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JP2003100332A - 燃料電池発電システム - Google Patents

燃料電池発電システム

Info

Publication number
JP2003100332A
JP2003100332A JP2001285422A JP2001285422A JP2003100332A JP 2003100332 A JP2003100332 A JP 2003100332A JP 2001285422 A JP2001285422 A JP 2001285422A JP 2001285422 A JP2001285422 A JP 2001285422A JP 2003100332 A JP2003100332 A JP 2003100332A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
reformer
gas
hydrogen
power generation
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
Application number
JP2001285422A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Ueda
哲也 上田
Shinji Miyauchi
伸二 宮内
Masataka Ozeki
正高 尾関
Tomomichi Asou
智倫 麻生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001285422A priority Critical patent/JP2003100332A/ja
Priority to EP02021301A priority patent/EP1296397A3/en
Priority to US10/247,014 priority patent/US7033687B2/en
Priority to KR1020020057108A priority patent/KR20030025209A/ko
Priority to CN02143214A priority patent/CN1409428A/zh
Publication of JP2003100332A publication Critical patent/JP2003100332A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の燃料電池発電システムでは、毎回の運
転停止時における窒素パージ動作のため大型の窒素ボン
ベなどの設備を具備する必要があり、大きなスペースが
必要で機器のイニシャルコストがかかるという課題があ
る。また、窒素ボンベを定期的に交換・補充する必要も
あり、ランニングコストもかかるという課題がある。 【解決手段】 燃料電池の運転を停止させる際、まず前
記改質器への原料ガスの供給を停止し、つぎに、非常停
止時は前記不活性ガス供給手段から供給された不活性ガ
スにより前記改質器と前記燃料電池内に残留する水素リ
ッチガスを排出し、通常停止時は不活性ガスを使用しな
い手段で前記改質器と前記燃料電池内に残留する水素リ
ッチガスを排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原料ガスから生成
した水素リッチガスと酸化剤ガスとを反応させて発電す
る燃料電池発電システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の燃料電池発電システムは、特開平
3−257762に示すように、図5のような構成をし
ていた。すなわち原料ガスから水素リッチガスを生成さ
せる改質器41と、改質器41を加熱するバーナ42
と、改質器41上流に窒素供給管44および遮断弁45
を介して接続された窒素設備46と、改質器41の下流
に改質ガス供給管47を介して接続され空気中の酸素と
生成した水素とを反応させて発電する燃料電池43とを
備え、燃料電池43の燃料極43a側の下流は排水素接
続管48を介してバーナ42へ接続されていた。
【0003】一般の燃料電池発電システムにおいて、運
転を停止させる時はまず原料ガスの供給を停止させる
が、この時改質器41〜改質ガス供給管47〜燃料電池
43の燃料極43a〜排水素接続管48の経路中に水素
リッチガスが滞留することになり、大気開放されたバー
ナ42から自然対流によって水素リッチガス経路内に空
気が流入した場合、水素が爆発する恐れがあった。
【0004】そこで、この従来の燃料電池発電システム
のように、運転停止時に遮断弁45を開き、窒素設備4
6から窒素供給管44を介して不活性ガスとしての窒素
を改質器41〜改質ガス供給管47〜燃料電池43の燃
