JPH01195671A - 燃料電池発電システムとその運転方法 - Google Patents
燃料電池発電システムとその運転方法Info
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- JPH01195671A JPH01195671A JP63016963A JP1696388A JPH01195671A JP H01195671 A JPH01195671 A JP H01195671A JP 63016963 A JP63016963 A JP 63016963A JP 1696388 A JP1696388 A JP 1696388A JP H01195671 A JPH01195671 A JP H01195671A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
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- H01M8/04231—Purging of the reactants
-
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- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は燃料電池発電システムの改良に係り、特にシス
テム内パージ用ガスの供給手段の改良に関するものであ
る。
テム内パージ用ガスの供給手段の改良に関するものであ
る。
燃料電池は、その電気負荷が遮断された場合においては
、速やかに燃料極内の水素、空気極内の酸素を外部へ排
出しないと開路電圧がその燃料極と空気極の間に長く発
生することとなり、燃料電池の寿命を著しく縮めるとい
う特徴が有る。その為、従来一般に採用されている燃料
電池発電システムにおいては、システムの停止時におい
て燃料極内の水素、空気極内の酸素を外部へ追い出す為
に燃料極及び空気極の各入口へ窒素を外部がら導入しパ
ージを行なっていた。
、速やかに燃料極内の水素、空気極内の酸素を外部へ排
出しないと開路電圧がその燃料極と空気極の間に長く発
生することとなり、燃料電池の寿命を著しく縮めるとい
う特徴が有る。その為、従来一般に採用されている燃料
電池発電システムにおいては、システムの停止時におい
て燃料極内の水素、空気極内の酸素を外部へ追い出す為
に燃料極及び空気極の各入口へ窒素を外部がら導入しパ
ージを行なっていた。
また、安全性維持の目的から、改質器燃焼部においては
供給燃料遮断により消火俊速やかに可燃ガスを一掃する
必要が有り、前記と同様に窒素ガスを外部から供給する
ことによりパージを実施していた。
供給燃料遮断により消火俊速やかに可燃ガスを一掃する
必要が有り、前記と同様に窒素ガスを外部から供給する
ことによりパージを実施していた。
又、パージに使用するガスは不活性ガスであれば良いわ
けであるが、従来この不活性ガスとしては最も入手が容
易で、液体での貯蔵が比較的部ｊｌｉな窒素が使用され
るのが一般的である。
けであるが、従来この不活性ガスとしては最も入手が容
易で、液体での貯蔵が比較的部ｊｌｉな窒素が使用され
るのが一般的である。
従って、燃料電池発電システムにおいてもシステム内パ
ージ用ガスとして液化窒素貯蔵設備を設置し気化器によ
り窒素ガスとして気化させ使用していた。
ージ用ガスとして液化窒素貯蔵設備を設置し気化器によ
り窒素ガスとして気化させ使用していた。
′ 〔発明が解決しようとする課題〕しかし前述した
従来技術による方法では、発電システムが停止するたび
に、多量の窒素ガスを消費することになる。システム内
の酸素、水素、可燃ガスを完全にシステムの外部へ排出
してしまうには最低システムの機器、配管の容積の２倍
から３倍の量の窒素を供給する必要が有る。
従来技術による方法では、発電システムが停止するたび
に、多量の窒素ガスを消費することになる。システム内
の酸素、水素、可燃ガスを完全にシステムの外部へ排出
してしまうには最低システムの機器、配管の容積の２倍
から３倍の量の窒素を供給する必要が有る。
従って、当然、窒素消費量分を窒素貯蔵設備に補給しな
くてはならず、非常に不経済であるというｔｊｊＪ題点
が有った。
くてはならず、非常に不経済であるというｔｊｊＪ題点
が有った。
本発明の目的はシステム停止時における機器及び配管の
パージを外部からの窒素の供給なしに行なうことにある
。
パージを外部からの窒素の供給なしに行なうことにある
。
すなわち本発明は改質器燃焼部排出ガスが不活性ガスで
あることに看目し、この燃焼部排出ガスを昇圧しＩｌ？
蔵する装置を設けて、この１１？蔵ガスをパージ用ガス
として使用するようになし、所期の目的を達成するよう
にしたものである。
あることに看目し、この燃焼部排出ガスを昇圧しＩｌ？
蔵する装置を設けて、この１１？蔵ガスをパージ用ガス
として使用するようになし、所期の目的を達成するよう
にしたものである。
本願の第１の発明は、燃料極と空気極とを有する燃料電
池と、反応部と燃焼部とを有する改質器と、該改質器反
応部を介して燃料電池燃料極へ燃料を供給する燃料供給
装置と前記燃料電池空気極へ空気を供給する空気供給装
置とを有する燃料電池発電システムにおいて、前記改質
器燃焼部からの排出ガスを昇圧し貯蔵しておき、前記シ
ステムの停止の際に、前記Ｉｔ？蔵排出ガスを燃料極入
口、空気極入口及び改質器燃焼部へ供給し、不活性ガス
によるシステム内のパージを行なうことを特徴とする燃
料電池システムの運転方法である。
池と、反応部と燃焼部とを有する改質器と、該改質器反
応部を介して燃料電池燃料極へ燃料を供給する燃料供給
装置と前記燃料電池空気極へ空気を供給する空気供給装
置とを有する燃料電池発電システムにおいて、前記改質
器燃焼部からの排出ガスを昇圧し貯蔵しておき、前記シ
ステムの停止の際に、前記Ｉｔ？蔵排出ガスを燃料極入
口、空気極入口及び改質器燃焼部へ供給し、不活性ガス
によるシステム内のパージを行なうことを特徴とする燃
料電池システムの運転方法である。
また第２の発明は、燃料極と空気極とを有する燃料電池
と１反応部と燃焼部とを有する改質器と、該改質器反応
部を介して燃料電池燃料極へ燃料を供給する燃料供給装
置と前記燃料電池空気極へ空気を供給する空気供給装置
とを有する燃料電池発電システムにおいて、前記改質器
燃焼部からの排出ガスを昇圧する装置と該昇圧後のガス
を貯蔵する貯蔵設備と、該貯蔵設備からシステム内へ貯
蔵ガスを供給する装置とを有することを特徴とする燃料
電池発電システムである。
と１反応部と燃焼部とを有する改質器と、該改質器反応
部を介して燃料電池燃料極へ燃料を供給する燃料供給装
置と前記燃料電池空気極へ空気を供給する空気供給装置
とを有する燃料電池発電システムにおいて、前記改質器
燃焼部からの排出ガスを昇圧する装置と該昇圧後のガス
を貯蔵する貯蔵設備と、該貯蔵設備からシステム内へ貯
蔵ガスを供給する装置とを有することを特徴とする燃料
電池発電システムである。
第１の発明によれば、システムの運転時に改質器燃焼部
から排出されるガスを所定の圧力に昇圧し停止時に必要
な量のパージガス量を常時貯蔵設備に貯えておくように
し、システムが停止する際、この貯蔵設備に貯えられて
いる不活性ガスを燃料極及び空気極入口及び改質器燃焼
部へ供給するようにする。
から排出されるガスを所定の圧力に昇圧し停止時に必要
な量のパージガス量を常時貯蔵設備に貯えておくように
し、システムが停止する際、この貯蔵設備に貯えられて
いる不活性ガスを燃料極及び空気極入口及び改質器燃焼
部へ供給するようにする。
こうすることにより外部から窒素ガスの供給を受けるこ
となくシステム内のパージを行なうことができる。
となくシステム内のパージを行なうことができる。
以下本発明の実施例を第１図により説明する。
図には燃Ｎ電池、改質器、ＣＯ変成器、圧縮機燃焼排ガ
ス貯蔵設備、制御装置を備えた燃料電池発電システムが
示されている。
ス貯蔵設備、制御装置を備えた燃料電池発電システムが
示されている。
燃料電池は燃料極１と空気極２より構成され、改質器は
反応部３と燃焼部４から構成されている。
反応部３と燃焼部４から構成されている。
改質器反応部３は外部から供給される炭化水素を主成分
とした燃料を水素リッチガスに改質し、Ｃ○変成器６は
改質ガス中に多量に含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に
変成し低減する。ＣＯ変成器６を出た改質ガスは燃料極
１へ供給され、燃料極１において燃料電池の出力に見合
う量の水素が消費された後燃料極１から排出され、改質
器燃焼部４に送られ反応部３における改質反応の熱源と
して燃焼する。
とした燃料を水素リッチガスに改質し、Ｃ○変成器６は
改質ガス中に多量に含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に
変成し低減する。ＣＯ変成器６を出た改質ガスは燃料極
１へ供給され、燃料極１において燃料電池の出力に見合
う量の水素が消費された後燃料極１から排出され、改質
器燃焼部４に送られ反応部３における改質反応の熱源と
して燃焼する。
一方空気極２へは圧縮機５より空気が供給され空気極２
において燃料電池の出力に見合う量の酸素が消費されて
排出され、改質器燃焼部４へ送られ燃焼用空気として使
用される。
において燃料電池の出力に見合う量の酸素が消費されて
排出され、改質器燃焼部４へ送られ燃焼用空気として使
用される。
燃料極１へ供給される燃料流量はバルブ１ｏにより、空
気極２へ供給される空気流量はバルブ１１により制御さ
れるが、その設定は、電池出力計２２計測値に相当する
燃料極内での水素消費量。
気極２へ供給される空気流量はバルブ１１により制御さ
れるが、その設定は、電池出力計２２計測値に相当する
燃料極内での水素消費量。
空気極内での酸素消費量を制御装置１７にて演算し、又
改質器燃焼部での燃焼条件として空燃比が一方貯蔵タン
ク７は貯蔵ガスの圧力を圧力計１５にて常時監視し圧力
が所定の圧力より低い場合は制御装置１６からの指令に
よりブロア８を起動しバルブ１４を開くことにより改質
器燃焼部排ガスを冷却器９にて所定温度に冷却後ブロア
８にて所定の圧力へ昇圧し貯蔵タンク７へ、圧力計１５
の指示値が所定の圧力になるまで供給する。
改質器燃焼部での燃焼条件として空燃比が一方貯蔵タン
ク７は貯蔵ガスの圧力を圧力計１５にて常時監視し圧力
が所定の圧力より低い場合は制御装置１６からの指令に
よりブロア８を起動しバルブ１４を開くことにより改質
器燃焼部排ガスを冷却器９にて所定温度に冷却後ブロア
８にて所定の圧力へ昇圧し貯蔵タンク７へ、圧力計１５
の指示値が所定の圧力になるまで供給する。
ここでシステムが停止となった場合、制御装に１７より
指令が出されバルブ１０．１１が全開となりバルブ１２
．１３が開き貯蔵タンク７より空気極及び燃ｎ極入［」
へ、貯蔵されていたガスが供給され、燃料電池及びその
後流の改質器燃焼部をパージする。又改質器反応部３の
入口へもバルブ１８を介して貯蔵タンク７よりガスが供
給され、燃料極１の入Ｌ１までの間の機器、配管内に残
留している可燃ガスをパージする。以上の手順にてシス
テム内の酸素、水素及びその他の可燃ガスを速やかにシ
ステムの外へ排出する。
指令が出されバルブ１０．１１が全開となりバルブ１２
．１３が開き貯蔵タンク７より空気極及び燃ｎ極入［」
へ、貯蔵されていたガスが供給され、燃料電池及びその
後流の改質器燃焼部をパージする。又改質器反応部３の
入口へもバルブ１８を介して貯蔵タンク７よりガスが供
給され、燃料極１の入Ｌ１までの間の機器、配管内に残
留している可燃ガスをパージする。以上の手順にてシス
テム内の酸素、水素及びその他の可燃ガスを速やかにシ
ステムの外へ排出する。
本実施例によれば、パージガスとしてシステム内から発
生する燃焼排ガスを使用することができ外部から別にパ
ージガスを供給する必要がなくなるという効果がある。
生する燃焼排ガスを使用することができ外部から別にパ
ージガスを供給する必要がなくなるという効果がある。
本発明によれば外部からパージ用ガスの補給をすること
なく、システム停止時における燃料電池及び改質器のパ
ージを行なうことができ、経済性の高い燃料電池発電シ
ステムを実現することができる。
なく、システム停止時における燃料電池及び改質器のパ
ージを行なうことができ、経済性の高い燃料電池発電シ
ステムを実現することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す燃料電池発電システム
のフロー図である。 １・・燃料電池燃料極、２・・・燃料電池空気極、３・
・・改質器反応部、４・・・改質器燃焼部、５・・圧縮
機。 ６・・ＧＯ変成器、７・・・貯蔵タンク、８・・・ブロ
ア、９・・・冷却Ｚ；÷、１０〜１４．１８〜２１・・
・バルブ、１５・・・圧力計、１６．１７・・・制御装
置、２２・・・電気出力計。
のフロー図である。 １・・燃料電池燃料極、２・・・燃料電池空気極、３・
・・改質器反応部、４・・・改質器燃焼部、５・・圧縮
機。 ６・・ＧＯ変成器、７・・・貯蔵タンク、８・・・ブロ
ア、９・・・冷却Ｚ；÷、１０〜１４．１８〜２１・・
・バルブ、１５・・・圧力計、１６．１７・・・制御装
置、２２・・・電気出力計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、燃料極と空気極とを有する燃料電池と、反応部と燃
焼部とを有する改質器と、該改質器反応部を介して燃料
電池燃料極へ燃料を供給する燃料供給装置と、前記燃料
電池空気極へ空気を供給する空気供給装置とを有する燃
料電池発電システムにおいて、前記改質器燃焼部からの
排出ガスを昇圧し貯蔵しておき、前記システムの停止の
際に、前記貯蔵排出ガスを燃料極入口、空気極入口及び
改質器燃焼部へ供給し、不活性ガスによるシステム内の
パージを行なうことを特徴とする燃料電池システムの運
転方法。 ２、燃料極と空気極とを有する燃料電池と、反応部と燃
焼部とを有する改質器と、該改質器反応部を介して燃料
電池燃料極へ燃料を供給する燃料供給装置と、前記燃料
電池空気極へ空気を供給する空気供給装置とを有する燃
料電池発電システムにおいて、前記改質器燃焼部からの
排出ガスを昇圧する装置と該昇圧後のガスを貯蔵する貯
蔵設備と、該貯蔵設備からシステム内へ貯蔵ガスを供給
する装置とを有することを特徴とする燃料電池発電シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63016963A JPH01195671A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 燃料電池発電システムとその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63016963A JPH01195671A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 燃料電池発電システムとその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01195671A true JPH01195671A (ja) | 1989-08-07 |
Family
ID=11930758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63016963A Pending JPH01195671A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 燃料電池発電システムとその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01195671A (ja) |
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| KR100757440B1 (ko) * | 2005-09-16 | 2007-09-11 | 엘지전자 주식회사 | 연료전지의 퍼지 장치 |
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-
1988
- 1988-01-29 JP JP63016963A patent/JPH01195671A/ja active Pending
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