JPH088521Y2 - 燃料電池の差圧コントロール装置 - Google Patents
燃料電池の差圧コントロール装置Info
- Publication number
- JPH088521Y2 JPH088521Y2 JP1988139225U JP13922588U JPH088521Y2 JP H088521 Y2 JPH088521 Y2 JP H088521Y2 JP 1988139225 U JP1988139225 U JP 1988139225U JP 13922588 U JP13922588 U JP 13922588U JP H088521 Y2 JPH088521 Y2 JP H088521Y2
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- gas
- differential pressure
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- line
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-
- 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
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネ
ルギーに変換させるエネルギー部門で用いる燃料電池に
おいて、燃料ガスと酸化ガスの圧力差が過大になるとき
自動的に差圧が小さくなるようにするために用いる燃料
電池の差圧コントロール装置に関するものである。
ルギーに変換させるエネルギー部門で用いる燃料電池に
おいて、燃料ガスと酸化ガスの圧力差が過大になるとき
自動的に差圧が小さくなるようにするために用いる燃料
電池の差圧コントロール装置に関するものである。
［従来の技術］ 現在までに提案されている燃料電池のうちの溶融炭酸
塩型燃料電池は、一般に、第３図に概要を示す如く、電
解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ込ませたタイ
ル（電解質板）１をカソード（酸素極）２とアノード
（燃料極）３の両電極で両面から挟み、カソード２側に
酸化ガスOGを供給すると共にアノード３側に燃料ガスFG
を供給することによりカソード２とアノード３との間で
発生する電位差により発電が行われるようにしたものを
１セルＩとし、各セルＩをセパレータ４を介し多層に積
層させて燃料電池スタックとするようにしてある。
塩型燃料電池は、一般に、第３図に概要を示す如く、電
解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ込ませたタイ
ル（電解質板）１をカソード（酸素極）２とアノード
（燃料極）３の両電極で両面から挟み、カソード２側に
酸化ガスOGを供給すると共にアノード３側に燃料ガスFG
を供給することによりカソード２とアノード３との間で
発生する電位差により発電が行われるようにしたものを
１セルＩとし、各セルＩをセパレータ４を介し多層に積
層させて燃料電池スタックとするようにしてある。
上記溶融炭酸塩型燃料電池においては、タイル１を挟
んで流れる燃料ガスFGと酸化ガスOGの許容差圧は400〜8
00mmAq位であり、差圧が過大（たとえば約1000mmAq）に
なると、タイル１の割れ、両ガス間のクロスリーク等が
生じ、電池性能を悪化させる問題があるため、上記両ガ
スの差圧を均一にコントロールする必要がある。
んで流れる燃料ガスFGと酸化ガスOGの許容差圧は400〜8
00mmAq位であり、差圧が過大（たとえば約1000mmAq）に
なると、タイル１の割れ、両ガス間のクロスリーク等が
生じ、電池性能を悪化させる問題があるため、上記両ガ
スの差圧を均一にコントロールする必要がある。
従来の差圧コントロール方式としては、第４図に一例
を示す如く、カソード２へのガス供給ライン５とアノー
ド３へのガス供給ライン６との間に差圧計７を設け、該
差圧計７により計測された圧力を読み取って、それぞれ
ガス供給ライン5,6に設けた弁8,9を手動により、あるい
は差圧計からの信号により自動的に開閉調整して供給側
のガス流量をコントロールすることにより行っている。
を示す如く、カソード２へのガス供給ライン５とアノー
ド３へのガス供給ライン６との間に差圧計７を設け、該
差圧計７により計測された圧力を読み取って、それぞれ
ガス供給ライン5,6に設けた弁8,9を手動により、あるい
は差圧計からの信号により自動的に開閉調整して供給側
のガス流量をコントロールすることにより行っている。
［考案が解決しようとする課題］ ところが、溶融炭酸塩型燃料電池におけるカソード２
とアノード３の間の許容差圧は、上述した如く、400〜8
00mmAqと非常に小さいため、高圧運転を行う場合、弁8,
