JPS61176077A - 燃料電池装置 - Google Patents

燃料電池装置

Info

Publication number
JPS61176077A
JPS61176077A JP60017083A JP1708385A JPS61176077A JP S61176077 A JPS61176077 A JP S61176077A JP 60017083 A JP60017083 A JP 60017083A JP 1708385 A JP1708385 A JP 1708385A JP S61176077 A JPS61176077 A JP S61176077A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
air
nitrogen
piping system
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60017083A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0656766B2 (ja
Inventor
Hiroshi Ito
宏 伊藤
Hirobumi Iida
博文 飯田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP60017083A priority Critical patent/JPH0656766B2/ja
Publication of JPS61176077A publication Critical patent/JPS61176077A/ja
Publication of JPH0656766B2 publication Critical patent/JPH0656766B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04104Regulation of differential pressures
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば緊急停止時あるいは停電時に燃料電池
本体の燃料極と空気極間及び電池筐体と両極間に大きな
差圧変動を与えることなく、電池筐体内滞留窒素を用い
てすみやかに窒素が入置換を行なう燃料電池装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
従来この種の装置としては例えば特開昭58−1681
82号公報に示されたものがある。その構成を第2図に
示す。第2図において、(1)は燃料極(la疋空気極
(1b)により構成された燃料電池本体、I2)は燃料
電池本体(1)を収納する電池筐体、(3)は電池筐体
(2)に窒素を供給すると共に窒素流料調節弁(4)を
有する窒素供給配管系、(5)は電池筐体(2)内の圧
力を調節する窒素圧力調節弁(6)を有し、電池筐体(
2)の余剰窒素を排出する窒素排出配管系、(7)は燃
料電池本体(υの燃料極(la)に燃料を供給すると共
に燃料流量調節弁(8)を有する燃料供給配管系、(9
)は燃料極(1a)出口側に設けられた燃料排出配管系
であり、燃料極(1b)と電池筐体(2)間の差圧調節
弁QQを有している。(ロ)は燃料電池本体(υの空気
極(1b)に空気を供給すると共に空気流量調節弁(2
)を有する窒素供給配管系、(至)は空気極出口側に設
けられた空気排出配管系であり、空気極(lb)と電池
筐体(2)内の燃料供給配管系(7)、空気供給配管系
σηに設けられた調節弁であり、通常は閉状態で、例え
ば緊急停止時あるいは停電時に開状態に操作され、電池
筐体(2)内の窒素を燃料供給配管系(7)、空気供給
配管系σpに導き、燃料電池本体(υ内を窒素置換する
ようになっている。また、この変形例として第8図に示
すように、電池筐体(2)外の燃料供給配管系(7)、
空気供給配管系(ロ)を連通配管aη、a8により窒素
供給配管系(3)と連通させ、それら連通配管αη、o
P41こ調節弁(至)、 Qliを設けて、調節弁(7
)。
α0は通常用閉状態とし、例えば緊急停止時あるいは停
電時に開状態とし、窒素供給配管系(3)から窒素を燃
料供給配管系(7)、空気供給配管系αυに導き、燃料
l!池本体+17内を窒素置換するようになっている。
これら調節弁aa 、 aa、連通配管αη、(至)に
より窒素導入手段が構成される。
次に動作について説明する。燃料は燃料流量調節弁(8
)を通して燃料電池本体(1)の燃料極(1a)に供給
される。反応に使われなかった余剰の燃料は差圧調節弁
QQにより燃料極(1a)と電池筐体(2)間の差圧を
維持しながら燃料電池本体(υから排出される。
空気は空気流量調節弁(ロ)を逸して燃料電池本体(υ
の空気極(1b)に供給され、電池反応部で酸素を消費
