JPH07220744A - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システムInfo
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- JPH07220744A JPH07220744A JP6009909A JP990994A JPH07220744A JP H07220744 A JPH07220744 A JP H07220744A JP 6009909 A JP6009909 A JP 6009909A JP 990994 A JP990994 A JP 990994A JP H07220744 A JPH07220744 A JP H07220744A
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- steam
- exhaust air
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- 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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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型、軽量で、ランニングコストが安く、ま
た、法規制をうけることがなく安全で、且つ、負荷応答
性に優れた燃料電池システムを提供することを目的とす
る。 【構成】 原料ガスを水素主成分ガスに改質する改質器
２と、前記水素主成分ガスを燃料ガスとして発電を行う
燃料電池１と、前記燃料電池１に冷却空気を供給する冷
却空気供給手段５と、電池冷却後の排空気を利用して、
前記改質器２での原料ガスの改質に必要なスチームを生
成するスチーム生成用熱交換器３と、前記燃料電池１か
ら前記スチーム生成用熱交換器３に至る経路に設けら
れ、この経路を流れる前記排空気を加熱して前記スチー
ム生成用熱交換器３に供給する排空気加熱手段４とを備
えたことを特徴とする。
た、法規制をうけることがなく安全で、且つ、負荷応答
性に優れた燃料電池システムを提供することを目的とす
る。 【構成】 原料ガスを水素主成分ガスに改質する改質器
２と、前記水素主成分ガスを燃料ガスとして発電を行う
燃料電池１と、前記燃料電池１に冷却空気を供給する冷
却空気供給手段５と、電池冷却後の排空気を利用して、
前記改質器２での原料ガスの改質に必要なスチームを生
成するスチーム生成用熱交換器３と、前記燃料電池１か
ら前記スチーム生成用熱交換器３に至る経路に設けら
れ、この経路を流れる前記排空気を加熱して前記スチー
ム生成用熱交換器３に供給する排空気加熱手段４とを備
えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、改質ガスを燃料ガスと
して発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムに関
する。
して発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムに関
する。
【０００２】
Ｃm Ｈn ＋ｍＨ2 Ｏ ←→ ｍＣＯ＋（ｍ＋1/2 ｎ）Ｈ
2 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ ←→ ＣＯ2 ＋Ｈ2 上記天然ガス（例えば、都市ガス）の約８８vol ％はメ
タンであるので、上記反応式をメタンと水蒸気（スチー
ム）との反応として具体的に表すと下記反応式２に示す
ように書き換えられる。 〔反応式２〕 ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ ←→ ＣＯ＋３Ｈ2 −４9.３Kcal ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ ←→ ＣＯ2 ＋Ｈ2 ＋9.８４Kcal ところで、上記改質器を備えた燃料電池システムにおい
て、燃料電池の運転中に負荷が急増した場合、改質器に
供給するスチームの量も負荷の増加に追従して増加させ
る必要がある。しかし、実際には原料ガスの増加に伴っ
てスチームの量を増加させることができないため、燃料
ガスが不足して、負荷の応答性が悪いという問題があ
