JPH06203864A - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システムInfo
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- JPH06203864A JPH06203864A JP50A JP84093A JPH06203864A JP H06203864 A JPH06203864 A JP H06203864A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 84093 A JP84093 A JP 84093A JP H06203864 A JPH06203864 A JP H06203864A
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- 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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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パージ用の不活性ガスを蓄えているボンベを
交換する等の煩わしい作業が不要で、且つ、人手によら
ずに可燃性ガスをパージすることができる非常に優れた
燃料電池システムを提供することを目的とする。 【構成】 燃料を改質して水素を生成する改質装置１
と、前記改質装置１で生成された水素と，空気中の酸素
とを電気化学的に反応させて発電を行う燃料電池本体２
と、前記燃料電池本体２の運転停止中に、燃料電池シス
テム内に残留している可燃性ガスをパージするための不
活性ガスを蓄えるタンク６と、前記タンク６内に蓄える
不活性ガスを発生させると共に、前記タンク６内のガス
圧に応じて不活性ガスの発生量が変化するよう構成され
た不活性ガス発生装置８と、前記タンク６と，改質装置
１とを連結する通路Ｄと、前記通路Ｄの途中に設けら
れ、且つ、前記燃料電池本体２の運転が停止すると開弁
する一方、可燃性ガスのパージが終了すると閉弁するよ
う構成されたバルブ７とを備えたことを特徴とする。
交換する等の煩わしい作業が不要で、且つ、人手によら
ずに可燃性ガスをパージすることができる非常に優れた
燃料電池システムを提供することを目的とする。 【構成】 燃料を改質して水素を生成する改質装置１
と、前記改質装置１で生成された水素と，空気中の酸素
とを電気化学的に反応させて発電を行う燃料電池本体２
と、前記燃料電池本体２の運転停止中に、燃料電池シス
テム内に残留している可燃性ガスをパージするための不
活性ガスを蓄えるタンク６と、前記タンク６内に蓄える
不活性ガスを発生させると共に、前記タンク６内のガス
圧に応じて不活性ガスの発生量が変化するよう構成され
た不活性ガス発生装置８と、前記タンク６と，改質装置
１とを連結する通路Ｄと、前記通路Ｄの途中に設けら
れ、且つ、前記燃料電池本体２の運転が停止すると開弁
する一方、可燃性ガスのパージが終了すると閉弁するよ
う構成されたバルブ７とを備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池システムに関
し、詳しくはそのパージ(purge) 系統の改良に関する。
し、詳しくはそのパージ(purge) 系統の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は新しい発電装置の一種であ
る。その仕組みは天然ガス等の燃料を改質して得られる
水素と，空気中の酸素とを電気化学的に反応させて直接
発電するようになっており、いわば化学発電とでも呼べ
るものである。燃料電池の原理は水の電気分解の逆の反
応、即ち水素と酸素とが結びついて電気と水とが発生す
る仕組みを利用している。事実、発電と同時に生成され
た水は回収して利用できる。
る。その仕組みは天然ガス等の燃料を改質して得られる
水素と，空気中の酸素とを電気化学的に反応させて直接
発電するようになっており、いわば化学発電とでも呼べ
るものである。燃料電池の原理は水の電気分解の逆の反
応、即ち水素と酸素とが結びついて電気と水とが発生す
る仕組みを利用している。事実、発電と同時に生成され
た水は回収して利用できる。
【０００３】また、燃料電池の仕組みについては、普通
の一次電池は内蔵する反応物の出入りがないのでやがて
寿命が尽きるが、燃料電池は反応物の補給と生成物の排
出とを連続して行うことで、電気を連続して発生させる
電池であると説明することができる。燃料電池の主な特
徴は以下の通りである。 従来の発電方式のように熱エネルギーや運動エネル
ギーの過程を経ない直接発電であるので、小規模でも高
い発電効率が期待できる。 発電に伴って発生する熱が給湯や冷暖房として利用
しやすく、それによって総合エネルギー効率を高められ
る。 窒素化合物等の排出が少なく、騒音や振動も小さい
ので環境性が良い。
の一次電池は内蔵する反応物の出入りがないのでやがて
寿命が尽きるが、燃料電池は反応物の補給と生成物の排
出とを連続して行うことで、電気を連続して発生させる
電池であると説明することができる。燃料電池の主な特
徴は以下の通りである。 従来の発電方式のように熱エネルギーや運動エネル
ギーの過程を経ない直接発電であるので、小規模でも高
い発電効率が期待できる。 発電に伴って発生する熱が給湯や冷暖房として利用
しやすく、それによって総合エネルギー効率を高められ
る。 窒素化合物等の排出が少なく、騒音や振動も小さい
ので環境性が良い。
【０００４】燃料電池発電は前記のように燃料のもつ化
学エネルギーを有効に利用でき、環境にやさしい特性を
もっているので、２１世紀を担う都市型のエネルギー供
給システムとして期待され、実用化に向けて技術開発が
本格化している。一般に、燃料電池システムは、電気を
発生させる燃料電池本体を中心とし、この燃料電池本体
に水素リッチガスを供給するための燃料を水蒸気改質す
る改質装置や，前記燃料電池本体から発生した直流電流
を交流電流に変換する逆変換装置（インバータ，又は直
交変換装置）等の周辺装置や，これらの周辺装置を連結
する通路等で構成されている。
学エネルギーを有効に利用でき、環境にやさしい特性を
もっているので、２１世紀を担う都市型のエネルギー供
給システムとして期待され、実用化に向けて技術開発が
本格化している。一般に、燃料電池システムは、電気を
発生させる燃料電池本体を中心とし、この燃料電池本体
に水素リッチガスを供給するための燃料を水蒸気改質す
る改質装置や，前記燃料電池本体から発生した直流電流
を交流電流に変換する逆変換装置（インバータ，又は直
交変換装置）等の周辺装置や，これらの周辺装置を連結
する通路等で構成されている。
【０００５】ところで、前記の如く構成された燃料電池
システムにおいて、その運転を中止した場合には、燃料
電池システム（特に、改質装置，燃料電池本体，通路）
内に可燃性ガス（主として水素を含むガス）が残留す
る。このように可燃性ガスが残留したままの状態で燃料
電池システムを放置すると、燃料電池本体や，改質装置
等は化学反応を行う装置であるため、停止時でも温度等
の条件がそろえば勝手に反応が進み、腐食や目的としな
い反応が起こる恐れがある。また、燃料電池システム内
に多量の可燃性ガスが残留している場合には、高圧ガス
取締法等の規制を受ける場合がある。したがって、運転
停止中に燃料電池システム内に残留している可燃性ガス
は、燃料電池システム外に排出する必要がある。
システムにおいて、その運転を中止した場合には、燃料
電池システム（特に、改質装置，燃料電池本体，通路）
内に可燃性ガス（主として水素を含むガス）が残留す
る。このように可燃性ガスが残留したままの状態で燃料
電池システムを放置すると、燃料電池本体や，改質装置
等は化学反応を行う装置であるため、停止時でも温度等
の条件がそろえば勝手に反応が進み、腐食や目的としな
い反応が起こる恐れがある。また、燃料電池システム内
に多量の可燃性ガスが残留している場合には、高圧ガス
取締法等の規制を受ける場合がある。したがって、運転
停止中に燃料電池システム内に残留している可燃性ガス
は、燃料電池システム外に排出する必要がある。
【０００６】そこで、従来は、燃料電池システムと，不
活性ガスを貯蔵しているボンベ（通常は、窒素ボンベ）
とを連結させ、運転停止中に前記ボンベから改質装置，
燃料電池本体，通路等に不活性ガスを供給することによ