9の開閉調整による差圧コントロールは非常に困難であ
った。
とアノード３の間の許容差圧は、上述した如く、400〜8
00mmAqと非常に小さいため、高圧運転を行う場合、弁8,
9の開閉調整による差圧コントロールは非常に困難であ
った。
そこで、本考案は、簡単な構成で精度よく差圧コント
ロールを実施できると共に、運転圧力が高い場合でも安
定した差圧コントロールを行うことができるようにし
て、電池の長寿命化と安全性の向上を図るようにしよう
とするものである。
ロールを実施できると共に、運転圧力が高い場合でも安
定した差圧コントロールを行うことができるようにし
て、電池の長寿命化と安全性の向上を図るようにしよう
とするものである。
［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記目的を達成するために、タイルを挟む
ように両面にカソードとアノードを配し、カソード側に
酸化ガスを、又、アノード側に燃料ガスをそれぞれ供給
して排出させるようにしてある燃料電池における上記酸
化ガスの供給側と排出側との間及び燃料ガスの供給側と
排出側との間にそれぞれバイパスラインを接続し、且つ
該酸化ガスのバイパスラインに組み込んだリリーフ弁の
リリーフ圧設定側に、燃料ガスのバイパスラインに組み
込んだリリーフ弁の上流部より分岐させた導圧ラインを
連通させ、又、上記燃料ガスのバイパスラインに組み込
んだリリーフ弁のリリーフ圧設定側に、酸化ガスのバイ
パスライン上にリリーフ弁の上流部より分岐させた導圧
ラインを連通させてなる差圧コントロール部を両バイパ
スラインの途中に設けた構成とする。
ように両面にカソードとアノードを配し、カソード側に
酸化ガスを、又、アノード側に燃料ガスをそれぞれ供給
して排出させるようにしてある燃料電池における上記酸
化ガスの供給側と排出側との間及び燃料ガスの供給側と
排出側との間にそれぞれバイパスラインを接続し、且つ
該酸化ガスのバイパスラインに組み込んだリリーフ弁の
リリーフ圧設定側に、燃料ガスのバイパスラインに組み
込んだリリーフ弁の上流部より分岐させた導圧ラインを
連通させ、又、上記燃料ガスのバイパスラインに組み込
んだリリーフ弁のリリーフ圧設定側に、酸化ガスのバイ
パスライン上にリリーフ弁の上流部より分岐させた導圧
ラインを連通させてなる差圧コントロール部を両バイパ
スラインの途中に設けた構成とする。
［作用］ 供給側でいずれかのガス圧を高くなって差圧が設定値
を超えると、高圧ガスに対応するバイパスライン上のリ
リーフ弁が開かれるため、高圧ガスが電池をバイパスし
て排出側へ逃がされることにより圧力が低減されて差圧
がコントロールされることになる。
を超えると、高圧ガスに対応するバイパスライン上のリ
リーフ弁が開かれるため、高圧ガスが電池をバイパスし
て排出側へ逃がされることにより圧力が低減されて差圧
がコントロールされることになる。
［実施例］ 以下、図面に基づき本考案の実地例を説明する。
第１図に示す如く、タイル１をカソード２とアノード
３とで両面から挟み、カソード２側には、酸化ガスOGを
供給して排出する酸化ガスの供給ライン５と排出ライン
10を接続し、又、アノード３側には、燃料ガスFGを供給
して排出する燃料ガスの供給ライン６と排出ライン11を
接続した構成において、上記カソード２側の酸化ガスの
供給ライン５と排出ライン10をバイパスライン12で接続
すると共に、上記アノード３側の燃料ガスの供給ライン
６と排出ライン11をバイパスライン13で接続し、且つ該
両バイパスライン12,13の途中に差圧コントロール部14
を設ける。
３とで両面から挟み、カソード２側には、酸化ガスOGを
供給して排出する酸化ガスの供給ライン５と排出ライン
10を接続し、又、アノード３側には、燃料ガスFGを供給
して排出する燃料ガスの供給ライン６と排出ライン11を
接続した構成において、上記カソード２側の酸化ガスの
供給ライン５と排出ライン10をバイパスライン12で接続
すると共に、上記アノード３側の燃料ガスの供給ライン
６と排出ライン11をバイパスライン13で接続し、且つ該
両バイパスライン12,13の途中に差圧コントロール部14
を設ける。
上記差圧コントロール部14は、第２図に詳細を示す如
く、バイパスライン12と13にそれぞれリリーフ弁15と16
を組み込み、上記バイパスライン12のリリーフ弁15のリ
リーフ圧設定側には、バイパスライン13のリリーフ弁16
の上流部より分岐させた導圧ライン17を連通させると共
に、上記バイパスライン13のリリーフ弁16のリリーフ圧
設定側には、バイパスライン12のリリーフ弁15の上流部
より分岐させた導圧ライン18を連通させた構成とし、カ
ソード２側とアノード３側に供給されるガスの差圧が設
定値を超えると、高圧側のガスによりリリーフ弁15又は
16が開かれてガス排出ライン10又は11へバイパスされる
