燃料电池发电系统、燃料电池发电系统的运转方法

文档序号:7220780阅读:124来源:国知局
专利名称:燃料电池发电系统、燃料电池发电系统的运转方法
技术领域
本发明涉及利用燃料电池进行发电的燃料电池发电系统以及燃料电 池发电系统的运转方法。
背景技术
在现有的燃料电池发电系统中有图19所示的结构(例如,参考专利 文献特开平6—68894号公报(称为专利文献1)的第3 — 4页、第一图等)。
在图19所示的现有的燃料电池发电系统中,设置有供给原料气体 的原料供给源100;除去原料气体的硫磺成分的脱硫部101;通过水蒸气 改质反应从除去了硫磺成分的天然气和水蒸气的混合气体中生成富氢气 体的改质部102;以及降低富氢气体中的一氧化碳的一氧化碳降低部103。 另外,设置有燃料电池105,向燃料极输送的降低了一氧化碳的富氢气体 和向空气极输送的压縮空气进行电化学反应而成为电、水、热。从燃料电 池105排出的排出燃料气体,被供给到用于加热改质部102的燃烧器106, 而利用于改质部102的加热。通过上述脱硫部101、改质部102以及一氧 化碳降低部103构成燃料处理装置104。
另外,在燃料处理装置104和原料供给源100之间,设置有原料气体 供给路107,在原料气体供给路107上设置有原料气体阻断阀108。另外, 在燃料处理装置104和燃料电池105之间设置有燃料气体供给路109,还 设置有燃料气体阻断阀110。另外,在燃料电池105和燃烧器106之间设 置有燃料气体排出路lll,还设置有燃料电池出口阻断阀112。
进而,设置有连接燃料气体阻断阀IIO和燃料处理装置104之间的燃 料气体供给路109、燃料电池出口阻断阀112和燃烧器106之间的燃料气 体排出路111的燃料电池旁路113,在燃料电池旁路113上设置有旁路阻 断阀114。
如此,在燃料处理装置104的上游以及下游设置有多个阻断阀。 在上述燃料电池发电系统停止工作时,关闭原料气体阻断阀108,停
止了原料气体的供给之后,关闭各阻断阀110、 112、 114。
但是,在现有的燃料电池发电系统中,如上所述,在系统运转结束时,
由于关闭这些电磁阀,所以在包括燃料处理装置104的流路上产生封闭路 径。另一方面,系统运转中,燃料处理装置104内部的温度是60(TC以上 的高温,但在系统运转结束之后,随着时间的推移引起温度下降。另外, 在燃料处理装置104中生成的燃料气体所含有的水蒸气也随着温度下降而 冷凝。因此,在封闭路径中产生压力下降。
由于以上情况,在进行启动/停止的燃料电池发电系统中,存在运转 停止后,流路的封闭路径因压力下降而成为负压的问题。该成为负压的问 题是引起电磁阀的粘滞导致系统故障、或因来自外部的空气流入引起的燃 料处理装置104内部的催化剂的性能恶化的主要原因。
因此,为了解决这样的问题,已经提出有如下这样的燃料电池发电系 统(例如,参考日本专利文献特开平11 — 191426号公报(称为专利文献2) 的实施方式l,
段,图2以及图3等。参考日本专利文献特开2000 一95504号公报(称为专利文献3)的
段,以及图1等)。
艮口,在专利文献2的燃料电池发电系统中,公开的结构是以防止在 将系统的运转切换到停止模式时产生负压为目的,在燃料改质装置的上 游、燃料改质部和CO生成部之间、或在燃料改质部和燃料电池之间的任 一处具备用于供给已脱氧的空气的脱氧器。
另外,在专利文献3的改质装置中,公开的结构是即使停止改质装 置的工作,各反应部的温度下降,各反应部内的气体收縮,也通过将原燃 料气体供给到改质反应部,来将各反应部内的压力维持在常压。
但是,在专利文献2所述的方法中,由于向燃料改质装置内供给已脱 氧的空气即含有大量氮的不燃性气体,所以在下次启动时,在对燃料改质 装置内大量含有的残留燃料气体进行燃烧处理时,存在燃烧状态变得不稳 定的问题。另外,需要脱氧装置等装置,导致结构上变复杂且成本上升的 问题。
