JPS60158558A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPS60158558A JPS60158558A JP59013688A JP1368884A JPS60158558A JP S60158558 A JPS60158558 A JP S60158558A JP 59013688 A JP59013688 A JP 59013688A JP 1368884 A JP1368884 A JP 1368884A JP S60158558 A JPS60158558 A JP S60158558A
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- pressure
- fuel cell
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
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- 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
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- Electrochemistry (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は水素主成分ガスを燃料として利用する燃料電
池発心システムに関するものである。
池発心システムに関するものである。
食塩電解プラントや、エチレンプラントで代表される石
油化学プラントにおいては、製品生産の過程で副生物と
して多量の水素が発生する。
油化学プラントにおいては、製品生産の過程で副生物と
して多量の水素が発生する。
従来、この副生水素は、製精後、ボンベ詰めにして販売
されたり、−４た一部コンビナート内でボイラその他の
熱温として利用されるのが普通であった。近年、燃料電
池発電システムの開発に伴い、その新しい利用形感の１
つとして、この副生水素ｋ ；＋」用するシステムが考
えられ、各方面で検討されている。
されたり、−４た一部コンビナート内でボイラその他の
熱温として利用されるのが普通であった。近年、燃料電
池発電システムの開発に伴い、その新しい利用形感の１
つとして、この副生水素ｋ ；＋」用するシステムが考
えられ、各方面で検討されている。
副生水素を利用する燃料電池発電システムは、天然ガス
等を燃料とするシステムと異なり、燃料改質装置が不要
となるのでプラントコスト低数、プラント構成闇路化、
プラン、ト効率向上等全期待することができる。
等を燃料とするシステムと異なり、燃料改質装置が不要
となるのでプラントコスト低数、プラント構成闇路化、
プラン、ト効率向上等全期待することができる。
オ１図は従来の一般的な副生水素利用燃料電池兄電シス
テムを示す。図において、１１１は燃料種αａ入を無極
（ｉｂ）を何す燃料電池本体、）２）。
テムを示す。図において、１１１は燃料種αａ入を無極
（ｉｂ）を何す燃料電池本体、）２）。
（３）は燃料電池本体＋１１の燃料極（１ａ）入口国の
１４０生水素供給ライン及び燃料極（ｌａ）出口側の余
剰燃料ライン、＋４１ 、１５］は燃料電池本体ｆｉｌ
の視気碌（ｌｂ）入口側の空気供給ライン及び空気ｕ＋
＜ （ｌｂ）出口側のボ判？気ライン、（６）は気水分
離器、＋７１ Ｉ″ｉ傭環水環水ポンプ８）はｄ池冷却
水ライン、＋９１ｆｌスチーム朕出ライン、（＋ｏ）
、 ＋１２１はそれぞれ燃料、空気の流Ｍｋ、に両面す
るための流量調整弁、 （ｉｌｌ 、 １１８１は電池
の動作圧力全一定に匣つための圧力調整弁である。
１４０生水素供給ライン及び燃料極（ｌａ）出口側の余
剰燃料ライン、＋４１ 、１５］は燃料電池本体ｆｉｌ
の視気碌（ｌｂ）入口側の空気供給ライン及び空気ｕ＋
＜ （ｌｂ）出口側のボ判？気ライン、（６）は気水分