料極43a〜排水素接続管48の経路に供給し、水素リ
ッチガスを全て排出しバーナ42で燃焼させていた。
【0005】このように、従来の燃料電池発電システム
では、毎回の運転停止時に窒素によるパージ動作を行
い、水素が爆発することを未然に防止し、安全性を確保
していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池発電シ
ステムでは、毎回の運転停止時における窒素パージ動作
のため大型の窒素ボンベなどの窒素設備46を具備する
必要があり、例えば家庭用定置型分散発電や電気自動車
用電源などに用いた場合、大きなスペースが必要で機器
のイニシャルコストがかかるという課題がある。また、
窒素ボンベを定期的に交換・補充する必要もあり、ラン
ニングコストもかかるという課題がある。
【0007】また、この課題を回避するために、窒素ボ
ンベを使用しない方法で経路内に残留する水素リッチガ
スを排出させることも考えられるが、複雑な制御が必要
で、この場合例えばシステムの故障などの非常時には、
水素リッチガスを継続的に排出することが困難となり、
水素リッチガスが経路内に残留し爆発などに対する安全
性を十分確保することができないという課題がある。
【0008】本発明は、上記従来の課題を考慮し、爆発
に対する安全性を十分確保した上で不活性ガス供給手段
を必要最小限とし、設置スペースを小さくしイニシャル
コストとランニングコストを低減した燃料電池発電シス
テムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の燃料電池発電システムは、原料ガス供給手段
から供給された原料ガスから水素リッチガスを発生させ
る改質器と、前記改質器で発生した水素リッチガスと酸
化剤ガスとを反応させて発電する燃料電池と、不活性ガ
ス供給手段とを備え、前記燃料電池の運転を停止させる
際、まず前記改質器への原料ガスの供給を停止し、つぎ
に、非常停止時は前記不活性ガス供給手段から供給され
た不活性ガスにより前記改質器と前記燃料電池内に残留
する水素リッチガスを排出し、通常停止時は不活性ガス
を使用しない手段で前記改質器と前記燃料電池内に残留
する水素リッチガスを排出することを特徴とする。ここ
で、非常停止時とは、例えばシステムの故障、停電また
は誤使用などで、システムを停止するときである。
【0010】また、不活性ガスを使用しない手段とし
て、前記燃料電池が発電中に運転を停止させる場合は、
まず前記改質器への原料ガスの供給を停止し、つぎに水
蒸気発生器から供給される水蒸気と、空気供給手段から
供給されるパージ用空気とをこの順に流し、前記改質器
と前記燃料電池内に残留する水素リッチガスを排出する
ことが有効である。
【0011】また、燃料電池を経由しない水素リッチガ
スのバイパス経路と切替手段とを備え、不活性ガスを使
用しない手段として、前記燃料電池が発電中に運転を停
止させる場合は、まず改質器への原料ガスの供給を停止
し、水素リッチガスの経路を切替手段によってバイパス
経路に切替え、つぎに、水蒸気発生器から供給される水
蒸気と空気供給手段から供給されるパージ用空気とをこ
の順に前記改質器および前記バイパス経路に流し、残留
する水素リッチガスを排出するとともに、前記燃料電池
の残留水素は、第1の手段として前記燃料電池に前記バ
イパス経路を介して原料ガスを流し排出する、もしくは
第2の手段として前記燃料電池の燃料極と酸素極とを抵
抗体を介して電気的に接続し残留水素を酸化剤ガスと反
応させ消費する、または前記第1の手段と前記第2の手
段を併用する、のいずれかの手段で残留水素を排出する
ことを特徴とする。
【0012】さらに、システムが発電前の起動中に運転
を停止させる場合、改質器の温度が所定温度以上の時
は、不活性ガスを使用しない手段として燃料電池が発電
中に運転を停止させる場合と同じ方法をとり、前記改質
器の温度が所定温度未満の時は、前記不活性ガスを使用
しない手段としてまず前記改質器への原料ガスの供給を
停止し、つぎに空気供給手段から供給されるパージ用空
気を流し前記改質器と前記燃料電池内に残留するガスを
排出することを特徴とする。ここで、本発明において、
前記所定温度とは、前記改質器が改質反応によって水素
リッチガスを生成するに十分な温度を意味するものであ
る。
【0013】また、燃料電池の反応で使用された水素リ
ッチガスの排出経路、またはバイパス経路のうち少なく
とも一つを、改質器の加熱用のバーナに接続し、運転停
止時に排出された可燃性ガスを前記バーナで燃焼するこ
とを特徴とする。
【0014】以上では、改質器と燃料電池との間に一酸
化炭素を除去する変成器を設け、前記変成器内に、少な
くとも、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウムの一