る。
2 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ ←→ ＣＯ2 ＋Ｈ2 上記天然ガス（例えば、都市ガス）の約８８vol ％はメ
タンであるので、上記反応式をメタンと水蒸気（スチー
ム）との反応として具体的に表すと下記反応式２に示す
ように書き換えられる。 〔反応式２〕 ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ ←→ ＣＯ＋３Ｈ2 −４9.３Kcal ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ ←→ ＣＯ2 ＋Ｈ2 ＋9.８４Kcal ところで、上記改質器を備えた燃料電池システムにおい
て、燃料電池の運転中に負荷が急増した場合、改質器に
供給するスチームの量も負荷の増加に追従して増加させ
る必要がある。しかし、実際には原料ガスの増加に伴っ
てスチームの量を増加させることができないため、燃料
ガスが不足して、負荷の応答性が悪いという問題があ
る。
【０００３】そこで、スチーム発生手段として補助ボイ
ラを設け、これよって負荷急増時のスチームの不足を補
おうとする燃料電池システムが提案されている。
ラを設け、これよって負荷急増時のスチームの不足を補
おうとする燃料電池システムが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記補助ボ
イラは、バーナ，タンク，給水用の水処理装置等の多数
の部材で構成されるため、かかる補助ボイラを用いた場
合には、システム全体の重量が重くなると共にシステム
全体が大型化するという問題がある。また、補助ボイラ
を使用した場合には、ランニングコストが高くなるとい
う問題がある。
イラは、バーナ，タンク，給水用の水処理装置等の多数
の部材で構成されるため、かかる補助ボイラを用いた場
合には、システム全体の重量が重くなると共にシステム
全体が大型化するという問題がある。また、補助ボイラ
を使用した場合には、ランニングコストが高くなるとい
う問題がある。
【０００５】本発明はかかる現状に鑑みてなされたもの
であり、小型、軽量で、ランニングコストが安く、負荷
応答性に優れた燃料電池システムを提供することを目的
とする。
であり、小型、軽量で、ランニングコストが安く、負荷
応答性に優れた燃料電池システムを提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本請求項１の発明は、原料ガスを水素主成分ガスに
改質する改質器と、前記水素主成分ガスを燃料ガスとし
て発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に冷却空気を供
給する冷却空気供給手段と、電池冷却後の排空気を利用
して、前記改質器での原料ガスの改質に必要なスチーム
を生成するスチーム生成用熱交換器と、前記燃料電池か
ら前記スチーム生成用熱交換器に至る経路に設けられ、
この経路を流れる前記排空気を加熱して前記スチーム生
成用熱交換器に供給する排空気加熱手段とを備えたこと
を特徴とする。
め、本請求項１の発明は、原料ガスを水素主成分ガスに
改質する改質器と、前記水素主成分ガスを燃料ガスとし
て発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に冷却空気を供
給する冷却空気供給手段と、電池冷却後の排空気を利用
して、前記改質器での原料ガスの改質に必要なスチーム
を生成するスチーム生成用熱交換器と、前記燃料電池か
ら前記スチーム生成用熱交換器に至る経路に設けられ、
この経路を流れる前記排空気を加熱して前記スチーム生
成用熱交換器に供給する排空気加熱手段とを備えたこと
を特徴とする。
【０００７】また、本請求項２の発明は、前記請求項１
において、前記排空気加熱手段と前記スチーム生成用熱
交換器とが、一体化して設けられていることを特徴とす
る。更には、本請求項３の発明は、前記排空気加熱手段
と前記スチーム生成用熱交換器とが、一体化したもの
が、更に前記燃料電池と一体化して設けられていること
を特徴とする。
において、前記排空気加熱手段と前記スチーム生成用熱
交換器とが、一体化して設けられていることを特徴とす
る。更には、本請求項３の発明は、前記排空気加熱手段
と前記スチーム生成用熱交換器とが、一体化したもの
が、更に前記燃料電池と一体化して設けられていること