離器、＋７１ Ｉ″ｉ傭環水環水ポンプ８）はｄ池冷却
水ライン、＋９１ｆｌスチーム朕出ライン、（＋ｏ）
、 ＋１２１はそれぞれ燃料、空気の流Ｍｋ、に両面す
るための流量調整弁、 （ｉｌｌ 、 １１８１は電池
の動作圧力全一定に匣つための圧力調整弁である。
次に動作について直間すると、化学プラントで生成され
る副生水素は、副生水素供給ライン（２）全経由して（
荒量調歪升（ｌＯ）でＩｊｆｌ量をＷ、１擬されたあと
、濡４−＋電ｌ屯本体（１）の燃料種（１〜に役人され
る。燃料極（１ａ）で消費され、ｔあとの余剰燃料は、
余剰燃料ライン（３）及び圧力調整弁（１り全経由して
システム外に放出される。
る副生水素は、副生水素供給ライン（２）全経由して（
荒量調歪升（ｌＯ）でＩｊｆｌ量をＷ、１擬されたあと
、濡４−＋電ｌ屯本体（１）の燃料種（１〜に役人され
る。燃料極（１ａ）で消費され、ｔあとの余剰燃料は、
余剰燃料ライン（３）及び圧力調整弁（１り全経由して
システム外に放出される。
この余！Ｉｌｌ燃枡は梢製賊売あるいはプラント内で燃
料等の用途に使用される。一般ＰＣ，燃Ｆ＋電池は特性
向上のため、ある程度の動作圧力（例えば４〜ａｖｌａ
）が必要とされるので、副生水素の圧力が低い場合には
供給ライン（２）に昇Ｉｆ装置（図示せず）が＄置され
る。但し、一般に石油化学プラントにおいては高圧の副
生水素が得られるため特別に昇圧装置を必要としない。
料等の用途に使用される。一般ＰＣ，燃Ｆ＋電池は特性
向上のため、ある程度の動作圧力（例えば４〜ａｖｌａ
）が必要とされるので、副生水素の圧力が低い場合には
供給ライン（２）に昇Ｉｆ装置（図示せず）が＄置され
る。但し、一般に石油化学プラントにおいては高圧の副
生水素が得られるため特別に昇圧装置を必要としない。
一方、コンプレッサ（図示せず）で昇圧された依気は空
気供給ライン（４）を経由してｌ光量調整弁（１２１で
流猷全調歪されたあと、燃料電池本体１１＋の空気Ｉａ
（１υに投入され、そＣで消費された空気は合判空気ラ
イン（５）及び圧力調整弁（１３１を経由して糸外に放
出される。
気供給ライン（４）を経由してｌ光量調整弁（１２１で
流猷全調歪されたあと、燃料電池本体１１＋の空気Ｉａ
（１υに投入され、そＣで消費された空気は合判空気ラ
イン（５）及び圧力調整弁（１３１を経由して糸外に放
出される。
捷た、循環水ポンプ（７）、−池冷却水ライン（８）、
気水分１４ｗ ＋６＋でもって、電池の冷却系を構成す
る。％水分磁器（６）より排出されるスチームは放出ラ
イン（９）全経由してシステム外に放出される。
気水分１４ｗ ＋６＋でもって、電池の冷却系を構成す
る。％水分磁器（６）より排出されるスチームは放出ラ
イン（９）全経由してシステム外に放出される。
このスチームは工場スチームとして昇磁設備あるいは冷
暖腑用に使用されたり、またスチームタービン光電磯の
動力として回収されたシする、さて、この様な副生水素
利用燃料電池システムにおいては、燃料極Ｑａ）で、消
費された後の余剰燃料がシステム外に排出される時、一
般にシステム外で背Ｉｆ（例えば２〜３・もＧ）を持つ
。
暖腑用に使用されたり、またスチームタービン光電磯の
動力として回収されたシする、さて、この様な副生水素
利用燃料電池システムにおいては、燃料極Ｑａ）で、消
費された後の余剰燃料がシステム外に排出される時、一
般にシステム外で背Ｉｆ（例えば２〜３・もＧ）を持つ
。
一方、篭浦起励時には動作圧力を大気圧状態から運転圧
力まで昇圧させる必要があり、したがって、このとき、
電池に供給ライン（２１全経由して供給する燃料ガス圧
力を大気圧から運転圧力までＦＦ１ｆさせる必要がある
。このとき、余剰燃料ライン（３）が系外において背圧
をもっているため、このままの構成では、燃料電池の動
作圧力がこのｄ圧よりも政い間は燃Ｎ−電池の動作圧力
金城技・制御することが非常に困難である。
力まで昇圧させる必要があり、したがって、このとき、
電池に供給ライン（２１全経由して供給する燃料ガス圧
