JP2002260699A - 燃料電池発電装置の起動方法 - Google Patents
燃料電池発電装置の起動方法Info
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池発電装置において、起動時又は再起
動時に燃料電池の発電開始までの時間を、複雑な構成及
び多くの弁操作を要することなく短縮させる。 【解決手段】 改質器２、ＣＯ変成器３、ＣＯ除去器４
の下流側にそれぞれ設けられた第１熱交換器Ｈ１〜第３
熱交換器Ｈ３に対し、不活性ガス例えば窒素ガスを供給
する供給路６及び分岐管６ａ、６ｂ、６ｃを接続する。
起動前又は再起動前に、バルブＶ１を開いて第１熱交換
器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３に不活性ガスを供給し、内部
に滞留している凝縮水をそれぞれ排水路７ａ、７ｂ、７
ｃに排出する。改質器２の触媒は、バーナ２ａの燃焼に
よって所定温度まで昇温する。第１熱交換器Ｈ１〜第３
熱交換器Ｈ３を通過する高温の改質ガスは、凝縮水との
間で熱交換されないためＣＯ変成器３、ＣＯ除去器４の
触媒を所定温度まで効率良く昇温する。
動時に燃料電池の発電開始までの時間を、複雑な構成及
び多くの弁操作を要することなく短縮させる。 【解決手段】 改質器２、ＣＯ変成器３、ＣＯ除去器４
の下流側にそれぞれ設けられた第１熱交換器Ｈ１〜第３
熱交換器Ｈ３に対し、不活性ガス例えば窒素ガスを供給
する供給路６及び分岐管６ａ、６ｂ、６ｃを接続する。
起動前又は再起動前に、バルブＶ１を開いて第１熱交換
器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３に不活性ガスを供給し、内部
に滞留している凝縮水をそれぞれ排水路７ａ、７ｂ、７
ｃに排出する。改質器２の触媒は、バーナ２ａの燃焼に
よって所定温度まで昇温する。第１熱交換器Ｈ１〜第３
熱交換器Ｈ３を通過する高温の改質ガスは、凝縮水との
間で熱交換されないためＣＯ変成器３、ＣＯ除去器４の
触媒を所定温度まで効率良く昇温する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素系原燃料
を改質装置で水素リッチガスに改質し、この改質ガスと
空気とを燃料電池に供給して起電力を生じるようにした
燃料電池発電装置の起動方法に関するものである。
を改質装置で水素リッチガスに改質し、この改質ガスと
空気とを燃料電池に供給して起電力を生じるようにした
燃料電池発電装置の起動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池発電装置は、炭化水素系原燃料
例えば都市ガス等を改質装置で水素リッチガスに改質
し、その改質ガスと空気とを燃料電池に供給し、改質ガ
ス中の水素ガスと空気中の酸素ガスとでイオン電解質膜
を介して電気化学反応が生じ、起電力と水とを生成す
る。燃料電池発電装置での起電力は直流であるため、家
庭用の場合はＤＣ／ＡＣコンバータにより交流に変換し
て使用に供される。
例えば都市ガス等を改質装置で水素リッチガスに改質
し、その改質ガスと空気とを燃料電池に供給し、改質ガ
ス中の水素ガスと空気中の酸素ガスとでイオン電解質膜
を介して電気化学反応が生じ、起電力と水とを生成す
る。燃料電池発電装置での起電力は直流であるため、家
庭用の場合はＤＣ／ＡＣコンバータにより交流に変換し
て使用に供される。
【０００３】前記改質装置は、原燃料ガス中の硫黄分を
除去する脱硫器と、原燃料ガスを水蒸気改質して水素リ
ッチガスに改質する改質器と、この改質ガス中に含まれ
るＣＯをＣＯ２に変成するＣＯ変成器と、更に変成ガス
中のＣＯを選択酸化するＣＯ除去器とから構成されてい
る。ＣＯ除去器によりＣＯ濃度を１０ｐｐｍ以下に低減
した改質ガスが燃料電池に供給される。ＣＯにより燃料
電池の触媒が被毒されるのを回避するためである。
除去する脱硫器と、原燃料ガスを水蒸気改質して水素リ
ッチガスに改質する改質器と、この改質ガス中に含まれ
るＣＯをＣＯ２に変成するＣＯ変成器と、更に変成ガス
中のＣＯを選択酸化するＣＯ除去器とから構成されてい
る。ＣＯ除去器によりＣＯ濃度を１０ｐｐｍ以下に低減
した改質ガスが燃料電池に供給される。ＣＯにより燃料
電池の触媒が被毒されるのを回避するためである。
【０００４】改質装置の脱硫器、改質器、ＣＯ変成器、
ＣＯ除去器にはそれぞれ触媒が充填されており、これら
の触媒はそれぞれ反応温度が異なるため、燃料電池発電
装置の起動前又は再起動前には各触媒を反応温度まで昇
