JPH02119062A - 燃料電池発電プラントにおける水素燃料改質装置 - Google Patents
燃料電池発電プラントにおける水素燃料改質装置Info
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- JPH02119062A JPH02119062A JP1218415A JP21841589A JPH02119062A JP H02119062 A JPH02119062 A JP H02119062A JP 1218415 A JP1218415 A JP 1218415A JP 21841589 A JP21841589 A JP 21841589A JP H02119062 A JPH02119062 A JP H02119062A
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、りん酸燃料電池を用いた発電プラントに関
するもので、特に、発電プラントの動力部の冷却にアノ
−ドガスとともに流通する水を用い、さらに炭化水素燃
料改質用の水源としてアノードの排出物を用いる発電プ
ラントに関するものである。
するもので、特に、発電プラントの動力部の冷却にアノ
−ドガスとともに流通する水を用い、さらに炭化水素燃
料改質用の水源としてアノードの排出物を用いる発電プ
ラントに関するものである。
［従来の技術］
燃料電池の動力部は、主に水蒸気を循環することによっ
て冷却されている。このための冷却水は、動力部を通る
冷却水通路を介して供給され、この動力部で過熱されて
液相と気相の状態となる。液相及び気相の混合体として
動ツノ部より排出され、液相の冷却水と気相の水蒸気を
分離する水蒸気分離器ｉ器に導入される。この水蒸気分
離器によって分離された気相の水蒸気は、発電プラント
の動力部の炭化水素燃料改質部に導入され、生燃料を水
素を燃料電池のアノードで用いるのに適した増量した燃
料に触媒改質４−るための反応剤として用いられる。こ
の形式の燃料電池の冷却装置においては、上記（７た水
魚気分ａ’／Ｓを用いる必要があり、また、水蒸気分離
器によって水蒸気を分離された液相の冷却水を冷却水通
路に還流するために、冷却水を処理する補助装置が必要
となる。また、このために動力部内に相互に分離された
複数の冷却水通路を形成することが必要となる。
て冷却されている。このための冷却水は、動力部を通る
冷却水通路を介して供給され、この動力部で過熱されて
液相と気相の状態となる。液相及び気相の混合体として
動ツノ部より排出され、液相の冷却水と気相の水蒸気を
分離する水蒸気分離器ｉ器に導入される。この水蒸気分
離器によって分離された気相の水蒸気は、発電プラント
の動力部の炭化水素燃料改質部に導入され、生燃料を水
素を燃料電池のアノードで用いるのに適した増量した燃
料に触媒改質４−るための反応剤として用いられる。こ
の形式の燃料電池の冷却装置においては、上記（７た水
魚気分ａ’／Ｓを用いる必要があり、また、水蒸気分離
器によって水蒸気を分離された液相の冷却水を冷却水通
路に還流するために、冷却水を処理する補助装置が必要
となる。また、このために動力部内に相互に分離された
複数の冷却水通路を形成することが必要となる。
また、燃料電池発電プラントの動力部を冷却するために
、気相ガスに含有される水蒸気成分を用いられることが
提案されている。この場合に用いられるガスは、冷却通
路に流通する空気又は反応ガスとされる。アール、ジエ
イ、ヴエルセイン（Ｉ？。
、気相ガスに含有される水蒸気成分を用いられることが
提案されている。この場合に用いられるガスは、冷却通
路に流通する空気又は反応ガスとされる。アール、ジエ
イ、ヴエルセイン（Ｉ？。
Ｊ、 Ｖｅｒｔｈｅｉｍ）に１９８７年７月７１の付与
されたアメリカ特許第４，６７８，７２３号には、この
種の装置が提案されている。このアメリカ特許の示され