つを含有する触媒を充填したことが有効である。
【0015】また、非常停止時には、その情報をメンテ
ナンス担当者またはメンテナンス会社に通信、連絡する
ようにした燃料電池発電システムが望ましい。。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面にもとづいて説明する。
【0017】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1における燃料電池発電システムのシステム構成図
である。1は改質器で、内部に改質反応を発生させるた
めの改質触媒1aが充填されている。改質器1には加熱
手段としてのバーナ2が備えつけられており、改質器1
の上流1b入口には原料ガス供給手段3と上流1bに合
流するように接続された水蒸気発生器4、空気供給手段
5、不活性ガス供給手段6(一例として高圧窒素ボンベ
6aおよび電動窒素弁6b)が備えつけられている。
【0018】7は、改質器1の下流1cに接続された一
酸化炭素を除去する変成器で、内部に一酸化炭素の変成
反応をさせるための変成触媒7aが充填されている。な
お、変成器7の下流にさらに一酸化炭素濃度を低減させ
るための選択酸化器8を設けることもある。9は、変成
器7の下流に接続された燃料電池で、燃料極9aと酸素
極9bとから構成され、燃料極9aと酸素極9bにはそ
れぞれ電気出力線9c、9dが接続されている。10
は、燃料電池9の酸素極9bに接続された送風機、11
は、これらシステムの運転制御を行う制御装置である。
【0019】つぎに、本実施の形態1における動作を説
明する。発電運転を行う場合、原料ガス供給手段3より
炭化水素などの原料ガスを改質器1の上流1bから改質
器1に供給する。原料ガスは改質触媒1a内を通過する
際バーナ2で加熱され、改質反応によって水素リッチガ
スに転換される。この水素リッチガスには一般的に一酸
化炭素が含まれており、そのまま燃料電池9に供給する
と燃料極9aの触媒が被毒され発電能力が低下する。そ
こで、この水素リッチガスを変成器7に送り、内部の変
成触媒7aで一酸化炭素を除去反応させた後に、燃料電
池9の燃料極9aに供給する。特に固体高分子形燃料電
池の場合は反応温度が低いためこの一酸化炭素被毒の傾
向が顕著に現れる。したがって、変成器7の下流にさら
に一酸化炭素濃度を低減させるための選択酸化器8を設
けることもある。一方、燃料電池9の酸素極9bには送
風機10から酸化剤ガスとしての空気が供給される。燃
料電池9内では、燃料極9aに供給された水素と酸素極
9bに供給された空気中の酸素とを反応させ発電を行
い、電気出力線9c、9dを介して電力供給を行うもの
である。なお、原料ガスの代わりに液体燃料の炭化水素
を用いても良い。
【0020】つぎに、運転を停止させる時の動作につい
て説明する。まず、原料ガス供給手段3からの改質器1
への原料ガス供給を停止し、つぎに、非常停止時は不活
性ガス供給手段6から供給された不活性ガスにより改質
器1〜変成器7〜燃料電池9の燃料極9a内に残留する
水素リッチガスを排出し、通常停止時は不活性ガスを使
用しない手段で改質器1〜変成器7〜燃料電池9の燃料
極9a内に残留する水素リッチガスを排出させるもので
ある。
【0021】本実施の形態1では、通常停止時の不活性
ガスを使用しない手段として、改質器1への原料ガス供
給停止後水蒸気発生器4から供給される水蒸気と、空気
供給手段5から供給されるパージ用空気とをこの順に流
し、改質器1〜変成器7〜燃料電池9の燃料極9a内に
残留する水素リッチガスを排出させるものである。ここ
で、原料ガス供給停止直後に直接空気による排出を行わ
ないのは、水素リッチガスと空気との界面で爆発危険濃
度の水素が生じ、改質器1内を通過する際に高温雰囲気
中で爆発する可能性があるためである。また、水蒸気に
よる水素リッチガスの排出を行った後に再度空気で排出
を行うのは、水蒸気が滞留した場合やがて冷却され水滴
となって経路内を腐食させる等の悪影響を与えることを
防止するためである。
【0022】また、本実施の形態1では、例えばシステ
ムの故障などにより水蒸気発生器4から水蒸気が供給さ
れない、あるいは空気供給手段5からパージ用空気が供
給されない、などの通常停止時の不活性ガスを使用しな
い手段で残留する水素リッチガスを排出することが困難
な場合には、非常停止方法として、不活性ガス供給手段
6の一例である高圧窒素ボンベ6aとノーマルオープン
タイプ(電源が供給されていない時に開弁)の電動窒素
弁6bを使用することにより、電力を使わずに機械的に
不活性ガス(窒素)の供給が可能となる。すなわち、非
常停止時はシステムへの電源供給を停止させることによ
って、原料ガス供給手段3からの改質器1への原料ガス
供給を停止させるとともに、ノーマルオープンタイプの
電動窒素弁6bが開弁し高圧窒素ボンベ6a内の不活性
