JPS60208061A - 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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- JPS60208061A JPS60208061A JP59063728A JP6372884A JPS60208061A JP S60208061 A JPS60208061 A JP S60208061A JP 59063728 A JP59063728 A JP 59063728A JP 6372884 A JP6372884 A JP 6372884A JP S60208061 A JPS60208061 A JP S60208061A
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- fuel
- electrode
- fuel cell
- oxidizer
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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
- H01M8/04104—Regulation of differential pressures
-
- 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
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
- H01M8/04022—Heating by combustion
-
- 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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- Sustainable Energy (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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〕
本発明は電池本体の燃料極と空気極間の圧力差を制御可
能な燃料電池発電システムに関する。
能な燃料電池発電システムに関する。
従来、燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネル
ギーに変換する装置として燃料電池発電システムが知ら
れている。この燃料電池発電システムは通常、電解質を
挾んで一対の多孔質電極を配置して燃料電池ｔｍ成する
とともに、一方の電極の背面に水素等の酸化剤を接触さ
せ、このとき起こる電気化学的反応を利用して、上記電
極間から電気エネルギーを取り出すようにしたものであ
り、上記燃料と酸化剤が供給されている限り高い変換効
率で電気エネルギーを取り出すことができるものである
。
ギーに変換する装置として燃料電池発電システムが知ら
れている。この燃料電池発電システムは通常、電解質を
挾んで一対の多孔質電極を配置して燃料電池ｔｍ成する
とともに、一方の電極の背面に水素等の酸化剤を接触さ
せ、このとき起こる電気化学的反応を利用して、上記電
極間から電気エネルギーを取り出すようにしたものであ
り、上記燃料と酸化剤が供給されている限り高い変換効
率で電気エネルギーを取り出すことができるものである
。
さて、この徨の燃料電池発電システムにおいて、燃料電
池の燃料極と酸化剤極（以下、空気極と称するンの間に
ある電解質は、一般に′−池の内部抵抗を小さくする必
要性のあることから薄く形成されている。このため、燃
料極ガス室内のガス圧力と、空気極ガス室内のガス圧力
との圧力差が大きくなると、どちらかのガスが電気化学
的反応を経プして、この電解質を通過していわゆるクロ
スオーバ現象を生じ、電池特性劣化やまたは一部破壊す
ること罠もつながる。
池の燃料極と酸化剤極（以下、空気極と称するンの間に
ある電解質は、一般に′−池の内部抵抗を小さくする必
要性のあることから薄く形成されている。このため、燃
料極ガス室内のガス圧力と、空気極ガス室内のガス圧力
との圧力差が大きくなると、どちらかのガスが電気化学
的反応を経プして、この電解質を通過していわゆるクロ
スオーバ現象を生じ、電池特性劣化やまたは一部破壊す
ること罠もつながる。
以下、この種の燃料電池発電システムの一例を第１図を
