JPH0922712A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
- Publication number
- JPH0922712A JPH0922712A JP7168534A JP16853495A JPH0922712A JP H0922712 A JPH0922712 A JP H0922712A JP 7168534 A JP7168534 A JP 7168534A JP 16853495 A JP16853495 A JP 16853495A JP H0922712 A JPH0922712 A JP H0922712A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- blower
- fuel cell
- electrode
- cooler
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】設置場所が高温度、高湿度、低大気圧等の環境
条件にあっても、空気極や改質器のバーナ燃焼室に供給
する空気の実流量の低下がなく、安全に定格運転の可能
なものとする。 【構成】燃料電池本体１の空気極２へ反応空気を送る送
風機５の前段に冷却機７を設置し、空気を冷却したのち
送風機５に取り込む。また、燃料ガスを改質する改質器
４のバーナ燃焼室へ燃焼空気を送る送風機６の前段に冷
却機８を設置し、空気を冷却したのち送風機５に取り込
む。
条件にあっても、空気極や改質器のバーナ燃焼室に供給
する空気の実流量の低下がなく、安全に定格運転の可能
なものとする。 【構成】燃料電池本体１の空気極２へ反応空気を送る送
風機５の前段に冷却機７を設置し、空気を冷却したのち
送風機５に取り込む。また、燃料ガスを改質する改質器
４のバーナ燃焼室へ燃焼空気を送る送風機６の前段に冷
却機８を設置し、空気を冷却したのち送風機５に取り込
む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、改質器の燃焼室に燃
焼空気を送って燃料ガスの改質器を加熱し、得られた改
質ガスを燃料極に、また空気極に空気を送って発電する
燃料電池発電装置の空気供給系統の構成に関する。
焼空気を送って燃料ガスの改質器を加熱し、得られた改
質ガスを燃料極に、また空気極に空気を送って発電する
燃料電池発電装置の空気供給系統の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来より用いられている燃料電
池発電装置の空気供給系統の基本構成図である。図にお
いて、模式的に表示した燃料電池本体１の空気極２に
は、電気化学反応に寄与する反応空気が送風器５によっ
て供給され、反応後の空気は空気極排ガスとして排出さ
れる。また、燃料電池本体１の燃料極３には、燃料ガス
を改質器４に送って改質しさらに図示しないＣＯ変成器
を経た改質ガスが供給される。電気化学反応を生じたの
ち燃料極３より排出される燃料極排ガスは残存水素を含
んでおり、改質器４のバーナ燃焼室へと送られ、送風機
６により供給される燃焼空気と反応して、改質器４の加
熱に利用されている。
池発電装置の空気供給系統の基本構成図である。図にお
いて、模式的に表示した燃料電池本体１の空気極２に
は、電気化学反応に寄与する反応空気が送風器５によっ
て供給され、反応後の空気は空気極排ガスとして排出さ
れる。また、燃料電池本体１の燃料極３には、燃料ガス
を改質器４に送って改質しさらに図示しないＣＯ変成器
を経た改質ガスが供給される。電気化学反応を生じたの
ち燃料極３より排出される燃料極排ガスは残存水素を含
んでおり、改質器４のバーナ燃焼室へと送られ、送風機
６により供給される燃焼空気と反応して、改質器４の加
熱に利用されている。
【０００３】パッケージ型のオンサイト用燃料電池発電
装置においては、上記の送風器５、送風器６として、そ
の発電容量に対応した所定の送風器を選定して備えるこ
とにより、スペースの有効利用が図られている。
装置においては、上記の送風器５、送風器６として、そ
の発電容量に対応した所定の送風器を選定して備えるこ
とにより、スペースの有効利用が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、パッケー
ジ型のオンサイト用燃料電池発電装置には、その発電容
量に対応した送風器が組み込まれているが、設置場所の
環境が高温度である、あるいは高湿度である、あるいは
大気圧が低い等の特殊の条件下においては、空気送風量
が不足してしまう場合がある。
ジ型のオンサイト用燃料電池発電装置には、その発電容
量に対応した送風器が組み込まれているが、設置場所の
環境が高温度である、あるいは高湿度である、あるいは
大気圧が低い等の特殊の条件下においては、空気送風量
が不足してしまう場合がある。
【０００５】すなわち、送風器により空気極２へ送られ
る反応空気、改質器４のバーナ燃焼室へと送られる燃焼
空気にはいずれも大気の空気が用いられているが、高温
度の条件にあれば、熱膨張により大気の空気の密度が下
がってしまうので送風機により送られる空気の体積流量
が同一でも、実際に送られる空気の質量流量は低下して
しまうこととなる。また、高湿度下にあれば水蒸気を含
むことにより大気の空気の密度が下がるので同様に実際
に送られる空気の質量流量は低下する。また、設置場所
が高地であれば大気圧が低いので、空気の密度が低く実
際に送られる空気の質量流量は低下する。
る反応空気、改質器４のバーナ燃焼室へと送られる燃焼
空気にはいずれも大気の空気が用いられているが、高温
度の条件にあれば、熱膨張により大気の空気の密度が下
がってしまうので送風機により送られる空気の体積流量
が同一でも、実際に送られる空気の質量流量は低下して
しまうこととなる。また、高湿度下にあれば水蒸気を含
むことにより大気の空気の密度が下がるので同様に実際
に送られる空気の質量流量は低下する。また、設置場所
が高地であれば大気圧が低いので、空気の密度が低く実
際に送られる空気の質量流量は低下する。
【０００６】このように、実際に送られる空気の質量流
量の低下が生じると、特に空気を多量に使用する高負荷
運転時において、空気極２においては空気を高利用率で
使用する運転が要求されることとなり、また改質器４の
バーナ燃焼室においては酸素量不足による不完全燃焼の
可能性が高くなり、場合によっては運転可能な最高負荷
が制限を受けることとなる。
量の低下が生じると、特に空気を多量に使用する高負荷
運転時において、空気極２においては空気を高利用率で
使用する運転が要求されることとなり、また改質器４の
バーナ燃焼室においては酸素量不足による不完全燃焼の
可能性が高くなり、場合によっては運転可能な最高負荷
が制限を受けることとなる。
【０００７】本発明の目的は、上記の難点を解消し、設
置場所の環境条件が高温度、高湿度、あるいは低大気圧
等の条件下にあっても、空気極や改質器のバーナ燃焼室
に供給する空気の実流量が低下することなく、安全に定
格運転が可能な燃料電池発電装置を提供することにあ
る。
置場所の環境条件が高温度、高湿度、あるいは低大気圧
等の条件下にあっても、空気極や改質器のバーナ燃焼室
に供給する空気の実流量が低下することなく、安全に定
格運転が可能な燃料電池発電装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、燃料電池本体の燃料極に改質
ガスを、また空気極に送風機を用いて反応空気を供給
し、電気化学反応により直流電力を発生させる燃料電池
発電装置において、送風機の前段に反応空気の冷却機を
備えることとする。
めに、本発明においては、燃料電池本体の燃料極に改質
ガスを、また空気極に送風機を用いて反応空気を供給
し、電気化学反応により直流電力を発生させる燃料電池
発電装置において、送風機の前段に反応空気の冷却機を
備えることとする。
【０００９】また、燃料電池本体の燃料極に改質ガス
を、また空気極に反応空気を供給し、電気化学反応によ
り直流電力を発生させる燃料電池発電装置で、燃料ガス
を加熱しつつ改質ガスに改質する改質器のバーナ燃焼室
に送風機を用いて燃焼空気を供給するものにおいて、送
風機の前段に燃焼空気の冷却機を備えることとする。
を、また空気極に反応空気を供給し、電気化学反応によ
り直流電力を発生させる燃料電池発電装置で、燃料ガス
を加熱しつつ改質ガスに改質する改質器のバーナ燃焼室
に送風機を用いて燃焼空気を供給するものにおいて、送
風機の前段に燃焼空気の冷却機を備えることとする。
【００１０】
【作用】圧力Ｐ〔Pa〕、温度Ｔ〔Ｋ〕、体積Ｖ〔ｍ3 〕
の空気の質量Ｍ〔kg〕は、ｋを比例定数として、
の空気の質量Ｍ〔kg〕は、ｋを比例定数として、
【００１１】
【数１】 Ｍ ＝ ｋＰＶ／Ｔ （１） で表される。したがって、体積流量が（ｄＶ／ｄｔ）
〔ｍ3/s 〕の送風機により送られる空気の質量流量（ｄ
Ｍ／ｄｔ）〔kg/s〕は、
〔ｍ3/s 〕の送風機により送られる空気の質量流量（ｄ
Ｍ／ｄｔ）〔kg/s〕は、
【００１２】
【数２】 （ｄＭ／ｄｔ）＝ ｋ（Ｐ／Ｔ）（ｄＶ／ｄｔ） （２） となる。すなわち、環境条件によって外気空気の条件が
異なる事態となっても、（Ｐ／Ｔ）が設計条件の所定値
より大きい値となるようにして送風機に取り込むことと
すれば、所定の空気実流量を確保することができる。
異なる事態となっても、（Ｐ／Ｔ）が設計条件の所定値