温させる必要がある。この触媒昇温手段としては、従来
スチーム又は改質器で加熱された窒素ガスが用いられて
いる。前記改質器はバーナを備えており、このバーナで
スチームを発生させ又は窒素ガスを加熱する。熱媒とし
て窒素ガスを用いた例は、特開平９−９２３３１６号公
報等に記載されてる。
ＣＯ除去器にはそれぞれ触媒が充填されており、これら
の触媒はそれぞれ反応温度が異なるため、燃料電池発電
装置の起動前又は再起動前には各触媒を反応温度まで昇
温させる必要がある。この触媒昇温手段としては、従来
スチーム又は改質器で加熱された窒素ガスが用いられて
いる。前記改質器はバーナを備えており、このバーナで
スチームを発生させ又は窒素ガスを加熱する。熱媒とし
て窒素ガスを用いた例は、特開平９−９２３３１６号公
報等に記載されてる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記窒
素ガスによる触媒昇温によると、改質器に窒素ガスを供
給する管路及びＣＯ変成器、ＣＯ除去器に高温の窒素ガ
スを循環させる循環回路を形成しなればならず、構成が
複雑になると共に多くの弁操作が必要になる問題があっ
た。又、改質器とＣＯ変成器との接続管路、ＣＯ変成器
とＣＯ除去器との接続管路等には通常熱交換器が設けら
れ、接続管路を通過する改質ガスの温度を適正に調整し
ている。これらの熱交換器は水を冷媒としているため、
燃料電池電源装置の非運転時には凝縮水が滞留する。こ
のため、起動時又は再起動時に高温の窒素ガスを循環さ
せると、各熱交換器を通過する際に凝縮水との間で熱交
換が生じて窒素ガスの温度が低下してしまう。その結
果、各触媒温度の昇温が妨げられて発電開始までの時間
が長引くという問題もあった。
素ガスによる触媒昇温によると、改質器に窒素ガスを供
給する管路及びＣＯ変成器、ＣＯ除去器に高温の窒素ガ
スを循環させる循環回路を形成しなればならず、構成が
複雑になると共に多くの弁操作が必要になる問題があっ
た。又、改質器とＣＯ変成器との接続管路、ＣＯ変成器
とＣＯ除去器との接続管路等には通常熱交換器が設けら
れ、接続管路を通過する改質ガスの温度を適正に調整し
ている。これらの熱交換器は水を冷媒としているため、
燃料電池電源装置の非運転時には凝縮水が滞留する。こ
のため、起動時又は再起動時に高温の窒素ガスを循環さ
せると、各熱交換器を通過する際に凝縮水との間で熱交
換が生じて窒素ガスの温度が低下してしまう。その結
果、各触媒温度の昇温が妨げられて発電開始までの時間
が長引くという問題もあった。
【０００６】そこで、本発明はこのような従来の問題を
解決するためになされ、複雑な構成や多くの弁操作を必
要とせず、起動前又は再起動前に効率良く各触媒を昇温
することで発電開始までの時間を短縮できるようにした
燃料電池発電装置の起動方法を提供することを目的とす
る。
解決するためになされ、複雑な構成や多くの弁操作を必
要とせず、起動前又は再起動前に効率良く各触媒を昇温
することで発電開始までの時間を短縮できるようにした
燃料電池発電装置の起動方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明は、燃料改質装置及び熱交換器を
含む燃料電池発電装置において、起動前又は再起動前に
前記熱交換器内に凝縮している水を排出する燃料電池発
電装置の起動方法を要旨とする。又、この燃料電池発電
装置の起動方法において、前記熱交換器内に凝縮してい
る水を排出する手段は、熱交換器に不活性ガス又は原燃
料ガスを供給すること、前記熱交換器内に凝縮している
水を排出する手段は、熱交換器の外部に水排出弁を設け
ること、前記熱交換器内に凝縮している水を排出する手
段は、熱交換器を平行より一方に傾け、外部に水排出弁
を設けること、を特徴とするものである。
の手段として、本発明は、燃料改質装置及び熱交換器を
含む燃料電池発電装置において、起動前又は再起動前に
前記熱交換器内に凝縮している水を排出する燃料電池発
電装置の起動方法を要旨とする。又、この燃料電池発電
装置の起動方法において、前記熱交換器内に凝縮してい
る水を排出する手段は、熱交換器に不活性ガス又は原燃
料ガスを供給すること、前記熱交換器内に凝縮している
水を排出する手段は、熱交換器の外部に水排出弁を設け
ること、前記熱交換器内に凝縮している水を排出する手
段は、熱交換器を平行より一方に傾け、外部に水排出弁
を設けること、を特徴とするものである。
【０００８】本発明では、起動前又再起動前に熱交換器
内に滞留している凝縮水を排出することで、高温の改質
ガスとの熱交換を防いで改質装置の触媒を効率良く昇温
