JPH0831325B2 - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPH0831325B2 JPH0831325B2 JP61006426A JP642686A JPH0831325B2 JP H0831325 B2 JPH0831325 B2 JP H0831325B2 JP 61006426 A JP61006426 A JP 61006426A JP 642686 A JP642686 A JP 642686A JP H0831325 B2 JPH0831325 B2 JP H0831325B2
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- Japan
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- fuel cell
- water
- reserve tank
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- drainage
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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
- H01M8/06—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
-
- 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
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
-
- Y—GENERAL 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
- 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
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は燃料電池発電システムに係り、特に燃料電池
の燃料ガス供給側に気水分離器を備え、かつガス排出側
にリザーブタンクを備えている燃料電池発電システムに
関する。
の燃料ガス供給側に気水分離器を備え、かつガス排出側
にリザーブタンクを備えている燃料電池発電システムに
関する。
従来一般に採用されているこの種燃料電池発電システ
ムは、特公昭57−210573号公報および特開昭59−203372
号公報に記載されているように、燃料電池の上流側の気
水分離器と、そして下流側のリザーブタンクの排水はそ
のまま排水するようになつている。しかし、気水分離
器、リザーブタンクの排水を行うと気水分離器とリザー
ブタンクのガス収容空間容積が変化するためのガス圧が
変化し、燃料電池の極間差圧に影響を与える欠点があつ
た。
ムは、特公昭57−210573号公報および特開昭59−203372
号公報に記載されているように、燃料電池の上流側の気
水分離器と、そして下流側のリザーブタンクの排水はそ
のまま排水するようになつている。しかし、気水分離
器、リザーブタンクの排水を行うと気水分離器とリザー
ブタンクのガス収容空間容積が変化するためのガス圧が
変化し、燃料電池の極間差圧に影響を与える欠点があつ
た。
本発明はこれに鑑みなされたもので、その目的とする
ところは、燃料電池の上流側に設置されている気水分離
器や燃料電池下流側に配置されているリザーブタンクの
排水によるプロセスラインの圧力の急変をなくすととも
に、燃料排出ガスの電解質物質を薄めて排出することが
でき、燃料電池の極間差圧への影響を少なくして安定し
た運転が可能なこの種燃料電池発電システムを提供する
にある。
ところは、燃料電池の上流側に設置されている気水分離
器や燃料電池下流側に配置されているリザーブタンクの
排水によるプロセスラインの圧力の急変をなくすととも
に、燃料排出ガスの電解質物質を薄めて排出することが
でき、燃料電池の極間差圧への影響を少なくして安定し
た運転が可能なこの種燃料電池発電システムを提供する
にある。
すなわち本発明は、燃料電池と、この燃料電池に供給
される燃料を、水素を主成分とするガスに改質する水蒸
気改質装置と、この水蒸気改質装置にて改質されたガス
を、ガスと水分とに分離する気水分離機器と、前記燃料
電池の排出ガス側に設置されたリザーブタンクとを備え
た燃料電池発電システムにおいて、前記気水分離機器の
排水管を前記リザーブタンクに結合し、かつ前記気水分
離機器およびリザーブタンクに、その内部の水位を検出
する水位検出装置を設けるとともに、気水分離機器の排
水管および／またはリザーブタンクに設けられている排
水管に、前記水位検出装置に制御されて余分な水が排水
され、内部の水位が一定に保たれるように開閉作動する
排水弁と、排水管の一部の径が縮小され排水量が制限さ
れる排水量制限部とを設け、かつ前記燃料電池の排出ガ
ス配管の排出側先端が、前記リザーブタンク内の生成水
中に没するように配置され、電池からの排出ガスが生成
水と接合接触して排出されるように形成し所期の目的を
達成するようにしたものである。
される燃料を、水素を主成分とするガスに改質する水蒸
気改質装置と、この水蒸気改質装置にて改質されたガス
を、ガスと水分とに分離する気水分離機器と、前記燃料
電池の排出ガス側に設置されたリザーブタンクとを備え
た燃料電池発電システムにおいて、前記気水分離機器の
排水管を前記リザーブタンクに結合し、かつ前記気水分
離機器およびリザーブタンクに、その内部の水位を検出
する水位検出装置を設けるとともに、気水分離機器の排
水管および／またはリザーブタンクに設けられている排
水管に、前記水位検出装置に制御されて余分な水が排水
され、内部の水位が一定に保たれるように開閉作動する
排水弁と、排水管の一部の径が縮小され排水量が制限さ
れる排水量制限部とを設け、かつ前記燃料電池の排出ガ
ス配管の排出側先端が、前記リザーブタンク内の生成水
中に没するように配置され、電池からの排出ガスが生成