を特徴とする。
【０００８】
【作用】上記請求項１の如く、前記燃料電池を冷却した
後の排空気が流れる経路であって、前記燃料電池よりも
下流側で、且つ、前記スチーム生成用熱交換器よりも上
流側に前記排空気加熱手段が設けられていれば、電池冷
却後の排空気を該加熱手段によって高温空気に加熱した
後、前記スチーム生成用熱交換器に供給することができ
る。そのため、前記スチーム生成用熱交換器に供給され
る排空気の温度が高くなり、スチーム生成用給水との熱
交換効率が向上するので、スチームの発生量も増大す
る。したがって、電池の運転中に負荷が急増し、改質器
でのスチーム量が不足した場合でも、上述の如くスチー
ムの不足を補うことができる。その結果、改質器での水
蒸気改質反応を十分に行い、負荷の急増に応じた水素主
成分ガスを生成させることができるので、負荷の追従性
が向上する。
後の排空気が流れる経路であって、前記燃料電池よりも
下流側で、且つ、前記スチーム生成用熱交換器よりも上
流側に前記排空気加熱手段が設けられていれば、電池冷
却後の排空気を該加熱手段によって高温空気に加熱した
後、前記スチーム生成用熱交換器に供給することができ
る。そのため、前記スチーム生成用熱交換器に供給され
る排空気の温度が高くなり、スチーム生成用給水との熱
交換効率が向上するので、スチームの発生量も増大す
る。したがって、電池の運転中に負荷が急増し、改質器
でのスチーム量が不足した場合でも、上述の如くスチー
ムの不足を補うことができる。その結果、改質器での水
蒸気改質反応を十分に行い、負荷の急増に応じた水素主
成分ガスを生成させることができるので、負荷の追従性
が向上する。
【０００９】また、従来のように、補助ボイラを用いる
必要がないので、小型、軽量になり、且つ、ランニング
コストが安くなる。更に、上記請求項２の如く、排空気
加熱手段とスチーム生成用熱交換器とが、一体化してい
れば、本システムのコンパクト化を更に図ることができ
るので、好ましい。
必要がないので、小型、軽量になり、且つ、ランニング
コストが安くなる。更に、上記請求項２の如く、排空気
加熱手段とスチーム生成用熱交換器とが、一体化してい
れば、本システムのコンパクト化を更に図ることができ
るので、好ましい。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る空冷式燃料電
池システムの概略を示す構成図であり、燃料極ガス室Ｎ
と空気極ガス室Ｐと冷却ガス室Ｃとを有する空冷式燃料
電池１と、原料ガスとスチームとで水蒸気改質反応を行
ない、前記燃料極ガス室Ｎに供給する水素主成分ガスを
生成させる改質器２と、前記改質器２に供給するスチー
ムを生成させるスチーム生成用熱交換器３と、前記冷却
ガス室Ｃから排気された電池冷却後の排空気を加熱する
と共に、電池の起動時には前記燃料電池１の昇温を行う
スタートアップバーナ４と、前記電池１を冷却するため
の空気を前記冷却ガス室Ｃに供給すると共に、前記冷却
ガス室Ｃから排気され前記スタートアップバーナ４及び
前記熱交換器３を通過した排空気を前記冷却ガス室Ｃに
循環させるブロワ５と、前記スタートアップバーナ４及
び前記熱交換器３を通過した排空気の流路を切り替える
ダンパ６とを備えている。尚、図中９は気水分離器を示
している。
池システムの概略を示す構成図であり、燃料極ガス室Ｎ
と空気極ガス室Ｐと冷却ガス室Ｃとを有する空冷式燃料
電池１と、原料ガスとスチームとで水蒸気改質反応を行
ない、前記燃料極ガス室Ｎに供給する水素主成分ガスを
生成させる改質器２と、前記改質器２に供給するスチー
ムを生成させるスチーム生成用熱交換器３と、前記冷却
ガス室Ｃから排気された電池冷却後の排空気を加熱する
と共に、電池の起動時には前記燃料電池１の昇温を行う
スタートアップバーナ４と、前記電池１を冷却するため
の空気を前記冷却ガス室Ｃに供給すると共に、前記冷却
ガス室Ｃから排気され前記スタートアップバーナ４及び
前記熱交換器３を通過した排空気を前記冷却ガス室Ｃに
循環させるブロワ５と、前記スタートアップバーナ４及
び前記熱交換器３を通過した排空気の流路を切り替える
ダンパ６とを備えている。尚、図中９は気水分離器を示
している。
【００１１】図２は前記スチーム生成用熱交換器３と一
体化されたスタートアップバーナ４を模式的に示した断
面斜視図であり、図３は図２に示したスタートアップバ
ーナ４等と前記燃料電池１とを組み合わせたシステムの