力を大気圧から運転圧力までＦＦ１ｆさせる必要がある
。このとき、余剰燃料ライン（３）が系外において背圧
をもっているため、このままの構成では、燃料電池の動
作圧力がこのｄ圧よりも政い間は燃Ｎ−電池の動作圧力
金城技・制御することが非常に困難である。
さらに、燃料電池本体＋１１においては、燃料極（ｌａ
）、Ｑ気槽（ｉｂ）間のガスのリーク（クロスオーバ）
ｋ防ぐために、両極間の差圧′ｆＩ：４ＪＣ少値におさ
えなければならず、電池の燃料ガス圧の調歪は精密さを
要する。
）、Ｑ気槽（ｉｂ）間のガスのリーク（クロスオーバ）
ｋ防ぐために、両極間の差圧′ｆＩ：４ＪＣ少値におさ
えなければならず、電池の燃料ガス圧の調歪は精密さを
要する。
この発明は上記のような従来のものの欠点に鑑みてなさ
れたものであり、システム起動時、燃料電池本体の燃料
極金繰て余ψ」燃料ラインを流れる余剰・燃料を大気解
放回路へ辱く分岐手段を設置することにより、システム
起動時に燃料′電池の動作圧力全大気圧から定格運転圧
力まで補動に昇圧させることができる燃料電池発′成シ
ステムｋＷ供するものである。
れたものであり、システム起動時、燃料電池本体の燃料
極金繰て余ψ」燃料ラインを流れる余剰・燃料を大気解
放回路へ辱く分岐手段を設置することにより、システム
起動時に燃料′電池の動作圧力全大気圧から定格運転圧
力まで補動に昇圧させることができる燃料電池発′成シ
ステムｋＷ供するものである。
以下、この発明の一実施例を第２図に基づいて直間する
０図において１．ｌ）〜（１３１は上述した従来量のも
のと同様である。−は燃料電池本体ＩＩ＋の燃料４ｆｉ
（ｌａ）出口側の余剰燃料ライン（３１上に設置された
例えば三方調整弁からなる分岐手段（以下、三方−−報
弁と称す）であり、この三万調螢弁＋１４の一方の出口
を系外の余剰燃料排出回路へ、もう一方の出口を大気解
放回路へ接続しており、システム起動時、余剰燃料ライ
ン（３）を流れる余利燃Ｐ＋を大気解放回路へ辱くよう
にしている。
０図において１．ｌ）〜（１３１は上述した従来量のも
のと同様である。−は燃料電池本体ＩＩ＋の燃料４ｆｉ
（ｌａ）出口側の余剰燃料ライン（３１上に設置された
例えば三方調整弁からなる分岐手段（以下、三方−−報
弁と称す）であり、この三万調螢弁＋１４の一方の出口
を系外の余剰燃料排出回路へ、もう一方の出口を大気解
放回路へ接続しており、システム起動時、余剰燃料ライ
ン（３）を流れる余利燃Ｐ＋を大気解放回路へ辱くよう
にしている。
ｕａｉ逆止弁、＋１６１はフレアスタックである。
この葎なシステムにおいて、燃料電池の起動時、′−池
動作圧力全上昇させる手段について説明する。
動作圧力全上昇させる手段について説明する。
′−電池起動時おいては、燃料極（１ａ）と空気極（１
ｔ））の斧圧を微少値に制御しつつ燃料ガス・窒気各々
を徐々に昇圧する必要がある。電池停止時、燃料電池本
体ｉｌ＋の燃料極（ｌａ）入口側の副生水素供給ライン
（２）上の流量調整弁（１０）は閉の状態にある。その
とき、燃料極（ｌａ）出ロ側余剌燃料うインＬ３１上の
圧力調整弁ｌ１ｌ） ｅ全開、三方調整弁ｔ１４１ ｔ
フレアスタック（ｌ（へ）方向に全開の状惑ニしておく
。このとき、を気側も同様に流量調螢弁（１２１が閉、
圧力調蟹升ｊｌ：ｌｌが全開であり、との状態ではぼ也
は大気圧状怠にある。電池起動時には、副生水素供袷ラ
イン（２）上の流量調歪弁ｔ１０１ ｆ：徐々に開くと
同時に、余剰燃料ライン（３）上の圧力調蟹弁（ｌり金
体々に絞る。これにより燃料極（ｌａ）に流れるカスを
昇圧することができる。このとき、′電池両極の滝圧（
ｉ？維持する模に窒気側も同様の操作を行なうことはも
ちろんである。この操作を動作圧力が余剰燃料の背圧に
達する壕で行なう。動作圧力が背圧に等しいかまたはわ
ずかに＃ Ｉｆ’ｋ ＪＭえたとき、フレアスタック鵠
方向に全開の状態にあった三方調整弁ｔｌ（１）を徐々
に余利燃料田口方向に開く。
ｔ））の斧圧を微少値に制御しつつ燃料ガス・窒気各々
を徐々に昇圧する必要がある。電池停止時、燃料電池本
体ｉｌ＋の燃料極（ｌａ）入口側の副生水素供給ライン
（２）上の流量調整弁（１０）は閉の状態にある。その
とき、燃料極（ｌａ）出ロ側余剌燃料うインＬ３１上の
圧力調整弁ｌ１ｌ） ｅ全開、三方調整弁ｔ１４１ ｔ
フレアスタック（ｌ（へ）方向に全開の状惑ニしておく
。このとき、を気側も同様に流量調螢弁（１２１が閉、
圧力調蟹升ｊｌ：ｌｌが全開であり、との状態ではぼ也
は大気圧状怠にある。電池起動時には、副生水素供袷ラ
イン（２）上の流量調歪弁ｔ１０１ ｆ：徐々に開くと
同時に、余剰燃料ライン（３）上の圧力調蟹弁（ｌり金
体々に絞る。これにより燃料極（ｌａ）に流れるカスを
昇圧することができる。このとき、′電池両極の滝圧（
ｉ？維持する模に窒気側も同様の操作を行なうことはも
ちろんである。この操作を動作圧力が余剰燃料の背圧に
達する壕で行なう。動作圧力が背圧に等しいかまたはわ
ずかに＃ Ｉｆ’ｋ ＪＭえたとき、フレアスタック鵠
方向に全開の状態にあった三方調整弁ｔｌ（１）を徐々
に余利燃料田口方向に開く。
この勲作によって糸匍燃料の流れがフレアスタック回路
から回収金目的とする糸外の金利燃料回路に徐々に切り
替わる。三方調整弁ｔ１４１が金利燃料出口方向に全開
となった後はさらに圧力調輩弁（１１）τ絞ることによ
り、動作圧力’ｋｆ格運転圧力まで昇圧する・ なお、逆止弁（１５）は背圧が高い時逆流を防止するた
めのものである◎ 以上のように、三方調整弁（１４）を燃料電池本体（１
）の燃料極（ｌａ）出口側の余剰燃料ライン（３）上に
設置することにより、電池起動時に、余刊燃料全フレア
スタック用に逃がしつつ昇圧するＣとができ、また、フ
レアスタック回路から系外金利燃料回路への切替えも簡
易に行なうことができ、燃４−４−電池本体＋ｌ＋に何
ら急激な圧力変動全米たすことがなく、電池の動作圧力
を相持・制御することが容易となる。
から回収金目的とする糸外の金利燃料回路に徐々に切り
替わる。三方調整弁ｔ１４１が金利燃料出口方向に全開
となった後はさらに圧力調輩弁（１１）τ絞ることによ
り、動作圧力’ｋｆ格運転圧力まで昇圧する・ なお、逆止弁（１５）は背圧が高い時逆流を防止するた
めのものである◎ 以上のように、三方調整弁（１４）を燃料電池本体（１
）の燃料極（ｌａ）出口側の余剰燃料ライン（３）上に
設置することにより、電池起動時に、余刊燃料全フレア
スタック用に逃がしつつ昇圧するＣとができ、また、フ
レアスタック回路から系外金利燃料回路への切替えも簡
易に行なうことができ、燃４−４−電池本体＋ｌ＋に何
ら急激な圧力変動全米たすことがなく、電池の動作圧力
を相持・制御することが容易となる。
向、上記実施例では分岐手段α荀が三方調整弁である場
合について述べたが、分岐手段（１４１として、余剰燃
料ライン（３）に分岐管を設け、この分岐ａと余剰燃料
ライン（３）にそれぞれ調整弁を１役は、それら調整弁
の開閉操作により、上記実施例と同様の昇１−Ｅ、動作
を行うようにしてもよく、同様の効果を奏する。
合について述べたが、分岐手段（１４１として、余剰燃
料ライン（３）に分岐管を設け、この分岐ａと余剰燃料
ライン（３）にそれぞれ調整弁を１役は、それら調整弁
の開閉操作により、上記実施例と同様の昇１−Ｅ、動作
を行うようにしてもよく、同様の効果を奏する。
筐た、上記ツ（施例では化学プラントにおける副生水素
全利用する燃料電池本体システムについて述べたが、適
用分野金特に化学プラントに限定するものではなく、水
３１ｍ料として使用できる場合には分骨全問わず、全く
同様の効果でこの燃料電池本体システムを適用するＣと
ができる。
全利用する燃料電池本体システムについて述べたが、適
用分野金特に化学プラントに限定するものではなく、水
３１ｍ料として使用できる場合には分骨全問わず、全く
同様の効果でこの燃料電池本体システムを適用するＣと
ができる。
以上の様にこの発明によれば、システム起動時、燃料電
池本体の燃料雁を経て余剰燃料ラインを流れる余剰燃料
を大気解放回路へ導く分岐手段全設置したことにより、
燃料電池の起動待時に、燃料電池の動作圧力を大気圧か
ら定格運転圧力まで簡易に昇圧させることができる燃料
電池発電システムを得ることができる。
池本体の燃料雁を経て余剰燃料ラインを流れる余剰燃料
を大気解放回路へ導く分岐手段全設置したことにより、
燃料電池の起動待時に、燃料電池の動作圧力を大気圧か
ら定格運転圧力まで簡易に昇圧させることができる燃料
電池発電システムを得ることができる。
第１図は従来の燃料電池発電システムを示す系統図、第
２図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システム
金示す系統図である。 図において、（１）は燃料電池本体、（３）は余剰燃料
ライン、＋１４）は分岐手段である。 図中、同一符号ｖ１同−又は相当部分を示す。 代坤人 大暑 増雄
２図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システム
金示す系統図である。 図において、（１）は燃料電池本体、（３）は余剰燃料
ライン、＋１４）は分岐手段である。 図中、同一符号ｖ１同−又は相当部分を示す。 代坤人 大暑 増雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１１ 水素主成分ガスを燃料として利用し、燃料電池
本体の燃料極出口側に余剰燃料ラインを何する慾料屯池
発屯システムにおいて、システム起動時、上記燃料電池
本体の燃料極金繰て上記余剰燃料ラインを流れる余剰燃
料を大気解放回路へ辱く分岐手段を備えたことを特徴と
する燃料電池発心システム。 （２１分岐手段は三万調螢弁で構成されたことを特徴と
する特許請求の範囲１１項記載の燃料電池本体システム
。 （３］ 分岐手段は余剰燃料ラインに分岐された分分岐
管と、この分岐行と余剰燃料ラインにそれぞれ設けた調
螢弁とにより構成されたこと全特徴とする特許６８氷の
４囲オ１項記載の燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013688A JPS60158558A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013688A JPS60158558A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60158558A true JPS60158558A (ja) | 1985-08-19 |
| JPH036623B2 JPH036623B2 (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=11840125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59013688A Granted JPS60158558A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60158558A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006331884A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59013688A patent/JPS60158558A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006331884A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH036623B2 (ja) | 1991-01-30 |
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