JP5118370B2 - Anode scavenging system for fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池のアノード電極およびその近くの燃料ガス(水素)供給路を含むアノード系の残留水素を掃気する燃料電池のアノード系掃気システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell anode scavenging system that scavenges residual hydrogen in an anode system including an anode electrode of a fuel cell and a fuel gas (hydrogen) supply passage in the vicinity thereof.

一般に、燃料電池は、高分子電解質膜を挟んで一方側に空気中の酸素が供給されるカソード電極を区画するとともに他方側に水素が供給されるアノード電極を区画したセルを、多数直列に積層したスタック構造で構成されている。そして、燃料電池は、各セルの電気化学反応によってそれぞれ発電し、各セルを直列に接続したスタックの発電の電気エネルギーを負荷に供給している。なお、燃費を改善する等の理由により、燃料電池から排出した水素をスタック直前の燃料ガス供給路である水素供給路に配設したエゼクタ等を用いて再循環している。   In general, a fuel cell has a plurality of cells stacked in series with a cathode electrode supplied with oxygen in the air on one side and an anode electrode supplied with hydrogen on the other side across a polymer electrolyte membrane. It is composed of a stack structure. The fuel cell generates electric power by the electrochemical reaction of each cell, and supplies the load with electric energy generated by the stack in which the cells are connected in series. For reasons such as improving fuel efficiency, hydrogen discharged from the fuel cell is recirculated using an ejector or the like disposed in a hydrogen supply path that is a fuel gas supply path immediately before the stack.

燃料電池は、電気化学反応を促進するため、電極に白金等の触媒を使用している。しかし、燃料電池の発電が停止された際、スタックの各セルに水素が残留すると触媒および高分子電解質膜の性能が劣化することから、カソードガス供給装置より、スタックおよびスタック近くのアノード系内に空気を供給して、スタックおよび該アノード系内の残留水素を排出する掃気が行われている。   The fuel cell uses a catalyst such as platinum as an electrode in order to promote an electrochemical reaction. However, when the power generation of the fuel cell is stopped, if hydrogen remains in each cell of the stack, the performance of the catalyst and the polymer electrolyte membrane deteriorates. Therefore, from the cathode gas supply device, it enters the stack and the anode system near the stack. Scavenging is performed by supplying air to exhaust residual hydrogen in the stack and the anode system.

従来、アノード系内を掃気する際、掃気のための空気の流量を確保するため、スタックのカソード電極直前の空気供給路とスタックのアノード電極直前であってエゼクタ下流の水素供給路とを連結する管路に掃気弁を設置している。一方、燃料電池の発電停止時にスタックに連結されるアノード系内の管路を閉じる2次遮断弁は、エゼクタから上流の熱交換器、フィルタ、および2次レギュレータを介した水素供給路に配置している。   Conventionally, when scavenging the inside of the anode system, in order to secure a flow rate of air for scavenging, the air supply path immediately before the cathode electrode of the stack is connected to the hydrogen supply path immediately before the anode electrode of the stack and downstream of the ejector. A scavenging valve is installed in the pipeline. On the other hand, the secondary shut-off valve that closes the pipe in the anode system connected to the stack when power generation of the fuel cell is stopped is arranged in the hydrogen supply path via the heat exchanger, filter, and secondary regulator upstream from the ejector. ing.

なお、本願に係わる文献公知発明としては、下記の特許文献1、特許文献2がある。
特開2006−147213号公報(図1参照) 特開2005−302609号公報(図1参照)
In addition, there exist the following patent document 1 and patent document 2 as literature well-known invention concerning this application.
JP 2006-147213 A (see FIG. 1) Japanese Patent Laying-Open No. 2005-302609 (see FIG. 1)

ところで、前記従来の構成によれば、カソードガス供給装置から空気を供給する掃気により、スタックおよびエゼクタからスタックに続く管路内は掃気されるが、エゼクタから上流の熱交換器、フィルタ、2次レギュレータ、および2次遮断弁に至る管路内の水素は、掃気時にも封じ込まれたままとなり掃気することができない。そのため、掃気後、封じ込まれた水素がスタック内に自然拡散してスタック内の水素ガス濃度が最大5%程度となることがある。   By the way, according to the above-described conventional configuration, the scavenging air supplied from the cathode gas supply device scavenges the stack and the inside of the conduit from the ejector to the stack, but the heat exchanger, filter, secondary, upstream from the ejector. Hydrogen in the pipe line leading to the regulator and the secondary shut-off valve remains sealed even during scavenging and cannot be scavenged. Therefore, after scavenging, the trapped hydrogen may spontaneously diffuse into the stack and the hydrogen gas concentration in the stack may be about 5% at the maximum.

図7は、燃料電池システムが停止中のスタック内の水素ガス濃度[%](横軸)とカソード極電位[V](縦軸)の関係を示した図である。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the hydrogen gas concentration [%] (horizontal axis) and the cathode potential [V] (vertical axis) in the stack when the fuel cell system is stopped.

図7に示すように、スタックに残留水素が所定濃度(例えば、ガス濃度0.5%)以上残っていると、スタックにおけるカソード極電位が大きく上昇する。すると、電極中の触媒の金属の一部がイオン化して高分子電解質膜内に移動する現象が発生し、高分子電解質膜内においてイオン化した金属と酸素および水素との化学反応によってOHラジカルが発生して高分子電解質膜を分解する。そのため、電極中の触媒の性能が劣化するとともに、高分子電解質膜が劣化する可能性がある。   As shown in FIG. 7, when residual hydrogen remains in the stack at a predetermined concentration (for example, gas concentration of 0.5%) or more, the cathode potential in the stack increases greatly. Then, a phenomenon occurs in which a part of the metal of the catalyst in the electrode is ionized and moves into the polymer electrolyte membrane, and OH radicals are generated by a chemical reaction between the ionized metal and oxygen and hydrogen in the polymer electrolyte membrane. Then, the polymer electrolyte membrane is decomposed. Therefore, there is a possibility that the performance of the catalyst in the electrode deteriorates and the polymer electrolyte membrane deteriorates.

本発明は前記実状に鑑み、燃料電池システムが停止中のアノード系内の残留水素による触媒の性能の劣化および高分子電解質膜の劣化を防止し、性能および耐久性の向上を図れる燃料電池のアノード系掃気システムの提供を目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention prevents the deterioration of catalyst performance and polymer electrolyte membrane due to residual hydrogen in the anode system when the fuel cell system is stopped, and improves the performance and durability of the fuel cell anode. The purpose is to provide a system scavenging system.

前記目的を達成すべく、本発明に関わる燃料電池のアノード系掃気システムは、アノード電極に燃料ガス供給路を通して供給される燃料ガスとカソード電極に供給される酸化剤ガスとの反応により得られた電流を外部負荷回路に供給する燃料電池を有し、アノード電極およびその近傍の燃料ガス供給路を酸化剤ガスにより掃気処理を行う燃料電池のアノード系掃気システムであって、燃料ガス供給路に設けられ、燃料電池の停止時にアノード電極への燃料ガスの供給を遮断する遮断手段と、遮断手段直後の燃料ガス供給路に接続され、第1の掃気処理時にカソード電極への酸化剤ガス供給路から酸化剤ガスを燃料ガス供給路に供給する第1導入部と、第1の掃気処理時に第1導入部による酸化剤ガスの導入を可能とする一方、第2の掃気処理時に酸化剤ガスの導入を不可能とする第1弁と、燃料ガス供給路に接続され第2の掃気処理時に酸化剤ガス供給路から酸化剤ガスを、燃料ガス供給路において遮断手段とアノード電極との間に設けられたエゼクタとアノード電極との間からアノード電極へ導入する第2導入部と、第2導入部による酸化剤ガスの導入を可能とする第2弁と、アノード電極から排出された燃料排出ガスを、エゼクタを介してアノード電極に循環させる循環流路と、第1の掃気処理と第2の掃気処理とを制御する制御装置とを備え、第1導入部は、遮断手段直後でかつエゼクタよりも上流の燃料ガス供給路に接続され、制御装置は、第1の掃気処理時、遮断手段、第2弁を閉弁し、酸化剤ガスを第1導入部から遮断手段直後の燃料ガス供給路に供給し、第2の掃気処理時、遮断手段を閉弁するとともに、第2弁を開弁し、酸化剤ガスを第2導入部からエゼクタ下流の燃料ガス供給路に導入してアノード電極に供給し、燃料電池の発電停止時において、第1の掃気処理を行った後に第2の掃気処理を行うよう制御している。 In order to achieve the above object, an anode scavenging system for a fuel cell according to the present invention was obtained by a reaction between a fuel gas supplied to an anode electrode through a fuel gas supply passage and an oxidant gas supplied to a cathode electrode. An anode system scavenging system for a fuel cell having a fuel cell for supplying current to an external load circuit and scavenging an anode electrode and a fuel gas supply path in the vicinity thereof with an oxidant gas, and is provided in the fuel gas supply path And is connected to a fuel gas supply path immediately after the shut-off means, and is connected to an oxidant gas supply path to the cathode electrode during the first scavenging process. A first introduction part for supplying an oxidant gas to the fuel gas supply channel, and an oxidant gas can be introduced by the first introduction part during the first scavenging process, while at the second scavenging process A first valve to preclude the introduction of the oxidant gas, the oxidant gas from being connected to the fuel gas supply passage oxidizing gas supply passage when the second scavenging process, the blocking means and the anode electrode in the fuel gas supply passage The second introduction part introduced between the ejector and the anode electrode provided between the anode and the anode electrode, the second valve enabling the introduction of the oxidant gas by the second introduction part, and the anode electrode were discharged A circulation flow path for circulating the fuel exhaust gas to the anode electrode through the ejector , and a control device for controlling the first scavenging process and the second scavenging process, and the first introduction part immediately after the shut-off means In addition, the control device is connected to the fuel gas supply path upstream of the ejector, and the control device closes the shut-off means and the second valve during the first scavenging process, and sends the oxidant gas immediately after the shut-off means from the first introduction unit. Supply to the gas supply path, during the second scavenging process, While closing the shut-off means, the second valve is opened, the oxidant gas is introduced from the second introduction part into the fuel gas supply path downstream of the ejector and supplied to the anode electrode, and when the power generation of the fuel cell is stopped, Control is performed so that the second scavenging process is performed after the first scavenging process .

