JPS60158559A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPS60158559A JPS60158559A JP59013690A JP1369084A JPS60158559A JP S60158559 A JPS60158559 A JP S60158559A JP 59013690 A JP59013690 A JP 59013690A JP 1369084 A JP1369084 A JP 1369084A JP S60158559 A JPS60158559 A JP S60158559A
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- Japan
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- fuel gas
- fuel cell
- gas
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- Pending
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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
- H01M8/04—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
- H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
-
- 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)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は燃料電池本体で燃料ガス中の水素と空気中の
酸素が反応して発電する燃料電池発電装置に関するもの
である。
酸素が反応して発電する燃料電池発電装置に関するもの
である。
従来この傭の装置としてオ１図に示すものがあった。
図において、Ｉｌｌ ｉ燃料電池本体、１２）はこの燃
料電池本体Ｉｌｌ 全収納する′−電池筐体（３１，（
４）、（５）は燃料電池本体Ｉｌ＋および電池筐体（２
）に窒素、空気、滴科等のガスを供給する調節弁、＋６
１ ｓ （７１ｍ （８１は扁料電池本体（１）および
電池筐体（２１がらの余剰の窒素、空気、燃料等のガス
を排出する放出弁。
料電池本体Ｉｌｌ 全収納する′−電池筐体（３１，（
４）、（５）は燃料電池本体Ｉｌ＋および電池筐体（２
）に窒素、空気、滴科等のガスを供給する調節弁、＋６
１ ｓ （７１ｍ （８１は扁料電池本体（１）および
電池筐体（２１がらの余剰の窒素、空気、燃料等のガス
を排出する放出弁。
＋９１ ｓ’ （１０）は放出弁＋７１ 、１８１から
の空気燃料等のガスを安全に排気する排気塔である。
の空気燃料等のガスを安全に排気する排気塔である。
次に動作について説明する。４素、空気、燃料号のガス
はそれぞれ調節弁＋ａｌ 、 ｎｌ 、 （５１によっ
て、燃料電池本体１１１および電池筐体（２）に所定の
圧力Ｉ順により各々の系統に所定の流量で供給される。
はそれぞれ調節弁＋ａｌ 、 ｎｌ 、 （５１によっ
て、燃料電池本体１１１および電池筐体（２）に所定の
圧力Ｉ順により各々の系統に所定の流量で供給される。
ここで、燃料電池本体＋１１ ｉｄ ’に池直体（２）
に収納し、窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気にすること
により、ａＪ燃注ガス等のガス洩れに対する女全対畢を
行っている。次いで、燃料電池本体Ｉｌ＋は一度、上方
等が所定のｊ作条件に維持されることｒＣより、金気中
の１２累と・燃料ガス中の水素とが′嘔気化学反応を起
こし、直流電力を発生する。
に収納し、窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気にすること
により、ａＪ燃注ガス等のガス洩れに対する女全対畢を
行っている。次いで、燃料電池本体Ｉｌ＋は一度、上方
等が所定のｊ作条件に維持されることｒＣより、金気中
の１２累と・燃料ガス中の水素とが′嘔気化学反応を起
こし、直流電力を発生する。
さて、この発生した直流電力量に比例して、酸素と水素
とが燃料電池本体Ｉｌｌの内部で装置される。この１１
（給された量に対して消費された割合を、６々箪気利用
率（酸素が消費される割合）および燃料利用率（水素が
消費される割合）とｌ＋？はれる。この利用がｔ高くす
ると、燃料電池本体用の発成特性すなわち−ボの負荷′
１流に対する発生電圧が低下する現象があるので、プラ
ント全体としては効率が最も高くなる利用率において１
堪転される。このときの利用率な、例えば、金気利用率
６０％程度、燃料利用率８０％ｉ度である。仄いで、燃
料′電池本体ｉｌｌの残りの宗刺仝気と金利燃料ガスは
、放出弁１７＋ 、 （８１から燃料電池本体＋１１の
外部へ排出され、史゛に安全上からそれぞれ排気塔１９
１ 、 （１０） Ｉ／Ｃより排気される。
とが燃料電池本体Ｉｌｌの内部で装置される。この１１
（給された量に対して消費された割合を、６々箪気利用
率（酸素が消費される割合）および燃料利用率（水素が
消費される割合）とｌ＋？はれる。この利用がｔ高くす
ると、燃料電池本体用の発成特性すなわち−ボの負荷′
１流に対する発生電圧が低下する現象があるので、プラ
ント全体としては効率が最も高くなる利用率において１
堪転される。このときの利用率な、例えば、金気利用率
６０％程度、燃料利用率８０％ｉ度である。仄いで、燃
料′電池本体ｉｌｌの残りの宗刺仝気と金利燃料ガスは
、放出弁１７＋ 、 （８１から燃料電池本体＋１１の
外部へ排出され、史゛に安全上からそれぞれ排気塔１９
１ 、 （１０） Ｉ／Ｃより排気される。
壕だ、・場合によっては、可燃性ガスを含む金利燃料ガ
スは排気塔Ｖ１０）によって燃焼排気される。
スは排気塔Ｖ１０）によって燃焼排気される。
従来の燃料電池発電装置は以上のように、み成されてい
るので、安全上から金利燃料カスを燃焼排気することが
必要で、高価な燃料ガスである水素金光全に使用するこ
とができず、また、全体の発電効率が低下するなどの欠
点があった。
るので、安全上から金利燃料カスを燃焼排気することが
必要で、高価な燃料ガスである水素金光全に使用するこ
とができず、また、全体の発電効率が低下するなどの欠
点があった。
この発明は上記のような従来のもの欠点全除去するため
になされたもので、燃料電池本体がらν１゜出される余
剰燃料ガス全燃料ガス伝給部へ循環する餉顧装置直を設
けることにより、経済的に発−することができる燃料電
池発電装置を促供するものである。
になされたもので、燃料電池本体がらν１゜出される余
剰燃料ガス全燃料ガス伝給部へ循環する餉顧装置直を設
けることにより、経済的に発−することができる燃料電
池発電装置を促供するものである。
以下、この発明の一実施列ｔ第２図に基づいて祝明する
。第２図において、＋１１は燃料電池本体、１２）はこ
の燃料電池本体）１１ ｆ収納する電池は体、ｔａｌ
ｍ ＋４１ ＋ １５１ ｔ／ｉ燃ｎ ’＝ ａ本体ｍ
オよび′亀ａｔ体（２）に窒素、金気、燃料等のカス
をそれぞれ供給す６調節弁、＋６１ 、 ＋７＋ 、
＋８１は燃料電池本体ｔｌｌおよび電池ぽ体（２１力・
らの余剰の窒素、金気、燃料等のカスｔそれぞれ排出す
る放出弁、（９）は放出弁（７）からの金気と安全に排
気する排気塔、ｏｌは放出弁（８）からの宗−］燃燃ガ
スをＡ節弁１５１則、即ち燃料ガス供給部へ循環させ、
燃′Ｉ＋電池本体（ｌにて再使用するための例えば４勤
ブロワ−からなる循環装置（以下、イ励プロワ−と称す
）である〇 次に動作について続開する。燃料電池本体＋１１、゛電
池筐体（２）、調節弁＋；１１ 、＋４１ ｍ ｉ５）
、放出弁＋６１ 、 （７１。
。第２図において、＋１１は燃料電池本体、１２）はこ
の燃料電池本体）１１ ｆ収納する電池は体、ｔａｌ
ｍ ＋４１ ＋ １５１ ｔ／ｉ燃ｎ ’＝ ａ本体ｍ
オよび′亀ａｔ体（２）に窒素、金気、燃料等のカス
をそれぞれ供給す６調節弁、＋６１ 、 ＋７＋ 、
＋８１は燃料電池本体ｔｌｌおよび電池ぽ体（２１力・
らの余剰の窒素、金気、燃料等のカスｔそれぞれ排出す
る放出弁、（９）は放出弁（７）からの金気と安全に排
気する排気塔、ｏｌは放出弁（８）からの宗−］燃燃ガ
スをＡ節弁１５１則、即ち燃料ガス供給部へ循環させ、
燃′Ｉ＋電池本体（ｌにて再使用するための例えば４勤
ブロワ−からなる循環装置（以下、イ励プロワ−と称す
）である〇 次に動作について続開する。燃料電池本体＋１１、゛電
池筐体（２）、調節弁＋；１１ 、＋４１ ｍ ｉ５）
、放出弁＋６１ 、 （７１。
（８）、排気塔（９）の構成、機能％動作等は従来装置
の場合とほぼ同様である。次いで、燃料系統において、
放出弁＋８１からの金利燃料ガスは、燃料函環用の電動
ブロワ−（川によって、燃料′電池本体Ｌｌｌの供＃ｄ
口である調節弁（５）側へ鉋環させる。
の場合とほぼ同様である。次いで、燃料系統において、
放出弁＋８１からの金利燃料ガスは、燃料函環用の電動
ブロワ−（川によって、燃料′電池本体Ｌｌｌの供＃ｄ
口である調節弁（５）側へ鉋環させる。
このとき、ｒｔ動プロワ−（１りは、燃Ｐ＋電池本体ｉ
ｌ＋および付１．鳴配ｄによる燃料カスの圧力損失（例
えば数ｑ ｍ１ｎ ＨＩＯ）があるので、この圧力損失
分を補償のため昇圧して上流画に循環させるものである
。ここで、燃料′電池本体＋１１へ供給する燃料カスは
１．上動ブロワ−（１１）からの余剰燃料ガス量と調節
弁（５）からの新たな燃料ガス量との合計の流量におい
て、燃料電池本体Ｉｌ＋での燃料利用率がプラント全体
の効率が最高になるように流量を設定する。
ｌ＋および付１．鳴配ｄによる燃料カスの圧力損失（例
えば数ｑ ｍ１ｎ ＨＩＯ）があるので、この圧力損失
分を補償のため昇圧して上流画に循環させるものである
。ここで、燃料′電池本体＋１１へ供給する燃料カスは
１．上動ブロワ−（１１）からの余剰燃料ガス量と調節
弁（５）からの新たな燃料ガス量との合計の流量におい
て、燃料電池本体Ｉｌ＋での燃料利用率がプラント全体
の効率が最高になるように流量を設定する。
すなわち、燃料電池本体ｆｉ＋で定義される燃料利用率
に対して、みかけの燃料利用率（新たに供給される・燃
料ガス量に対する消費量の割合）が定義でき、燃料利用
率を低くしてみかけの燃料利用率を高めれば全体の効率
は上昇する。
に対して、みかけの燃料利用率（新たに供給される・燃
料ガス量に対する消費量の割合）が定義でき、燃料利用
率を低くしてみかけの燃料利用率を高めれば全体の効率
は上昇する。
例えば、燃料カスが化学プラントからの副生水素カスの
ように水素純度が高い場合、燃料電池本体＋１１で消費
された水素量のみ調節弁（５）によシ供給すればよく、
みかけの燃料利用率はほぼ１００％となる。また燃料利
用率を低くすれば、菌環流量の増大により直動プロワ−
（川の補機動力が増力口するが、燃料電池本体Ｉｌｌの
単体の発電特性は上昇する。したがって、プラント全体
としてｉｌ″ｌｔ幼率が最高となる燃料利用率の設定値
が決定できる。一方、燃料電池本体ｊｌｌとしてリン酸
形燃料車ａｔ使用すると、燃料電池本体１１１の内部の
燃料極では水素が消費されるのみで、他の金利ガスもし
くは不純物の発生は原理上ない。したがって、ぼ動ブロ
ワ−（ＩＩ）の系統は、単に金利燃料ガスをＶ４環させ
るだけの簡単な１１を収・構造となる＠史に、供給燃料
ガスに水素以外のガス成分があるとき、もしくは燃料電
池本体＋１１が不純ガスや不純物ｔ）も生するときは、
燃料循環系統より宗刈燃料ガス全一部排気することによ
り、燃料電池本体ｆｉ＋への燃料ガス中の水素成分ｋ
一定値に維持−ｒることが必要となる。
ように水素純度が高い場合、燃料電池本体＋１１で消費
された水素量のみ調節弁（５）によシ供給すればよく、
みかけの燃料利用率はほぼ１００％となる。また燃料利
用率を低くすれば、菌環流量の増大により直動プロワ−
（川の補機動力が増力口するが、燃料電池本体Ｉｌｌの
単体の発電特性は上昇する。したがって、プラント全体
としてｉｌ″ｌｔ幼率が最高となる燃料利用率の設定値
が決定できる。一方、燃料電池本体ｊｌｌとしてリン酸
形燃料車ａｔ使用すると、燃料電池本体１１１の内部の
燃料極では水素が消費されるのみで、他の金利ガスもし
くは不純物の発生は原理上ない。したがって、ぼ動ブロ
ワ−（ＩＩ）の系統は、単に金利燃料ガスをＶ４環させ
るだけの簡単な１１を収・構造となる＠史に、供給燃料
ガスに水素以外のガス成分があるとき、もしくは燃料電
池本体＋１１が不純ガスや不純物ｔ）も生するときは、
燃料循環系統より宗刈燃料ガス全一部排気することによ
り、燃料電池本体ｆｉ＋への燃料ガス中の水素成分ｋ
一定値に維持−ｒることが必要となる。
なお、上記実施例では循環装置としてｄ励プロワ−全使
用したものについて述べたが、第８図に示すように、供
給燃料ガスの圧力が充分高い場合、伽塊装置としてター
ボ・ブロワ−１１２）ｔ−設置して金利燃料ガスの動力
回収を行なうよう構成すれば、惰慎動力が減少してプラ
ント全体の動子がより一層高くなる。
用したものについて述べたが、第８図に示すように、供
給燃料ガスの圧力が充分高い場合、伽塊装置としてター
ボ・ブロワ−１１２）ｔ−設置して金利燃料ガスの動力
回収を行なうよう構成すれば、惰慎動力が減少してプラ
ント全体の動子がより一層高くなる。
以上のように、この発明によれば燃料電池本体から排出
される金利燃料ガス金燃料供給部（で１ｊη城する餉環
装置全設けたことにょシ、金利燃料ガスｔｇ使用するこ
とができ燃料ガス中の水素がほぼ完全に使用でき、経済
的に発電を行うことができる燃料電池発電装置を得るこ
とができる。
される金利燃料ガス金燃料供給部（で１ｊη城する餉環
装置全設けたことにょシ、金利燃料ガスｔｇ使用するこ
とができ燃料ガス中の水素がほぼ完全に使用でき、経済
的に発電を行うことができる燃料電池発電装置を得るこ
とができる。
第１図は従来の燃料電池発心装置を示す系統図、第２図
はＣの発明の一実施例による燃料電池発心装置を示す系
統図、第８図はこの発明の他の実施例による燃料電池発
電装置を示す系統図である。 図において、ｉｌｌは燃料電池本体、＋６１ 、 ＋７
１は循環装置である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄
はＣの発明の一実施例による燃料電池発心装置を示す系
統図、第８図はこの発明の他の実施例による燃料電池発
電装置を示す系統図である。 図において、ｉｌｌは燃料電池本体、＋６１ 、 ＋７
１は循環装置である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ｌ）：燃料電池本体で燃料ガス中の水素と空気中の酸
素が反応して発電する燃料電池発電装置において、上記
燃料電池本体から排出される余剰燃料ガスを上記燃料ガ
スの供給部に循環させる循環装置を設けたことを特徴と
する燃料電池発電装置。 （２） 循環装置はｄ励フロワーにより性成されたこと
を特徴とする特許請求の艷囲オ１項記載の燃料電池発電
装置０ １３１ 循４装置は燃料ガスの供給圧力を利用して駆動
するターボ・ブロワ−により構成されたことを特徴とす
る特許請求の範囲オ１項記載の燃料電池発電装置・
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013690A JPS60158559A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013690A JPS60158559A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60158559A true JPS60158559A (ja) | 1985-08-19 |
Family
ID=11840182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59013690A Pending JPS60158559A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60158559A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218347A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-27 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | シ−トサスペンシヨン構造 |
| JPH02253565A (ja) * | 1989-03-27 | 1990-10-12 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
| WO1991017578A1 (en) * | 1990-05-10 | 1991-11-14 | International Fuel Cells Corporation | Fuel cell power plant |
| US5079103A (en) * | 1989-04-25 | 1992-01-07 | Linde Aktiengesellschaft | Fuel cells with hydrogen recycle |
| EP2073296A1 (en) | 2007-12-18 | 2009-06-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Fuel cell system |
| US8092197B2 (en) | 2008-02-12 | 2012-01-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Hydraulic system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4826904A (ja) * | 1971-08-16 | 1973-04-09 | ||
| JPS5211021A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-27 | Olympus Optical Co Ltd | Cassette tape winding system |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59013690A patent/JPS60158559A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS4826904A (ja) * | 1971-08-16 | 1973-04-09 | ||
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| WO1991017578A1 (en) * | 1990-05-10 | 1991-11-14 | International Fuel Cells Corporation | Fuel cell power plant |
| EP2073296A1 (en) | 2007-12-18 | 2009-06-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Fuel cell system |
| US8092197B2 (en) | 2008-02-12 | 2012-01-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Hydraulic system |
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