另外,如专利文献2记载的那样,还考虑了使用用于发电的原料气体等取代不燃性气体,但具有在改质部引起碳析出的可能性。因此,如专利 文献3所述那样,供给原料以及水直到温度下降到碳析出温度以下,从而 存在需要浪费能量的工序。另外,为了节省该能量上的浪费,还考虑了将 燃料改质装置设置成密闭系统来进行自然冷却的方法,但此时,无法承受 从通常运转时的改质部温度(60(TC前后)直到降低到析出碳的可能性变
低的温度(约30(TC前后)的负压化的程度,从而机器有破损的危险性。

发明内容
考虑到上述现有的问题,本发明的目的在于提供一种燃料电池发电系 统以及燃料电池发电系统的运转方法,即使在系统运转停止处理时改质部 处于碳析出的温度区域,也能够利用原料气体避免包括燃料处理装置的密 闭空间内的负压化。
为了达成上述目的,第一本发明提供一种燃料电池发电系统,其特征
在于,包括
燃料电池,其利用燃料气体和氧化剂气体进行发电;
改质部,其使至少含有由碳和氢构成的有机化合物的原料气体发生反 应而生成富氢的燃料气体;
一氧化碳降低部,其使所述燃料气体中的一氧化碳降低,并供给到所 述燃料电池;
第一原料气体供给路,其供给所述原料气体;
第一阀,其设置于所述第一原料气体供给路;
第二阀,其设置于所述一氧化碳降低部的下游测;
第二原料气体供给路,其用于向所述一氧化碳降低部的途中或其下游 侧的流路内供给原料气体;
原料气体供给控制部,其设置于所述第二原料气体供给路;以及 控制部,
所述控制部进行如下控制在停止处理时或停止时,通过所述原料气 体供给控制部向由所述第一 阀以及所述第二阀封闭的流路内进行所述原 料气体的供给。
另外,第二本发明根据上述的第一本发明的燃料电池发电系统,其特
征在于,
还具备在由所述第一阀以及所述第二阀封闭的流路上设置的压力检 测部,
所述控制部进行如下控制在由所述压力检测部检测到的压力值成为 第一规定阈值以下时,通过所述原料气体供给控制部进行所述原料气体的 供给。
另外,第三本发明根据上述的第二本发明的燃料电池发电系统,其特 征在于,
所述控制部进行如下控制在通过所述原料气体供给控制部进行了所 述原料气体的供给之后,在由所述压力检测部检测到的压力值成为比第一 规定阈值大的第二规定阈值以上时,通过所述原料气体供给控制部停止所 述原料气体的供给。
另外,第四本发明根据上述的第一本发明的燃料电池发电系统,其特 征在于,
所述原料气体供给控制部是第三阀,通过开闭所述第三阀,进行所述 原料的供给及供给或停止。
另外,第五本发明根据上述的第一本发明的燃料电池发电系统,其特 征在于,
还具备在由所述第一阀以及所述第二阀封闭的流路上设置的压力检 测部,
所述控制部关闭所述第一阀,并且在由所述压力检测部检测到的压力 值成为第三规定阈值以下时关闭所述第二阀。
另外,第六本发明根据上述的第二、三或五的本发明的燃料电池发电 系统,其特征在于,
所述压力检测部设置在所述第一阀和所述改质部之间。
另外,第七本发明根据上述的第一本发明的燃料电池发电系统,其特 征在于,
还具备在由所述第一阀以及所述第二阀封闭的流路上设置的温度检 测部,
所述控制部进行如下控制在由所述温度检测部检测到的值成为第四
规定阈值以下时,通过所述原料气体供给控制部进行所述原料气体的供 给。
另外,第八本发明根据上述的第一本发明的燃料电池发电系统,其特 征在于,
所述一氧化碳降低部具有
置换反应部,其由所述燃料气体中的一氧化碳和水蒸气生成二氧化碳 和氢;和
选择氧化反应部,其通过选择反应来降低从所述置换反应部送出的燃 料气体中的一氧化碳。
另外,第九本发明根据上述的第八本发明的燃料电池发电系统,其特 征在于,
所述一氧化碳降低部的途中是指所述置换反应部和所述选择氧化反 应部之间。
另外,第十本发明根据上述的第一、五或七的本发明的燃料电池发电 系统,其特征在于,