本発明の請求項1に関わる燃料電池のアノード系掃気システムによれば、第1導入部および第1弁を設けたので、燃料電池のアノード電極およびその近傍の燃料ガス供給路を含むアノード系を掃気する際に、燃料ガス供給路内の遮断手段からスタック入口のアノード電極までの掃気が困難な燃料ガス供給路の残留水素を確実に掃気でき、スタックの膜劣化および触媒の劣化を防止可能である。   According to the fuel system anode scavenging system of the first aspect of the present invention, since the first introduction part and the first valve are provided, the anode system including the anode electrode of the fuel cell and the fuel gas supply path in the vicinity thereof is provided. When scavenging, it is possible to surely scavenge residual hydrogen in the fuel gas supply path that is difficult to scavenge from the shutoff means in the fuel gas supply path to the anode electrode at the stack inlet, preventing stack deterioration and catalyst deterioration. is there.

また、燃料電池のスタック内の掃気路の第2導入部と、燃料ガス供給路の遮断手段からスタック入口のアノード電極までの掃気路の第1導入部とに弁をそれぞれ分けて設置したことにより、それぞれの流路に対する掃気流量の調整および掃気タイミングの制御が可能であり、最適な掃気が行える。 In addition , by installing the valves separately in the second introduction part of the scavenging passage in the stack of the fuel cell and the first introduction part of the scavenging passage from the shut-off means of the fuel gas supply passage to the anode electrode at the stack inlet The scavenging flow rate for each flow path can be adjusted and the scavenging timing can be controlled, so that the optimum scavenging can be performed.

本発明の請求項に関わる燃料電池のアノード系掃気システムによれば、第1弁が簡単な逆止弁で構成され、コストが低減できる。 According to the anode scavenging system for a fuel cell according to claim 2 of the present invention, the first valve is constituted by a simple check valve, and the cost can be reduced.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

本発明を適用した実施形態の燃料電池システム1は、その全体構成概念図の図1に示すように、走行モータ等の外部負荷回路の負荷に電気エネルギーを供給する燃料電池2と、該燃料電池2のスタック(後記)2Sのカソード電極(酸素極)2cに酸化剤ガスの空気中の酸素を供給するカソードガス供給装置3と、燃料電池2のスタック2Sのアノード電極(水素極)2bに燃料ガスの水素を供給するアノードガス供給装置4と、両供給装置3、4および外部負荷回路等を制御する制御装置5とを備え構成されている。   A fuel cell system 1 according to an embodiment to which the present invention is applied includes a fuel cell 2 for supplying electric energy to a load of an external load circuit such as a travel motor, as shown in FIG. 2 (to be described later) cathode gas supply device 3 for supplying oxygen in the oxidant gas to the cathode electrode (oxygen electrode) 2c of the 2S, and fuel to the anode electrode (hydrogen electrode) 2b of the stack 2S of the fuel cell 2 It comprises an anode gas supply device 4 for supplying gaseous hydrogen, and a control device 5 for controlling both the supply devices 3 and 4 and an external load circuit.

燃料電池2は、イオン導電性を有する固体高分子電解質膜2aの一方の片面を触媒を含んでなるアノード電極2bと他方の片面を触媒を含んでなるカソード電極2cとで挟んだ膜電極構造体(MEA)の両面を導電性のセパレータ(図示せず)で挟んだセルが、多数、例えばセルが200枚直列に積層されたスタック2Sの構造に形成されている。前記セパレータには水素の通路、空気の通路、冷却水の通路が形成されており、カソードガス供給装置3、アノードガス供給装置4および冷却水循環装置(図示せず)からそれぞれ供給される空気、水素、水が混合しないように通流されている。   The fuel cell 2 includes a membrane electrode structure in which one side of a solid polymer electrolyte membrane 2a having ionic conductivity is sandwiched between an anode electrode 2b containing a catalyst and the other side of a cathode electrode 2c containing a catalyst. Many cells, for example, 200 cells stacked in series, are formed in a structure of a stack 2S in which both surfaces of (MEA) are sandwiched between conductive separators (not shown). The separator is formed with a hydrogen passage, an air passage, and a cooling water passage. Air, hydrogen supplied from a cathode gas supply device 3, an anode gas supply device 4, and a cooling water circulation device (not shown), respectively. The water is circulated so as not to mix.

この燃料電池2は、アノードガス供給装置4からアノード電極2bに水素が供給されるとともにカソードガス供給装置3からカソード電極2cに空気が供給され、負荷から電流が要求されることにより、水素と酸素との電気化学反応が進行し燃料電池2から負荷へ電流が取り出され、供給された水素及び酸素が消費される。なお、燃料電池2から電流が取り出されない場合は、供給された水素及び酸素は消費されることなく、そのまま燃料電池2から、排水素、排空気として排出される。また、燃費を改善するため等の理由により、燃料電池2から排出された水素をスタック直前の水素供給路に配設したエゼクタ(後記)を用いて再循環して使用している。   This fuel cell 2 is supplied with hydrogen from the anode gas supply device 4 to the anode electrode 2b and air is supplied from the cathode gas supply device 3 to the cathode electrode 2c. And the electric current is taken out from the fuel cell 2 to the load, and the supplied hydrogen and oxygen are consumed. If no current is taken out from the fuel cell 2, the supplied hydrogen and oxygen are not consumed and are discharged from the fuel cell 2 as exhaust hydrogen and exhaust air. Further, for reasons such as improving fuel efficiency, the hydrogen discharged from the fuel cell 2 is recirculated and used using an ejector (described later) disposed in the hydrogen supply path immediately before the stack.

ここで、燃料電池システム1においては、燃料電池2の発電停止中のスタック2Sおよびスタック2Sに接続する配管中の残留水素による触媒の劣化および高分子電解質膜の劣化に起因する燃料電池2の性能低下を防止することを目的として、燃料電池2の発電停止中にスタック2Sおよびスタック2S近くの水素供給路(燃料ガス供給路)内の残留水素を希釈ボックス(後記)に排出する掃気処理が行われている。   Here, in the fuel cell system 1, the performance of the fuel cell 2 caused by the deterioration of the catalyst and the polymer electrolyte membrane due to the residual hydrogen in the stack 2 </ b> S when the power generation of the fuel cell 2 is stopped and the pipe connected to the stack 2 </ b> S. A scavenging process is performed to discharge residual hydrogen in the stack 2S and the hydrogen supply path (fuel gas supply path) near the stack 2S to the dilution box (described later) while power generation of the fuel cell 2 is stopped for the purpose of preventing the decrease. It has been broken.

[第1実施形態(参考実施形態)
図2は、第1実施形態の燃料電池システムにおける燃料電池2のスタック12Sとスタック12S近傍のアノードガス供給装置4廻りの構成、および配管内の水素、空気、および掃気の流れを矢印で表した概念的構成図である。
[First embodiment (reference embodiment) ]
FIG. 2 shows the configuration of the fuel cell 2 in the fuel cell system according to the first embodiment around the stack 12S and the anode gas supply device 4 in the vicinity of the stack 12S, and the flow of hydrogen, air, and scavenging gas in the piping. It is a conceptual block diagram.

第1実施形態の燃料電池システムのスタック12Sとスタック12S近傍のアノードガス供給装置4は、図2に示すように、高圧水素タンク等の水素供給源からの水素供給路に設けられ水素の圧力調整を行う2次レギュレータ13と、2次レギュレータ13下流直近に設けられスタック12Sへの異物の混入を防ぐフィルタ14と、フィルタ14下流の水素供給路に設けられ供給される水素を燃料電池2の電気化学反応に適した温度に加熱する熱交換器15と、熱交換器15下流の水素供給路に設けられ燃料電池2の停止時に水素の供給を遮断する2次遮断弁(遮断手段)16と、2次遮断弁16下流直近に設けられスタック12Sから排出された水素を再循環するエゼクタ17と、エゼクタ17下流の配管が接続され供給される水素および供給される酸素との電気化学反応により発電するスタック12Sと、スタック12Sのアノード電極(水素極)12bに水素を供給する配管H1に接続され掃気用の空気を供給する掃気用配管(第1導入部)S1と、掃気用配管S1に設けられ掃気時に開く入掃気弁(第1弁)18と、スタック12Sと希釈ボックスB間の配管に配設され掃気時に開いて掃気ガスを希釈ボックスBに排出させる出掃気弁19とを備え構成されている。   The fuel cell system stack 12S of the first embodiment and the anode gas supply device 4 near the stack 12S are provided in a hydrogen supply path from a hydrogen supply source such as a high-pressure hydrogen tank as shown in FIG. The secondary regulator 13 that performs the above operation, the filter 14 that is provided immediately downstream of the secondary regulator 13 and prevents foreign matter from entering the stack 12S, and the hydrogen that is provided and supplied to the hydrogen supply path downstream of the filter 14 is supplied to the electric power of the fuel cell 2. A heat exchanger 15 for heating to a temperature suitable for a chemical reaction, a secondary shutoff valve (shutoff means) 16 provided in a hydrogen supply path downstream of the heat exchanger 15 and shutting off the supply of hydrogen when the fuel cell 2 is stopped, An ejector 17 that is provided immediately downstream of the secondary shutoff valve 16 and recirculates the hydrogen discharged from the stack 12S, and a hydrogen and supply supplied by connecting a pipe downstream of the ejector 17 are connected. The stack 12S for generating power by the electrochemical reaction with the generated oxygen, and the scavenging pipe for supplying scavenging air connected to the pipe H1 for supplying hydrogen to the anode electrode (hydrogen electrode) 12b of the stack 12S (first introduction part) ) S1 and an intake scavenging valve (first valve) 18 provided in the scavenging pipe S1 and opened during scavenging, and disposed in a pipe between the stack 12S and the dilution box B and opened during scavenging to discharge the scavenging gas to the dilution box B And a discharge gas scavenging valve 19 to be configured.

