JP2003229149A - Fuel cell generating system and fuel cell generating method - Google Patents

Fuel cell generating system and fuel cell generating method

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JP2003229149A JP2002334674A JP2002334674A JP2003229149A JP 2003229149 A JP2003229149 A JP 2003229149A JP 2002334674 A JP2002334674 A JP 2002334674A JP 2002334674 A JP2002334674 A JP 2002334674A JP 2003229149 A JP2003229149 A JP 2003229149A
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彰成 中村
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正高 尾関
Shinji Miyauchi
伸二 宮内
Tomomichi Asou
智倫 麻生
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell generating system and a generating method in which a purge process of an atmosphere in the fuel gas passage can be realized without using nitrogen before the generation start or after the generation stop, and inflow of high concentration carbon monoxide into the fuel cell can be prevented at the time of the starting of the system operation. <P>SOLUTION: The generating system comprises a fuel gas generating means for generating a fuel gas rich in hydrogen from a raw material made mainly of a compound containing carbon and hydrogen, a raw material supply source for supplying the raw material to the fuel gas generating means, a fuel gas supply means for supplying the fuel gas from the fuel gas generating means to the fuel gas passage that includes a fuel pole of the fuel cell, and a bypass means for injecting the raw material from the raw material supply source into the fuel gas passage of the fuel cell by bypassing the fuel gas generating means. The raw material is injected into the fuel gas passage of the fuel cell through the above bypass means as a substitution gas at least either before the generation start or after generation stop of the fuel cell. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池を用いて
発電を行う燃料電池発電システムおよび発電方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power generation system and a power generation method for generating power using a fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の燃料電池発電システムあるいは発
電方法は、特開平3−257762号公報に示されるよ
うに、図20のような構成を用いていた。すなわち、燃
料電池1と、天然ガスのような原料ガスから硫黄成分を
除去する脱硫器3と、脱硫された原料ガスから水素リッ
チガスを発生させる燃料ガス生成部2の反応部2aと、
反応部2aを加熱する加熱手段としてのバーナ2bと、
燃料ガス生成部2の上流に、遮断弁6を有する窒素供給
管7により接続された窒素設備5とを備え、燃料ガス生
成部2で生成した燃料は改質ガス供給管8を介して燃料
電池1の燃料極1aに供給し、残余の燃料は排水素接続
管9を介してバーナ2bへ供給するようにしていた。燃
料電池1の酸化剤極にはブロア4により空気が供給され
る。
2. Description of the Related Art A conventional fuel cell power generation system or power generation method has a configuration as shown in FIG. 20 as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-257762. That is, a fuel cell 1, a desulfurizer 3 that removes a sulfur component from a raw material gas such as natural gas, a reaction portion 2a of a fuel gas generation portion 2 that generates a hydrogen-rich gas from the desulfurized raw material gas,
A burner 2b as a heating means for heating the reaction part 2a,
A nitrogen facility 5 connected by a nitrogen supply pipe 7 having a shutoff valve 6 is provided upstream of the fuel gas generation unit 2, and the fuel generated in the fuel gas generation unit 2 is supplied to a fuel cell through a reformed gas supply pipe 8. The fuel was supplied to the fuel electrode 1a of No. 1 and the remaining fuel was supplied to the burner 2b via the exhaust hydrogen connecting pipe 9. Air is supplied to the oxidizer electrode of the fuel cell 1 by the blower 4.

【0003】一般の燃料電池発電システムあるいは発電
方法においては、発電運転を停止させる時は、まず原料
ガスの供給を停止する。この時に生ずる現象を図20を
用いて説明すると、燃料ガス生成部2から改質ガス供給
管8および燃料電池1を経て排水素接続管9までの流路
の中で、特に燃料極1aから排水素接続管9にかけての
流路中に水素リッチガスが停留することになる。そのた
め、大気解放されたバーナ2bから自然対流によって水
素リッチガス流路内に空気が流入した場合、水素が爆発
する恐れがあった。
In a general fuel cell power generation system or power generation method, when the power generation operation is stopped, the supply of the raw material gas is first stopped. The phenomenon that occurs at this time will be described with reference to FIG. 20. In the flow path from the fuel gas generation unit 2 to the reformed gas supply pipe 8 and the fuel cell 1 to the exhaust hydrogen connecting pipe 9, especially from the fuel electrode 1a to drain water. The hydrogen-rich gas will stay in the flow path to the element connecting pipe 9. Therefore, when air flows into the hydrogen-rich gas passage from the burner 2b released to the atmosphere by natural convection, hydrogen may explode.

【0004】そこで、上記特開平3−257762号公
報に記載され図20に示される燃料電池発電システムあ
るいは発電方法においては、発電運転停止時に遮断弁6
を開き、窒素設備5から窒素供給管7を介して不活性ガ
スとしての窒素ガスを、燃料ガス生成部2から改質ガス
供給管8および燃料電池1を経て排水素接続管9までの
流路の中で、特に燃料極1aから排水素接続管9にかけ
ての燃料ガス流路に注入し、窒素ガスにより当該燃料ガ
ス流路から水素リッチガスを排出させ、すなわちパージ
し、パージされた水素リッチガスをバーナ2bで燃焼さ
せるようにしていた。このように、従来の燃料電池発電
システムでは、窒素ガスによる水素リッチガスの燃料ガ
ス流路からのパージ工程によって水素が爆発することを
未然に防止し、安全性を確保していた。
Therefore, in the fuel cell power generation system or power generation method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 3-257762 and shown in FIG.
And a nitrogen gas as an inert gas from the nitrogen equipment 5 through the nitrogen supply pipe 7, and a flow path from the fuel gas generation unit 2 to the reformed gas supply pipe 8 and the fuel cell 1 to the exhaust hydrogen connecting pipe 9. In particular, the hydrogen rich gas is injected into the fuel gas flow passage from the fuel electrode 1a to the exhaust hydrogen connecting pipe 9, and the hydrogen rich gas is discharged from the fuel gas flow passage by the nitrogen gas, that is, purged, and the purged hydrogen rich gas is burned. It was designed to burn in 2b. As described above, in the conventional fuel cell power generation system, hydrogen is prevented from exploding in the purging process of the hydrogen-rich gas by the nitrogen gas from the fuel gas passage, and safety is ensured.

【0005】[0005]

【特許文献1】特開平3−257762号公報[Patent Document 1] JP-A-3-257762

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池発電シ
ステムあるいは発電方法では、上記の窒素ガスによるパ
ージ工程のため窒素ボンベなどの窒素設備を具備する必
要があり、例えば家庭用定置型分散発電や電気自動車用
電源などに用いた場合、大きなスペースを必要とし、さ
らにイニシャルコストがかかるという問題がある。ま
た、窒素ボンベを定期的に交換・補充する必要もあり、
ランニングコストもかかるという問題がある。
In the conventional fuel cell power generation system or power generation method, it is necessary to provide nitrogen equipment such as a nitrogen cylinder for the above-mentioned nitrogen gas purging step. When used as a power source for an electric vehicle, there is a problem that it requires a large space and further requires an initial cost. Also, it is necessary to regularly replace and refill the nitrogen cylinder,
There is a problem that running costs are high.

【0007】また、燃料ガス生成部の起動時には、生成
される燃料ガスには高濃度の一酸化炭素を含む。燃料電
池が固体高分子電解質型燃料電池である場合、これは燃
料電池の燃料極の触媒を被毒させる。しかし、従来の燃
料電池発電システムあるいは発電方法では、起動時の高
濃度の一酸化炭素を含む燃料ガスを燃料電池に供給して
いるため、燃料電池の燃料極の触媒被毒による性能劣化
を引き起こす。
Further, at the time of starting the fuel gas producing section, the produced fuel gas contains a high concentration of carbon monoxide. If the fuel cell is a solid polymer electrolyte fuel cell, it poisons the catalyst at the anode of the fuel cell. However, in the conventional fuel cell power generation system or power generation method, the fuel gas containing a high concentration of carbon monoxide at the time of startup is supplied to the fuel cell, which causes performance deterioration due to catalyst poisoning of the fuel cell fuel electrode. .

【0008】本発明は、上述のような従来の燃料電池発
電システムあるいは発電方法が有する課題を考慮して、
発電開始前および発電終了後に、窒素を用いないで燃料
ガス流路から水素リッチガスをパージすることを可能と
する燃料電池発電システムおよび発電方法を提供するこ
とを目的とする。また、システム運転の起動時において
高濃度の一酸化炭素の燃料電池への流入防止を実現でき
る燃料電池発電システムおよび発電方法を提供すること
をも目的とする。
The present invention takes into consideration the problems of the conventional fuel cell power generation system or power generation method as described above,
An object of the present invention is to provide a fuel cell power generation system and a power generation method capable of purging hydrogen-rich gas from a fuel gas passage without using nitrogen before the start of power generation and after the end of power generation. Another object of the present invention is to provide a fuel cell power generation system and a power generation method capable of preventing a high concentration of carbon monoxide from flowing into a fuel cell at the time of starting the system operation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の方式に基
づく燃料電池発電システムは、燃料極および酸化剤極を
有する燃料電池と、前記燃料極を含む前記燃料電池の燃
料ガス流路に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
前記酸化剤極を含む前記燃料電池の酸化剤ガス流路に酸
化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料ガ
ス流路に炭素および水素を含む化合物を主成分とする置
換ガスを供給する置換ガス供給手段とを具備し、前記燃
料電池の発電開始前および発電終了後の少なくとも一方
において、前記置換ガス供給手段により前記置換ガスを
前記燃料ガス流に注入して前記燃料ガス流路の雰囲気を
前記置換ガスで置換するように構成される。
A fuel cell power generation system based on the first method of the present invention includes a fuel cell having a fuel electrode and an oxidant electrode, and a fuel gas flow path of the fuel cell including the fuel electrode. Fuel gas supply means for supplying fuel gas,
An oxidant gas supply means for supplying an oxidant gas to an oxidant gas flow path of the fuel cell including the oxidant electrode, and a replacement gas containing a compound containing carbon and hydrogen as a main component to the fuel gas flow path. Of the fuel gas flow path by injecting the replacement gas into the fuel gas flow by the replacement gas supply means before and / or after power generation of the fuel cell is started. The atmosphere is replaced by the replacement gas.

【0010】この本発明の第1の方式による燃料電池発
電システムは、前記燃料ガス流路に空気を供給して前記
燃料ガス流路の前記雰囲気を空気に置換する空気供給手
段をさらに具備し、前記発電終了後に、前記置換ガス供
給手段により前記置換ガスを前記燃料ガス流路に注入し
て前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記置換ガスで置換
した後、前記空気供給手段により前記燃料ガス流路に前
記空気を注入して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記
空気で置換するように構成することが好ましい。
The fuel cell power generation system according to the first method of the present invention further comprises air supply means for supplying air to the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with air. After the power generation is completed, the replacement gas supply unit injects the replacement gas into the fuel gas flow path to replace the atmosphere in the fuel gas flow path with the replacement gas, and then the air supply unit supplies the fuel gas flow. It is preferable to inject the air into the passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the air.

【0011】本発明の第1の方式に基づく燃料電池発電
方法は、燃料極を含む燃料ガス流路および酸化剤極を含
む酸化剤ガス流路を有する燃料電池の前記燃料ガス流路
に燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、前記燃料電
池の発電開始前および発電終了後の少なくとも一方にお
いて、前記燃料ガス流路に炭素と水素を含む化合物を主
成分とする置換ガスを注入して前記燃料ガス流路の雰囲
気を前記置換ガスで置換する第1置換工程とを具備す
る。本発明の第1の方式に基づく燃料電池発電方法は、
さらに、前記発電終了後に前記第1置換工程を実施した
後、前記燃料ガス流路に空気を注入して前記燃料ガス流
路の前記雰囲気を前記空気で置換する第2置換工程を具
備することが好ましい。
In the fuel cell power generation method based on the first method of the present invention, a fuel gas is provided in the fuel gas passage of a fuel cell having a fuel gas passage including a fuel electrode and an oxidant gas passage including an oxidant electrode. In a fuel gas supply step for supplying the fuel gas and in at least one of before and after the power generation of the fuel cell, the fuel gas flow channel is filled with a replacement gas containing a compound containing carbon and hydrogen as a main component, and the fuel is supplied. A first replacement step of replacing the atmosphere in the gas flow path with the replacement gas. A fuel cell power generation method based on the first method of the present invention comprises:
The method may further include a second replacing step of performing the first replacing step after the power generation is completed and then injecting air into the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the air. preferable.

【0012】本発明の第2の方式に基づく燃料電池発電
システムは、燃料極および酸化剤極を有する燃料電池
と、炭素および水素を含む化合物を主成分とする原料か
ら水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガス生成手段
と、前記燃料ガス生成手段に前記原料を供給する原料供
給源と、前記燃料ガス生成手段から前記燃料ガスを前記
燃料極を含む前記燃料電池の燃料ガス流路に供給する燃
料ガス供給手段と、前記原料供給源より前記燃料ガス生
成手段をバイパスして前記原料を前記燃料ガス流路に原
料ガスとして注入するバイパス手段とを具備し、前記燃
料電池の発電開始前および発電終了後の少なくとも一方
において、前記バイパス手段を経由して前記燃料ガス流
路に前記原料ガスを注入して前記燃料ガス流路の雰囲気
を前記原料ガスで置換するように構成される。
A fuel cell power generation system based on the second method of the present invention produces a hydrogen-rich fuel gas from a fuel cell having a fuel electrode and an oxidizer electrode and a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components. Fuel gas generating means, a raw material supply source for supplying the raw material to the fuel gas generating means, and a fuel for supplying the fuel gas from the fuel gas generating means to the fuel gas flow path of the fuel cell including the fuel electrode. A gas supply means and a bypass means for bypassing the fuel gas generation means from the raw material supply source and injecting the raw material into the fuel gas passage as a raw material gas, before starting power generation of the fuel cell and ending power generation. In at least one of the latter, the raw material gas is injected into the fuel gas passage through the bypass means to replace the atmosphere of the fuel gas passage with the raw material gas. Configured so that.

【0013】この本発明の第2の方式において、前記燃
料ガス流路に空気を供給して前記燃料ガス流路の前記雰
囲気を前記空気で置換する空気供給手段をさらに具備
し、前記発電終了後に、前記バイパス手段により前記原
料ガスを前記燃料ガス流路に注入して前記燃料ガス流路
の前記雰囲気を前記原料ガスで置換した後、前記空気供
給手段により前記燃料ガス流路に前記空気を注入して、
前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記空気で置換するよ
うに構成することが好ましい。
The second method of the present invention further comprises air supply means for supplying air to the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the air, and after the power generation is completed. Injecting the raw material gas into the fuel gas passage by the bypass means to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the raw material gas, and then injecting the air into the fuel gas passage by the air supply means do it,
It is preferable that the atmosphere of the fuel gas channel is replaced with the air.

【0014】本発明の第2の方式に基づく燃料電池発電
方法は、炭素および水素を含む化合物を主成分とする原
料から水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガス生成工
程と、燃料極を含む燃料ガス流路および酸化剤極を含む
酸化剤ガス流路を有する燃料電池の前記燃料ガス流路に
前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、前記原料
を原料ガスとして直接前記燃料ガス流路に供給して前記
燃料ガス流路の雰囲気を前記原料ガスで置換する第1置
換工程とを具備し、前記燃料電池の発電開始前および発
電終了後の少なくとも一方において前記第1置換工程が
実施される。この本発明の第2の方式の発電方法におい
て、前記発電終了後に前記第1置換工程を実施した後、
前記燃料ガス流路に空気を注入して前記燃料ガス流路の
前記雰囲気を前記空気で置換する第2置換工程を具備す
ることが好ましい。
In the fuel cell power generation method based on the second method of the present invention, a fuel gas producing step of producing a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components, and a fuel containing a fuel electrode A fuel gas supply step of supplying the fuel gas to the fuel gas flow path of a fuel cell having a gas flow path and an oxidant gas flow path including an oxidant electrode; A first replacement step of supplying the material gas to replace the atmosphere of the fuel gas flow path, wherein the first replacement step is performed before and / or after power generation of the fuel cell is started. . In the power generation method of the second method of the present invention, after performing the first replacement step after the power generation is completed,
It is preferable to include a second replacement step of injecting air into the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the air.

【0015】本発明の第3の方式に基づく燃料電池発電
システムは、燃料極および酸化剤極を有する燃料電池
と、炭素および水素を含む化合物を主成分とする原料か
ら水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガス生成手段
と、前記燃料ガス生成手段に前記原料を供給する原料供
給源と、前記燃料ガス生成手段から前記燃料ガスを前記
燃料極を含む前記燃料電池の燃料ガス流路に供給する燃
料ガス供給手段と、前記燃料ガス流路に炭素および水素
を含む化合物を主成分とする置換ガスを注入して前記燃
料ガス流路の雰囲気を前記置換ガスで置換する置換ガス
供給手段とを具備する燃料電池発電システムであって、
前記燃料電池発電システムの起動開始後から発電開始前
までの間の任意の時間区間、前記置換ガス供給手段によ
り前記燃料ガス流路に前記置換ガスを注入して前記燃料
ガス流路の前記雰囲気を前記置換ガスで置換する。
A fuel cell power generation system based on the third method of the present invention produces a hydrogen-rich fuel gas from a fuel cell having a fuel electrode and an oxidizer electrode and a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components. Fuel gas generating means, a raw material supply source for supplying the raw material to the fuel gas generating means, and a fuel for supplying the fuel gas from the fuel gas generating means to the fuel gas flow path of the fuel cell including the fuel electrode. A gas supply unit; and a replacement gas supply unit for injecting a replacement gas containing a compound containing carbon and hydrogen as a main component into the fuel gas passage to replace the atmosphere of the fuel gas passage with the replacement gas. A fuel cell power generation system,
Arbitrary time period from the start of the fuel cell power generation system to the start of power generation, the substitution gas supply unit injects the substitution gas into the fuel gas passage to create the atmosphere of the fuel gas passage. It is replaced with the replacement gas.

【0016】本発明の第3の方式に基づく燃料電池発電
方法は、炭素および水素を含む化合物を主成分とする原
料から水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガス生成工
程と、燃料極を含む燃料ガス流路および酸化剤極を含む
酸化剤ガス流路を有する燃料電池の前記燃料ガス流路に
前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、前記燃料
ガス流路に炭素および水素を含む化合物を主成分とする
置換ガスを注入して前記燃料ガス流路の雰囲気を前記置
換ガスで置換する第1置換工程とを具備し、前記燃料電
池の起動開始後から発電開始前までの間の任意の時間区
間、前記第1置換工程が実施される。
In the fuel cell power generation method based on the third method of the present invention, a fuel gas producing step of producing a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components, and a fuel containing a fuel electrode A fuel gas supplying step of supplying the fuel gas to the fuel gas channel of a fuel cell having an oxidant gas channel including a gas channel and an oxidant electrode; and a compound containing carbon and hydrogen in the fuel gas channel. A first replacement step of injecting a replacement gas as a main component to replace the atmosphere of the fuel gas flow path with the replacement gas, any time between after the start of the fuel cell and before the start of power generation. During the time period, the first replacement step is performed.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の第1の方式に基づく燃料
電池発電システムは、燃料極および酸化剤極を有する燃
料電池と、前記燃料極を含む前記燃料電池の燃料ガス流
路に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記酸化
剤極を含む前記燃料電池の酸化剤ガス流路に酸化剤ガス
を供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料ガス流路に
炭素および水素を含む化合物を主成分とする置換ガスを
供給する置換ガス供給手段とを具備し、前記燃料電池の
発電開始前および発電終了後の少なくとも一方におい
て、前記置換ガス供給手段により前記置換ガスを前記燃
料ガス流路に注入して前記燃料ガス流路の雰囲気を前記
置換ガスで置換するように構成する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A fuel cell power generation system based on the first mode of the present invention is a fuel cell having a fuel electrode and an oxidant electrode, and a fuel gas is provided in a fuel gas flow path of the fuel cell including the fuel electrode. A fuel gas supply means for supplying an oxidant gas to the oxidant gas flow path of the fuel cell including the oxidant electrode, and a compound containing carbon and hydrogen in the fuel gas flow path. A replacement gas supply means for supplying a replacement gas containing as a main component, the replacement gas supply means for supplying the replacement gas to the fuel gas flow path before and / or after completion of power generation of the fuel cell. And the atmosphere of the fuel gas passage is replaced with the replacement gas.