还具备从所述燃料电池排出的燃料气体流经的燃料气体排出路, 所述第二阀设置于燃料气体排出路。
另外,第十一本发明根据上述的第十本发明的燃料电池发电系统,其 特征在于,还具备
加热部,其与所述燃料气体排出路连接,用于对所述改质部进行加热;
燃料气体供给路,其设置在所述一氧化碳降低部和所述燃料电池之 间,用于供给所述燃料气体;和
燃料电池旁路,其连接所述燃料气体供给路和所述燃料气体排出路, 并绕过所述燃料电池,
所述第二阀具有
燃料流路切换阀,其设置于所述燃料气体供给路和所述燃料电池旁路 的合流部,将所述燃料气体切换到所述燃料电池侧或所述燃料电池旁路
燃料电池出口阀,其设置在所述燃料电池旁路和所述燃料气体排出路 的合流部与所述燃料电池之间的所述燃料气体排出路上;和
燃料气体排出路阀,其设置在所述燃料电池旁路和所述燃料气体排出 路的合流部与所述加热部之间的所述燃料气体排出路上,
关闭所述第二阀是指,将所述燃料流路切换阀切换到所述燃料电池旁 路侧,关闭所述燃料电池出口阀以及所述燃料气体排出路阀。
另外,第十二本发明根据上述的第十一本发明的燃料电池发电系统, 其特征在于,
还具备在由所述第一阔、所述燃料流路切换阀、所述燃料电池出口阀、 以及所述燃料气体排出路阀封闭的流路上设置的压力检测部,
所述控制部关闭所述第一阀以及所述燃料电池出口阀,并且在将所述 燃料流路切换阀切换到所述燃料电池旁路侧之后,在由所述压力检测部检 测到的压力值成为规定阈值以下时,关闭所述燃料气体排出路阀。
另外,第十三本发明根据上述的第十一本发明的燃料电池发电系统, 其特征在于,还具备用于检测所述加热部的燃烧的燃烧检测部,
所述控制部关闭所述第一阀以及所述燃料电池出口阀,并且在将所述 燃料流路切换阀切换到所述燃料电池旁路侧之后,在由所述燃烧检测部检 测到所述加热部的燃烧停止时,关闭所述燃料气体排出路阀。
另外,第十四本发明提供一种燃料电池发电系统的运转方法,所述燃 料电池发电系统具备
燃料电池,其利用燃料气体和氧化剂气体进行发电;
改质部,其使至少含有由碳和氢构成的有机化合物的原料气体和水蒸 气发生反应而生成富氢的燃料气体;
一氧化碳降低部,其使所述燃料气体中的一氧化碳降低,并供给到所
述燃料电池;
第一原料气体供给路,其用于向所述改质部供给原料气体; 第一阀,其设置于所述原料气体供给路;
燃料气体排出路,其供从所述燃料电池排出的排出燃料气体流动;和 第二阔,其设置于所述燃料气体排出路,
所述燃料电池发电系统的运转方法的特征在于,具备在停止处理时或 停止时向由所述第一阀以及所述第二阀封闭的流路内进行所述原料气体 的供给的工序。
根据本发明,可以提供一种燃料电池发电系统以及燃料电池发电系统 的运转方法,即使在系统运转停止处理时改质部处于析出碳的温度区域, 也可以利用原料气体避免包括燃料处理装置的密闭空间内的负压化。


图1是表示本发明的实施方式1的燃料电池发电系统的结构图; 图2是表示本发明的实施方式2的燃料电池发电系统的结构图; 图3是表示本发明的实施方式2的燃料电池发电系统的动作的流程
图4是表示本发明的实施方式3的燃料电池发电系统的结构图5是表示本发明的实施方式3的燃料电池发电系统的动作的流程
图6是表示本发明的实施方式4的燃料电池发电系统的结构图7是表示本发明的实施方式4的燃料电池发电系统的动作的流程
图8是表示本发明的实施方式4的燃料电池发电系统的包括燃料处理 装置的密闭空间的内部温度变化和压力变化的关系的曲线图9是表示本发明的实施方式5的燃料电池发电系统的结构图; 图10是表示本发明的实施方式6的燃料电池发电系统的结构图; 图11是表示本发明的实施方式7的燃料电池发电系统的结构图; 图12是表示本发明的实施方式7的燃料电池发电系统的动作的流程
图13是表示本发明的实施方式8的燃料电池发电系统的结构图14是表示本发明的实施方式8的燃料电池发电系统的动作的流程
