JPS63164173A

JPS63164173A - 燃料電池

Info

Publication number: JPS63164173A
Application number: JP61307959A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Takeu; 竹生　俊彦; Kyotaro Iyasu; 巨太郎居安; Hideyuki Nara; 奈良　英幸
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-12-25
Filing date: 1986-12-25
Publication date: 1988-07-07

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】【発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はリン酸型燃料電池本体から排出されるリン酸を
吸着するリン酸吸着器を備えた燃料電池に関する。

（従来の技術）従来、燃料の有しているエネルギーを直接電気エネルギ
ーに変換する装置として燃料電池が知られている。この
燃料電池は、通常電解質を含浸したマトリックスを挟ん
で一対の多孔質電極を配置するとともに、一方の電極背
面に水素等の流体燃料を接触させ、また他方の電極背面
に酸素等の流体酸化剤を接触させ、このときに起る電気
化学反応を利用して、上記電極間から電気エネルギーを
取り出す様に構成したものである。この燃料電池によれ
ば、前記燃料と酸化剤が供給されている限り、高い効率
で電気エネルギーを取り出すことができるものである。

第３図はその燃料電池本体に使用されている従来の単位
セルの構成を示す斜視図である。第３図において単位セ
ルは、電解質を含浸したマトリックス１の上面に接する
面に触媒が塗布された多孔質体で形成されたアノード電
極２を配置し、マトリックス１の下側に前記マトリック
ス１に接する面に触媒が塗布された多孔質体で形成され
たカソード電極３を配置して構成される。アノード電極
２及びカソード電極３は、夫々マトリックス１の反対側
に燃料が流れる燃料ガス流通路４及び酸化剤ガスが流れ
る酸化剤ガス流通路５が互いに直行する向きに設けであ
る。一般にリン酸型燃料電池においては、燃料ガスは水
素であり、酸化剤ガスは空気中の酸素である。

第４図は従来の燃料電池の構成例を示したブロック図で
ある８発電時に天然ガス６と水蒸気７との混合ガスは、
改質装置８において水蒸気改質反応により水素リッチガ
スとなってアノード電極２へ送られる。水素リッチガス
はカソード電極３へ送られる圧縮空気９と電気化学的に
反応して電気・水・熱となる。アノード電極２を出たガ
スはアノード出口リン酸吸着器１０，７ノード出口凝縮
器１１および改質器バーナ１２を通った後大気１３に放
出される。またカソード電１４３を出たガスはカソード
出口リン酸吸着器１４およびカソード出口凝縮器１５を
通った後アノード出口ガスと合流して大気へ放出される
。

そして、燃料電池本体から排出されるリン酸は、大気へ
放出される排出ガス経路途中において、アノード出口リ
ン酸吸着器１０及びカソード出口リン酸吸着器１４にて
吸着される。このため、アノード出口凝縮器１１及びカ
ソード出口凝縮器１５等の排出ガス経路下流側機器及び
配管はリン酸による腐食が防止される。

さらに、電気化学反応によって生成される水は、燃料電
池本体出口ガス中の水分量で数十％にも達する。そして
、この水分はアノード出口凝縮器１１及びカソード出口
凝縮１１１５で除去される。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、燃料電池本体に比べ、アノード及びカソード
出口凝縮器１１．１５の排出ガス経路上流側に位置する
アノード及びカソード出口リン酸吸着器１０．１４は、
顕著な化学反応を伴わないため、温度が低い、このため
、アノード及びカソード出口リン酸吸着器１０．１４内
で、水分が凝縮する。これにより、凝縮した水分がドレ
ンとなり排出ガス経路を閉塞し過大な電池極間差圧を生
じたり、リン酸を含むドレンが排出ガス経路下流側に流
出し、機器及び配管を腐食させおそれがある。

本発明は上記欠点を除去するために成されたもので、ア
ノード及びカソード出口リン酸吸着器内のドレンを除去
し、信頼性の高い燃料電池を程供することを目的とする
。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明においては。

アノード電極及びカソード電極から排出される排出ガス
を夫々アノード出口リン酸吸着器及びカソード出口リン
酸吸着器内に流入し、かっこの両リン酸吸着器にドレン
排出装置を設けている。

（作用）このように構成することにより、リン酸吸着器内にたま
ったドレンを排出することができ、ドレンが排出ガス経
路を閉塞することがないので、排出ガスが効率よく流れ
るとともにリン酸を含むドレンが下流側へ流れるおそれ
がない。

（実施例）以下本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。尚
、燃料電池本体構造については第３図と同じあり、燃料
電池全体の構成については第４図と同じあり、ここでは
詳細な説明を省略する。

即ち、図示しないアノード電極からの排出ガスは入口配
管１６を介して、アノード出口リン酸吸着器１０へ流入
させる。そして、このアノード出口リン酸吸着器１０は
出口配管１７を介して図示しないアノード出口凝縮器へ
接続する。また、アノード出口リン酸吸着器ＩＯは垂直
に樹立した円筒状容器１８内上方にリン酸吸着材１９を
収納して構成している。

入口配管１６は容器１８の上端面に開口させ、アノード
電極からの排出ガスがリン酸吸着材１９全体を一様に通
過するようにしている。他方、出口配管１７は容器１８
の下側面に開口させている。さらに、出口配管１７開口
部より下方の容器１８底部にはドレン排出装置２０を配
置する。

このドレン排出装置２０は、ドレンの量を検出するドレ
ン検出装置２１と、ドレンが所定量たまりドレン検出装
置２１を動作させるときに連動して動作するスイッチ２
２と、容器１８の底面に一端を開口し他端を大気に開口
するとともにスイッチ２２の動作に伴い開閉するドレン
弁２３とを備えている。そして、ドレン検出装ｆｉ！２
１としては、ドレンの浮力により昇降しドレン量を検出
する浮子式、ドレンの有無より音速が変化することを利
用する音大、光速の変化または光量の変化を利用する光
弐等種々考えられる。また、スイッチ２２としては、電
気的接点を利用するもの、リンクレバー等の機械的な機
構を利用するもの等考えられる。さらに、ドレン弁２３
は電気的、機械的なもの何れでも使用することができる
。

次に１本実施例の構成における作用を説明する。

入口配管１６を介して容器ｌａ内に流入する排出ガスは
、リン酸吸着材１９を通過する際リン酸が除去され、出
口配管１７を介してアノード出口凝縮器へと排出される
。また、排出ガス中に含まれる水分は。

アノード出口リン酸吸着器１０の容器１８内で冷却され
ドレンとなり容器１８底部にたまる。そして、ドレンが
所定量に達すると、ドレン検出装置ｉ’１２０は動作す
る。つまり、ドレンの量を検出するドレン検出装［２１
の出力によりスイッチ２２が動作する。このスイッチ２
２の動作によりドレン弁２３は開き、ドレンが排出され
る。そして、ドレンが排出された後、ドレン排出装［２
０は復帰する。この復帰は、ドレン排出時以外アノード
電極からの排出ガスがアノード出口凝縮器へ導かれるこ
となくドレン弁２３を介して直接大気中へ排出されるの
を防止ために行なう。

本実施例においてては、出口配管１７より下方の容器１
８底部にドレン排出装置２０を設けたので、所定量たま
ったドレンをアノード出口リン酸吸着器１０外に自動的
に排出することができる。これにより、ドレンは出口配
管１７人口に達し、入口を閉塞することがない、よって
、リン酸を含むドレンが入口配管１７を介して７ノ一ド
出口凝縮器へ流入するおそれはなく、アノード出口リン
酸吸着器１０より排出ガス経路下流側に位置する機器及
び配管はリン酸による腐食の心配がない、また、電池極
間には、リン酸吸着材１９を通過する際の僅かな差圧が
発生するのみであり、排出ガスは効率よくアノード出口
リン酸吸着器１０を通過することができる。

さらに、リン酸吸着材１９はドレンに浸漬するおそれが
ないので、リン酸吸着材１９の機能は低下することなく
一定に保持することができる。このように、燃料電池の
信頼性は著しく向上させることができる。

尚、カソード出口リン酸吸着器はアノード出口リン酸吸
着器と同一構成としその説明を省略する。

また、第２図に示す如く、出口配管１７は容器１８の底
部より、入口がリン酸吸着材１９の近傍となるように垂
直に樹立させることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、アノード出口
リン酸吸着器及びカソード出口リン酸吸着器の容器底部
にドレン排出装置を設けたので、面出口リン酸吸着器内
にたまるドレンを排出することができ、排出ガス下流側
に位置する機器の腐食を防止した信頼性の高い燃料電池
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す燃料電池のアノード出
口リン酸吸着器の概略図、第２図は本発明の他の実施例
を示すアノード出口リン酸吸着器の概略図、第３図は一
般的な燃料電池本体を示す斜視図、第４図は一般的な燃
料電池を示すブロック図である。１・・・マトリックス、　　２・・・７ノード電極。３・・・カソード電極、　４・・・燃料ガス流通路、５
・・・酸化剤ガス流通路、６・・・天然ガス、７・・・
水蒸気、　８・・・改質装置、　９・・・圧縮空気、１
０・・・アノード出口リン酸吸着器。１１・・・アノード出口凝縮器、１２・・・改質器バー
ナ、１３・・・大気、　１４・・・カソード出口リン酸
吸着器、１５・・・カソード出口凝縮器、　１６・・・
入口配管、１７・・・出口配管、１８・・・容器、１９
・・・リン酸吸着材、２０・・・ドレン排出装置、　２
１・・・ドレン検出装置。２２・・・スイッチ、　２３・・・ドレン弁。代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　三俣弘文第１図 ↓ ｆ第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃料電池本体を構成するアノード電極及びカソー
ド電極から排出される排出ガスを、夫々入口配管を介し
て容器内にリン酸吸着材を収納したアノード出口リン酸
吸着器及びカソード出口リン酸吸着器に流入させ、この
アノード出口リン酸吸着器及びカソード出口リン酸吸着
器より夫々出口配管を介して排出ガス下流側へ排出させ
てなり、前記アノード出口リン酸吸着器及びカソード出
口リン酸吸着器は、前記出口配管の開口部より下方の前
記容器の底部にドレン排出装置を備えてなる燃料電池。
（２）ドレン排出装置は、ドレン量を検出するドレン検
出装置と、ドレンが所定量たまり前記ドレン検出装置の
動作に連動して動作するスイッチと、容器底面に一端を
開口し他端を大気に開口するとともに前記スイッチの動
作に伴い開閉するドレン弁とを備えた特許請求の範囲第
１項記載の燃料電池。