この第1実施形態の燃料電池システムにおける発電は、次のように行われる。なお、燃料電池2の発電中は、2次遮断弁16は開かれ燃料ガスの水素が供給されるとともに、掃気処理は行われないため入掃気弁18および出掃気弁19は閉じられている。   Power generation in the fuel cell system of the first embodiment is performed as follows. During power generation of the fuel cell 2, the secondary shutoff valve 16 is opened to supply fuel gas hydrogen, and the scavenging process is not performed, so that the inlet scavenging valve 18 and the outlet scavenging valve 19 are closed.

水素供給源から2次レギュレータ13に送られた水素は、2次レギュレータ13において1MPaに減圧されるとともにフィルタ14により異物が除去された後、矢印に示すように、配管を通して熱交換器15に送られる。熱交換器15に送られた水素は、燃料電池2の電気化学反応に適した温度、例えば80度〜90度に加熱され、矢印に示すように、配管を通して2次遮断弁16に送られ、エゼクタ17を介して、矢印に示すように、配管を通してスタック12Sのアノード電極(水素極)12bに送られる。なお、スタック12Sのアノード電極(水素極)12bに送られた水素は、130kPaに減圧されている。   The hydrogen sent from the hydrogen supply source to the secondary regulator 13 is depressurized to 1 MPa in the secondary regulator 13 and the foreign matter is removed by the filter 14 and then sent to the heat exchanger 15 through the piping as shown by the arrow. It is done. The hydrogen sent to the heat exchanger 15 is heated to a temperature suitable for the electrochemical reaction of the fuel cell 2, for example, 80 to 90 degrees, and is sent to the secondary shutoff valve 16 through the pipe as shown by an arrow. Via the ejector 17, as indicated by an arrow, it is sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 12 b of the stack 12 </ b> S through a pipe. In addition, the hydrogen sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 12b of the stack 12S is decompressed to 130 kPa.

一方、カソードガス供給装置3から供給される空気は、配管を通して矢印に示すように、スタック12Sのカソード電極(酸素極)12cに送られる。そして、燃料電池2が負荷から電流を要求されると、スタック12Sのアノード電極(水素極)12bに供給された水素とカソード電極(酸素極)12cに供給された空気中の酸素とがスタック12S中の各セルで固体高分子電解質膜12aを介して電気化学反応を行い発電し、負荷に要求された電流を供給する。   On the other hand, the air supplied from the cathode gas supply device 3 is sent to the cathode electrode (oxygen electrode) 12c of the stack 12S as shown by the arrow through the pipe. When the fuel cell 2 is requested to receive a current from the load, hydrogen supplied to the anode electrode (hydrogen electrode) 12b of the stack 12S and oxygen in the air supplied to the cathode electrode (oxygen electrode) 12c become the stack 12S. Each cell in the inside performs an electrochemical reaction through the solid polymer electrolyte membrane 12a to generate electric power, and supply a current required for the load.

次に、燃料電池システムの停止中に行われる掃気処理について説明する。なお、燃料電池システムは停止中であるので、2次遮断弁16は閉じられ水素供給源からの水素の供給が停止されるとともに、掃気が行われるため入掃気弁18および出掃気弁19は開かれている。   Next, the scavenging process performed while the fuel cell system is stopped will be described. Since the fuel cell system is stopped, the secondary shutoff valve 16 is closed, the supply of hydrogen from the hydrogen supply source is stopped, and scavenging is performed, so that the inlet scavenging valve 18 and the outlet scavenging valve 19 are opened. It is.

掃気に際しては、掃気用の空気がカソードガス供給装置3から配管を通して、矢印a11に示すように、スタック12Sのカソード電極(酸素極)12cに送られるとともに、掃気用配管S1を通して、矢印a12に示すように、入掃気弁18を介してエゼクタ17下流の配管H1に送られ、矢印a13に示すように、スタック12Sのアノード電極(水素極)12bに送られる。   At the time of scavenging, scavenging air is sent from the cathode gas supply device 3 through a pipe to the cathode electrode (oxygen electrode) 12c of the stack 12S as shown by an arrow a11, and is also shown by an arrow a12 through the scavenging pipe S1. As described above, the air is sent to the pipe H1 downstream of the ejector 17 through the intake / scavenging valve 18, and is sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 12b of the stack 12S as indicated by an arrow a13.

こうして、スタック12Sに送られた掃気用の空気は、スタック12S内の残留水素を掃気して、矢印a14に示すように、出掃気弁19を介して配管を通して希釈ボックスBに排出される。また、スタック12Sに送られ掃気した空気の一部は、矢印a15に示すように、配管を通してエゼクタ17に送られ、再び矢印a13に示すように、配管H1を通してスタック12Sのアノード電極(水素極)12bに送られ、掃気が行われる。   Thus, the scavenging air sent to the stack 12S scavenges the residual hydrogen in the stack 12S and is discharged to the dilution box B through the piping through the outlet / scavenging valve 19, as indicated by an arrow a14. Further, a part of the scavenged air sent to the stack 12S is sent to the ejector 17 through a pipe as shown by an arrow a15, and again as shown by an arrow a13, the anode electrode (hydrogen electrode) of the stack 12S through the pipe H1. 12b and scavenging is performed.

第1実施形態の構成によれば、図2に示すように、2次遮断弁16をエゼクタ17真近の水素供給路上流に配置するとともに、掃気処理の掃気をエゼクタ17下流の配管H1に導く掃気用配管S1および入掃気弁18を設け、発電停止時の残留水素の掃気システム(矢印a11、a12、a13、a14、a15の掃気の流れ)を、スタック12Sの発電停止後に遮断される2次遮断弁16下流真近に配置したシステムとしている。   According to the configuration of the first embodiment, as shown in FIG. 2, the secondary shutoff valve 16 is disposed upstream of the hydrogen supply path in the vicinity of the ejector 17 and the scavenging of the scavenging process is guided to the pipe H <b> 1 downstream of the ejector 17. A scavenging pipe S1 and an intake scavenging valve 18 are provided, and the residual hydrogen scavenging system (the flow of scavenging of arrows a11, a12, a13, a14, a15) when power generation is stopped is shut off after power generation of the stack 12S is stopped. The system is arranged in the immediate vicinity of the shutoff valve 16 downstream.

そのため、掃気時のエゼクタ17上流の水素供給配管の容積を事実上、無くすことができるので、アノード掃気する際に掃気が困難であった2次遮断弁16からスタック12Sの入口までの水素供給路内の残留水素を確実に掃気できる。従って、燃料電池2における高分子電解質膜の劣化および電極中の触媒の性能の劣化を防止可能であり、燃料電池2の性能の向上および耐久性の向上が図れる。   Therefore, the volume of the hydrogen supply pipe upstream of the ejector 17 at the time of scavenging can be virtually eliminated. Therefore, the hydrogen supply path from the secondary shut-off valve 16 that was difficult to scavenge when performing the anode scavenging to the inlet of the stack 12S. The residual hydrogen in the inside can be surely scavenged. Therefore, the deterioration of the polymer electrolyte membrane in the fuel cell 2 and the deterioration of the performance of the catalyst in the electrode can be prevented, and the performance and durability of the fuel cell 2 can be improved.

[第2実施形態]
図3は、第2実施形態の燃料電池システムにおける燃料電池2のスタック22Sとスタック22S近傍のアノードガス供給装置4廻りの構成および配管内の水素、空気、および掃気の流れを矢印で表した概念的構成図である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a view showing the configuration of the fuel cell 2 according to the second embodiment around the stack 22S of the fuel cell 2 and the anode gas supply device 4 in the vicinity of the stack 22S and the flow of hydrogen, air, and scavenging in the pipes by arrows. FIG.

第2実施形態は、第1実施形態(図2参照)における2次遮断弁16の位置を変更するとともに、掃気用配管(請求項の第1導入部)S21および追加入掃気弁(請求項の第1弁)21を設けた構成であり、その他の構成は第1実施形態の構成と同じであるので、同様な構成要素には、第1実施形態の図2の付番の10の位を20の位の数に変更して示し、詳細な説明は省略する。 In the second embodiment, the position of the secondary shutoff valve 16 in the first embodiment (see FIG. 2) is changed, and a scavenging pipe (first introduction portion of claim 1 ) S21 and an additional intake scavenging valve (claim) 1 and the other components are the same as those of the first embodiment, and the same constituent elements are designated by reference numerals 10 in FIG. 2 of the first embodiment. The place is changed to the number of 20 places, and detailed explanation is omitted.