用いて説明する。
用いて説明する。
図において、燃料電池Ｉは燃料極２、空気極３、電解質
４とより構成され、燃料極２の電解質４の反対側に燃料
極ガス室５、また空気極３の電解質４の反対側に空気極
ガス室６が設けられている。燃料電池本体は、これらが
多数層状にワ′（み重ねられて構成されるが、第１図に
おいては、１組で代表して示しである。既知の電気化学
反応により発生した電力は外部回路を経て負荷７により
消費される。
４とより構成され、燃料極２の電解質４の反対側に燃料
極ガス室５、また空気極３の電解質４の反対側に空気極
ガス室６が設けられている。燃料電池本体は、これらが
多数層状にワ′（み重ねられて構成されるが、第１図に
おいては、１組で代表して示しである。既知の電気化学
反応により発生した電力は外部回路を経て負荷７により
消費される。
また、改質装置８では、改質燃料と水蒸気とを混合した
反応ガス１９が図示しない触媒の充填された改質管を通
過しつつ、改質反応により水素リッチの改質ガスとなる
。この改質ガスは、電池Ｉの燃料極ガス室５へその燃料
として供給され、既知の電気化学反応により外部負荷７
への電力を供給する。残余の改質ガスはまだ可撚ガスを
含んでいるので、改質装置９の燃焼室９へ送られ改質反
応の加熱源として消費される。
反応ガス１９が図示しない触媒の充填された改質管を通
過しつつ、改質反応により水素リッチの改質ガスとなる
。この改質ガスは、電池Ｉの燃料極ガス室５へその燃料
として供給され、既知の電気化学反応により外部負荷７
への電力を供給する。残余の改質ガスはまだ可撚ガスを
含んでいるので、改質装置９の燃焼室９へ送られ改質反
応の加熱源として消費される。
他方空気は、圧縮機１０ＶＣより空気極ガス室６へその
酸化剤として供給される。ここで、電力発生のため酸素
の一部は消費され、残余の空気は補助燃焼器１１へ供給
されて、エネルギーを附加されてタービン１２ｔ−回転
するのに用いられる。このタービンＩ２は、圧縮機ｌＯ
を駆動するのに用いられこの圧縮機１０とタービンによ
り空気処理装置を構成している。さらに、改質装置８の
燃焼室９より排出された燃焼ガスもまたタービン１２へ
送うれる。
酸化剤として供給される。ここで、電力発生のため酸素
の一部は消費され、残余の空気は補助燃焼器１１へ供給
されて、エネルギーを附加されてタービン１２ｔ−回転
するのに用いられる。このタービンＩ２は、圧縮機ｌＯ
を駆動するのに用いられこの圧縮機１０とタービンによ
り空気処理装置を構成している。さらに、改質装置８の
燃焼室９より排出された燃焼ガスもまたタービン１２へ
送うれる。
ところで、このように運転されている燃料電池発電シス
テムにおいて、負荷が変動したときＫは、燃料極ガス室
５人口の制御弁１３および空気極ガス室６０制御弁１４
を制御することＫより、適切な流量を確保して発電シス
テム全体のバランスを制御するとともに、燃料極ガス室
５および空気極ガス室６間の圧力差をも制御している。
テムにおいて、負荷が変動したときＫは、燃料極ガス室
５人口の制御弁１３および空気極ガス室６０制御弁１４
を制御することＫより、適切な流量を確保して発電シス
テム全体のバランスを制御するとともに、燃料極ガス室
５および空気極ガス室６間の圧力差をも制御している。
また、積極的にこの圧力差を制御するための図示してい
ない制御弁を、燃料極２出口および空気極３出口に配備
することもある。
ない制御弁を、燃料極２出口および空気極３出口に配備
することもある。
このように運転されている燃料電池発電システムにおい
て、負荷の急変化などにより電池１の燃料極ガス室５と
空気極ガス室６との間の圧力差が８１−容範囲を越える
ときは、制御弁１５または制御弁１６を開放して差圧検
出器である差圧力計１７の圧力差を許容範囲内に抑える
ような方法ｂ５採られている。しかるに、これらの制御
ヅｆ１５または１６のみでの圧力差制御では、茫々料極
カス室５または空気極ガス室６の圧力が比較的大きいと
きＫは、放出弁１５．１６前後の圧力差が大ぎいため、
制御弁１５、または制ｆｌＲｆ ｌ ６ ｆ開放するこ
とにょる外乱が大きく、このため差圧力計１７の圧力差
を許容範囲内に抑えるのが困難である。
て、負荷の急変化などにより電池１の燃料極ガス室５と
空気極ガス室６との間の圧力差が８１−容範囲を越える
ときは、制御弁１５または制御弁１６を開放して差圧検
出器である差圧力計１７の圧力差を許容範囲内に抑える
ような方法ｂ５採られている。しかるに、これらの制御