た技術によれば、霧状の冷却水がカソードの排出ガスに
向かって噴出され、水蒸気の状態で動力部の冷却通路に
導入される。水蒸気を含む冷却通路の排出物中の水蒸気
は、自動熱改質装置に導入される。
されたアメリカ特許第４，６７８，７２３号には、この
種の装置が提案されている。このアメリカ特許の示され
た技術によれば、霧状の冷却水がカソードの排出ガスに
向かって噴出され、水蒸気の状態で動力部の冷却通路に
導入される。水蒸気を含む冷却通路の排出物中の水蒸気
は、自動熱改質装置に導入される。
［発明の解決しようとする課題］
上述したように、後者の燃料電池発電プラントにおいて
は、燃料の改質を行うために自動熱改質装置が必要とな
る。また、この種の改質装置においては、燃料の改質に
用いる反応剤として、水蒸気等の気相の水が用いられて
いるため、改質装置内の内部圧力が制限され、この結果
、改質のために用いられる熱が、低くなり熱による改質
効率が低くなる問題点を有していた。
は、燃料の改質を行うために自動熱改質装置が必要とな
る。また、この種の改質装置においては、燃料の改質に
用いる反応剤として、水蒸気等の気相の水が用いられて
いるため、改質装置内の内部圧力が制限され、この結果
、改質のために用いられる熱が、低くなり熱による改質
効率が低くなる問題点を有していた。
そこで、本発明の目的は、自動熱改質装置を必要とせず
、改質装置内の内部圧力を従来のものに比べて高くする
ことが出来、従って熱消費率を低くして改質効率を向上
することが出来る燃料電池の燃料改質装置を提供するこ
とがある。
、改質装置内の内部圧力を従来のものに比べて高くする
ことが出来、従って熱消費率を低くして改質効率を向上
することが出来る燃料電池の燃料改質装置を提供するこ
とがある。
また、本発明の目的は、燃料改質の反応剤として水蒸気
を用いない燃料電池発電プラントを提供することにある
。
を用いない燃料電池発電プラントを提供することにある
。
「課題を解決するための手段］
上記及び上記以外の目的を達成するために、本発明の第
一の構成によれば、カソード手段とアノード手段とを含
む燃料電池スタックと、カソード手段に加圧空気を供給
する第一の手段と、 水素を増量した燃料ガスを前記アノード手段に導入して
加圧空気と燃料ガス間に電気化学反応を生起して電力を
発生するとともに水を生成する第二の手段と、 酸素消費（７た空気と生成水の混合排出物をカソード手
段より排出する第一の排出手段と、前記アノード手段に
噴霧状の冷却水を供給して、首記水素増量燃料と噴霧状
冷却水の混合物を形成し、前記噴霧状冷却水を前記アノ
ード手段内で気化させて燃料電池スタックを冷却する第
三の手段と、 水素を消費したガス及び水蒸気の混合排出物を前記アノ
ード手段より排出する第二の排出手段と、生炭化水素燃
料を前記水素槽！ｎ燃料に改質するための燃料改質手段
と、及び 前記水素を消費したガスと水蒸気の混合排出物を前記燃
料改質手段に導入して、改質反応に用いる水を供給する
第四の手段とによって構成したことを特徴とする燃料電
油発電プラントの燃料改質装置が提供される。
一の構成によれば、カソード手段とアノード手段とを含
む燃料電池スタックと、カソード手段に加圧空気を供給
する第一の手段と、 水素を増量した燃料ガスを前記アノード手段に導入して
加圧空気と燃料ガス間に電気化学反応を生起して電力を
発生するとともに水を生成する第二の手段と、 酸素消費（７た空気と生成水の混合排出物をカソード手
段より排出する第一の排出手段と、前記アノード手段に
噴霧状の冷却水を供給して、首記水素増量燃料と噴霧状
冷却水の混合物を形成し、前記噴霧状冷却水を前記アノ
ード手段内で気化させて燃料電池スタックを冷却する第
三の手段と、 水素を消費したガス及び水蒸気の混合排出物を前記アノ
ード手段より排出する第二の排出手段と、生炭化水素燃
料を前記水素槽！ｎ燃料に改質するための燃料改質手段
と、及び 前記水素を消費したガスと水蒸気の混合排出物を前記燃
料改質手段に導入して、改質反応に用いる水を供給する
第四の手段とによって構成したことを特徴とする燃料電
油発電プラントの燃料改質装置が提供される。
なお、首記第四の手段は、前記燃料改質装置に付設する
バーナに前記前記水素を消費したガスと水蒸気の混合排
出物の一部を供給する第一の通路手段と、残余の混合排
出物を前記燃料改質手段に導入する第二の通路手段によ
って構成され、ＯＳｊ記バーナに供給された混合排出物
がバーナにより燃焼されて熱を発生するように構成する
ことも出来る。
バーナに前記前記水素を消費したガスと水蒸気の混合排
出物の一部を供給する第一の通路手段と、残余の混合排
出物を前記燃料改質手段に導入する第二の通路手段によ
って構成され、ＯＳｊ記バーナに供給された混合排出物
がバーナにより燃焼されて熱を発生するように構成する
ことも出来る。
また、前記第一の手段は、前記空気を加圧するターボ圧
縮機と、＋ｉｉ記バーナの排気ガスと前記カソードの排
出物を前記ターボ圧縮機に供給する通路手段とをａして
おり、前記ターボ圧縮機は首記Ｖτｊ記バーナの排気ガ
スと１）；１記カソードの排出物によって運転されるよ
うに構成することも可能である。この場合 前記第一の
手段には、前記前記前記バーナの排気ガスと１１７ｉ記
カソードの排出物を、前記ターボ圧縮機に導入するまえ
に混合する手段を１役けることが望ましい。
縮機と、＋ｉｉ記バーナの排気ガスと前記カソードの排
出物を前記ターボ圧縮機に供給する通路手段とをａして
おり、前記ターボ圧縮機は首記Ｖτｊ記バーナの排気ガ
スと１）；１記カソードの排出物によって運転されるよ
うに構成することも可能である。この場合 前記第一の
手段には、前記前記前記バーナの排気ガスと１１７ｉ記
カソードの排出物を、前記ターボ圧縮機に導入するまえ
に混合する手段を１役けることが望ましい。
また、本発明の第二の構成によれば、カソード部とアノ
ード部を有する燃料電池スタックと、前記アノード部に
改質された燃料を供給する熱燃料改質装置とを有する燃
料電池発電プラントにおいて、 霧状の水を前記アノード部内に流通する燃料流に向かっ
て噴射し、前記水の気化によって前記燃料電池スタック
を冷却する霧状水供給手段と、水蒸気を含むアノード排
気ガスをアノード部より排気するアノード排気手段と、 「１η記アノ一ド排気手段と前記燃料改質装置を接続し
て、前記アノード排気ガスを前記燃料改質装置に導入し
て、燃料改質に用いる水を供給するアノード排気ガス通
路手段とによって構成したことを特徴とする燃料電池発
電プラントの水供給装置が提供される。
ード部を有する燃料電池スタックと、前記アノード部に
改質された燃料を供給する熱燃料改質装置とを有する燃
料電池発電プラントにおいて、 霧状の水を前記アノード部内に流通する燃料流に向かっ
て噴射し、前記水の気化によって前記燃料電池スタック
を冷却する霧状水供給手段と、水蒸気を含むアノード排
気ガスをアノード部より排気するアノード排気手段と、 「１η記アノ一ド排気手段と前記燃料改質装置を接続し
て、前記アノード排気ガスを前記燃料改質装置に導入し
て、燃料改質に用いる水を供給するアノード排気ガス通
路手段とによって構成したことを特徴とする燃料電池発
電プラントの水供給装置が提供される。
さらに、本発明の第三の構成によれば、カソード部とア
ノード部を仔する燃料電池スタックと、前記アノード部
に改質された燃料を供給する熱燃料改質装置とを有する
燃料電池発電プラントにおいて、 所定圧力の加圧空気を前記カソード部に導入する加圧空
気供給手段と、 霧状の水を前記アノード部内に流通する燃料流に向かっ
て噴射し、１ｉｉｊ記水の気化によって前記燃料電池ス
タックを冷却する霧状水供給手段と、前記カソード部よ
りカソード排気ガスを排気するカソード排気手段と、 水蒸気を含むアノード排気ガスをアノード部より排気す
るアノード排気手段と、 前記アノード排気手段と＋Ｆｊ記燃料改質装置を接続し
て、１１１ｊ記γノード排気ガスを１″Ｉｆｊ記燃料改
質装置に導入して、燃料改質に用いる水を供給するアノ
ード排気ガス通路手段、 前記加圧空気り（給手段に連関され、少なくとも前記カ
ソード排気ガスを導入して前記加圧空気供給手段の駆動
力を発生ずる駆動力供給手段とによって構成したことを
特徴とする燃料電池発電プラントの水供給装置が提供さ
れる。
ノード部を仔する燃料電池スタックと、前記アノード部
に改質された燃料を供給する熱燃料改質装置とを有する
燃料電池発電プラントにおいて、 所定圧力の加圧空気を前記カソード部に導入する加圧空
気供給手段と、 霧状の水を前記アノード部内に流通する燃料流に向かっ
て噴射し、１ｉｉｊ記水の気化によって前記燃料電池ス
タックを冷却する霧状水供給手段と、前記カソード部よ
りカソード排気ガスを排気するカソード排気手段と、 水蒸気を含むアノード排気ガスをアノード部より排気す
るアノード排気手段と、 前記アノード排気手段と＋Ｆｊ記燃料改質装置を接続し
て、１１１ｊ記γノード排気ガスを１″Ｉｆｊ記燃料改
質装置に導入して、燃料改質に用いる水を供給するアノ
ード排気ガス通路手段、 前記加圧空気り（給手段に連関され、少なくとも前記カ
ソード排気ガスを導入して前記加圧空気供給手段の駆動
力を発生ずる駆動力供給手段とによって構成したことを
特徴とする燃料電池発電プラントの水供給装置が提供さ
れる。
さらに、本発明の第四の構成によれば、カソード部とア
ノード部を有する燃料電池スタックと、前記アノード部
に改質された燃料を供給するために設置）られ、熱改質
を行うため加熱装置を有する熱燃料改質装置とを持つ燃
料電池発電プラントにおいて、 霧状の水を前記アノードｉｉ（内に流通する燃料流に向
かって噴射し、前記水の気化によって前記燃料電池スタ
ックを冷却する霧状水供給手段と、水蒸気を含むアノー
ド排気ガスをアノード部より排気するアノード排気手段
と、 前記アノード排気手段と前記加熱装置を接続１゜て、該
加熱装置内で前記アノード排気ガスを燃焼させるために
前記アノード排気ガスを前記加熱装置の導入するアノー
ド排気ガス通路手段とによって構成したことを特徴とす
る燃料電池発電プラントが提供される。
ノード部を有する燃料電池スタックと、前記アノード部
に改質された燃料を供給するために設置）られ、熱改質
を行うため加熱装置を有する熱燃料改質装置とを持つ燃
料電池発電プラントにおいて、 霧状の水を前記アノードｉｉ（内に流通する燃料流に向
かって噴射し、前記水の気化によって前記燃料電池スタ
ックを冷却する霧状水供給手段と、水蒸気を含むアノー
ド排気ガスをアノード部より排気するアノード排気手段
と、 前記アノード排気手段と前記加熱装置を接続１゜て、該
加熱装置内で前記アノード排気ガスを燃焼させるために
前記アノード排気ガスを前記加熱装置の導入するアノー
ド排気ガス通路手段とによって構成したことを特徴とす
る燃料電池発電プラントが提供される。
［実 施 例］
以下に、本発明の好適実施例による燃料電池発電プラン
トにおける、燃料改質装置を添付する図面を参照しなが
ら説明する。
トにおける、燃料改質装置を添付する図面を参照しなが
ら説明する。
燃料電池発電プラントの動力部２は、燃料電池スタック
によって構成されており、アノード部４とカソード部６
とを有している。即ち、周知のように動力部２は、それ
ぞれがアノードとカソードを（ｉする燃料電池を積層し
て形成されている。カソードとアノードの反応剤は、そ
れぞれスタックの側部に形成するマニホールドを介して
供給され、それぞれ入口側マニホールドから出１」側マ
ニホールドに向かって流れる。カソードの反応剤は、ス
タックのカソード部を通って所定方向に流れ、アノード
の反応剤は、カソードの反応剤の流れ方向に対して９０
゛の方向に流れる。なお、図においては便宜上、燃料電
池スタックを簡略化して示（２ており、図示の都合−１
−カソードの反応剤及びアノードの反応剤の流れの方向
は平行に示されている。
によって構成されており、アノード部４とカソード部６
とを有している。即ち、周知のように動力部２は、それ
ぞれがアノードとカソードを（ｉする燃料電池を積層し
て形成されている。カソードとアノードの反応剤は、そ
れぞれスタックの側部に形成するマニホールドを介して
供給され、それぞれ入口側マニホールドから出１」側マ
ニホールドに向かって流れる。カソードの反応剤は、ス
タックのカソード部を通って所定方向に流れ、アノード
の反応剤は、カソードの反応剤の流れ方向に対して９０
゛の方向に流れる。なお、図においては便宜上、燃料電
池スタックを簡略化して示（２ており、図示の都合−１
−カソードの反応剤及びアノードの反応剤の流れの方向
は平行に示されている。
カソード部４の酸素反応剤を供給する空気は、空気入１
コライン８よりタービン１２によって駆動される圧縮機
ＩＯを介して空気入１］８より導入される。この圧縮機
ｌＯは、導入された空気を２００ｐｓｉ乃至６００ｐｓ
ｉの圧力範囲で圧縮する。
コライン８よりタービン１２によって駆動される圧縮機
ＩＯを介して空気入１］８より導入される。この圧縮機
ｌＯは、導入された空気を２００ｐｓｉ乃至６００ｐｓ
ｉの圧力範囲で圧縮する。
なお、実際の運転においては、圧縮機の吐出圧力は４０
０ｐｓｉ程度とするのが望ましい。圧縮機１０で圧縮、
加圧された空気は、導入ライン１４を介してカソード部
に導入される。
０ｐｓｉ程度とするのが望ましい。圧縮機１０で圧縮、
加圧された空気は、導入ライン１４を介してカソード部
に導入される。
メタン用の生の炭化水素は、燃料供給ライン１Ｇを介（
２てカソード）′ｌりに導入される。燃料は、まず熱交
換器１８に導入され、この熱交換器１８内において約６
００°Ｆに昇温される。昇温された燃料は生燃料通路２
０を介して燃料改質装置２２内に導入される。水素含量
を増加するように改質されたアノード燃料は、約１４５
０”Ｆの温度で改質装置２２より供給ライン２４を経て
再度熱交換器１８に導入される。燃料改質装置２２から
熱交換器１８に導入された高温の燃料は熱交換によって
新たに熱交換器に導入される生燃料の加熱に用いられる
。このため、熱交換器Ｉ８より熱交換器２８．３０を通
って供給ライン２６に供給される改質燃料の温度を４２
５°Ｆとなっている。改質燃料は、供給ライン２６を通
って成分調整器３２に導入され、乾燥状態の一酸化炭素
量を０．７％に調整される。その後、改質燃料は、アノ
ード側供給ライン３４をへて、燃料電池スタック２のア
ノード部６に導入される。
２てカソード）′ｌりに導入される。燃料は、まず熱交
換器１８に導入され、この熱交換器１８内において約６
００°Ｆに昇温される。昇温された燃料は生燃料通路２
０を介して燃料改質装置２２内に導入される。水素含量
を増加するように改質されたアノード燃料は、約１４５
０”Ｆの温度で改質装置２２より供給ライン２４を経て
再度熱交換器１８に導入される。燃料改質装置２２から
熱交換器１８に導入された高温の燃料は熱交換によって
新たに熱交換器に導入される生燃料の加熱に用いられる
。このため、熱交換器Ｉ８より熱交換器２８．３０を通
って供給ライン２６に供給される改質燃料の温度を４２
５°Ｆとなっている。改質燃料は、供給ライン２６を通
って成分調整器３２に導入され、乾燥状態の一酸化炭素
量を０．７％に調整される。その後、改質燃料は、アノ
ード側供給ライン３４をへて、燃料電池スタック２のア
ノード部６に導入される。
霧状の冷却水は、燃料電池スタック２のアノード部６に
ライン３６を介して噴射される。アノード部６に吹き込
まれた霧状の冷却水は、気化して燃料電池スタック２よ
り気化熱を奪うことによって、これを冷却し、アノード
部６の出口より排出ライン３８を経て流通する未反応の
水素と水を含む水蒸気を生成する。未反応水素及び水を
含有するアノード排出ガスは、熱交換器２８を経て約７
２３°Ｆの温度でライン４０に導入される。ライン４０
に流通するアノード排出ガスは、弁４２によって約４７
％がライン４４を通って改質装置２２に導入され、約５
３％がライン４６を経て改質装置のバーナ２３に導入さ
れて、燃焼され改質装置による熱改質を行うための熱を
発生する。一方、改質装置２２に導入されたアノード排
出ガス中の水分は、改質装置内の燃料改質のための反応
剤として作用する。改質装置のバーナ２３の排気ガス中
には水蒸気が含有されており、この水蒸気はライン４６
を通って弁４８に供給される。弁４８には、ライン５０
を経てカソード側の排出ガスが導入されており、ライン
４６より供給されるバーナ２３の排気ガスは、カソード
側の排出ガスと弁４８内で混合される。
ライン３６を介して噴射される。アノード部６に吹き込
まれた霧状の冷却水は、気化して燃料電池スタック２よ
り気化熱を奪うことによって、これを冷却し、アノード
部６の出口より排出ライン３８を経て流通する未反応の
水素と水を含む水蒸気を生成する。未反応水素及び水を
含有するアノード排出ガスは、熱交換器２８を経て約７
２３°Ｆの温度でライン４０に導入される。ライン４０
に流通するアノード排出ガスは、弁４２によって約４７
％がライン４４を通って改質装置２２に導入され、約５
３％がライン４６を経て改質装置のバーナ２３に導入さ
れて、燃焼され改質装置による熱改質を行うための熱を
発生する。一方、改質装置２２に導入されたアノード排
出ガス中の水分は、改質装置内の燃料改質のための反応
剤として作用する。改質装置のバーナ２３の排気ガス中
には水蒸気が含有されており、この水蒸気はライン４６
を通って弁４８に供給される。弁４８には、ライン５０
を経てカソード側の排出ガスが導入されており、ライン
４６より供給されるバーナ２３の排気ガスは、カソード
側の排出ガスと弁４８内で混合される。
カソード側の排出ガスには、カソード部４内において酸
素を消費された空気、カソードによる反応によって生成
された生成水が含ＩＴされている。
素を消費された空気、カソードによる反応によって生成
された生成水が含ＩＴされている。
このカソード側排出ガス、排出ライン５２を通り、熱交
換器３０によって約４６８”Ｆに加熱されて、ライン５
０に供給されている。
換器３０によって約４６８”Ｆに加熱されて、ライン５
０に供給されている。
弁４８によって生成されたバ・−す排気ガスとアノード
排出ガスの混合気は、好ましくは９１９” Ｆの温度と
４００ｐｓ ｉの圧力に調整されてタービンＩ２に供給
され、これを駆動する。タービン１２は、前記したよう
に圧縮機１０を駆動する。
排出ガスの混合気は、好ましくは９１９” Ｆの温度と
４００ｐｓ ｉの圧力に調整されてタービンＩ２に供給
され、これを駆動する。タービン１２は、前記したよう
に圧縮機１０を駆動する。
これと同時に、タービン１２は、発電機５４を駆動して
、燃料電池発電プラントの発電ｔ’Ｈの一部となる電力
を発電機５４によって発生させる。水蒸気を含量ｆする
タービン１２の排出ガスは、ライン５８を通ってコンデ
ンサ５６に導入される。コンデンサ５６は、タービン１
２の排出ガスより、水魚気分を復水して、霧状の冷却水
として再びライン３６に供給される。また、コンデンサ
中にガス状態で残留する残留ガスは、排気ライン５８を
通して排気される。
、燃料電池発電プラントの発電ｔ’Ｈの一部となる電力
を発電機５４によって発生させる。水蒸気を含量ｆする
タービン１２の排出ガスは、ライン５８を通ってコンデ
ンサ５６に導入される。コンデンサ５６は、タービン１
２の排出ガスより、水魚気分を復水して、霧状の冷却水
として再びライン３６に供給される。また、コンデンサ
中にガス状態で残留する残留ガスは、排気ライン５８を
通して排気される。
［発明の効果］
−Ｉ−記のように本発明によれば、気相と液相の水を分
離する必要がなく、従って水蒸気分離器が不要となり、
従って、燃料電池発電ブレンドの構成を簡素化すること
が出来る。また、本発明によれば、燃料改質装置内に蒸
気が生成されないため。
離する必要がなく、従って水蒸気分離器が不要となり、
従って、燃料電池発電ブレンドの構成を簡素化すること
が出来る。また、本発明によれば、燃料改質装置内に蒸
気が生成されないため。
圧力を高くすることが可能となる。またさらに、本発明
によれば、ｔ７η記したアメリカ特許第４．６７８．７
２３号で用いられていたような自動熱改質装置も不要と
なる。
によれば、ｔ７η記したアメリカ特許第４．６７８．７
２３号で用いられていたような自動熱改質装置も不要と
なる。
なお、本発明は、−１−記した特定の構成に限定される
ものではなく、特許請求の範囲に記載された要件を満足
するいかなる構成をも包含するものである。
ものではなく、特許請求の範囲に記載された要件を満足
するいかなる構成をも包含するものである。
添付図面は、本発明の好適実施例による、燃料電池発電
プラントの要部を１．めす回路図である。 ２・・・動力部（燃料電池スタック） １０・・・圧縮機 １２・・タービン ２２・・・燃料改質装置 ２３・・バーナ １８．２８．３０・・・熱交換器
プラントの要部を１．めす回路図である。 ２・・・動力部（燃料電池スタック） １０・・・圧縮機 １２・・タービン ２２・・・燃料改質装置 ２３・・バーナ １８．２８．３０・・・熱交換器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）カソード手段とアノード手段とを含む燃料電池ス
タックと、 カソード手段に加圧空気を供給する第一の手段と、 水素を増量した燃料ガスを前記アノード手段に導入して
加圧空気と燃料ガス間に電気化学反応を生起して電力を
発生するとともに水を生成する第二の手段と、 酸素消費した空気と生成水の混合排出物をカソード手段
より排出する第一の排出手段と、前記アノード手段に噴
霧状の冷却水を供給して、前記水素増量燃料と噴霧状冷
却水の混合物を形成し、前記噴霧状冷却水を前記アノー
ド手段内で気化させて燃料電池スタックを冷却する第三
の手段と、 水素を消費したガス及び水蒸気の混合排出物を前記アノ
ード手段より排出する第二の排出手段と、生炭化水素燃
料を前記水素増量燃料に改質するための燃料改質手段と
、及び 前記水素を消費したガスと水蒸気の混合排出物を前記燃
料改質手段に導入して、改質反応に用いる水を供給する
第四の手段とによって構成したことを特徴とする燃料電
池発電プラントの燃料改質装置。 （２）前記第四の手段は、前記燃料改質装置に付設する
バーナに前記前記水素を消費したガスと水蒸気の混合排
出物の一部を供給する第一の通路手段と、残余の混合排
出物を前記燃料改質手段に導入する第二の通路手段によ
って構成され、前記バーナに供給された混合排出物がバ
ーナにより燃焼されて熱を発生するようにしたことを特
徴とする請求項第１項に記載の装置。 （３）前記第一の手段は、前記空気を加圧するターボ圧
縮機と、前記バーナの排気ガスと前記カソードの排出物
を前記ターボ圧縮機に供給する通路手段とを有しており
、前記ターボ圧縮機は前記前記バーナの排気ガスと前記
カソードの排出物によって運転されるようにしたことを
特徴とする請求項第２項に記載の装置。 （４）前記第一の手段は、前記前記前記バーナの排気ガ
スと前記カソードの排出物を、前記ターボ圧縮機に導入
するまえに混合する手段を有している請求項第３項に記
載の装置。（５）カソード部とアノード部を有する燃料
電池スタックと、前記アノード部に改質された燃料を供
給する熱燃料改質装置とを有する燃料電池発電プラント
において、 霧状の水を前記アノード部内に流通する燃料流に向かっ
て噴射し、前記水の気化によって前記燃料電池スタック
を冷却する霧状水供給手段と、水蒸気を含むアノード排
気ガスをアノード部より排気するアノード排気手段と、 前記アノード排気手段と前記燃料改質装置を接続して、
前記アノード排気ガスを前記燃料改質装置に導入して、
燃料改質に用いる水を供給するアノード排気ガス通路手
段とによって構成したことを特徴とする燃料電池発電プ
ラントの水供給装置。 （６）カソード部とアノード部を有する燃料電池スタッ
クと、前記アノード部に改質された燃料を供給する熱燃
料改質装置とを有する燃料電池発電プラントにおいて、 所定圧力の加圧空気を前記カソード部に導入する加圧空
気供給手段と、 霧状の水を前記アノード部内に流通する燃料流に向かっ
て噴射し、前記水の気化によって前記燃料電池スタック
を冷却する霧状水供給手段と、前記カソード部よりカソ
ード排気ガスを排気するカソード排気手段と、 水蒸気を含むアノード排気ガスをアノード部より排気す
るアノード排気手段と、 前記アノード排気手段と前記燃料改質装置を接続して、
前記アノード排気ガスを前記燃料改質装置に導入して、
燃料改質に用いる水を供給するアノード排気ガス通路手
段、 前記加圧空気供給手段に連関され、少なくとも前記カソ
ード排気ガスを導入して前記加圧空気供給手段の駆動力
を発生する駆動力供給手段とによって構成したことを特
徴とする燃料電池発電プラントの水供給装置。 （７）カソード部とアノード部を有する燃料電池スタッ
クと、前記アノード部に改質された燃料を供給するため
に設けられ、熱改質を行うため加熱装置を有する熱燃料
改質装置とを持つ燃料電池発電プラントにおいて、 霧状の水を前記アノード部内に流通する燃料流に向かっ
て噴射し、前記水の気化によって前記燃料電池スタック
を冷却する霧状水供給手段と、水蒸気を含むアノード排
気ガスをアノード部より排気するアノード排気手段と、 前記アノード排気手段と前記加熱装置を接続して、該加
熱装置内で前記アノード排気ガスを燃焼させるために前
記アノード排気ガスを前記加熱装置の導入するアノード
排気ガス通路手段とによって構成したことを特徴とする
燃料電池発電プラント。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/236,091 US4865926A (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Hydrogen fuel reforming in a fog cooled fuel cell power plant assembly |
| US236,091 | 1988-08-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119062A true JPH02119062A (ja) | 1990-05-07 |
Family
ID=22888108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1218415A Pending JPH02119062A (ja) | 1988-08-24 | 1989-08-24 | 燃料電池発電プラントにおける水素燃料改質装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4865926A (ja) |
| EP (1) | EP0356906B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02119062A (ja) |
| CA (1) | CA1309129C (ja) |
| DE (1) | DE68907155T2 (ja) |
| DK (1) | DK416389A (ja) |
| ES (1) | ES2042908T3 (ja) |
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