図3に示すように、第2実施形態においては、2次遮断弁26を水素供給配管における2次レギュレータ23の上流に設けている。また、掃気用空気を供給する掃気用配管S21を、2次レギュレータ23および2次遮断弁26を接続する水素供給配管H21に接続するように配設し、この掃気用配管S21に追加入掃気弁21を設けている。   As shown in FIG. 3, in the second embodiment, the secondary shutoff valve 26 is provided upstream of the secondary regulator 23 in the hydrogen supply pipe. Further, a scavenging pipe S21 for supplying scavenging air is disposed so as to be connected to a hydrogen supply pipe H21 connecting the secondary regulator 23 and the secondary shutoff valve 26, and an additional inlet scavenging valve is connected to the scavenging pipe S21. 21 is provided.

第2実施形態の燃料電池システムの燃料電池2の発電に際しては、水素を供給するために2次遮断弁26を開くとともに、入掃気弁28、出掃気弁29、および追加入掃気弁21を閉じる。そして、燃料ガスの水素を、アノードガス供給装置4を構成する2次遮断弁26、2次レギュレータ23、フィルタ24、熱交換器25、およびエゼクタ27を介して水素供給配管を通してスタック22Sのアノード電極(水素極)22bに供給するとともに、空気をカソードガス供給装置3からスタック22Sのカソード電極22c(酸素極)に供給し、スタック22S中の各セルで発電して負荷に電流を供給する。   During power generation of the fuel cell 2 of the fuel cell system of the second embodiment, the secondary shut-off valve 26 is opened to supply hydrogen, and the inlet / outlet scavenging valve 28, the outlet / outlet scavenging valve 29, and the additional inlet / outlet scavenging valve 21 are closed. . The fuel gas hydrogen is supplied to the anode electrode of the stack 22S through the hydrogen supply pipe via the secondary shutoff valve 26, the secondary regulator 23, the filter 24, the heat exchanger 25, and the ejector 27 constituting the anode gas supply device 4. While supplying to (hydrogen electrode) 22b, air is supplied from the cathode gas supply device 3 to the cathode electrode 22c (oxygen electrode) of the stack 22S, and electricity is generated in each cell in the stack 22S to supply current to the load.

次に、第2実施形態の燃料電池システムの発電停止中に行われる掃気処理について説明する。   Next, the scavenging process performed during the power generation stop of the fuel cell system according to the second embodiment will be described.

発電が停止されているため、2次遮断弁26が閉じられており、アノードガス供給装置4からスタック22Sのアノード電極(水素極)22bへの水素の供給が停止されている。掃気に際しては、まず、水素供給配管の残留水素の掃気が行われる。すなわち、入掃気弁28を閉じるとともに出掃気弁29および追加入掃気弁21を開き、カソードガス供給装置3から空気を追加入掃気弁21を介して掃気用配管S21を通して、矢印a21、a22に示すように、2次レギュレータ23および2次遮断弁26を接続する水素供給配管H21に供給する。供給された空気は、その後、矢印a23に示すように、2次レギュレータ23、フィルタ24、熱交換器25、およびエゼクタ27を介して水素供給配管を通してスタック22Sのアノード電極(水素極)22bに送られ、2次遮断弁26下流の水素供給路が掃気される。その後、アノード電極(水素極)22bに送られた空気は、さらにスタック22S内を掃気した後、矢印a24に示すように、出掃気弁29を介して配管を通して希釈ボックスBに排出される。   Since power generation is stopped, the secondary shutoff valve 26 is closed, and supply of hydrogen from the anode gas supply device 4 to the anode electrode (hydrogen electrode) 22b of the stack 22S is stopped. In scavenging, first, residual hydrogen in the hydrogen supply pipe is scavenged. That is, the inlet / outlet scavenging valve 28 is closed, the outlet / outlet scavenging valve 29 and the additional inlet / outlet scavenging valve 21 are opened, and air is supplied from the cathode gas supply device 3 through the additional inlet / outlet scavenging valve 21 through the scavenging pipe S21 as indicated by arrows a21 and a22. Thus, the hydrogen is supplied to the hydrogen supply pipe H21 connecting the secondary regulator 23 and the secondary shutoff valve 26. The supplied air is then sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 22b of the stack 22S through the hydrogen supply pipe via the secondary regulator 23, the filter 24, the heat exchanger 25, and the ejector 27 as indicated by an arrow a23. The hydrogen supply path downstream of the secondary shutoff valve 26 is scavenged. Thereafter, the air sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 22b is further scavenged in the stack 22S, and then discharged to the dilution box B through the piping through the outlet / scavenging valve 29 as indicated by an arrow a24.

続いて、循環部の掃気が行われる。すなわち、追加掃気入弁21を閉じるとともに入掃気弁(請求項2の第2弁)28を開き、掃気用の空気を、カソードガス供給装置3から、矢印a25に示すように、配管を通してスタック22Sのカソード電極(酸素極)22cに送るとともに、矢印a26に示すように、入掃気弁28を介して掃気用配管(請求項2の第2導入部)S22を通してエゼクタ27下流の配管H22に送り、矢印a23に示すように、配管H22を通してスタック22Sのアノード電極(水素極)22bに送る。その後、スタック22Sに送られた掃気用の空気は、スタック22S内の残留水素を掃気して、矢印a24に示すように、出掃気弁29を介して配管を通して希釈ボックスBに排出される。また、スタック22Sに送られた掃気用の空気の一部は、スタック22S内を掃気した後、再び矢印a27に示すように、配管を通してエゼクタ27に送られ、再び矢印a23に示すように、水素供給用配管H22を通してスタック22Sのアノード電極(水素極)22bに送られ、スタック22S内の掃気が行われる。   Subsequently, scavenging of the circulation part is performed. That is, the additional scavenging inlet valve 21 is closed and the inlet scavenging valve (second valve of claim 2) 28 is opened, and the scavenging air is supplied from the cathode gas supply device 3 through the pipe as shown by an arrow a25 in the stack 22S. To the cathode electrode (oxygen electrode) 22c, and, as indicated by an arrow a26, the scavenging pipe (second introduction portion of claim 2) S22 is sent to the pipe H22 downstream of the ejector 27 through the scavenging valve 28, As shown by an arrow a23, it is sent to the anode 22 (hydrogen electrode) 22b of the stack 22S through the pipe H22. Thereafter, the scavenging air sent to the stack 22S scavenges residual hydrogen in the stack 22S and is discharged to the dilution box B through the piping through the outlet / scavenging valve 29 as indicated by an arrow a24. Further, after scavenging the inside of the stack 22S, a part of the scavenging air sent to the stack 22S is sent again to the ejector 27 through the piping as indicated by the arrow a27, and again as shown by the arrow a23. The gas is sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 22b of the stack 22S through the supply pipe H22, and scavenging in the stack 22S is performed.

第2実施形態によれば、掃気処理において、まず、追加入掃気弁21を開き、掃気用の空気を配管S21を通して送り、2次遮断弁26下流からスタック22S入り口のアノード電極(水素極)22bまでの水素供給路を掃気し、その後、追加入掃気弁21を閉じるとともに入掃気弁28を開き、掃気用の空気によりスタック22Sおよびエゼクタ27を有する循環部を掃気する。そのため、残留水素が残る全系内の掃気が可能である。   According to the second embodiment, in the scavenging process, first, the additional inlet scavenging valve 21 is opened, the scavenging air is sent through the pipe S21, and the anode electrode (hydrogen electrode) 22b at the entrance of the stack 22S from downstream of the secondary shutoff valve 26. Then, the additional supply scavenging valve 21 is closed and the input scavenging valve 28 is opened, and the circulation part having the stack 22S and the ejector 27 is scavenged by the scavenging air. Therefore, scavenging in the entire system where residual hydrogen remains is possible.

また、スタック22Sを含む循環部の掃気と、2次遮断弁26からスタック22Sまで水素供給路内の掃気とを分けて、それぞれの掃気流路に入掃気弁28と追加掃気入弁21とを設置することにより、それぞれの掃気流路に対する掃気流量の調整および掃気タイミングを制御可能となり、最適な掃気が可能である。   Further, the scavenging of the circulation section including the stack 22S and the scavenging in the hydrogen supply path from the secondary shutoff valve 26 to the stack 22S are divided, and the scavenging valve 28 and the additional scavenging inlet valve 21 are provided in each scavenging flow path. By installing, the adjustment of the scavenging flow rate and the scavenging timing for each scavenging flow path can be controlled, and the optimum scavenging is possible.

[第3実施形態(参考実施形態)
図4は、第3実施形態の燃料電池システムにおける燃料電池2のスタック32Sとスタック32S近傍のアノードガス供給装置4廻りの構成および配管内の水素、空気、および掃気の流れを矢印で表した概念的構成図である。
[Third Embodiment (Reference Embodiment) ]
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the fuel cell 2 according to the third embodiment around the stack 32S of the fuel cell 2 and the anode gas supply device 4 in the vicinity of the stack 32S and the flow of hydrogen, air, and scavenging gas in the pipes by arrows. FIG.

実施形態は、第1実施形態(図2参照)における2次遮断弁16に代えて逆流防止弁31を設けた構成であり、その他の構成は第1実施形態の構成と同じであるので、同様な構成要素には、第1実施形態の図2の付番の10の位を30の位の数に変更して示し、詳細な説明は省略する。 The third embodiment has a configuration in which a backflow prevention valve 31 is provided instead of the secondary shutoff valve 16 in the first embodiment (see FIG. 2), and the other configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same constituent elements are shown by changing the numbered 10's place in FIG. 2 of the first embodiment to the number of the 30th place, and detailed description thereof will be omitted.