水と接合接触して排出されるように形成し所期の目的を
達成するようにしたものである。
以下、本発明による一実施例を第１図と第２図により
説明する。
説明する。
第１図は燃料電池発電システムの系統図である。第１
図において、図示しない原料ガスと水蒸気との混合ガス
１は約800℃に昇温された水蒸気改質装置２によつて水
素を主成分とする改質ガスに改質され、さらにシフトコ
ンバータ３で燃料電池６の性能を低下させる成分が除去
される。さらに、この改質ガスは気水分離器４によつて
水分が分離されて燃料電池６の燃料極７に流下する。一
方、燃料電池６の空気極８には図示しない空気圧縮器に
よつて空気が供給され、これにより燃料電池６は化学エ
ネルギーを電気エネルギーに変換して発電する。
図において、図示しない原料ガスと水蒸気との混合ガス
１は約800℃に昇温された水蒸気改質装置２によつて水
素を主成分とする改質ガスに改質され、さらにシフトコ
ンバータ３で燃料電池６の性能を低下させる成分が除去
される。さらに、この改質ガスは気水分離器４によつて
水分が分離されて燃料電池６の燃料極７に流下する。一
方、燃料電池６の空気極８には図示しない空気圧縮器に
よつて空気が供給され、これにより燃料電池６は化学エ
ネルギーを電気エネルギーに変換して発電する。
発電に消費した残りのガスは電解質物質例えばリン酸
を含み、このガスは配管13b,13cを介してリザーブタン
ク10,11内の水中を通り、電解質物質は水を中和して除
去され、ガスはリザーブタンク10,11の空間9b,9cに入
り、そして水蒸気改質装置２の燃焼部に送られて燃焼し
系外へ排出される。一方、気水分離器４は図示しない水
位検出装置により制御されて余分な水を排水する排水弁
5aと排水管の一部の径が縮小され、排水量が制限される
排水量制限部，すなわち圧損部20と配管21a,21b,21cを
介してリザーブタンク10,11に接続される。さらに、各
リザーブタンク10,11には排水弁5b,5cと圧損部22,23が
接続設置される。なお、気水分離器４のガス圧は燃料電
池６の圧力よりは高い状態となつている。
を含み、このガスは配管13b,13cを介してリザーブタン
ク10,11内の水中を通り、電解質物質は水を中和して除
去され、ガスはリザーブタンク10,11の空間9b,9cに入
り、そして水蒸気改質装置２の燃焼部に送られて燃焼し
系外へ排出される。一方、気水分離器４は図示しない水
位検出装置により制御されて余分な水を排水する排水弁
5aと排水管の一部の径が縮小され、排水量が制限される
排水量制限部，すなわち圧損部20と配管21a,21b,21cを
介してリザーブタンク10,11に接続される。さらに、各
リザーブタンク10,11には排水弁5b,5cと圧損部22,23が
接続設置される。なお、気水分離器４のガス圧は燃料電
池６の圧力よりは高い状態となつている。
このような構成において、今、気水分離器４の余剰水
は図示しない水位計によつて制御される排水弁5a、圧損
部20を通じてリザーブタンク10,11に注入されるが、圧
損部20があるために気水分離器４内の空間9aの圧力を急
変させることがない。また、リザーブタンク10,11内の
水は燃料電池６の構成物質が飛散して混合されている
が、この混合水の濃度は気水分離器４からの排水によつ
て薄められる効果がある。さらに、燃料電池６からの排
ガスはリザーブタンク10,11内の生成水中を通じてくる
ので電解質物質は中和されて電解質物質を含まない排ガ
スとなる効果がある。そしてリザーブタンク10,11の水
位がある値より上ると図示しない水位計によつて制御さ
れる排水弁5bと圧損部22、排水弁5cと圧損部23を介して
排出されるのでリザーブタンク10,11内の圧力の急変も
防止できて、燃料電池６の極間差圧への影響を少なくで
きる効果がある。
は図示しない水位計によつて制御される排水弁5a、圧損
部20を通じてリザーブタンク10,11に注入されるが、圧
損部20があるために気水分離器４内の空間9aの圧力を急
変させることがない。また、リザーブタンク10,11内の
水は燃料電池６の構成物質が飛散して混合されている
が、この混合水の濃度は気水分離器４からの排水によつ
て薄められる効果がある。さらに、燃料電池６からの排
ガスはリザーブタンク10,11内の生成水中を通じてくる
ので電解質物質は中和されて電解質物質を含まない排ガ
スとなる効果がある。そしてリザーブタンク10,11の水
位がある値より上ると図示しない水位計によつて制御さ
れる排水弁5bと圧損部22、排水弁5cと圧損部23を介して
排出されるのでリザーブタンク10,11内の圧力の急変も
防止できて、燃料電池６の極間差圧への影響を少なくで
きる効果がある。
これらの関係を示すと第２図の如くなる。すなわち、
第２図において、排水量Q1を徐々に排水することによ
り、気水分離器４内の圧力P1の変化が少なくなるので結
果的には燃料電池６への影響が少なく極間差圧の変化を
抑制することが出来、かつ、燃料電池６からの構成物質
との混合水の成分を薄めて排水できる効果がある。
第２図において、排水量Q1を徐々に排水することによ
り、気水分離器４内の圧力P1の変化が少なくなるので結
果的には燃料電池６への影響が少なく極間差圧の変化を
抑制することが出来、かつ、燃料電池６からの構成物質
との混合水の成分を薄めて排水できる効果がある。
第３図は変形例を示すもので、特にリザーブタンク1
0,11の底部を配管25で共通に接続しその中間位置に排水
弁5b、圧損部22を接続したものである。これにより、リ
ザーブタンク10,11の水位は同じであり、水位が上がつ
た場合には図示しない水位計により排水弁5bを操作して
水を圧損部22より排出する。このように燃料電池６の下
流例の２つのリザーブタンク10,11の水を同時に排出す
る圧力変動が同時に発生するので極間差圧への影響も少
なくでき、かつ、排水弁5bも１つですむなどの効果があ
る。
0,11の底部を配管25で共通に接続しその中間位置に排水
弁5b、圧損部22を接続したものである。これにより、リ
ザーブタンク10,11の水位は同じであり、水位が上がつ
た場合には図示しない水位計により排水弁5bを操作して
水を圧損部22より排出する。このように燃料電池６の下