り、燃料電池システム内に残留している可燃性ガスをパ
ージしていた。
活性ガスを貯蔵しているボンベ（通常は、窒素ボンベ）
とを連結させ、運転停止中に前記ボンベから改質装置，
燃料電池本体，通路等に不活性ガスを供給することによ
り、燃料電池システム内に残留している可燃性ガスをパ
ージしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
燃料電池システムにおいては、窒素ボンベ内に蓄えられ
ている窒素ガスが有限であるため、可燃性ガスのパージ
を行うにつれてボンベ内の窒素ガスが減少し、窒素ボン
ベを新たなボンベに交換する必要がある。したがって、
ボンベを交換する際に人手が必要になるため、非常に面
倒で、作業性が悪いという課題を有していた。
燃料電池システムにおいては、窒素ボンベ内に蓄えられ
ている窒素ガスが有限であるため、可燃性ガスのパージ
を行うにつれてボンベ内の窒素ガスが減少し、窒素ボン
ベを新たなボンベに交換する必要がある。したがって、
ボンベを交換する際に人手が必要になるため、非常に面
倒で、作業性が悪いという課題を有していた。
【０００８】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、パージ用の不活性ガスを蓄えているボンベを交換
する等の煩わしい作業が不要で、且つ、人手によらずに
可燃性ガスをパージすることができる非常に優れた燃料
電池システムを提供することを目的とする。
あり、パージ用の不活性ガスを蓄えているボンベを交換
する等の煩わしい作業が不要で、且つ、人手によらずに
可燃性ガスをパージすることができる非常に優れた燃料
電池システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、燃料を改質して水素を生成する改質装置と、
前記改質装置で生成された水素と，空気中の酸素とを電
気化学的に反応させて発電を行う燃料電池本体と、前記
燃料電池本体の運転停止中に、燃料電池システム内に残
留している可燃性ガスをパージするための不活性ガスを
蓄えるタンクと、前記タンク内に蓄える不活性ガスを発
生させると共に、前記タンク内のガス圧に応じて不活性
ガスの発生量が変化するよう構成された不活性ガス発生
装置と、前記タンクと，改質装置とを連結する通路と、
前記通路の途中に設けられ、且つ、前記燃料電池本体の
運転が停止すると開弁する一方、可燃性ガスのパージが
終了すると閉弁するよう構成されたバルブとを備えたこ
とを特徴とする。
するため、燃料を改質して水素を生成する改質装置と、
前記改質装置で生成された水素と，空気中の酸素とを電
気化学的に反応させて発電を行う燃料電池本体と、前記
燃料電池本体の運転停止中に、燃料電池システム内に残
留している可燃性ガスをパージするための不活性ガスを
蓄えるタンクと、前記タンク内に蓄える不活性ガスを発
生させると共に、前記タンク内のガス圧に応じて不活性
ガスの発生量が変化するよう構成された不活性ガス発生
装置と、前記タンクと，改質装置とを連結する通路と、
前記通路の途中に設けられ、且つ、前記燃料電池本体の
運転が停止すると開弁する一方、可燃性ガスのパージが
終了すると閉弁するよう構成されたバルブとを備えたこ
とを特徴とする。
【００１０】
【作用】上記構成の如く、可燃性ガスをパージするため
の不活性ガスを蓄えるタンクを備えると共に、このタン
ク内のガス圧に応じて、不活性ガスの発生量を変化させ
る不活性ガス発生装置を備えていれば、例えば、タンク
内のガス圧が一定圧よりも低くなると不活性ガスを発生
させる一方、ガス圧が一定圧以上であれば不活性ガスの
発生は行われない。したがって、タンク内に常に一定量
の不活性ガスを蓄えることができるため、タンク内の不
活性ガスが不足することがない。その結果、従来のよう
にタンクを交換する等の煩わしい作業が不要になるた
め、非常に簡単に可燃性ガスをパージすることができ
る。
の不活性ガスを蓄えるタンクを備えると共に、このタン
ク内のガス圧に応じて、不活性ガスの発生量を変化させ
る不活性ガス発生装置を備えていれば、例えば、タンク
内のガス圧が一定圧よりも低くなると不活性ガスを発生
させる一方、ガス圧が一定圧以上であれば不活性ガスの
発生は行われない。したがって、タンク内に常に一定量