図4に示すように、第3実施形態においては、熱交換器35とエゼクタ37とを接続する水素供給配管に逆流防止弁31を設けており、2次レギュレータ33の上流の水素供給路に遮断弁36を設けている。ここで、逆流防止弁31は、水素供給路上流の熱交換器35側から水素供給路下流のエゼクタ37側への流体の流入を可能とし、水素供給路下流のエゼクタ37から水素供給路上流の熱交換器35側への流体の流入を不可能とするものである。また、逆流防止弁31は、水素の供給停止時には、逆流防止弁31より上流の熱交換器35側の水素供給路内の水素が、逆流防止弁31より下流のエゼクタ37側の水素供給路に流れ込まないように設定されている。 As shown in FIG. 4, in the third embodiment, the hydrogen supply pipe connecting the heat exchanger 35 and Ezeku motor 3 7 are provided check valve 31, upstream of the hydrogen supply channel of the secondary regulator 33 Is provided with a shut-off valve 36. Here, the backflow prevention valve 31 enables fluid to flow from the heat exchanger 35 side upstream of the hydrogen supply path to the ejector 37 side downstream of the hydrogen supply path, and from the ejector 37 downstream of the hydrogen supply path upstream of the hydrogen supply path. This prevents fluid from flowing into the heat exchanger 35 side. Further, when the supply of hydrogen is stopped, the backflow prevention valve 31 causes hydrogen in the hydrogen supply path on the heat exchanger 35 side upstream from the backflow prevention valve 31 to flow into the hydrogen supply path on the ejector 37 side downstream from the backflow prevention valve 31. It is set not to flow.

第3実施形態の燃料電池システムの燃料電池2の発電に際しては、水素を供給するために遮断弁36を開き、入掃気弁38、出掃気弁39を閉じて、水素をアノードガス供給装置4を構成する遮断弁36、2次レギュレータ33、フィルタ34、熱交換器35、およびエゼクタ37を介して水素供給配管を通してスタック32Sのアノード電極(水素極)32bに供給するとともに、空気をカソードガス供給装置3からスタック32Sのカソード電極32c(酸素極)に供給して、スタック32S中の各セルで発電して負荷に電流を供給する。   In the power generation of the fuel cell 2 of the fuel cell system of the third embodiment, the shutoff valve 36 is opened to supply hydrogen, the inlet / outlet scavenging valve 38 and the outlet / outlet scavenging valve 39 are closed, and hydrogen is supplied to the anode gas supply device 4. While supplying the cut-off valve 36, the secondary regulator 33, the filter 34, the heat exchanger 35, and the ejector 37 to the anode electrode (hydrogen electrode) 32b of the stack 32S through the hydrogen supply pipe, air is supplied to the cathode gas supply device. 3 is supplied to the cathode electrode 32c (oxygen electrode) of the stack 32S, and power is generated in each cell in the stack 32S to supply current to the load.

次に、第3実施形態の燃料電池システムの発電停止中に行われる掃気処理について説明する。   Next, the scavenging process performed during the power generation stop of the fuel cell system according to the third embodiment will be described.

発電が停止されているので、遮断弁36を閉じられており、アノードガス供給装置4からスタック32Sのアノード電極(水素極)32bへの水素の供給が停止されている。掃気処理に際しては、入掃気弁38を開き、掃気用の空気を、カソードガス供給装置3から、矢印a31に示すように、配管を通してスタック32Sのカソード電極(酸素極)32cに送るとともに、矢印a32に示すように、入掃気弁38を介して掃気用配管S3を通してエゼクタ37下流の配管H31に送り、配管H31を通して、矢印a33に示すように、スタック32Sのアノード電極(水素極)32bに送る。こうして、スタック32Sに送られた掃気用の空気は、スタック32S内の残留水素を掃気して、矢印a34に示すように、出掃気弁39を介して配管を通して希釈ボックスBに排出される。また、スタック32Sに送られた掃気の一部は、スタック32S内を掃気した後、再び矢印a35に示すように、配管(請求項3の循環流路)H32を通してエゼクタ37に送られ、矢印a33に示すように、配管H31を通してスタック32Sのアノード電極(水素極)32bに送られ、スタック32S内の掃気が行われる。この場合、エゼクタ37上流の水素供給用配管に逆流防止弁31が設けられており、掃気が逆流防止弁31より上流の水素供給用路に残留水素が流れ込む逆流が防止される。また、逆流防止弁31は、水素の供給が停止されているので、逆流防止弁31より上流の水素供給路内の水素が、逆流防止弁31より下流の水素供給路に流れ込むことを防止するので、逆流防止弁31より下流のスタック32S、エゼクタ37を含む循環部の掃気が円滑に行われる。   Since the power generation is stopped, the shutoff valve 36 is closed, and the supply of hydrogen from the anode gas supply device 4 to the anode electrode (hydrogen electrode) 32b of the stack 32S is stopped. In the scavenging process, the inlet scavenging valve 38 is opened, and the scavenging air is sent from the cathode gas supply device 3 to the cathode electrode (oxygen electrode) 32c of the stack 32S through the pipe as shown by the arrow a31, and the arrow a32 As shown in FIG. 5, the gas is sent to the pipe H31 downstream of the ejector 37 through the scavenging pipe S3 through the inlet / scavenging valve 38, and sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 32b of the stack 32S through the pipe H31 as shown by an arrow a33. Thus, the scavenging air sent to the stack 32S scavenges residual hydrogen in the stack 32S and is discharged to the dilution box B through the piping through the outlet / scavenging valve 39 as indicated by an arrow a34. Further, a part of the scavenged air sent to the stack 32S is scavenged in the stack 32S, and then sent again to the ejector 37 through the pipe (circulation flow path of claim 3) H32 as shown by the arrow a35. As shown in FIG. 4, the gas is sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 32b of the stack 32S through the pipe H31, and scavenging in the stack 32S is performed. In this case, the backflow prevention valve 31 is provided in the hydrogen supply pipe upstream of the ejector 37, and the backflow in which the remaining hydrogen flows into the hydrogen supply path upstream of the backflow prevention valve 31 is prevented. Further, since the backflow prevention valve 31 is stopped from supplying hydrogen, it prevents the hydrogen in the hydrogen supply path upstream from the backflow prevention valve 31 from flowing into the hydrogen supply path downstream from the backflow prevention valve 31. Thus, scavenging of the circulating portion including the stack 32S and the ejector 37 downstream from the backflow prevention valve 31 is performed smoothly.

第3実施形態によれば、逆流防止弁31により、掃気処理時にスタック32Sおよびエゼクタ37を有する循環部と逆流防止弁31より上流の水素供給路間の流体の行き来が遮断され、逆流防止弁31下流の循環部の残留水素が円滑に掃気され、逆流防止弁31より上流の水素供給路内の残留水素が循環部に拡散することを防止できる。すなわち、逆流防止弁31を設けた簡単な構成により、掃気が困難であった水素供給路の残留水素がスタック32S側へ拡散することを防止できる。   According to the third embodiment, the backflow prevention valve 31 blocks the flow of fluid between the circulation unit having the stack 32S and the ejector 37 and the hydrogen supply path upstream from the backflow prevention valve 31 during the scavenging process. Residual hydrogen in the downstream circulation section is smoothly scavenged, and residual hydrogen in the hydrogen supply path upstream from the backflow prevention valve 31 can be prevented from diffusing into the circulation section. That is, with the simple configuration provided with the backflow prevention valve 31, it is possible to prevent the residual hydrogen in the hydrogen supply path that has been difficult to scavenge from diffusing to the stack 32S side.

[第4実施形態]
図5は、第4実施形態の燃料電池システムにおける燃料電池2のスタック42Sおよびスタック42S近傍のアノードガス供給装置4廻りの構成および配管内の水素、空気、および掃気の流れを矢印で表した概念的構成図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the fuel cell 2 according to the fourth embodiment around the stack 42S of the fuel cell 2 and the anode gas supply device 4 in the vicinity of the stack 42S and the flow of hydrogen, air, and scavenging in the pipes by arrows. FIG.

図5に示すように、第4実施形態は、第1実施形態(図2参照)における2次遮断弁16の位置を変更するとともに、掃気用配管S41および追加掃気チェック弁(請求項の逆止弁)41を設けた構成であり、その他の構成は第1実施形態の構成と同じであるので、同様な構成要素には、第1実施形態の図2の付番中の10の位を40の位の数に変更して示し、詳細な説明は省略する。 As shown in FIG. 5, in the fourth embodiment, the position of the secondary shutoff valve 16 in the first embodiment (see FIG. 2) is changed, and a scavenging pipe S41 and an additional scavenging check valve (reverse of claim 2 ) are used. Stop valve) 41 is provided, and other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, the same constituent elements are designated by 10 in the numbering of FIG. 2 of the first embodiment. The number is changed to the 40's place and detailed description is omitted.