横方向断面図である。前記スタートアップバーナ４は、
天然ガスと燃焼用空気とを燃焼させるバーナ部４ａと、
このバーナ部４ａで燃焼された燃焼ガス及び前記冷却ガ
ス室Ｃから排気された排空気が流れると共に、これら燃
焼ガスと排空気との間で熱交換を行う熱交換部４ｂと、
この熱交換部４ｂで前記排空気と熱交換を行った後の燃
焼排ガスを該バーナ４の外に排気する燃焼排ガス部４ｃ
とから構成されている。ここで、前記熱交換部４ｂは、
前記冷却ガス室Ｃから排気された排空気が流れる複数の
排空気通路７と、前記バーナ部４ａから供給される燃焼
ガスが流れる複数の燃焼ガス通路（例えば、チューブ
等）８とを有している。前記各排空気通路７は、前記燃
焼ガス通路８の流路方向に対して略垂直方向に沿って設
けられる複数の伝熱促進用フィン７ａによって、更に複
数の通路に仕切られている。従って、排空気と燃焼ガス
とは略直交して流れ、この間に熱交換が行われる。ま
た、前記伝熱促進用フィン７ａを設けることによって、
排空気と燃焼ガスとの熱交換効率が更に向上することに
なる。
体化されたスタートアップバーナ４を模式的に示した断
面斜視図であり、図３は図２に示したスタートアップバ
ーナ４等と前記燃料電池１とを組み合わせたシステムの
横方向断面図である。前記スタートアップバーナ４は、
天然ガスと燃焼用空気とを燃焼させるバーナ部４ａと、
このバーナ部４ａで燃焼された燃焼ガス及び前記冷却ガ
ス室Ｃから排気された排空気が流れると共に、これら燃
焼ガスと排空気との間で熱交換を行う熱交換部４ｂと、
この熱交換部４ｂで前記排空気と熱交換を行った後の燃
焼排ガスを該バーナ４の外に排気する燃焼排ガス部４ｃ
とから構成されている。ここで、前記熱交換部４ｂは、
前記冷却ガス室Ｃから排気された排空気が流れる複数の
排空気通路７と、前記バーナ部４ａから供給される燃焼
ガスが流れる複数の燃焼ガス通路（例えば、チューブ
等）８とを有している。前記各排空気通路７は、前記燃
焼ガス通路８の流路方向に対して略垂直方向に沿って設
けられる複数の伝熱促進用フィン７ａによって、更に複
数の通路に仕切られている。従って、排空気と燃焼ガス
とは略直交して流れ、この間に熱交換が行われる。ま
た、前記伝熱促進用フィン７ａを設けることによって、
排空気と燃焼ガスとの熱交換効率が更に向上することに
なる。
【００１２】前記スタートアップバーナ４と一体化して
設けられた前記スチーム生成用熱交換器３は、図３に示
すように、この中をスチーム用給水が流れる複数の通路
（例えば、チューブ等）３ａを有し、このチューブ３ａ
間の隙間を前記スタートアップバーナ４で加熱された加
熱排空気が通過することになる。そして、前記加熱排空
気とスチーム用給水との間で熱交換が行われ、スチーム
が生成する。
設けられた前記スチーム生成用熱交換器３は、図３に示
すように、この中をスチーム用給水が流れる複数の通路
（例えば、チューブ等）３ａを有し、このチューブ３ａ
間の隙間を前記スタートアップバーナ４で加熱された加
熱排空気が通過することになる。そして、前記加熱排空
気とスチーム用給水との間で熱交換が行われ、スチーム
が生成する。
【００１３】以下、上記の如く構成された空冷式燃料電
池システムの運転方法について、図１〜図３を用いて具
体的に説明する。燃料電池１の起動は、先ず、ブロワ５
を駆動し、冷却ガスを冷却ガス室Ｃ，ダンパ６を通過
し、ブロワ５に循環させた状態でスタートアップバーナ
４を点火する。この時、空気極ガス室Ｐには流れない。
スタートアップバーナ４の燃焼熱は循環している冷却ガ
スに伝えられ、冷却ガスが加熱される。加熱され、高温
になった冷却ガスは、スチーム生成用熱交換器３、ダン
パ６及びブロワ５を通って燃料電池１の冷却ガス室Ｃを
通過することにより、燃料電池１の昇温を行う。
池システムの運転方法について、図１〜図３を用いて具
体的に説明する。燃料電池１の起動は、先ず、ブロワ５
を駆動し、冷却ガスを冷却ガス室Ｃ，ダンパ６を通過
し、ブロワ５に循環させた状態でスタートアップバーナ
４を点火する。この時、空気極ガス室Ｐには流れない。
スタートアップバーナ４の燃焼熱は循環している冷却ガ
スに伝えられ、冷却ガスが加熱される。加熱され、高温
になった冷却ガスは、スチーム生成用熱交換器３、ダン
パ６及びブロワ５を通って燃料電池１の冷却ガス室Ｃを
通過することにより、燃料電池１の昇温を行う。
【００１４】一方、改質器２は、図示しない加熱手段に