することができる。従来のような複雑な構成及び多くの
弁操作は不要である。凝縮水の排出手段は、各熱交換器
に不活性ガス又は原燃料ガスを供給することで容易に行
える。更に、熱交換器の外部に水排出弁を設けたり、こ
れに加えて熱交換器を一方に傾けることで排出機能を高
めることができる。
内に滞留している凝縮水を排出することで、高温の改質
ガスとの熱交換を防いで改質装置の触媒を効率良く昇温
することができる。従来のような複雑な構成及び多くの
弁操作は不要である。凝縮水の排出手段は、各熱交換器
に不活性ガス又は原燃料ガスを供給することで容易に行
える。更に、熱交換器の外部に水排出弁を設けたり、こ
れに加えて熱交換器を一方に傾けることで排出機能を高
めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る燃料電池発電
装置の起動方法について、添付図面に示す実施形態に基
づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態を示す
もので、不活性ガスを用いて熱交換器の凝縮水を排出す
る例である。図において、１は脱硫器、２は改質器でバ
ーナ２ａを備えており、３はＣＯ変成器、４はＣＯ除去
器であり、これらによって都市ガス等の原燃料をＣＯ濃
度の低い水素リッチガスに改質する改質装置を構成して
いる。
装置の起動方法について、添付図面に示す実施形態に基
づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態を示す
もので、不活性ガスを用いて熱交換器の凝縮水を排出す
る例である。図において、１は脱硫器、２は改質器でバ
ーナ２ａを備えており、３はＣＯ変成器、４はＣＯ除去
器であり、これらによって都市ガス等の原燃料をＣＯ濃
度の低い水素リッチガスに改質する改質装置を構成して
いる。
【００１０】前記改質器２とＣＯ変成器３との接続管路
には第１熱交換器Ｈ１が、ＣＯ変成器３とＣＯ除去器４
との接続管路には第２熱交換器Ｈ２が、ＣＯ除去器４と
燃料電池５の燃料極との接続管路には第３熱交換器Ｈ３
がそれぞれ設けられている。
には第１熱交換器Ｈ１が、ＣＯ変成器３とＣＯ除去器４
との接続管路には第２熱交換器Ｈ２が、ＣＯ除去器４と
燃料電池５の燃料極との接続管路には第３熱交換器Ｈ３
がそれぞれ設けられている。
【００１１】６は不活性ガスの供給路であって３つの分
岐管６ａ、６ｂ、６ｃにより分岐され、分岐管６ａは前
記第１熱交換器Ｈ１に、分岐管６ｂは第２熱交換器Ｈ２
に、分岐管６ｃは第３熱交換器Ｈ３にそれぞれ接続さ
れ、且つ上流側にはバルブＶ１が設けられている。起動
前又は再起動前に、前記バルブＶ１を開いて熱交換器Ｈ
１〜Ｈ３に不活性ガス例えば窒素ガスを供給すると、内
部に滞留している凝縮水が排水路７ａ、７ｂ、７ｃを介
してそれぞれ排出される。排出された凝縮水は合流させ
て水タンク８に戻すと好ましい。
岐管６ａ、６ｂ、６ｃにより分岐され、分岐管６ａは前
記第１熱交換器Ｈ１に、分岐管６ｂは第２熱交換器Ｈ２
に、分岐管６ｃは第３熱交換器Ｈ３にそれぞれ接続さ
れ、且つ上流側にはバルブＶ１が設けられている。起動
前又は再起動前に、前記バルブＶ１を開いて熱交換器Ｈ
１〜Ｈ３に不活性ガス例えば窒素ガスを供給すると、内
部に滞留している凝縮水が排水路７ａ、７ｂ、７ｃを介
してそれぞれ排出される。排出された凝縮水は合流させ
て水タンク８に戻すと好ましい。
【００１２】各熱交換器から凝縮水を排出した後、原燃
料供給路９に設けられたバルブＶ２を開いて原燃料例え
ば都市ガスを改質装置に供給するが、その一部は前記改
質器２のバーナ２ａに送り込まれて燃焼される。このバ
ーナ２ａでの燃焼によって改質器２内の触媒は所定温度
（約７００℃）まで昇温される。
料供給路９に設けられたバルブＶ２を開いて原燃料例え
ば都市ガスを改質装置に供給するが、その一部は前記改
質器２のバーナ２ａに送り込まれて燃焼される。このバ
ーナ２ａでの燃焼によって改質器２内の触媒は所定温度
（約７００℃）まで昇温される。
【００１３】前記脱硫器１には吸着剤が充填されてお
り、この吸着剤により原燃料ガス中の硫黄分が除去さ
れ、途中でスチームが混入されて改質器２に供給され、
所定温度になった改質触媒により原燃料ガスは水蒸気改
質（ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２）される。
り、この吸着剤により原燃料ガス中の硫黄分が除去さ
れ、途中でスチームが混入されて改質器２に供給され、
所定温度になった改質触媒により原燃料ガスは水蒸気改