の不活性ガスを蓄えることができるため、タンク内の不
活性ガスが不足することがない。その結果、従来のよう
にタンクを交換する等の煩わしい作業が不要になるた
め、非常に簡単に可燃性ガスをパージすることができ
る。
【００１１】加えて、前記タンクと改質装置とを連結す
る通路の途中に設けられるバルブは、燃料電池本体の運
転が停止すると開弁するよう構成されているため、燃料
電池本体の運転が停止すると自動的に開弁して、タンク
から改質装置、延いては燃料電池本体等の燃料電池シス
テム全体に不活性ガスを供給することができる。また、
前記バルブは、可燃性ガスのパージが終了すると閉弁す
るよう構成されているので、燃料電池システム内に残留
している可燃性ガスを人手によらずに極めて容易にパー
ジすることができる。
る通路の途中に設けられるバルブは、燃料電池本体の運
転が停止すると開弁するよう構成されているため、燃料
電池本体の運転が停止すると自動的に開弁して、タンク
から改質装置、延いては燃料電池本体等の燃料電池シス
テム全体に不活性ガスを供給することができる。また、
前記バルブは、可燃性ガスのパージが終了すると閉弁す
るよう構成されているので、燃料電池システム内に残留
している可燃性ガスを人手によらずに極めて容易にパー
ジすることができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る家庭用電源等
として利用される３ｋｗ級小型燃料電池システムの概略
構成図であり、原料ガスを水蒸気改質して水素リッチガ
スを生成する改質装置１と、この改質装置１で生成され
た水素リッチガスと，空気中の酸素とを電気化学的に反
応させて発電を行う燃料電池本体２と、この燃料電池本
体２と前記改質装置１とを連結する通路Ａと、前記改質
装置１に原料ガスを供給する通路Ｂと、この通路Ｂの途
中に設けられると共に、前記改質装置１に供給する原料
ガスの量を可変する原料ガス供給バルブ３と、前記燃料
電池本体２に空気を供給する空気供給ファン４と、この
空気供給ファン４と前記燃料電池本体２とを連結する通
路Ｃと、前記燃料電池本体２の運転停止中に、燃料電池
システム（特に、改質装置１，燃料電池本体２，通路
Ａ）内に残留している可燃性ガス（主として水素を含む
ガス）をパージするための不活性ガス、例えば、窒素ガ
スを蓄える窒素タンク６と、この窒素タンク６のガス圧
を検出する圧力センサ６ａと、この窒素タンク６と前記
改質装置１とを連結する通路Ｄと、この通路Ｄの途中に
設けられると共に、燃料電池本体２の運転が停止すると
開弁すると共に、可燃性ガスのパージが終了すると閉弁
するよう構成された窒素ガス供給バルブ７と、前記窒素
タンク６内に蓄える窒素ガスを発生させる窒素ガス発生
装置８と、この窒素ガス発生装置８と前記窒素タンク６
とを連結する通路Ｅと、この通路Ｅの途中に設けられる
と共に、前記窒素ガス発生装置８で発生された窒素ガス
を圧縮して前記窒素タンク６内に供給する圧力コンプレ
ッサ９と、前記窒素ガス発生装置８を作動させるスィッ
チ１０と、前記燃料電池本体２から発生した直流電流を
交流電流に変換する直交変換装置（インバータ）５と、
これら全体の制御を司る制御装置１１等の周辺装置で構
成されている。
として利用される３ｋｗ級小型燃料電池システムの概略
構成図であり、原料ガスを水蒸気改質して水素リッチガ
スを生成する改質装置１と、この改質装置１で生成され
た水素リッチガスと，空気中の酸素とを電気化学的に反
応させて発電を行う燃料電池本体２と、この燃料電池本
体２と前記改質装置１とを連結する通路Ａと、前記改質
装置１に原料ガスを供給する通路Ｂと、この通路Ｂの途
中に設けられると共に、前記改質装置１に供給する原料
ガスの量を可変する原料ガス供給バルブ３と、前記燃料
電池本体２に空気を供給する空気供給ファン４と、この
空気供給ファン４と前記燃料電池本体２とを連結する通
路Ｃと、前記燃料電池本体２の運転停止中に、燃料電池
システム（特に、改質装置１，燃料電池本体２，通路
Ａ）内に残留している可燃性ガス（主として水素を含む
ガス）をパージするための不活性ガス、例えば、窒素ガ
スを蓄える窒素タンク６と、この窒素タンク６のガス圧
を検出する圧力センサ６ａと、この窒素タンク６と前記
