JP2012221731A - 燃料電池システム及びその発電停止方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池システム10を構成する酸化剤ガス供給装置14は、燃料電池12の酸化剤ガス入口40aに連通する酸化剤ガス供給流路44と、前記燃料電池12の酸化剤ガス出口40bに連通する酸化剤ガス排出流路46と、前記酸化剤ガス供給流路44に配設されるコンプレッサ48と、前記酸化剤ガス供給流路44に、前記コンプレッサ48の下流に位置して配置される供給流路封止弁52と、前記酸化剤ガス排出流路46に配設される排出流路封止弁62と、前記酸化剤ガス排出流路46に、前記排出流路封止弁62よりも上流に位置して連通する一方、前記酸化剤ガス供給流路44に、前記コンプレッサ48よりも上流に位置して連通する排出流体循環流路64とを備える。
【選択図】図1
Description
12…燃料電池 14…酸化剤ガス供給装置
16…燃料ガス供給装置 18…コントローラ
20…単位セル 22…固体高分子電解質膜
24…カソード電極 26…アノード電極
28…電解質膜・電極構造体 34…酸化剤ガス流路
36…燃料ガス流路 40a…酸化剤ガス入口
40b…酸化剤ガス出口 42a…燃料ガス入口
42b…燃料ガス出口 44…酸化剤ガス供給流路
46…酸化剤ガス排出流路 48…コンプレッサ
50…加湿器 52、52a…供給流路封止弁
56…エキスパンダタービン 58…バイパス流路
62、62a…排出流路封止弁 64…排出流体循環流路
66、114…開閉弁 112…分岐流路
Claims (7)
- カソード側に供給される酸化剤ガス及びアノード側に供給される燃料ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、
前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、
を備える燃料電池システムであって、
前記酸化剤ガス供給装置は、前記燃料電池の酸化剤ガス入口に連通する酸化剤ガス供給流路と、
前記燃料電池の酸化剤ガス出口に連通する酸化剤ガス排出流路と、
前記酸化剤ガス供給流路に配設されるコンプレッサと、
前記酸化剤ガス供給流路に、前記コンプレッサの下流に位置して配置される供給流路封止弁と、
前記酸化剤ガス排出流路に配設される排出流路封止弁と、
前記酸化剤ガス排出流路に、前記排出流路封止弁よりも上流に位置して連通する一方、前記酸化剤ガス供給流路に、前記コンプレッサよりも上流に位置して連通する排出流体循環流路と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムにおいて、前記酸化剤ガス供給流路及び前記酸化剤ガス排出流路に跨って加湿器が配設されるとともに、
前記供給流路封止弁は、前記加湿器の上流に位置して前記酸化剤ガス供給流路に配置される一方、
前記排出流路封止弁は、前記加湿器の下流に位置して前記酸化剤ガス排出流路に配置されることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1又は2記載の燃料電池システムにおいて、前記排出流路封止弁は、少なくとも全開状態と、前記カソード側を常圧以上に高め且つ全ての酸素成分を消費させるために必要な流量を維持する微小開度状態とに開度調整可能であり、
前記燃料電池システムは、前記排出流体循環流路に配設される循環流路弁と、
前記循環流路弁が開成された際、前記排出流路封止弁を前記微小開度状態にする制御装置と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料ガス供給装置は、前記燃料電池の燃料ガス入口に連通する燃料ガス供給流路を備えるとともに、
前記酸化剤ガス供給流路に、前記供給流路封止弁の下流に位置して分岐流路の一端が連通し、且つ、前記分岐流路の他端が前記燃料ガス供給流路に連通することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池システムにおいて、前記酸化剤ガス排出流路には、前記排出流路封止弁の下流に位置してエキスパンダタービンが配設されるとともに、
前記エキスパンダタービンは、前記コンプレッサに連結されて動力伝達可能であることを特徴とする燃料電池システム。 - カソード側に供給される酸化剤ガス及びアノード側に供給される燃料ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、
前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、
を備え、
前記酸化剤ガス供給装置は、前記燃料電池の酸化剤ガス入口に連通する酸化剤ガス供給流路と、
前記燃料電池の酸化剤ガス出口に連通する酸化剤ガス排出流路と、
前記酸化剤ガス供給流路に配設されるコンプレッサと、
前記酸化剤ガス供給流路に、前記コンプレッサの下流に位置して配置される供給流路封止弁と、
前記酸化剤ガス排出流路に配設される排出流路封止弁と、
前記酸化剤ガス排出流路に、前記排出流路封止弁よりも上流に位置して連通する一方、前記酸化剤ガス供給流路に、前記コンプレッサよりも上流に位置して連通する排出流体循環流路と、
を備える燃料電池システムの発電停止方法であって、
前記燃料電池の発電停止時に、前記排出流路封止弁の開度を絞ることにより、前記カソード側を常圧以上に高め且つ全ての酸素成分を消費させることを特徴とする燃料電池システムの発電停止方法。 - 請求項6記載の発電停止方法において、前記カソード側に前記酸化剤ガス中の窒素成分が充填された後、前記窒素成分を前記燃料ガス供給装置に供給して前記アノード側に充填させることを特徴とする燃料電池システムの発電停止方法。
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