JP2017084768A5 - - Google Patents
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Description
請求項１記載の発明に係る燃料電池システムは、燃料極へ供給される燃料ガスと空気極へ供給される空気により発電し、前記燃料極からアノードオフガスが排出されると共に前記空気極からカソードオフガスが排出される燃料電池と、前記アノードオフガスが流入される流入部と、前記アノードオフガスから二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方を分離する分離膜により前記流入部と区画された透過部と、を有し、前記アノードオフガスから二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方の濃度が低減された再生燃料ガスを送出する分離部と、スイープガスとして前記透過部へ空気を供給する空気供給部と、前記透過部から排出された透過部排出ガスを直接または間接的に可燃性気体を燃焼させる燃焼部へ導入する透過ガス燃焼導入路と、を備えている。
そして、透過部から排出された透過部排出ガスは、透過ガス燃焼導入路を経て直接または間接的に前記燃焼器へ導入される。したがって、分離部の流入部から分離膜を透過して水素や一酸化炭素など可燃性気体が透過部へリークしても、これらの可燃性気体は、最終的に燃焼部で燃焼に供される。これにより、透過部排出ガスを適切に処理することができる。
請求項９に係る燃料電池システムによれば、燃料電池から排出されたアノードオフガスについて、分離部で二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方の濃度が低減された再生燃料ガスが、第２燃料電池の燃料極へ供給されて用いられる。これにより、多段式の燃料電池システムを実現することができる。
請求項１０記載の発明に係る燃料電池システムは、前記空気供給部は、更に前記空気極へ空気を供給する。
請求項１１記載の発明に係る燃料電池システムは、前記透過部から排出された透過部排出ガスと前記燃焼部から排出された燃焼排ガスとの間で熱交換を行う熱交換部を有し、
前記透過部排出ガスは、前記熱交換部での熱交換により昇温されて前記空気極へ供給される。
請求項１２記載の発明に係る燃料電池システムは、前記空気供給部と別に前記空気極へ空気を供給するブロア、を更に備えている。
請求項１０記載の発明に係る燃料電池システムは、前記空気供給部は、更に前記空気極へ空気を供給する。
請求項１１記載の発明に係る燃料電池システムは、前記透過部から排出された透過部排出ガスと前記燃焼部から排出された燃焼排ガスとの間で熱交換を行う熱交換部を有し、
前記透過部排出ガスは、前記熱交換部での熱交換により昇温されて前記空気極へ供給される。
請求項１２記載の発明に係る燃料電池システムは、前記空気供給部と別に前記空気極へ空気を供給するブロア、を更に備えている。
Claims (12)
- 燃料極へ供給される燃料ガスと空気極へ供給される空気により発電し、前記燃料極からアノードオフガスが排出されると共に前記空気極からカソードオフガスが排出される燃料電池と、
前記アノードオフガスが流入される流入部と、前記アノードオフガスから二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方を分離する分離膜により前記流入部と区画された透過部と、を有し、前記アノードオフガスから二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方の濃度が低減された再生燃料ガスを送出する分離部と、
スイープガスとして前記透過部へ空気を供給する空気供給部と、
前記透過部から排出された透過部排出ガスを直接または間接的に可燃性気体を燃焼させる燃焼部へ導入する透過ガス燃焼導入路と、
を備えた燃料電池システム。 - 前記透過ガス燃焼導入路は、前記透過部から排出された透過部排出ガスを前記空気極へ導入する酸化ガス導入路と、前記空気極から排出されたカソードオフガスを前記燃焼部へ導入するカソードオフ燃焼導入管と、を含んでいる、請求項１に記載の燃料電池システム。
- 前記分離部の上流側に設けられ、前記アノードオフガスと前記空気供給部からの空気との間で熱交換を行う第１熱交換部、を備えた、請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。
- 前記第１熱交換部は、並流式で前記アノードオフガスと前記空気供給部からの空気との熱交換を行うこと、を特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
- 前記空気供給部と前記第１熱交換部との間に設けられ、前記空気供給部からの空気の温度を上昇させる空気昇温部と、
前記分離部の温度に応じて、前記空気昇温部から流出される空気の温度を制御する制御部と、
を備えた請求項３または請求項４に記載の燃料電池システム。 - 前記空気供給部から前記第１熱交換部へ流入される空気の流量を一定としたことを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システム。
- 前記分離部の温度に応じて、前記第１熱交換部へ流入される空気の流量を制御する制御部、を備えた請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
- 前記第１熱交換部よりも上流側を流通する前記アノードオフガスと、前記再生燃料ガスとの間で熱交換を行う、第２熱交換部、を更に備えた請求項３〜７のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池は、前記分離部の前記流入部へアノードオフガスを送出する第１燃料電池と、前記再生燃料ガスが前記燃料ガスとして燃料極へ供給される第２燃料電池と、を含む、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
- 前記空気供給部は、更に前記空気極へ空気を供給する、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
- 前記透過部から排出された透過部排出ガスと前記燃焼部から排出された燃焼排ガスとの間で熱交換を行う熱交換部を有し、
前記透過部排出ガスは、前記熱交換部での熱交換により昇温されて前記空気極へ供給される、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の燃料電池システム。 - 前記空気供給部と別に前記空気極へ空気を供給するブロア、を更に備えた請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
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