图15是表示本发明的实施方式9的燃料电池发电系统的结构图16是表示本发明的实施方式9的燃料电池发电系统的动作的流程
图17是表示本发明的实施方式10的燃料电池发电系统的结构图; 图18是表示本发明的实施方式10的燃料电池发电系统的动作的流程
图19是表示现有的燃料电池发电系统的结构图。
图中1、 45 —脱硫部;2、 46 —改质部;3、 47 —置换反应部;4、 48 一选择氧化反应部;5、 21、 22、 24、 26、 30、 50、 51、 53、 54—控制部; 11、 31—燃料电池;12、 32 —燃料处理装置;13、 34—原料供给源;14、 35 —原料气体供给路;15、 36 —原料气体阻断阀;16、 37 —燃料气体供给 路;17—燃料气体阻断阀;18、 43 —燃料处理装置旁路;19、 44一旁路阀; 20、 49一压力计;23、 52—温度检测器;33 —燃烧器;27、 38 —燃料气体 排出路;39—燃料电池旁路;40 —燃料流路切换阀;25、 41一燃料电池出 口阀;42—燃料气体排出路阀;55 —火焰检测器。
具体实施例方式
以下,参考

本发明的实施方式。 (实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的燃料电池发电系统的结构图。如图
1所示,本实施方式1的燃料电池发电系统具备利用燃料气体和氧化剂 气体进行发电的燃料电池11、对原料气体进行水蒸气改质而生成富氢的燃
料气体的燃料处理装置12、以及向燃料处理装置12供给原料气体的原料 供给源13。另外,还设置有将原料气体从原料供给源13向燃料处理装置 12供给的原料气体供给路14、和将燃料气体从燃料处理装置12供给到燃 料电池11的燃料气体供给路16。另外,在原料气体供给路14上设置有原 料气体阻断阀15,其对向燃料处理装置12供给的原料气体进行供给/阻 断,在燃料气体供给路16上设置有燃料气体阻断阀17,其进行流向燃料 电池11的燃料气体的供给/阻断和防止在停止时气体从燃料电池11的倒 流。
进而,以原料气体以及燃料气体的流通方向为基准,设置有燃料处理 装置旁路18,其将从原料供给源13供给的原料气体从原料气体阻断阔15 的上游的原料气体供给路14分支,并在燃料气体阻断阀17的上游的燃料 气体供给路16合流,在该燃料处理装置旁路18上设置有旁路阀19,其对 流向燃料处理装置旁路18的原料气体进行供给/阻断。另外,还设置有用
于控制这些原料气体阻断阀15、燃料气体阻断阀17、以及旁路阀19的控 制部5。
上述燃料处理装置12具有脱硫部l,其除去从原料供给源13供给
的原料气体的硫磺成分;和改质部2,其对除去了硫磺成分的原料气体进 行水蒸气改质,生成富氢的燃料气体。进而,燃料处理装置12还具备
置换反应部3,其进行从燃料气体中含有的一氧化碳和水蒸气生成氢和二 氧化碳的置换反应;和选择氧化反应部4,其进行使在置换反应部3中没 有被除去的一氧化碳和氧反应生成二氧化碳的选择氧化反应。通过这些置 换反应部3和选择氧化反应部4,降低燃料气体中含有的一氧化碳。
此外,本发明的第一原料气体供给路的一个例子相当于原料气体供给 路14,本发明的第一阀的一个例子相当于本实施方式1的原料气体阻断阀 15。另外,本发明的第二阔的一个例子相当于本实施方式l的燃料气体阻 断阀17,本发明的第二原料气体供给路的一个例子相当于本实施方式1 的燃料处理装置旁路18。另外,本发明的原料气体供给控制部以及本发明 的第三阀的一个例子相当于本实施方式1的旁路阀19,本发明的控制部的 一个例子相当于本实施方式1的控制部5。
另外,在本实施方式1中,在燃料处理装置12内设置有脱硫部1,不 过,当然也可以设置在原料供给源13和原料气体阻断阀15之间。