ガスとしての窒素が供給され、改質器1〜変成器7〜燃
料電池9の燃料極9a内に残留する水素リッチガスを排
出するものである。
【0023】このように、通常停止時には不活性ガスを
使用しないため、不活性ガス供給手段6を必要最小限と
し設置スペースを小さくしイニシャルコストとランニン
グコストを低減させることができ、非常停止時にも水素
リッチガスが経路内に滞留することなく、水素が爆発す
ることを未然に防止し、安全性を確保することができる
ものである。
【0024】(実施の形態2)図2は、本発明の実施の
形態2における燃料電池発電システムのシステム構成図
である。実施の形態1と同様のものについては、同一符
号を付与し、その説明を省略する。21は、変成器7と
燃料電池9の燃料極9aとの間に設けられた切替手段2
2を介して分岐されたバイパス経路である。23は、第
2の原料ガス供給手段24に接続された原料ガスバイパ
ス経路で、切替手段22と燃料電池9の燃料極9aとの
間に合流するように接続されている。25および26
は、電気出力線9c、9dの間を接続する抵抗体および
スイッチである。
【0025】つぎに、本実施の形態2における運転を停
止させる時の動作について説明する。非常停止時の方法
については実施の形態1と同様であるが、通常停止時の
不活性ガスを使用しない手段として、まず改質器1への
原料ガスの供給を停止し、水素リッチガスの経路を切替
手段22によってバイパス経路21に切替え、つぎに、
水蒸気発生器4から供給される水蒸気と空気供給手段5
から供給されるパージ用空気とをこの順に改質器1〜変
成器7〜バイパス経路21に流し、残留する水素リッチ
ガスを排出するとともに、燃料電池9の燃料極9aの残
留水素は、以下の2つの手段の一方、もしくは2つの手
段を併用して排出する。
【0026】すなわち、第1の手段としては、改質器1
への原料ガスの供給を停止し水素リッチガスの経路を切
替手段22によってバイパス経路21に切替えた時に、
第2の原料ガス供給手段24から原料ガスバイパス経路
23を介して原料ガスを燃料電池9の燃料極9aに供給
し、水素リッチガスを排出するものである。
【0027】また、第2の手段としては、改質器1への
原料ガスの供給を停止し水素リッチガスの経路を切替手
段22によってバイパス経路21に切替えた時に、スイ
ッチ26を閉にし燃料電池9の燃料極9aと酸素極9b
とを電気出力線9c、9dおよび抵抗体25を介して電
気的に接続し、残留水素を酸化剤ガスと反応させ消費す
るものである。
【0028】本実施の形態2では、燃料電池9内の残留
水素を水蒸気によるパージ以外の手段で排出させている
が、その理由として、たとえその後に空気によるパージ
があったとしても、一般に燃料電池9の燃料極9aの狭
い流路は水蒸気が凝縮し流路つまりを起こしやすいた
め、次回運転時に燃料極9a側の流量が十分確保され
ず、安定した発電出力が得られないという問題を回避す
るためのものである。
【0029】(実施の形態3)図3は、本発明の実施の
形態3における燃料電池発電システムのシステム構成図
である。実施の形態1と同様のものについては、同一符
号を付与し、その説明を省略する。31は、改質器1に
取付けられ改質触媒1aの温度を検出する温度検知器で
ある。一般に炭化水素などの原料ガスから水素リッチガ
スを作り出す改質反応は、一定温度以上(水蒸気改質方
式の場合は一般に600℃〜700℃程度)で行われる
が、この温度検知器31で検出された改質触媒1aの温
度にもとづき、バーナ2の加熱量や原料ガス流量を制御
し、改質反応が適正に行われるように改質触媒1aの温
度を調整するものである。
【0030】つぎに、本実施の形態3における発電前の
起動時の動作について説明する。運転開始とともに原料
ガス供給手段3より炭化水素などの原料ガスを改質器1
の上流1bから改質器1に供給するが、運転開始当初は
改質触媒1aの温度が低いため改質反応が十分行われ
ず、やがてバーナ2で加熱され改質触媒1aが改質反応
が行われるのに十分な温度に達した時に水素リッチガス
が生成され、この時はじめて燃料電池9の燃料極9aに
供給された水素と酸素極9bに供給された空気中の酸素
とが反応し発電を行い、電気出力線9c、9dを介して
電力供給を行うものである。
【0031】本実施の形態3では、システムが発電前の
起動中に運転を停止させる場合、改質器1の温度検知器
31で検出された改質触媒1aの温度が、水素リッチガ
スが生成されるのに十分な所定温度以上の時は、不活性
ガスを使用しない手段として実施の形態1と同様の方法
をとり、改質器1の温度検知器31で検出された改質触
媒1aの温度が、水素リッチガスが生成される前の所定
温度未満の時は、不活性ガスを使用しない手段としてま
ず改質器1への原料ガスの供給を停止し、つぎに空気供
給手段5から供給されるパージ用空気を流し改質器1〜