流例の２つのリザーブタンク10,11の水を同時に排出す
る圧力変動が同時に発生するので極間差圧への影響も少
なくでき、かつ、排水弁5bも１つですむなどの効果があ
る。
なお、その他の変形例として図示しないが、排出管の
出口側の圧損部は配管径の縮少や排水弁の開閉動作を遅
くすることで同様に実現できる。
出口側の圧損部は配管径の縮少や排水弁の開閉動作を遅
くすることで同様に実現できる。
以上説明してきたように本発明によれば、気水分離器
あるいはリザーブタンク内の水を、系のガス圧力に急変
を生じさせることなく排水することができるとともに、
気水分離器からの排水によりリザーブタンク内の混合水
の濃度を薄くすることができ、また燃料排出ガスが生成
水中を通じてくるので電解質物質は中和され、電解質物
質を薄めて排出することができ、したがって燃料電池の
極間差圧への影響を少なくして安定した運転が可能なこ
の種燃料電池発電システムを得ることができる。
あるいはリザーブタンク内の水を、系のガス圧力に急変
を生じさせることなく排水することができるとともに、
気水分離器からの排水によりリザーブタンク内の混合水
の濃度を薄くすることができ、また燃料排出ガスが生成
水中を通じてくるので電解質物質は中和され、電解質物
質を薄めて排出することができ、したがって燃料電池の
極間差圧への影響を少なくして安定した運転が可能なこ
の種燃料電池発電システムを得ることができる。
第１図は本発明の実施例を説明する系統図、第２図は第
１図において排水弁が動作した時の改善された各部の変
化を示す特性図、第３図は本発明の他の実施例を示す系
統図である。 ４……気水分離器、5a,5b,5c……排水弁、10……リザー
ブタンク、11……リザーブタンク、13b,13c……配管、2
0,22,23……圧損部、21a,21b,21c……配管。
１図において排水弁が動作した時の改善された各部の変
化を示す特性図、第３図は本発明の他の実施例を示す系
統図である。 ４……気水分離器、5a,5b,5c……排水弁、10……リザー
ブタンク、11……リザーブタンク、13b,13c……配管、2
0,22,23……圧損部、21a,21b,21c……配管。
Claims (1)
- 【請求項１】燃料電池と、該燃料電池に供給される燃料
を、水素を主成分とするガスに改質する水蒸気改質装置
と、該水蒸気改質装置にて改質されたガスを、ガスと水
分とに分離する気水分離機器と、前記燃料電池の排出ガ
ス側に設置されたリザーブタンクとを備えた燃料電池発
電システムにおいて、 前記気水分離器の排水管を前記リザーブタンクに結合
し、かつ前記気水分離器およびリザーブタンクに、その
内部の水位を検出する水位検出装置を設けるとともに、
気水分離機器の排水管および／またはリザーブタンクに
設けられている排水管に、前記水位検出装置に抑制され
て余分な水が排水され、内部の水位が一定に保たれるよ
うに開閉作動する排水弁と、排水管の一部の径が縮小さ
れ排水量が制限される排水量制限部とを設け、かつ前記
燃料電池の排出ガス配管の排出側先端が、前記リザーブ
タンク内の生成水中に没するように配置され、電池から
の排水ガスが生成水と混合接触して排出されるように形
成されてい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 |
|---|---|---|---|
| JP61006426A JPH0831325B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006426A JPH0831325B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62165870A JPS62165870A (ja) | 1987-07-22 |
| JPH0831325B2 true JPH0831325B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=11638052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61006426A Expired - Fee Related JPH0831325B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831325B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3890754B2 (ja) * | 1997-07-10 | 2007-03-07 | 富士電機ホールディングス株式会社 | リン酸型燃料電池発電装置 |
| EP1325531B1 (de) | 2000-09-22 | 2004-06-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum überwachen des medienaustritts aus einer brennstoffzelle und brennstoffzellenanlage |
| JP4264875B2 (ja) * | 2003-01-14 | 2009-05-20 | トヨタ自動車株式会社 | 凝縮水排水システム及び燃料電池システム |
| JP2007329135A (ja) * | 2007-08-03 | 2007-12-20 | Toyota Motor Corp | 燃料電池装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58164159A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池の異常差圧防止装置 |
-
1986
- 1986-01-17 JP JP61006426A patent/JPH0831325B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62165870A (ja) | 1987-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |