成する二つのタン
クの内部を、保持された冷却水と弁とを介して互いに連
結することとする。
却水タンクを、保持された冷却水を介して内部が互いに
連結された二つのタンクより構成し、この二つのタンク
の一方に燃料ガスの排ガスを、また他方のタンクに酸化
剤ガスの排ガスを導入することとする。 （３）またさらに、冷却水タンクを構成する二つのタン
クの内部を、保持された冷却水と弁とを介して互いに連
結することとする。
【００１１】上記（１）のごとくとすれば、冷却水タン
クが、燃料ガスの排ガスと酸化剤ガスの排ガスの少なく
ともいずれか一方の除滴タンクの役割りを果たすので、
除滴タンクが少なくとも１個削減される。
クが、燃料ガスの排ガスと酸化剤ガスの排ガスの少なく
ともいずれか一方の除滴タンクの役割りを果たすので、
除滴タンクが少なくとも１個削減される。
【００１２】また上記（２）のごとくとすれば、二つの
タンクより構成された冷却水タンクが、燃料ガスの排ガ
スと酸化剤ガスの排ガスの双方の除滴タンクの役割りを
果たす。冷却水タンクを構成する二つのタンクは保持さ
れた冷却水を介して互いに連結されているので、燃料ガ
スの排ガスと酸化剤ガスの排ガスが混合して直接反応す
る恐れはない。
タンクより構成された冷却水タンクが、燃料ガスの排ガ
スと酸化剤ガスの排ガスの双方の除滴タンクの役割りを
果たす。冷却水タンクを構成する二つのタンクは保持さ
れた冷却水を介して互いに連結されているので、燃料ガ
スの排ガスと酸化剤ガスの排ガスが混合して直接反応す
る恐れはない。
【００１３】さらに上記（３）のごとくとすれば、燃料
ガスの排ガスと酸化剤ガスの排ガスの圧力が異なる場合
にも、これらのガスの混合が防止され、双方の除滴タン
クの役割りを果たす。
ガスの排ガスと酸化剤ガスの排ガスの圧力が異なる場合
にも、これらのガスの混合が防止され、双方の除滴タン
クの役割りを果たす。
【００１４】
【発明の実施の形態】＜実施例１＞図１は、本発明の固
体高分子電解質型燃料電池発電装置の第１の実施例にお
ける冷却系統、反応ガス系統の要部を、図４の従来例に
対比して示したすフロー図である。図１においても、反
応ガス系統の上流側は省略されている。
体高分子電解質型燃料電池発電装置の第１の実施例にお
ける冷却系統、反応ガス系統の要部を、図４の従来例に
対比して示したすフロー図である。図１においても、反
応ガス系統の上流側は省略されている。
【００１５】本実施例の構成は、燃料排ガスの圧力と酸
化剤排ガスの圧力がほぼ等しい条件で運転される固体高
分子電解質型燃料電池発電装置に用いられる構成であ
る。冷却水タンクは、第１タンク１３ａと第２タンク１
３ｂを単純に配管接続して構成されており、第１タンク
１３ａのガス収納部と第２タンク１３ｂのガス収納部
は、保持された冷却水により隔離されている。冷却水タ
ンクに保持された冷却水は、冷却水循環ポンプ３によっ
て第１タンク１３ｂより燃料電池積層体１へと送られ、
燃料電池積層体１の除熱および酸化剤排ガスと燃料排ガ
スの加湿に使用される。燃料電池積層体１より排出され
た高温の冷却水は、ラジエーター２で冷却され、再び第
１タンク１３ｂへと戻る。
化剤排ガスの圧力がほぼ等しい条件で運転される固体高
分子電解質型燃料電池発電装置に用いられる構成であ
る。冷却水タンクは、第１タンク１３ａと第２タンク１
３ｂを単純に配管接続して構成されており、第１タンク
１３ａのガス収納部と第２タンク１３ｂのガス収納部
は、保持された冷却水により隔離されている。冷却水タ
ンクに保持された冷却水は、冷却水循環ポンプ３によっ
て第１タンク１３ｂより燃料電池積層体１へと送られ、
燃料電池積層体１の除熱および酸化剤排ガスと燃料排ガ
スの加湿に使用される。燃料電池積層体１より排出され
た高温の冷却水は、ラジエーター２で冷却され、再び第
１タンク１３ｂへと戻る。
【００１６】燃料電池積層体１より排出された燃料排ガ
スと酸化剤排ガスは、それぞれ第１タンク１３ａおよび
第２タンク１３ｂへと導入され、除滴されたのち燃焼器
１２に送られて燃焼される。第１タンク１３ａおよび第
２タンク１３ｂの水位はそれぞれのガス収納部の圧力に
よって決まる。したがって、第１タンク１３ａと燃焼器
１２との間の圧力損失と第２タンク１３ｂと燃焼器１２
との間の圧力損失が同等になるように構成すれば、第１
タンク１３ａと第２タンク１３ｂの水位は等しくなる。
圧力損失に差が生じて第１タンク１３ａと第２タンク１
３ｂの内部圧力が異なると、内部圧力の高いタンクの水
位は内部圧力の低いタンクの水位より下方に保持され
る。二つのタンクに導入された排ガスが直接混合するの
を防止するには、タンクに保持された冷却水の水位を二
つのタンクを接続する配管より上方に保持する必要があ
る。このため内部圧力のより高いタンク、例えば図１に
おいては燃料排ガスが導入される第１タンク１３ａに、
レベルセンサー７とその検出信号によって開閉制御され
る電磁弁８を付設して水位を確保することとする。
スと酸化剤排ガスは、それぞれ第１タンク１３ａおよび
第２タンク１３ｂへと導入され、除滴されたのち燃焼器
１２に送られて燃焼される。第１タンク１３ａおよび第
２タンク１３ｂの水位はそれぞれのガス収納部の圧力に
よって決まる。したがって、第１タンク１３ａと燃焼器
１２との間の圧力損失と第２タンク１３ｂと燃焼器１２
との間の圧力損失が同等になるように構成すれば、第１
タンク１３ａと第２タンク１３ｂの水位は等しくなる。
圧力損失に差が生じて第１タンク１３ａと第２タンク１
３ｂの内部圧力が異なると、内部圧力の高いタンクの水
位は内部圧力の低いタンクの水位より下方に保持され
る。二つのタンクに導入された排ガスが直接混合するの
を防止するには、タンクに保持された冷却水の水位を二
つのタンクを接続する配管より上方に保持する必要があ
る。このため内部圧力のより高いタンク、例えば図１に
おいては燃料排ガスが導入される第１タンク１３ａに、
レベルセンサー７とその検出信号によって開閉制御され
る電磁弁８を付設して水位を確保することとする。
【００１７】本構成では、従来用いられていた３個の貯
水タンク、すなわち１個の冷却水タンクと２個の除滴タ
ンクが、第１タンク１３ａと第２タンク１３ｂを単純に
配管接続して構成した１個の冷却水タンクに置き換えら
れるので、構成部品数が削減され、所要スペースも小さ
くなる。
水タンク、すなわち１個の冷却水タンクと２個の除滴タ
ンクが、第１タンク１３ａと第２タンク１３ｂを単純に
配管接続して構成した１個の冷却水タンクに置き換えら
れるので、構成部品数が削減され、所要スペースも小さ
くなる。
【００１８】＜実施例２＞図２は、本発明の固体高分子
電解質型燃料電池発電装置の第２の実施例に用いられる
冷却水タンクの構成を示す断面図である。本冷却水タン
クは、図１のごとき冷却系統、反応ガス系統において、
燃料排ガスと酸化剤排ガスの圧力が異なる場合に用いら
れるもので、本実施例は、燃料排ガスの圧力が酸化剤排
ガスの圧力より高い場合の構成を示すものである。
電解質型燃料電池発電装置の第２の実施例に用いられる
冷却水タンクの構成を示す断面図である。本冷却水タン
クは、図１のごとき冷却系統、反応ガス系統において、
燃料排ガスと酸化剤排ガスの圧力が異なる場合に用いら
れるもので、本実施例は、燃料排ガスの圧力が酸化剤排
ガスの圧力より高い場合の構成を示すものである。
【００１９】図に見られるように、燃料排ガス入口１７
と燃料排ガス出口１８を備えた第１タンク１３ａと、酸
化剤排ガス入口１９、酸化剤排ガス出口２０、冷却水入
口２１および冷却水出口２２を備えた第２タンク１３ｂ
は接続配管により接続されている。第１タンク１３ａの
接続配管の連結部にはフロート１５の作用により機械的
に開閉操作される弁１６が備えられており、第１タンク
１３ａの内部と第２タンク１３ｂの内部は、冷却水とこ
の弁１６を介して連結されている。第１タンク１３ａの
水位が上がると、フロート１５が上方に移動し、これに
伴って弁１６が開き、貯留された冷却水は回収水戻り口
２３より接続配管を通して第２タンク１３ｂへと送られ
る。第２タンク１３ｂの水位が上がると、第２タンク１
３ｂに備えられたフロート１５Ａと弁１６Ａの動作によ
り、内部に貯留された冷却水は排出水出口２４より外部
へと排出される。
と燃料排ガス出口１８を備えた第１タンク１３ａと、酸
化剤排ガス入口１９、酸化剤排ガス出口２０、冷却水入
口２１および冷却水出口２２を備えた第２タンク１３ｂ
は接続配管により接続されている。第１タンク１３ａの
接続配管の連結部にはフロート１５の作用により機械的
に開閉操作される弁１６が備えられており、第１タンク
１３ａの内部と第２タンク１３ｂの内部は、冷却水とこ
の弁１６を介して連結されている。第１タンク１３ａの
水位が上がると、フロート１５が上方に移動し、これに
伴って弁１６が開き、貯留された冷却水は回収水戻り口
２３より接続配管を通して第２タンク１３ｂへと送られ
る。第２タンク１３ｂの水位が上がると、第２タンク１
３ｂに備えられたフロート１５Ａと弁１６Ａの動作によ
り、内部に貯留された冷却水は排出水出口２４より外部
へと排出される。
【００２０】本構成では、圧力が相対的に高い燃料排ガ
スを導入する第１タンク１３ａに弁１６が設けられてい
るので、圧力差が大きくとも冷却水の水位が所定値以下
に低下する恐れはない。また、燃料排ガスが酸化剤排ガ
スより圧力が高いため、酸化剤排ガスが第１タンク１３
ａの側へ侵入する恐れもない。
スを導入する第１タンク１３ａに弁１６が設けられてい
るので、圧力差が大きくとも冷却水の水位が所定値以下
に低下する恐れはない。また、燃料排ガスが酸化剤排ガ
スより圧力が高いため、酸化剤排ガスが第１タンク１３
ａの側へ侵入する恐れもない。
【００２１】＜実施例３＞図３は、本発明の固体高分子
電解質型燃料電池発電装置の第３の実施例に用いられる
冷却水タンクの構成を示す断面図である。本冷却水タン
クも、図２の冷却水タンクと同様に、燃料排ガスと酸化
剤排ガスの圧力が異なる場合に用いられるもので、本実
施例も、燃料排ガスの圧力が酸化剤排ガスの圧力より高
い場合の構成を示すものである。
電解質型燃料電池発電装置の第３の実施例に用いられる
冷却水タンクの構成を示す断面図である。本冷却水タン
クも、図２の冷却水タンクと同様に、燃料排ガスと酸化
剤排ガスの圧力が異なる場合に用いられるもので、本実
施例も、燃料排ガスの圧力が酸化剤排ガスの圧力より高
い場合の構成を示すものである。
【００２２】本実施例の特徴は、図に見られるように、
第１タンク１３ａと第２タンク１３ｂを鉛直方向の上下
に配した点にある。本構成の場合も、第１タンク１３ａ
の水位が上がると、フロート１５が上方に移動し、これ
に伴って弁１６が開き、貯留された冷却水は回収水戻り
口２３より第２タンク１３ｂへと送られる。
第１タンク１３ａと第２タンク１３ｂを鉛直方向の上下
に配した点にある。本構成の場合も、第１タンク１３ａ
の水位が上がると、フロート１５が上方に移動し、これ
に伴って弁１６が開き、貯留された冷却水は回収水戻り
口２３より第２タンク１３ｂへと送られる。
【００２３】本構成においても、圧力が相対的に高い燃
料排ガスを導入する第１タンク１３ａに弁１６が設けら
れているので、圧力差が大きくとも冷却水の水位が所定
値以下に低下する恐れはない。また、燃料排ガスが酸化
剤排ガスより圧力が高いため、酸化剤排ガスが第１タン
ク１３ａの側へ侵入する恐れもない。さらに、本構成で
