JPH02119060A - 燃料電池発電装置 - Google Patents

燃料電池発電装置

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Publication number
JPH02119060A
JPH02119060A JP63270764A JP27076488A JPH02119060A JP H02119060 A JPH02119060 A JP H02119060A JP 63270764 A JP63270764 A JP 63270764A JP 27076488 A JP27076488 A JP 27076488A JP H02119060 A JPH02119060 A JP H02119060A
Authority
JP
Japan
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air
heated
gas
fuel cell
exhaust pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63270764A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisatake Matsubara
松原 久剛
Yutaka Mizuno
裕 水野
Toshiji Hanashima
利治 花嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
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Publication of JPH02119060A publication Critical patent/JPH02119060A/ja
Priority to US08/290,141 priority patent/USRE35002E/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、簡単な機構で起動から定常運転までの温度立
ち」二がりを短時間に実施できるようにした燃料電池発
電装置に関する。
〔従来技術〕
燃料電池は、燐酸などの電解質を含浸した電解質層を間
に挟んで燃料極と空気極とを設け、このうちの燃料極に
改質装置で生成した水素主体の改質ガスを供給すると共
に、他方の空気極に空気を供給して、上記電解質層で水
素と酸素を反応させることにより水と電気を発生させる
ようにしたものである。
上記反応は発熱反応であって温度が高いほど発電効率が
よいため、一般に定常運転時には冷却ジャケットなどに
よって材料の耐熱性の範囲までを限界として調整し、2
00℃近辺の温度で運転されるようになっている。この
ため燃料電池を起動するには、低温の起動時から出来る
だけ速やかに200℃近辺の温度まで立ち上がらせるよ
うにすることが、効率的な発電を行う」二で重要である
とされている。
従来、このような起動時対策としては、空気供給通路中
にヒータを設け、空気極に供給する空気温度を昇温させ
るようにしていた。しかし、空気供給通路中にヒータを
設けることは、装置を?jX 9fflにするばかりか
、非常に大きな電気エネルギを必要とし、運転管理を非
常に面倒にするという問題があった。
また、改質装置の加熱排ガスを冷却ジ→・ゲントに一時
的に供給することにより燃料電池を昇温させるとい・っ
ものも捷案されている(特開昭62−66578号公報
参照)。し、かし、この装置では余分な配管売行うこと
によって装置を複ぐ(1にするとい・う問題があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的ば、上述(7た従来の問題を解消と7、極
めて簡単な機構によ、って起動から定常運転までの温度
の立ち−」二がりを速やかに行えるようにした燃料電池
発電装置を擾供することにある。
〔課題を解決するだめの1−段〕 」−記目的を達成する本発明は、改質装置で生成した燃
料の改質ガスを燃料電池の燃料極に供給すると共に、空
気供給管6、二取り入れた空気を前記燃料電池の空気極
ダニ供給1.′T、発電を行う燃料電池発電装置におい
て、前記改質装置の加熱ガス排気管の出目と前記空気供
給管の入口とを切換弁を介して連結し、該切換弁の切換
えGこより加熱排ガスと空気とを前記空気極に切換供給
可能にし、かつ前記加熱ガス排気管から前記空気極出口
側の排気管までの管路に送風機を直列に接続したことを
特徴とするものである。
このように送風機を、加熱ガス排気管から空気極出口側
の排気管までの管路中に直列に接続することにより、過
剰の空気(酸素)を空気供給管に取り込むことが可能に
なり、起動時において上記加熱された空気を空気極に対
(,7積極的に供給することができるよ・うになるので
ある。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例からなる燃料電池発電装置の概
略を示すものであり、1は改質装置、2ば燃料電池であ
る。
上記燃料電池2は、電解層21を間tこ挾んで両側に燃
料極22点空気極23を配置した準電池と冷却通路24
とを積層(−2で構成されている。
一方、F:、記改質装置1 ?;!下部δこバーナ3を
設げ1.その」1方に蒸発器4を設け、さらにその上方
に触媒層5を設けている。バーナ3には、燃料タンク6
から燃焼用燃料(例えばメタノール)がポンプ7Q、=
よって供給され、その燃料を送風機8から供給される空
気によって燃焼して加熱ガスにする。蒸発器4には、燃
料タンク9から反応用燃料(例えばメタノールと水との
混合液)がポンプ10によって供給され、バーナ3の加
熱によって気化されるようになっている。
蒸発器4で気化された燃料ガスは触媒層5に入り、そこ
で反応して水素主体の改質ガスに変化する。この改質ガ
スは、改質ガス供給管11から貯溜部14を経、さらに
供給管1.13から一ト記燃料電池2の燃料極22に供
給されるようになっている。
上記バーナ3で発生した加熱ガスは、蒸発器4と触媒層
5を加熱したのち、加熱ガス排気管12から排気される
。一方、16は燃料電池2の空気極23に対して空気を
供給する空気供給管であり、その途中には送風機19が
接続されている。、−の空気供給管16から空気極23
へ供給された空気は、燃料極22に供給された改質ガス
と反応し7て水になると共に電気を発生する。ここで反
応に供されなかった残余の空気は排気管25へ排出され
る。
上記空気供給管16の上流側は、四方切換弁18を介t
7て空気入口管17.加熱ガス排気管12、加熱ガス排
気口13の3部分に対して連結されている。そして、こ
の四方切換弁18を切換操作することによって、第2図
Aのように加熱ガス排気管12と加熱ガス排気口13と
の間及び空気入口管17と空気供給管16との間をそれ
ぞれ連通ずる場合と、第2図Bのように加熱ガス排気管
12と空気供給管16との間及び加熱ガス排気口13と
空気入1コ管17との間をそれぞれ連通ずる場合とに切
換可能になっている。
したがって、上述した燃料電池発電装置によれば、この
装置を起動する時に、四方切換弁18を第2図Bのよう
に切り換えるご七によって、加熱ガス排気管12の加熱
排ガスを空気供給管16へ供給し、これを燃料電池2の
空気極23および冷却通路24に対して供給することが
できる。このときの加熱排ガスは、送風機19によって
積極的に吸引されるため、バーナ3例の吸気口から過剰
の空気(酸素)が混入し、多量の未反応酸素が混入した
ものとなっている。このため燃料電池2において、燃料
極22に供給された改質ガスの水素と反応して十分な発
電を行うことができるようになっている。また、−り記
加熱排ガスは高温であるため、起動時の低温の燃料電池
2は短時間のうらに定常運転時の高温(例えば180℃
)にまで昇温することができる。
このように燃料電池2が定常運転時の所定の温度に達し
たら、上記四方切換弁18を第2図Aのように切り換え
れば、空気入口管17から導入した空気を空気極23に
供給することができ、通常の発電操作を行・うことがで
きる。
また、上述の燃料電池発電装置は、加熱ガス排気管と空
気供給管との間に切換弁を介在させ、かつ送風機を挿入
するだけの極めて簡mな構成であって、余分な管路を何
等付設していないため、同一の空気供給管を使用するだ
けで発電装置の起動、定常運転、停止の全てを実施する
ことができる。
なお、本発明において、上記送風機19は加熱ガス排気
管12がら空気排気管25までの間に直列に連結されて
いれば、その位置は特に限定されない。したが、って、
第1図中に想像線で示すように、送風機I9を燃料電池
2より下流側の排気管25に接続することもできる。
また、−1−述した実施例では、空気供給管16を加熱
ガス排気管12と空気入I」管17とに交互に切り換え
る1段とし7て、四方切換弁18を使用したが、交互の
切り換えが可能なものであれば必ずしも四方切換弁であ
る必要はない。第3図の例は、上記四方切換弁に代えて
、三方切換弁18aと三方切換弁18dとの組み合ね・
仕を使用1−たものである。また、第4図の例は3個の
ニ一方切換弁18b、18C,18dを組み合わ」kで
使用したものである。、これらの例は切換弁の数が多く
なるという不利はあるが、いずれの場合も一]二記四方
切換弁と同様の作用効果を得る、−とができる。
〔発明の効果〕
本発明の燃料電池発電装置は、上3A; I、たよ・)
に改質装置の加熱ガス排気管の出りと前記空気供給管の
入1口とを切換弁を介して連結し、該切換弁の切換えに
より加熱排ガスと空気と4空気極に切換供給可能にし、
かつ加熱ガス排気管から空気極出口側の排気管までの管
路に送風機を直列に接続した構成からなるものである。
したがって、J二記送風機によって加熱排ガス中に過剰
の空気(酸素)を混入させて空気供給管に取り込むこと
が可能になると共に、起動時において、その加熱された
空気を空気極に対して積極的に供給することができるよ
う乙こなるから、簡単な機構によって起動から定常運転
までの温度の立ちトがりを速やかに行うことができるよ
・うになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例からなる燃料電池発電装置の概
略図、第2図A、Bはそれぞれ同燃料電池発電装置に設
けられた切換弁の作動説明図、第3図および第4図はそ
れぞれ他の実施例からなる燃料電池発電装置の概略図で
ある。 ■・・・改質装置、2・・・燃料電池、11.lla・
・・改質ガス供給管、12・・・加熱ガス排気管、13
・・・加熱ガス■ト気口、16・・・空気供給管、17
・・・空気入口管、18・・・四方切換弁(切換弁)、
18 a−・・三方切換弁(切換弁)、18b、18c
、18d・・・三方切換弁(切換弁)、19・・・送風
機、22・・・燃料極、23・・・空気極、25・・・
排気管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 改質装置で生成した燃料の改質ガスを燃料電池の燃料極
    に供給すると共に、空気供給管に取り入れた空気を前記
    燃料電池の空気極に供給して発電を行う燃料電池発電装
    置において、前記改質装置の加熱ガス排気管の出口と前
    記空気供給管の入口とを切換弁を介して連結し、該切換
    弁の切換えにより加熱排ガスと空気とを前記空気極に切
    換供給可能にし、かつ前記加熱ガス排気管から前記空気
    極出口側の排気管までの管路に送風機を直列に接続した
    燃料電池発電装置。
JP63270764A 1988-10-28 1988-10-28 燃料電池発電装置 Pending JPH02119060A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63270764A JPH02119060A (ja) 1988-10-28 1988-10-28 燃料電池発電装置
US08/290,141 USRE35002E (en) 1988-10-28 1994-08-15 Fuel cell system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63270764A JPH02119060A (ja) 1988-10-28 1988-10-28 燃料電池発電装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02119060A true JPH02119060A (ja) 1990-05-07

Family

ID=17490669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63270764A Pending JPH02119060A (ja) 1988-10-28 1988-10-28 燃料電池発電装置

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JP (1) JPH02119060A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005294135A (ja) * 2004-04-02 2005-10-20 Idemitsu Kosan Co Ltd 燃料電池システム及びその運転方法
JP2006252934A (ja) * 2005-03-10 2006-09-21 Toyota Motor Corp 空冷式燃料電池システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005294135A (ja) * 2004-04-02 2005-10-20 Idemitsu Kosan Co Ltd 燃料電池システム及びその運転方法
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