JPS63259971A - 燃料電池設備 - Google Patents
燃料電池設備Info
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- JPS63259971A JPS63259971A JP62094573A JP9457387A JPS63259971A JP S63259971 A JPS63259971 A JP S63259971A JP 62094573 A JP62094573 A JP 62094573A JP 9457387 A JP9457387 A JP 9457387A JP S63259971 A JPS63259971 A JP S63259971A
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- Sustainable Energy (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、燃料電池設備、特に燃料電池の起動、停止
に際して燃料電池の本体を含む反応ガス系統を不活性ガ
スでガス置換するための置換用ガスの製造、供給系統の
構成に関する。
に際して燃料電池の本体を含む反応ガス系統を不活性ガ
スでガス置換するための置換用ガスの製造、供給系統の
構成に関する。
周知のように燃料電池では、その起動、停止時の際に爆
鳴気が形成されるのを防止して燃料電池の安全を図るた
めに、燃料電池の本体を含む反応ガス系統を化学的な不
活性ガスでガス置換する操作が従来より一般に行われて
おり、特に燃料系統ではこのガス置換が運転管理上での
不可欠な操作となっている。
鳴気が形成されるのを防止して燃料電池の安全を図るた
めに、燃料電池の本体を含む反応ガス系統を化学的な不
活性ガスでガス置換する操作が従来より一般に行われて
おり、特に燃料系統ではこのガス置換が運転管理上での
不可欠な操作となっている。
ところで不活性ガスの供給源として購入、調達した不活
性ガスを圧力ボンベ等の貯蔵タンク内に貯蔵して管理す
る代わりに、燃料電池設備内で置換用の不活性ガスを製
造、自給してガス置換操作に対応させるようにした燃料
電池設備が同じ出願人より特開昭６１−２３３９７６号
にて既に提案されている。
性ガスを圧力ボンベ等の貯蔵タンク内に貯蔵して管理す
る代わりに、燃料電池設備内で置換用の不活性ガスを製
造、自給してガス置換操作に対応させるようにした燃料
電池設備が同じ出願人より特開昭６１−２３３９７６号
にて既に提案されている。
かかる提案の内容は、燃料電池設備内に燃料電池の燃料
系統から抽出した燃料を原料としてこれを燃焼する燃焼
装置と、該燃焼装置で生成した燃焼排ガスを貯蔵する貯
蔵タンクとを装備し、前記燃焼装置で生成した燃料の燃
焼排ガスを置換用ガスとして貯蔵タンク内に貯えて置き
、かつ燃料電池の起動ないし停止時に前記貯蔵タンクよ
り置換用ガスを燃料電池の本体を含む反応ガス系統へ供
給するようにしたものである。
系統から抽出した燃料を原料としてこれを燃焼する燃焼
装置と、該燃焼装置で生成した燃焼排ガスを貯蔵する貯
蔵タンクとを装備し、前記燃焼装置で生成した燃料の燃
焼排ガスを置換用ガスとして貯蔵タンク内に貯えて置き
、かつ燃料電池の起動ないし停止時に前記貯蔵タンクよ
り置換用ガスを燃料電池の本体を含む反応ガス系統へ供
給するようにしたものである。
ところで、上記した置換用ガス製造、供給系統の構成の
ままでは運転上で次記のような問題点が残る。すなわち
、燃料電池の作動圧力が常圧である場合にガス貯蔵用タ
ンクに貯えた置換用ガスの圧力を燃料電池の反応ガス系
統の圧力損失を補償する程度の常圧に近い低い圧力に設
定したとすると、貯蔵タンクの所要容積が極めて膨大な
ものとなる０例えば出力２００に−の常圧で作動する燃
料電池設備では、設備の所要据付容積が９Ｏｎ（程度で
あり、かつこの燃料電池設備のガス置換操作に要する置
換ガス量は大凡８ＯＮｒ／である。したがって置換用ガ
スの貯蔵圧、力を仮に２Ｋｇ／ｃｉＧとして貯蔵タンク
内で貯蔵すると、置換用ガスの貯蔵タンクの所要容積は
前記した燃料電池設備の略Ａ容積を必要とし、この結果
として燃料電池設備が大形化して、特に移動用電源設備
では設備の輸送が厄介となる。
ままでは運転上で次記のような問題点が残る。すなわち