された後、差圧調節弁a◆により空気極(1b)と電池
筐体(2)間の差圧を維持しながら燃料電池本体+1)
から排出される。窒素は窒素流量調節弁(4)を通して
燃料電池本体(1ンを収納する電池筐体(2)に供給さ
れる。電池筐体(2)内圧力は、出口側に設けられた窒
素圧力調節弁(6)を制御する。空気極(1b)の圧力
は電池一体(2(内窒素圧力よりも若干(例えば数lO
HAg低く、燃料極(1a)の圧力は空気極(1b〕の
圧力よりもさらに若干(例えば数1 OHAg )低く
設定し、燃料と空気の接触反応を防止している。
燃料電池装置の運転中、調節弁(至)、 (IIは閉じ
ておく。停止する場合、まず調節弁(ト)、(ト)お開
いて次に流量調節弁+8) 、 Uを閉じる。これによ
り電池筐体(2)あるいは窒素供給配管系(3)からの
窒素が燃料供給配管系(7)、空気供給配管系(ロ)を
経て燃料極(1a)、空気極(市)に導入される。そし
て、燃料電池本体(1)内が窒素に置換された後、差圧
調節弁頭。
Q4を閉じる。こののち、窒素圧力調節弁(6)を制御
して電池筐体(2ン内圧力を常圧まで低下させる。
緊急停止の場合には、窒素圧力調節弁(6)及び流量調
節弁+8) 、 Q2を閉じ、次いで調節弁(2)、a
Qを開き、電池筐体(2)内滞留窒素あるいは窒素供給
配管系(3)からの窒素を用いて燃料及び空気ラインの
窒素fil換を行なう。即ち、窒素圧力調節弁(6)及
び流量調節弁(8)、(転)は、緊急停止時あるいは停
電時に閉となるものを、調節弁(至)、aaは緊急停止
時あるいは停電時に開となるものを用いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の燃料電池装置は以上の様に構成されているので、
電池一体(2]内に調節弁Q5 、 aQを設ける構成
になっており、保持上あるいは信頼性面の問丸があった
。この問題を解消するために考えられたのが第8図Gこ
示すものであるが、仁の構成では電池筐体(2)外に調
節弁μs、α・を設けるので保守・信頼性面の問題はな
いが緊急停止時あるいは停電時Cζ電池筐体(2)内滞
留窒素を用いて窒素置換する際、配管・弁類による圧損
が小さいため放出流量が過大となり両極〜電池筐体間及
び両極間差圧を適正値に保つことができず、燃料電池電
極のシール性Cζ悪影響を与えるという問題点があった
この発明は上記の様な問題点を解消するためになされた
もので、保守・信頼性を向上させ、かつ緊急停止時ある
いは停電時においても両極間差圧ならびに両極〜電池筐
体開差圧を維持して窒素置換を行ない得る燃料電池を提
供するこ°とを目的とする。
〔問題点を解消するための手段〕
この発明に係る燃料電池装置は、燃料排出配管系または
空気排出配管系の少なくとも一方に差圧維持手段を設け
たものである。
〔作用〕
この発明においては、燃料排出配管系または空気排出配
管系の少なくとも一方Eζ設けた差圧維持手段により、
両極間差圧ならびに両極〜電池筐体間差圧が維持されて
窒素置換される。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例に基づいて説明する。
第1図において、(υ〜(至)は上述した従来装置の構
成と同様であり、調節弁(至)、α呻が電池筐体+2)
外に配置されている。α呻及び(イ)は燃料排出配管系
(9)及び空気排出配管系(転)に設けられた例えばオ
リフィスからなる差圧維持手段(以下、オリフィスと称
す)、c2υ、@、翰はそれぞれ調節弁(4) 、 (
8) 、(2)の上流側に設けられた開閉弁である。
次に動作について説明する。燃料は燃料調節弁(4)よ
り燃料電池本体11)の燃料極(1a)に供給され、空
気流量調節弁四より空気極(1b)に供給される空気と
電解質をはさんで反応し、直流電力を発生するとともに
各々のガスは余剰空気として差圧調節弁tlQ 、 Q
4より出ていく。電池筐体(2)内圧力は圧力調節弁(
6)によって制御され、両極の圧力は電′池筐体(2)
との差圧が適正値し例えば電池筐体〜空気極゛間差圧は
約5(mAg1電池筐体〜燃料極間差圧は約100s1
005oに維持されるように差圧調節弁tlQ 、 (
J◆で制御している。運転時には調節弁(至)、Mは閉
状態となっている。緊急停止の場合には、圧力調節弁(
6)及び開閉弁q、■を閉状態とし、次いで調節弁(ト
)、Mを開き電池1体(2)内滞留窒索を用いて燃料及
び空気ラインの窒素置換を行なう。即ち、圧力調節弁(
6)及び開閉弁(2)、脅は緊急停止時あるいは停電時
に閉状態となるものを、調節弁(ト)、α・は緊急停止
時あるいは停電時に開状態となるものを用いる。その際
、電池筐体〜燃料極間の差圧は筐体〜燃料極間の配管・
弁類による圧損、電池筐体〜空気極間の差圧は電池筐体
〜空気極間の配管・弁類による圧損によって決まる。第
4図に示すのが緊急停止時の排出ライン各位置での圧力