より単独に昇温されている。燃料電池１が、所定の温度
（１２０℃）を越えたときに、スチーム生成用熱交換器
３にスチーム用給水を始め、スチームの生成を開始す
る。その後、改質器２が所定の温度（７００℃〜８００
℃）になったらスチームと原料ガスを改質器２に供給し
て、水蒸気改質反応が行われ水素主成分ガスが生成す
る。次に、燃料電池１が所定の温度（１６０℃）に達し
たら、この水素主成分ガスが燃料極ガス室Ｎに供給さ
れ、空気極ガス室Ｐに供給された空気と電池反応を行な
い、発電が開始される。
より単独に昇温されている。燃料電池１が、所定の温度
（１２０℃）を越えたときに、スチーム生成用熱交換器
３にスチーム用給水を始め、スチームの生成を開始す
る。その後、改質器２が所定の温度（７００℃〜８００
℃）になったらスチームと原料ガスを改質器２に供給し
て、水蒸気改質反応が行われ水素主成分ガスが生成す
る。次に、燃料電池１が所定の温度（１６０℃）に達し
たら、この水素主成分ガスが燃料極ガス室Ｎに供給さ
れ、空気極ガス室Ｐに供給された空気と電池反応を行な
い、発電が開始される。
【００１５】発電を開始すると、燃料電池には反応熱が
発生するので、燃料電池１の温度が１８０℃に達した
ら、スタートアップバーナ４を停止させ、ダンパ６を操
作してフレッシュエアーを取り込れ、燃料電池１の冷却
ガス室Ｃ入口の冷却ガスの温度を下げ、燃料電池の冷却
を開始する。電池の温度制御は、ブロワ５の送風量とダ
ンパ６の開度によって行われるが、具体的には、電池へ
供給される冷却ガス温度をダンパ６を操作して所定の温
度に制御した状態で、電池温度が所定温度よりも高くな
った場合は、ブロワ５の送風量を増やし、冷却能力を高
める。逆に、電池温度が所定の温度よりも低くなった場
合は、ブロワ５の送風量を減らし冷却を抑える。
発生するので、燃料電池１の温度が１８０℃に達した
ら、スタートアップバーナ４を停止させ、ダンパ６を操
作してフレッシュエアーを取り込れ、燃料電池１の冷却
ガス室Ｃ入口の冷却ガスの温度を下げ、燃料電池の冷却
を開始する。電池の温度制御は、ブロワ５の送風量とダ
ンパ６の開度によって行われるが、具体的には、電池へ
供給される冷却ガス温度をダンパ６を操作して所定の温
度に制御した状態で、電池温度が所定温度よりも高くな
った場合は、ブロワ５の送風量を増やし、冷却能力を高
める。逆に、電池温度が所定の温度よりも低くなった場
合は、ブロワ５の送風量を減らし冷却を抑える。
【００１６】また、別の電池温度制御としては、ブロワ
５の送風量を一定にしてダンパ６を操作して電池へ供給
する冷却ガス温度を変化させて制御する方法もある。と
ころで、電池の運転中に、図示しない負荷検出手段によ
って急激な負荷の増加を検知すると、前記スタートアッ
プバーナ４に空気と天然ガスとを供給して燃焼ガスを発
生させ、該バーナ４の排空気通路７を通過する排空気を
前記燃焼ガスと熱交換を行ない加熱する。この加熱排空
気は、前記スチーム生成用熱交換器３に供給され、チュ
ーブ３ａ内を流れるスチーム用給水と熱交換を行い、ス
チームが発生する。この場合、スチームの発生量は、前
記スタートアップバーナ４での燃焼量を制御することに
より行われるので、負荷の変動に応じて最適のスチーム
を発生させることができる。
５の送風量を一定にしてダンパ６を操作して電池へ供給
する冷却ガス温度を変化させて制御する方法もある。と
ころで、電池の運転中に、図示しない負荷検出手段によ
って急激な負荷の増加を検知すると、前記スタートアッ
プバーナ４に空気と天然ガスとを供給して燃焼ガスを発
生させ、該バーナ４の排空気通路７を通過する排空気を
前記燃焼ガスと熱交換を行ない加熱する。この加熱排空
気は、前記スチーム生成用熱交換器３に供給され、チュ
ーブ３ａ内を流れるスチーム用給水と熱交換を行い、ス
チームが発生する。この場合、スチームの発生量は、前
記スタートアップバーナ４での燃焼量を制御することに
より行われるので、負荷の変動に応じて最適のスチーム
を発生させることができる。
【００１７】更に、図示しない圧力検出手段によって改
質器２に供給されるスチーム圧力が所定値よりも低下し
た場合も同様に、前記スタートアップバーナ４が燃焼し
て、スチームを発生させる。気水分離器９の圧力が所定
値になると燃焼を停止する。 〔その他の事項〕 上記実施例においては、スタートアップバーナ４と
スチーム生成用熱交換器３とを一体化した例を示してい
るが、各々分離して設けることも勿論可能である。 上記実施例においては、スタートアップバーナ４と
スチーム生成用熱交換器３が、更に燃料電池１のマニホ
ルドと同じ大きさで一体化した例を示しているが、燃料
電池１と分離して設けることも勿論可能である。また、
燃料電池１のマニホルド全面に前記スタートアップバー
ナ４を取り付けているが、燃料電池１のマニホルドより
も一回り小さいスタートアップバーナ４を用いて、これ
らを連結させることも可能である。 更には、スタートアップバーナ４に取り付けられた
伝熱促進用のフィン７ａは、なくても熱交換が十分行わ
れる場合には省くことも可能である。
質器２に供給されるスチーム圧力が所定値よりも低下し
た場合も同様に、前記スタートアップバーナ４が燃焼し
て、スチームを発生させる。気水分離器９の圧力が所定
値になると燃焼を停止する。 〔その他の事項〕 上記実施例においては、スタートアップバーナ４と
スチーム生成用熱交換器３とを一体化した例を示してい
るが、各々分離して設けることも勿論可能である。 上記実施例においては、スタートアップバーナ４と
スチーム生成用熱交換器３が、更に燃料電池１のマニホ
ルドと同じ大きさで一体化した例を示しているが、燃料
電池１と分離して設けることも勿論可能である。また、
燃料電池１のマニホルド全面に前記スタートアップバー
ナ４を取り付けているが、燃料電池１のマニホルドより
も一回り小さいスタートアップバーナ４を用いて、これ
らを連結させることも可能である。 更には、スタートアップバーナ４に取り付けられた
伝熱促進用のフィン７ａは、なくても熱交換が十分行わ
れる場合には省くことも可能である。
【００１８】
【発明の効果】以上の本請求項１の発明によれば、前記
燃料電池を冷却した後の排空気が流れる経路であって、
前記燃料電池よりも下流側で、且つ、前記スチーム生成
用熱交換器よりも上流側に前記排空気加熱手段が設けら
れているので、電池冷却後の排空気を該加熱手段によっ
て高温空気に加熱した後、前記スチーム生成用熱交換器
に供給することができる。そのため、前記スチーム生成
用熱交換器に供給される排空気の温度が高くなり、スチ
ーム生成用給水との熱交換効率が向上するので、スチー
ムの発生量も増大する。したがって、電池の運転中に負
荷が急増し、改質器でのスチーム量が不足した場合で
も、上述の如くスチームの不足を補うことができる。そ
の結果、改質器での水蒸気改質反応を十分に行い、負荷
の急増に応じた水素主成分ガスを生成させることができ
るので、負荷の追従性が向上する。
燃料電池を冷却した後の排空気が流れる経路であって、
前記燃料電池よりも下流側で、且つ、前記スチーム生成
用熱交換器よりも上流側に前記排空気加熱手段が設けら
れているので、電池冷却後の排空気を該加熱手段によっ
て高温空気に加熱した後、前記スチーム生成用熱交換器
に供給することができる。そのため、前記スチーム生成
用熱交換器に供給される排空気の温度が高くなり、スチ
ーム生成用給水との熱交換効率が向上するので、スチー
ムの発生量も増大する。したがって、電池の運転中に負
荷が急増し、改質器でのスチーム量が不足した場合で
も、上述の如くスチームの不足を補うことができる。そ
の結果、改質器での水蒸気改質反応を十分に行い、負荷
の急増に応じた水素主成分ガスを生成させることができ
るので、負荷の追従性が向上する。
【００１９】また、従来のように、補助ボイラを用いる
必要がないので、小型、軽量になり、且つ、ランニング
コストが安くなる。更に、本請求項２の発明によれば、
排空気加熱手段とスチーム生成用熱交換器とが一体化し
て設けられているので、本システムのコンパクト化を更
に図ることができるので、好ましい。
必要がないので、小型、軽量になり、且つ、ランニング
コストが安くなる。更に、本請求項２の発明によれば、
排空気加熱手段とスチーム生成用熱交換器とが一体化し
て設けられているので、本システムのコンパクト化を更
に図ることができるので、好ましい。
【図１】本発明の一実施例に係る空冷式燃料電池システ
ムの概略を示す構成図である。
ムの概略を示す構成図である。
【図２】スチーム生成用熱交換器と一体化されたスター
トアップバーナを模式的に示した断面斜視図である。
トアップバーナを模式的に示した断面斜視図である。
【図３】図２に示したスタートアップバーナと燃料電池
とを組み合わせたシステムの横方向断面図である。
とを組み合わせたシステムの横方向断面図である。