ことによって圧力が逃がされるようにしてある。なお、
許容差圧の設定は両リリーフ弁15,16のリリーフ圧の設
定により行われるものであり、リリーフ弁15,16の設定
圧はスプリングの強さにより適宜決められる。
く、バイパスライン12と13にそれぞれリリーフ弁15と16
を組み込み、上記バイパスライン12のリリーフ弁15のリ
リーフ圧設定側には、バイパスライン13のリリーフ弁16
の上流部より分岐させた導圧ライン17を連通させると共
に、上記バイパスライン13のリリーフ弁16のリリーフ圧
設定側には、バイパスライン12のリリーフ弁15の上流部
より分岐させた導圧ライン18を連通させた構成とし、カ
ソード２側とアノード３側に供給されるガスの差圧が設
定値を超えると、高圧側のガスによりリリーフ弁15又は
16が開かれてガス排出ライン10又は11へバイパスされる
ことによって圧力が逃がされるようにしてある。なお、
許容差圧の設定は両リリーフ弁15,16のリリーフ圧の設
定により行われるものであり、リリーフ弁15,16の設定
圧はスプリングの強さにより適宜決められる。
今、酸化ガスOGと燃料ガスFGの差圧がほとんどない場
合には、カソード２側に供給されている酸化ガスOGの一
部はバイパスライン12に導入され更に導圧ライン18に導
かれることによって供給ライン５の圧力がバイパスライ
ン13上のリリーフ弁16のリリーフ圧設定側に作用させら
れており、又、同様に、アノード３側に供給されている
燃料ガスFGの一部はバイパスライン13に導入され更に導
圧ライン17に導かれることによってガス供給ライン６の
圧力がバイパスライン12上のリリーフ弁15のリリーフ圧
設定側に作用させられているため、両リリーフ弁15,16
は閉じた状態を維持している。すなわち、両リリーフ弁
15,16には、互に相手側のバイパスライン13,12側からの
圧力がリリーフ圧設定側に導かれているため、高圧運転
が行われている場合でも、差圧が許容差圧設定値（たと
えば400mmAq）以下であれば開かれるようなことはな
い。
合には、カソード２側に供給されている酸化ガスOGの一
部はバイパスライン12に導入され更に導圧ライン18に導
かれることによって供給ライン５の圧力がバイパスライ
ン13上のリリーフ弁16のリリーフ圧設定側に作用させら
れており、又、同様に、アノード３側に供給されている
燃料ガスFGの一部はバイパスライン13に導入され更に導
圧ライン17に導かれることによってガス供給ライン６の
圧力がバイパスライン12上のリリーフ弁15のリリーフ圧
設定側に作用させられているため、両リリーフ弁15,16
は閉じた状態を維持している。すなわち、両リリーフ弁
15,16には、互に相手側のバイパスライン13,12側からの
圧力がリリーフ圧設定側に導かれているため、高圧運転
が行われている場合でも、差圧が許容差圧設定値（たと
えば400mmAq）以下であれば開かれるようなことはな
い。
通常運転時から、たとえば、カソード２側への酸化ガ
スOGの圧力がアノード３側への燃料ガスFGの圧力より過
大になってカソード２とアノード３間の差圧が設定値を
超えた場合には、バイパスライン12に導かれるガス圧力
によってリリーフ弁15が開かれるため、高圧側の酸化ガ
スOGが燃料電池をバイパスして排出側ライン10へ導かれ
る。これにより酸化ガスOGの圧力が低減する。この場
合、バイパスライン13上のリリーフ弁16のリリーフ圧設
定側にはカソード２へのガス供給ライン５の過大な圧力
が作用しているため、リリーフ弁16はバイパスライン13
に導かれる燃料ガスFGの圧力によっては開かれることは
なく閉じた状態を維持している。この点、バイパスライ
ン12上のリリーフ弁15には、リリーフ圧設定側に作用し
ているアノード３への供給側ガス圧力よりも過大な圧力
がバイパスライン12を経て弁開作動側に作用するため、
該リリーフ弁15は開かれることになる。したがって、酸
化ガスOGの圧力はカソード２に導かれる前にガス供給ラ
イン５からバイパスライン12を通って排出ライン10へ逃
がされ、燃料ガスFGとの差圧が小さくなるようにコント
ロールされる。酸化ガスOGの圧力が低くなってきて許容
差圧設定値以下になると、上記リリーフ弁15は自動的に
閉じられる。なお、アノード３側への燃料ガスFGの圧力
がカソード２側への酸化ガスOGの圧力より過大になっ
て、その差圧が許容差圧設定値を超えた場合には、同様
にしてリリーフ弁16が開かれて燃料ガスFGがアノード３
に導かれる前にガス供給ライン６からバイパスライン13
を通って排出ライン11へ逃がされることによって圧力が
低減される。
スOGの圧力がアノード３側への燃料ガスFGの圧力より過
大になってカソード２とアノード３間の差圧が設定値を
超えた場合には、バイパスライン12に導かれるガス圧力
によってリリーフ弁15が開かれるため、高圧側の酸化ガ
スOGが燃料電池をバイパスして排出側ライン10へ導かれ
る。これにより酸化ガスOGの圧力が低減する。この場
合、バイパスライン13上のリリーフ弁16のリリーフ圧設
定側にはカソード２へのガス供給ライン５の過大な圧力
が作用しているため、リリーフ弁16はバイパスライン13
に導かれる燃料ガスFGの圧力によっては開かれることは
なく閉じた状態を維持している。この点、バイパスライ
ン12上のリリーフ弁15には、リリーフ圧設定側に作用し
ているアノード３への供給側ガス圧力よりも過大な圧力
がバイパスライン12を経て弁開作動側に作用するため、
該リリーフ弁15は開かれることになる。したがって、酸
化ガスOGの圧力はカソード２に導かれる前にガス供給ラ
イン５からバイパスライン12を通って排出ライン10へ逃
がされ、燃料ガスFGとの差圧が小さくなるようにコント
ロールされる。酸化ガスOGの圧力が低くなってきて許容
差圧設定値以下になると、上記リリーフ弁15は自動的に
閉じられる。なお、アノード３側への燃料ガスFGの圧力
がカソード２側への酸化ガスOGの圧力より過大になっ
て、その差圧が許容差圧設定値を超えた場合には、同様
にしてリリーフ弁16が開かれて燃料ガスFGがアノード３
に導かれる前にガス供給ライン６からバイパスライン13
を通って排出ライン11へ逃がされることによって圧力が
低減される。
このように、本考案においては、タイル１を挟んで流
れる酸化ガスOGと燃料ガスFGの差圧が設定値を超える
と、自動的にリリーフ弁15又は16が開いて高圧側のガス
をバイパスさせることにより差圧コントロールを行うこ
とができる。
れる酸化ガスOGと燃料ガスFGの差圧が設定値を超える
と、自動的にリリーフ弁15又は16が開いて高圧側のガス
をバイパスさせることにより差圧コントロールを行うこ
とができる。
なお、上記実施例では、バイパスライン12,13のガス
排出ライン10,11への接続部を、図面上カソード２、ア
ノード３の近傍としてあるが、更に下流の圧力がより低
い位置であってもよく、その他本考案の要旨を逸脱しな
い範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
排出ライン10,11への接続部を、図面上カソード２、ア
ノード３の近傍としてあるが、更に下流の圧力がより低
い位置であってもよく、その他本考案の要旨を逸脱しな
い範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
［考案の効果］ 以上述べた如く、本考案の燃料電池の差圧コントロー
ル装置によれば、タイルを挟むように両面にカソードと
アノードを配し、カソード側に酸化ガスを、又、アノー
ド側に燃料ガスをそれぞれ供給して排出させるようにし
てある燃料電池における上記酸化ガスの供給側と排出側
との間及び燃料ガスの供給側と排出側との間にそれぞれ
バイパスラインを接続して、該両バイパスラインに各々
リリーフ弁を組み込み、且つ該酸化ガスのバイパスライ
ンに組み込んだリリーフ弁のリリーフ圧設定側に、燃料
ガスのバイパスラインに組み込んだリリーフ弁の上流部
より分岐させた導圧ラインを連通させ、又、上記燃料ガ
スのバイパスラインに組み込んだリリーフ弁のリリーフ
圧設定側に、酸化ガスのバイパスライン上のリリーフ弁
の上流部より分岐させた導圧ラインを連通させてなる差
圧コントロール部を両バイパスラインの途中に設け、酸
化ガスをカソードに、燃料ガスをアノードにそれぞれ供
給する場合に、カソード、アノード間の差圧が設定値を
超えたときに差圧コントロール部の作動により高圧側の
ガスを電池をバイパスして供給側から排出側へ逃がし
て、燃料電池に作用するガスの差圧をコントロールする
ようにしてあるので、電池を高圧で運転する場合でも複
雑な機構を用いることなく簡単な構成で安定した差圧コ
ントロールを実施でき、これにより電池の長寿命化を図
ることができ、更に構成簡単なことから故障も生じにく
い、という優れた効果を発揮する。
ル装置によれば、タイルを挟むように両面にカソードと
アノードを配し、カソード側に酸化ガスを、又、アノー
ド側に燃料ガスをそれぞれ供給して排出させるようにし
てある燃料電池における上記酸化ガスの供給側と排出側
との間及び燃料ガスの供給側と排出側との間にそれぞれ
バイパスラインを接続して、該両バイパスラインに各々
リリーフ弁を組み込み、且つ該酸化ガスのバイパスライ
ンに組み込んだリリーフ弁のリリーフ圧設定側に、燃料
ガスのバイパスラインに組み込んだリリーフ弁の上流部
より分岐させた導圧ラインを連通させ、又、上記燃料ガ
スのバイパスラインに組み込んだリリーフ弁のリリーフ
圧設定側に、酸化ガスのバイパスライン上のリリーフ弁
の上流部より分岐させた導圧ラインを連通させてなる差
圧コントロール部を両バイパスラインの途中に設け、酸
化ガスをカソードに、燃料ガスをアノードにそれぞれ供
給する場合に、カソード、アノード間の差圧が設定値を
超えたときに差圧コントロール部の作動により高圧側の
ガスを電池をバイパスして供給側から排出側へ逃がし
て、燃料電池に作用するガスの差圧をコントロールする
ようにしてあるので、電池を高圧で運転する場合でも複
雑な機構を用いることなく簡単な構成で安定した差圧コ
ントロールを実施でき、これにより電池の長寿命化を図
ることができ、更に構成簡単なことから故障も生じにく
い、という優れた効果を発揮する。
第１図は本考案の燃料電池の差圧コントロール装置の一
実施例を示す概略図、第２図は第１図における差圧コン
トロール部の詳細図、第３図は燃料電池の一例を示す断
面図、第４図は従来の差圧コントロール方式の概要図で
ある。 １……タイル、２……カソード、３……アノード、5,6
……供給ライン、10,11……排出ライン、12,13……バイ
パスライン、14……差圧コントロール部、15,16……リ
リーフ弁、17,18……導圧ライン。
実施例を示す概略図、第２図は第１図における差圧コン
トロール部の詳細図、第３図は燃料電池の一例を示す断
面図、第４図は従来の差圧コントロール方式の概要図で
ある。 １……タイル、２……カソード、３……アノード、5,6
……供給ライン、10,11……排出ライン、12,13……バイ
パスライン、14……差圧コントロール部、15,16……リ
リーフ弁、17,18……導圧ライン。
Claims (1)
- 【請求項１】タイルを挟むように両面にカソードとアノ
ードを配し、カソード側に酸化ガスを、又、アノード側
に燃料ガスをそれぞれ供給して排出させるようにしてあ
る燃料電池における上記酸化ガスの供給側と排出側との
間及び燃料ガスの供給側と排出側との間にそれぞれバイ
パスラインを接続して、該両バイパスラインに各々リリ
ーフ弁を組み込み、且つ該酸化ガスのバイパスラインに
組み込んだリリーフ弁のリリーフ圧設定側に、燃料ガス
のバイパスラインに組み込んだリリーフ弁の上流部より
分岐させた導圧ラインを連通させ、又、上記燃料ガスの
バイパスラインに組み込んだリリーフ弁のリリーフ圧設
定側に、酸化ガスのバイパスライン上のリリーフ弁の上
流部より分岐させた導圧ラインを連通させてなる差圧コ
ントロール部を両バイパスラインの途中に設けたことを
特徴とする燃料電池の差圧コントロール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988139225U JPH088521Y2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 燃料電池の差圧コントロール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988139225U JPH088521Y2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 燃料電池の差圧コントロール装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0261064U JPH0261064U (ja) | 1990-05-07 |
| JPH088521Y2 true JPH088521Y2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=31402287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988139225U Expired - Lifetime JPH088521Y2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 燃料電池の差圧コントロール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088521Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59121786A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-13 | Toshiba Corp | 燃料電池装置 |
| JPH0828231B2 (ja) * | 1984-06-26 | 1996-03-21 | 株式会社東芝 | 燃料電池発電プラント |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP1988139225U patent/JPH088521Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0261064U (ja) | 1990-05-07 |
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