より大きい値となるようにして送風機に取り込むことと
すれば、所定の空気実流量を確保することができる。
【００１３】したがって、上記のように、空気極に反応
空気を送る送風機の前段に冷却機を備える、あるいは改
質器のバーナ燃焼室に燃焼空気を供給する送風機の前段
に冷却機を備えることとすれば、例えば、環境温度が所
定値より高い場合には、冷却機により所定温度以下に冷
却したのち送風機で供給すれば、（Ｐ／Ｔ）は所定値よ
り大きいので所定の空気実流量を確保することができ
る。また、大気圧Ｐが低い場合にはＰの低下に比例して
冷却機により温度Ｔを下げ（Ｐ／Ｔ）を所定値より大き
くすれば所定の空気実流量を確保することができる。同
様に湿度が高い場合には、水蒸気の混入により低下した
空気の分圧Ｐに対応して冷却機により温度Ｔを下げ（Ｐ
／Ｔ）を所定値より大きくすれば所定の空気実流量を確
保することができることとなる。
空気を送る送風機の前段に冷却機を備える、あるいは改
質器のバーナ燃焼室に燃焼空気を供給する送風機の前段
に冷却機を備えることとすれば、例えば、環境温度が所
定値より高い場合には、冷却機により所定温度以下に冷
却したのち送風機で供給すれば、（Ｐ／Ｔ）は所定値よ
り大きいので所定の空気実流量を確保することができ
る。また、大気圧Ｐが低い場合にはＰの低下に比例して
冷却機により温度Ｔを下げ（Ｐ／Ｔ）を所定値より大き
くすれば所定の空気実流量を確保することができる。同
様に湿度が高い場合には、水蒸気の混入により低下した
空気の分圧Ｐに対応して冷却機により温度Ｔを下げ（Ｐ
／Ｔ）を所定値より大きくすれば所定の空気実流量を確
保することができることとなる。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明の燃料電池発電装置の実施例
を示す空気供給系統の基本構成図である。図において、
図２に示した従来例と同一の機能を有する構成部品には
同一符号を付して、重複する説明は省略する。本実施例
の従来例との差異は、空気極２に反応空気を供給する送
風機５の前段に冷却機７が設置され、また、改質器４の
バーナ燃焼室に燃焼空気を供給する送風機６の前段に冷
却機８が設置されている点にあり、これらの冷却機７、
冷却機８には、電子クーラーや熱交換器を用いる。
を示す空気供給系統の基本構成図である。図において、
図２に示した従来例と同一の機能を有する構成部品には
同一符号を付して、重複する説明は省略する。本実施例
の従来例との差異は、空気極２に反応空気を供給する送
風機５の前段に冷却機７が設置され、また、改質器４の
バーナ燃焼室に燃焼空気を供給する送風機６の前段に冷
却機８が設置されている点にあり、これらの冷却機７、
冷却機８には、電子クーラーや熱交換器を用いる。
【００１５】本構成においては、燃料電池発電装置の設
置環境が、高温度、あるいは高湿度、あるいは低大気圧
等の条件下にあっても、あるいはこれらの条件が重畳し
た条件下にあっても、設置した冷却機により取り込む空
気を冷却して温度を下げ、上記のように（Ｐ／Ｔ）を所
定値以上にして送風機に導けば、送風機で送られる空気
の実流量が所定値以上に確保されるので、従来例のよう
に空気極で高い空気利用率が必要となったり、改質器４
のバーナ燃焼室で不完全燃焼の恐れが生じることがな
く、確実に定格運転ができることとなる。
置環境が、高温度、あるいは高湿度、あるいは低大気圧
等の条件下にあっても、あるいはこれらの条件が重畳し
た条件下にあっても、設置した冷却機により取り込む空
気を冷却して温度を下げ、上記のように（Ｐ／Ｔ）を所
定値以上にして送風機に導けば、送風機で送られる空気
の実流量が所定値以上に確保されるので、従来例のよう
に空気極で高い空気利用率が必要となったり、改質器４
のバーナ燃焼室で不完全燃焼の恐れが生じることがな
く、確実に定格運転ができることとなる。
【００１６】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、燃料
電池本体の燃料極に改質ガスを、また空気極に送風機を
用いて反応空気を供給し、電気化学反応により直流電力
を発生させる燃料電池発電装置において、送風機の前段
に反応空気の冷却機を備えることとしたので、設置環境
が、高温度、あるいは高湿度、あるいは低大気圧等の条
件下にあっても、冷却機により取り込む空気を冷却して
送風機に導けば、空気の実流量が所定値以上に確保され
るので、従来例のように空気極で高い空気利用率が必要
となることがなく、安全に定格運転が可能な燃料電池発
電装置が得られることとなった。
電池本体の燃料極に改質ガスを、また空気極に送風機を
用いて反応空気を供給し、電気化学反応により直流電力
を発生させる燃料電池発電装置において、送風機の前段
に反応空気の冷却機を備えることとしたので、設置環境
が、高温度、あるいは高湿度、あるいは低大気圧等の条
件下にあっても、冷却機により取り込む空気を冷却して
送風機に導けば、空気の実流量が所定値以上に確保され
るので、従来例のように空気極で高い空気利用率が必要
となることがなく、安全に定格運転が可能な燃料電池発
電装置が得られることとなった。
【００１７】また、燃料電池本体の燃料極に改質ガス
を、また空気極に反応空気を供給し、電気化学反応によ
り直流電力を発生させる燃料電池発電装置で、燃料ガス
を加熱しつつ改質ガスに改質する改質器のバーナ燃焼室
に送風機を用いて燃焼空気を供給するものにおいて、送
風機の前段に燃焼空気の冷却機を備えることとしたの
で、設置環境が、高温度、あるいは高湿度、あるいは低
大気圧等の条件下にあっても、従来例のように改質器の
バーナ燃焼室で不完全燃焼を生じる恐れがなく、安全に
定格運転が可能な燃料電池発電装置が得られることとな
った。
を、また空気極に反応空気を供給し、電気化学反応によ
り直流電力を発生させる燃料電池発電装置で、燃料ガス
を加熱しつつ改質ガスに改質する改質器のバーナ燃焼室
に送風機を用いて燃焼空気を供給するものにおいて、送
風機の前段に燃焼空気の冷却機を備えることとしたの
で、設置環境が、高温度、あるいは高湿度、あるいは低
大気圧等の条件下にあっても、従来例のように改質器の
バーナ燃焼室で不完全燃焼を生じる恐れがなく、安全に
定格運転が可能な燃料電池発電装置が得られることとな
った。
【図１】本発明の燃料電池発電装置の実施例を示す空気
供給系統の基本構成図
供給系統の基本構成図
【図２】従来より用いられている燃料電池発電装置の空
気供給系統の基本構成図
気供給系統の基本構成図
１ 燃料電池本体 ２ 空気極 ３ 燃料極 ４ 改質器 ５ 送風機 ６ 送風機 ７ 冷却機 ８ 冷却機
Claims (2)
- 【請求項１】燃料電池本体の燃料極に改質ガスを、また
空気極に送風機を用いて反応空気を供給し、電気化学反
応により直流電力を発生させる燃料電池発電装置におい
て、送風機の前段に反応空気の冷却機を備えることを特
徴とする燃料電池発電装置。 - 【請求項２】燃料電池本体の燃料極に改質ガスを、また
空気極に反応空気を供給し、電気化学反応により直流電
力を発生させる燃料電池発電装置で、燃料ガスを加熱し
つつ改質ガスに改質する改質器のバーナ燃焼室に送風機
を用いて燃焼空気を供給するものにおいて、送風機の前
段に燃焼空気の冷却機を備えることを特徴とする燃料電
池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7168534A JPH0922712A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7168534A JPH0922712A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0922712A true JPH0922712A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15869810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7168534A Pending JPH0922712A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0922712A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005007572A1 (ja) * | 2003-07-18 | 2005-01-27 | Noriyuki Yamazaki | 炭化物製造装置及び炭化物製造方法 |
| JP2009110826A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
-
1995
- 1995-07-04 JP JP7168534A patent/JPH0922712A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005007572A1 (ja) * | 2003-07-18 | 2005-01-27 | Noriyuki Yamazaki | 炭化物製造装置及び炭化物製造方法 |
| JP2009110826A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
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