JPH02220362A - 燃料電池装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水素や酸素などを燃料源とする燃料電池装置
及びそれを使用した無停電電源システムに関する。

〔従来の技術］ この種の装置としては、急激な負荷変動に対して瞬時に
応答できる負荷応答性が要求される。この要求に答える
ものとして、例えば特開昭５７−１４５２７６号公報に
記載さたものがある。その装置は、リホーマで改質され
た燃料ガスを容器に貯蔵し、これを電池装置の入口側に
供給するというものである。そして、負荷変動時に燃料
ガスを燃料極入口側に供給するこ・とで、電池装置内の
燃料ガスの欠乏を防止し、もって負荷応答性を向上しよ
うというものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、電池内の水素濃度の分布は、詳しくは後
述するが、燃料極入口側で高く、出口側で低くなるとい
う傾向がある。このような場合、従来装置のように、負
荷変動時に燃料極入口側に燃料ガスを供給すると、その
燃料極入口部の圧力が更に高くなるため、燃料極の圧力
が空気極に対して一方的に高くなる問題があった。

本発明は上記問題点を解消し、何ら他に障害を与えるこ
となく、負荷応答性を向上するようにした燃料電池装置
を提供することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、外部から供給された燃料ガス
を取込んで電池本体の燃料極に供給する燃料極マニホー
ルド、前記燃料極からの排ガスを取込んで外部に排出す
る燃料極出口マニホールドを有する燃料電池装置におい
て、前記燃料掻出ロマニホールドに燃料ガスを供給する
燃料ガス供給手段を設けることよって達成される。また
、前記燃料極出口マニホールド内の圧力を減圧する減圧
手段を設けることによっても達成され、更に燃料極入口
マニホールドに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段及
びこの燃料ガス供給と同時に燃料極出口マニホールドの
圧力を減圧する減圧手段を設けることによっても達成さ
れる。

前記燃料ガス供給手段としては、容器内に貯蔵された燃
料ガスを、弁の開閉動作によって吐出させるものである
。また、前記減圧手段としては、内部の圧力を減圧した
容器に弁の開閉によって燃料極出口マニホールドを吐出
させることで、その圧力を減圧するものである。更に、
減圧手段としては燃料極出口マニホールドの出口側に流
路抵抗を設け、この出口側の流路に並設して前記燃料極
出口マニホールドと前記流路抵抗の下流側を結ぶ流路に
弁を設け、この弁を開閉させて流路抵抗により生じる差
圧で燃料極出口マニホールドの圧力を減圧するものであ
る。

前記弁としては、負荷の増加を検出する検出手段の出力
によって開放し、所定時間後閉塞するものである。また
、前記弁としては、筒状の弁本体内に一定間隔を置いて
第１及び第２の座を設け、この第１及び第２の座の間に
本体の長手方向に移動する可動子を設けたものである。

定常状態ではこの可動子はその一側が第１の座に接して
本体内のガス流路は閉塞状態であり、負荷が増加すると
可動子は第２の座の方向に移動し、この移動中弁は開放
となり、可動子の他側が第２の座に係止すると弁は再び
閉塞状態となるものである。更に、前記弁としては、円
筒状の弁本体の円周方向に一定間隔を置いて第１及び第
２の開口を形成し、本体内にはその円周方向に回転し、
表面に切欠部が形成された円柱状の可動子を設けたもの
である。

初期状態では、可動子の一側カ（第１の開口に位置して
弁を閉塞し、負荷が回転するとガスは第２の開口から可
動子の切欠部を通って第１の開口へ流出し、弁は開放状
態となる。そして、可動子が更に回転してその他側が第
２の開口に位置すると、第２の開口が閉塞されて弁は再
度閉塞状態となるものである。

前記流路抵抗としては、上方に向けて断面の面積が広く
なるケーシング内に、上下方向に移動する軸に固定され
、ケーシングの下部から流入されるガスによって上方に
吹上げられる可動子を設けたものである。また、流路抵
抗としては、容器内に液体を封入し、この容器の液面よ
り下方位置に排ガスを取入れる取入口を設け、液面より
上方位置に排ガスを排出する排出口を設けたものである
。

更に本発明の燃料電池装置を無停電電源システムに使用
し、無停電電源、電力系統と連携運転するようにしたも
のである。

（作　用〕 上記のように構成された燃料電池装置は、負荷増加時に
燃料ガス供給手段で燃料極出口マニホールドに燃料ガス
を供給すると、その出口マニホールド内の圧力が高めら
れ、供給された燃料ガスが装置本体内の溝に逆流される
。これにより、燃料ガスが不足する燃料極の出口付近に
燃料ガスが効果的に補給され、負荷応答性を向上するこ
とができる。また、負荷増加時に減圧手段で燃料極出口
マニホールド内の圧力を減圧すると、燃料極入口マニホ
ールドと出口マニホールドの間の圧力差が増大し、これ
によって入口側から燃料ガスが流入されるため、上記と
同様に燃料ガスを有効に補給でき、負荷応答性を向上す
ることができる。更に、負荷増加時に燃料ガス供給手段
で燃料極入口マニホールドに燃料ガスを供給し、同時に
減圧手段で燃料極出口マニホールドの圧力を減圧すると
、燃料極入口マニホールドと出口マニホールドの間の圧
力差が更に増大し、より負荷応答性を高めることができ
る。

前記燃料ガス供給手段は、容器に燃料ガスを貯蔵してお
き、負荷増加時に弁を掻く短時間開放するものであり、
この弁の開閉動作によって容器内の燃料ガスを吐出する
ことができる。また、前記減圧手段は内部の圧力が減圧
された容器と燃料掻出ロマニホールドを弁を介して接続
したものであり、この弁を開閉することにより、燃料極
出口マニホールドのガスを容器に吐出させ、もってその
出口マニホールドの圧力を減圧することができる。

更に、前記減圧手段は、燃料極出口マニホールドの出口
側の流路に流路抵抗を設け、この流路に並設された流路
、即ち燃料極出口マニホールドと流路抵抗の下流側を結
ぶ流路の中途に弁を設けたものであり、負荷増加時にこ
の弁を開閉することによって、流路抵抗の圧力差分だけ
流路抵抗の下流側が低圧となっているため、燃料極出口
マニホールド内のガスを外部に吐出させる。これにより
、その出口マニホールド内の圧力を減圧することができ
る。

前記弁としては、筒状の弁本体内に一定間隔を置いて第
１及び第２の座を設け、この第１及び第２の座の間に本
体の長手方向に移動する可動子を設けたものであり、定
常状態ではこの可動子はその一側が第１の座に接して弁
は閉塞状態である。

負荷が増加すると、可動子は第２の座の方向に移動し弁
は開放となり、可動子の他側が第２の座に係止すると、
弁は再び閉塞状態となる。従って、可動子の一方向の動
作によって弁が閉塞から開放、閉塞となるため、弁の開
放時間を極く短時間に設定することができる。また、他
の弁として、円筒状の弁本体の円周方向に一定間隔を置
いて第１及び第２の開口を形成し、その本体内に円周方
向に回転し、表面に切欠部が形成された円柱状の可動子
を設けたものであり、定常状態では可動子の一側が第１
の開口に位置して弁は閉塞状態である。

負荷が増加すると、可動子が回転し、ガスは第２の開口
から可動子の切欠部を通って第１の開口から排出され、
弁は開放状態となる。そして、可動子が更に回転してそ
の他側が第２の開口に位置すると、弁は再び閉塞状態と
なる。従って、この弁においても、可動子の一方向動作
によって弁が閉塞から開放、閉塞となるため、弁の開放
時間を極く短時間に設定することができる。