ヅｆ１５または１６のみでの圧力差制御では、茫々料極
カス室５または空気極ガス室６の圧力が比較的大きいと
きＫは、放出弁１５．１６前後の圧力差が大ぎいため、
制御弁１５、または制ｆｌＲｆ ｌ ６ ｆ開放するこ
とにょる外乱が大きく、このため差圧力計１７の圧力差
を許容範囲内に抑えるのが困難である。
本発明は燃料電池の燃料極側と空気極側との間のガス圧
力差を容易圧制御することが可能な燃料電池発電システ
ムを提供することを目的とする。
力差を容易圧制御することが可能な燃料電池発電システ
ムを提供することを目的とする。
上記目的ｆｔ達成するために本発明では、燃料極に燃料
を導入すると共に酸化剤極に酸化剤を導入し、これらを
電気化学的に反応させて電気出力を発生する燃料電池と
、この燃料電池の燃料極および酸化剤極の各出口ライン
を介して排出される燃料および酸化剤を触媒燃焼させて
排出する触媒燃焼器と、上記燃料極および酸化剤極の各
出口ライン上の上記触媒燃焼器入口側圧設けられた第１
および第２の制御弁と、上記燃料極側と酸化剤極側との
ガス圧力差を検出する差圧検出器と、この差圧検出器か
らの検出圧力差を許容圧力差と比較し、当該検出圧力差
が許容圧力差の範囲内である時は所定の一定の太きさの
弁開度信号を、また範囲外である時は当該検出圧力差に
応じて上記９９開度信号よりも大なる升１；Ｒａ信号を
夫々上記第１および第２の制御弁に与える制御器とを具
備して成ることを特徴とする。
を導入すると共に酸化剤極に酸化剤を導入し、これらを
電気化学的に反応させて電気出力を発生する燃料電池と
、この燃料電池の燃料極および酸化剤極の各出口ライン
を介して排出される燃料および酸化剤を触媒燃焼させて
排出する触媒燃焼器と、上記燃料極および酸化剤極の各
出口ライン上の上記触媒燃焼器入口側圧設けられた第１
および第２の制御弁と、上記燃料極側と酸化剤極側との
ガス圧力差を検出する差圧検出器と、この差圧検出器か
らの検出圧力差を許容圧力差と比較し、当該検出圧力差
が許容圧力差の範囲内である時は所定の一定の太きさの
弁開度信号を、また範囲外である時は当該検出圧力差に
応じて上記９９開度信号よりも大なる升１；Ｒａ信号を
夫々上記第１および第２の制御弁に与える制御器とを具
備して成ることを特徴とする。
以下、本発明を図１ｉＫ示す一実施例について説明する
。第２図は、本発明による燃料電池発電システムの構成
例を示すものである。つまり第２図は、前述した第１図
の如き燃料極に燃料を導入すると共に空気極に酸化剤を
導入し、これらｔ電気化学的に反応させて電気出力を発
生する燃料電池Ｉｆ備えて成る燃料電池発電システムＫ
、上記燃料電池１の燃料極および空気極の各出口ライン
を介して排出される燃料および酸化剤を触媒燃焼させて
排出する触媒燃焼器２０と、上記燃料極および空気極の
各出口ライン上の上記触媒燃焼器２０人口側に設けられ
た？Ａｒおよび第２の制御弁１５および１６と、上記燃
料極の出口ラインと空気極の出口ラインとのガス圧力差
ΔＰｔ−検出する差圧検出器としての差圧力計１７と、
この差圧力計１７からの検出圧力差ΔＰを許容圧力差Δ
Ｐ ｒｅｆと比較し、当該検出圧力差ΔＰが許容圧力差
ΔＰ ｒｅｆの範囲内である時は所定のｉ定の大きさの
弁開度信号を、また範囲外である時は西該検出圧力差Δ
ＰＫ応じて上記９Ｆ開度傷号よりも大なる弁開度信号を
夫々上記第１および第２の制御弁１５および１６に、与
える制御器Ｉ８とを備えて構成したものである。なお、
２２は連結管であり、上記触媒燃焼器２０かもの排ガス
を上＾ビタービン１２へその回転源として与えるよう圧
している。
。第２図は、本発明による燃料電池発電システムの構成
例を示すものである。つまり第２図は、前述した第１図
の如き燃料極に燃料を導入すると共に空気極に酸化剤を
導入し、これらｔ電気化学的に反応させて電気出力を発
生する燃料電池Ｉｆ備えて成る燃料電池発電システムＫ
、上記燃料電池１の燃料極および空気極の各出口ライン
を介して排出される燃料および酸化剤を触媒燃焼させて
排出する触媒燃焼器２０と、上記燃料極および空気極の
各出口ライン上の上記触媒燃焼器２０人口側に設けられ
た？Ａｒおよび第２の制御弁１５および１６と、上記燃
料極の出口ラインと空気極の出口ラインとのガス圧力差
ΔＰｔ−検出する差圧検出器としての差圧力計１７と、
この差圧力計１７からの検出圧力差ΔＰを許容圧力差Δ
Ｐ ｒｅｆと比較し、当該検出圧力差ΔＰが許容圧力差
ΔＰ ｒｅｆの範囲内である時は所定のｉ定の大きさの