第4実施形態においては、2次遮断弁46を水素供給配管における2次レギュレータ43の上流に設けている。また、スタック42Sのカソード電極42c(酸素極)に接続され空気を供給する配管と2次レギュレータ43および2次遮断弁46を接続する水素供給配管H41とを接続する掃気用配管S41を配設し、この掃気用配管S41中に追加掃気チェック弁41を設けている。ここで、追加掃気チェック弁41は、水素供給路中の水素が掃気用配管S41を通して空気供給路側に流れることを防止している。また、追加掃気チェック弁41は、発電が停止され掃気用配管S41に掃気用空気を送る掃気時、空気供給路側の空気の圧力が水素供給配管H41を含む水素供給路の水素の圧力より大きくなり、掃気用空気が水素供給路側に流れるように構成されている。   In the fourth embodiment, the secondary shutoff valve 46 is provided upstream of the secondary regulator 43 in the hydrogen supply pipe. Further, a scavenging pipe S41 is provided for connecting a pipe for supplying air connected to the cathode electrode 42c (oxygen electrode) of the stack 42S and a hydrogen supply pipe H41 for connecting the secondary regulator 43 and the secondary shutoff valve 46. An additional scavenging check valve 41 is provided in the scavenging pipe S41. Here, the additional scavenging check valve 41 prevents hydrogen in the hydrogen supply path from flowing to the air supply path side through the scavenging pipe S41. Further, the additional scavenging check valve 41, when generating power is stopped and scavenging air is sent to the scavenging pipe S41, the air pressure on the air supply path side becomes larger than the hydrogen pressure in the hydrogen supply path including the hydrogen supply pipe H41. The scavenging air is configured to flow toward the hydrogen supply path.

第4実施形態の燃料電池システムの燃料電池2を発電するに際しては、水素を供給するために2次遮断弁46を開くとともに、入掃気弁48および出掃気弁49を閉じる。そして、高圧水素タンク等の水素供給源の水素を、アノードガス供給装置4を構成する2次遮断弁46、2次レギュレータ43、フィルタ44、熱交換器45、およびエゼクタ47を介して水素供給配管を通してスタック42Sのアノード電極(水素極)42bに供給するとともに、空気をカソードガス供給装置3からスタック42Sのカソード電極42c(酸素極)に供給して、スタック42S中の各セルで発電して負荷に電流を供給する。   When generating power in the fuel cell 2 of the fuel cell system of the fourth embodiment, the secondary shut-off valve 46 is opened to supply hydrogen, and the inlet and outlet scavenging valves 48 and 49 are closed. Then, hydrogen from a hydrogen supply source such as a high-pressure hydrogen tank is supplied to a hydrogen supply pipe via a secondary shut-off valve 46, a secondary regulator 43, a filter 44, a heat exchanger 45, and an ejector 47 constituting the anode gas supply device 4. And supply air to the cathode electrode 42c (oxygen electrode) of the stack 42S from the cathode gas supply device 3 to generate electricity in each cell in the stack 42S and load. To supply current.

ここで、発電中は、掃気用配管S41中の追加掃気チェック弁41を境として、掃気用配管S41の空気供給路側の空気の圧力より水素供給路側の水素の圧力の方が大きいので、追加掃気チェック弁41が閉じた状態を維持し、空気供給側の空気が掃気用配管S41を通して水素供給配管H41に流れ込むことが防止されている。   Here, during power generation, the additional scavenging is performed because the hydrogen pressure on the hydrogen supply path side is greater than the air pressure on the air supply path side of the scavenging pipe S41, with the additional scavenging check valve 41 in the scavenging pipe S41 as a boundary. The check valve 41 is kept closed, and air on the air supply side is prevented from flowing into the hydrogen supply pipe H41 through the scavenging pipe S41.

次に、第4実施形態の燃料電池システムの燃料電池2の発電停止中に行われる残留水素の掃気処理について説明する。   Next, the residual hydrogen scavenging process performed while the power generation of the fuel cell 2 of the fuel cell system according to the fourth embodiment is stopped will be described.

発電が停止されているので、2次遮断弁46が閉じられ、アノードガス供給装置4からスタック42Sのアノード電極(水素極)42bへの水素の供給が停止されている。掃気処理に際しては、まず、2次遮断弁46下流の水素供給路の掃気が行われる。すなわち、入掃気弁48を閉じた状態において、カソードガス供給装置3から掃気用の空気を、矢印a41に示すように、掃気用配管S41を通して追加掃気チェック弁41を介して、2次遮断弁46および2次レギュレータ43を接続する水素供給配管H41に供給する。すると、掃気用の空気は、その後、矢印a42、a43に示すように、2次レギュレータ43、フィルタ44、熱交換器45、およびエゼクタ47を介して水素供給配管を通してスタック42Sのアノード電極(水素極)42bに供給され、2次遮断弁46下流のアノード電極(水素極)42bまでの水素供給路内が掃気される。その後、掃気用の空気は、スタック42S内を掃気して、矢印a44に示すように、出掃気弁49を介して配管を通して希釈ボックスBに排出される。   Since power generation is stopped, the secondary shutoff valve 46 is closed, and supply of hydrogen from the anode gas supply device 4 to the anode electrode (hydrogen electrode) 42b of the stack 42S is stopped. In the scavenging process, first, scavenging of the hydrogen supply path downstream of the secondary shutoff valve 46 is performed. That is, in the state where the inlet / scavenging valve 48 is closed, the scavenging air is supplied from the cathode gas supply device 3 through the scavenging pipe S41 via the additional scavenging check valve 41 as shown by the arrow a41, and the secondary shutoff valve 46. And a hydrogen supply pipe H41 to which the secondary regulator 43 is connected. The scavenging air then passes through the hydrogen supply pipe via the secondary regulator 43, the filter 44, the heat exchanger 45, and the ejector 47 as indicated by arrows a42 and a43, and the anode electrode (hydrogen electrode) of the stack 42S. ) 42b and the hydrogen supply path to the anode electrode (hydrogen electrode) 42b downstream of the secondary shutoff valve 46 is scavenged. Thereafter, the scavenging air scavenges the inside of the stack 42S and is discharged to the dilution box B through the piping through the outlet / scavenging valve 49 as indicated by an arrow a44.

ここで、この掃気中は、2次遮断弁46が閉じられており、掃気用配管S41中の追加掃気チェック弁41を境として、掃気用配管S41の水素供給路側の水素の圧力より掃気用配管S41の空気供給路側の空気の圧力の方が大きいので、空気供給側の掃気用の空気が、追加掃気チェック弁41を介して、掃気用配管S41を通して水素供給配管H41に流れ込む。   Here, during the scavenging, the secondary shutoff valve 46 is closed, and the scavenging pipe is determined from the hydrogen pressure on the hydrogen supply path side of the scavenging pipe S41 with the additional scavenging check valve 41 in the scavenging pipe S41 as a boundary. Since the pressure of air on the air supply path side in S41 is larger, the scavenging air on the air supply side flows into the hydrogen supply pipe H41 through the scavenging pipe S41 via the additional scavenging check valve 41.

その後、スタック42Sおよびエゼクタ47を含む循環部の掃気が行われる。すなわち、掃気用の空気を、カソードガス供給装置3から、矢印a45示すように、配管を通してスタック42Sのカソード電極(酸素極)42cに送るとともに、矢印a46に示すように、入掃気弁48を開き、入掃気弁48を介して掃気用配管S42を通してエゼクタ47下流の配管H42に送り、矢印a43に示すように、配管H42を通してスタック42Sのアノード電極(水素極)42bに送る。こうして、スタック42Sに送られた掃気用の空気は、スタック42S内の残留水素を掃気して、矢印a44に示すように出掃気弁49を介して配管を通して希釈ボックスBに排出される。また、スタック42Sに送られた掃気用の空気の一部は、スタック42S内を掃気した後、再び矢印a47に示すように、配管を通してエゼクタ47に送られ、再び矢印a43に示すように、配管H42を通してスタック42Sのアノード電極(水素極)42bに送られ、スタック42S内の掃気が行われる。   Thereafter, scavenging of the circulating portion including the stack 42S and the ejector 47 is performed. That is, the scavenging air is sent from the cathode gas supply device 3 to the cathode electrode (oxygen electrode) 42c of the stack 42S through the pipe as shown by an arrow a45, and the intake and scavenging valve 48 is opened as shown by an arrow a46. Then, the gas is sent to the pipe H42 downstream of the ejector 47 through the scavenging pipe S42 via the inlet / scavenging valve 48, and sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 42b of the stack 42S through the pipe H42 as indicated by an arrow a43. Thus, the scavenging air sent to the stack 42S scavenges residual hydrogen in the stack 42S and is discharged to the dilution box B through the piping through the outlet / scavenging valve 49 as indicated by an arrow a44. Further, after scavenging the inside of the stack 42S, a part of the scavenging air sent to the stack 42S is sent again to the ejector 47 through the pipe as shown by the arrow a47, and again as shown by the arrow a43. The gas is sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 42b of the stack 42S through H42, and scavenging in the stack 42S is performed.

第4実施形態によれば、2次遮断弁46および2次レギュレータ43を接続する水素供給配管H41に、掃気用の空気を供給する掃気用配管S41を接続し、この掃気用配管S41に追加掃気チェック弁41を設ける。そして、この追加掃気チェック弁41により、掃気時に2次遮断弁46および2次レギュレータ43を接続する水素供給配管H41に、掃気用空気を追加掃気チェック弁41を介して送るため、掃気が困難であった2次遮断弁26からスタック22S入り口のアノード電極(水素極)42bまでの水素供給路内の残留水素の掃気が可能である。   According to the fourth embodiment, a scavenging pipe S41 that supplies scavenging air is connected to the hydrogen supply pipe H41 that connects the secondary shut-off valve 46 and the secondary regulator 43, and additional scavenging is added to the scavenging pipe S41. A check valve 41 is provided. Since the additional scavenging check valve 41 sends scavenging air to the hydrogen supply pipe H41 connecting the secondary shut-off valve 46 and the secondary regulator 43 during scavenging, scavenging is difficult. It is possible to scavenge residual hydrogen in the hydrogen supply path from the secondary shutoff valve 26 to the anode electrode (hydrogen electrode) 42b at the entrance of the stack 22S.

また、簡単な逆止弁である追加掃気チェック弁41で、第2実施形態で例示した追加入掃気弁21を代替でき、コスト低減が行える。   Further, the additional scavenging check valve 41 that is a simple check valve can replace the additional scavenging valve 21 exemplified in the second embodiment, and the cost can be reduced.

[第5実施形態(参考実施形態)
図6は、第5実施形態の燃料電池システムに係わる燃料電池2のスタック52Sおよびスタック52S近傍のアノードガス供給装置4廻りの構成および配管内の水素、空気、および掃気の流れを矢印で表した概念的構成図である。
[Fifth Embodiment (Reference Embodiment) ]
FIG. 6 shows, by arrows, the configuration around the stack 52S of the fuel cell 2 and the anode gas supply device 4 in the vicinity of the stack 52S and the flow of hydrogen, air, and scavenging in the pipe of the fuel cell system according to the fifth embodiment. It is a conceptual block diagram.

図6に示すように、第5実施形態は、第2実施形態(図2参照)における2次遮断弁16の位置を変更するとともに、新たに掃気用配管S51および追加出掃気弁51を設けた構成であり、その他の構成は第1実施形態の構成と同じであるので、同様な構成要素には、第1実施形態の図2の付番中の10の位を50の位の数に変更して示し、詳細な説明は省略する。 As shown in FIG. 6, the fifth embodiment, the second embodiment while changing the position of the secondary shut-off valve 16 in (see FIG. 2), the scavenging valve 5 1 out newly piping S 51 and additional scavenging Since the other configuration is the same as the configuration of the first embodiment, the similar components are designated by the 10th digit in the numbering of FIG. The detailed description will be omitted.

第5実施形態においては、2次遮断弁56を水素供給配管における2次レギュレータ53の上流に設けている。また、2次遮断弁56および2次レギュレータ53を接続する水素供給用配管H51と出掃気弁59および希釈ボックスBとを接続する配管とを接続する掃気用配管S51を配設し、この掃気用配管S51中に追加出掃気弁51を設けている。 In the fifth embodiment, the secondary shutoff valve 56 is provided upstream of the secondary regulator 53 in the hydrogen supply pipe. Further, a scavenging pipe S51 for connecting the hydrogen supply pipe H51 for connecting the secondary shutoff valve 56 and the secondary regulator 53 and the pipe for connecting the outlet scavenging valve 59 and the dilution box B is provided. An additional discharge gas scavenging valve 51 is provided in the pipe S51.

第5実施形態の燃料電池システムの燃料電池2を発電するに際しては、水素を供給するため2次遮断弁56を開き、入掃気弁58、出掃気弁59、および追加出掃気弁51を閉じる。そして、高圧水素タンク等の水素供給源の水素を、アノードガス供給装置4を構成する2次遮断弁56、2次レギュレータ53、フィルタ54、熱交換器55、およびエゼクタ57を介して水素供給配管を通してスタック52Sのアノード電極(水素極)52bに供給するとともに、空気をカソードガス供給装置3からスタック52Sのカソード電極52c(酸素極)に供給して、スタック52S中の各セルで発電して負荷に電流を供給する。 When power is generated by the fuel cell 2 of the fuel cell system of the fifth embodiment, the secondary shutoff valve 56 is opened to supply hydrogen, and the inlet / outlet scavenging valve 58, the outlet scavenging valve 59, and the additional outlet scavenging valve 51 are closed. . Then, hydrogen from a hydrogen supply source such as a high-pressure hydrogen tank is supplied to a hydrogen supply pipe via a secondary shut-off valve 56, a secondary regulator 53, a filter 54, a heat exchanger 55, and an ejector 57 constituting the anode gas supply device 4. And supply air to the cathode electrode 52c (oxygen electrode) of the stack 52S from the cathode gas supply device 3 to generate power in each cell in the stack 52S. To supply current.

次に、第5実施形態の燃料電池システムの燃料電池2の発電停止中に行われる残留水素の掃気処理について説明する。   Next, a residual hydrogen scavenging process that is performed while the fuel cell 2 of the fuel cell system according to the fifth embodiment is stopped will be described.

発電が停止されているので、2次遮断弁56が閉じられ、アノードガス供給装置4からスタック52Sのアノード電極(水素極)52bへの水素の供給が停止されている。そして、掃気を行うため、入掃気弁58、出掃気弁59、および追加出掃気弁51を開き、カソードガス供給装置3から掃気用の空気を、矢印a51に示すように、スタック52Sのカソード電極52c(酸素極)に流すとともに、矢印a52に示すように、入掃気弁58を介して掃気用配管(請求項5の第2導入部)S52を通して、エゼクタ57とスタック52Sとを接続する水素供給用配管H52に流す。この水素供給用配管H52に送られた掃気用の空気は分流され、矢印a53に示すように、スタック52Sのアノード電極(水素極)52bに流されるとともに、水素供給用路を、波線の矢印a54に示すように逆流して、エゼクタ57、熱交換器55、フィルタ54、2次レギュレータ53を介して水素供給配管を通して水素供給路の上流に向かって流される。   Since the power generation is stopped, the secondary shutoff valve 56 is closed, and the supply of hydrogen from the anode gas supply device 4 to the anode electrode (hydrogen electrode) 52b of the stack 52S is stopped. Then, in order to perform scavenging, the inlet scavenging valve 58, the outlet scavenging valve 59, and the additional outlet scavenging valve 51 are opened, and the scavenging air is supplied from the cathode gas supply device 3 to the cathode electrode of the stack 52S as indicated by an arrow a51. 52c (oxygen electrode), and as indicated by an arrow a52, the hydrogen supply for connecting the ejector 57 and the stack 52S through the scavenging pipe 58 (second introduction portion of claim 5) S52 through the scavenging valve 58 Flow in pipe H52. The scavenging air sent to the hydrogen supply pipe H52 is diverted to flow to the anode electrode (hydrogen electrode) 52b of the stack 52S as indicated by an arrow a53, and the hydrogen supply path is routed through a wavy arrow a54. As shown in FIG. 4, the gas flows backward through the hydrogen supply pipe via the ejector 57, the heat exchanger 55, the filter 54, and the secondary regulator 53, and flows upstream of the hydrogen supply path.

こうして、スタック52Sのアノード電極(水素極)52bに送られた一方の掃気用の空気は、カソード電極52c(酸素極)に送られた掃気用の空気とともに、スタック52S内の残留水素を掃気して、矢印a55に示すように、出掃気弁59を介して配管を通して希釈ボックスBに排出される。また、スタック52Sに送られた掃気用の空気の一部は、スタック52S内を掃気した後、再び矢印a56に示すように、配管を通してエゼクタ57に送られ、再び矢印a53に示すように、水素供給用配管H52を通してスタック52Sのアノード電極(水素極)52bに送られ、スタック52S内の掃気が行われる。   Thus, one scavenging air sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 52b of the stack 52S scavenges residual hydrogen in the stack 52S together with the scavenging air sent to the cathode electrode 52c (oxygen electrode). Then, as shown by an arrow a55, it is discharged to the dilution box B through the piping through the outlet / scavenging valve 59. Further, after scavenging the stack 52S, a part of the scavenging air sent to the stack 52S is sent again to the ejector 57 through the piping as shown by the arrow a56, and again as shown by the arrow a53. The gas is sent to the anode electrode (hydrogen electrode) 52b of the stack 52S through the supply pipe H52, and scavenging in the stack 52S is performed.

一方、波線の矢印a54に示すように、水素供給路の上流に向かって流された他方の掃気用の空気は、エゼクタ57、熱交換器55、フィルタ54、2次レギュレータ53を介して水素供給配管を通った後、矢印a56に示すように、追加出掃気弁51を介して掃気用配管S51を通って、出掃気弁59と希釈ボックスBを接続する配管に流され、希釈ボックスBに排出される。   On the other hand, as indicated by a dashed arrow a54, the other scavenging air flowed upstream of the hydrogen supply path is supplied with hydrogen via an ejector 57, a heat exchanger 55, a filter 54, and a secondary regulator 53. After passing through the piping, as shown by an arrow a56, the additional scavenging valve 51 is passed through the scavenging piping S51 to be flown to the piping connecting the outlet scavenging valve 59 and the dilution box B, and discharged to the dilution box B. Is done.

第5実施形態によれば、掃気処理において、掃気用の空気によって、残留水素が抜けにくい2次遮断弁56下流の水素供給路のエゼクタ57、熱交換器55、フィルタ54、2次レギュレータ53およびこれらを接続する水素供給配管から、残留水素を系外に排出することができる。   According to the fifth embodiment, in the scavenging process, the ejector 57, the heat exchanger 55, the filter 54, the secondary regulator 53, and the hydrogen supply path downstream of the secondary shut-off valve 56, in which residual hydrogen is difficult to escape by scavenging air, Residual hydrogen can be discharged out of the system from the hydrogen supply pipe connecting them.

また、エゼクタ57、スタック52Sを含む循環部が掃気できるので、循環部と掃気が困難な水素供給路の両方の掃気が可能である。   In addition, since the circulation part including the ejector 57 and the stack 52S can be scavenged, scavenging of both the circulation part and the hydrogen supply path that is difficult to scavenge is possible.