、燃料電池の作動圧力が常圧である場合にガス貯蔵用タ
ンクに貯えた置換用ガスの圧力を燃料電池の反応ガス系
統の圧力損失を補償する程度の常圧に近い低い圧力に設
定したとすると、貯蔵タンクの所要容積が極めて膨大な
ものとなる０例えば出力２００に−の常圧で作動する燃
料電池設備では、設備の所要据付容積が９Ｏｎ（程度で
あり、かつこの燃料電池設備のガス置換操作に要する置
換ガス量は大凡８ＯＮｒ／である。したがって置換用ガ
スの貯蔵圧、力を仮に２Ｋｇ／ｃｉＧとして貯蔵タンク
内で貯蔵すると、置換用ガスの貯蔵タンクの所要容積は
前記した燃料電池設備の略Ａ容積を必要とし、この結果
として燃料電池設備が大形化して、特に移動用電源設備
では設備の輸送が厄介となる。
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、そ
の目的は置換用ガスの貯蔵タンクを含めた設備全体の小
形化が図れるようにした燃料電池設備を提供することに
ある。
の目的は置換用ガスの貯蔵タンクを含めた設備全体の小
形化が図れるようにした燃料電池設備を提供することに
ある。
上記問題点を解決するために、この発明によれば、燃料
電池設備内に燃料電池の燃料系統から抽出した燃料を原
料としてこれを燃焼する燃焼装置と、該燃焼装置で生成
した燃焼排ガスを昇圧した上で貯蔵するガス昇圧手段お
よび加圧貯蔵タンクとを装備し、前記燃焼装置で生成し
た燃料の燃焼排ガスを置換用ガスとして加圧貯蔵タンク
内に貯えて置き、かつ燃料電池の起動ないし停止時に前
記加圧貯蔵タンクより燃料電池の本体を含む反応ガス系
統へ供給するよう構成するものとする。
電池設備内に燃料電池の燃料系統から抽出した燃料を原
料としてこれを燃焼する燃焼装置と、該燃焼装置で生成
した燃焼排ガスを昇圧した上で貯蔵するガス昇圧手段お
よび加圧貯蔵タンクとを装備し、前記燃焼装置で生成し
た燃料の燃焼排ガスを置換用ガスとして加圧貯蔵タンク
内に貯えて置き、かつ燃料電池の起動ないし停止時に前
記加圧貯蔵タンクより燃料電池の本体を含む反応ガス系
統へ供給するよう構成するものとする。
上記の構成により、燃焼装置で生成した化学的に不活性
な燃料の燃焼排ガスは加圧圧縮されて加圧貯蔵タンク内
に貯蔵され、燃料電池の起動、停止の際にこの加圧貯蔵
タンクより燃料電池の本体を含む反応ガス系統に供給さ
れる。したがって加圧貯蔵タンクの所要容積は置換用ガ
スを常圧に近い圧力で貯蔵する従来の貯蔵タンクと比べ
て大幅にｍｆＩｉでき、これにより燃料電池設備全体の
小形化が図れるようになる。
な燃料の燃焼排ガスは加圧圧縮されて加圧貯蔵タンク内
に貯蔵され、燃料電池の起動、停止の際にこの加圧貯蔵
タンクより燃料電池の本体を含む反応ガス系統に供給さ
れる。したがって加圧貯蔵タンクの所要容積は置換用ガ
スを常圧に近い圧力で貯蔵する従来の貯蔵タンクと比べ
て大幅にｍｆＩｉでき、これにより燃料電池設備全体の
小形化が図れるようになる。
図はこの発明の実施例による燃料電池設備の系統図を示
すものであり、図において１は略示的に表した燃料電池
本体、１１はその電解液室、１２．１３は電解液室Ｉｆ
の両側に電極を挟んで構成された燃料室、空気室である
。かかる燃料電池本体１に対しその燃料室１２および空
気室１３にはそれぞれ燃料系統２および空気系統３が接
続配管されている。
すものであり、図において１は略示的に表した燃料電池
本体、１１はその電解液室、１２．１３は電解液室Ｉｆ
の両側に電極を挟んで構成された燃料室、空気室である
。かかる燃料電池本体１に対しその燃料室１２および空
気室１３にはそれぞれ燃料系統２および空気系統３が接
続配管されている。
ここで燃料系統２は水蒸気改質器４を備え、液化天然ガ
ス、液化石油ガス、ナフサ、メタノール等の燃料源より
供給された燃料を水蒸気改質器４で水素リッチなガスに
改質して燃料電池本体１の燃料室１１に供給する。なお
水蒸気改質器４は燃料電池のオフガスを燃料として空気
ブロア５を通じて送気される空気を加えて燃焼を行うバ
ーナ４１を装備装備し、かつ炉内燃焼室内には改質触媒
を充填した改質反応管４２を内蔵して構成されている。
ス、液化石油ガス、ナフサ、メタノール等の燃料源より
供給された燃料を水蒸気改質器４で水素リッチなガスに
改質して燃料電池本体１の燃料室１１に供給する。なお
水蒸気改質器４は燃料電池のオフガスを燃料として空気
ブロア５を通じて送気される空気を加えて燃焼を行うバ
ーナ４１を装備装備し、かつ炉内燃焼室内には改質触媒
を充填した改質反応管４２を内蔵して構成されている。
また空気系統３は前記の空気ブロア５を装備しており、
この空気系統を通じて燃料電池本体ｌの空気室１２に酸
化剤ガスとしての空気を供給する。
この空気系統を通じて燃料電池本体ｌの空気室１２に酸
化剤ガスとしての空気を供給する。
一方、かかる燃料電池設備に対してこの発明により、設
備内には前記の燃料系統２より分岐し。
備内には前記の燃料系統２より分岐し。
燃料弁６１を介して抽出した液状燃料を原料としてこれ
を空気ブロア６２から送気される空気を加えて燃焼を行
う燃焼装置６３と、該燃焼装置６３の後段に冷却器６４
．ガス昇圧手段としてのコンプレフサ６５を介して接続
された燃焼排ガスの加圧貯蔵タンク６６と、および該加
圧貯蔵タンク６６と燃料電池側の燃料系統２との間を結
ぶ置換用ガス供給管路に介装した減圧弁である排ガス供
給弁６７等で構成された置換用ガスの製造、供給系統６
が設備されている。なお前記の燃焼装置６３は、例えば
内部に燃焼触媒を充填した接触式燃焼装置であり、接触
燃焼反応により燃料源から供給された天然液化ガス等を
燃焼させる。また６８は貯蔵タンク６６内に生じた凝縮
水を排出するドレントラップである。
を空気ブロア６２から送気される空気を加えて燃焼を行
う燃焼装置６３と、該燃焼装置６３の後段に冷却器６４
．ガス昇圧手段としてのコンプレフサ６５を介して接続
された燃焼排ガスの加圧貯蔵タンク６６と、および該加
圧貯蔵タンク６６と燃料電池側の燃料系統２との間を結
ぶ置換用ガス供給管路に介装した減圧弁である排ガス供
給弁６７等で構成された置換用ガスの製造、供給系統６
が設備されている。なお前記の燃焼装置６３は、例えば
内部に燃焼触媒を充填した接触式燃焼装置であり、接触
燃焼反応により燃料源から供給された天然液化ガス等を
燃焼させる。また６８は貯蔵タンク６６内に生じた凝縮
水を排出するドレントラップである。
次に上記構成による置換用ガスの製造、供給系統６の作
用に付いて説明する。まず燃焼装置６３へ燃料系統より
抽出した液化天然ガス等の燃料、および空気を供給し、
かつその空燃比が１となるように流量調整して燃焼を行
うことにより燃料が完全燃焼され、主成分がメタンであ
る液化天然ガスは、ガス組成が炭酸ガスと窒素である化
学的に不活性な燃焼排ガスに変わる。一方、燃焼装置６
３で得た燃焼排ガスは冷却器６４で冷却された後にコン
プレッサ６５で昇圧されて加圧貯蔵タンク６６内に貯蔵
される。またこの加圧貯蔵タンク６６内で温度の低下に
伴って生じる燃焼排ガス中の水蒸気はドレントラップ６
日を通じて適宜系外に除出される。
用に付いて説明する。まず燃焼装置６３へ燃料系統より
抽出した液化天然ガス等の燃料、および空気を供給し、
かつその空燃比が１となるように流量調整して燃焼を行
うことにより燃料が完全燃焼され、主成分がメタンであ
る液化天然ガスは、ガス組成が炭酸ガスと窒素である化
学的に不活性な燃焼排ガスに変わる。一方、燃焼装置６
３で得た燃焼排ガスは冷却器６４で冷却された後にコン
プレッサ６５で昇圧されて加圧貯蔵タンク６６内に貯蔵
される。またこの加圧貯蔵タンク６６内で温度の低下に
伴って生じる燃焼排ガス中の水蒸気はドレントラップ６
日を通じて適宜系外に除出される。
一方、このようにして加圧貯蔵タンク６６内に高圧状態
で貯えられている燃焼排ガスは、燃料電池の置換用ガス
として燃料電池の起動、停止の際に手動ないし自動で開
弁制御される排ガス供給弁６７を通じて燃料系統２へ減
圧、供給され、所定のガス置換操作が行われる。なおこ
のガス置換操作の際に、必要により同時に燃料電池の空
気系統３に対しても同様な操作でガス置換が行われる。
で貯えられている燃焼排ガスは、燃料電池の置換用ガス
として燃料電池の起動、停止の際に手動ないし自動で開
弁制御される排ガス供給弁６７を通じて燃料系統２へ減
圧、供給され、所定のガス置換操作が行われる。なおこ
のガス置換操作の際に、必要により同時に燃料電池の空
気系統３に対しても同様な操作でガス置換が行われる。
ところで、上記のように燃焼装置６３で得た燃焼排ガス
をコンプレッサ６５で昇圧して貯蔵タンク６６に貯える
ようにしたことにより、加圧貯蔵タンク６６の所要容積
を常圧に近い圧力で貯蔵する場合と比べて大幅に縮減で
きるようになる。
をコンプレッサ６５で昇圧して貯蔵タンク６６に貯える
ようにしたことにより、加圧貯蔵タンク６６の所要容積
を常圧に近い圧力で貯蔵する場合と比べて大幅に縮減で
きるようになる。
以上述べたようにこの発明によれば、燃料電池設備内に
燃料電池の燃料系統から抽出した燃料を原料としてこれ
を燃焼する燃焼装置と、該燃焼装置で生成した燃焼排ガ
スを昇圧した上で貯蔵するガス昇圧手段および加圧貯蔵
タンクとを装備し、前記燃焼装置で生成した燃料の燃焼
排ガスを置換用ガスとして加圧貯蔵タンク内に貯えて置
き、かつ燃料電池の起動ないし停止時に前記加圧貯蔵タ
ンクより置換用ガスを燃料電池の本体を含む反応ガス系
統へ供給するよう構成したことにより、燃料電池のガス
置換操作に要する量のガスを貯える加圧貯蔵タンクの所
要容積を従来のように常圧に近い圧力のまま貯える従来
の貯蔵タンクと比べて大幅に縮減して燃料電池設備全体
の小形化を図ることができる。
燃料電池の燃料系統から抽出した燃料を原料としてこれ
を燃焼する燃焼装置と、該燃焼装置で生成した燃焼排ガ
スを昇圧した上で貯蔵するガス昇圧手段および加圧貯蔵
タンクとを装備し、前記燃焼装置で生成した燃料の燃焼
排ガスを置換用ガスとして加圧貯蔵タンク内に貯えて置
き、かつ燃料電池の起動ないし停止時に前記加圧貯蔵タ
ンクより置換用ガスを燃料電池の本体を含む反応ガス系
統へ供給するよう構成したことにより、燃料電池のガス
置換操作に要する量のガスを貯える加圧貯蔵タンクの所
要容積を従来のように常圧に近い圧力のまま貯える従来
の貯蔵タンクと比べて大幅に縮減して燃料電池設備全体
の小形化を図ることができる。
図は本発明の実施例を示す燃料電池設備の系統図である
０図において、 １：燃料電池本体、２：燃料系統、３：空気系統、６：
置換用ガス製造、供給系統、６３：燃焼装置、６５：昇
圧手段としてのコンプレッサ、６６：加圧貯蔵タンク。 ３空気象親
０図において、 １：燃料電池本体、２：燃料系統、３：空気系統、６：
置換用ガス製造、供給系統、６３：燃焼装置、６５：昇
圧手段としてのコンプレッサ、６６：加圧貯蔵タンク。 ３空気象親
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 燃料電池設備内に燃料電池の燃料系統から抽出した燃料
を原料としてこれを燃焼する燃焼装置と、該燃焼装置で
生成した燃焼排ガスを昇圧した上で貯蔵するガス昇圧手
段および加圧貯蔵タンクとを装備し、前記燃焼装置で生
成した燃料の燃焼排ガスを置換用ガスとして加圧貯蔵タ
ンク内に貯えて置き、かつ燃料電池の起動ないし停止時
に前記加圧貯蔵タンクより置換用ガスを燃料電池の本体
を含む反応ガス系統へ供給することを特徴とする燃料電
池設備。 ２）特許請求の範囲第１項記載の燃料電池設備において
、ガス昇圧手段が加圧貯蔵タンクの前段に接続したコン
プレッサであることを特徴とする燃料電池設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62094573A JPS63259971A (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 燃料電池設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62094573A JPS63259971A (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 燃料電池設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63259971A true JPS63259971A (ja) | 1988-10-27 |
Family
ID=14114040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62094573A Pending JPS63259971A (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 燃料電池設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63259971A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027598A1 (en) * | 1997-11-20 | 1999-06-03 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Cover and startup gas supply system for solid oxide fuel cell generator |
| WO2005015673A1 (ja) * | 2003-08-07 | 2005-02-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 燃料電池発電システム |
| WO2006049299A1 (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 燃料電池システム |
| EP1764854A1 (en) * | 2005-09-16 | 2007-03-21 | LG Electronics Inc. | Purge system for fuel cell |
| WO2008052619A1 (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Daimler Ag | Fuel cell system and method of operating the same |
| US8530104B2 (en) | 2003-12-12 | 2013-09-10 | Panasonic Corporation | Method of operating a fuel cell system |
-
1987
- 1987-04-17 JP JP62094573A patent/JPS63259971A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027598A1 (en) * | 1997-11-20 | 1999-06-03 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Cover and startup gas supply system for solid oxide fuel cell generator |
| WO2005015673A1 (ja) * | 2003-08-07 | 2005-02-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 燃料電池発電システム |
| JPWO2005015673A1 (ja) * | 2003-08-07 | 2006-10-05 | 松下電器産業株式会社 | 燃料電池発電システム |
| JP4884773B2 (ja) * | 2003-08-07 | 2012-02-29 | パナソニック株式会社 | 燃料電池発電システム |
| US8530104B2 (en) | 2003-12-12 | 2013-09-10 | Panasonic Corporation | Method of operating a fuel cell system |
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| US8728675B2 (en) | 2004-11-08 | 2014-05-20 | Panasonic Corporation | Fuel cell system |
| EP1764854A1 (en) * | 2005-09-16 | 2007-03-21 | LG Electronics Inc. | Purge system for fuel cell |
| WO2008052619A1 (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Daimler Ag | Fuel cell system and method of operating the same |
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