前記流路抵抗としては、上方に向けて断面の面積が広く
なるケーシング内に、上下方向に移動する軸に固定され
、ケーシングの下部から流入されるガスによって吹上げ
られる可動子を設けたものであり、ガス流量の増大に伴
って可動子が上方に移動しても、その移動量に比例して
可動子とケーシングの間の面積は広くなる。これにより
、ガス流量が増大してもガス流速は抑制されるため、圧
力損失をほぼ一定とすることができる。

また、他の流路抵抗として、容器内に液体を封入し、こ
の容器の液面より下方位置に排ガスの取入口を設け、液
面よりも上方位置に排ガスの排出口を設けたものであり
、この構造では圧力損失は取入口から液面までの液面高
さと、液体の密度で決まるため、圧力損失はガス流量に
影響されず、一定とすることができる。

更に、本発明の燃料電池装置を無停電電源システムに使
用し、無停電電源、電力系統と連携運転を行なうと、燃
料電池装置と負荷との間に設けるインバータは省略でき
、また無停電電源としてはバッテリ容量を省略あるいは
著しく低減することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

実施例１ 第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

第１図において、１は燃料電池装置本体、２は燃料極入
口マニホールド、３は燃料極出口マニホールドである。

本体ｌに供給される燃料ガスは、弁５により供給された
天然ガス及び弁６により供給されたスチームをリホーマ
７内で改質することにより得られる水素ガスと炭酸ガス
の混合ガスである。この混合ガスは、リホーマ７から入
口側配管８を経て燃料極入口マニホールド２に取込まれ
、本体１内の燃料極に供給される。本体１内の排ガスは
、燃料極出口マニホールド３に取込まれ、出口側配管４
から外部に排出される。なお、９は空気極入口マニホー
ルド、１０は空気極出口マニホールドである。

また、リホーマ７から燃料極入口マニホールド２に至る
入口側配管８は、弁１１、コンプレッサ１２を介して容
器１３に分岐され、前記リホーマ７の改質ガスを容器１
３に貯蔵するようになっている。容器１３に改質ガスを
貯蔵する場合、改質ガスはコンプレッサ１２によって加
圧され、圧縮した状態で容器１３に貯蔵される。容器１
３は、前記燃料極出口マニホールド３に弁１４を介して
接続されており、弁１４を開放すれば、容器１３内の改
質ガスが燃料極出口マニホールド３内に吐出される構成
である。

ここで、負荷電流が急増した場合の負荷電流と、入口側
配管８からの燃料ガスの燃料種入口流量との関係を第２
図に示す。第２図から明らかなように、負荷電流が瞬時
に増大したとき、リホーマ７から供給される燃料ガスの
流量が追従できず、斜線で示す部分のガス量が不足する
ことになる。

方、燃料電池装置本体１内の水素ガス濃度の分布を第３
図に示す。図中Ａとして示す曲線が定常状態の水素ガス
濃度であって、前述した如く燃料極入口側で最も高く、
燃料極出口側に行くに従って低くなる。この定常状態か
ら負荷が急増すると、本体１内の水素ガス濃度は、Ｂと
して示すように、燃料極入口から出口に向けて低くなり
、燃料極出口付近で最も低（なる傾向を示す。

本発明は、この負荷急増時における水素濃度分布に着目
し、負荷が急増した場合に水素濃度が最も低くなる燃料
極出口付近に燃料ガスを補給しようというものである。

そこで、第１図に戻って、定常状態では容器１３内には
前述のように、リホーマ７から供給された改質ガスが圧
縮して貯蔵されている。この状態から負荷が急増すると
、これを図示しない検知装置が検知する。この検知信号
により、弁１４が開放され、容器１３に貯蔵された改質
ガスが燃料極出口マニホールド３内に吐出される。

これにより、燃料極出口マニホールド３内に燃料ガスが
補給されると同時に、燃料極出口マニホールド３内の圧
力が高められる。

この圧力増加により、燃料極出口マニホールド３に供給
された燃料ガスは、本体ｌ内の溝に逆流され、前述した
ような水素ガス濃度が最小となる燃料極出口付近に供給
される。従って、負荷増加時における燃料ガスの不足分
を効果的に補給することができ、これによって負荷が急
増しても装置の出力が低下することはなく、安定した出
力となる。

弁１４は、後述するように、容器１３内の燃料ガスを燃
料極出口マニホールド３内に吐出させると、極（短時間
で閉塞される。そして、弁１１が開放され、コンプレッ
サ１１によりリホーマ７からの改質ガスが容器１３内に
圧縮して貯蔵される。所定の量の改質ガスが容器１３に
貯蔵されると、弁１１が閉塞され、コンプレッサ１２の
動作が停止されて、次の負荷変動に備えられる。

実施例２ 第４図は他の実施例を示す構成図である。第１図の実施
例は、燃料極出口マニホールド３内にリホーマ７から取
込んだ改質ガスを供給するものであったが、この実施例
は水素ガスを供給する例である。定常時、容器１３内に
はボンベ１５から供給された純水素ガスが貯蔵されてい
る。負荷が急増すると、前記実施例と同様に弁１４が開
放され、容器１３内の純水素が燃料極出口マニホールド
３内に吐出される。これにより、負荷急増時における燃
料ガスの不足分が補給され、安定した出力となる。

この実施例では、純水素を燃料極出口マニホールド３に
供給するため、本体ｌ内の不足した水素濃度をより高め
ることができ、前記実施例よりも更に効果的である。

実施例３ 第１図及び第４図の実施例は、負荷急増時に燃料ガスを
燃料極出口マニホールド３内に供給するという例であっ
たが、第５図に示す実施例は負荷急増時に燃料極出口マ
ニホールド３内の圧力を減圧しようというものである。

以下、詳述する。

燃料極出口マニホールド３は、弁２０を介して容器１７
に接続され、その容器１７は更に弁１６を介して真空ポ
ンプなどの減圧装置１８に接続されている。

容器１７内の圧力は、あらかじめ弁１６を開放して減圧
装置１８で所定の圧力に減圧される。減圧作業が終了す
ると、再び弁１６を閉塞して、容器１７は減圧状態に保
持される。負荷が急増した場合、図示しない検知装置に
よって負荷急増が検知され、その検知信号により弁２０
が極く短時間開放される。これにより、容器１７はあら
かじめ減圧されているため、燃料極出口マニホールド３
内の燃料ガスが容器１７内に吐出され、−時的に燃料極
出口マニホールド３内の圧力が減圧される。この結果、
燃料極入口マニホールド２と燃料極出口マニホールド３
の間の圧力差が増大し、この圧力差によって燃料極入口
マニホールド２から燃料極出口マニホールド３に向かっ
て燃料ガスが流出される。この場合、前記圧力差によっ
て燃料ガスの流速は極めて高速であって、流量も増加し
たものとなる。従って、前述したような燃料極出口付近
に不足分の燃料ガスを補給できるため、第１図及び第４
図の実施例と同様に負荷応答性を極めて良好なものとす
ることができる。なお、第５図中、１９は弁２０を開放
したときに、出口側配管４から燃料極出口マニホールド
３内への逆流を防止する逆止弁である。

実施例４ 第６図は、燃料極出口マニホールド３の圧力を減圧する
他の実施例を示したものである。この実施例では、燃料
極出口マニホールド３内の圧力を減圧する手段として、
出口側配管４に流路抵抗２１を設けた。また、出口側配
管４に並設して燃料極出口マニホールド３と前記流路抵
抗の下流側を結ぶ配管を設け、その中途に弁２２を設け
た。流路抵抗２１としては、詳しくは後述するが、ガス
流量が変動しても圧力損失の変動がないか、変動したと
してもその変動幅が少ない流路抵抗である。次に動作を
説明する。定常状態では、弁２２は閉塞しており、燃料
極出口マニホールド３から排出される排ガスは、流路抵
抗２１を通って外部に排出される。

従って、この状態では燃料極出口マニホールド３内の圧
力よりも、波路抵抗２１の下流側の圧力は流路抵抗２１
の分だけ低く保持されている。ここで負荷が急増すると
、図示しない検知装置の検知信号により弁２２が極く短
時間開放される。これにより、燃料極出口マニホールド
３内の圧力よりも流路抵抗２１の下流側の圧力が低いた
め、燃料極出口マニホールド３内のガスが弁２２を通っ
て外部に吐出され、前記第５図の実施例と全く同様に燃
料極出口マニホールド３内の圧力が減圧される。この減
圧作用により、燃料極入口マニホールド２と燃料極出口
マニホールド３０間の圧力差が増大し、同様に燃料極入
口マニホールド２からの燃料ガスの流量が増大し、流速
も速まるため、燃料極の出口付近の不足燃料ガスを補給
することができる。

本実施例では、負荷増大時の燃料ガス流量増加時に、電
池装置の運転圧力は増加しない。従って、上流側のリホ
ーマ７の圧力上昇なしで燃料ガスを本体１内に供給でき
るため、負荷増大時に入口側配管８を経て本体１内に流
入する燃料ガスの流入遅れ時間を短縮することができる
。

実施例５ 第７図は第６図の実施例と同様に流路抵抗を用いて燃料
極出口マニホールド３の圧力を減圧すると同時に、燃料
極入口マニホールド２の圧力を上昇させる例を示したも
のである。燃料極入日マニホールド２は、弁２３を介し
て容器１３に接続され、その容器１３はリホーマ７から
の改質ガスをコンプレッサ１２で圧縮して貯蔵するよう
構成されている。

一方、燃料極出口マニホールド３の出口側では、第６図
の実施例と全く同様に流路抵抗２１が接続され、その流
路抵抗２１は弁２２で短絡するようになっている。

定常状態では、弁１１を開放して容器１３にリホーマ７
からの改質ガスをコンプレッサ１２で圧縮して貯蔵され
ている。この貯蔵作業が終了すると、弁１１は閉塞され
る。負荷が急増した場合は、弁２３を掻く短時間開放し
て容器１３内の改質ガスを燃料極入口マニホールド２内
に吐出させる。同時に、弁２２を極く短時間開放して燃
料極出口マニホールド３内のガスを弁２２を通って外部
に吐出させる。これにより、燃料極入口マニホールド２
内の圧力が上昇され、同時に燃料極出口マニホールド３
内の圧力が減圧される。従って、燃料極入口マニホール
ド２と出口マニホールド３の間の圧力差が大きくなるた
め、負荷急増時におりる燃料ガスの供給速度を速めるこ
とができ、更に負荷応答性を高めることができる。なお
、第７図中の２４は、弁２３を開放したときに燃料極入
口マニホールド２内の圧力が上昇した場合、燃料ガスの
逆流を防止する逆止弁である。また、第５図〜第７図の
実施例は、空気極１０にも適用することができる。

実施例６ 第１図及び第４図に示す弁１４、第５図に示す弁２０、
第６図に示す弁２２、第７図に示す弁２２及び弁２３は
、特殊な機能が要求される。即ち、これらの弁は、負荷
急増時に開放し、極めて短時間後に再び閉塞しなければ
ならない。この動作を通常の弁で行うと、開方向及び閉
方向の２方向動作になるため、短時間動作が困難である
ばかりでなく、２方向動作のため弁の寿命も短かくなる
問題がある。

そこで、第８図に前述のような開方向、閉方向の２動作
を極く短時間で行える弁の具体例を示す。

図中２５は筒状の弁本体であって、この本体２５内に一
定間隔を置いて第１の座２６、第２の座２７が設けであ
る。第１の座２６と第２の座２７の間には、弁本体２５
の長手方向に沿って移動する可動子２８が配設されてい
る。定常時は図面に示すように、可動子２８の一側が第
１の座２６に接触して弁本体２５内のガス流路は閉塞状
態にある。この状態から負荷が急増すると、可動子２８
は図示方向に移動する。この移動中、可動子２８の一側
が第１の座２６から離れるため、弁本体２５内をガスが
流れ、弁は開放となる。可動子２８が更に移動すると、
その他側が第２の座２７に係止するため、弁は再び閉塞
状態となる。

このように、可動子２８を一方向に移動させ、その移動
時間中だけ弁を開放状態とするため、弁の開放時間を極
く短時間にすることができる。弁の開放中のガス流量は
、可動子２８や第２の座２７の形状を変えることにより
、任意に調節することができる。また、弁を初期状態に
リセットする場合は、可動子２８と第２の座２７を第１
の座２６の方向に移動させて可動子２８を第１の座２６
に接触させる。これにより、弁を初期の閉塞状態とし、
この後第２の座２７だけを元の位置に戻すことで、次の
負荷変動に備える。このリセット動作には、時間的制限
はないため、遅い動作でも問題はない。

実施例７ 第９図は弁の他の実施例を示したものである。

この実施例は弁の可動部を回転運動としたことを°特徴
としている。即ち、弁本体２９は円筒状の形状を有し、
この本体２９内に回転する可動子３０が配設されている
。弁本体２９の円周方向には、一定間隔を置いて第１の
開口３１と第２の開口３２が形成され、第２の開口３２
から流入したガスが第１の開口３１に流出する構成であ
る。一方、可動子３０の表面に切欠部が形成された円柱
状の形状であって、図示方向に回転するようになってい
る。

定常状態では、可動子３０は第９図に示す位置で静止し
、可動子３０の一側が第１の開口３１に位置している状
態である。この状態では、第１の開口３１は閉塞してい
るため、図中Ａとして示す方向から流入されるガスは遮
断され、弁は閉塞されている。

負荷が急増すると、可動子３０が図示方向に回転し、第
１の開口３１の遮断が解除されるため、第２の開口３２
から流入されるガスは可動子３０の切欠部を通り、更に
第１の開口３１から流出される。つまり、可動子３０の
回転によって弁本体２９内に流路を形成し、Ａから流入
されたガスは本体２９内を通ってＢへと流出される。そ
して、このような弁の開設は可動子３０が第２の開口３
２を遮断した時点で終了し、再び弁は閉塞状態となる。

従って、可動子３０を一方向に回転する構造であるため
、弁の開放から閉塞への動作時間を短時間にすることが
できる。また、この実施例でも可動子３０の切欠部の大
きさを変えることで、ガス流量を任意に調節することが
できる。

実施例日 第６図及び第７図に示した流路抵抗２１は、前述した如
くガス流量が変動しても圧力損失の変動が少ないことが
望まれる。第１０図はその圧力損失の少ない流路抵抗の
具体例である。

図中３３はケーシング、３４は上下方向に移動する軸で
あって座３５に支持されている。軸３４には可動子３６
が固定され、軸３４と共に上下方向に移動する構造であ
る。前記燃料極出口マニホールド３からの排ガスは、図
中にＡとして示すようにケーシング３３の下部から流入
され、このガスによって可動子３６が上方に吹上げられ
る。この場合、ケーシング３３は排ガスの取入口から上
方に向けて断面の面積が広くなる構造であるため、ガス
流量の増大に伴って可動子３６が上方に移動しても、そ
の移動量に比例して可動子３６とケーシング３３の間の
面積が広くなる。これにより、ガス流量が増大してもガ
ス流速は抑制されるため、ガス流速によって決まる圧力
損失をほぼ一定とすることができる。

実施例９ 第１１図は流路抵抗の他の実施例を示したものである。

この実施例は、容器３７内に液体がレベルＬまで封入さ
れ、排ガスを取入れる取入口３８が液面より上方位置と
なるように配置されている。また、排ガスを排出する排
出口３９は液面よりも上方に配置されている。排ガスは
Ａとして示す方向から液中に流入され、液内を通ってＢ
として示す方向に排出される。このような構造では、圧
力損失は常に取入口３８からレベルＬまでの液面高さｈ
と液体の密度で決まるため、ガスの流量に影響されず、
圧力損失を一定とすることができる。

無停電電源システムの実施例 第１２図は本発明の燃料電池装置を無停電電源用のシス
テムとして使用した場合のブロック図である。図中４０
は本発明の燃料電池装置、４１は無停電電源装置、４２
は負荷、４３は通常運転時の電源である。このようなシ
ステムを用いることにより、燃料電池装置４０としては
負荷４２との間に設けるインバータを省略でき、また無
停電電源装置４１としてはバッテリ容量を省略あるいは
著しく低減できる利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、燃料極出口マニホ
ールドに燃料ガスを供給するようにしたので、負荷増加
時の燃料不足分を有効に補給でき、これによって安定し
た出力を得られ、負荷応答性を向上できる効果がある。

また、燃料極出口マニホールドの圧力を減圧したため、
燃料極入口マニホールドと出口マニホールド間の圧力差
を増大でき、これによって不足の燃料ガスを補給でき、
負荷応答性を向上することができる。更に、燃料極入口
マニホールドに燃料ガスを供給すると共に、燃料極出口
マニホールドの圧力を減圧するようにしたので、燃料極
入口マニホールドと出口マニホールド間の圧力差を更に
増大することができ、これによって負荷応答性をより向
上することができる効果がある。

従って、燃料電池装置の負荷応答性が向上するため、電
力系統と連携しない独立型の電源として使用する場合、
負荷の運転法に対する制約が大幅に緩和されるため、通
用範囲が著しく広くなるという効果がある。また、電力
系統と連携運転を行なう場合においても、電力系統電源
側の定格容量を小さくできる利点がある。更に、無停電
電源を介して電力系統と連携運転を行なう場合には、無
停電電源のバッテリ容量をなくすか、あるいは小さくす
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は負荷
電流と燃料ガス流量の関係を示す特性図、第３図は燃料
極の入口から出口までの水素ガス濃度を定常時と負荷増
加時で比較して示す特性図、第４図、第５図、第６図、
第７図はそれぞれ他の実施例を示す構成図、第８図は弁
の一実施例を示す断面図、第９図は弁の他の例を示す断
面図、第１０図は流路抵抗の一実施例を示す断面図、第
１１図は流路抵抗の他の例を示す断面図、第１２図は本
発明の燃料電池装置を用いた無停電電源システムの例を
示すブロック図である。 １・・・燃料電池装置本体、２・・・燃料極大、Ｑマニ
ホールド、３・・・燃料極出口マニホールド、４・・・
出口側配管、７・・・リホーマ、１３・・・容器、１４
．２０．２２．２３・・・弁、２１・・・流路抵抗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）外部から供給された燃料ガスを取込んで電池本体
   の燃料極に供給する燃料極入口マニホールド、前記燃料
   極からの排ガスを取込んで外部に排出する燃料極出口マ
   ニホールドを有する燃料電池装置において、前記燃料極
   出口マニホールドに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手
   段を設けたことを特徴とする燃料電池装置。 （２）外部から供給された燃料ガスを取込んで電池本体
   の燃料極に供給する燃料極入口マニホールド、前記燃料
   極からの排ガスを取込んで外部に排出する燃料極出口マ
   ニホールドを有する燃料電池装置において、前記燃料極
   出口マニホールドの内部の圧力を減圧する減圧手段を設
   けたことを特徴とする燃料電池装置。 （３）外部から供給された燃料ガスを取込んで電池本体
   の燃料極に供給する燃料極入口マニホールド、前記燃料
   極からの排ガスを取込んで外部に排出する燃料極出口マ
   ニホールドを有する燃料電池装置において、前記燃料極
   入口マニホールドに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手
   段と、前記燃料極出口マニホールドの内部の圧力を減圧
   する減圧手段を設けたことを特徴とする燃料電池装置。 （４）前記燃料ガス供給手段は、前記外部から燃料極入
   口マニホールドに供給される燃料ガスを取込んで貯蔵す
   る容器と、この容器内の燃料ガスを加圧する加圧手段と
   、この加圧手段で加圧された燃料ガスを前記燃料極出口
   マニホールド内に吐出させる弁よりなることを特徴とす
   る請求項１又は３記載の燃料電池装置。 （５）前記燃料ガス供給手段は、ボンベから供給された
   燃料ガスを貯蔵する容器と、この容器内の燃料ガスを前
   記燃料極出口マニホールド内に吐出させる弁よりなるこ
   とを特徴とする請求項１又は３記載の燃料電池装置。 （６）前記減圧手段は、減圧装置で減圧された容器と、
   この容器内に前記燃料極出口マニホールドから燃料ガス
   を吐出させる弁よりなることを特徴とする請求項２又は
   ３記載の燃料電池装置。 （７）前記減圧手段は、前記燃料極出口マニホールドか
   ら外部に排ガスを排出する流路に設けた流路抵抗と、前
   記流路に並設された流路であって前記燃料極出口マニホ
   ールドと前記流路抵抗の下流側を結ぶ流路の中途に設け
   た弁よりなることを特徴とする請求項２又は３記載の燃
   料電池装置。 （８）前記弁は、負荷の増加を検出する検出手段の出力
   によって開放し、所定時間後閉塞することを特徴とする
   請求項４乃至７のいずれかの項記載の燃料電池装置。 （９）前記弁は、筒状の弁本体と、この本体手に一定間
   隔を置いて設けた第１及び第２の座と、この第１及び第
   ２の座の間にあって、弁本体の長手方向に移動する可動
   子よりなり、この可動子の一側が前記第１の座に接して
   弁本体内のガス流路を閉塞し、また前記可動子が移動し
   て可動子の他側が前記第２の座に係止することにより再
   度弁本体内のガス流路を閉塞することを特徴とする請求
   項４乃至８のいずれかの項記載の燃料電池装置。 （１０）前記弁は、円周方向に一定間隔を置いて第１及
   び第２の開口が形成された円筒状の弁本体と、この本体
   内にあって本体の円周方向に回転し、表面に切欠部が形
   成された円柱状の可動子よりなり、この可動子の一側が
   前記第１項の開口に位置して第２の開口から流入される
   ガスの流路を閉塞し、また前記可動子が回転して可動子
   の他側が前記第２の開口に位置することにより、再度第
   ２の開口に流入されるガスの流路を閉塞することを特徴
   とする請求項４乃至５のいずれかの項記載の燃料電池装
   置。 （１０）前記流路抵抗は、上方に向けて断面の面積が広
   くなるケーシング内に、上下方向に移動可能な軸に固定
   され、前記ケージングの下部から流入されるガスによっ
   て上方に次上げられる可動子を設けたことを特徴とする
   請求項７記載の燃料電池装置。 （１２）前記流路抵抗は、容器内に液体を封入し、この
   容器の液面より下方位置に排ガスを取入れる取入口を設
   け、液面より上方位置に排ガスを排出する排出口を設け
   たことを特徴とする請求項７記載の燃料電池装置。 （１３）前記燃料電池装置と無停電電源及び電力系統を
   連携運転することを特徴とする請求項７記載の無停電電
   源システム。