なお、出掃気弁は、燃料電池2から排出された水素をエゼクタに導く循環経路の途中に設けられるパージ弁を兼ねるようにしてもよい。   The outlet / scavenging valve may also serve as a purge valve provided in the middle of the circulation path that guides the hydrogen discharged from the fuel cell 2 to the ejector.

本発明に関わる実施形態の燃料電池システムを示す全体構成概念図。1 is an overall configuration conceptual diagram showing a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. 第1実施形態の燃料電池システムにおける燃料電池のスタックとスタック近傍のアノードガス供給装置廻りの構成、および配管内の水素、空気、および掃気の流れを矢印で表した概念的構成図。The conceptual block diagram which represented the structure of the fuel cell stack of the first embodiment, the configuration around the anode gas supply device in the vicinity of the stack, and the flow of hydrogen, air, and scavenging in the pipes by arrows. 第2実施形態の燃料電池システムにおける燃料電池のスタックとスタック近傍のアノードガス供給装置廻りの構成、および配管内の水素、空気、および掃気の流れを矢印で表した概念的構成図。The conceptual structure figure which represented the structure of the fuel cell stack of the second embodiment, the structure around the anode gas supply device in the vicinity of the stack, and the flow of hydrogen, air, and scavenging in the pipe by arrows. 第3実施形態の燃料電池システムにおける燃料電池のスタックとスタック近傍のアノードガス供給装置廻りの構成、および配管内の水素、空気、および掃気の流れを矢印で表した概念的構成図。The conceptual structure figure which represented the structure of the fuel cell stack of 3rd Embodiment, the structure around the anode gas supply apparatus of the stack vicinity, and the flow of the hydrogen in the piping, air, and scavenging by the arrow. 第4実施形態の燃料電池システムにおける燃料電池のスタックとスタック近傍のアノードガス供給装置廻りの構成、および配管内の水素、空気、および掃気の流れを矢印で表した概念的構成図。The conceptual block diagram which represented the structure of the surroundings of the stack of the fuel cell in the fuel cell system of 4th Embodiment, and the anode gas supply apparatus of the stack, and the flow of hydrogen, air, and scavenging in piping by the arrow. 第5実施形態の燃料電池システムにおける燃料電池のスタックとスタック近傍のアノードガス供給装置廻りの構成、および配管内の水素、空気、および掃気の流れを矢印で表した概念的構成図。The conceptual structure figure which represented the flow of the stack of the fuel cell in the fuel cell system of 5th Embodiment, the anode gas supply apparatus of the stack vicinity, and the flow of hydrogen, air, and scavenging in piping. 燃料電池システムが停止中のスタック内の水素ガス濃度[%](横軸)とカソード極電位[V](縦軸)の関係を示した図。The figure which showed the relationship between the hydrogen gas density | concentration [%] (horizontal axis) and the cathode pole potential [V] (vertical axis) in the stack in which the fuel cell system is stopped.

符号の説明Explanation of symbols

2 燃料電池
12b アノード電極(水素極)
12c カソード電極(酸素極)
16 2次遮断弁(遮断手段)
18 入掃気弁(第1弁)
21 追加入掃気弁(請求項2の第1弁)
28 入掃気弁(請求項2の第2弁)
31 逆流防止弁(請求項3の逆止弁)
37 エゼクタ(請求項3の循環手段)
41 追加掃気チェック弁(請求項4の逆止弁)
51 追加出掃気弁(請求項5の第3弁)
56 2次遮断弁(請求項5の遮断手段)
58 入掃気弁(請求項5の第2弁)
12b アノード電極(水素極)
12c カソード電極(酸素極)
H32 配管(請求項3の循環流路)
S1 掃気用配管(第1導入部)
S21 掃気用配管(請求項2の第1導入部)
S22 掃気用配管(請求項2の第2導入部)
S51 掃気用配管(請求項5の排出部)
S52 掃気用配管(請求項5の第2導入部)
2 Fuel cell 12b Anode electrode (hydrogen electrode)
12c Cathode electrode (oxygen electrode)
16 Secondary shut-off valve (shut-off means)
18 Inlet scavenging valve (first valve)
21 Additional intake and scavenging valve (first valve of claim 2)
28 Inlet scavenging valve (second valve of claim 2)
31 Backflow prevention valve (check valve of claim 3)
37 Ejector (Circulation means of claim 3)
41 Additional scavenging check valve (check valve according to claim 4)
51 Additional outlet scavenging valve (third valve of claim 5)
56 Secondary shutoff valve (Cutoff means of claim 5)
58 Inlet scavenging valve (second valve of claim 5)
12b Anode electrode (hydrogen electrode)
12c Cathode electrode (oxygen electrode)
H32 piping (circulation flow path of claim 3)
S1 Scavenging piping (first introduction part)
S21 Scavenging piping (first introduction part of claim 2)
S22 Scavenging piping (second introduction part of claim 2)
S51 Scavenging piping (Delivery part of claim 5)
S52 Scavenging piping (second introduction part of claim 5)

Claims (2)

アノード電極に燃料ガス供給路を通して供給される燃料ガスとカソード電極に供給される酸化剤ガスとの反応により得られた電流を外部負荷回路に供給する燃料電池を有し、前記アノード電極およびその近傍の前記燃料ガス供給路を前記酸化剤ガスにより掃気処理を行う燃料電池のアノード系掃気システムであって、
前記燃料ガス供給路に設けられ、前記燃料電池の停止時に前記アノード電極への前記燃料ガスの供給を遮断する遮断手段と、
該遮断手段直後の燃料ガス供給路に接続され、第1の前記掃気処理時に前記カソード電極への酸化剤ガス供給路から前記酸化剤ガスを前記燃料ガス供給路に供給する第1導入部と、
前記第1の掃気処理時に前記第1導入部による前記酸化剤ガスの導入を可能とする一方、第2の前記掃気処理時に前記酸化剤ガスの導入を不可能とする第1弁と、
前記燃料ガス供給路に接続され前記第2の掃気処理時に前記酸化剤ガス供給路から前記酸化剤ガスを、前記燃料ガス供給路において前記遮断手段と前記アノード電極との間に設けられたエゼクタと前記アノード電極との間から前記アノード電極へ導入する第2導入部と、
前記第2導入部による酸化剤ガスの導入を可能とする第2弁と、
前記アノード電極から排出された燃料排出ガスを、前記エゼクタを介して前記アノード電極に循環させる循環流路と、
前記第1の掃気処理と前記第2の掃気処理とを制御する制御装置とを備え、
前記第1導入部は、前記遮断手段直後でかつ前記エゼクタよりも上流の燃料ガス供給路に接続され、
前記制御装置は、
前記第1の掃気処理時、前記遮断手段、前記第2弁を閉弁し、前記酸化剤ガスを前記第1導入部から前記遮断手段直後の燃料ガス供給路に供給し、
前記第2の掃気処理時、前記遮断手段を閉弁するとともに、前記第2弁を開弁し、前記酸化剤ガスを前記第2導入部から前記エゼクタ下流の前記燃料ガス供給路に導入して前記アノード電極に供給し、
前記燃料電池の発電停止時において、前記第1の掃気処理を行った後に前記第2の掃気処理を行うよう制御する
ことを特徴とする燃料電池のアノード系掃気システム。
A fuel cell for supplying an external load circuit with a current obtained by a reaction between a fuel gas supplied to the anode electrode through a fuel gas supply path and an oxidant gas supplied to the cathode electrode; and the anode electrode and its vicinity An anode-based scavenging system for a fuel cell that performs a scavenging process on the fuel gas supply path with the oxidant gas,
A blocking means provided in the fuel gas supply path, for blocking the supply of the fuel gas to the anode electrode when the fuel cell is stopped;
A first introduction part connected to the fuel gas supply path immediately after the shut-off means, and supplying the oxidant gas from the oxidant gas supply path to the cathode electrode during the first scavenging process;
A first valve that allows the introduction of the oxidant gas by the first introduction unit during the first scavenging process, while disabling the introduction of the oxidant gas during the second scavenging process;
An ejector connected to the fuel gas supply path and configured to supply the oxidant gas from the oxidant gas supply path during the second scavenging process , between the shut-off means and the anode electrode in the fuel gas supply path ; A second introduction part for introducing the anode electrode from between the anode electrode and the anode electrode;
A second valve that enables introduction of oxidant gas by the second introduction part;
A circulation flow path for circulating the fuel exhaust gas discharged from the anode electrode to the anode electrode through the ejector ;
A control device that controls the first scavenging process and the second scavenging process;
The first introduction part is connected to a fuel gas supply path immediately after the blocking means and upstream of the ejector,
The controller is
During the first scavenging process, the shut-off means and the second valve are closed, and the oxidant gas is supplied from the first introduction part to the fuel gas supply path immediately after the shut-off means,
During the second scavenging process, the shut-off means is closed, the second valve is opened, and the oxidant gas is introduced from the second introduction part into the fuel gas supply path downstream of the ejector. Supplying the anode electrode ;
An anode-based scavenging system for a fuel cell , wherein the second scavenging process is controlled after the first scavenging process when power generation of the fuel cell is stopped .
前記第1弁は、前記第1の掃気処理時にのみ前記酸化剤ガスが連通可能な逆止弁である
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池のアノード系掃気システム。
2. The fuel cell anode scavenging system according to claim 1, wherein the first valve is a check valve that allows the oxidant gas to communicate only during the first scavenging process.
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