は第１タンク１３ａと第２タンク１３ｂが上下方向に密
接して配されるので、設置所要面積が極めて小さくな
り、固体高分子電解質型燃料電池発電装置をコンパクト
に構成することができる。
料排ガスを導入する第１タンク１３ａに弁１６が設けら
れているので、圧力差が大きくとも冷却水の水位が所定
値以下に低下する恐れはない。また、燃料排ガスが酸化
剤排ガスより圧力が高いため、酸化剤排ガスが第１タン
ク１３ａの側へ侵入する恐れもない。さらに、本構成で
は第１タンク１３ａと第２タンク１３ｂが上下方向に密
接して配されるので、設置所要面積が極めて小さくな
り、固体高分子電解質型燃料電池発電装置をコンパクト
に構成することができる。
【００２４】なお、上記の実施例２および実施例３の冷
却水タンクでは、機械式のフロート１５と弁１６とを用
いることとしているが、実施例１に用いられているもの
のごとく、フロートスイッチとこれの検知信号によって
作動する電磁弁の組み合わせとしてもよい。
却水タンクでは、機械式のフロート１５と弁１６とを用
いることとしているが、実施例１に用いられているもの
のごとく、フロートスイッチとこれの検知信号によって
作動する電磁弁の組み合わせとしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、上述のごとく、固体高
分子電解質型燃料電池発電装置を、請求項１、あるいは
２、あるいは３のごとく構成することとしたので、酸化
剤排ガスと燃料排ガスに含まれる水分が簡単な構成の装
置で効果的に回収され、構成部品点数が少なく、かつコ
ンパクトに構成できる固体高分子電解質型燃料電池発電
装置が得られることとなった。
分子電解質型燃料電池発電装置を、請求項１、あるいは
２、あるいは３のごとく構成することとしたので、酸化
剤排ガスと燃料排ガスに含まれる水分が簡単な構成の装
置で効果的に回収され、構成部品点数が少なく、かつコ
ンパクトに構成できる固体高分子電解質型燃料電池発電
装置が得られることとなった。
【図１】本発明の固体高分子電解質型燃料電池発電装置
の第１の実施例の冷却系統、反応ガス系統の要部を示す
フロー図
の第１の実施例の冷却系統、反応ガス系統の要部を示す
フロー図
【図２】本発明の固体高分子電解質型燃料電池発電装置
の第２の実施例に用いられる冷却水タンクの構成を示す
断面図
の第２の実施例に用いられる冷却水タンクの構成を示す
断面図
【図３】本発明の固体高分子電解質型燃料電池発電装置
の第３の実施例に用いられる冷却水タンクの構成を示す
断面図
の第３の実施例に用いられる冷却水タンクの構成を示す
断面図
【図４】従来の固体高分子電解質型燃料電池発電装置の
冷却水系統、反応ガス系統の要部を示すフロー図
冷却水系統、反応ガス系統の要部を示すフロー図
１ 燃料電池積層体 ２ ラジエータ ３ 冷却水循環ポンプ ７ フロートスイッチ ８ 電磁弁 ９ 酸化剤ガス入口 １０ 燃料ガス入口 １２ 燃焼器 １３ 冷却水タンク １３ａ 第１タンク（冷却水タンク） １３ｂ 第２タンク（冷却水タンク） １４ 排出水出口 １５，１５Ａ フロート １６，１６Ａ 弁 １７ 燃料排ガス入口 １８ 燃料排ガス出口 １９ 酸化剤排ガス入口 ２０ 酸化剤排ガス出口 ２１ 冷却水入口 ２２ 冷却水出口 ２３ 回収水戻り口 ２４ 排出水出口
Claims (3)
- 【請求項１】固体高分子電解質膜を電解質層として用い
た燃料電池の積層体に水素を含む燃料ガスと酸素を含む
酸化剤ガスを供給し、電気化学反応により電気エネルギ
ーを得る固体高分子電解質型燃料電池発電装置におい
て、 電気化学反応に伴う反応熱を燃料電池の積層体から除去
するための冷却水を供給する冷却水系統に冷却水を保持
する冷却水タンクが備えられ、かつ、燃料電池の積層体
より排出される燃料ガスの排ガスと酸化剤ガスの排ガス
の少なくともいずれか一方が、前記冷却水タンクに導入
されていることを特徴とする固体高分子電解質型燃料電
池発電装置。 - 【請求項２】冷却水を保持する前記冷却水タンクが、保
持された冷却水を介して内部が互いに連結された二つの
タンクよりなり、この二つのタンクの一方に燃料ガスの
排ガスが、また他方のタンクに酸化剤ガスの排ガスが導
入されていることを特徴とする請求項１記載の固体高分
子電解質型燃料電池発電装置。 - 【請求項３】前記冷却水タンクを構成する二つのタンク
の内部が、保持された冷却水と弁とを介して互いに連結
されていることを特徴とする請求項２記載の固体高分子
電解質型燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00865599A JP3931462B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 固体高分子電解質型燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00865599A JP3931462B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 固体高分子電解質型燃料電池発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208158A true JP2000208158A (ja) | 2000-07-28 |
| JP3931462B2 JP3931462B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=11698958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00865599A Expired - Fee Related JP3931462B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 固体高分子電解質型燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3931462B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6432568B1 (en) * | 2000-08-03 | 2002-08-13 | General Motors Corporation | Water management system for electrochemical engine |
| JP2005251662A (ja) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池システム |
| JP2007073394A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Corona Corp | 燃料電池システム |
| JP2009295600A (ja) * | 2009-09-24 | 2009-12-17 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
| WO2009156132A1 (de) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Brennstoffzellenaggregat mit einer speichereinrichtung zum speichern und zum bereitstellen von flüssigem wasserkühlmittel |
| JP2010118354A (ja) * | 2010-01-26 | 2010-05-27 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
| JP2011171308A (ja) * | 2011-04-08 | 2011-09-01 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| US20110281186A1 (en) * | 2009-01-26 | 2011-11-17 | Darling Robert M | Apparatus and method for fuel cell start from freezing without melting ice |
| KR101291571B1 (ko) | 2010-12-22 | 2013-08-08 | 지에스칼텍스 주식회사 | 연료 전지용 물 공급 장치 |
-
1999
- 1999-01-18 JP JP00865599A patent/JP3931462B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6432568B1 (en) * | 2000-08-03 | 2002-08-13 | General Motors Corporation | Water management system for electrochemical engine |
| JP2005251662A (ja) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池システム |
| JP2007073394A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Corona Corp | 燃料電池システム |
| WO2009156132A1 (de) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Brennstoffzellenaggregat mit einer speichereinrichtung zum speichern und zum bereitstellen von flüssigem wasserkühlmittel |
| US8354196B2 (en) | 2008-06-27 | 2013-01-15 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Fuel cell unit including a storage unit for storing and providing liquid water coolant |
| US20110281186A1 (en) * | 2009-01-26 | 2011-11-17 | Darling Robert M | Apparatus and method for fuel cell start from freezing without melting ice |
| US9755255B2 (en) | 2009-01-26 | 2017-09-05 | Audi Ag | Apparatus and method for fuel cell start from freezing without melting ice |
| JP2009295600A (ja) * | 2009-09-24 | 2009-12-17 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
| JP2010118354A (ja) * | 2010-01-26 | 2010-05-27 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
| KR101291571B1 (ko) | 2010-12-22 | 2013-08-08 | 지에스칼텍스 주식회사 | 연료 전지용 물 공급 장치 |
| JP2011171308A (ja) * | 2011-04-08 | 2011-09-01 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3931462B2 (ja) | 2007-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20080199743A1 (en) | Ambient Pressure Fuel Cell System Employing Partial Air Humidification | |
| JP2000090954A (ja) | 燃料電池スタック | |
| JP4295847B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池システム | |
| JP2010010073A (ja) | 燃料電池スタック | |
| US20090123795A1 (en) | Condensate drainage subsystem for an electrochemical cell system | |
| JP3931462B2 (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池発電装置 | |
| JP2011008916A (ja) | 燃料電池冷却システム | |
| JP2002246059A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP4621370B2 (ja) | 燃料電池積層構造体 | |
| JP2007157508A (ja) | 気液分離装置および気液分離装置を備えた燃料電池発電システム | |
| JP2008097993A (ja) | 燃料電池システムの掃気方法および燃料電池システム | |
| JPH0992310A (ja) | 固体高分子型燃料電池システム | |
| JP2002134138A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2006338984A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2002313376A (ja) | 燃料電池のガス供給装置 | |
| JP2002246052A (ja) | 燃料電池装置及びその起動方法 | |
| JP2005093374A (ja) | 燃料電池発電システムおよび燃料電池発電システムの停止方法 | |
| JP2004234892A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2011076728A (ja) | 燃料電池およびその水抜き方法 | |
| JP5171103B2 (ja) | 燃料電池コージェネレーション装置 | |
| JP2000357527A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2007066548A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2003272682A (ja) | 燃料改質型燃料電池システム | |
| JP2009176498A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2007280642A (ja) | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040726 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041109 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060214 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060327 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060703 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060704 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070220 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070305 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110323 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110323 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120323 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120323 Year of fee payment: 5 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120323 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |