JPH10162851A - 燃料電池の未反応ガス燃焼処理装置 - Google Patents
燃料電池の未反応ガス燃焼処理装置Info
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- JPH10162851A JPH10162851A JP8321544A JP32154496A JPH10162851A JP H10162851 A JPH10162851 A JP H10162851A JP 8321544 A JP8321544 A JP 8321544A JP 32154496 A JP32154496 A JP 32154496A JP H10162851 A JPH10162851 A JP H10162851A
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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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置の簡素化および低コスト化ならびに着火
確認も容易に可能とした燃料電池の未反応ガス燃焼処理
装置を提供する。 【解決手段】 燃焼を行うための燃焼室３と、この燃焼
室３に燃焼用空気を供給するための送風機４と、先端に
燃料吐出孔６を有する排ガス供給管路５と、前記燃料吐
出孔６の上方に付設され、燃料吐出孔６より噴出される
未反応ガスを着火させるためのセラミックヒータ７とで
バーナ部１を構成する。このバーナ部１にて、燃料電池
から排出される未反応水素ガスを拡散燃焼させる。ま
た、炎監視装置９を設け、その火炎検出手段８により、
前記セラミックヒータ７の抵抗値を適時監視すること
で、バーナの着火確認を行う構成とする。
確認も容易に可能とした燃料電池の未反応ガス燃焼処理
装置を提供する。 【解決手段】 燃焼を行うための燃焼室３と、この燃焼
室３に燃焼用空気を供給するための送風機４と、先端に
燃料吐出孔６を有する排ガス供給管路５と、前記燃料吐
出孔６の上方に付設され、燃料吐出孔６より噴出される
未反応ガスを着火させるためのセラミックヒータ７とで
バーナ部１を構成する。このバーナ部１にて、燃料電池
から排出される未反応水素ガスを拡散燃焼させる。ま
た、炎監視装置９を設け、その火炎検出手段８により、
前記セラミックヒータ７の抵抗値を適時監視すること
で、バーナの着火確認を行う構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池に関し、詳し
くは燃料電池より排出される未反応ガスを処理するため
の燃料電池の未反応ガス燃焼処理装置に関するものであ
る。
くは燃料電池より排出される未反応ガスを処理するため
の燃料電池の未反応ガス燃焼処理装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、空気極と燃料極と両電極間
に介在させた電解質とを有し、改質装置（都市ガスやメ
タノールなどの燃料を水蒸気改質して水素成分ガスを生
成する装置）より供給される水素ガスと空気中の酸素と
を電解質を介して電気化学的に反応させて発電を起こす
ものである（特開平６−２１５７８９号公報参照）。
に介在させた電解質とを有し、改質装置（都市ガスやメ
タノールなどの燃料を水蒸気改質して水素成分ガスを生
成する装置）より供給される水素ガスと空気中の酸素と
を電解質を介して電気化学的に反応させて発電を起こす
ものである（特開平６−２１５７８９号公報参照）。
【０００３】一般的に燃料電池では、燃料極に供給され
る水素ガスの内、約８０％が発電のための電気化学反応
に消費され、残りの２０％が二酸化炭素と共に未反応の
水素ガスとして排出される。
る水素ガスの内、約８０％が発電のための電気化学反応
に消費され、残りの２０％が二酸化炭素と共に未反応の
水素ガスとして排出される。
【０００４】燃料電池より排出される未反応の水素ガス
をそのまま大気中に放出すると有害であるため、従来で
は、この未反応の水素ガスを排ガス供給管路を通して未
反応ガス燃焼処理装置に誘導し、この未反応水素ガスを
触媒燃焼機により触媒燃焼させることで処理していた。
すなわち、触媒反応により未反応水素ガスを酸化させ、
水蒸気として大気中に放出していた。