１ 燃料電池 ２ 改質器 ３ スチーム生成用熱交換器 ４ 排空気燃焼手段 ５ 冷却空気供給手段
Claims (3)
- 【請求項１】 原料ガスを水素主成分ガスに改質する改
質器と、 前記水素主成分ガスを燃料ガスとして発電を行う燃料電
池と、 前記燃料電池に冷却空気を供給する冷却空気供給手段
と、 電池冷却後の排空気を利用して、前記改質器での原料ガ
スの改質に必要なスチームを生成するスチーム生成用熱
交換器と、 前記燃料電池から前記スチーム生成用熱交換器に至る経
路に設けられ、この経路を流れる前記排空気を加熱して
前記スチーム生成用熱交換器に供給する排空気加熱手段
と、 を備えたことを特徴とする燃料電池システム。 - 【請求項２】 前記排空気加熱手段と前記スチーム生成
用熱交換器とが、一体化して設けられていることを特徴
とする請求項１記載の燃料電池システム。 - 【請求項３】 前記排空気加熱手段と前記スチーム生成
用熱交換器とが、一体化したものが、更に前記燃料電池
と一体化して設けられていることを特徴とする請求項２
記載の燃料電池システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009909A JPH07220744A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009909A JPH07220744A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 燃料電池システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07220744A true JPH07220744A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=11733243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6009909A Pending JPH07220744A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 燃料電池システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07220744A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000195534A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| JP2000306594A (ja) * | 1999-04-20 | 2000-11-02 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| WO2008118726A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Advanced Hydrogen Power Systems, Inc. | Hydrogen mobile power plant that extracts hydrogen fuel from water |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP6009909A patent/JPH07220744A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000195534A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| JP2000306594A (ja) * | 1999-04-20 | 2000-11-02 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| WO2008118726A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Advanced Hydrogen Power Systems, Inc. | Hydrogen mobile power plant that extracts hydrogen fuel from water |
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