質（ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２）される。
【００１４】改質器２で水蒸気改質された水素リッチな
改質ガスは約４００〜４５０℃に加温されており、この
高温の改質ガスがＣＯ変成器３に供給されると内部に充
填されている変成触媒が昇温される。この際、改質器２
からの改質ガスは前記第１熱交換器Ｈ１を通過するが、
そこには凝縮水がないため改質ガスとの間で熱交換が起
こらず改質ガスは高温のままＣＯ変成器３内に流入し、
変成触媒を効率良く昇温する。
改質ガスは約４００〜４５０℃に加温されており、この
高温の改質ガスがＣＯ変成器３に供給されると内部に充
填されている変成触媒が昇温される。この際、改質器２
からの改質ガスは前記第１熱交換器Ｈ１を通過するが、
そこには凝縮水がないため改質ガスとの間で熱交換が起
こらず改質ガスは高温のままＣＯ変成器３内に流入し、
変成触媒を効率良く昇温する。
【００１５】ＣＯ変成器３で改質ガス中のＣＯがＣＯ２
に変成（ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ ２）され、ＣＯ濃度
は１％以下に減少するが、更にＣＯ濃度を１０ｐｐｍ以
下に減少させるために改質ガスを空気と共にＣＯ除去器
４に供給する。この際、改質ガスと空気との混合ガスは
前記第２熱交換器Ｈ２を通過するが、ここにも凝縮水が
存在しないため熱交換が起こらない。従って、高温の混
合ガスがＣＯ除去器４内に流入し、内部に充填されてい
る酸化触媒を効率良く昇温することができる。
に変成（ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ ２）され、ＣＯ濃度
は１％以下に減少するが、更にＣＯ濃度を１０ｐｐｍ以
下に減少させるために改質ガスを空気と共にＣＯ除去器
４に供給する。この際、改質ガスと空気との混合ガスは
前記第２熱交換器Ｈ２を通過するが、ここにも凝縮水が
存在しないため熱交換が起こらない。従って、高温の混
合ガスがＣＯ除去器４内に流入し、内部に充填されてい
る酸化触媒を効率良く昇温することができる。
【００１６】ＣＯ除去器４で選択酸化（２ＣＯ＋Ｏ２→
２ＣＯ２）された改質ガスは、この段階では安定してい
ないため燃料電池５に供給せずにＰＧバーナ（図略）に
送り込んで燃焼される。前記ＣＯ変成器３の変成触媒が
所定温度（約２５０℃）まで昇温し、ＣＯ除去器４の酸
化触媒が所定温度（約１５０℃）まで昇温すると、改質
ガスは安定する。
２ＣＯ２）された改質ガスは、この段階では安定してい
ないため燃料電池５に供給せずにＰＧバーナ（図略）に
送り込んで燃焼される。前記ＣＯ変成器３の変成触媒が
所定温度（約２５０℃）まで昇温し、ＣＯ除去器４の酸
化触媒が所定温度（約１５０℃）まで昇温すると、改質
ガスは安定する。
【００１７】改質ガスが安定すると、前記ＰＧバーナへ
の供給は遮断され改質ガスは燃料電池５の燃料極に供給
される。この時、１００℃程度の高温の改質ガスが前記
第３熱交換器Ｈ３を通過して燃料電池５に流入するが、
第３熱交換器Ｈ３内には凝縮水がないため熱交換が生じ
ない。従って、燃料電池５を効率良く昇温させることが
できる。
の供給は遮断され改質ガスは燃料電池５の燃料極に供給
される。この時、１００℃程度の高温の改質ガスが前記
第３熱交換器Ｈ３を通過して燃料電池５に流入するが、
第３熱交換器Ｈ３内には凝縮水がないため熱交換が生じ
ない。従って、燃料電池５を効率良く昇温させることが
できる。
【００１８】燃料電池５が所定温度（約８０℃）まで昇
温すると、空気ファン等で取り込んだ空気を燃料電池５
の空気極に供給して発電が開始される。この発電に至る
までの間、及び発電中に燃料極で未反応に終わった改質
ガスは、前記改質器２のバーナ２ａに送り込まれて燃焼
される。
温すると、空気ファン等で取り込んだ空気を燃料電池５
の空気極に供給して発電が開始される。この発電に至る
までの間、及び発電中に燃料極で未反応に終わった改質
ガスは、前記改質器２のバーナ２ａに送り込まれて燃焼
される。
【００１９】燃料電池の発電が開始されると、前記第１
熱交換器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３はそれぞれ冷媒として
の水が供給されて通過する改質ガスとの間で熱交換が行
われ、改質ガスをそれぞれ適正な温度に調整する。各熱
交換器Ｈ１〜Ｈ３への冷媒は、それぞれ前記水タンク８
内の水をポンプ（図略）で供給することで行い、熱交換
後の水は水タンク８にそれぞれ戻す循環路が形成され
る。