弁開度信号を、また範囲外である時は西該検出圧力差Δ
ＰＫ応じて上記９Ｆ開度傷号よりも大なる弁開度信号を
夫々上記第１および第２の制御弁１５および１６に、与
える制御器Ｉ８とを備えて構成したものである。なお、
２２は連結管であり、上記触媒燃焼器２０かもの排ガス
を上＾ビタービン１２へその回転源として与えるよう圧
している。
次に１かかる第２図の構成におい℃、制御弁１５と制御
弁１６の開度は定常状態（Δ”＜Ｐｒｅｆ）においては
、制御器１８からの弁開度信号ＶＣによりある一定の開
度を保ち、燃料極２出口の排ガスの一部および空気極３
出口の排ガスの一部が触媒燃焼器２０の中°へ導入され
、酸化触媒２１により既知の酸化反応を行うとともに、
燃料極ガス室５と空気極ガス室６との圧力差を積極的に
なくしている。つまりこれは、触媒燃焼器２０の中の圧
力にｅまぼ等しくかつどちらかに圧力差のあるときＫは
、自動的に圧力差の少なくなるように流量が流れるから
である。そしてこの触媒燃焼器２０ＶＣより排出したガ
スは、連結管２２を経てタービン１２の入口へ導かれる
。
弁１６の開度は定常状態（Δ”＜Ｐｒｅｆ）においては
、制御器１８からの弁開度信号ＶＣによりある一定の開
度を保ち、燃料極２出口の排ガスの一部および空気極３
出口の排ガスの一部が触媒燃焼器２０の中°へ導入され
、酸化触媒２１により既知の酸化反応を行うとともに、
燃料極ガス室５と空気極ガス室６との圧力差を積極的に
なくしている。つまりこれは、触媒燃焼器２０の中の圧
力にｅまぼ等しくかつどちらかに圧力差のあるときＫは
、自動的に圧力差の少なくなるように流量が流れるから
である。そしてこの触媒燃焼器２０ＶＣより排出したガ
スは、連結管２２を経てタービン１２の入口へ導かれる
。
つきに、負荷の急変化など罠より、燃料極ガス室５と空
気極ガス室６との圧力差ΔＰ を差圧力計１７により検
出して許容圧力差範囲を越えるとき（ΔＰ〉ΔＰｒｅｆ
）は、制御器Ｚ８からの弁開度信号ＶＣＫより制御弁Ｉ
５および制御弁１６全圧力差ΔＰに応じて開度を制御し
つつ開く。触媒燃焼器１２には酸化触媒２１が充填され
ているので制御弁１５および制御弁１６より導入された
燃料と空気とは、酸化触媒２１により酸化反応を行うと
ともに同一圧力に制御され、連結管２２を経てタービン
１２人口へ導かれる。即ち、制御弁Ｚ５より、排出され
た燃料は、触媒燃焼器２０の中で燃料極２ｇＡガスと空
気極３側ガスは同一圧力となるので燃料極ガス室５と空
気極ガス室６との圧力差ΔＰは容易に許容圧力差範囲内
に抑えることが可能となる。これＫより、本燃料電池発
電システムは、安全かつ容易にしかも迅速に負荷の急変
化に充分対応できることになる。なお、上記で酸化触媒
２１としては白金、セリウム、ランタンマグネシウムお
よびその化合物などが充分にその機能をはたすことがで
きる。また、制御弁１５および制御弁１６の開度および
開放時間は、差圧力計１７よりの信号ムＰＫよりそれぞ
れの開度の差は異なる。
気極ガス室６との圧力差ΔＰ を差圧力計１７により検
出して許容圧力差範囲を越えるとき（ΔＰ〉ΔＰｒｅｆ
）は、制御器Ｚ８からの弁開度信号ＶＣＫより制御弁Ｉ
５および制御弁１６全圧力差ΔＰに応じて開度を制御し
つつ開く。触媒燃焼器１２には酸化触媒２１が充填され
ているので制御弁１５および制御弁１６より導入された
燃料と空気とは、酸化触媒２１により酸化反応を行うと
ともに同一圧力に制御され、連結管２２を経てタービン
１２人口へ導かれる。即ち、制御弁Ｚ５より、排出され
た燃料は、触媒燃焼器２０の中で燃料極２ｇＡガスと空
気極３側ガスは同一圧力となるので燃料極ガス室５と空
気極ガス室６との圧力差ΔＰは容易に許容圧力差範囲内
に抑えることが可能となる。これＫより、本燃料電池発
電システムは、安全かつ容易にしかも迅速に負荷の急変
化に充分対応できることになる。なお、上記で酸化触媒
２１としては白金、セリウム、ランタンマグネシウムお
よびその化合物などが充分にその機能をはたすことがで
きる。また、制御弁１５および制御弁１６の開度および
開放時間は、差圧力計１７よりの信号ムＰＫよりそれぞ
れの開度の差は異なる。
上述したように本燃料電池発電システムは、燃料極に燃
料を、空気極に酸化剤を夫々導入し且つこれらを電気化
学的に反応させて電気出力を発生する燃料電池ｌと、空
気を圧縮して圧縮空気を得かつこれを上記燃料電池Ｉへ
の酸化剤として排出する圧縮機２０．タービンＺ２より
成る空気処理装置と、改質燃料と水蒸気とを混合した反
