JP2012198994A - 燃料電池およびその運転方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料(F)と空気(A)とを反応させて発電する燃料電池スタック(3)と、前記燃料電池スタック(3)からの排燃料および排空気を燃焼させる燃焼器(9)と、前記燃焼器(9)で発生した熱を利用して改質燃料を生成する改質器(5)とを備える燃料電池(1)において、外部から導入された空気を、前記燃焼器(9)からの熱によって加熱して前記燃料電池スタックに供給する空気予熱器(7)と、前記空気予熱器(7)で加熱される空気流量と、前記空気予熱器を迂回して直接燃料電池スタック(3)に導入される空気流量との流量比を調整することにより、前記燃料電池スタック(3)に供給される空気の温度を制御する空気温度制御機構(11)とを設ける。
【選択図】図1
Description
3 燃料電池スタック
5 改質器
7 空気予熱器
9 燃焼器
11 空気温度制御機構
A 空気
HA 高温空気
LA 低温空気
PHA 昇温空気
EA 排空気
F 燃料
RF 改質燃料
EF 排燃料
RG 還元性ガス
Claims (10)
- 燃料と空気とを反応させて発電する発電セルを複数積層してなる燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックから排出された排燃料および排空気を燃焼させて、熱を発生させる燃焼器と、
外部から導入された燃料を、前記燃焼器で発生した熱を利用して水蒸気改質することにより改質燃料を生成し、この改質燃料を前記燃料電池スタックに供給する改質器と、
外部から導入された空気を、前記燃焼器で発生した熱によって加熱して前記燃料電池スタックに供給する空気予熱器と、
前記空気予熱器で加熱される空気の流量と、前記空気予熱器を迂回して直接燃料電池スタックに導入される空気の流量との流量比を調整することにより、前記燃料電池スタックに供給される空気の温度を制御する空気温度制御機構と、
を備える燃料電池。 - 請求項1において、さらに、前記改質器に接続されて、この改質器内に還元性ガスを導入する還元ガス導入路を備える燃料電池。
- 請求項1または2において、前記空気予熱器が、前記燃料電池スタックの側面の少なくとも一部に対向して配置されている燃料電池。
- 請求項1から3のいずれか一項において、前記燃焼器が触媒によって前記排燃料および排空気を燃焼させる触媒燃焼器であり、この燃焼器の内部又は外部に、前記触媒による触媒燃焼反応を起こすのに必要な温度まで加熱する触媒加熱器が設けられている燃料電池。
- 請求項1から3のいずれか一項において、前記空気予熱器に可燃性ガスを導入する可燃性ガス導入路が接続されており、前記空気予熱器内に、前記可燃性ガスを燃焼させる可燃性ガス着火器が設けられている燃料電池。
- 請求項1から5のいずれか一項において、前記燃焼器と、前記改質器および前記空気予熱器の少なくとも一方とが一体的に形成されている燃料電池。
- 請求項6において、前記燃料電池スタックが扁平な直方体形状の前記発電セルを複数積層してなり、前記改質器、前記空気予熱器および前記燃焼器が、前記電池スタックの外周を囲む角筒形状のスタック外囲ユニットを形成している燃料電池。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載の燃料電池を運転する方法であって、
前記空気温度制御機構によって、前記空気予熱器で加熱された後に前記燃料電池スタックに流入する空気の流量と、前記空気予熱器を迂回して直接前記燃料電池スタックに導入される空気の流量との流量比を調整することにより、前記燃料電池スタックに導入される空気の温度を制御すること
を含む燃料電池の運転方法。 - 請求項8において、さらに、前記改質器に、この改質器内に還元性ガスを導入する還元ガス導入路を接続し、当該燃料電池の起動時において、前記還元性ガスを前記改質器内に導入することを含む燃料電池の運転方法。
- 請求項8または9において、さらに、当該燃料電池の起動時において、前記触媒加熱器によって前記触媒を加熱して触媒燃焼反応を起こすことにより前記空気予熱器に熱を供給し、この熱を利用して前記空気を加熱することにより前記燃料電池スタックを予熱することを含む燃料電池の運転方法。
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