をそのまま大気中に放出すると有害であるため、従来で
は、この未反応の水素ガスを排ガス供給管路を通して未
反応ガス燃焼処理装置に誘導し、この未反応水素ガスを
触媒燃焼機により触媒燃焼させることで処理していた。
すなわち、触媒反応により未反応水素ガスを酸化させ、
水蒸気として大気中に放出していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た触媒燃焼機による排ガス処理は構造が複雑であり、ま
た、触媒として白金やパラジウム等が使用されることか
ら、燃焼装置としては高価なものとなり、これが燃料電
池本体の価格アップの一要因となっていた。
た触媒燃焼機による排ガス処理は構造が複雑であり、ま
た、触媒として白金やパラジウム等が使用されることか
ら、燃焼装置としては高価なものとなり、これが燃料電
池本体の価格アップの一要因となっていた。
【０００６】本発明は、上記欠点を解消するために成さ
れたもので、燃料電池から排出された未反応水素ガスを
セラミックヒータを用いて拡散燃焼することにより、装
置の簡素化および低コスト化を実現すると共に、着火確
認も容易に可能とした燃料電池の未反応ガス燃焼処理装
置を提供することを目的としている。
れたもので、燃料電池から排出された未反応水素ガスを
セラミックヒータを用いて拡散燃焼することにより、装
置の簡素化および低コスト化を実現すると共に、着火確
認も容易に可能とした燃料電池の未反応ガス燃焼処理装
置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の本発明では、燃料電池から排出される未反応のガス
を拡散燃焼により処理するバーナ部を有し、前記バーナ
部が燃焼を行うための燃焼室と、この燃焼室に燃焼用の
空気を供給するための送風機と、先端部に燃料吐出孔を
有し、前記未反応ガスを誘導する排ガス供給管路と、前
記燃料吐出孔の上方に付設され、燃料吐出孔より噴出さ
れる未反応ガスを着火させるためのセラミックヒータと
を備えて成ることを特徴とする。
載の本発明では、燃料電池から排出される未反応のガス
を拡散燃焼により処理するバーナ部を有し、前記バーナ
部が燃焼を行うための燃焼室と、この燃焼室に燃焼用の
空気を供給するための送風機と、先端部に燃料吐出孔を
有し、前記未反応ガスを誘導する排ガス供給管路と、前
記燃料吐出孔の上方に付設され、燃料吐出孔より噴出さ
れる未反応ガスを着火させるためのセラミックヒータと
を備えて成ることを特徴とする。
【０００８】また、請求項２に記載の本発明では、前記
未反応ガス燃焼処理装置が燃焼の状態を確認するための
炎監視装置を備えて成ることを特徴とする。
未反応ガス燃焼処理装置が燃焼の状態を確認するための
炎監視装置を備えて成ることを特徴とする。
【０００９】さらに、請求項３に記載の本発明では、前
記炎監視装置が火炎検出センサとなる前記セラミックヒ
ータと、このセラミックヒータの抵抗変化を検知して燃
焼火炎の有無を判断する火炎検出手段とで構成されてい
ることを特徴とする。
記炎監視装置が火炎検出センサとなる前記セラミックヒ
ータと、このセラミックヒータの抵抗変化を検知して燃
焼火炎の有無を判断する火炎検出手段とで構成されてい
ることを特徴とする。
【００１０】
【実施例】以下、図１に基づいて本発明の一実施形態に
ついて説明する。図１は本発明の燃料電池の未反応ガス
燃焼処理装置のバーナ部１を示す概略構造図である。
ついて説明する。図１は本発明の燃料電池の未反応ガス
燃焼処理装置のバーナ部１を示す概略構造図である。
【００１１】図示するように、バーナ部１は有底円筒形
の燃焼筒２で形成された燃焼室３を有し、その底部には
前記燃焼室３内に燃焼用空気（一次空気）を送り込むた
めの送風機４が取り付けられている。
の燃焼筒２で形成された燃焼室３を有し、その底部には
前記燃焼室３内に燃焼用空気（一次空気）を送り込むた
めの送風機４が取り付けられている。
【００１２】また、燃焼室３の内部には、発電の際、燃
料電池本体（図示せず）より排出される未反応の水素ガ
スが導入される排ガス供給管路５が配管されており、そ
の先端部中央に同心円状に形成された円形の燃料吐出孔
６が燃焼室３の下部中央付近に位置するように固定され
て、この排ガス供給管路５を通過した未反応水素ガスが
燃料吐出孔６から上方に向けて噴出されるようになって
いる。また、この燃料吐出孔６の上方には噴出された未
反応ガスを着火させるための点火装置としてセラミック
ヒータ７が配設されている。
料電池本体（図示せず）より排出される未反応の水素ガ
スが導入される排ガス供給管路５が配管されており、そ
の先端部中央に同心円状に形成された円形の燃料吐出孔
６が燃焼室３の下部中央付近に位置するように固定され
て、この排ガス供給管路５を通過した未反応水素ガスが
燃料吐出孔６から上方に向けて噴出されるようになって
いる。また、この燃料吐出孔６の上方には噴出された未
反応ガスを着火させるための点火装置としてセラミック
ヒータ７が配設されている。
【００１３】前記セラミックヒータ７は、通電により発
生するジュール熱で自己発熱するものであって、その通
電用電極が火炎検出手段８に接続されている。
生するジュール熱で自己発熱するものであって、その通
電用電極が火炎検出手段８に接続されている。
【００１４】また、前記セラミックヒータ７と前記火炎
検出手段８とで、本燃焼処理装置の燃焼状態を確認する
ための炎監視装置９が構成されている。
検出手段８とで、本燃焼処理装置の燃焼状態を確認する
ための炎監視装置９が構成されている。
【００１５】このように、本発明の未反応ガス燃焼処理
装置のは燃焼室３内に導入・噴霧された未反応水素ガス
をセラミックヒータ７の発熱により直接着火燃焼させる
バーナ部１を備えた構成としたので、装置自体の構造は
極めて簡素化されたものとなる。
装置のは燃焼室３内に導入・噴霧された未反応水素ガス
をセラミックヒータ７の発熱により直接着火燃焼させる
バーナ部１を備えた構成としたので、装置自体の構造は
極めて簡素化されたものとなる。
【００１６】上記構成の未反応ガス燃焼処理装置は以下
のように作動する。先ず、燃料電池本体が稼働すると、
改質装置で生成された水素ガスが燃料ガス供給配管を通
って燃料電池の水素極に供給され、一方、空気供給経路
を通って空気極に空気（酸素）が供給されて、燃料電池
の発電が開始される。
のように作動する。先ず、燃料電池本体が稼働すると、
改質装置で生成された水素ガスが燃料ガス供給配管を通
って燃料電池の水素極に供給され、一方、空気供給経路
を通って空気極に空気（酸素）が供給されて、燃料電池
の発電が開始される。
【００１７】その結果、水素極からは前記した改質装置
から供給された水素ガスの内、電気化学反応に預からな
い未反応の水素ガスが排出される。この未反応水素ガス
（矢印Ｙ）は排ガス供給管路５を通して未反応ガス燃焼
処理装置のバーナ部１に送り込まれ、排ガス供給管路５
の先端部に形成された燃料吐出口６から噴出する。
から供給された水素ガスの内、電気化学反応に預からな
い未反応の水素ガスが排出される。この未反応水素ガス
（矢印Ｙ）は排ガス供給管路５を通して未反応ガス燃焼
処理装置のバーナ部１に送り込まれ、排ガス供給管路５
の先端部に形成された燃料吐出口６から噴出する。
【００１８】この際、その上方に位置するセラミックヒ
ータ７は火炎検出手段８によって通電されて着火適温に
加熱されており、その熱によって噴出ガスが着火させら
れて送風機４により供給される一次空気（矢印Ｘ）と共
に燃焼室３内に火炎を形成する。
ータ７は火炎検出手段８によって通電されて着火適温に
加熱されており、その熱によって噴出ガスが着火させら
れて送風機４により供給される一次空気（矢印Ｘ）と共
に燃焼室３内に火炎を形成する。
【００１９】このように、燃料電池で排出された未反応
水素ガスは未反応ガス燃焼処理装置にて拡散燃焼により
処理され、水蒸気となって燃焼筒２の上方に配設された
排気口より大気中に放出される。
水素ガスは未反応ガス燃焼処理装置にて拡散燃焼により
処理され、水蒸気となって燃焼筒２の上方に配設された
排気口より大気中に放出される。
【００２０】次に、前記した炎監視装置９による火炎検
出動作について説明する。
出動作について説明する。
【００２１】ところで、暖房機や給湯機等のように燃焼
時に炭素系ガスを発生する燃焼機においては、着火確認
としてしばしばフレームロッドセンサによる火炎検出が
利用されているが（特公平７−９６９２７号公報参
照）、本件のように水素を主燃料とした火炎ではフレー
ムロッドセンサにフレーム電流がほとんど流れないため
（火炎に炭素系が含まれていないため）、上記フレーム
ロッドセンサによる火炎検出ができなかった。
時に炭素系ガスを発生する燃焼機においては、着火確認