熱交換器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３はそれぞれ冷媒として
の水が供給されて通過する改質ガスとの間で熱交換が行
われ、改質ガスをそれぞれ適正な温度に調整する。各熱
交換器Ｈ１〜Ｈ３への冷媒は、それぞれ前記水タンク８
内の水をポンプ（図略）で供給することで行い、熱交換
後の水は水タンク８にそれぞれ戻す循環路が形成され
る。
【００２０】燃料電池５は発熱反応であるため徐々に温
度が上昇する。このため、水タンク８から燃料電池５に
冷却水を供給して冷やし、燃料電池５を適正な運転温度
（約８０℃）に保持し、冷却後の水は水タンク８に戻
す。水タンク８の水は次第に減少するため適宜市水を供
給して補充する。
度が上昇する。このため、水タンク８から燃料電池５に
冷却水を供給して冷やし、燃料電池５を適正な運転温度
（約８０℃）に保持し、冷却後の水は水タンク８に戻
す。水タンク８の水は次第に減少するため適宜市水を供
給して補充する。
【００２１】図２は本発明の第２実施形態を示すもの
で、原燃料ガスを用いて熱交換器の凝縮水を排出する例
である。この場合、原燃料供給路９に分岐路１０を設
け、この分岐路１０を更に分岐管１０ａ、１０ｂ、１０
ｃにて分岐させ、分岐管１０ａは第１熱交換器Ｈ１に、
分岐管１０ｂは第２熱交換器Ｈ２に、分岐管１０ｃは第
３熱交換器Ｈ３にそれぞれ接続する。又、分岐路１０の
上流側にはバルブＶ３を設ける。
で、原燃料ガスを用いて熱交換器の凝縮水を排出する例
である。この場合、原燃料供給路９に分岐路１０を設
け、この分岐路１０を更に分岐管１０ａ、１０ｂ、１０
ｃにて分岐させ、分岐管１０ａは第１熱交換器Ｈ１に、
分岐管１０ｂは第２熱交換器Ｈ２に、分岐管１０ｃは第
３熱交換器Ｈ３にそれぞれ接続する。又、分岐路１０の
上流側にはバルブＶ３を設ける。
【００２２】燃料電池発電装置の起動前又は再起動前
に、前記バルブＶ３を開いて原燃料ガスの一部を分岐路
１０に流入させると共に、分岐管１０ａ、１０ｂ、１０
ｃにより第１熱交換器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３にそれぞ
れ供給して凝縮水を排出する。各熱交換器Ｈ１〜Ｈ３を
通過した原燃料ガスは、排気路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ
からそれぞれ排出すると共に、これらを改質器２のバー
ナ２ａに送り込んで燃焼させる。原燃料ガスに混合した
凝縮水は、途中で気液分離器（図略）で分離して前記水
タンク８にそれぞれ戻す。
に、前記バルブＶ３を開いて原燃料ガスの一部を分岐路
１０に流入させると共に、分岐管１０ａ、１０ｂ、１０
ｃにより第１熱交換器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３にそれぞ
れ供給して凝縮水を排出する。各熱交換器Ｈ１〜Ｈ３を
通過した原燃料ガスは、排気路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ
からそれぞれ排出すると共に、これらを改質器２のバー
ナ２ａに送り込んで燃焼させる。原燃料ガスに混合した
凝縮水は、途中で気液分離器（図略）で分離して前記水
タンク８にそれぞれ戻す。
【００２３】原燃料ガスにより各熱交換器内の凝縮水を
排出した後の作動は、前記第１実施形態の場合と同じで
ある。図３は第１実施形態及び第２実施形態での改質器
昇温終了までのフローチャートを示すもので、不活性ガ
スの場合も原燃料ガスの場合もバルブを開いてから１０
〜３０秒間各熱交換器にそれぞれガスを供給して凝縮水
を排出する。タイマーにてその時間を計り時間経過後に
バルブを閉じる。
排出した後の作動は、前記第１実施形態の場合と同じで
ある。図３は第１実施形態及び第２実施形態での改質器
昇温終了までのフローチャートを示すもので、不活性ガ
スの場合も原燃料ガスの場合もバルブを開いてから１０
〜３０秒間各熱交換器にそれぞれガスを供給して凝縮水
を排出する。タイマーにてその時間を計り時間経過後に
バルブを閉じる。
【００２４】図４は本発明の第３実施形態を示すもの
で、熱交換器の外部に水排出弁を設ける例である。この
場合、第１熱交換器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３の出口側に
排水路７ａ、７ｂ、７ｃをそれぞれ設けると共に、これ
らの排水路に水排出弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃをそれぞ
れ設ける。