応ガス１９を改質管の内側に導入すると共に、上記燃料
極の出口ラインを介して排出される燃焼ガスとしての燃
料および上記空気処理装置より排出される燃焼空気とし
ての圧縮空気を燃焼室９で燃焼して得られる高温加熱ガ
スを上記改質管の外側に通過させることにより上記反応
ガス１９を改質して改質ガスを生成し、且つこれを上記
燃料電池ｌへの燃料として排出する改質装置８と、上記
燃料極および空気極の各出ロライン金介して排出される
燃料および酸化剤を触媒燃焼させ排出する触媒燃焼器２
０と、上記燃料極および空気極の各出口ライン上の上記
触該燃焼器２０人口側に設けられた第１および第２の制
御弁Ｚ５および１６と、上記燃料極側と空気極側とのガ
ス圧力差ΔＰを検出する差圧力１ｔ１７と、この差圧力
計１７からの検出圧力差ΔＰｔ−許容圧力差ΔＰ ｒｅ
ｆと比較し、当該検出圧力差ΔＰが許容圧力差へＰ ｒ
ｅｆの範囲内である時は所定の一定の大きさの弁開度信
号を、また範囲外である時は当該検出圧力差ΔＰＭＣ応
じて上記弁開度信号よりも大なる弁開度信号を夫夫上記
第１および第２の制御弁ｚ５および１６に与える制御器
１８とから構成するよう圧したものである。
料を、空気極に酸化剤を夫々導入し且つこれらを電気化
学的に反応させて電気出力を発生する燃料電池ｌと、空
気を圧縮して圧縮空気を得かつこれを上記燃料電池Ｉへ
の酸化剤として排出する圧縮機２０．タービンＺ２より
成る空気処理装置と、改質燃料と水蒸気とを混合した反
応ガス１９を改質管の内側に導入すると共に、上記燃料
極の出口ラインを介して排出される燃焼ガスとしての燃
料および上記空気処理装置より排出される燃焼空気とし
ての圧縮空気を燃焼室９で燃焼して得られる高温加熱ガ
スを上記改質管の外側に通過させることにより上記反応
ガス１９を改質して改質ガスを生成し、且つこれを上記
燃料電池ｌへの燃料として排出する改質装置８と、上記
燃料極および空気極の各出ロライン金介して排出される
燃料および酸化剤を触媒燃焼させ排出する触媒燃焼器２
０と、上記燃料極および空気極の各出口ライン上の上記
触該燃焼器２０人口側に設けられた第１および第２の制
御弁Ｚ５および１６と、上記燃料極側と空気極側とのガ
ス圧力差ΔＰを検出する差圧力１ｔ１７と、この差圧力
計１７からの検出圧力差ΔＰｔ−許容圧力差ΔＰ ｒｅ
ｆと比較し、当該検出圧力差ΔＰが許容圧力差へＰ ｒ
ｅｆの範囲内である時は所定の一定の大きさの弁開度信
号を、また範囲外である時は当該検出圧力差ΔＰＭＣ応
じて上記弁開度信号よりも大なる弁開度信号を夫夫上記
第１および第２の制御弁ｚ５および１６に与える制御器
１８とから構成するよう圧したものである。
従って、前述の如く負荷の急変によって燃料電池ｌの燃
料極側と空気極側との間に許容範囲ΔＰ ｒｅｆを越え
るガス圧力差ΔＰが生じた場合に。
料極側と空気極側との間に許容範囲ΔＰ ｒｅｆを越え
るガス圧力差ΔＰが生じた場合に。
当該圧力差ΔＰ２許容範囲内に容易にかつ安全にしかも
迅速に抑えることが可能となり、極めて信頼性の高いシ
ステムとすることができる。
迅速に抑えることが可能となり、極めて信頼性の高いシ
ステムとすることができる。
尚、第２図においては差圧力計１７および制御弁１５．
１６および触媒燃焼器２Ｑを電池ｌの下流側に配備しで
あるが、これらは電池りの上流側に配備することでも同
様の効果を得るものである。
１６および触媒燃焼器２Ｑを電池ｌの下流側に配備しで
あるが、これらは電池りの上流側に配備することでも同
様の効果を得るものである。
また、第３図においては、連結管２２ＶＣ制御弁２３を
連結し、さらＫ、大気放出管２４を接続している。これ
Ｋより抵抗を設け、触媒燃焼器２０内の圧力を大気圧よ
り発電システムの要求する圧力に近い圧力に設定するこ
とができ、燃料極ガス室６および空気極ガス室６の圧力
差の制御を円滑におこなうことができる。なおここで、
制御５９ｚｓは手勤労またはオリフづスに置き換えても
その効果は同様である。
連結し、さらＫ、大気放出管２４を接続している。これ
Ｋより抵抗を設け、触媒燃焼器２０内の圧力を大気圧よ
り発電システムの要求する圧力に近い圧力に設定するこ
とができ、燃料極ガス室６および空気極ガス室６の圧力
差の制御を円滑におこなうことができる。なおここで、
制御５９ｚｓは手勤労またはオリフづスに置き換えても
その効果は同様である。
′：：！−うに、上記各側では燃料極ガス室５と空気極
ガス室６との間の圧力差の測定を、それぞれのガス室に
直接に連結している配管に接続している差圧力計１７に
より行っているが第４図に示すように別の圧力を準備に
して、燃料極ガス室５および空気極ガス室６それぞれと
の圧力差を独立に測定して、即ち差圧力計１７および１
７’の信号ΔＰ１およびΔＰ２ を制御器２５に導入し
、その差（ΔＰ＋−ΔＰり を許容圧力差ΔＰｒｅｆと
比較し、その比較結果に基づくそれよりの信号ＶＣＶＣ
，より制御弁１５．１６の開度を制御しても同じ効果金
得るものである。また第４図において、容器２６は層状
に積層された電池Ｉを収納しており、一般には窒素２７
で充満されて燃料極ガス室５および空気極ガス室６より
少し高い圧力に保持することＫよりハークを防止すると
共に安全性を高めている。
ガス室６との間の圧力差の測定を、それぞれのガス室に
直接に連結している配管に接続している差圧力計１７に
より行っているが第４図に示すように別の圧力を準備に
して、燃料極ガス室５および空気極ガス室６それぞれと
の圧力差を独立に測定して、即ち差圧力計１７および１
７’の信号ΔＰ１およびΔＰ２ を制御器２５に導入し
、その差（ΔＰ＋−ΔＰり を許容圧力差ΔＰｒｅｆと
比較し、その比較結果に基づくそれよりの信号ＶＣＶＣ
，より制御弁１５．１６の開度を制御しても同じ効果金
得るものである。また第４図において、容器２６は層状
に積層された電池Ｉを収納しており、一般には窒素２７
で充満されて燃料極ガス室５および空気極ガス室６より
少し高い圧力に保持することＫよりハークを防止すると
共に安全性を高めている。
一方、上記例では電池１へ導入する酸化剤として圧縮機
１０からの圧縮空気を用いたが、これに代えて空気極ガ
ス室６より排出される空気を用いてもよいし、或いは酸
化剤供給源を別途設けてこれから導入するようにしても
よい。また、上記例では電池ｌへ導入する燃料として燃
料極ガス室５より排出される燃料を用いたが、燃料供給
源を別途設けてこれから導入するよう圧してもよい。
１０からの圧縮空気を用いたが、これに代えて空気極ガ
ス室６より排出される空気を用いてもよいし、或いは酸
化剤供給源を別途設けてこれから導入するようにしても
よい。また、上記例では電池ｌへ導入する燃料として燃
料極ガス室５より排出される燃料を用いたが、燃料供給
源を別途設けてこれから導入するよう圧してもよい。
以上説明したよｊＫ本発明によれば、燃料電池の燃料極
側と酸化剤極側との間のガス圧力差を容易かつ安全圧し
かも迅速に制御することが可能な極めて信頼性の高い燃
料電池発電システムが提供できる。
側と酸化剤極側との間のガス圧力差を容易かつ安全圧し
かも迅速に制御することが可能な極めて信頼性の高い燃
料電池発電システムが提供できる。
第１図は従来の燃料電池発電システムの一例を示す図、
第２図は本発明の一実施例を示す構成図、第３図および
第４図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 ｌ・・・燃料電池、５・・・燃料極ガス室、６・・・空
気極ガス室、８゜、・・・改質装置、１０・・・圧縮機
、ＩＩ・・・補助燃焼器、Ｚ２・・・タービン、１３，
１４゜１５．１６・・・制御弁、１７．１７’ ・・・
差圧力計、２０・・触媒燃焼器、２１・・・酸化触媒、
２２・・・連結器、Ｊ＆ 、２５・・・制御器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 ΔＰｒｅｆ 第３図 第４図 手続補正書 昭和５９年５，８９ 日 特許庁長官 若杉和夫 殿 ■、事件の表示 特１ｊＡ’！Ｅ ５９−６３了２８ 号２、発明の名称 燃料電池−１発言システム ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人
第２図は本発明の一実施例を示す構成図、第３図および
第４図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 ｌ・・・燃料電池、５・・・燃料極ガス室、６・・・空
気極ガス室、８゜、・・・改質装置、１０・・・圧縮機
、ＩＩ・・・補助燃焼器、Ｚ２・・・タービン、１３，
１４゜１５．１６・・・制御弁、１７．１７’ ・・・
差圧力計、２０・・触媒燃焼器、２１・・・酸化触媒、
２２・・・連結器、Ｊ＆ 、２５・・・制御器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 ΔＰｒｅｆ 第３図 第４図 手続補正書 昭和５９年５，８９ 日 特許庁長官 若杉和夫 殿 ■、事件の表示 特１ｊＡ’！Ｅ ５９−６３了２８ 号２、発明の名称 燃料電池−１発言システム ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人
Claims (1)
- 燃料極に燃料を導入すると共に酸化剤極に酸化剤を導入
し、これらを電気化学的に反応させて電気出力を発生す
る燃料電池と、この燃料電池の燃料極および攬化剤極の
各出口ラインを介し℃排出される燃料および酸化剤を触
媒燃焼させて排出する触媒燃焼器と、前記燃料極および
酸化剤極の各出口ライン上の前記触媒燃焼器入口側に設
けられた第１および第２の制御弁と、前記燃料極側と酸
化剤極側とのガス圧力差を検出する差圧検出器と、この
差圧検出器からの検出圧力差を許容圧力差と比較し、当
該検出圧力差が許容圧力差の範囲内である時は所定の一
定の大きさの弁開度信号を、また範囲外である時は当該
検出圧力差に応じて前記弁開度信号よりも大なる弁開度
信号を夫々前記第１および第２のｉｌ’＋＋＋御弁に与
える制御器とを具備して成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 |
|---|---|---|---|
| JP59063728A JPS60208061A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063728A JPS60208061A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60208061A true JPS60208061A (ja) | 1985-10-19 |
Family
ID=13237749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59063728A Pending JPS60208061A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60208061A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63298973A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Asahi Eng Kk | 改質装置排ガス燃焼方式 |
| JPH01186569A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-26 | Hitachi Ltd | 燃料電池プラントの差圧抑制装置 |
| US6349535B1 (en) | 1998-12-08 | 2002-02-26 | Daimlerchrysler Ag | Process and apparatus for two-stage supercharging of process air for a fuel cell |
-
1984
- 1984-03-31 JP JP59063728A patent/JPS60208061A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63298973A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Asahi Eng Kk | 改質装置排ガス燃焼方式 |
| JPH01186569A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-26 | Hitachi Ltd | 燃料電池プラントの差圧抑制装置 |
| US6349535B1 (en) | 1998-12-08 | 2002-02-26 | Daimlerchrysler Ag | Process and apparatus for two-stage supercharging of process air for a fuel cell |
| US6662566B2 (en) | 1998-12-08 | 2003-12-16 | Ballard Power Systems Inc. | Process and apparatus for two-stage supercharging of process air for a fuel cell |
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