改質装置１とを連結する通路Ｄと、この通路Ｄの途中に
設けられると共に、燃料電池本体２の運転が停止すると
開弁すると共に、可燃性ガスのパージが終了すると閉弁
するよう構成された窒素ガス供給バルブ７と、前記窒素
タンク６内に蓄える窒素ガスを発生させる窒素ガス発生
装置８と、この窒素ガス発生装置８と前記窒素タンク６
とを連結する通路Ｅと、この通路Ｅの途中に設けられる
と共に、前記窒素ガス発生装置８で発生された窒素ガス
を圧縮して前記窒素タンク６内に供給する圧力コンプレ
ッサ９と、前記窒素ガス発生装置８を作動させるスィッ
チ１０と、前記燃料電池本体２から発生した直流電流を
交流電流に変換する直交変換装置（インバータ）５と、
これら全体の制御を司る制御装置１１等の周辺装置で構
成されている。
【００１３】前記燃料電池本体２は、リン酸電解質２ａ
を介して燃料極（負極）２ｂと，空気極（正極）２ｃと
が両面に配置された構造であり、前記改質装置１から供
給される水素リッチガスは通路Ａを介して燃料極２ｂに
供給される一方、前記空気供給ファン４から供給される
空気は通路Ｃを介して酸化剤極２ｃに供給される。尚、
燃料電池本体２での電気化学的反応は化１のように行わ
れる。
を介して燃料極（負極）２ｂと，空気極（正極）２ｃと
が両面に配置された構造であり、前記改質装置１から供
給される水素リッチガスは通路Ａを介して燃料極２ｂに
供給される一方、前記空気供給ファン４から供給される
空気は通路Ｃを介して酸化剤極２ｃに供給される。尚、
燃料電池本体２での電気化学的反応は化１のように行わ
れる。
【００１４】
【化１】
【００１５】前記改質装置１は、通路Ｂを介して供給さ
れる原料ガス（例えば、天然ガス）を水素リッチガスに
水蒸気改質する装置である。ここで改質された水素リッ
チガスは、前記通路Ａを介して前記燃料本体１の燃料極
２ｂに供給される。尚、ここでの水蒸気改質反応は以下
のように行われる。 ＣＨ4 ＋２Ｈ2 Ｏ→４Ｈ2 ＋ＣＯ2 ここで、前記燃料電池システム内に残留している可燃性
ガスの総容積が約１１リットルであるとすると、この可
燃性ガスを完全にパージするためには、可燃性ガスの約
２倍の容積の不活性ガス、即ち約２３リットルの窒素ガ
スが必要になる。この場合、窒素タンク６の圧力が約９
ａｔｍであるとすると、約2.５リットル（２３／９）の
容積の窒素タンク６が必要になる。尚、窒素タンク６内
の圧力としては、高圧ガス取締法等の規制があるため、
１０ａｔｍよりも小さくする必要がある。
れる原料ガス（例えば、天然ガス）を水素リッチガスに
水蒸気改質する装置である。ここで改質された水素リッ
チガスは、前記通路Ａを介して前記燃料本体１の燃料極
２ｂに供給される。尚、ここでの水蒸気改質反応は以下
のように行われる。 ＣＨ4 ＋２Ｈ2 Ｏ→４Ｈ2 ＋ＣＯ2 ここで、前記燃料電池システム内に残留している可燃性
ガスの総容積が約１１リットルであるとすると、この可
燃性ガスを完全にパージするためには、可燃性ガスの約
２倍の容積の不活性ガス、即ち約２３リットルの窒素ガ
スが必要になる。この場合、窒素タンク６の圧力が約９
ａｔｍであるとすると、約2.５リットル（２３／９）の
容積の窒素タンク６が必要になる。尚、窒素タンク６内
の圧力としては、高圧ガス取締法等の規制があるため、
１０ａｔｍよりも小さくする必要がある。
【００１６】前記窒素ガス発生装置８は、原料である空
気（Ｎ2 ＝７８％・Ｏ2 ＝２１％・他１％）から酸素ガ
ス，炭酸ガス，水分等を分離して窒素ガスを発生させる
装置であり、図示はしないが、原料空気を圧縮して取り
入れるコンプレッサと，このコンプレッサによって圧縮
された空気から酸素ガス，炭酸ガス，水分等を分離する
吸着槽とから主に構成されている。前記吸着槽には吸着
剤が充填されており、この吸着剤としては、分子篩炭
（Molecular Sieving Carbon：ＭＳＣ) が特に好まし
く、原料である空気を、ある圧力で分子篩炭（ＭＳＣ)
の中を通過させると、酸素ガスと窒素ガスとが、その拡
散速度の差によって、容易に分離される。また、分子篩
炭（ＭＳＣ) のガス通過時間（製品ガス量）を調整する
ことによって、窒素ガスの純度を変えることができる。
ここで、前記窒素ガス発生装置８は、前記窒素タンク６
内のガス圧に応じて窒素ガスの発生量が変化するよう構
成されている。
気（Ｎ2 ＝７８％・Ｏ2 ＝２１％・他１％）から酸素ガ
ス，炭酸ガス，水分等を分離して窒素ガスを発生させる
装置であり、図示はしないが、原料空気を圧縮して取り
入れるコンプレッサと，このコンプレッサによって圧縮
された空気から酸素ガス，炭酸ガス，水分等を分離する
吸着槽とから主に構成されている。前記吸着槽には吸着
剤が充填されており、この吸着剤としては、分子篩炭
（Molecular Sieving Carbon：ＭＳＣ) が特に好まし
く、原料である空気を、ある圧力で分子篩炭（ＭＳＣ)
の中を通過させると、酸素ガスと窒素ガスとが、その拡
散速度の差によって、容易に分離される。また、分子篩
炭（ＭＳＣ) のガス通過時間（製品ガス量）を調整する
ことによって、窒素ガスの純度を変えることができる。
ここで、前記窒素ガス発生装置８は、前記窒素タンク６
内のガス圧に応じて窒素ガスの発生量が変化するよう構
成されている。
【００１７】前記改質装置１と窒素タンク６とを連結す
る通路Ｄの途中に設けられたバルブ７は、燃料電池本体
２の運転が停止すると前記制御装置１１からのバルブ開
弁指令に基づいて自動的に開弁するよう構成されてお
り、このバルブ７が開弁することにより通路Ｄを介して
改質装置１，延いてはこの改質装置１と燃料電池本体２
とを連結する通路Ａや，燃料電池本体２内に窒素ガスが
供給される結果、燃料システム内に残留している可燃性
ガスのパージが行われる。また、前記バルブ７はパージ
終了後は、制御装置１１からのバルブ閉弁指令に基づい
て閉弁するよう構成されているので、パージ終了後に窒
素ガスが無駄に消費されるのを防止することができる。
る通路Ｄの途中に設けられたバルブ７は、燃料電池本体
２の運転が停止すると前記制御装置１１からのバルブ開
弁指令に基づいて自動的に開弁するよう構成されてお
り、このバルブ７が開弁することにより通路Ｄを介して
改質装置１，延いてはこの改質装置１と燃料電池本体２
とを連結する通路Ａや，燃料電池本体２内に窒素ガスが
供給される結果、燃料システム内に残留している可燃性
ガスのパージが行われる。また、前記バルブ７はパージ
終了後は、制御装置１１からのバルブ閉弁指令に基づい
て閉弁するよう構成されているので、パージ終了後に窒
素ガスが無駄に消費されるのを防止することができる。
【００１８】前記スィッチ１０は、前記窒素ガス発生装
置８を作動したり，停止したりするためのＯＮ／ＯＦＦ
スィッチであり、制御装置１１からの指令に基づいて作
動する。例えば、窒素タンク６内のガス圧が一定圧より
も低くなると窒素ガスを発生させるためＯＮになる一
方、ガス圧が一定圧以上であれば窒素ガスを発生させる
必要がないためＯＦＦになる。
置８を作動したり，停止したりするためのＯＮ／ＯＦＦ
スィッチであり、制御装置１１からの指令に基づいて作
動する。例えば、窒素タンク６内のガス圧が一定圧より
も低くなると窒素ガスを発生させるためＯＮになる一
方、ガス圧が一定圧以上であれば窒素ガスを発生させる
必要がないためＯＦＦになる。
【００１９】前記改質装置１と，窒素タンク６とを連結
する通路Ｄは、前記バルブ７よりも下流側で通路Ｆに分
岐しており、この通路Ｆは前記空気供給ファン４とカソ
ード２ｃとを連結する通路Ｃの途中で合流している。こ
のような構成であれば、前記通路Ｆを介して供給される
窒素ガスを利用して、カソード２ｃ内に残留している残
存酸素もパージすることができる。 〔その他の事項〕 上記実施例においては、燃料電池本体２としてリン
酸型燃料電池を使用したが、例えば、溶融炭酸塩型燃料
電池，固体電解質型燃料電池等を使用することも勿論可
能である。 また、窒素ガスでカソード２ｃ内に残留している残
存酸素もパージしたが、この処理は必ずしも必要ではな
い。
する通路Ｄは、前記バルブ７よりも下流側で通路Ｆに分
岐しており、この通路Ｆは前記空気供給ファン４とカソ
ード２ｃとを連結する通路Ｃの途中で合流している。こ
のような構成であれば、前記通路Ｆを介して供給される
窒素ガスを利用して、カソード２ｃ内に残留している残
存酸素もパージすることができる。 〔その他の事項〕 上記実施例においては、燃料電池本体２としてリン
酸型燃料電池を使用したが、例えば、溶融炭酸塩型燃料
電池，固体電解質型燃料電池等を使用することも勿論可
能である。 また、窒素ガスでカソード２ｃ内に残留している残
存酸素もパージしたが、この処理は必ずしも必要ではな
い。
【００２０】
【発明の効果】以上の本発明によれば、可燃性ガスをパ
ージするための不活性ガスを蓄えるタンクを備えると共
に、このタンク内のガス圧に応じて、不活性ガスの発生
量を変化させる不活性ガス発生装置を備えているので、
例えば、タンク内のガス圧が一定圧よりも低くなると不
活性ガスを発生させる一方、ガス圧が一定圧以上であれ
ば不活性ガスの発生は行われない。したがって、タンク
内に常に一定量の不活性ガスを蓄えることができるた
め、タンク内の不活性ガスが不足することがない。その
結果、従来のようにタンクを交換する等の煩わしい作業
が不要になるため、非常に簡単に可燃性ガスをパージす
ることができる。
ージするための不活性ガスを蓄えるタンクを備えると共
に、このタンク内のガス圧に応じて、不活性ガスの発生
量を変化させる不活性ガス発生装置を備えているので、
例えば、タンク内のガス圧が一定圧よりも低くなると不
活性ガスを発生させる一方、ガス圧が一定圧以上であれ
ば不活性ガスの発生は行われない。したがって、タンク
内に常に一定量の不活性ガスを蓄えることができるた
め、タンク内の不活性ガスが不足することがない。その
結果、従来のようにタンクを交換する等の煩わしい作業
が不要になるため、非常に簡単に可燃性ガスをパージす
ることができる。
【００２１】加えて、前記タンクと改質装置とを連結す
る通路の途中に設けられるバルブは、燃料電池本体の運
転が停止すると開弁するよう構成されているため、燃料
電池本体の運転が停止すると自動的に開弁して、タンク
から改質装置、延いては燃料電池本体等の燃料電池シス
テム全体に不活性ガスを供給することができる。また、
前記バルブは、可燃性ガスのパージが終了すると閉弁す
るよう構成されているので、燃料電池システム内に残留
している可燃性ガスを人手によらずに極めて容易にパー
ジすることができる。
る通路の途中に設けられるバルブは、燃料電池本体の運
転が停止すると開弁するよう構成されているため、燃料
電池本体の運転が停止すると自動的に開弁して、タンク
から改質装置、延いては燃料電池本体等の燃料電池シス
テム全体に不活性ガスを供給することができる。また、
前記バルブは、可燃性ガスのパージが終了すると閉弁す
るよう構成されているので、燃料電池システム内に残留
している可燃性ガスを人手によらずに極めて容易にパー
ジすることができる。
【図１】本発明の一実施例に係る３ｋｗ級小型燃料電池
システムの概略構成図である。
システムの概略構成図である。
１ 改質装置 ２ 燃料電池本体 ６ タンク ７ バルブ ８ 不活性ガス発生装置 Ｄ 通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 雅敏 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 唐金 光雄 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料を改質して水素を生成する改質装
置と、 前記改質装置で生成された水素と，空気中の酸素とを電
気化学的に反応させて発電を行う燃料電池本体と、 前記燃料電池本体の運転停止中に、燃料電池システム内
に残留している可燃性ガスをパージするための不活性ガ
スを蓄えるタンクと、 前記タンク内に蓄える不活性ガスを発生させると共に、
前記タンク内のガス圧に応じて不活性ガスの発生量が変
化するよう構成された不活性ガス発生装置と、前記タン
クと，改質装置とを連結する通路と、 前記通路の途中に設けられ、且つ、前記燃料電池本体の
運転が停止すると開弁する一方、可燃性ガスのパージが
終了すると閉弁するよう構成されたバルブと、 を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06203864A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06203864A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 燃料電池システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203864A true JPH06203864A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=11484819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06203864A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 燃料電池システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06203864A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006294466A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| JP2008078140A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Gm Global Technology Operations Inc | スタック停止時の追い出し（パージ）方法 |
| JP2008176983A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| CN114914494A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-08-16 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种用于燃料电池电堆的耐久性控制方法及装置 |
| CN115036541A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-09 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种燃料电池电堆的耐久性控制方法及装置 |
-
1993
- 1993-01-06 JP JP50A patent/JPH06203864A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006294466A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| JP2008078140A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Gm Global Technology Operations Inc | スタック停止時の追い出し（パージ）方法 |
| JP2008176983A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| CN114914494A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-08-16 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种用于燃料电池电堆的耐久性控制方法及装置 |
| CN115036541A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-09 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种燃料电池电堆的耐久性控制方法及装置 |
| CN115036541B (zh) * | 2022-06-27 | 2023-09-22 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种燃料电池电堆的耐久性控制方法及装置 |
| CN114914494B (zh) * | 2022-06-27 | 2023-11-10 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种用于燃料电池电堆的耐久性控制方法及装置 |
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