で、熱交換器の外部に水排出弁を設ける例である。この
場合、第１熱交換器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３の出口側に
排水路７ａ、７ｂ、７ｃをそれぞれ設けると共に、これ
らの排水路に水排出弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃをそれぞ
れ設ける。
【００２５】燃料電池発電装置の起動前又は再起動前
に、前記水排出弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃによって第１
熱交換器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３内の凝縮水を排出す
る。この際、第１熱交換器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３は水
平位置より出口側を下方に傾けた状態に配設しておけ
ば、凝縮水の排出をより一層効率良く行うことができ
る。燃料電池５の発電中は、第１熱交換器Ｈ１〜第３熱
交換器Ｈ３に水タンク８から通水されるために水排出弁
１１ａ、１１ｂ、１１ｃは開状態に保持され、発電停止
後は閉状態にして通水を遮断する。
に、前記水排出弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃによって第１
熱交換器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３内の凝縮水を排出す
る。この際、第１熱交換器Ｈ１〜第３熱交換器Ｈ３は水
平位置より出口側を下方に傾けた状態に配設しておけ
ば、凝縮水の排出をより一層効率良く行うことができ
る。燃料電池５の発電中は、第１熱交換器Ｈ１〜第３熱
交換器Ｈ３に水タンク８から通水されるために水排出弁
１１ａ、１１ｂ、１１ｃは開状態に保持され、発電停止
後は閉状態にして通水を遮断する。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、燃料電
池発電装置において起動前又は再起動前に改質装置に関
連して設けられた複数の熱交換器内の凝縮水を排出し、
その後に原燃料ガスを改質器のバーナに供給して改質器
内の触媒を所定温度まで昇温させると共に、改質器で生
じる高温の改質ガスをＣＯ変成器、ＣＯ除去器の順に送
り込んでそれらの内部に充填されている触媒をそれぞれ
所定温度まで昇温させる。この際、熱交換器を通過する
高温の改質ガスが凝縮水との間で熱交換されない。従っ
て、改質装置の触媒を短時間にて所定温度まで昇温する
ことができ、これにより燃料電池の発電開始までの時間
を１０〜２０分程度短縮することが可能である。又、凝
縮水の排出は、不活性ガス又は原燃料ガスを熱交換器に
供給することで容易に行うことができ、更に熱交換器の
外部に水排出弁を設けても排出できることから従来のよ
うな複雑な構成及び多くの弁操作が不要になり、熱交換
器を一方に傾けることで排出機能を向上させることがで
きる。
池発電装置において起動前又は再起動前に改質装置に関
連して設けられた複数の熱交換器内の凝縮水を排出し、
その後に原燃料ガスを改質器のバーナに供給して改質器
内の触媒を所定温度まで昇温させると共に、改質器で生
じる高温の改質ガスをＣＯ変成器、ＣＯ除去器の順に送
り込んでそれらの内部に充填されている触媒をそれぞれ
所定温度まで昇温させる。この際、熱交換器を通過する
高温の改質ガスが凝縮水との間で熱交換されない。従っ
て、改質装置の触媒を短時間にて所定温度まで昇温する
ことができ、これにより燃料電池の発電開始までの時間
を１０〜２０分程度短縮することが可能である。又、凝
縮水の排出は、不活性ガス又は原燃料ガスを熱交換器に
供給することで容易に行うことができ、更に熱交換器の
外部に水排出弁を設けても排出できることから従来のよ
うな複雑な構成及び多くの弁操作が不要になり、熱交換
器を一方に傾けることで排出機能を向上させることがで
きる。
【図１】本発明に係る燃料電池発電装置の起動方法の第
１実施形態を示すブロック図
１実施形態を示すブロック図
【図２】同、第２実施形態を示すブロック図
【図３】第１実施形態及び第２実施形態における概略フ
ローチャートを示す説明図
ローチャートを示す説明図
【図４】第３実施形態を示すブロック図
１…脱硫器 ２…改質器 ２ａ…バーナ ３…ＣＯ変成器 ４…ＣＯ除去器 ５…燃料電池 ６…不活性ガス供給路 ７ａ、７ｂ、７ｃ…排水路 ８…水タンク ９…原燃料供給路 １０…分岐路 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ…水排出弁
フロントページの続き (72)発明者 上田 雅敏 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 門脇 正天 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 宮井 恵吾 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 黄木 丈俊 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田島 収 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H027 AA02 BA01 BA16 BA17 BA20 MM01
Claims (4)
- 【請求項１】燃料改質装置及び熱交換器を含む燃料電池
発電装置において、起動前又は再起動前に前記熱交換器
内に凝縮している水を排出することを特徴とする燃料電
池発電装置の起動方法。 - 【請求項２】前記熱交換器内に凝縮している水を排出す
る手段は、熱交換器に不活性ガス又は原燃料ガスを供給
する請求項１記載の燃料電池発電装置の起動方法。 - 【請求項３】前記熱交換器内に凝縮している水を排出す
る手段は、熱交換器の外部に水排出弁を設ける請求項１
記載の燃料電池発電装置の起動方法。 - 【請求項４】前記熱交換器内に凝縮している水を排出す
る手段は、熱交換器を平行より一方に傾け、外部に水排
出弁を設ける請求項１記載の燃料電池発電装置の起動方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058176A JP2002260699A (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 燃料電池発電装置の起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058176A JP2002260699A (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 燃料電池発電装置の起動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002260699A true JP2002260699A (ja) | 2002-09-13 |
Family
ID=18917937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001058176A Pending JP2002260699A (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 燃料電池発電装置の起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002260699A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112007000448T5 (de) | 2006-02-27 | 2009-01-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Brennstoffzellensystem |
-
2001
- 2001-03-02 JP JP2001058176A patent/JP2002260699A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112007000448T5 (de) | 2006-02-27 | 2009-01-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Brennstoffzellensystem |
| US8187760B2 (en) | 2006-02-27 | 2012-05-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system for repressing reservoir water backflow |
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Legal Events
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