【0018】同様に、本発明の第1の方式に基づく燃料
電池発電方法は、燃料極を含む燃料ガス流路および酸化
剤極を含む酸化剤ガス流路を有する燃料電池の前記燃料
ガス流路に燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、前
記燃料電池の発電開始前および発電終了後の少なくとも
一方において、前記燃料ガス流路に炭素と水素を含む化
合物を主成分とする置換ガスを注入して前記燃料ガス流
路の雰囲気を前記置換ガスで置換する第1置換工程とを
具備する。これらの発電システムおよび発電方法におい
ては、燃料電池の発電開始前および/または発電終了後
に置換ガスで燃料電池の燃料極を含む燃料ガス流路の雰
囲気をパージすることにより、燃料電池の内部に残留す
る燃料ガスが空気と触れる危険は無く、燃料ガスが燃料
電池の内部で爆発する恐れもない。
Similarly, in the fuel cell power generation method based on the first method of the present invention, the fuel gas flow path of the fuel cell has a fuel gas flow path including a fuel electrode and an oxidant gas flow path including an oxidant electrode. A fuel gas supply step of supplying a fuel gas to the fuel cell and at least one of before and after power generation of the fuel cell is started, and a replacement gas containing a compound containing carbon and hydrogen as a main component is injected into the fuel gas flow path. And a first replacement step of replacing the atmosphere of the fuel gas passage with the replacement gas. In these power generation systems and power generation methods, the atmosphere of the fuel gas flow path including the fuel electrode of the fuel cell is purged with a replacement gas before and / or after the power generation of the fuel cell is finished, so that the fuel cell remains inside the fuel cell. There is no danger of the fuel gas coming into contact with the air, and there is no risk of the fuel gas exploding inside the fuel cell.

【0019】この本発明第1の方式の発電システムの好
ましい態様においては、前記燃料ガス流路に空気を供給
して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を空気に置換する空
気供給手段をさらに具備し、前記発電終了後に、前記置
換ガス供給手段により前記置換ガスを前記燃料ガス流路
に注入して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記置換ガ
スで置換した後、前記空気供給手段により前記燃料ガス
流路に前記空気を注入して前記燃料ガス流路の前記雰囲
気を前記空気で置換する。
In a preferred aspect of the power generation system of the first system of the present invention, air supply means for supplying air to the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with air is further provided. After the power generation is completed, the replacement gas supply unit injects the replacement gas into the fuel gas flow path to replace the atmosphere in the fuel gas flow path with the replacement gas, and then the air supply unit supplies the fuel gas. The air is injected into the flow passage to replace the atmosphere in the fuel gas flow passage with the air.

【0020】同様に、この本発明の第1の方式の発電方
法の好ましい態様においては、前記発電終了後に前記第
1置換工程を実施した後、前記燃料ガス流路に空気を注
入して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記空気で置換
する第2置換工程を具備する。これらの発電システムお
よび発電方法の態様においては、燃料極を含む燃料ガス
流路の雰囲気を置換ガスでパージした後、さらにその置
換ガスを空気でパージするため、運転終了時には、燃料
電池は非常に安全な状態で保持できる。また、燃料ガス
と空気が接することもないので、燃料電池の内部で爆発
する恐れもない。
Similarly, in a preferred mode of the power generation method of the first method of the present invention, after the first replacement step is carried out after the power generation is completed, air is injected into the fuel gas flow path to carry out the fuel injection. A second replacement step of replacing the atmosphere in the gas flow path with the air is included. In these aspects of the power generation system and the power generation method, after the atmosphere of the fuel gas flow path including the fuel electrode is purged with the replacement gas, the replacement gas is further purged with air. Can be held in a safe state. Further, since the fuel gas and the air do not come into contact with each other, there is no possibility of explosion inside the fuel cell.

【0021】本発明の第1の方式の発電システムの他の
好ましい態様においては、前記燃料ガス供給手段が、炭
素および水素を含む化合物を主成分とする原料から水素
リッチな燃料ガスを生成する燃料ガス生成手段と、前記
燃料ガス生成手段に前記原料を供給する原料供給源とを
含み、前記置換ガス供給手段による前記燃料ガス流路へ
の前記置換ガスの注入が終了するまで、前記燃料ガス生
成手段は前記燃料ガス生成を行なう。
In another preferred aspect of the power generation system of the first mode of the present invention, the fuel gas supply means is a fuel for producing a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components. The fuel gas generation unit includes a gas generation unit and a raw material supply source that supplies the raw material to the fuel gas generation unit, until the substitution gas supply unit completes the injection of the substitution gas into the fuel gas flow path. Means perform the fuel gas production.

【0022】同様に、本発明の第1の方式の発電方法の
他の好ましい態様においては、前記燃料ガス供給工程が
炭素および水素を含む化合物を主成分とする原料から水
素リッチな燃料ガスを前記燃料ガスとして生成する燃料
ガス生成工程とを具備し、前記第1置換工程における前
記燃料ガス流路への前記置換ガスの注入が終了するまで
前記燃料ガス生成工程において前記燃料ガスが生成され
る。これらの発電システムおよび発電方法の態様によれ
ば、燃料極を含む燃料ガス流路の雰囲気の置換ガスによ
る置換が終了するまで、燃料ガス生成手段における反応
部を加熱するバーナでの安定燃焼、すなわち安定した燃
料ガス生成工程が実現できる。
Similarly, in another preferred embodiment of the power generation method of the first method of the present invention, the fuel gas supply step comprises producing a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components. A fuel gas generation step of generating the fuel gas, and the fuel gas is generated in the fuel gas generation step until the injection of the substitution gas into the fuel gas flow path in the first substitution step is completed. According to these aspects of the power generation system and the power generation method, stable combustion in the burner that heats the reaction part in the fuel gas generation means, that is, until the replacement of the atmosphere of the fuel gas flow path including the fuel electrode with the replacement gas is completed, that is, A stable fuel gas production process can be realized.

【0023】本発明の第1の方式の発電システムあるい
は発電方法のさらに他の好ましい態様においては、炭素
および水素を含む化合物を主成分とする原料から水素リ
ッチな燃料ガスを生成する燃料生成手段を水蒸気で置換
する水蒸気供給手段あるいは水蒸気による置換工程(第
3置換工程)を具備する。そして、燃料電池の発電終了
後に、置換ガス供給手段により置換ガスを燃料電池の燃
料極を含む燃料ガス流路に注入してその燃料ガス流路を
置換ガスで置換した後、燃料ガス生成手段の燃料ガス生
成を停止させるとともに水蒸気供給手段により燃料ガス
生成手段に水蒸気を注入する。または、燃料電池の発電
終了後に、燃料ガス生成手段の燃料ガス生成を停止させ
るとともに水蒸気供給手段により燃料ガス生成手段内部
に水蒸気を注入し、かつ、置換ガス供給手段により置換
ガスを燃料電池の前記燃料ガス流路に注入する。すなわ
ち、燃料ガス生成を停止させるとともに、前記第3置換
工程と前記第1置換工程を実施する。
In still another preferred embodiment of the power generation system or the power generation method of the first mode of the present invention, a fuel generating means for generating hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components is provided. A steam supply means for replacing with steam or a replacement step with steam (third replacement step) is provided. After the power generation of the fuel cell is completed, the replacement gas is injected into the fuel gas flow path including the fuel electrode of the fuel cell by the replacement gas supply means to replace the fuel gas flow path with the replacement gas, and then the fuel gas generation means The fuel gas generation is stopped and the water vapor supply means injects water vapor into the fuel gas generation means. Alternatively, after the power generation of the fuel cell is finished, the fuel gas generation of the fuel gas generation means is stopped, the steam is injected into the fuel gas generation means by the steam supply means, and the replacement gas is supplied to the fuel gas by the replacement gas supply means. Inject into the fuel gas flow path. That is, the fuel gas generation is stopped, and the third replacement step and the first replacement step are performed.

【0024】これらの発電システムあるいは発電方法の
態様によれば、燃料ガス生成手段内部の雰囲気を水蒸気
でパージすることにより、燃料ガス流路には可燃ガスが
ほぼ残存することがない。水蒸気を燃料ガス生成手段に
注入することにより、燃料ガス生成手段の冷却が促進さ
れ、運転終了までの時間を短縮することができる。燃料
ガス生成手段への水蒸気注入と、燃料電池の燃料極を含
む燃料ガス流路への置換ガス注入を独立して行うことに
より、置換のための時間を短縮できる。
According to these power generation systems or power generation methods, the atmosphere inside the fuel gas generating means is purged with water vapor, so that the combustible gas hardly remains in the fuel gas passage. By injecting water vapor into the fuel gas generation means, cooling of the fuel gas generation means is promoted, and the time until the end of operation can be shortened. The time for replacement can be shortened by independently injecting water vapor into the fuel gas generating means and injecting replacement gas into the fuel gas flow path including the fuel electrode of the fuel cell.

【0025】本発明の第1の方式の他の好ましい態様に
おいては、燃料電池の燃料極を含む燃料ガス流路および
燃料ガス生成手段に空気を供給して、前記燃料ガス流路
の雰囲気と前記燃料ガス生成手段内部の雰囲気を空気に
置換する空気供給手段を具備し、その燃料ガス流路に前
記置換ガスを供給するとともに前記燃料ガス生成手段に
水蒸気を注入した後に、燃料ガス流路と燃料ガス生成手
段内部の両方に空気供給手段により空気を注入する。こ
れにより、燃料ガス流路と燃料ガス生成手段内部の両方
の雰囲気を空気で置換することができる。
In another preferred embodiment of the first mode of the present invention, air is supplied to the fuel gas flow passage including the fuel electrode of the fuel cell and the fuel gas generating means, and the atmosphere of the fuel gas flow passage and the atmosphere An air supply unit for replacing the atmosphere inside the fuel gas generation unit with air is provided, and the replacement gas is supplied to the fuel gas flow channel of the fuel gas generation unit and steam is injected into the fuel gas generation unit. Air is injected into both the inside of the gas generating means by the air supply means. This makes it possible to replace the atmosphere in both the fuel gas passage and the inside of the fuel gas generation means with air.

【0026】ここで、前記空気供給手段による空気注入
は、燃料ガス生成手段から燃料電池の燃料ガス流路へと
直列に行なう。または、前記空気供給手段による空気注
入は、燃料ガス生成手段と燃料電池の燃料ガス流路とに
並列に行なう。前者によれば、燃料ガス流路の上流から
順次流路に沿って下流へと空気で置換することができ
る。また、後者によれば、燃料ガス流路全体を短時間で
空気に置換することができる。
Here, the air injection by the air supply means is performed in series from the fuel gas generation means to the fuel gas passage of the fuel cell. Alternatively, the air injection by the air supply means is performed in parallel with the fuel gas generation means and the fuel gas flow path of the fuel cell. According to the former, the air can be replaced from the upstream side of the fuel gas flow path to the downstream side along the flow path. Also, according to the latter, the entire fuel gas flow path can be replaced with air in a short time.

【0027】さらに本発明の第1の方式の他の態様にお
いては、前記燃料ガス生成手段が、少なくとも貴金属と
金属酸化物を構成材料とする変成触媒体を設けた変成部
と、前記変成部に少なくとも一酸化炭素と水蒸気を副成
分として含む水素ガスを供給する水素ガス供給部を具備
する。これにより、前記燃料ガス生成手段内部の耐酸化
性が高まるため、当該内部に空気を注入しても、その酸
化の問題が生じにくい。
Further, in another aspect of the first system of the present invention, the fuel gas generating means includes a shift section provided with a shift catalyst body containing at least a noble metal and a metal oxide as constituent materials, and the shift section. A hydrogen gas supply unit for supplying hydrogen gas containing at least carbon monoxide and water vapor as secondary components is provided. As a result, the oxidation resistance inside the fuel gas generating means is enhanced, so that even if air is injected into the inside, the problem of the oxidation is unlikely to occur.

【0028】本発明の第2の方式に基づく燃料電池発電
システムは、燃料極および酸化剤極を有する燃料電池
と、炭素および水素を含む化合物を主成分とする原料か
ら水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガス生成手段
と、前記燃料ガス生成手段に前記原料を供給する原料供
給源と、前記燃料ガス生成手段から前記燃料ガスを前記
燃料極を含む前記燃料電池の燃料ガス流路に供給する燃
料ガス供給手段と、前記原料供給源より前記燃料ガス生
成手段をバイパスして前記原料を前記燃料ガス流路に原
料ガスとして注入するバイパス手段とを具備し、前記燃
料電池の発電開始前および発電終了後の少なくとも一方
において、前記バイパス手段を経由して前記燃料ガス流
路に前記原料ガスを注入して前記燃料ガス流路の雰囲気
を前記原料ガスで置換するように構成される。
A fuel cell power generation system based on the second method of the present invention produces a hydrogen-rich fuel gas from a fuel cell having a fuel electrode and an oxidizer electrode, and a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components. Fuel gas generating means, a raw material supply source for supplying the raw material to the fuel gas generating means, and a fuel for supplying the fuel gas from the fuel gas generating means to the fuel gas flow path of the fuel cell including the fuel electrode. A gas supply means and a bypass means for bypassing the fuel gas generation means from the raw material supply source and injecting the raw material into the fuel gas passage as a raw material gas, before starting power generation of the fuel cell and ending power generation. In at least one of the latter, the raw material gas is injected into the fuel gas passage through the bypass means to replace the atmosphere of the fuel gas passage with the raw material gas. Configured so that.

【0029】同様に、本発明の第2の方式に基づく燃料
電池発電方法は、炭素および水素を含む化合物を主成分
とする原料から水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガ
ス生成工程と、燃料極を含む燃料ガス流路および酸化剤
極を含む酸化剤ガス流路を有する燃料電池の前記燃料ガ
ス流路に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、
前記原料を原料ガスとして直接前記燃料ガス流路に供給
して前記燃料ガス流路の雰囲気を前記原料ガスで置換す
る第1置換工程とを具備し、前記燃料電池の発電開始前
および発電終了後の少なくとも一方において前記第1置
換工程が実施される。
Similarly, the fuel cell power generation method based on the second method of the present invention comprises a fuel gas producing step of producing a hydrogen-rich fuel gas from a raw material whose main component is a compound containing carbon and hydrogen, and a fuel electrode. A fuel gas supply step of supplying the fuel gas to the fuel gas flow path of a fuel cell having a fuel gas flow path including an oxidant electrode and an oxidant electrode flow path including an oxidant electrode,
A first replacement step of supplying the raw material as a raw material gas directly to the fuel gas flow path to replace the atmosphere of the fuel gas flow path with the raw material gas, before starting power generation of the fuel cell and after ending power generation. In at least one of the above, the first replacement step is performed.

【0030】これらの発電システムおよび発電方法にお
いては、燃料電池の発電開始前および/または発電終了
後に、原料ガスで燃料電池の燃料極を含む燃料ガス流路
の雰囲気をパージすることにより、燃料電池の内部に残
留する燃料ガスが空気と触れる危険は無く、燃料ガスが
燃料電池の内部で爆発する恐れもない。また、パージを
要する雰囲気をパージするためのガスを原料と同じ供給
源から供給するので、簡潔で効率的なシステムとするこ
とができる。
In these power generation systems and power generation methods, the atmosphere of the fuel gas flow path including the fuel electrode of the fuel cell is purged with the raw material gas before and / or after the power generation of the fuel cell is started, thereby purifying the fuel cell. There is no danger that the fuel gas remaining inside the fuel cell will come into contact with the air, and there is no risk that the fuel gas will explode inside the fuel cell. Further, since the gas for purging the atmosphere requiring purging is supplied from the same supply source as the raw material, a simple and efficient system can be obtained.

【0031】本発明の第2の方式の発電システムの好ま
しい態様においては、前記燃料ガス流路に空気を供給し
て前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記空気で置換する
空気供給手段をさらに具備し、前記発電終了後に、前記
バイパス手段により前記原料ガスを前記燃料ガス流路に
注入して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記原料ガス
で置換した後、前記空気供給手段により前記燃料ガス流
路に前記空気を注入して、前記燃料ガス流路の前記雰囲
気を前記空気で置換する。
In a preferred aspect of the second type power generation system of the present invention, air supply means for supplying air to the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the air is further provided. After the power generation, the bypass means injects the raw material gas into the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the raw material gas, and then the air supply means supplies the fuel gas flow. The air is injected into the passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the air.

【0032】同様に、本発明の第2の方式の燃料電池発
電方法の好ましい態様においては、前記発電終了後に前
記第1置換工程を実施した後、前記燃料ガス流路に空気
を注入して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記空気で
置換する第2置換工程を具備する。これらの発電システ
ムあるいは発電方法の態様によれば、燃料極を含む燃料
ガス流路の雰囲気を原料ガスでパージした後、さらにそ
の原料ガスを空気でパージするため、運転終了時には、
燃料電池は非常に安全な状態で保持できる。また、燃料
ガスと空気が接することもないので、燃料電池の内部で
爆発する恐れもない。
Similarly, in a preferred mode of the fuel cell power generation method of the second method of the present invention, after the first replacement step is carried out after the power generation is completed, air is injected into the fuel gas flow path to carry out the above process. A second replacement step of replacing the atmosphere in the fuel gas passage with the air is included. According to these aspects of the power generation system or the power generation method, after the atmosphere of the fuel gas flow path including the fuel electrode is purged with the raw material gas, the raw material gas is further purged with air.
Fuel cells can be kept in a very safe condition. Further, since the fuel gas and the air do not come into contact with each other, there is no possibility of explosion inside the fuel cell.

【0033】本発明の第2の方式の発電システムの好ま
しい他の態様においては、前記バイパス手段による前記
燃料ガス流路への前記原料ガスの注入が終了するまで、
前記燃料ガス生成手段は前記燃料ガス生成を行なう。同
様に、本発明の第2の方式の発電方法の好ましい他の態
様においては、前記第1置換工程における前記燃料ガス
流路への前記原料ガスの注入が終了するまで前記燃料ガ
ス生成工程において前記燃料ガスが生成される。これら
の発電システムあるいは発電方法の態様によれば、燃料
極を含む燃料ガス流路の置換ガスによる置換が終了する
まで、燃料ガス生成手段における反応部を加熱するバー
ナでの安定燃焼、すなわち安定した燃料ガス生成工程を
実現できる。
In another preferred aspect of the power generation system of the second method of the present invention, until the injection of the raw material gas into the fuel gas flow path by the bypass means is completed,
The fuel gas generation means performs the fuel gas generation. Similarly, in another preferred aspect of the power generation method of the second method of the present invention, in the fuel gas production step, the injection of the raw material gas into the fuel gas flow path in the first replacement step is completed. Fuel gas is produced. According to these aspects of the power generation system or the power generation method, stable combustion in the burner that heats the reaction portion in the fuel gas generation means, that is, stable operation, until the replacement of the fuel gas passage including the fuel electrode with the replacement gas is completed. A fuel gas production process can be realized.

【0034】本発明の第2の方式の発電システムの好ま
しいさらに他の態様においては、前記燃料ガス生成手段
に水蒸気を供給して前記燃料ガス生成手段内部の雰囲気
を前記水蒸気で置換する水蒸気供給手段をさらに具備
し、前記発電終了後に、前記バイパス手段により前記原
料ガスを前記燃料ガス流路に注入して前記燃料ガス流路
の前記雰囲気を前記原料ガスで置換した後、前記燃料ガ
ス生成手段の前記燃料ガス生成を停止させるとともに、
前記水蒸気供給手段により前記燃料ガス生成手段に前記
水蒸気を注入して前記燃料ガス生成手段内部の前記雰囲
気を前記水蒸気で置換する。
In still another preferred aspect of the power generation system of the second type of the present invention, steam supply means for supplying steam to the fuel gas generation means to replace the atmosphere inside the fuel gas generation means with the steam. Further comprising, after the power generation is completed, the bypass gas is used to inject the raw material gas into the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the raw material gas. While stopping the production of the fuel gas,
The steam supply unit injects the steam into the fuel gas generation unit to replace the atmosphere inside the fuel gas generation unit with the steam.

【0035】または、燃料ガス生成手段内部の雰囲気を
水蒸気で置換する水蒸気供給手段をさらに具備し、前記
発電終了後に、前記燃料ガス生成手段の燃料ガス生成を
停止させるとともに、前記水蒸気供給手段により前記燃
料ガス生成手段内部に水蒸気を注入し、かつ、前記バイ
パス手段により前記原料ガスを前記燃料ガス流路に注入
して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記原料ガスで置
換する。
Alternatively, it further comprises steam supply means for replacing the atmosphere inside the fuel gas generation means with steam, and after the power generation is completed, the fuel gas generation of the fuel gas generation means is stopped and the steam supply means is used to Water vapor is injected into the fuel gas generating means, and the raw material gas is injected into the fuel gas passage by the bypass means to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the raw material gas.

【0036】同様に、本発明の第2の方式の発電方法の
好ましいさらに他の態様においては、前記燃料ガス生成
工程における前記燃料ガス生成は燃料ガス生成手段を用
いて実施され、前記燃料ガス生成手段に水蒸気を供給し
て前記燃料ガス生成手段内部の雰囲気を前記水蒸気で置
換する第3置換工程をさらに具備し、前記発電終了後
に、前記燃料ガス生成手段による前記燃料ガス生成工程
を停止させるとともに、前記第3置換工程と前記第1置
換工程とが実施される。
Similarly, in still another preferred aspect of the power generation method of the second method of the present invention, the fuel gas generation in the fuel gas generation step is performed using a fuel gas generation means, and the fuel gas generation is performed. Further comprising a third replacing step of supplying water vapor to the means to replace the atmosphere inside the fuel gas producing means with the water vapor, and stopping the fuel gas producing step by the fuel gas producing means after the power generation is completed. The third replacement step and the first replacement step are performed.

【0037】これらの発電システムあるいは発電方法の
態様によれば、燃料ガス生成手段の内部雰囲気を水蒸気
でパージすることにより、燃料ガス流路には可燃ガスが
ほぼ残存することがない。水蒸気を燃料ガス生成手段内
部に注入することにより、燃料ガス生成手段の冷却が促
進され、運転終了までの時間を短縮することができる。
燃料ガス生成手段内部への水蒸気注入と、燃料電池の燃
料極を含む燃料ガス流路への置換ガス注入を独立して行
うことにより、置換のための時間を短縮できる。
According to these aspects of the power generation system or the power generation method, the combustible gas does not substantially remain in the fuel gas passage by purging the internal atmosphere of the fuel gas generation means with steam. By injecting water vapor into the fuel gas generating means, cooling of the fuel gas generating means is promoted and the time until the end of operation can be shortened.
By injecting water vapor into the fuel gas generating means and injecting the replacement gas into the fuel gas passage including the fuel electrode of the fuel cell independently, the time for replacement can be shortened.

【0038】本発明の第2の方式のさらに他の好ましい
態様においては、前記燃料ガス流路と前記燃料ガス生成
手段とに空気を供給して、前記燃料ガス流路の前記雰囲
気と前記燃料ガス生成手段内部の前記雰囲気とを前記空
気に置換する空気供給手段をさらに具備し、前記燃料ガ
ス流路に前記原料ガスを供給して前記燃料ガス流路の前
記雰囲気を前記原料ガスで置換するとともに、前記燃料
ガス生成手段内部に前記水蒸気を注入して前記燃料ガス
生成手段内部の前記雰囲気を前記水蒸気で置換した後
に、前記燃料ガス流路と前記燃料ガス生成手段内部との
両方に前記空気供給手段により前記空気を注入して、前
記燃料ガス流路の前記雰囲気と前記燃料ガス生成手段内
部の前記雰囲気とを前記空気で置換する。
[0038] In still another preferred aspect of the second system of the present invention, air is supplied to the fuel gas flow passage and the fuel gas generating means, and the atmosphere of the fuel gas flow passage and the fuel gas are supplied. Further comprising air supply means for replacing the atmosphere inside the generating means with the air, and supplying the source gas to the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the source gas. Supplying the air to both the fuel gas flow path and the inside of the fuel gas generation means after injecting the water vapor into the fuel gas generation means and replacing the atmosphere inside the fuel gas generation means with the water vapor Means for injecting the air to replace the atmosphere in the fuel gas flow passage with the atmosphere in the fuel gas generating means.

【0039】これにより、システム内部の原料および燃
料ガスの流路全体を空気で置換することができる。ここ
で、前記空気供給手段による空気注入の好ましい態様に
おいては、燃料ガス生成手段から前記燃料ガス流路へと
直列に行なう。または、前記空気供給手段による空気注
入の他の好ましい態様においては、燃料ガス生成手段と
前記燃料ガス流路とに並列に行なう。前者によれば、燃
料ガス流路の上流から順次流路に沿って下流へと空気で
置換することができる。また、後者によれば、燃料ガス
流路全体を短時間で空気に置換することができる。
As a result, the entire raw material and fuel gas passages in the system can be replaced with air. Here, in a preferred mode of injecting air by the air supply means, it is performed in series from the fuel gas generation means to the fuel gas flow path. Alternatively, in another preferable mode of injecting air by the air supply means, it is performed in parallel with the fuel gas generation means and the fuel gas flow path. According to the former, the air can be replaced from the upstream side of the fuel gas flow path to the downstream side along the flow path. Also, according to the latter, the entire fuel gas flow path can be replaced with air in a short time.

【0040】本発明の第2の方式の他の態様において
は、前記燃料ガス生成手段が、少なくとも貴金属と金属
酸化物を構成材料とする変成触媒体を設けた変成部と、
前記変成部に少なくとも一酸化炭素と水蒸気を副成分と
して含む水素ガスを供給する水素ガス供給部を具備す
る。これにより、前記燃料ガス生成手段内部の耐酸化性
が高まるため、当該内部に空気を注入しても、その酸化
の問題が生じにくい。
In another aspect of the second system of the present invention, the fuel gas generating means comprises a shift conversion section provided with a shift catalyst body containing at least a noble metal and a metal oxide as constituent materials,
The shift section is provided with a hydrogen gas supply section for supplying hydrogen gas containing at least carbon monoxide and water vapor as secondary components. As a result, the oxidation resistance inside the fuel gas generating means is enhanced, so that even if air is injected into the inside, the problem of the oxidation is unlikely to occur.

【0041】本発明の第3の方式に基づく燃料電池発電
システムは、燃料極および酸化剤極を有する燃料電池
と、炭素および水素を含む化合物を主成分とする原料か
ら水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガス生成手段
と、前記燃料ガス生成手段に前記原料を供給する原料供
給源と、前記燃料ガス生成手段から前記燃料ガスを前記
燃料極を含む前記燃料電池の燃料ガス流路に供給する燃
料ガス供給手段と、前記燃料ガス流路に炭素および水素
を含む化合物を主成分とする置換ガスを注入して前記燃
料ガス流路の雰囲気を前記置換ガスで置換する置換ガス
供給手段とを具備する燃料電池発電システムであって、
前記燃料電池発電システムの起動開始後から発電開始前
までの間の任意の時間区間、前記置換ガス供給手段によ
り前記燃料ガス流路に前記置換ガスを注入して前記燃料
ガス流路の前記雰囲気を前記置換ガスで置換する。
A fuel cell power generation system based on the third method of the present invention produces a hydrogen-rich fuel gas from a fuel cell having a fuel electrode and an oxidant electrode and a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components. Fuel gas generating means, a raw material supply source for supplying the raw material to the fuel gas generating means, and a fuel for supplying the fuel gas from the fuel gas generating means to the fuel gas flow path of the fuel cell including the fuel electrode. A gas supply unit; and a replacement gas supply unit for injecting a replacement gas containing a compound containing carbon and hydrogen as a main component into the fuel gas passage to replace the atmosphere of the fuel gas passage with the replacement gas. A fuel cell power generation system,
Arbitrary time period from the start of the fuel cell power generation system to the start of power generation, the substitution gas supply unit injects the substitution gas into the fuel gas passage to create the atmosphere of the fuel gas passage. It is replaced with the replacement gas.

【0042】また、本発明の第3の方式の好ましい態様
においては、前記置換ガス供給手段が、前記原料供給源
から前記燃料ガス生成手段をバイパスして前記原料を前
記燃料ガス流路に前記置換ガスとして注入する手段であ
る。同様に、本発明の第3の方式に基づく燃料電池発電
方法は、炭素および水素を含む化合物を主成分とする原
料から水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガス生成工
程と、燃料極を含む燃料ガス流路および酸化剤極を含む
酸化剤ガス流路を有する燃料電池の前記燃料ガス流路に
前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、前記燃料
ガス流路に炭素および水素を含む化合物を主成分とする
置換ガスを注入して前記燃料ガス流路の雰囲気を前記置
換ガスで置換する第1置換工程とを具備し、前記燃料電
池の起動開始後から発電開始前までの間の任意の時間区
間、前記第1置換工程が実施される。
Further, in a preferred aspect of the third system of the present invention, the replacement gas supply means bypasses the fuel gas generation means from the raw material supply source and replaces the raw material with the fuel gas flow path. It is a means of injecting as a gas. Similarly, in the fuel cell power generation method based on the third method of the present invention, a fuel gas producing step of producing a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components, and a fuel containing a fuel electrode A fuel gas supplying step of supplying the fuel gas to the fuel gas channel of a fuel cell having an oxidant gas channel including a gas channel and an oxidant electrode; and a compound containing carbon and hydrogen in the fuel gas channel. A first replacement step of injecting a replacement gas as a main component to replace the atmosphere of the fuel gas flow path with the replacement gas, any time between after the start of the fuel cell and before the start of power generation. During the time period, the first replacement step is performed.

【0043】これらの発電システムもしくはその態様、
あるいは発電方法によれば、燃料電池の内部に残留する
燃料ガスが空気と触れる危険は無く、燃料ガスが燃料電
池の内部で爆発する恐れもない。燃料ガス生成手段の運
転初期において高濃度の一酸化炭素を含む燃料ガスが拡
散により燃料極を含む燃料ガス流路に流入して燃料極が
被毒する問題を防止することができる。
These power generation systems or their modes,
Alternatively, according to the power generation method, there is no danger that the fuel gas remaining inside the fuel cell will come into contact with air, and there is no risk that the fuel gas will explode inside the fuel cell. It is possible to prevent the problem that the fuel gas containing a high concentration of carbon monoxide flows into the fuel gas flow path including the fuel electrode due to diffusion and the fuel electrode is poisoned at the initial stage of the operation of the fuel gas generation means.

【0044】上記の本発明の各方式および各態様におけ
るさらなる態様によれば、前記燃料ガス生成手段におい
て生成される燃料ガスに含まれる一酸化炭素濃度を検知
する一酸化炭素濃度検知手段をさらに具備し、前記一酸
化炭素濃度検知手段により検知される検知値が所定値を
下回るまで、前記燃料極を含む燃料ガス流路に置換ガス
または置換ガスとしての原料ガスを注入する。これによ
り、燃料ガス生成手段の運転初期において高濃度の一酸
化炭素を含む燃料ガスが拡散により燃料ガス流路に流入
して燃料極が被毒する問題を防止することができる。
According to a further aspect of each system and each aspect of the present invention described above, a carbon monoxide concentration detecting means for detecting the carbon monoxide concentration contained in the fuel gas produced in the fuel gas producing means is further provided. Then, the replacement gas or the source gas as the replacement gas is injected into the fuel gas flow path including the fuel electrode until the detection value detected by the carbon monoxide concentration detection means falls below a predetermined value. Thus, it is possible to prevent the problem that the fuel gas containing a high concentration of carbon monoxide flows into the fuel gas flow path by diffusion and poisons the fuel electrode at the initial operation of the fuel gas generation means.

【0045】また、本発明の各方式および各態様におい
て、好ましい置換ガスは、硫黄成分を含まない。これに
より、燃料極の触媒の被毒を防止することができる。さ
らに本発明の各方式および各態様において、原料供給源
から供給される好ましい原料は、都市ガスをそれに含ま
れる硫黄成分を除去してなるガスである。これにより、
原料を簡便に利用することができるとともに、燃料極の
触媒の被毒を防止することができる。以下に、本発明の
実施形態を図面を参照しながら説明する。
Further, in each system and each embodiment of the present invention, the preferred replacement gas does not contain a sulfur component. As a result, poisoning of the fuel electrode catalyst can be prevented. Further, in each mode and each aspect of the present invention, a preferable raw material supplied from the raw material supply source is a gas obtained by removing the sulfur component contained in the city gas. This allows
The raw material can be easily used, and the poisoning of the fuel electrode catalyst can be prevented. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0046】《実施形態1》図1は、本発明の実施形態
1における燃料電池発電システムの構成を示す。本実施
形態における燃料電池発電システムは、燃料電池11、
燃料電池の燃料極11aに燃料ガスを供給する燃料供給
部、燃料電池の酸化剤極に酸化剤ガスを供給する酸化剤
ガス供給部、および都市ガスから硫黄成分を除去した脱
硫ガスを、置換ガスとして、燃料ガス供給管10に供給
するための脱硫ガス供給管12を備える。この置換ガス
は、炭化水素などの炭素と水素を含む化合物を主成分と
する。
<< Embodiment 1 >> FIG. 1 shows the configuration of a fuel cell power generation system according to Embodiment 1 of the present invention. The fuel cell power generation system according to the present embodiment includes a fuel cell 11,
A fuel supply unit for supplying a fuel gas to the fuel electrode 11a of the fuel cell, an oxidant gas supply unit for supplying an oxidant gas to the oxidant electrode of the fuel cell, and a desulfurization gas obtained by removing sulfur components from city gas as a replacement gas. A desulfurization gas supply pipe 12 for supplying the fuel gas supply pipe 10 is provided. The replacement gas contains a compound containing carbon and hydrogen such as hydrocarbon as a main component.

【0047】さらに、脱硫ガス供給管12には、都市ガ
スなど硫黄成分を含む置換ガスの原料から硫黄成分を除
去する脱硫器13と、脱硫ガスの供給・遮断を行なうた
めの開閉弁14を備える。本実施形態では、原料として
炭素と水素を含む化合物を主成分とする都市ガスを用い
る。代表的な都市ガスは、大部分がメタンであり、一部
ブタンを含む。
Further, the desulfurization gas supply pipe 12 is provided with a desulfurizer 13 for removing a sulfur component from a raw material of a replacement gas containing a sulfur component such as city gas, and an opening / closing valve 14 for supplying / shutting off the desulfurization gas. . In the present embodiment, city gas containing a compound containing carbon and hydrogen as a main component is used as a raw material. A typical city gas is mostly methane and partly contains butane.

【0048】本実施形態における燃料電池発電システム
の動作を説明する。発電を行なう場合、まず開閉弁14
を開とし、都市ガスの硫黄成分を脱硫器13で除去した
脱硫ガスを脱硫ガス供給管12から燃料ガス供給管10
を通じて燃料電池11の燃料極11aに注入する。これ
によって、燃料電池の燃料極およびその近傍に残存する
ガスを燃料電池11の外部に排出し、燃料極11aを含
む燃料電池内部の燃料ガス流路の雰囲気を脱硫ガスでパ
ージする。なお、本明細書においてパージとは、排出さ
せることを意味し、さらに別の表現をすれば、ある空間
に存在するガスなどの既存物質をパージ用のガスなどの
物質により置換することを意味する。
The operation of the fuel cell power generation system in this embodiment will be described. When generating power, first open / close valve 14
Is opened, and the desulfurized gas obtained by removing the sulfur component of the city gas by the desulfurizer 13 is supplied from the desulfurized gas supply pipe 12 to the fuel gas supply pipe 10
Is injected into the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 through. As a result, the gas remaining in the fuel electrode of the fuel cell and its vicinity is discharged to the outside of the fuel cell 11, and the atmosphere of the fuel gas flow path inside the fuel cell including the fuel electrode 11a is purged with desulfurization gas. In this specification, purging means discharging, and in other words, replacing existing substances such as gas existing in a certain space with substances such as purging gas. .

【0049】燃料極11aを含む燃料ガス流路内部雰囲
気の脱硫ガスによるパージが完了すると、開閉弁14を
閉として脱硫ガスの供給を止め、燃料電池11に燃料ガ
スと酸化剤ガスを供給し、発電を行なう。発電を停止す
るときは、まず燃料電池11への燃料ガスと酸化剤ガス
の供給を止める。次いで、開閉弁14を開とし、発電を
行なう前と同様に、燃料電池11の燃料極11aに脱硫
ガスを注入することで、未反応の燃料ガスを燃料電池1
1の外部に排出し、燃料極11aを含む燃料電池の燃料
ガス流路の内部雰囲気を脱硫ガスでパージする。
When the purging of the internal atmosphere of the fuel gas passage including the fuel electrode 11a with the desulfurization gas is completed, the on-off valve 14 is closed to stop the supply of the desulfurization gas and supply the fuel gas and the oxidant gas to the fuel cell 11. Generate electricity. When stopping the power generation, first, the supply of the fuel gas and the oxidant gas to the fuel cell 11 is stopped. Then, the on-off valve 14 is opened and the unreacted fuel gas is injected into the fuel cell 1 by injecting desulfurization gas into the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 as before power generation.
1, and the internal atmosphere of the fuel gas passage of the fuel cell including the fuel electrode 11a is purged with desulfurization gas.

【0050】燃料電池11の燃料極11aに供給する燃
料ガスは水素リッチなガスであり、空気と直接触れると
爆発する恐れがある。燃料電池11の発電をしばらく停
止している場合、燃料電池11の燃料極11aには管等
から外部の空気が流入してくる。しかし、本実施形態に
示す燃料電池発電システムの構成をとると、発電開始前
には燃料電池11の燃料極11aを含む燃料ガス流路の
雰囲気をまず脱硫ガスでパージし、その後に燃料ガスを
燃料電池11の燃料極11aに供給し、発電終了時には
燃料ガスを燃料電池11の燃料極11aに供給するのを
止めた後に、脱硫ガスで燃料電池11の燃料極11aを
含む燃料ガス流路の雰囲気をパージする。
The fuel gas supplied to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is a hydrogen-rich gas and may explode if it comes into direct contact with air. When the power generation of the fuel cell 11 is stopped for a while, external air flows into the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 from a pipe or the like. However, with the configuration of the fuel cell power generation system shown in this embodiment, the atmosphere of the fuel gas flow path including the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is first purged with desulfurization gas before the power generation is started, and then the fuel gas is removed. After supplying power to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 and stopping the supply of fuel gas to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 at the end of power generation, the desulfurization gas is used to control the fuel gas flow path including the fuel electrode 11a of the fuel cell 11. Purge atmosphere.

【0051】このため、燃料電池11の内部に残留する
燃料ガスが空気と触れる危険は無く、燃料ガスが燃料電
池11の内部で爆発する恐れもない。すなわち、本実施
形態に示す燃料電池発電システムの構成によると、燃料
電池の発電において、安全な起動・停止を窒素供給なし
で実現することができる。なお、一般的に、水素ガスと
空気との混合ガスにおいて、水素ガスが4〜75容量%
の範囲が可燃範囲であることが知られている。場合によ
り、当該可燃範囲にある場合でも燃焼あるいは爆発しな
い場合もあるが、当該可燃範囲の状態が発生することを
避けるべきである。したがって、上記のパージ工程の途
中、あるいは以下の実施形態のパージ工程の途中におい
ても、そのような水素ガスが可燃範囲に入ることのない
ように留意する必要がある。
Therefore, there is no danger that the fuel gas remaining inside the fuel cell 11 will come into contact with the air, and there is no risk that the fuel gas will explode inside the fuel cell 11. That is, according to the configuration of the fuel cell power generation system shown in the present embodiment, it is possible to safely start and stop the power generation of the fuel cell without supplying nitrogen. Generally, in a mixed gas of hydrogen gas and air, the hydrogen gas content is 4 to 75% by volume.
It is known that the range of is a flammable range. In some cases, even if it is in the flammable range, it may not burn or explode, but it should be avoided that the flammable range state occurs. Therefore, it is necessary to take care so that the hydrogen gas does not fall into the flammable range during the purging process described above or during the purging process of the following embodiments.

【0052】ここでは、発電開始前と発電終了後の両方
に燃料電池の燃料極を含む燃料ガス流路の雰囲気を脱硫
ガスでパージするパージ工程を説明した。しかし、発電
開始前のみのパージについては上記動作説明に示した発
電開始前の同パージ効果が、また、発電終了後のみのパ
ージについては上記動作説明に示した発電終了後の同パ
ージ効果が、それぞれ独立して得られる。
Here, the purging process for purging the atmosphere of the fuel gas passage including the fuel electrode of the fuel cell with desulfurization gas both before and after the start of power generation has been described. However, for the purging only before the start of power generation, the same purging effect before the start of power generation shown in the above operation description, and for the purging only after the end of power generation, the same purging effect after the end of power generation shown in the above operation description, Obtained independently.

【0053】《実施形態2》図2は、本発明の実施形態
2における燃料電池発電システムを示す構成図である。
本実施形態における燃料電池発電システムは、まず燃料
ガスと酸化剤ガスを用いて発電を行う燃料電池11と、
都市ガスを代表とする炭化水素などの炭素と水素を含む
化合物を主成分とし、硫黄成分を含む原料としてのガス
から、硫黄成分を除去する脱硫器16とを具備する。
<< Embodiment 2 >> FIG. 2 is a configuration diagram showing a fuel cell power generation system according to Embodiment 2 of the present invention.
The fuel cell power generation system according to the present embodiment first includes a fuel cell 11 that generates power using a fuel gas and an oxidant gas,
A desulfurizer 16 is provided which has a compound containing carbon and hydrogen such as hydrocarbon represented by city gas as a main component and which removes a sulfur component from a gas as a raw material containing a sulfur component.

【0054】本実施形態では原料ガスとして都市ガスを
用いる。本実施形態における燃料電池発電システムはさ
らに、脱硫された都市ガスを水蒸気改質して水素リッチ
な燃料ガスを生成する反応部15aと改質反応を行なう
ための加熱手段としてのバーナ15bとで構成される燃
料ガス生成部15と、燃料電池11に燃料ガスを供給す
る燃料ガス供給管19と、残余燃料ガスをバーナ15b
に供給するための残余燃料ガス管20と、燃料電池11
に酸化剤ガスとしての空気を供給するブロア17と、都
市ガスから硫黄成分を除去した脱硫ガスを燃料ガス供給
管19に供給するための脱硫ガス供給管12を備える。
さらに脱硫ガス供給管12には、都市ガスから硫黄成分
を除去する脱硫器13と、脱硫ガスの供給・遮断を行な
うための開閉弁14を備える。
In this embodiment, city gas is used as the source gas. The fuel cell power generation system according to the present embodiment further includes a reaction section 15a for steam-reforming desulfurized city gas to generate hydrogen-rich fuel gas, and a burner 15b as a heating means for carrying out the reforming reaction. The fuel gas generator 15, the fuel gas supply pipe 19 for supplying the fuel gas to the fuel cell 11, and the burner 15b for the residual fuel gas.
The residual fuel gas pipe 20 for supplying to the fuel cell 11
1, a blower 17 for supplying air as an oxidant gas, and a desulfurization gas supply pipe 12 for supplying a desulfurization gas obtained by removing sulfur components from city gas to a fuel gas supply pipe 19.
Further, the desulfurization gas supply pipe 12 is provided with a desulfurizer 13 for removing sulfur components from city gas, and an opening / closing valve 14 for supplying / shutting off the desulfurization gas.

【0055】また、燃料ガス供給管19から、残余燃料
ガス管20への燃料電池バイパス管21を備え、流路切
換弁18により燃料ガス生成部15からの燃料ガスを燃
料電池11に供給し、または燃料電池バイパス管21よ
り排気を行なう。更に残余燃料ガス管20の燃料電池バ
イパス管21との合流部より上流には開閉弁22を備え
る。さらに必要に応じて、燃料ガス生成部15で生成さ
れる燃料ガス内の一酸化炭素濃度を検知する一酸化炭素
濃度検知手段32と、その一酸化炭素濃度検知手段32
により検知される検知値に基づいて開閉弁14の開閉を
制御するための制御部33とが備えられている。
Further, a fuel cell bypass pipe 21 from the fuel gas supply pipe 19 to the residual fuel gas pipe 20 is provided, and the fuel gas from the fuel gas generator 15 is supplied to the fuel cell 11 by the passage switching valve 18. Alternatively, exhaust is performed from the fuel cell bypass pipe 21. Further, an opening / closing valve 22 is provided upstream of the confluence portion of the residual fuel gas pipe 20 with the fuel cell bypass pipe 21. Further, if necessary, carbon monoxide concentration detecting means 32 for detecting the carbon monoxide concentration in the fuel gas generated by the fuel gas generating section 15, and the carbon monoxide concentration detecting means 32.
And a control unit 33 for controlling the opening / closing of the on-off valve 14 based on the detection value detected by.

【0056】図2に示す本実施形態における燃料電池発
電システムと図3に示す本実施形態の具体的な脱硫ガス
によるパージ工程を含む起動方法の第1の例のフロー図
を参照し、本実施形態における燃料電池発電システムの
起動動作の一例を説明する。燃料電池発電システムの発
電開始前に、まず流路切換弁18により燃料ガスが燃料
電池バイパス管21を流れるように流路を切り換える。
ついで、開閉弁14および22を開とし、脱硫器13に
より都市ガスから硫黄成分を除去された脱硫ガスを脱硫
ガス供給管12から燃料ガス供給管19に注入すること
より、燃料電池11の燃料極11aおよび流路切換弁1
8より下流の燃料ガス供給管19の内部雰囲気と、開閉
弁22より上流の残余燃料ガス管20の内部雰囲気とを
脱硫ガスでパージする。
The fuel cell power generation system according to this embodiment shown in FIG. 2 and the flow chart of the first example of the start-up method including the specific purging step using desulfurized gas according to this embodiment shown in FIG. An example of the starting operation of the fuel cell power generation system in the embodiment will be described. Before the power generation of the fuel cell power generation system is started, the flow passage switching valve 18 first switches the flow passage so that the fuel gas flows through the fuel cell bypass pipe 21.
Next, the opening / closing valves 14 and 22 are opened, and the desulfurization gas from which the sulfur component has been removed from the city gas by the desulfurizer 13 is injected from the desulfurization gas supply pipe 12 into the fuel gas supply pipe 19, whereby the fuel electrode of the fuel cell 11 is discharged. 11a and flow path switching valve 1
The internal atmosphere of the fuel gas supply pipe 19 downstream of 8 and the internal atmosphere of the residual fuel gas pipe 20 upstream of the on-off valve 22 are purged with desulfurization gas.

【0057】この脱硫ガスでのパージが完了すると、開
閉弁14および22を閉とする。その後、脱硫器16で
硫黄成分を除去された脱硫ガスを燃料ガス生成部15に
供給し、燃料ガスの成分が燃料電池11の発電可能な状
態になった後、開閉弁22を開とし、流路切換弁18に
より燃料ガス流路を燃料電池11に接続し、燃料電池1
1の燃料極11aに燃料ガスを供給する。同時にブロア
17により空気を燃料電池11の空気極に供給すること
により、発電を行なう。
When the purging with the desulfurization gas is completed, the on-off valves 14 and 22 are closed. After that, the desulfurization gas from which the sulfur component has been removed by the desulfurizer 16 is supplied to the fuel gas generation unit 15, and after the fuel gas component is in a state where the fuel cell 11 can generate electricity, the on-off valve 22 is opened and the flow is changed. The fuel gas flow path is connected to the fuel cell 11 by the path switching valve 18,
Fuel gas is supplied to the first fuel electrode 11a. At the same time, power is generated by supplying air to the air electrode of the fuel cell 11 by the blower 17.

【0058】燃料電池11の燃料極11aに供給する燃
料ガスは水素リッチなガスであり、空気と直接触れると
爆発する恐れがある。しかし、本実施形態におけるパー
ジ工程を行なうと、発電開始前には流路切換弁18から
開閉弁22までの間の燃料ガス流路の雰囲気を脱硫ガス
でパージした後、発電時に燃料ガスを燃料電池11の燃
料極11aに供給して発電を行なう。
The fuel gas supplied to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is a hydrogen-rich gas and may explode if it comes into direct contact with air. However, if the purging step in the present embodiment is performed, the atmosphere of the fuel gas flow passage between the flow passage switching valve 18 and the opening / closing valve 22 is purged with desulfurization gas before the start of power generation, and then the fuel gas is fueled during power generation. It is supplied to the fuel electrode 11a of the battery 11 to generate electricity.

【0059】従って、運転開始前、すなわちパージ工程
前の燃料電池11の燃料極11aに残留するガスに空気
が含まれていても、その空気と燃料ガスが触れる危険は
無く、それによって燃料ガスが燃料電池11の内部で爆
発する恐れもない。すなわち、本実施形態に示す燃料電
池発電システムの構成と本実施形態の具体的な脱硫ガス
による燃料ガス流路の雰囲気のパージ工程によると、燃
料電池発電システムの運転において、安全な起動を窒素
供給なしで実現することができる。
Therefore, even if air is contained in the gas remaining in the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 before the start of operation, that is, before the purging step, there is no danger of contact between the air and the fuel gas, and the fuel gas There is no risk of explosion inside the fuel cell 11. That is, according to the configuration of the fuel cell power generation system according to the present embodiment and the specific purging process of the atmosphere of the fuel gas flow path with the desulfurization gas according to the present embodiment, in the operation of the fuel cell power generation system, safe starting is performed by supplying nitrogen. Can be realized without.

【0060】次に、図2に示す構成の燃料電池発電シス
テムと図4に示す本実施形態の脱硫ガスによるパージ工
程を含む運転停止方法のフロー図を参照し、本実施形態
2における燃料電池発電システムの運転停止動作の一例
を説明する。燃料電池発電システムの発電終了時には、
まず流路切換弁18により、燃料ガス流路を燃料電池バ
イパス管21に接続し、原料ガスである都市ガスの供給
を停止する。ついで、開閉弁14を開き、脱硫ガスを燃
料ガス供給管19に注入し、流路切換弁18から開閉弁
22までの間の流路の雰囲気を脱硫ガスでパージする。
Next, referring to the flow chart of the operation stopping method including the fuel cell power generation system having the structure shown in FIG. 2 and the purging step with desulfurization gas of this embodiment shown in FIG. 4, the fuel cell power generation in this embodiment 2 will be described. An example of the operation stop operation of the system will be described. At the end of power generation of the fuel cell power generation system,
First, the flow passage switching valve 18 connects the fuel gas flow passage to the fuel cell bypass pipe 21 to stop the supply of the raw material gas, city gas. Then, the on-off valve 14 is opened, the desulfurization gas is injected into the fuel gas supply pipe 19, and the atmosphere of the flow passage between the flow passage switching valve 18 and the on-off valve 22 is purged with the desulfurization gas.

【0061】このパージ工程が完了すると、開閉弁14
と開閉弁22を閉じ、運転を終了する。燃料電池11の
燃料極11aに供給する燃料ガスは水素リッチなガスで
あり、空気と直接触れると爆発する恐れがある。しか
し、本実施形態におけるパージ工程を行なうと、発電終
了後には燃料ガスを燃料電池11の燃料極11aに供給
するのを止めた後に、脱硫ガスで流路切換弁18から開
閉弁22までの間の流路雰囲気をパージするため、燃料
電池11の燃料極11aに燃料ガスがほぼ残留すること
がない。
When this purging process is completed, the on-off valve 14
The on-off valve 22 is closed and the operation is completed. The fuel gas supplied to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is a hydrogen-rich gas and may explode if it comes into direct contact with air. However, when the purging step in this embodiment is performed, after the power generation is finished, the supply of the fuel gas to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is stopped, and then the flow path switching valve 18 to the on-off valve 22 is desulfurized. Since the flow path atmosphere is purged, the fuel gas hardly remains at the fuel electrode 11a of the fuel cell 11.

【0062】そのため燃料電池11の燃料極11a内部
に空気が流入してきたとしても、燃料ガスが残存しない
ため燃料電池11の内部で爆発する恐れもない。すなわ
ち、本実施形態に示す燃料電池の構成と本実施形態の具
体的なパージ工程によると、燃料電池発電システムの運
転において、安全な運転停止を窒素供給なしで実現する
ことができる。本パージ工程では、パージ完了時に開閉
弁22を閉じるとしたが、特に開閉弁22を開けた状態
で運転を終了してもよい。
Therefore, even if air flows into the fuel electrode 11a of the fuel cell 11, no fuel gas remains, so there is no risk of explosion inside the fuel cell 11. That is, according to the configuration of the fuel cell according to the present embodiment and the specific purging process according to the present embodiment, it is possible to realize a safe operation stop of the fuel cell power generation system without supplying nitrogen. In the present purging process, the on-off valve 22 is closed when the purging is completed, but the operation may be ended particularly when the on-off valve 22 is opened.

【0063】次に、図2に示す本実施形態の燃料電池発
電システムと図5に示す本実施形態の具体的な脱硫ガス
によるパージ工程を含む起動方法の第2の例のフロー図
を参照し、本実施形態における燃料電池発電システムの
起動動作の別例を説明する。この燃料電池発電システム
には、開閉弁22は必ずしも必要ではない。しかし、動
作の説明では、常に開閉弁22を開として設置した構成
で説明する。
Next, referring to the flow chart of the second example of the starting method including the fuel cell power generation system of the present embodiment shown in FIG. 2 and the specific purging process using desulfurized gas of the present embodiment shown in FIG. Another example of the starting operation of the fuel cell power generation system in the present embodiment will be described. The on-off valve 22 is not always necessary in this fuel cell power generation system. However, in the description of the operation, the configuration in which the on-off valve 22 is always opened and installed will be described.

【0064】燃料電池発電システムの発電開始前に、ま
ず流路切換弁18により燃料ガスが燃料電池バイパス管
21を流れるように流路を切り換える。ついで、開閉弁
14を開とし、脱硫器13により都市ガスから硫黄成分
を除去された脱硫ガスを脱硫ガス供給管12から燃料ガ
ス供給管19に注入することより、燃料電池11の燃料
極11aと流路切換弁18より下流の燃料ガス供給管1
9の内部雰囲気と開閉弁22より上流の残余燃料ガス管
20の内部雰囲気を脱硫ガスでパージする。
Before the power generation of the fuel cell power generation system is started, the flow passage switching valve 18 first switches the flow passage so that the fuel gas flows through the fuel cell bypass pipe 21. Next, the on-off valve 14 is opened, and the desulfurization gas from which the sulfur component has been removed from the city gas by the desulfurizer 13 is injected into the fuel gas supply pipe 19 from the desulfurization gas supply pipe 12 so that the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is connected. Fuel gas supply pipe 1 downstream of the flow path switching valve 18
The internal atmosphere of 9 and the internal atmosphere of the residual fuel gas pipe 20 upstream of the on-off valve 22 are purged with desulfurization gas.

【0065】脱硫ガスでのパージ工程が完了すると、脱
硫器16で硫黄成分を除去された脱硫ガスを燃料ガス生
成部15に供給し、燃料ガスの成分が燃料電池11の発
電可能な状態になった後、開閉弁14を閉とすることに
より脱硫ガスの供給を停止する。次いで、流路切換弁1
8により燃料ガスを燃料電池11に供給し、同時にブロ
ア17により空気を燃料電池11に供給することによ
り、発電を行なう。
When the purging process with the desulfurization gas is completed, the desulfurization gas from which the sulfur component has been removed by the desulfurization unit 16 is supplied to the fuel gas generation section 15, and the fuel gas component is in a state where the fuel cell 11 can generate electricity. After that, the supply of the desulfurization gas is stopped by closing the opening / closing valve 14. Next, the flow path switching valve 1
Fuel gas is supplied to the fuel cell 11 by 8 and air is simultaneously supplied to the fuel cell 11 by the blower 17 to generate power.

【0066】上記の第2の例のフロー図に基づき説明し
た起動方法を行なうと、図3の第1の例のフロー図に示
した起電方法で説明した効果とともに、以下の効果も得
られる。すなわち、燃料電池発電システムの起動時に
は、燃料ガス生成部15で生成される燃料ガスには高濃
度の一酸化炭素を含んでいるから、もしこれが燃料極に
流入すると、燃料極を被毒することになる。しかし、上
記のように、起動時は脱硫ガスを燃料ガス供給管19に
注入するので、高濃度の一酸化炭素を含む燃料ガスが燃
料電池バイパス管21から解放中の開閉弁22を経て燃
料極へ拡散的に流入することを防ぐことが実現できる。
When the starting method described based on the flow chart of the second example is performed, the following effects can be obtained in addition to the effect described in the electromotive method shown in the flow chart of the first example of FIG. . That is, when the fuel cell power generation system is started, the fuel gas generated in the fuel gas generation unit 15 contains a high concentration of carbon monoxide. Therefore, if this gas flows into the fuel electrode, the fuel electrode will be poisoned. become. However, as described above, since the desulfurization gas is injected into the fuel gas supply pipe 19 at the time of start-up, the fuel gas containing high concentration of carbon monoxide is released from the fuel cell bypass pipe 21 through the open / close valve 22 and the fuel electrode. It is possible to prevent the diffuse inflow to the.

【0067】ゆえに、本実施形態の具体例の起動方法に
よると、燃料電池発電システムの運転において、安全な
起動を窒素供給なしで実現することができるとともに、
起動時における燃料電池11の燃料極11aの一酸化炭
素被毒を防ぐことを実現することができる。前記の燃料
電池発電システムにおいては、必要に応じてさらに、燃
料ガス生成部15で生成される燃料ガス内の一酸化炭素
濃度を検知する一酸化炭素濃度検知手段32と、当該一
酸化炭素濃度検知手段32により検知される検知値に基
づいて開閉弁14の開閉を制御するための制御部33と
が、さらに備えられる。
Therefore, according to the start-up method of the specific example of the present embodiment, safe start-up can be realized in the operation of the fuel cell power generation system without supplying nitrogen, and
It is possible to prevent carbon monoxide poisoning of the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 at startup. In the fuel cell power generation system described above, a carbon monoxide concentration detecting means 32 for detecting the carbon monoxide concentration in the fuel gas generated by the fuel gas generation unit 15, and the carbon monoxide concentration detection, as necessary. A control unit 33 for controlling opening / closing of the opening / closing valve 14 based on the detection value detected by the means 32 is further provided.

【0068】その一酸化炭素濃度検知手段32により検
知される検知値が所定値を下回るまで開閉弁14を開と
して燃料極11aに脱硫ガスを注入し、検知量が所定値
を下回った後は開閉弁14を閉として脱硫ガスの注入を
停止するように制御部33を設定することにより、燃料
電池11に一酸化炭素が拡散的に流入することを防ぎ、
脱硫ガスの使用量を適切に管理することができる。な
お、上記の動作の説明では、開閉弁22は常に開とした
が、開閉弁22を除去した構成においても同様の効果が
得られるとともに、部品を減らすことによりコストダウ
ンが実現される。
The open / close valve 14 is opened to inject desulfurizing gas into the fuel electrode 11a until the detection value detected by the carbon monoxide concentration detecting means 32 falls below a predetermined value, and after the detection amount falls below the predetermined value, the opening / closing is performed. By setting the control unit 33 to close the valve 14 and stop the injection of the desulfurization gas, it is possible to prevent carbon monoxide from diffusing into the fuel cell 11.
The amount of desulfurization gas used can be appropriately controlled. In the above description of the operation, the on-off valve 22 is always open, but the same effect can be obtained with a configuration in which the on-off valve 22 is removed, and cost reduction can be realized by reducing the number of parts.

【0069】《実施形態3》図6は、本発明の実施形態
3における燃料電池発電システムを示す構成図である。
実施形態2を示す図2と同様の構成要素については、同
一符号を付与し、その説明を省略する。23は、都市ガ
スを代表とする炭化水素などの炭素と水素の化合物を主
成分とし硫黄成分を含む原料としてのガスから硫黄成分
を脱硫器16により除去した脱硫ガスを、燃料ガス生成
部15をバイパスして直接燃料電池11に供給するため
の燃料ガス生成部バイパス管である。本実施形態では、
原料ガスとして都市ガスを用いる。
<< Embodiment 3 >> FIG. 6 is a block diagram showing a fuel cell power generation system according to Embodiment 3 of the present invention.
The same components as those in FIG. 2 showing the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Reference numeral 23 designates a desulfurization gas obtained by removing a sulfur component from a gas as a raw material containing a sulfur component as a main component of a compound of carbon and hydrogen such as hydrocarbon represented by city gas by a desulfurizer 16 in a fuel gas generating section 15. It is a fuel gas generation part bypass pipe for bypassing and supplying directly to the fuel cell 11. In this embodiment,
City gas is used as a raw material gas.

【0070】燃料ガス生成部バイパス管23には、開閉
弁24を備える。さらに、原料ガスとしての脱硫ガスを
燃料ガス生成部15へ供給する管には、原料ガスの供給
・停止を行なう原料ガス供給弁25を有する。さらに必
要に応じて、燃料ガス生成部15で生成される燃料ガス
内の一酸化炭素濃度を検知する一酸化炭素濃度検知手段
32と、その一酸化炭素濃度検知手段32により検知さ
れる検知値に基づいて開閉弁24の開閉を制御するため
の制御部34とが備えられている。
The fuel gas generator bypass pipe 23 is provided with an on-off valve 24. Further, the pipe for supplying the desulfurization gas as the raw material gas to the fuel gas generation unit 15 has a raw material gas supply valve 25 for supplying / stopping the raw material gas. Further, if necessary, the carbon monoxide concentration detecting means 32 for detecting the carbon monoxide concentration in the fuel gas generated by the fuel gas generating section 15 and the detection value detected by the carbon monoxide concentration detecting means 32 are used. A control unit 34 for controlling the opening / closing of the opening / closing valve 24 is provided.

【0071】図6に示す燃料電池発電システムと図7に
示す具体的な起電方法の第1の例のフロー図を参照し、
本実施形態3における燃料電池発電システムの起電動作
の一例を説明する。燃料電池発電システムの発電開始前
に、まず流路切換弁18により燃料ガスが燃料電池バイ
パス管21を流れるように流路を切り換える。ついで、
開閉弁24と開閉弁22を開き、原料ガス供給弁25を
閉とし、脱硫器16により都市ガスなどの原料としての
ガスから硫黄成分を除去された脱硫ガスを燃料ガス生成
部バイパス管23から燃料ガス供給管19に注入するこ
とより、燃料電池11の燃料極11aと、流路切換弁1
8より下流の燃料ガス供給管19の内部雰囲気と、開閉
弁22より上流の残余燃料ガス管20の内部雰囲気を脱
硫ガスでパージする。
Referring to the flow chart of the fuel cell power generation system shown in FIG. 6 and the first example of the specific electromotive method shown in FIG. 7,
An example of the electromotive operation of the fuel cell power generation system in Embodiment 3 will be described. Before the power generation of the fuel cell power generation system is started, the flow passage switching valve 18 first switches the flow passage so that the fuel gas flows through the fuel cell bypass pipe 21. Then,
The open / close valve 24 and the open / close valve 22 are opened, the raw material gas supply valve 25 is closed, and the desulfurization gas from which the sulfur component has been removed from the gas as the raw material such as city gas by the desulfurizer 16 is fed from the fuel gas generation bypass pipe 23 to the fuel. By injecting into the gas supply pipe 19, the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 and the flow path switching valve 1
The internal atmosphere of the fuel gas supply pipe 19 downstream of 8 and the internal atmosphere of the residual fuel gas pipe 20 upstream of the on-off valve 22 are purged with desulfurization gas.

【0072】脱硫ガスでのパージ工程が完了すると、開
閉弁24と開閉弁22を閉とし、その後、原料ガス供給
弁25を開き原料ガスを燃料ガス生成部15に供給す
る。そして、燃料ガスの成分が燃料電池11の発電可能
な状態になった後、開閉弁22を開とし、流路切換弁1
8により燃料ガスを燃料電池11に供給し、同時にブロ
ア17により空気を燃料電池11に供給することによ
り、発電を行なう。
When the purging process with the desulfurization gas is completed, the on-off valve 24 and the on-off valve 22 are closed, and then the raw material gas supply valve 25 is opened to supply the raw material gas to the fuel gas generating section 15. Then, after the components of the fuel gas are in a state in which the fuel cell 11 can generate electricity, the on-off valve 22 is opened and the flow path switching valve 1
Fuel gas is supplied to the fuel cell 11 by 8 and air is simultaneously supplied to the fuel cell 11 by the blower 17 to generate power.

【0073】前記の脱硫ガスによるパージ工程を行なう
と、発電開始前には流路切換弁18から開閉弁22まで
の間の燃料ガス流路の雰囲気を脱硫ガスでパージした
後、発電時に燃料ガスを燃料電池11の燃料極11aに
供給して発電を行なうので、運転開始前、すなわちパー
ジ工程前の燃料電池11の燃料極11aを含む燃料ガス
流路に残留するガスに空気が含まれていても、その空気
と燃料ガスが触れる危険は無く、それによって燃料ガス
が燃料電池11の内部で爆発する恐れもない。
When the purging step with the desulfurization gas is performed, the atmosphere of the fuel gas passage between the passage switching valve 18 and the opening / closing valve 22 is purged with the desulfurization gas before the power generation is started, and then the fuel gas is generated during the power generation. Is supplied to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 to generate electric power, so that the gas remaining in the fuel gas passage including the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 before the start of operation, that is, before the purging step contains air. However, there is no danger of the air and fuel gas coming into contact with each other, and there is no risk of the fuel gas exploding inside the fuel cell 11.

【0074】さらに、パージを要する雰囲気をパージす
るための脱硫ガスを原料ガスと同じ供給源より使用する
ことで、より簡潔で効果的なシステムを実現できる。す
なわち、本実施形態に示す燃料電池発電システムの構成
と本実施形態の具体的なパージ工程によると、燃料電池
発電システムの運転において、より効果的なシステムで
安全な起動を窒素供給なしで実現することができる。
Furthermore, by using the desulfurization gas for purging the atmosphere requiring purging from the same source as the source gas, a simpler and more effective system can be realized. That is, according to the configuration of the fuel cell power generation system shown in the present embodiment and the specific purging process of the present embodiment, in the operation of the fuel cell power generation system, a more effective system and a safe start are realized without supplying nitrogen. be able to.

【0075】次に、図6に示す本実施形態の燃料電池発
電システムと図8に示す本実施形態の具体的な運転停止
方法の第1の例のフロー図を参照し、本実施形態におけ
る燃料電池発電システムの運転停止動作の一例を説明す
る。燃料電池発電システムの発電終了時には、まず流路
切換弁18により、燃料ガス流路を燃料電池バイパス管
21に接続し、原料ガス供給弁25を閉じることにより
原料ガスの供給を停止する。ついで、開閉弁24を開
き、脱硫器16により脱硫された脱硫ガスを燃料ガス生
成部バイパス管23から燃料ガス供給管19に注入し、
流路切換弁18から開閉弁22までの間の燃料ガス流路
の雰囲気を脱硫ガスでパージする。
Next, referring to the flow chart of the fuel cell power generation system of the present embodiment shown in FIG. 6 and the first example of the specific shutdown method of the present embodiment shown in FIG. 8, the fuel in the present embodiment will be described. An example of the operation stop operation of the battery power generation system will be described. At the end of power generation of the fuel cell power generation system, first, the flow path switching valve 18 connects the fuel gas flow path to the fuel cell bypass pipe 21, and the raw material gas supply valve 25 is closed to stop the supply of the raw material gas. Next, the on-off valve 24 is opened, and the desulfurization gas desulfurized by the desulfurizer 16 is injected from the fuel gas generation part bypass pipe 23 into the fuel gas supply pipe 19.
The atmosphere of the fuel gas passage between the passage switching valve 18 and the opening / closing valve 22 is purged with desulfurization gas.

【0076】このパージ工程が完了すると、開閉弁24
と開閉弁22を閉じ、運転を終了する。燃料電池11の
燃料極11aに供給する燃料ガスは水素リッチなガスで
あり、空気と直接触れると爆発する恐れがある。しか
し、前記のパージ工程を行なうと、発電終了後には、燃
料ガスを燃料電池11の燃料極11aに供給するのを止
めた後に、脱硫ガスで流路切換弁18から開閉弁22ま
での間の燃料ガス流路の雰囲気をパージするため、燃料
電池11の燃料極11aに燃料ガスがほぼ残留すること
がない。そのため燃料電池11の燃料極11a内部に空
気が流入してきたとしても、燃料ガスが残存しないた
め、燃料電池11の内部で爆発する恐れもない。
When this purging process is completed, the on-off valve 24
The on-off valve 22 is closed and the operation is completed. The fuel gas supplied to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is a hydrogen-rich gas and may explode if it comes into direct contact with air. However, when the above-described purging process is performed, after the power generation is completed, the supply of the fuel gas to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is stopped, and then the desulfurization gas is applied to the portion between the flow path switching valve 18 and the on-off valve 22. Since the atmosphere of the fuel gas flow path is purged, almost no fuel gas remains on the fuel electrode 11a of the fuel cell 11. Therefore, even if air flows into the fuel electrode 11a of the fuel cell 11, no fuel gas remains, so there is no risk of explosion inside the fuel cell 11.

【0077】すなわち、上記の、本実施形態に示す燃料
電池の構成と具体的なパージ工程によると、燃料電池発
電システムの運転において、安全な運転停止を窒素供給
なしで実現することができる。本パージ工程では、パー
ジ完了時に開閉弁22を閉じるとしたが、特に開閉弁2
2を開けた状態で運転を終了してもよい。
That is, according to the configuration of the fuel cell shown in the present embodiment and the specific purging process, it is possible to safely stop the operation of the fuel cell power generation system without supplying nitrogen. In this purging process, the on-off valve 22 is closed when the purging is completed.
The operation may be ended in the state where 2 is opened.

【0078】次に、図6に示す本実施形態の燃料電池発
電システムと図9に示す本実施形態の具体的な運転停止
方法の第2の例のフロー図を参照し、本実施形態におけ
る燃料電池発電システムの運転停止動作の別例を説明す
る。燃料電池発電システムの発電終了時には、まず流路
切換弁18により、燃料ガス流路を燃料電池バイパス管
21に接続し、原料ガス供給弁25は開のまま原料ガス
の供給を続行して燃料ガス生成を行なう。ついで、開閉
弁24を開き、脱硫器16により脱硫された脱硫ガスを
燃料ガス生成部バイパス管23から燃料ガス供給管19
に注入し、流路切換弁18から開閉弁22までの間の燃
料ガス流路の雰囲気を脱硫ガスでパージする。
Next, referring to the flow chart of the fuel cell power generation system of the present embodiment shown in FIG. 6 and the second example of the specific shutdown method of the present embodiment shown in FIG. 9, the fuel in the present embodiment will be described. Another example of the operation stop operation of the battery power generation system will be described. When the power generation of the fuel cell power generation system is finished, first, the fuel gas flow passage is connected to the fuel cell bypass pipe 21 by the flow passage switching valve 18, and the raw material gas supply valve 25 is kept open to continue the supply of the raw material gas. Generate. Then, the on-off valve 24 is opened, and the desulfurized gas desulfurized by the desulfurizer 16 is fed from the fuel gas generator bypass pipe 23 to the fuel gas supply pipe 19
And the atmosphere of the fuel gas passage between the passage switching valve 18 and the opening / closing valve 22 is purged with desulfurization gas.

【0079】このパージ工程が完了すると、原料ガス供
給弁25を閉じ、原料ガスの供給を停止し、開閉弁24
と開閉弁22を閉じ、運転を終了する。燃料電池11の
燃料極11aに供給する燃料ガスは水素リッチなガスで
あり、空気と直接触れると爆発する恐れがある。しか
し、本実施形態におけるパージ工程を行なうと、発電終
了後には燃料ガスを燃料電池11の燃料極11aに供給
するのを止めた後に、脱硫ガスで流路切換弁18から開
閉弁22までの間の流路雰囲気をパージするため、燃料
電池11の燃料極11aに燃料ガスがほぼ残留すること
がない。
When this purging process is completed, the raw material gas supply valve 25 is closed, the supply of the raw material gas is stopped, and the open / close valve 24 is opened.
The on-off valve 22 is closed and the operation is completed. The fuel gas supplied to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is a hydrogen-rich gas and may explode if it comes into direct contact with air. However, when the purging step in this embodiment is performed, after the power generation is finished, the supply of the fuel gas to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is stopped, and then the flow path switching valve 18 to the on-off valve 22 is desulfurized. Since the flow path atmosphere is purged, the fuel gas hardly remains at the fuel electrode 11a of the fuel cell 11.

【0080】そのため燃料電池11の燃料極11a内部
に空気が流入してきたとしても、燃料ガスが残存しない
ため、燃料電池11の内部で爆発する恐れもない。ま
た、脱硫ガスと原料ガスは、双方ともバーナ15bに戻
ってくるため、バーナ15bは失火することなく、安定
した燃焼を実現できる。すなわち、本実施形態に示す燃
料電池の構成と本実施形態の具体的なパージ工程による
と、燃料電池発電システムの運転において、安全な運転
停止を窒素供給なしで実現し、終了時の安定したバーナ
燃焼を実現することができる。本パージ工程では、パー
ジ完了時に開閉弁22を閉じるとしたが、特に開閉弁2
2を開けた状態で運転を終了してもよい。
Therefore, even if air flows into the fuel electrode 11a of the fuel cell 11, no fuel gas remains, so there is no risk of explosion inside the fuel cell 11. Further, since both the desulfurization gas and the raw material gas return to the burner 15b, the burner 15b can realize stable combustion without causing misfire. That is, according to the configuration of the fuel cell shown in the present embodiment and the specific purging process of the present embodiment, in the operation of the fuel cell power generation system, a safe shutdown can be realized without supplying nitrogen, and a stable burner at the end can be achieved. Combustion can be realized. In this purging process, the on-off valve 22 is closed when the purging is completed.
The operation may be ended in the state where 2 is opened.

【0081】次に、図6に示す本実施形態3の燃料電池
発電システムと図10に示す本実施形態の具体的な起電
方法の第2の例のフロー図を参照し、本実施形態におけ
る燃料電池発電システムの起電動作の別例を説明する。
この燃料電池発電システムには、開閉弁22は必要では
ない。しかし、動作の説明では、常に開閉弁22を開と
して設置した構成で説明する。
Next, referring to the flow chart of the fuel cell power generation system of the third embodiment shown in FIG. 6 and the second example of the concrete electromotive method of the present embodiment shown in FIG. 10, the present embodiment will be described. Another example of the electromotive operation of the fuel cell power generation system will be described.
The on-off valve 22 is not required in this fuel cell power generation system. However, in the description of the operation, the configuration in which the on-off valve 22 is always opened and installed will be described.

【0082】燃料電池発電システムの発電開始前に、ま
ず流路切換弁18により燃料ガスが燃料電池バイパス管
21を流れるように流路を切り換える。ついで、開閉弁
24を開け、原料ガス供給弁25を閉じ、脱硫器16に
より都市ガスから硫黄成分を除去された脱硫ガスを燃料
ガス生成部バイパス管23から燃料ガス供給管19に注
入することより、燃料電池11および流路切換弁18よ
り下流の燃料ガス供給管19の内部雰囲気と開閉弁22
より上流の残余燃料ガス管20の内部雰囲気を脱硫ガス
でパージする。
Before the power generation of the fuel cell power generation system is started, the flow passage switching valve 18 first switches the flow passage so that the fuel gas flows through the fuel cell bypass pipe 21. Then, the on-off valve 24 is opened, the raw material gas supply valve 25 is closed, and the desulfurization gas from which the sulfur component has been removed from the city gas by the desulfurizer 16 is injected into the fuel gas supply pipe 19 from the fuel gas generation bypass pipe 23. The internal atmosphere of the fuel gas supply pipe 19 downstream of the fuel cell 11 and the flow path switching valve 18 and the opening / closing valve 22.
The internal atmosphere of the residual fuel gas pipe 20 on the upstream side is purged with desulfurization gas.

【0083】脱硫ガスでのパージ工程が完了すると、そ
の後、原料ガス供給弁25を開き、都市ガスなどの原料
としてのガスから硫黄成分を脱硫器16で除去された脱
硫ガスを燃料ガス生成部15に供給する。本実施形態で
は、原料ガスとして都市ガスを用いる。燃料ガス生成部
15で生成する燃料ガスの成分が燃料電池11の発電可
能な状態になった後、開閉弁24を閉とすることにより
燃料ガス供給管19への脱硫ガスの供給を停止する。一
方、流路切換弁18を切り換えて燃料ガス生成部15か
らの燃料ガスを燃料電池11に供給し、同時にブロア1
7により空気を燃料電池11に供給することにより、発
電を行なう。
When the purging process with the desulfurization gas is completed, the raw material gas supply valve 25 is opened thereafter, and the desulfurized gas from which sulfur components have been removed from the gas as the raw material such as city gas by the desulfurizer 16 is supplied to the fuel gas generating section 15 Supply to. In this embodiment, city gas is used as the source gas. After the components of the fuel gas generated by the fuel gas generation unit 15 are in a state where the fuel cell 11 can generate electricity, the supply of desulfurized gas to the fuel gas supply pipe 19 is stopped by closing the opening / closing valve 24. On the other hand, the flow path switching valve 18 is switched to supply the fuel gas from the fuel gas generator 15 to the fuel cell 11, and at the same time, the blower 1
Electric power is generated by supplying air to the fuel cell 11 through 7.

【0084】本実施形態における上記第2の例のフロー
図による別例の起動方法を行なうと、図7に第1の例の
フロー図を示す起電方法で説明した効果とともに、以下
の効果も得られる。すなわち、燃料電池システムの起動
時には、燃料ガス生成部15で生成される燃料ガスには
高濃度の一酸化炭素を含んでいるが、本発明の具体的な
動作である脱硫ガスを燃料ガス供給管19に注入するこ
とにより、燃料電池11の燃料極11aに燃料ガスが拡
散的に流入することを防ぐことが実現できる。
When the activation method of another example based on the flow chart of the second example in the present embodiment is performed, the following effects are obtained in addition to the effect explained in the electromotive method whose flow chart of the first example is shown in FIG. can get. That is, when the fuel cell system is activated, the fuel gas generated in the fuel gas generation unit 15 contains a high concentration of carbon monoxide, but the desulfurization gas, which is a specific operation of the present invention, is supplied to the fuel gas supply pipe. By injecting into the fuel cell 19, it is possible to prevent the fuel gas from diffusingly flowing into the fuel electrode 11a of the fuel cell 11.

【0085】ゆえに、上記別例に基づく本実施形態の具
体的な起電方法は、燃料電池発電システムの運転におい
て、安全な起動を窒素供給なしで実現することができる
とともに、起動時における燃料電池11の燃料極11a
の一酸化炭素被毒を防ぐことを実現することができる。
前記の燃料電池発電システムにおいては、必要に応じて
さらに、燃料ガス生成部15で生成される燃料ガス内の
一酸化炭素濃度を検知する一酸化炭素濃度検知手段32
と、当該一酸化炭素濃度検知手段32により検知される
検知値に基づいて開閉弁24の開閉を制御するための制
御部34とが、さらに備えられる。
Therefore, the specific electromotive method of the present embodiment based on the above-mentioned another example can realize safe start-up without supplying nitrogen in the operation of the fuel cell power generation system, and the fuel cell at the time of start-up. 11 fuel electrode 11a
It is possible to realize the prevention of carbon monoxide poisoning.
In the fuel cell power generation system described above, a carbon monoxide concentration detection means 32 for detecting the carbon monoxide concentration in the fuel gas generated by the fuel gas generation unit 15 is further provided as necessary.
And a control unit 34 for controlling the opening and closing of the on-off valve 24 based on the detection value detected by the carbon monoxide concentration detection means 32.

【0086】その一酸化炭素濃度検知手段32により検
知される検知値が所定値を下回るまで開閉弁24を開と
して燃料極11aに脱硫ガスを注入し、検知量が所定値
を下回った後は開閉弁24を閉として脱硫ガスの注入を
停止するように制御部34を設定することにより、燃料
電池11に一酸化炭素が拡散的に流入することを防ぎ、
脱硫ガスの使用量を適切に管理することができる。な
お、上記の動作の説明では、開閉弁22は常に開とした
が、開閉弁22を除去した構成においても同様の効果が
得られるとともに、部品を減らすことによりコストダウ
ンが実現される。
The open / close valve 24 is opened to inject desulfurization gas into the fuel electrode 11a until the detection value detected by the carbon monoxide concentration detection means 32 falls below a predetermined value, and after the detection amount falls below the predetermined value, the opening / closing is performed. By setting the control unit 34 to close the valve 24 and stop the injection of the desulfurization gas, it is possible to prevent carbon monoxide from diffusing into the fuel cell 11.
The amount of desulfurization gas used can be appropriately controlled. In the above description of the operation, the on-off valve 22 is always open, but the same effect can be obtained with a configuration in which the on-off valve 22 is removed, and cost reduction can be realized by reducing the number of parts.

【0087】《実施形態4》図11は、本発明の実施形
態4における燃料電池発電システムを示す構成図であ
る。実施形態2を示す図2と同様の構成要素について
は、同一符号を付与し、その説明を省略する。本実施形
態では、さらに、空気を開閉弁14の下流の脱硫ガス供
給管12に供給するためのブロア26とその空気供給路
を遮断する開閉弁27を備える。
<< Embodiment 4 >> FIG. 11 is a block diagram showing a fuel cell power generation system according to Embodiment 4 of the present invention. The same components as those in FIG. 2 showing the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the present embodiment, a blower 26 for supplying air to the desulfurization gas supply pipe 12 downstream of the on-off valve 14 and an on-off valve 27 for shutting off the air supply passage are further provided.

【0088】図11に示す燃料電池発電システムと図1
2に示す具体的な運転停止方法のフロー図を参照し、本
実施形態における燃料電池発電システムの運転停止動作
を説明する。ただし、本実施形態における動作は、実施
形態2において、図4にフロー図で示す運転停止方法に
基づくシステムの動作の後に行なう動作であるため、燃
料電池11の燃料極11a含む燃料ガス流路の雰囲気の
脱硫ガスによるパージの後からの説明を行なう。
The fuel cell power generation system shown in FIG. 11 and FIG.
The operation stop operation of the fuel cell power generation system in the present embodiment will be described with reference to the flow chart of the specific operation stop method shown in FIG. However, since the operation in the present embodiment is the operation performed after the operation of the system based on the operation stop method shown in the flow chart in FIG. 4 in the second embodiment, the operation of the fuel gas passage including the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 is performed. A description will be given after the atmosphere is purged with desulfurization gas.

【0089】脱硫ガスによるパージ工程が完了すると、
開閉弁14を閉じ、開閉弁27を開きブロア26にて空
気を脱硫ガス供給管12から燃料ガス供給管19に注入
することにより、流路切換弁18から開閉弁22までの
間の燃料ガス流路の雰囲気を空気でパージする。空気パ
ージが完了すると、ブロア26を止め、開閉弁27を閉
じて、システム運転を終了する。
Upon completion of the desulfurization gas purging step,
The on-off valve 14 is closed, the on-off valve 27 is opened, and air is injected into the fuel gas supply pipe 19 from the desulfurization gas supply pipe 12 by the blower 26, so that the fuel gas flow between the flow path switching valve 18 and the on-off valve 22 is increased. Purge the atmosphere of the tract with air. When the air purging is completed, the blower 26 is stopped, the opening / closing valve 27 is closed, and the system operation is finished.

【0090】本実施形態におけるパージ工程を行なう
と、まず流路切換弁18から開閉弁22までの間の燃料
ガス流路の雰囲気を脱硫ガスでパージし、その後、同区
間の脱硫ガス雰囲気を空気でパージするため、運転終了
時には、燃料電池11は非常に安全な状態で保持でき
る。また、燃料ガスと空気が接することもないので、燃
料電池11の内部で爆発する恐れもない。すなわち、本
実施形態に示す燃料電池発電システムの構成と本実施形
態の具体的なパージ工程は、燃料電池発電システムの運
転において、安全な運転停止を窒素供給なしで実現し、
しかも運転停止時における安全な燃料電池11の保持を
実現することができる。
When the purging step in this embodiment is performed, the atmosphere of the fuel gas passage between the passage switching valve 18 and the opening / closing valve 22 is first purged with desulfurization gas, and then the desulfurization gas atmosphere in the same section is purged with air. Therefore, the fuel cell 11 can be maintained in a very safe state at the end of the operation. Further, since the fuel gas and the air do not come into contact with each other, there is no possibility of explosion inside the fuel cell 11. That is, the configuration of the fuel cell power generation system shown in the present embodiment and the specific purging step of the present embodiment realize a safe shutdown in the operation of the fuel cell power generation system without supplying nitrogen,
Moreover, the safe holding of the fuel cell 11 when the operation is stopped can be realized.

【0091】《実施形態5》図13は、本発明の実施の
形態5における燃料電池発電システムを示す構成図であ
る。実施形態3を示す図6と同様の構成要素について
は、同一符号を付与し、その説明を省略する。本実施形
態では、さらに、燃料ガス生成部15の内部雰囲気を水
蒸気でパージする手段である水蒸気生成器28を備え
る。
<< Fifth Embodiment >> FIG. 13 is a configuration diagram showing a fuel cell power generation system according to a fifth embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 6 showing the third embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The present embodiment further includes a steam generator 28 that is a means for purging the internal atmosphere of the fuel gas generator 15 with steam.

【0092】図13に示す燃料電池発電システムと図1
4に示す具体的な運転停止方法の第1の例のフロー図を
参照し、本実施形態における燃料電池発電システムの運
転停止動作の一例を説明する。ただし、本具体例で説明
する運転停止動作は、実施形態3において、図9にフロ
ー図を示す運転停止方法で説明したパージ工程の後に行
なう動作である。したがって、燃料電池11の燃料極1
1aを含む燃料ガス流路の雰囲気の脱硫ガスによるパー
ジ工程の後からの説明を行なう。
The fuel cell power generation system shown in FIG. 13 and FIG.
An example of the operation stop operation of the fuel cell power generation system according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of the first example of the specific operation stop method shown in FIG. However, the operation stop operation described in this specific example is an operation performed after the purge step described in the operation stop method whose flow chart is shown in FIG. 9 in the third embodiment. Therefore, the fuel electrode 1 of the fuel cell 11
A description will be given after the step of purging the atmosphere of the fuel gas passage containing 1a with the desulfurization gas.

【0093】脱硫ガスによる燃料ガス流路のパージ工程
が完了すると、原料ガス供給弁25を閉じた後、開閉弁
24と開閉弁22を閉じる。その後、水蒸気生成器28
より水蒸気を燃料ガス生成部15に供給し、その内部雰
囲気を水蒸気でパージする。水蒸気によるパージ工程が
完了すると、水蒸気生成器28を停止し運転を終了す
る。本実施形態におけるパージ工程を行なうと、前記の
図9にフロー図を示す実施形態3で説明した効果ととも
に、以下の効果をも得られる。
When the purging process of the fuel gas flow path with the desulfurization gas is completed, the raw material gas supply valve 25 is closed, and then the open / close valve 24 and the open / close valve 22 are closed. Then, the steam generator 28
More steam is supplied to the fuel gas generation unit 15, and the internal atmosphere thereof is purged with steam. When the steam purging process is completed, the steam generator 28 is stopped and the operation is terminated. By performing the purging step in this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects described in the third embodiment whose flow chart is shown in FIG.

【0094】まず、燃料ガス生成部15の内部雰囲気を
水蒸気でパージするため、燃料ガス流路には可燃ガスが
ほぼ残存することがない。さらに、水蒸気を燃料ガス生
成部15に注入することで燃料ガス生成部15の冷却が
促進され、運転終了までの時間を短縮することができ
る。すなわち、本実施形態に示す燃料電池発電システム
の構成と本実施形態の具体的なパージ工程は、燃料電池
発電システムの運転において、安全な運転停止を窒素供
給なしで実現し、終了時の安定したバーナ燃焼を実現す
るとともに、燃料ガス流路内の可燃ガスを除去すること
が実現できる。さらに運転終了までの時間も短縮でき
る。本パージ工程では、運転終了時は開閉弁22を閉じ
ているが、特に開閉弁22を開けた状態で運転を終了し
てもよい。
First, since the internal atmosphere of the fuel gas generator 15 is purged with water vapor, almost no combustible gas remains in the fuel gas passage. Further, by injecting water vapor into the fuel gas generation unit 15, cooling of the fuel gas generation unit 15 is promoted, and the time until the end of operation can be shortened. That is, the configuration of the fuel cell power generation system shown in the present embodiment and the specific purging process of the present embodiment realizes a safe shutdown without supplying nitrogen in the operation of the fuel cell power generation system and stabilizes at the end. It is possible to realize burner combustion and to remove combustible gas in the fuel gas passage. Furthermore, the time until the end of operation can be shortened. In this purging process, the opening / closing valve 22 is closed at the end of the operation, but the operation may be ended particularly with the opening / closing valve 22 opened.

【0095】次に、図13に示す燃料電池発電システム
と図15に示す具体的な運転停止方法の第2の例のフロ
ー図を参照し、本実施形態における燃料電池発電システ
ムの運転停止動作の別例を説明する。燃料電池発電シス
テムの発電終了時には、まず流路切換弁18により、燃
料ガス流路を燃料電池バイパス管21に接続し、原料ガ
ス供給弁25を閉じ原料ガスの供給を停止する。つい
で、水蒸気生成器28より水蒸気を燃料ガス生成部15
に供給し、その内部雰囲気を水蒸気でパージする。
Next, referring to the flow chart of the fuel cell power generation system shown in FIG. 13 and the second example of the specific operation stop method shown in FIG. 15, the operation of the fuel cell power generation system in this embodiment will be stopped. Another example will be described. At the end of power generation of the fuel cell power generation system, first, the fuel gas flow passage is connected to the fuel cell bypass pipe 21 by the flow passage switching valve 18, the raw material gas supply valve 25 is closed, and the supply of raw material gas is stopped. Then, the steam is generated from the steam generator 28 and the fuel gas generating unit 15
And purge the internal atmosphere with steam.

【0096】一方、燃料電池11については、発電終了
時に開閉弁24を開き、脱硫器16により脱硫された脱
硫ガスを燃料ガス生成部バイパス管23から燃料ガス供
給管19に注入し、流路切換弁18から開閉弁22まで
の間の流路雰囲気を脱硫ガスでパージする。燃料ガス生
成部15から燃料電池バイパス管21にかけての流路の
水蒸気によるパージが完了すると、水蒸気生成器28を
停止し水蒸気によるパージを終了する。また、流路切換
弁18から開閉弁22までの間の流路雰囲気の脱硫ガス
でのパージが完了すると、原料ガス供給弁25を閉じ原
料ガスである都市ガスの供給を停止し、開閉弁24と開
閉弁22を閉じ脱硫ガスによるパージを終了する。
On the other hand, for the fuel cell 11, the open / close valve 24 is opened at the end of power generation, and the desulfurized gas desulfurized by the desulfurizer 16 is injected from the fuel gas generator bypass pipe 23 into the fuel gas supply pipe 19 to switch the flow path. The flow path atmosphere from the valve 18 to the on-off valve 22 is purged with desulfurization gas. When the purging of the flow path from the fuel gas generating unit 15 to the fuel cell bypass pipe 21 with the steam is completed, the steam generator 28 is stopped and the purging with the steam is completed. Further, when the purging of the flow passage atmosphere between the flow passage switching valve 18 and the opening / closing valve 22 with desulfurization gas is completed, the raw material gas supply valve 25 is closed to stop the supply of the raw material gas, city gas, and the opening / closing valve 24. Then, the on-off valve 22 is closed to complete the purging with the desulfurization gas.

【0097】本実施形態におけるパージ工程を行なう
と、実施形態3で説明した効果とともに、以下の効果を
も得られる。まず、燃料ガス生成部15の内部雰囲気を
水蒸気でパージするため、燃料ガス流路には可燃ガスが
ほぼ残存することがない。さらに、水蒸気を燃料ガス生
成部15に注入することで燃料ガス生成部15の冷却が
促進され、運転終了までの時間を短縮することができ
る。その上、燃料ガス生成部15と燃料電池11という
2つの反応部の内部雰囲気を同時に独立してパージする
ことができるため、さらに運転終了までの時間も短縮で
きる。
By performing the purging step in this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects described in the third embodiment. First, since the internal atmosphere of the fuel gas generator 15 is purged with water vapor, almost no combustible gas remains in the fuel gas passage. Further, by injecting water vapor into the fuel gas generation unit 15, cooling of the fuel gas generation unit 15 is promoted, and the time until the end of operation can be shortened. Moreover, since the internal atmospheres of the two reaction parts, the fuel gas generation part 15 and the fuel cell 11, can be simultaneously and independently purged, the time until the end of the operation can be further shortened.

【0098】すなわち、本実施形態に示す燃料電池発電
システムの構成と本実施形態の具体的なパージ工程は、
燃料電池発電システムの運転において、安全な運転停止
を窒素供給なしで実現するとともに、燃料ガス流路内の
可燃ガスを除去することが実現できる。さらに2つの反
応部の内部雰囲気を同時に独立してパージするために運
転終了までの時間も短縮できる。本パージ工程では、脱
硫ガスによるパージ工程完了時に開閉弁22を閉じると
したが、特に開閉弁22を開けた状態で運転を終了して
もよい。
That is, the configuration of the fuel cell power generation system shown in this embodiment and the specific purging process of this embodiment are as follows.
In the operation of the fuel cell power generation system, it is possible to realize a safe shutdown without supplying nitrogen and to remove the combustible gas in the fuel gas passage. Further, since the internal atmospheres of the two reaction parts are simultaneously and independently purged, the time until the end of the operation can be shortened. In the present purging process, the on-off valve 22 is closed when the purging process using desulfurization gas is completed, but the operation may be terminated particularly when the on-off valve 22 is opened.

【0099】《実施形態6》図16は、本発明の実施形
態6における燃料電池発電システムを示す構成図であ
る。実施形態5を示す図13と同様の構成要素について
は、同一符号を付与し、その説明を省略する。本実施形
態では、さらに、脱硫ガスの供給・停止をおこなう脱硫
ガス供給弁29と、空気を燃料ガス生成部15の上流に
供給するブロア30とその空気供給路を遮断する開閉弁
31を備える。
<< Sixth Embodiment >> FIG. 16 is a configuration diagram showing a fuel cell power generation system according to a sixth embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 13 showing the fifth embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The present embodiment further includes a desulfurization gas supply valve 29 that supplies and stops the desulfurization gas, a blower 30 that supplies air upstream of the fuel gas generation unit 15, and an opening / closing valve 31 that shuts off the air supply passage.

【0100】図16に示す燃料電池発電システムを参照
し、本実施形態における燃料電池発電システムの動作を
説明する。ただし、本実施形態における動作の特徴は、
実施形態5において、図14または図15にフロー図に
基づいて説明した脱硫ガスおよび水蒸気によるパージ工
程の後に行なう動作にある。したがって、燃料ガス生成
部15の内部雰囲気の水蒸気によるパージと、燃料電池
11の燃料極11a含む燃料ガス流路雰囲気の脱硫ガス
によるパージ工程との後からの説明を行なう。
The operation of the fuel cell power generation system in this embodiment will be described with reference to the fuel cell power generation system shown in FIG. However, the feature of the operation in this embodiment is that
In the fifth embodiment, the operation is performed after the purging step using desulfurization gas and steam described with reference to the flowchart of FIG. 14 or 15. Therefore, a description will be given later of the purging process of the internal atmosphere of the fuel gas generation unit 15 with water vapor and the purging process of the fuel gas passage atmosphere including the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 with the desulfurization gas.

【0101】水蒸気によるパージ工程が終了すると、脱
硫ガス供給弁29を閉じる。その後、ブロア30を作動
させるとともに開閉弁31を開き、燃料ガス生成部15
に空気を供給することで、燃料ガス生成部15の内部に
残留する水蒸気を燃料ガス供給管19へ除去する。ま
た、燃料電池11の燃料極11aへの空気供給もブロア
30を用いて行なう。これにより、脱硫ガス供給弁29
より下流の燃料ガス流路の雰囲気を空気で安全にパージ
することが実現でき、しかも運転停止時における安全な
燃料電池11の保持を実現することができる。また、空
気でパージするため、原料ガス供給弁29より下流の燃
料ガス流路は大気に開放することが可能であり、燃料ガ
ス生成部15が温度低下により圧力低下を起こしても、
大気から空気を吸入することで緩和される。
When the purging process with steam is completed, the desulfurization gas supply valve 29 is closed. After that, the blower 30 is operated and the opening / closing valve 31 is opened, so that the fuel gas generator 15
By supplying air to the fuel gas generator 15, the water vapor remaining inside the fuel gas generator 15 is removed to the fuel gas supply pipe 19. Air is also supplied to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 using the blower 30. As a result, the desulfurization gas supply valve 29
It is possible to safely purge the atmosphere of the fuel gas flow path on the further downstream side with air, and further, it is possible to realize safe holding of the fuel cell 11 when the operation is stopped. Further, since the air is purged, the fuel gas passage downstream of the raw material gas supply valve 29 can be opened to the atmosphere, and even if the fuel gas generation unit 15 causes a pressure decrease due to a temperature decrease,
It is relieved by inhaling air from the atmosphere.

【0102】次に、より効果的な空気によるパージ工程
として、図16に示す燃料電池発電システムと図17に
示す具体的な運転停止方法の第1の例のフロー図を参照
し、本実施形態における燃料電池発電システムの運転停
止動作の一例を説明する。燃料ガス生成部15の内部雰
囲気の水蒸気によるパージ、および燃料電池11の燃料
極11aを含む燃料ガス流路雰囲気の脱硫ガスによるパ
ージが終了すると、脱硫ガス供給弁29を閉じる。つい
で、開閉弁31と22を開き、流路切換弁18により流
路を燃料電池11に接続する。その後ブロア30を作動
し、空気を燃料ガス生成部15から燃料電池11の燃料
極11aを経てバーナ15bへと流すことにより燃料ガ
ス流路全体の雰囲気を空気でパージする。
Next, as a more effective air purging step, the present embodiment will be described with reference to the flow chart of the first example of the fuel cell power generation system shown in FIG. 16 and the concrete operation stopping method shown in FIG. An example of operation stop operation of the fuel cell power generation system in FIG. When the purging of the internal atmosphere of the fuel gas generation unit 15 with water vapor and the purging of the fuel gas flow path atmosphere including the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 with desulfurization gas are completed, the desulfurization gas supply valve 29 is closed. Then, the opening / closing valves 31 and 22 are opened, and the flow passage is connected to the fuel cell 11 by the flow passage switching valve 18. After that, the blower 30 is operated, and the air is purged from the fuel gas generation unit 15 to the burner 15b through the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 to purge the atmosphere of the entire fuel gas flow path.

【0103】このパージ工程終了後、ブロア30を停止
し、開閉弁31を閉じることにより運転を終了する。こ
のパージ工程では、パージを要する雰囲気をパージする
ための空気は、燃料ガス生成部15の上流より供給し、
流路分岐をしない。そのため、燃料ガス流路の上流から
順次流路に沿って下流へとその雰囲気を空気によりパー
ジを行なうことができる。すなわち、本実施形態に示す
燃料電池発電システムの構成と本具体例のパージ工程
は、実施形態6の最初に説明した燃料電池発電システム
と同様の効果とともに、燃料ガス流路の上流から順次流
路に沿って下流へとその雰囲気を空気によりパージする
ことを実現できるという効果も有する。
After the completion of this purging process, the blower 30 is stopped and the opening / closing valve 31 is closed to end the operation. In this purging process, the air for purging the atmosphere requiring purging is supplied from the upstream side of the fuel gas generation unit 15,
Do not branch the flow path. Therefore, the atmosphere can be purged by air from the upstream side of the fuel gas flow path to the downstream side along the flow path. That is, the configuration of the fuel cell power generation system according to the present embodiment and the purging process of this specific example have the same effects as those of the fuel cell power generation system described at the beginning of the sixth embodiment, and the flow channels are sequentially passed from the upstream of the fuel gas flow channel. There is also an effect that it is possible to realize purging of the atmosphere by air along the downstream.

【0104】次に、より効果的な空気パージ工程の別法
として、図16に示す燃料電池発電システムと図18に
示す具体的な運転停止方法の第2の例のフロー図を参照
し、本実施形態における燃料電池発電システムの運転停
止動作の別例を説明する。燃料ガス生成部15の内部雰
囲気の水蒸気によるパージ、および燃料電池11の燃料
極11a含む燃料ガス流路雰囲気の脱硫ガスによるパー
ジが終了すると、脱硫ガス供給弁29を閉じる。
Next, as another effective method of the air purging step, referring to the flow chart of the second example of the fuel cell power generation system shown in FIG. 16 and the concrete operation stop method shown in FIG. Another example of the operation stop operation of the fuel cell power generation system in the embodiment will be described. When the purging of the internal atmosphere of the fuel gas generation unit 15 with water vapor and the purging of the fuel gas flow path atmosphere including the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 with the desulfurization gas are completed, the desulfurization gas supply valve 29 is closed.

【0105】ついで、開閉弁31、24、22と原料ガ
ス供給弁25を開く。さらに、流路切換弁18により流
路を燃料電池バイパス管21に接続する。その後ブロア
30を作動し、空気を燃料ガス生成部15から燃料電池
バイパス管21を経てバーナ15bへと、さらに燃料ガ
ス生成部バイパス管23から燃料電池11の燃料極11
aを経てバーナ15bへと流すことにより燃料ガス流路
全体の雰囲気を空気でパージする。
Then, the on-off valves 31, 24, 22 and the raw material gas supply valve 25 are opened. Furthermore, the flow passage switching valve 18 connects the flow passage to the fuel cell bypass pipe 21. After that, the blower 30 is operated to move air from the fuel gas generation unit 15 to the burner 15b through the fuel cell bypass pipe 21, and further from the fuel gas generation unit bypass pipe 23 to the fuel electrode 11 of the fuel cell 11.
The atmosphere of the entire fuel gas flow path is purged with air by flowing it to the burner 15b via a.

【0106】このパージ工程終了後、ブロア30を停止
し、開閉弁31を閉じることにより運転を終了する。こ
のパージ工程は、燃料ガス生成部15の内部雰囲気と燃
料電池11の燃料極11a含む燃料ガス流路の雰囲気を
同時にパージするため、短時間でのパージを行なうこと
ができる。すなわち、本実施形態に示す燃料電池発電シ
ステムの構成と本具体例のパージ工程は、本実施形態6
の最初に説明した燃料電池発電システムと同様の効果と
ともに、短時間で空気によるパージ工程終了を実現でき
るという効果も有する。
After the completion of this purging process, the blower 30 is stopped and the opening / closing valve 31 is closed to end the operation. In this purging step, the internal atmosphere of the fuel gas generator 15 and the atmosphere of the fuel gas flow path including the fuel electrode 11a of the fuel cell 11 are simultaneously purged, so that the purging can be performed in a short time. That is, the configuration of the fuel cell power generation system shown in the present embodiment and the purging process of this specific example are the same as those in the sixth embodiment.
In addition to the effect similar to that of the fuel cell power generation system described in the first paragraph, there is also an effect that the purging process with air can be completed in a short time.

【0107】ところで、上記実施形態4および実施形態
6における燃料電池発電システムの燃料ガス生成部15
の反応部15aの内部には、空気によるパージを行なう
過程で空気が反応部15aに流入するか、流入する可能
性がある。そこで、燃料ガス生成部15の反応部15a
は、図19に示すように、少なくとも貴金属と金属酸化
物を構成材料とする変成触媒体を設けた変成部15d
と、変成部に少なくとも一酸化炭素と水蒸気を副成分と
して含む水素ガスを供給する水素ガス供給部である改質
器15cを備えるとより効果的である。
By the way, the fuel gas generator 15 of the fuel cell power generation system in Embodiments 4 and 6 above.
In the reaction section 15a, air may or may flow into the reaction section 15a during the process of purging with air. Therefore, the reaction section 15a of the fuel gas generation section 15
As shown in FIG. 19, a shift portion 15d provided with a shift catalyst body containing at least a noble metal and a metal oxide as constituent materials.
It is more effective to provide the reforming unit 15c which is a hydrogen gas supply unit for supplying hydrogen gas containing at least carbon monoxide and water vapor as sub-components to the shift conversion unit.

【0108】すなわち、図19において、原料ガスある
いは脱硫ガスを改質器15cに供給し、その改質器15
c内で水蒸気が存在する高温下で、原料ガスあるいは脱
硫ガスの改質反応を起こさせる。その改質反応おける副
生成物としての一酸化炭素を、次の変成部15dにおい
て水蒸気と反応させ、水素と二酸化炭素を発生させる。
バーナ15bは、改質器15cを高温にする役割を有す
る。
That is, in FIG. 19, the raw material gas or the desulfurization gas is supplied to the reformer 15c, and the reformer 15c is supplied.
The reforming reaction of the raw material gas or the desulfurization gas is caused at a high temperature where steam exists in c. Carbon monoxide as a by-product in the reforming reaction is reacted with steam in the next shift conversion section 15d to generate hydrogen and carbon dioxide.
The burner 15b has a role of raising the temperature of the reformer 15c.

【0109】この構成によれば、上記変成触媒体が、耐
酸素被毒性を有するため、パージ工程のために空気を反
応部15aに流入させても、空気による性能劣化を防止
できるという効果が得られる。なお、上記実施形態1か
ら6では、都市ガスをパージ用ガスあるいは原料用ガス
として用いた例を示した。都市ガスは社会的基盤として
整備されているため、窒素のようなボンベをも必要とし
ない。そのため、より簡潔な構成を実現できるとの観点
から、より効果的なパージ用ガスとして都市ガスから硫
黄成分を除去した脱硫ガスを用いて説明をおこなった。
According to this structure, since the shift catalyst body has resistance to oxygen poisoning, even if air is allowed to flow into the reaction section 15a for the purging step, it is possible to prevent performance deterioration due to air. To be In the first to sixth embodiments, the example in which the city gas is used as the purging gas or the raw material gas has been shown. City gas does not need a cylinder like nitrogen because it is built as a social infrastructure. Therefore, from the viewpoint that a simpler configuration can be realized, the desulfurization gas obtained by removing the sulfur component from the city gas was used as a more effective purging gas.

【0110】しかしながら、パージ用ガスとしては、硫
黄成分を含まない炭化水素などの少なくとも炭素と水素
を含む化合物を主成分とするガス、たとえばメタンガス
など、を用いても同様の効果が得られる。このときは、
脱硫器は不要であり、またパージ用ガスに水素を生成さ
せるための原料と同じものを使用することができる。こ
れら都市ガスあるいはメタンガス以外でも、天然ガス、
プロパンガス、ジメチルエーテルガスなども原料として
のガスあるいはパージ用ガスとして用いることができ
る。
However, the same effect can be obtained by using, as the purging gas, a gas containing as a main component a compound containing at least carbon and hydrogen, such as a hydrocarbon containing no sulfur component. At this time,
No desulfurizer is required, and the same raw material for generating hydrogen can be used as the purging gas. Other than these city gas or methane gas, natural gas,
Propane gas, dimethyl ether gas and the like can also be used as the raw material gas or the purging gas.

【0111】[0111]

【発明の効果】以上のように本発明の燃料電池発電シス
テムあるいは燃料電池発電方法によれば、発電開始前お
よび発電終了後の少なくとも一方において、置換ガス、
殊に燃料ガス生成手段を備える燃料電池においては、燃
料ガス生成手段に供給するガスと同じく、炭素および水
素を含む化合物を主成分とする原料を置換ガスとして燃
料極を含む燃料ガス流路に注入することにより、その燃
料ガス流路に残留するガスを除去し、その燃料ガス流路
の雰囲気を置換ガスで置換することができる。
As described above, according to the fuel cell power generation system or the fuel cell power generation method of the present invention, the replacement gas, at least one of before the start of power generation and after the end of power generation,
Particularly, in a fuel cell provided with a fuel gas generating means, a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as a main component is injected as a replacement gas into a fuel gas flow path including a fuel electrode, similarly to the gas supplied to the fuel gas generating means. By doing so, the gas remaining in the fuel gas passage can be removed and the atmosphere in the fuel gas passage can be replaced with the replacement gas.

【0112】また、空気供給手段を備える燃料電池発電
システムあるいは燃料電池発電方法においては、置換ガ
スで燃料電池の燃料極を含む燃料ガス流路の雰囲気を置
換した後に、空気供給手段により空気をその燃料ガス流
路に注入することにより、そのガス流路の雰囲気を空気
で置換することができる。さらに、燃料電池の燃料極を
含む燃料ガス流路への置換ガス注入が終了するまで燃料
ガス生成手段で燃料ガス生成を行なうことにより、置換
終了までバーナでの安定燃焼を実現できる燃料電池発電
システムあるいは燃料電池発電方法を提供することがで
きる。
Further, in the fuel cell power generation system or the fuel cell power generation method provided with the air supply means, after the atmosphere of the fuel gas passage including the fuel electrode of the fuel cell is replaced with the replacement gas, the air is supplied by the air supply means. By injecting into the fuel gas channel, the atmosphere of the gas channel can be replaced with air. Further, the fuel gas generation system generates the fuel gas until the injection of the replacement gas into the fuel gas flow path including the fuel electrode of the fuel cell is completed, so that stable combustion in the burner can be realized until the replacement is completed. Alternatively, a fuel cell power generation method can be provided.

【0113】また、水蒸気供給手段を備えることによ
り、燃料電池の燃料極を含む燃料ガス流路への置換ガス
注入が終了した後に燃料ガス生成手段の燃料ガス生成を
停止させるとともに、水蒸気供給手段により水蒸気を燃
料ガス生成手段内部に注入することにより、燃料ガス生
成手段に残留する燃料ガスを除去し、燃料ガス生成手段
内部の雰囲気を水蒸気で置換することができる。
Further, by providing the steam supply means, the fuel gas generation means stops the fuel gas generation after the replacement gas injection into the fuel gas passage including the fuel electrode of the fuel cell is completed, and By injecting water vapor into the fuel gas generation means, the fuel gas remaining in the fuel gas generation means can be removed and the atmosphere inside the fuel gas generation means can be replaced with water vapor.

【0114】また、燃料電池発電システムないし発電方
法の発電終了後に、燃料ガス生成手段の燃料ガス生成を
停止させるとともに水蒸気供給手段により水蒸気を燃料
ガス生成手段内部に注入し、かつ、置換ガスを燃料電池
の燃料極を含む燃料ガス流路に注入することにより、燃
料ガス生成手段に残留する燃料ガスを除去し、燃料ガス
生成手段内部の雰囲気を水蒸気で置換し、かつ、その燃
料ガス流路に残留する燃料ガスを除去し、その燃料ガス
流路の雰囲気を置換ガスで置換することができる。しか
も、同時に独立して置換するため置換時間の短縮を実現
することができる。
After the power generation of the fuel cell power generation system or power generation method is completed, the fuel gas generation of the fuel gas generation means is stopped, the steam is injected into the fuel gas generation means by the steam supply means, and the replacement gas is used as the fuel. By injecting into the fuel gas flow path including the fuel electrode of the cell, the fuel gas remaining in the fuel gas generation means is removed, the atmosphere inside the fuel gas generation means is replaced with water vapor, and The remaining fuel gas can be removed, and the atmosphere of the fuel gas passage can be replaced with the replacement gas. Moreover, the replacement time can be shortened because the replacement is performed independently at the same time.

【0115】また、燃料電池の燃料極を含む燃料ガス流
路に置換ガスを注入するとともに燃料ガス生成手段内部
に水蒸気を注入してそれぞれの雰囲気を置換した後に、
燃料電池の燃料ガス流路と燃料ガス生成手段との両方に
空気供給手段により空気を注入することにより、システ
ム内部の原料および燃料の流路全体の雰囲気を空気で置
換することができる。さらに、燃料ガス生成手段が、貴
金属と金属酸化物を構成材料とする変成触媒体を設けた
変成部を備えることにより、空気置換により空気が燃料
ガス生成手段の内部に入っても、変成触媒体の性能劣化
を防ぐことができる。
Further, after the replacement gas is injected into the fuel gas passage including the fuel electrode of the fuel cell and the steam is injected into the inside of the fuel gas generating means to replace the respective atmospheres,
By injecting air into both the fuel gas flow path and the fuel gas generation means of the fuel cell by the air supply means, the atmosphere of the raw material inside the system and the entire flow path of the fuel can be replaced with air. Further, the fuel gas generating means is provided with the shift conversion portion provided with the shift catalyst body composed of the noble metal and the metal oxide, so that the shift catalyst body can be formed even if air enters the inside of the fuel gas generating means due to the air displacement. The performance deterioration of can be prevented.

【0116】燃料電池発電システムないし発電方法の運
転開始後から発電開始前までの間の任意の時間区間、置
換ガスを燃料電池の燃料極を含む燃料ガス流路に注入し
続けることにより、その燃料ガス流路に残留するガスを
除去し置換ガスで置換するとともに、燃料ガスが拡散的
にその燃料ガス流路へ流入することを防止することがで
きる。また、燃料電池発電システムないし発電方法の運
転開始後から発電開始前までの間の任意の時間区間、原
料を、燃料ガス生成手段をバイパスするバイパス手段を
経由して燃料電池の燃料極を含む燃料ガス流路に注入し
続けることにより、その燃料ガス流路に残留するガスを
除去し、その燃料ガス流路の雰囲気を置換ガスとしての
原料で置換するとともに、燃料ガスが拡散的にその燃料
ガス流路へ流入することを防止することができる。
By continuously injecting the replacement gas into the fuel gas flow path including the fuel electrode of the fuel cell for an arbitrary time period from the start of operation of the fuel cell power generation system or the power generation method to the start of power generation, It is possible to remove the gas remaining in the gas flow passage and replace it with a replacement gas, and at the same time, prevent the fuel gas from diffusing into the fuel gas flow passage. Further, the fuel containing the fuel electrode of the fuel cell is passed through the bypass means for bypassing the fuel gas generation means for an arbitrary time period from the start of operation of the fuel cell power generation system or the power generation method to the start of power generation. By continuing to inject into the gas flow path, the gas remaining in the fuel gas flow path is removed, the atmosphere in the fuel gas flow path is replaced with the raw material as the replacement gas, and the fuel gas diffuses It can be prevented from flowing into the flow path.

【0117】さらに、一酸化炭素濃度検知手段により検
知される検知値が所定値を下回るまで燃料極を含む燃料
ガス流路に置換ガスまたは原料を注入し続けることによ
り、燃料ガスが拡散的に燃料ガス流路へ流入することを
防止し、しかも燃料ガス流路に注入する置換ガスまたは
原料の量を適切に管理することができる。なお、置換ガ
スは、硫黄成分を含まずかつ炭化水素などの少なくとも
炭素と水素を含む化合物を主成分とする置換ガスとする
ことにより、置換ガスを原料と同じものを使用すること
ができる燃料電池発電システムないし発電方法を提供す
ることができる。
Further, by continuously injecting the replacement gas or the raw material into the fuel gas passage including the fuel electrode until the detection value detected by the carbon monoxide concentration detecting means falls below a predetermined value, the fuel gas diffuses the fuel. It is possible to prevent the gas from flowing into the gas flow passage, and to appropriately manage the amount of the replacement gas or the raw material injected into the fuel gas flow passage. The replacement gas is a fuel gas that does not contain a sulfur component and contains a compound containing at least carbon and hydrogen such as hydrocarbon as a main component, so that the same replacement gas as the raw material can be used. A power generation system or a power generation method can be provided.

【0118】また、原料あるいは置換ガスに含まれる硫
黄成分を除去する硫黄成分除去手段を用い、原料と置換
ガスのいずれか一方または両方を社会的基盤として整備
されている都市ガスとすることにより、ボンベを必要と
せず、より簡潔な構成の燃料電池発電システムないし発
電方法を提供することができる。
[0118] Further, by using a sulfur component removing means for removing the sulfur component contained in the raw material or the replacement gas, and by using either or both of the raw material and the replacement gas as the city gas which is maintained as a social foundation, It is possible to provide a fuel cell power generation system or power generation method having a simpler configuration without the need for a cylinder.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態1における燃料電池発電シス
テムの構成を模式的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a fuel cell power generation system according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施形態2における燃料電池発電シス
テムの構成を模式的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a fuel cell power generation system according to Embodiment 2 of the present invention.

【図3】本発明の実施形態2の燃料電池発電システムの
起電方法の一例を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of an electromotive method for a fuel cell power generation system according to Embodiment 2 of the present invention.

【図4】本発明の実施形態2の燃料電池発電システムの
運転停止方法の一例を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a method for stopping the operation of the fuel cell power generation system according to Embodiment 2 of the present invention.

【図5】本発明の実施形態2の燃料電池発電システムの
起電方法の別例を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing another example of the electromotive method of the fuel cell power generation system according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態3における燃料電池発電シス
テムの構成を模式的に示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a fuel cell power generation system according to Embodiment 3 of the present invention.

【図7】本発明の実施形態3の燃料電池発電システムの
起電方法の一例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of an electromotive method for a fuel cell power generation system according to Embodiment 3 of the present invention.

【図8】本発明の実施形態3の燃料電池発電システムの
運転停止方法の一例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a method for stopping the operation of the fuel cell power generation system according to Embodiment 3 of the present invention.

【図9】本発明の実施形態3の燃料電池発電システムの
運転停止方法の別例を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing another example of the method for stopping the operation of the fuel cell power generation system according to the third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態3の燃料電池発電システム
の起電方法の別例を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing another example of the electromotive method of the fuel cell power generation system according to Embodiment 3 of the present invention.

【図11】本発明の実施形態4における燃料電池発電シ
ステムの構成を模式的に示す図である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a configuration of a fuel cell power generation system according to Embodiment 4 of the present invention.

【図12】本発明の実施形態4の燃料電池発電システム
の運転停止方法の一例を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing an example of an operation stop method for a fuel cell power generation system according to Embodiment 4 of the present invention.

【図13】本発明の実施形態5における燃料電池発電シ
ステムの構成を模式的に示す図である。
FIG. 13 is a diagram schematically showing a configuration of a fuel cell power generation system according to Embodiment 5 of the present invention.

【図14】本発明の実施形態5の燃料電池発電システム
の運転停止方法の一例を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of a method for stopping the operation of the fuel cell power generation system according to Embodiment 5 of the present invention.

【図15】本発明の実施形態5の燃料電池発電システム
の運転停止方法の別例を示すフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing another example of the method for stopping the operation of the fuel cell power generation system according to the fifth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施形態6における燃料電池発電シ
ステムの構成を模式的に示す図である。
FIG. 16 is a diagram schematically showing a configuration of a fuel cell power generation system according to Embodiment 6 of the present invention.

【図17】本発明の実施形態6の燃料電池発電システム
の運転停止方法の一例を示すフローチャートである。
FIG. 17 is a flowchart showing an example of a method for stopping the operation of the fuel cell power generation system according to Embodiment 6 of the present invention.

【図18】本発明の実施形態6の燃料電池発電システム
の運転停止方法の別例を示すフローチャートである。
FIG. 18 is a flowchart showing another example of the operation stopping method for the fuel cell power generation system according to the sixth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の各実施形態に用いることができる燃
料ガス生成部の一例の構成を模式的に示す図である。
FIG. 19 is a diagram schematically showing a configuration of an example of a fuel gas generation unit that can be used in each embodiment of the present invention.

【図20】従来の燃料電池発電システムの構成を模式的
に示す図である。
FIG. 20 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional fuel cell power generation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 燃料電池 11a 燃料極 15 燃料ガス生成部 15a 反応部 15b バーナ 13、16 脱硫器 17、26、30 ブロア 12 脱硫ガス供給管 14、22、24、27、31 開閉弁 18 流路切換弁 19 燃料ガス供給管 20 残余燃料ガス管 21 燃料電池バイパス管 23 燃料ガス生成部バイパス管 25 原料ガス供給弁 28 水蒸気生成器 29 脱硫ガス供給弁 11 Fuel cell 11a Fuel electrode 15 Fuel gas generator 15a Reaction part 15b burner 13, 16 desulfurizer 17, 26, 30 Blower 12 Desulfurization gas supply pipe 14, 22, 24, 27, 31 Open / close valve 18 Flow path switching valve 19 Fuel gas supply pipe 20 Residual fuel gas pipe 21 Fuel cell bypass pipe 23 Fuel gas generator bypass pipe 25 Raw material gas supply valve 28 Steam generator 29 Desulfurization gas supply valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮内 伸二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 麻生 智倫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H027 AA02 BA01 BA20 BC20 MM04 MM09 MM12    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shinji Miyauchi             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Tomonori Aso             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F term (reference) 5H027 AA02 BA01 BA20 BC20 MM04                       MM09 MM12

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料極および酸化剤極を有する燃料電池
と、前記燃料極を含む前記燃料電池の燃料ガス流路に燃
料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記酸化剤極を
含む前記燃料電池の酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを供給
する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料ガス流路に炭素お
よび水素を含む化合物を主成分とする置換ガスを供給す
る置換ガス供給手段とを具備し、前記燃料電池の発電開
始前および発電終了後の少なくとも一方において、前記
置換ガス供給手段により前記置換ガスを前記燃料ガス流
路に注入して前記燃料ガス流路の雰囲気を前記置換ガス
で置換するように構成したことを特徴とする燃料電池発
電システム。
1. A fuel cell having a fuel electrode and an oxidant electrode, fuel gas supply means for supplying a fuel gas to a fuel gas flow path of the fuel cell including the fuel electrode, and the fuel including the oxidant electrode. An oxidant gas supply means for supplying an oxidant gas to the oxidant gas flow path of the battery, and a replacement gas supply means for supplying a replacement gas mainly containing a compound containing carbon and hydrogen to the fuel gas flow path are provided. Then, at least one of before and after power generation of the fuel cell is started, the replacement gas is injected into the fuel gas flow path by the replacement gas supply means to replace the atmosphere of the fuel gas flow path with the replacement gas. A fuel cell power generation system characterized in that
【請求項2】 前記燃料ガス流路に空気を供給して前記
燃料ガス流路の前記雰囲気を空気に置換する空気供給手
段をさらに具備し、前記発電終了後に、前記置換ガス供
給手段により前記置換ガスを前記燃料ガス流路に注入し
て前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記置換ガスで置換
した後、前記空気供給手段により前記燃料ガス流路に前
記空気を注入して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記
空気で置換することを特徴とする請求項1記載の燃料電
池発電システム。
2. An air supply means for supplying air to the fuel gas flow path to replace the atmosphere in the fuel gas flow path with air, the replacement gas supply means for replacing the atmosphere after the power generation is completed. After injecting a gas into the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the replacement gas, the air is injected into the fuel gas passage by the air supply means to inject the fuel gas passage. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the atmosphere is replaced with the air.
【請求項3】 前記燃料ガス供給手段が、炭素および水
素を含む化合物を主成分とする原料から水素リッチな燃
料ガスを生成する燃料ガス生成手段と、前記燃料ガス生
成手段に前記原料を供給する原料供給源とを含み、前記
置換ガス供給手段による前記燃料ガス流路への前記置換
ガスの注入が終了するまで、前記燃料ガス生成手段は前
記燃料ガス生成を行なうことを特徴とする請求項1記載
の燃料電池発電システム。
3. The fuel gas supply means supplies a fuel gas generating means for generating a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components, and the raw material to the fuel gas generating means. 2. The fuel gas generating means includes the raw material supply source, and the fuel gas generating means continues to generate the fuel gas until the replacement gas supplying means completes the injection of the replacement gas into the fuel gas flow path. The fuel cell power generation system described.
【請求項4】 前記燃料ガス生成手段に水蒸気を供給し
て前記燃料ガス生成手段内部の雰囲気を水蒸気で置換す
る水蒸気供給手段をさらに具備し、前記発電終了後に、
前記置換ガス供給手段により前記置換ガスを前記燃料ガ
ス流路に注入して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記
置換ガスで置換した後、前記燃料ガス生成手段の前記燃
料ガス生成を停止させるとともに、前記水蒸気供給手段
により前記燃料ガス生成手段内部に前記水蒸気を注入し
て前記燃料ガス生成手段内部の前記雰囲気を前記水蒸気
で置換することを特徴とする請求項3記載の燃料電池発
電システム。
4. A steam supply means for supplying steam to the fuel gas generation means to replace the atmosphere inside the fuel gas generation means with steam, further comprising:
After injecting the replacement gas into the fuel gas flow path by the replacement gas supply means to replace the atmosphere in the fuel gas flow path with the replacement gas, the fuel gas generation by the fuel gas generation means is stopped. 4. The fuel cell power generation system according to claim 3, wherein the steam supply unit injects the steam into the fuel gas generation unit to replace the atmosphere inside the fuel gas generation unit with the steam.
【請求項5】 前記燃料ガス供給手段が、炭素および水
素を含む化合物を主成分とする原料から水素リッチな燃
料ガスを生成する燃料ガス生成手段と、前記燃料ガス生
成手段に前記原料を供給する原料供給源とを含み、前記
燃料ガス生成手段に水蒸気を供給して前記燃料ガス生成
手段内部の雰囲気を前記水蒸気で置換する水蒸気供給手
段をさらに具備し、前記発電終了後に、前記燃料ガス生
成手段の前記燃料ガス生成を停止させるとともに、前記
水蒸気供給手段により前記燃料ガス生成手段内部に前記
水蒸気を注入して前記燃料ガス生成手段内部の前記雰囲
気を前記水蒸気で置換し、かつ、前記置換ガス供給手段
により前記置換ガスを前記燃料ガス流路に注入して前記
燃料ガス流路の前記雰囲気を前記置換ガスで置換するこ
とを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電システム。
5. The fuel gas supply means supplies a fuel gas generating means for generating a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components, and supplies the raw material to the fuel gas generating means. A raw material supply source, and further comprising steam supply means for supplying steam to the fuel gas generation means to replace the atmosphere inside the fuel gas generation means with the steam, the fuel gas generation means after completion of the power generation. Stopping the generation of the fuel gas, injecting the steam into the fuel gas generating means by the steam supplying means to replace the atmosphere inside the fuel gas generating means with the steam, and supplying the replacement gas. A means for injecting the replacement gas into the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the replacement gas. Item 2. The fuel cell power generation system according to Item 1.
【請求項6】 前記燃料ガス流路と前記燃料ガス生成手
段とに空気を供給して、前記燃料ガス流路の前記雰囲気
と前記燃料ガス生成手段内部の前記雰囲気とを前記空気
で置換する空気供給手段をさらに具備し、前記燃料ガス
流路に前記置換ガスを注入して前記燃料ガス流路の前記
雰囲気を前記置換ガスで置換するとともに、前記燃料ガ
ス生成手段内部に前記水蒸気を注入して前記燃料ガス生
成手段内部の前記雰囲気を前記水蒸気で置換した後に、
前記燃料ガス流路と前記燃料ガス生成手段内部との両方
に前記空気供給手段により前記空気を注入して、前記燃
料ガス流路の前記雰囲気と前記燃料ガス生成手段内部の
前記雰囲気とを前記空気で置換することを特徴とする請
求項4または請求項5記載の燃料電池発電システム。
6. Air for supplying air to the fuel gas flow passage and the fuel gas generating means to replace the atmosphere in the fuel gas flow passage and the atmosphere inside the fuel gas generating means with the air. Further comprising a supply means for injecting the replacement gas into the fuel gas flow path to replace the atmosphere in the fuel gas flow path with the replacement gas, and injecting the water vapor into the fuel gas generation means. After replacing the atmosphere inside the fuel gas generating means with the water vapor,
The air is injected by the air supply means into both the fuel gas flow path and the inside of the fuel gas generation means, so that the atmosphere in the fuel gas flow path and the atmosphere in the fuel gas generation means are the air. 6. The fuel cell power generation system according to claim 4, wherein the fuel cell power generation system is replaced with.
【請求項7】 前記空気供給手段による前記空気注入
は、前記燃料ガス生成手段から前記燃料ガス流路へと直
列に行なうことを特徴とする請求項6記載の燃料電池発
電システム。
7. The fuel cell power generation system according to claim 6, wherein the air injection by the air supply means is performed in series from the fuel gas generation means to the fuel gas passage.
【請求項8】 前記空気供給手段による前記空気注入
は、前記燃料ガス生成手段と前記燃料ガス流路とに並列
に行なうことを特徴とする請求項6記載の燃料電池発電
システム。
8. The fuel cell power generation system according to claim 6, wherein the air injection by the air supply means is performed in parallel with the fuel gas generation means and the fuel gas flow path.
【請求項9】 前記燃料ガス生成手段が、少なくとも貴
金属と金属酸化物を構成材料とする変成触媒体を設けた
変成部と、前記変成部に少なくとも一酸化炭素と水蒸気
を副成分として含む水素ガスを供給する水素ガス供給部
とを具備する請求項6から請求項8のいずれかに記載の
燃料電池発電システム。
9. The shift section in which the fuel gas generating means is provided with a shift catalyst body containing at least a noble metal and a metal oxide as constituent materials, and a hydrogen gas containing at least carbon monoxide and water vapor as auxiliary components in the shift section. The fuel cell power generation system according to any one of claims 6 to 8, further comprising a hydrogen gas supply unit that supplies hydrogen.
【請求項10】 前記置換ガスが、硫黄成分を含まない
ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれかに記
載の燃料電池発電システム。
10. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the replacement gas does not contain a sulfur component.
【請求項11】 燃料極および酸化剤極を有する燃料電
池と、炭素および水素を含む化合物を主成分とする原料
から水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガス生成手段
と、前記燃料ガス生成手段に前記原料を供給する原料供
給源と、前記燃料ガス生成手段から前記燃料ガスを前記
燃料極を含む前記燃料電池の燃料ガス流路に供給する燃
料ガス供給手段と、前記原料供給源より前記燃料ガス生
成手段をバイパスして前記原料を前記燃料ガス流路に原
料ガスとして注入するバイパス手段とを具備し、前記燃
料電池の発電開始前および発電終了後の少なくとも一方
において、前記バイパス手段を経由して前記燃料ガス流
路に前記原料ガスを注入して前記燃料ガス流路の雰囲気
を前記原料ガスで置換するように構成した燃料電池発電
システム。
11. A fuel cell having a fuel electrode and an oxidant electrode, a fuel gas generating means for generating a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components, and the fuel gas generating means. A raw material supply source for supplying the raw material, a fuel gas supply means for supplying the fuel gas from the fuel gas generating means to a fuel gas flow path of the fuel cell including the fuel electrode, and the fuel gas from the raw material supply source. Bypass means for bypassing the generating means and injecting the raw material into the fuel gas flow path as a raw material gas, at least one of before and after power generation of the fuel cell is started via the bypass means. A fuel cell power generation system configured to inject the raw material gas into the fuel gas passage to replace the atmosphere of the fuel gas passage with the raw material gas.
【請求項12】 前記燃料ガス流路に空気を供給して前
記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記空気で置換する空気
供給手段をさらに具備し、前記発電終了後に、前記バイ
パス手段により前記原料ガスを前記燃料ガス流路に注入
して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記原料ガスで置
換した後、前記空気供給手段により前記燃料ガス流路に
前記空気を注入して、前記燃料ガス流路の前記雰囲気を
前記空気で置換することを特徴とする請求項11記載の
燃料電池発電システム。
12. The apparatus further comprises air supply means for supplying air to the fuel gas flow path to replace the atmosphere in the fuel gas flow path with the air, and the raw material gas is supplied by the bypass means after completion of the power generation. Is injected into the fuel gas flow passage to replace the atmosphere in the fuel gas flow passage with the raw material gas, and then the air is injected into the fuel gas flow passage by the air supply means to generate the fuel gas flow passage. 12. The fuel cell power generation system according to claim 11, wherein the atmosphere is replaced by the air.
【請求項13】 前記バイパス手段による前記燃料ガス
流路への前記原料ガスの注入が終了するまで、前記燃料
ガス生成手段は前記燃料ガス生成を行なうことを特徴と
する請求項11記載の燃料電池発電システム。
13. The fuel cell according to claim 11, wherein the fuel gas generation means continues to generate the fuel gas until the injection of the raw material gas into the fuel gas passage by the bypass means is completed. Power generation system.
【請求項14】 前記燃料ガス生成手段に水蒸気を供給
して前記燃料ガス生成手段内部の雰囲気を前記水蒸気で
置換する水蒸気供給手段をさらに具備し、前記発電終了
後に、前記バイパス手段により前記原料ガスを前記燃料
ガス流路に注入して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前
記原料ガスで置換した後、前記燃料ガス生成手段の前記
燃料ガス生成を停止させるとともに、前記水蒸気供給手
段により前記燃料ガス生成手段の前記内部に前記水蒸気
を注入して前記燃料ガス生成手段内部の前記雰囲気を前
記水蒸気で置換することを特徴とする請求項13記載の
燃料電池発電システム。
14. The apparatus further comprises steam supply means for supplying steam to the fuel gas generating means to replace the atmosphere inside the fuel gas generating means with the steam, and the raw material gas is supplied by the bypass means after completion of the power generation. Is injected into the fuel gas flow path to replace the atmosphere in the fuel gas flow path with the source gas, and then the fuel gas generation of the fuel gas generation means is stopped, and the fuel gas is supplied by the water vapor supply means. 14. The fuel cell power generation system according to claim 13, wherein the steam is injected into the interior of the generating means to replace the atmosphere inside the fuel gas generating means with the steam.
【請求項15】 前記燃料ガス生成手段に水蒸気を供給
して前記燃料ガス生成手段内部の雰囲気を前記水蒸気で
置換する水蒸気供給手段をさらに具備し、前記発電終了
後に、前記燃料ガス生成手段の前記燃料ガス生成を停止
させるとともに、前記水蒸気供給手段により前記燃料ガ
ス生成手段内部に前記水蒸気を注入して前記燃料ガス生
成手段内部の前記雰囲気を前記水蒸気で置換し、かつ、
前記バイパス手段により前記原料ガスを前記燃料ガス流
路に注入して前記燃料ガス流路の前記雰囲気を前記原料
ガスで置換することを特徴とする請求項11記載の燃料
電池発電システム。
15. The apparatus further comprises steam supply means for supplying water vapor to the fuel gas generation means to replace the atmosphere inside the fuel gas generation means with the water vapor, and after the power generation is completed, the fuel gas generation means includes While stopping the fuel gas generation, the steam supply unit injects the steam into the fuel gas generation unit to replace the atmosphere inside the fuel gas generation unit with the steam, and
The fuel cell power generation system according to claim 11, wherein the bypass means injects the raw material gas into the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the raw material gas.
【請求項16】 前記燃料ガス流路と前記燃料ガス生成
手段とに空気を供給して、前記燃料ガス流路の前記雰囲
気と前記燃料ガス生成手段内部の前記雰囲気とを前記空
気に置換する空気供給手段をさらに具備し、前記燃料ガ
ス流路に前記原料ガスを注入して前記燃料ガス流路の前
記雰囲気を前記原料ガスで置換するとともに、前記燃料
ガス生成手段内部に前記水蒸気を注入して前記燃料ガス
生成手段内部の前記雰囲気を前記水蒸気で置換した後
に、前記燃料ガス流路と前記燃料ガス生成手段内部との
両方に前記空気供給手段により前記空気を注入して、前
記燃料ガス流路の前記雰囲気と前記燃料ガス生成手段内
部の前記雰囲気とを前記空気で置換することを特徴とす
る請求項14または請求項15記載の燃料電池発電シス
テム。
16. Air that supplies air to the fuel gas flow path and the fuel gas generation means to replace the atmosphere in the fuel gas flow path and the atmosphere inside the fuel gas generation means with the air. Further comprising a supply means for injecting the raw material gas into the fuel gas flow passage to replace the atmosphere in the fuel gas flow passage with the raw material gas, and injecting the water vapor into the fuel gas generating means. After replacing the atmosphere inside the fuel gas generation means with the water vapor, the air is injected into the fuel gas flow path and the inside of the fuel gas generation means by the air supply means, and the fuel gas flow path is formed. 16. The fuel cell power generation system according to claim 14, wherein the atmosphere is replaced with the atmosphere inside the fuel gas generation means.
【請求項17】 前記空気供給手段による前記空気注入
は、前記燃料ガス生成手段から前記燃料ガス流路へと直
列に行なうことを特徴とする請求項16記載の燃料電池
発電システム。
17. The fuel cell power generation system according to claim 16, wherein the air injection by the air supply means is performed in series from the fuel gas generation means to the fuel gas passage.
【請求項18】 前記空気供給手段による前記空気注入
は、前記燃料ガス生成手段と前記燃料ガス流路とに並列
に行なうことを特徴とする請求項16記載の燃料電池発
電システム。
18. The fuel cell power generation system according to claim 16, wherein the air injection by the air supply unit is performed in parallel with the fuel gas generation unit and the fuel gas flow path.
【請求項19】 前記燃料ガス生成手段が、少なくとも
貴金属と金属酸化物を構成材料とする変成触媒体を設け
た変成部と、前記変成部に少なくとも一酸化炭素と水蒸
気を副成分として含む水素ガスを供給する水素ガス供給
部とを具備する請求項16から請求項18のいずれかに
記載の燃料電池発電システム。
19. The shift section in which the fuel gas generating means is provided with a shift catalyst body having at least a noble metal and a metal oxide as constituent materials, and a hydrogen gas containing at least carbon monoxide and water vapor as auxiliary components in the shift section. The fuel cell power generation system according to any one of claims 16 to 18, further comprising a hydrogen gas supply unit that supplies hydrogen.
【請求項20】 前記原料供給源から供給される前記原
料が、都市ガスから硫黄成分を除去してなるガスである
請求項11から請求項19のいずれかに記載の燃料電池
発電システム。
20. The fuel cell power generation system according to claim 11, wherein the raw material supplied from the raw material supply source is a gas obtained by removing sulfur components from city gas.
【請求項21】 燃料極および酸化剤極を有する燃料電
池と、炭素および水素を含む化合物を主成分とする原料
から水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガス生成手段
と、前記燃料ガス生成手段に前記原料を供給する原料供
給源と、前記燃料ガス生成手段から前記燃料ガスを前記
燃料極を含む前記燃料電池の燃料ガス流路に供給する燃
料ガス供給手段と、前記燃料ガス流路に炭素および水素
を含む化合物を主成分とする置換ガスを供給して前記燃
料ガス流路の雰囲気を前記置換ガスで置換する置換ガス
供給手段とを具備する燃料電池発電システムであって、
前記燃料電池発電システムの起動開始後から発電開始前
までの間の任意の時間区間、前記置換ガス供給手段によ
り前記燃料ガス流路に前記置換ガスを注入して前記燃料
ガス流路の前記雰囲気を前記置換ガスで置換することを
特徴とする燃料電池発電システム。
21. A fuel cell having a fuel electrode and an oxidant electrode, a fuel gas generating means for generating a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components, and the fuel gas generating means. A raw material supply source for supplying the raw material, a fuel gas supply means for supplying the fuel gas from the fuel gas generating means to a fuel gas flow path of the fuel cell including the fuel electrode, and carbon for the fuel gas flow path. A fuel cell power generation system comprising: a replacement gas supply unit configured to supply a replacement gas containing a compound containing hydrogen as a main component to replace the atmosphere of the fuel gas channel with the replacement gas,
Arbitrary time period from the start of the fuel cell power generation system to the start of power generation, the substitution gas supply unit injects the substitution gas into the fuel gas passage to create the atmosphere of the fuel gas passage. A fuel cell power generation system, wherein the fuel gas is replaced with the replacement gas.
【請求項22】 前記置換ガス供給手段が、前記原料供
給源から前記燃料ガス生成手段をバイパスして前記原料
を前記燃料ガス流路に前記置換ガスとして注入する手段
である請求項21記載の燃料電池発電システム。
22. The fuel according to claim 21, wherein the replacement gas supply means is a means for bypassing the fuel gas generation means from the raw material supply source and injecting the raw material into the fuel gas passage as the replacement gas. Battery power generation system.
【請求項23】 前記燃料ガス生成手段において生成さ
れる燃料ガスに含まれる一酸化炭素濃度を検知する一酸
化炭素濃度検知手段をさらに具備し、前記一酸化炭素濃
度検知手段により検知される検知値が所定値を下回るま
で、前記燃料ガス流路に前記置換ガスを注入することを
特徴とする請求項21または請求項22記載の燃料電池
発電システム。
23. A detection value detected by the carbon monoxide concentration detection means, further comprising carbon monoxide concentration detection means for detecting the carbon monoxide concentration contained in the fuel gas generated by the fuel gas generation means. 23. The fuel cell power generation system according to claim 21 or 22, wherein the replacement gas is injected into the fuel gas flow path until the value is below a predetermined value.
【請求項24】 前記置換ガスが、硫黄成分を含まない
請求項21から請求項23のいずれかに記載の燃料電池
発電システム。
24. The fuel cell power generation system according to claim 21, wherein the replacement gas does not contain a sulfur component.
【請求項25】 前記原料供給源から供給される前記原
料が、都市ガスから硫黄成分を除去してなるガスである
請求項21から請求項24のいずれかに記載の燃料電池
発電システム。
25. The fuel cell power generation system according to claim 21, wherein the raw material supplied from the raw material supply source is a gas obtained by removing sulfur components from city gas.
【請求項26】 燃料極を含む燃料ガス流路および酸化
剤極を含む酸化剤ガス流路を有する燃料電池の前記燃料
ガス流路に燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、前
記燃料電池の発電開始前および発電終了後の少なくとも
一方において、前記燃料ガス流路に炭素と水素を含む化
合物を主成分とする置換ガスを注入して前記燃料ガス流
路の雰囲気を前記置換ガスで置換する第1置換工程とを
具備する燃料電池発電方法。
26. A fuel gas supply step of supplying a fuel gas to the fuel gas flow path of a fuel cell having a fuel gas flow path including a fuel electrode and an oxidant gas flow path including an oxidant electrode; Before at least one of the start of power generation and after the end of power generation, a replacement gas containing a compound containing carbon and hydrogen as a main component is injected into the fuel gas channel to replace the atmosphere of the fuel gas channel with the replacement gas. 1. A fuel cell power generation method comprising a replacement step.
【請求項27】 前記発電終了後に前記第1置換工程を
実施した後、前記燃料ガス流路に空気を注入して前記燃
料ガス流路の前記雰囲気を前記空気で置換する第2置換
工程を具備する請求項26記載の燃料電池発電方法。
27. A second replacing step of performing the first replacing step after completion of the power generation and then injecting air into the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the air. The fuel cell power generation method according to claim 26.
【請求項28】 前記燃料ガス供給工程が炭素および水
素を含む化合物を主成分とする原料から水素リッチな燃
料ガスを前記燃料ガスとして生成する燃料ガス生成工程
を具備し、前記第1置換工程における前記燃料ガス流路
への前記置換ガスの注入が終了するまで前記燃料ガス生
成工程において前記燃料ガスが生成される請求項26記
載の燃料電池発電方法。
28. The fuel gas supply step comprises a fuel gas production step of producing a hydrogen-rich fuel gas as the fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as a main component, and the fuel gas production step in the first substitution step is performed. 27. The fuel cell power generation method according to claim 26, wherein the fuel gas is generated in the fuel gas generating step until the injection of the replacement gas into the fuel gas passage is completed.
【請求項29】 前記燃料ガス供給工程が炭素および水
素を含む化合物を主成分とする原料から燃料ガス生成手
段により水素リッチな燃料ガスを前記燃料ガスとして生
成する燃料ガス生成工程を含み、前記燃料ガス生成手段
に水蒸気を供給して前記燃料ガス生成手段内部の雰囲気
を前記水蒸気で置換する第3置換工程をさらに具備し、
前記発電終了後に、前記燃料ガス生成手段による前記燃
料ガス生成工程を停止させるとともに、前記第3置換工
程と前記第1置換工程とを実施する請求項26記載の燃
料電池発電方法。
29. The fuel gas supplying step includes a fuel gas generating step of generating a hydrogen-rich fuel gas as the fuel gas by a fuel gas generating means from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components. The method further comprises a third replacement step of supplying steam to the gas generating means to replace the atmosphere inside the fuel gas generating means with the steam.
27. The fuel cell power generation method according to claim 26, wherein after the power generation is finished, the fuel gas generation step by the fuel gas generation means is stopped and the third replacement step and the first replacement step are performed.
【請求項30】 炭素および水素を含む化合物を主成分
とする原料から水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガ
ス生成工程と、燃料極を含む燃料ガス流路および酸化剤
極を含む酸化剤ガス流路を有する燃料電池の前記燃料ガ
ス流路に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、
前記原料を原料ガスとして直接前記燃料ガス流路に供給
して前記燃料ガス流路の雰囲気を前記原料ガスで置換す
る第1置換工程とを具備し、前記燃料電池の発電開始前
および発電終了後の少なくとも一方において前記第1置
換工程が実施される燃料電池発電方法。
30. A fuel gas producing step of producing a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components, and a fuel gas flow passage including a fuel electrode and an oxidant gas flow including an oxidant electrode. A fuel gas supply step of supplying the fuel gas to the fuel gas passage of a fuel cell having a passage,
A first replacement step of supplying the raw material as a raw material gas directly to the fuel gas flow path to replace the atmosphere of the fuel gas flow path with the raw material gas, before starting power generation of the fuel cell and after ending power generation. A fuel cell power generation method, wherein the first replacement step is performed in at least one of the above.
【請求項31】 前記発電終了後に前記第1置換工程を
実施した後、前記燃料ガス流路に空気を注入して前記燃
料ガス流路の前記雰囲気を前記空気で置換する第2置換
工程を具備する請求項30記載の燃料電池発電方法。
31. A second replacing step of performing the first replacing step after completion of the power generation, and then injecting air into the fuel gas passage to replace the atmosphere in the fuel gas passage with the air. 31. The fuel cell power generation method according to claim 30.
【請求項32】 前記第1置換工程における前記燃料ガ
ス流路への前記原料ガスの注入が終了するまで前記燃料
ガス生成工程において前記燃料ガスが生成される請求項
30記載の燃料電池発電方法。
32. The fuel cell power generation method according to claim 30, wherein the fuel gas is generated in the fuel gas generation step until the injection of the raw material gas into the fuel gas passage in the first replacement step is completed.
【請求項33】 前記燃料ガス生成工程における前記燃
料ガス生成は燃料ガス生成手段を用いて実施され、前記
燃料ガス生成手段に水蒸気を供給して前記燃料ガス生成
手段内部の雰囲気を前記水蒸気で置換する第3置換工程
をさらに具備し、前記発電終了後に、前記燃料ガス生成
手段による前記燃料ガス生成工程を停止させるととも
に、前記第3置換工程と前記第1置換工程とが実施され
る請求項30記載の燃料電池発電方法。
33. The fuel gas generation in the fuel gas generation step is performed using a fuel gas generation means, and steam is supplied to the fuel gas generation means to replace the atmosphere inside the fuel gas generation means with the steam. 31. A third replacement step is further provided, wherein after the power generation is completed, the fuel gas generation step by the fuel gas generation means is stopped, and the third replacement step and the first replacement step are performed. The fuel cell power generation method described.
【請求項34】 炭素および水素を含む化合物を主成分
とする原料から水素リッチな燃料ガスを生成する燃料ガ
ス生成工程と、燃料極を含む燃料ガス流路および酸化剤
極を含む酸化剤ガス流路を有する燃料電池の前記燃料ガ
ス流路に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、
前記燃料ガス流路に炭素および水素を含む化合物を主成
分とする置換ガスを注入して前記燃料ガス流路の雰囲気
を前記置換ガスで置換する第1置換工程とを具備し、前
記燃料電池の起動開始後から発電開始前までの間の任意
の時間区間、前記第1置換工程が実施される燃料電池発
電方法。
34. A fuel gas producing step of producing a hydrogen-rich fuel gas from a raw material containing a compound containing carbon and hydrogen as main components, and a fuel gas flow passage including a fuel electrode and an oxidant gas flow including an oxidant electrode. A fuel gas supply step of supplying the fuel gas to the fuel gas passage of a fuel cell having a passage,
A first replacement step of injecting a replacement gas containing a compound containing carbon and hydrogen as a main component into the fuel gas flow path to replace the atmosphere of the fuel gas flow path with the replacement gas; A fuel cell power generation method in which the first replacement step is performed for an arbitrary time period from the start of startup to the start of power generation.
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