を模式的に描いたものである。図をみても明らかなよう
に各区間での圧損は排出ライン内の流体抵抗の分配によ
って決定される。例えば、排出う、インにオリフィス翰
、善のない場合の圧損分布は破線(財)のよう暖こなり
、電池筐体(2)と電池極間差圧は(至)となる。排出
ラインにオリフィス01? 、 Hを挿入した場合は、
圧損分布は実線−、電池筐体と電池極間差圧は(財)に
なり、オリフィスQl 、(7)のない場合に比し小さ
くなる。従って、下流側のオリフィスαす。
翰の流体抵抗を大きく(オリフィス口径を小さく)すれ
ば電池筐体〜両極間の圧損は小さくなる。つまり、排出
配管系を設計する際に、下流側に取り付けるオリフィス
on 、 gJの口径を電池筐体〜燃料極間、電池一体
〜空気極間及び燃料極〜空気極間差圧が適正値に収まる
ように決定すればよい。このようにして、緊急停止ある
いは停電時において両極間及び両極〜電池機体間差圧を
適正に維持して窒素置換でき、安全性が向上し、電池寿
命の長寿命化が図れる。
尚、上記実施例では排出配管系19) 、 CLIの両
方にオリフィス(2)、四を設けた場合について述べた
が、少なくともオリフィスを何れか一方の排出配管系に
設けておけばよく、所期の目的は達成できる。
また、上記実施例では差圧維持手段としてオリフィスを
設けた場合について述べたが、差圧維持手段をニードル
弁としてもよく上記実施例と同様の効果を奏する。また
、差圧維持手段はオリフィス、ニードル弁以外のもので
あってもよい。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、燃料排出配管系または
空気排出配管系の少なくとも一方に差圧維持手段を設け
たことにより、緊急停止あるいは停電時においても両極
間及び両極〜電池機体間差圧を適正に維持して窒素置換
でき、安全性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す燃料電池装置の系統
図、第2図、第8図は従来の燃料電池装置の系統図、第
4図はこの発明の燃料電池装置に係る特性を模式的に描
いた特性図である。 図において、(υは燃料電池本体、(2)は電池電体(
3J 、 (7) 、9口は供給配管系、(4J 、 
t8J 、(6)は調節弁、+5) 、 +9) 、 
(Ll ハ排出配管系、(6) 、 LIQ 、 04
 、05 、αatよ調節弁、α9.glJは差圧維持
手段である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃料極と空気極からなる燃料電池本体と、この燃
    料電池本体を収納する電池筐体と、上記燃料極に燃料、
    上記空気極に空気をそれぞれ供給すると共に調節弁をそ
    れぞれ有する燃料及び空気供給配管系と、上記燃料極、
    空気極の出口に設けられ燃料、空気をそれぞれ排出する
    と共に調節弁をそれぞれ有する燃料及び空気排出配管系
    と、上記電池筐体に窒素を供給すると共に調節弁を有す
    る窒素供給配管系と、上記電池筐体内の余剰窒素を排出
    すると共に調節弁を有する窒素排出配管系と、上記燃料
    供給配管系及び空気供給配管系に上気電池筐体あるいは
    窒素供給配管系から窒素を導入する窒素導入手段とを備
    えた燃料電池装置において、上記燃料排出配管系または
    空気排出配管系の少なくとも一方に差圧維持手段を設け
    たことを特徴とする燃料電池装置。
  2. (2)差圧維持手段はオリフィスで構成されたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の燃料電池装置。
  3. (3)差圧維持手段はニードル弁で構成されたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の燃料電池装置。
JP60017083A 1985-01-29 1985-01-29 燃料電池装置 Expired - Fee Related JPH0656766B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60017083A JPH0656766B2 (ja) 1985-01-29 1985-01-29 燃料電池装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60017083A JPH0656766B2 (ja) 1985-01-29 1985-01-29 燃料電池装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61176077A true JPS61176077A (ja) 1986-08-07
JPH0656766B2 JPH0656766B2 (ja) 1994-07-27

Family

ID=11934081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60017083A Expired - Fee Related JPH0656766B2 (ja) 1985-01-29 1985-01-29 燃料電池装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0656766B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62237674A (ja) * 1986-04-09 1987-10-17 Hitachi Ltd 燃料電池発電システム
JPS63116373A (ja) * 1986-11-05 1988-05-20 Hitachi Ltd 燃料電池運転法
JPS6481177A (en) * 1987-09-24 1989-03-27 Hitachi Ltd Fuel cell plant
JP2001023669A (ja) * 1999-07-06 2001-01-26 General Motors Corp <Gm> 燃料電池装置のための燃焼器空気流の制御方法
JP2012227064A (ja) * 2011-04-21 2012-11-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池・ガスタービンコンバインド発電システム及びその燃料電池の停止方法
JP2016091644A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 複合発電システム、その制御装置及び方法並びにプログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58163182A (ja) * 1982-03-23 1983-09-27 Mitsubishi Electric Corp 燃料電池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58163182A (ja) * 1982-03-23 1983-09-27 Mitsubishi Electric Corp 燃料電池

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62237674A (ja) * 1986-04-09 1987-10-17 Hitachi Ltd 燃料電池発電システム
JPS63116373A (ja) * 1986-11-05 1988-05-20 Hitachi Ltd 燃料電池運転法
JPS6481177A (en) * 1987-09-24 1989-03-27 Hitachi Ltd Fuel cell plant
JP2001023669A (ja) * 1999-07-06 2001-01-26 General Motors Corp <Gm> 燃料電池装置のための燃焼器空気流の制御方法
JP2012227064A (ja) * 2011-04-21 2012-11-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池・ガスタービンコンバインド発電システム及びその燃料電池の停止方法
JP2016091644A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 複合発電システム、その制御装置及び方法並びにプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0656766B2 (ja) 1994-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0622156B2 (ja) 燃料電池装置
CA2347323A1 (en) Gas generating systems with multi-rate charging feature
JPS61176077A (ja) 燃料電池装置
CN1985395A (zh) 燃料电池系统及其运行方法
US4226919A (en) Hydrogen/oxygen fuel cell
WO2002047190A8 (fr) Pile a combustible a polyelectrolyte et son procede de mise en service
JPH0652665B2 (ja) 燃料電池運転法
JPS58163182A (ja) 燃料電池
JPH01239772A (ja) 燃料電池の保護装置及びその運転方法
KR20150072076A (ko) 연료전지 시스템의 수소 퍼지유닛
JPH02281569A (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池発電プラント
JP2928583B2 (ja) 燃料電池発電装置
JPS61176076A (ja) 燃料電池装置
JP2819598B2 (ja) 多段燃焼式触媒燃焼器
JPS6223808Y2 (ja)
JP3567447B2 (ja) 格納容器と燃料電池の差圧制御装置
JPS63170864A (ja) 保護装置付燃料電池
JPS622461A (ja) 燃料電池発電システム燃料系の再循環装置
JPH0349162A (ja) 燃料電池の極間差圧制御装置
JPH0349185B2 (ja)
JPH088521Y2 (ja) 燃料電池の差圧コントロール装置
JPS60130060A (ja) 燃料電池のガス圧制御方法
JPH0381967A (ja) 燃料電池
JPH10255827A (ja) 燃料電池発電システム
JPS6310471A (ja) 燃料電池発電システム

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees