JPS6252864A - 燃料電池 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は燃料電池の圧力制御装置に係り、特に燃料電池
本体を収納する不活性ガス容器内の圧力を制御する装置
に関する。

〔発明の背景〕

燃料電池は１周知のように、電解質を挟んで対向配置さ
れた燃料極及び酸化剤極からなる単位電池の複数個を積
層し、この積層体の側面に、燃料極及び酸化剤極に水素
などの燃料及び酸素などの酸化剤を給排するためのマニ
ホールドを設けて燃料電池本体を構成し、これを不活性
ガス容器中に収納している。

このような燃料電池においては、運転時、酸化剤極内の
圧力をベース圧力とし、燃料極内の圧力をこのベース圧
力よりもやや低めに、不活性ガス容器内の圧力をベース
圧力よりもやや高めにそれぞれ圧力設定しており、これ
ら間の圧力差はいずれも、ガスの洩れ込みを防止する上
で１００ｍＨ２Ｏ程度である。

通常、その発電出力を一定に保持している場合には、前
記した各圧力の値は変化せず、前記圧力差の設定値も変
化させる必要はない、しかし、負荷変動の繰返しや、経
年変化によるマニホールドのシール部の差圧耐力の劣化
により、燃料極及び酸化剤極から不活性ガス容器内に燃
料及び酸化剤が洩れ込むと、その量によっては爆発の危
険性がある。

ところで、従来のこの種圧力制御装置としては。

特開昭５８−９４７６７号公報に見られるように、燃料
極から酸化剤極への燃料の洩れ出しを検出し、この検出
された漏洩量に応じて両極と不活性ガス容器との間の差
圧設定値を調節することにより、燃料極から酸化剤極へ
の燃料の洩れ出しを防止するものが提案されている。し
かし、両極から不活性ガス容器内への燃料及び酸化剤の
洩れ出しについては何ら配慮されておらず、前記したよ
うに爆発の危険性があるという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、不活性ガス容器内への燃料。

あるいは燃料と酸化剤の洩れ出しを抑制し得る安全性の
高い燃料電池の圧力制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、不活性ガス排出管
を流通する不活性ガス中の燃料、あるいは燃料と酸化剤
の濃度を検出する手段を設け、この検出手段で検出され
た濃度に応じて圧力調節用制御弁を制御することにより
、不活性ガス容器内の圧力を調節して燃料、あるいは燃
料と酸化剤の洩れ出しを抑制するようにしたことを特徴
とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図について説明する。

図は本発明の一実施例に係る燃料電池の圧力制御装置の
概略構成図である。この図において、１は不活性ガス容
器で、これには不活性ガス供給管２及び排出管３が接続
され、排出管３には制御弁４が設けられている。５，６
は容器１内に収納された燃料電池本体の燃料極及び酸化
剤極で、燃料極５には水素などの燃料を給排するための
供給管７及び排出管８がマニホールド（図示せず）を介
して接続され、また酸化剤極６には酸素などの酸化剤を
給徘するための供給管９及び排出管１０がマニホールド
（図示せず）を介して接続されており、燃料排出管８に
は制御弁１１が設けられている。不活性ガス排出’ｌ？
３と酸化剤排出管１０との間、及び燃料排出管８と酸化
剤排出管１ｏとの間にはそれぞれ差圧検出器１２．１３
が接続され、これらの検出器１２．１３によって検出さ
れた差圧信号Ｓ１．Ｓ、により制御弁４．１１を制御し
て、容器１内の圧力と酸化剤極６内の圧力との差圧、及
び燃料極５内の圧力と酸化剤極６内の圧力との差圧がそ
れぞれ設定値となるようになっている。

以上の構成は従来と同様である。

本実施例では、さらに不活性ガス排出管３に燃料及び酸
化剤濃度検出器１４が接続され、この検出器１４で検出
された濃度信号Ｓ、を制御装置１５に入力して、その検
出濃度に応じて制御装置１５に予め設定された初期設定
値を変化させるようになっている。

したがって、燃料極５及び酸化剤極６から不活性ガス容
器１内へ洩れ出す燃料及び酸化剤の量が多くなると、こ
れが濃度検出器１４で検出されてその濃度信号Ｓ、によ
り制御装置１５の設定値が増大し、この設定値に基づく
設定信号Ｓ４により不活性ガス容器１内の圧力が増大す
るように、制御弁４が制御される。このため、不活性ガ
ス容器１内への燃料及び酸化剤の洩れ出し量は最少限に
抑制され、爆発の危険性を未然に防ぐことができる。

なお、制御装置１５の設定値には当然のことながら製造
される燃料電池の構造上の性能から決まる上限値がある
。

前記実施例では、不活性ガス中の燃料及び酸化剤濃度を
検出しているが、爆発に特に関連が深いのは水素かどの
燃料であるから、不活性ガス中の燃料濃度のみを検出し
、前記実施例と同様に制御弁４を制御して燃料の洩れ出
し量を予測することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、不活性ガス容器
内への燃料、あるいは燃料と酸化剤の洩れ出し量を最少
限に抑制することができるので。

爆発の危険性を未然に防いで安全性を向上し得ると共に
、燃料電池の運転時間を大幅に延長させることができる
。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に係る燃料電池の圧力制御装置を
示す概略構成図である。 １・・・不活性ガス容器、２，３・・・不活性ガス給排
管。 ４・・・制御弁、５・・・燃料極、６・・・酸化剤極、
７，８・・・燃料給徘管、９，１０・・・酸化剤給徘管
、１４・・・燃料及び酸化剤濃度検出器、１５・・・制
御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料電池本体と、この燃料電池本体を収納する不活
   性ガス容器と、この容器に不活性ガスを給排する給排管
   と、この排出管に設けられた容器圧力調節用の制御弁と
   を備え、前記燃料電池本体は、電解質を挟んで対向配置
   された燃料極及び酸化剤極からなる単位電池の複数個を
   積層し、この積層体の側面に前記燃料極及び酸化剤極に
   燃料及び酸化剤を給排するためのマニホールドを設けて
   構成したものにおいて、前記排出管を流通する不活性ガ
   ス中の燃料の濃度を検出する手段と、この検出手段で検
   出された燃料濃度に応じて前記制御弁を制御する手段と
   を設けたことを特徴とする燃料電池の圧力制御装置。 ２、特許請求の範囲の第１項において、前記排出管を流
   通する不活性ガス中の燃料及び酸化剤の濃度を検出する
   手段と、この検出手段で検出された燃料及び酸化剤の濃
   度に応じて前記制御弁を制御する手段とを設けたことを
   特徴とする燃料電池の圧力制御装置。