としてしばしばフレームロッドセンサによる火炎検出が
利用されているが（特公平７−９６９２７号公報参
照）、本件のように水素を主燃料とした火炎ではフレー
ムロッドセンサにフレーム電流がほとんど流れないため
（火炎に炭素系が含まれていないため）、上記フレーム
ロッドセンサによる火炎検出ができなかった。
【００２２】そこで、本実施形態では、前記構成の炎監
視装置９を設け、その火炎検出手段８により前記セラミ
ックヒータ７の抵抗値を監視することで、燃焼時の火炎
検出を可能とした。すなわち、本発明の炎監視装置９
は、前記セラミックヒータ７に使用されるセラミックス
材料が有する負の温度特性を利用し、セラミックヒータ
７自体を着火の際の燃焼火炎の検出センサとしても利用
するようにしたものである。
視装置９を設け、その火炎検出手段８により前記セラミ
ックヒータ７の抵抗値を監視することで、燃焼時の火炎
検出を可能とした。すなわち、本発明の炎監視装置９
は、前記セラミックヒータ７に使用されるセラミックス
材料が有する負の温度特性を利用し、セラミックヒータ
７自体を着火の際の燃焼火炎の検出センサとしても利用
するようにしたものである。
【００２３】排ガス処理において、未反応ガスの着火動
作終了後、セラミックヒータの通電は解除されるが、こ
の時、ヒータの熱で水素ガスが着火し、確実に燃焼がお
こなわれていればセラミックヒータ７は燃焼火炎により
熱せられるため、ヒータの抵抗は徐々に低下して行くこ
とになる。したがって、前記火炎検出手段８により、適
時ヒータの抵抗変化を監視することで燃焼火炎の有無を
判断することができる。すなわち、セラミックヒータ７
の抵抗値が着火動作時の抵抗値より低ければ正常な燃焼
が成されていることになり、反対に、セラミックヒータ
７の抵抗値が高ければ着火されていないと判断される。
作終了後、セラミックヒータの通電は解除されるが、こ
の時、ヒータの熱で水素ガスが着火し、確実に燃焼がお
こなわれていればセラミックヒータ７は燃焼火炎により
熱せられるため、ヒータの抵抗は徐々に低下して行くこ
とになる。したがって、前記火炎検出手段８により、適
時ヒータの抵抗変化を監視することで燃焼火炎の有無を
判断することができる。すなわち、セラミックヒータ７
の抵抗値が着火動作時の抵抗値より低ければ正常な燃焼
が成されていることになり、反対に、セラミックヒータ
７の抵抗値が高ければ着火されていないと判断される。
【００２４】さらには、前記セラミックヒータ７の抵抗
変化の度合いによって燃焼の状態、すなわち、正常燃焼
か異常燃焼かの判断を行うことも可能である。
変化の度合いによって燃焼の状態、すなわち、正常燃焼
か異常燃焼かの判断を行うことも可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
本発明によれば、発電の際に燃料電池より排出される未
反応の水素ガスをセラミックヒータを点火装置として使
用したバーナ部で拡散燃焼する構成としたので、装置の
構造が簡素化されると共に、従来のように白金やパラジ
ウムを触媒とする高価な触媒燃焼機に比べて、より低価
格の未反応水素ガス燃焼処理装置が実現可能となる。
本発明によれば、発電の際に燃料電池より排出される未
反応の水素ガスをセラミックヒータを点火装置として使
用したバーナ部で拡散燃焼する構成としたので、装置の
構造が簡素化されると共に、従来のように白金やパラジ
ウムを触媒とする高価な触媒燃焼機に比べて、より低価
格の未反応水素ガス燃焼処理装置が実現可能となる。
【００２６】また、請求項２に記載の本発明によれば、
前記未反応ガス燃焼処理装置に炎監視装置を備えたの
で、バーナの着火確認が容易に且つ確実に行えるように
なり、装置の信頼性・安全性が向上する。
前記未反応ガス燃焼処理装置に炎監視装置を備えたの
で、バーナの着火確認が容易に且つ確実に行えるように
なり、装置の信頼性・安全性が向上する。
【００２７】さらに、請求項３に記載の本発明によれ
ば、前記炎監視装置の火炎検出センサはガス着火用の前
記セラミックヒータを併用する構成としたので、炎監視
装置の構成が簡略化され、低コスト化が可能となる。
ば、前記炎監視装置の火炎検出センサはガス着火用の前
記セラミックヒータを併用する構成としたので、炎監視
装置の構成が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【図１】本発明の一実施形態を示す燃料電池の未反応ガ
ス燃焼装置のバーナ部の概略構造図で、(a) は平面図、
(b) は正面図、(c) は側面図である。
ス燃焼装置のバーナ部の概略構造図で、(a) は平面図、
(b) は正面図、(c) は側面図である。
１ バーナ部 ２ 燃焼筒 ３ 燃焼室 ４ 送風機 ５ 排ガス供給管路 ６ 燃焼吐出孔 ７ セラミックヒータ ８ 火炎検出手段 ９ 炎監視装置
Claims (3)
- 【請求項１】 燃料電池から排出される未反応のガスを
拡散燃焼により処理するバーナ部を有し、 前記バーナ部が、燃焼を行うための燃焼室と、この燃焼
室に燃焼用の空気を供給するための送風機と、先端部に
燃料吐出孔を有し、前記未反応ガスを誘導する排ガス供
給管路と、前記燃料吐出孔の上方に付設され、燃料吐出
孔より噴出される未反応ガスを着火させるためのセラミ
ックヒータとを備えて成ることを特徴とする燃料電池の
未反応ガス燃焼処理装置。 - 【請求項２】 前記未反応ガス燃焼処理装置が燃焼状態
を確認するための炎監視装置を備えて成ることを特徴と
する請求項１に記載の燃料電池の未反応水素燃焼処理装
置。 - 【請求項３】 前記炎監視装置が火炎検出センサとなる
前記セラミックヒータと、このセラミックヒータの抵抗
変化を検知して燃焼火炎の有無を判断する火炎検出手段
とで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の
燃料電池の未反応水素燃焼処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8321544A JPH10162851A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 燃料電池の未反応ガス燃焼処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8321544A JPH10162851A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 燃料電池の未反応ガス燃焼処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10162851A true JPH10162851A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18133751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8321544A Pending JPH10162851A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 燃料電池の未反応ガス燃焼処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10162851A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010846A1 (en) * | 2001-07-26 | 2003-02-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel cell system |
| JP2005285340A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Kyocera Corp | 燃料電池及び燃料電池の運転方法 |
-
1996
- 1996-12-02 JP JP8321544A patent/JPH10162851A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010846A1 (en) * | 2001-07-26 | 2003-02-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel cell system |
| JP2005285340A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Kyocera Corp | 燃料電池及び燃料電池の運転方法 |
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