変成器7〜燃料電池9の燃料極9a内に残留するガスを
排出するものである。
【0032】本実施の形態3では、改質触媒1aの温度
が、水素リッチガスが生成される前の所定温度未満の時
は、水蒸気によるパージを行わず空気のみでパージを行
っているが、これはパージ用空気が高温の水素リッチガ
スと接触することがないため、安全性を確保できるもの
である。
【0033】(実施の形態4)図4は、本発明の実施の
形態4における燃料電池発電システムのシステム構成図
である。実施の形態1および実施の形態2と同様のもの
については、同一符号を付与し、その説明を省略する。
32は、燃料電池9の燃料極9aと改質器1の加熱用の
バーナ2を接続する排出経路で、燃料電池9の燃料極9
aに供給された水素リッチガスのうち大半の水素成分は
発電反応に使用されるが、若干量は水素オフガスとして
排出されバーナ2の加熱燃料として有効利用されるもの
である。また、バイパス経路21もこの排出経路32に
合流接続されている。
【0034】本実施の形態4では、排出経路32もしく
はバイパス経路21から排出された水素リッチガスまた
は可燃性ガスを外部に排出せずバーナ2で燃やし尽くす
ため、よりいっそうの安全性を確保することができるも
のである。
【0035】(実施の形態5)本発明の実施の形態5
は、実施の形態1〜4の図1〜図4に示す燃料電池発電
システムのうち、改質器1と燃料電池9との間に設けら
れた一酸化炭素を除去する変成器7の中に充填されてい
る変成触媒7aが、少なくとも、白金、ルテニウム、ロ
ジウム、パラジウムの貴金属系触媒の一つを含有したも
のである。
【0036】一般的に一酸化炭素を除去する変成反応に
用いられる触媒は、銅―亜鉛系などの卑金属系触媒が使
用されている。しかしながら、変成触媒7aに銅―亜鉛
系触媒を用いた場合、実施の形態1〜4のように運転停
止直後に変成器7にパージ用空気を流すと、変成触媒7
aは酸化劣化してしまうという欠点があった。本実施の
形態5では、変成触媒7aに、白金、ルテニウム、ロジ
ウム、パラジウムなどの貴金属系触媒を用いることによ
り、運転停止直後に変成器7にパージ用空気を流しても
変成触媒7aは酸化劣化しないもので、耐久性を大幅に
向上させることができるものである。
【0037】(実施の形態6)本発明の実施の形態6
は、実施の形態1〜4の図1〜図4に示す燃料電池発電
システムのうち、制御装置11が非常停止を認識した時
には、その情報をメンテナンス担当者またはメンテナン
ス会社に通信、連絡するようにしたものである。
【0038】実施の形態1〜4における「非常停止時」
とは製品寿命のうち1回発生するか、しないかという頻
度であるが、非常停止時にはノーマルオープンタイプの
電動窒素弁6bが開弁し高圧窒素ボンベ6a内の窒素を
供給し続けるため、次回、運転を再開する時には故障な
どの異常状態を解除した上で、高圧窒素ボンベを交換す
るなどのメンテナンスが必要である。本実施の形態6で
は、非常停止の発生情報をメンテナンス担当者またはメ
ンテナンス会社に通信、連絡し、いち早くメンテナンス
を実施することによってユーザーに不便を与えないよう
にすることができるものである。
【0039】
【発明の効果】本発明は、通常停止時には不活性ガスを
使用しないため、不活性ガス供給手段を必要最小限とし
設置スペースを小さくし、イニシャルコストとランニン
グコストを低減させることができ、非常停止時にも水素
リッチガスが経路内に滞留することなく、水素が爆発す
ることを未然に防止し、安全性を確保できるという効果
を奏するものである。
【0040】また、本発明は、運転停止時に排出された
水素リッチガスまたは可燃性ガスをバーナで燃やし尽く
すため、よりいっそうの安全性を確保できるという効果
も奏するものである。
【0041】また、本発明は、運転停止時に空気パージ
を行っても変成触媒が酸化劣化することなく、耐久性を
大幅に向上できるという効果も奏するものである。
【0042】また、本発明は、非常停止の発生情報をメ
ンテナンス担当者またはメンテナンス会社に通信、連絡
し、いち早くメンテナンスを実施することによってユー
ザーに不便を与えないようにするという効果も奏するも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における、燃料電池発電
システムのシステム構成図
【図2】本発明の実施の形態2における、燃料電池発電
システムのシステム構成図
【図3】本発明の実施の形態3における、燃料電池発電
システムのシステム構成図
【図4】本発明の実施の形態4における、燃料電池発電
システムのシステム構成図
【図5】従来の燃料電池発電システムのシステム構成図
【符号の説明】
1 改質器 2 バーナ 3 原料ガス供給手段 4 水蒸気発生器 5 空気供給手段 6 不活性ガス供給手段 7 変成器 9 燃料電池 9a 燃料極 9b 酸素極 21 バイパス経路 22 切替手段 23 原料ガスバイパス経路 25 抵抗体 32 排出経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾関 正高 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 麻生 智倫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H027 AA02 BA01 BA17 KK42 MM01 MM12 MM26

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料ガス供給手段から供給された原料ガ
    スから水素リッチガスを発生させる改質器と、前記改質
    器で発生した水素リッチガスと酸化剤ガスとを反応させ
    て発電する燃料電池と、不活性ガス供給手段とを備え、 前記燃料電池の運転を停止させる際、まず前記改質器へ
    の原料ガスの供給を停止し、つぎに、非常停止時は前記
    不活性ガス供給手段から供給された不活性ガスにより前
    記改質器と前記燃料電池内に残留する水素リッチガスを
    排出し、通常停止時は不活性ガスを使用しない手段で前
    記改質器と前記燃料電池内に残留する水素リッチガスを
    排出することを特徴とする燃料電池発電システム。
  2. 【請求項2】 不活性ガスを使用しない手段として、前
    記燃料電池が発電中に運転を停止させる場合は、まず前
    記改質器への原料ガスの供給を停止し、つぎに水蒸気発
    生器から供給される水蒸気と、空気供給手段から供給さ
    れるパージ用空気とをこの順に流し、前記改質器と前記
    燃料電池内に残留する水素リッチガスを排出することを
    特徴とする請求項1記載の燃料電池発電システム。
  3. 【請求項3】 燃料電池を経由しない水素リッチガスの
    バイパス経路と切替手段とを備え、不活性ガスを使用し
    ない手段として、前記燃料電池が発電中に運転を停止さ
    せる場合は、まず改質器への原料ガスの供給を停止し、
    水素リッチガスの経路を切替手段によってバイパス経路
    に切替え、つぎに、水蒸気発生器から供給される水蒸気
    と空気供給手段から供給されるパージ用空気とをこの順
    に前記改質器および前記バイパス経路に流し、残留する
    水素リッチガスを排出するとともに、 前記燃料電池の残留水素は、第1の手段として前記燃料
    電池に前記バイパス経路を介して原料ガスを流し排出す
    る、もしくは第2の手段として前記燃料電池の燃料極と
    酸素極とを抵抗体を介して電気的に接続し残留水素を酸
    化剤ガスと反応させ消費する、または前記第1の手段と
    前記第2の手段を併用する、のいずれかの手段で残留水
    素を排出することを特徴とする請求項1または2記載の
    燃料電池発電システム。
  4. 【請求項4】 システムが発電前の起動中に運転を停止
    させる場合、改質器の温度が所定温度以上の時は、不活
    性ガスを使用しない手段として燃料電池が発電中に運転
    を停止させる場合と同じ方法をとり、前記改質器の温度
    が所定温度未満の時は、前記不活性ガスを使用しない手
    段としてまず前記改質器への原料ガスの供給を停止し、
    つぎに空気供給手段から供給されるパージ用空気を流し
    前記改質器と前記燃料電池内に残留するガスを排出する
    ことを特徴とする請求項1、2または3記載の燃料電池
    発電システム。
  5. 【請求項5】 燃料電池の反応で使用された水素リッチ
    ガスの排出経路、またはバイパス経路のうち少なくとも
    一つを、改質器の加熱用のバーナに接続し、運転停止時
    に排出された可燃性ガスを前記バーナで燃焼することを
    特徴とする請求項1、2、3または4のいずれかに記載
    の燃料電池発電システム。
  6. 【請求項6】 改質器と燃料電池との間に一酸化炭素を
    除去する変成器を設け、前記変成器内に、少なくとも、
    白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウムの一つを含有
    する触媒を充填したことを特徴とする請求項1、2、
    3、4または5のいずれかに記載の燃料電池発電システ
    ム。
  7. 【請求項7】 非常停止時には、その情報をメンテナン
    ス担当者またはメンテナンス会社に通信、連絡するよう
    にした請求項1、2、3、4、5または6のいずれかに
    記載の燃料電池発電システム。
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