另外,由本发明的第一阀以及第二阀封闭的流路的一个例子,在本实 施方式1中,相当于由原料气体阻断阀15以及燃料气体阻断阀17进行阻 断的、燃料处理装置12以及原料气体供给路14以及燃料气体供给路16 的一部分。以下,也称为包括燃料处理装置12的密闭空间。
另外,作为原料气体,考虑了甲垸、天然气、城市煤气等。进而,作 为原料供给源13,考虑了填充有甲垸或天然气等碳氢系气体的氧化瓶或城 市煤气等的配管。
以下,对于上述结构的本实施方式1的燃料电池发电系统的动作进行 说明。
首先,对于本实施方式1的燃料电池发电系统的发电时的动作进行说明。
通过打开原料气体阻断阀15和燃料气体阻断阀17,关闭旁路阀19,
原料供给源13的原料气体通过原料气体供给路14被供给到燃料处理装置
12。被供给到燃料处理装置12的原料气体在脱硫部1中被除去原料气体 中的硫磺成分,由改质部2在60(TC以上的高温下和水蒸气一起进行改质 反应,生成富氢的燃料气体。然后,由燃料处理装置12的置换反应部3 以及选择氧化反应部4将燃料气体中含有的一氧化碳除去直到其浓度不会 对燃料电池11的催化剂造成影响为止。
由燃料处理装置12充分降低了一氧化浓度的富氢燃料气体,通过燃 料气体供给路16供给到燃料电池11,和供给的空气一起进行发电。而且, 从燃料电池11将没有用于发电的氢、水蒸气、二氧化碳、和一氧化碳的 混合气体从燃料电池11的排出侧排出。
接着,对于本实施方式1的燃料电池发电系统的发电结束后的动作进 行说明。而且,在对于本实施方式1的燃料电池发电系统的发电结束后的 动作进行说明的同时,还对于本发明的燃料电池发电系统的运转方法的一 个实施方式进行说明。并且,对于以下的实施方式也同样。
停止向燃料电池11供给的空气的供给,同时关闭原料气体阻断阀15, 停止向燃料处理装置12供给原料气体。另外,关闭燃料气体阻断阀17, 停止向燃料电池11供给燃料气体。
接着,打开旁路阀19,通过燃料处理装置旁路18将原料气体向燃料 气体阻断阀17的上游的燃料气体供给路16供给。若原料气体的供给结束, 则关闭旁路阀19,封闭燃料处理装置旁路18。而且,对于通过上述的燃 料处理装置旁路18的原料气体的供给停止,虽然使用了旁路阀19,但在 从不同于第一原料供给源的第二原料供给源停止供给原料气体的情况下, 若使用能够控制原料的供给停止的第二原料供给源,即使不使用旁路阀 19,也能够实现本实施方式的燃料电池发电系统的运转方法。
根据上述本实施方式1的燃料电池发电系统的结构以及运转方法,可 以得到如下的作用效果。
在停止时,燃料处理装置12、及原料气体供给路14以及燃料气体供 给路16的一部分,由于被原料气体阻断阀15以及燃料气体阻断阀17阻 断,所以为密闭状态。因此,随着时间的推移,燃料处理装置12等的内 部温度下降,引起压力下降。进而,由于在内部封入的燃料气体中的水蒸
气冷凝,从而引起压力进一步下降。
但是,在本实施方式1中,通过燃料处理装置旁路18将原料气体供 给到燃料气体阻断阀17上游的燃料气体供给路16,因此,能够实现包括
燃料处理装置12的密闭空间的压力恢复。
另外,若改质部2的改质催化剂在40(TC以上的温度,形成水蒸气不 足的甲烷等的碳氢气氛,则在催化剂上析出碳,引起催化剂性能的恶化。 但是,在本实施方式1中,由于从燃料处理装置12的下游供给原料气体, 所以对应于压力下降将原料气体供给到位于改质部2的下游侧的置换反应 部3以及选择氧化反应部4。因此,在位于上游的改质部2,例如即使流 入了原料气体,也会因扩散而流入的程度为极少量,另外因为在改质部2 内残留有少量的水蒸气,从而不会对催化剂性能带来影响,可以确保性能。
另外,也可以将燃料处理装置旁路18的下游端(原料气体流出侧) 连接在本发明的一氧化碳降低部的途中的一例即置换反应部3和选择氧化 反应部4之间。
另外,本发明的一氧化碳降低部的一例相当于本实施方式1的置换反 应部3以及选择氧化反应部4,但是也可以只是置换反应部,此时,优选 燃料处理装置旁路18的下游端(原料气体流出侧)与置换反应部3的下 游侧连接。总之,只要改质部2的下游侧具有规定容量即可,使得假如通 过燃料处理装置旁路18供给的原料气体流入到改质部2内,也只是流入 不会对催化剂性能带来影响的量。
如此,通过燃料处理装置旁路18供给的原料气体即使流入到改质部2 内,例如在改质器2的下游侧也只是流入不会对催化剂性能带来影响的量 的原料气体,通过进行设计,从能够实现上述情况的具有足够容量的部位 供给原料气体,从而在改质部2内析出碳的可能性下降,可以抑制催化剂 性能的下降。
因此,如本实施方式那样,能够发挥如下效果通过从改质部的下游 侧的一氧化碳降低部的途中、或其下游侧的流路供给原料气体,使得在系 统运转停止处理时即使改质部处于析出碳的温度区域,也能够利用原料气 体避免包括燃料处理装置的密闭空间内的负压化。
而且,该效果在以下所述的实施方式的结构中也同样。
另外,在本实施方式1中,对于实施一次的"通过打开旁路阀19向 燃料气体供给路16供给原料气体"的情况进行了说明,但该动作是用于 "使包括燃料处理装置12的密闭空间的压力恢复",从而可以进行多次。
(实施方式2)
图2是表示本发明的实施方式2的燃料电池发电系统的结构图。此处, 对于和图1相同的构件且具有相同功能的部分标注相同的符号,省略说明。 本实施方式2的燃料电池发电系统,基本结构与图1所示的实施方式1的
燃料电池发电系统相同,但在如下的点上不同,BP,具有检测原料气体
阻断阀15和燃料处理装置12之间的原料气体供给路14的压力的压力计 20,和取代实施方式1的控制部5的、接收压力计20的信号来控制旁路 阀19的开闭的控制部21。而且,本实施方式2的压力计20以及控制部 21相当于本发明的压力检测部以及控制部的一例。
对于本实施方式2的燃料电池发电系统的发电时的动作,由于和实施 方式1相同,所以省略,参考图3只对本实施方式2的燃料电池发电系统 的发电结束后的动作进行说明。而且,图3是表示本实施方式2的燃料电 池发电系统的发电结束时的动作的流程图。
停止向燃料电池ll供给的空气的供给(Sl),同时关闭原料气体阻断 阀15 (S2),停止向燃料处理装置12供给原料气体。另外,关闭燃料气体 阻断阀17 (S3),停止向燃料电池11供给燃料气体。
接着,利用压力计20,检测包括燃料处理装置12的密闭空间的燃料 处理装置12上游侧的压力P (S4)。检测到的压力P通过控制部21与本发 明的第一规定阈值的一例即第一压力阈值P1进行比较(S5)。在此,第一 压力阈值P1是在密闭空间的内压为Pl以下时用于使密闭空间的压力恢复 的设定值。因此,P1的上限值设定成低于向系统供给的原料气体压力的值。 另外,Pl的下限值设定成高于系统的性能上以及构造上可以承受的低压侧 压力的值。例如,在原料气体是都市煤气的情况下,供给压力是1.0 2. 5kPa (计示压力),所以Pl设定成低于2. 5kPa的值。
另外,若原料气体阻断阀15或燃料气体阻断阀17使用了电磁阀的密 闭空间成为负压,则频繁发生电磁阀的阀粘滞,存在下次无法启动的情况。
为了抑制这种情况,Pl优选设定成0kPa (计示压力)以上的值。另外, 在向成为负压的密闭空间供给都市煤气的情况下,气体一下子流入,使得 应用(系统外部的配管、煤气旋塞等)侧一瞬间成为负压,因此,安全装 置(煤气表内的阻断装置、煤气旋塞的保险丝等)动作,停止供给气体。 其结果是即使进行压力恢复动作,这以后的压力恢复也无法进行,并且因 安全装置引起下游的气体配管的进一步负压化,存在系统下次无法启动的 情况。为了抑制这种情况,Pl优选设定在OkPa以上的值。
进而,在系统万一发生故障的情况下,可以引起空气向原料气体供给 路倒流的情况。由此,在向密闭空间供给都市煤气时,优选尽量不成为负 压。
在PSP1时,打开旁路阀19 (S6),通过燃料处理装置旁路18,将原 料气体供给到燃料气体阻断阀17上游的燃料气体供给路16。通过向该燃 料气体供给路16供给原料气体,使包括燃料处理装置12的密闭空间的压 力恢复。
接着,检测压力P,通过控制部21对检测到的压力P和本发明的第二 规定阈值的一例即第二压力阈值P2进行比较(S7),在P^P2时,关闭旁 路阀19 (S8),密封燃料处理装置旁路18。在此,第二压力阈值P2是在 密闭空间的内压为P2以上时用于使压力恢复结束的设定值。因此,P2设 定在向系统供给的原料气体的供给压力的范围内。例如,在原料气体是都 市煤气的情况下,供给压力是1.0 2.5kPa (计示压力),所以P2设定成 低于都市煤气的供给压力的值。
若采用上述本实施方式2的燃料电池发电系统的结构以及运转方法, 则可以得到以下作用效果。
在停止时,燃料处理装置12、及原料气体供给路14以及燃料气体供 给路16的一部分,由于被原料气体阻断阀15以及燃料气体阻断阀17阻 断,所以成为密闭状态。因此,随着时间的推移,燃料处理装置12等的 内部温度下降,引起压力下降。进而,由于在内部封入的燃料气体中的水 蒸气冷凝,从而引起压力进一步下降。
但是,在本实施方式2中,由压力计20检测上述密闭空间的压力, 若该压力成为第一压力阈值P1以下,则通过燃料处理装置旁路18向燃料
气体阻断阀17上游的燃料气体供给路16供给原料气体。若通过该原料气 体供给使得由压力计20检测到的压力成为第二压力阈值P2以上,则关闭
旁路阀19,进行流路封闭,因此,可以实现包括燃料处理装置12的密闭
空间的压力恢复。
另外,若改质部2的改质催化剂在40(TC以上的温度,形成水蒸气不 足的甲垸等的碳氢气氛,则在催化剂上析出碳,引起催化剂性能的恶化。 但是,在本实施方式中,由于从燃料处理装置12的下游供给原料气体, 所以对应于压力下降将原料气体供给到位于改质部2的下游侧的置换反应 部3以及选择氧化反应部4。因此,在位于上游的改质部2,例如即使流 入了原料气体,也会因扩散而流入的程度为极少量,另外因为在改质部2 内残留有少量的水蒸气,从而不会对催化剂性能带来影响,可以确保性能。
另外,在本实施方式2中,对于实施一次的"通过打开旁路阀19向 燃料气体供给路16供给原料气体"的情况进行了说明,但该动作是用于 "使包括燃料处理装置12的密闭空间的压力恢复",所以根据在控制部21 中的来自压力计20的压力信号,可以进行多次。
另外,若将上述第一压力阈值Pl和第二压力阈值P2设定成P2^Pl , 则由于能够充分地进行原料气体的供给,所以优选。另外,若将上述第一 压力阈值P1设定成P1X),则由于能够可靠地避免密闭空间的负压,所以 优选。
进而,在使用一般的家庭用都市煤气作为原料气体时,由于该气体压 力以计示压力计是1. 0kPa 2. 5kPa,所以优选设定成1. 0^P2。
这是因为,若将P2例如设定为1.5kPa(计示压力),则在供给压设置 于1. 2kPa (计示压力)的低压区域的系统中,由于压力只能恢复到1. 2kPa (计示压力),所以压力恢复动作不会结束,应用侧和密闭空间连通的状 态持续。因此,通过将P2设定为l.OkPa以下(计示压力),使得从低压 区域到高压区域的整个区域,都能够可靠地结束压力恢复动作,结果是应 用侧和密闭空间被原料气体阻断阀15划分开,从而能够可靠地实现流路 的密封。
另外,在本实施方式2中,虽然"压力计20装备在原料气体阻断阀 15和燃料处理装置12之间的原料气体供给路14上",但只要压力计20
能够检测因原料气体阻断阀15和燃料气体阻断阀17而密闭的至少包括燃 料处理装置12的空间的压力即可,因此,也可以装备在燃料处理装置12
和燃料气体阻断阀17之间的燃料气体供给路16上,还可以装备于旁路阀 19下游的燃料处理装置旁路18上,也可以装备于燃料处理装置12内。
(实施方式3)
图4是表示本发明的实施方式3的燃料电池发电系统的结构图。此处, 对于和图2相同的构件且具有相同功能的部分标注相同的符号,省略说明。 本实施方式3的燃料电池发电系统,基本结构与图2所示的实施方式2的 燃料电池发电系统相同,但在如下的点上不同,S卩,具有取代实施方式2 的控制部21的控制部22,其还具有接收压力计20的信号来控制燃料气体 阻断阀17的开闭的功能。因此,以本不同点为中心进行说明。此外,本 发明的控制部的一个例子相当于本实施方式3的控制部22。
对于本实施方式3的燃料电池发电系统的动作,由于和实施方式2相 同,所以参考图5只对发电结束后的动作进行说明。而且,图5是表示本 实施方式3的燃料电池发电系统的停止时的动作的流程图。
停止向燃料电池11供给的空气的供给(Sll),同时关闭原料气体阻 断阀15 (S12),停止向燃料处理装置12供给原料气体。
接着,利用压力计20,检测燃料处理装置12上游侧的压力P (S13)。 检测到的压力P通过控制部22与第三压力阈值P3进行比较(S14)。在此, 第三压力阈值P3是在可成为密闭空间的空间的内压为P3以下时用于使空 间密闭的设定值。因此,P3的上限值被设定成低于系统的性能上以及构造 上可以承受的高压侧压力的值。另外,P3的下限值设定成比P1高的值, 以防止流路被密闭之前的压力恢复动作。
若P^P3,则关闭燃料气体阻断阀17 (S15),停止向燃料电池ll供 给燃料气体,并且密封燃料处理装置12以及原料气体供给路14和燃料气 体供给路16的一部分,成为密闭状态。
接着,利用压力计20检测包括燃料处理装置12的密闭空间的燃料处 理装置12上游侧的压力P (S16)。检测到的压力P通过控制部22与第一 压力阈值P1进行比较(S17)。
在PSP1时,打开旁路阀19 (S18),通过燃料处理装置旁路18,将
原料气体供给到燃料气体阻断阀17上游的燃料气体供给路16。通过向该 燃料气体供给路16供给原料气体,使得包括燃料处理装置12的密闭空间
的压力恢复。
接着,检测压力P (S19),通过控制部22对检测到的压力P和第二压 力阈值P2进行比较(S20),在P^P2时,关闭旁路阀19 (S21),密封燃 料处理装置旁路18。
若采用上述本实施方式3的燃料电池发电系统的结构以及运转方法, 则在实施方式2所说明的作用效果以外,还可以进一步得到以下的作用效 果。
为了停止发电,停止供给原料气体和改质用的水,由此在燃料处理装 置12中的氢的生成停止。另外,原料气体通过关闭原料气体阻断阀15而 可以瞬间停止供给。
另一方面,即使停止改质用的水的供给,在即将停止之前供给到燃料 处理装置12内部的水,也会在此后因内部的余热而加热蒸发。因此,若 在停止供给原料气体的同时还关闭燃料气体阻断阀17,则包括燃料处理装 置12的密闭空间的内部压力异常上升。
但是,在本实施方式3中,在由压力计20检测燃料处理装置12的上 游侧的压力,并且该压力在本发明的第三规定阈值即第三压力阈值P3以 上时,打开燃料气体阻断阀17,确保通向燃料电池11的燃料气体流路。 如此,通过将含有在改质部2的内部被加热蒸发的高压力的水蒸气的燃料 气体向燃料处理装置12的下游的燃料电池11排出,可以降低内部压力。 另外,若由压力计20检测到的压力下降到第三压力阈值P3以下,则可以 关闭燃料气体阻断阀17,使包括燃料处理装置12的空间成为密闭状态。
(实施方式4)
图6是表示本发明的实施方式4的燃料电池发电系统的结构图。此处, 对于和图2相同的构件且具有相同功能的部分标注相同的符号,省略说明。 本实施方式4的燃料电池发电系统,基本结构与图2所示的实施方式2的 燃料电池发电系统相同,但在如下的点上不同,即,具有取代压力计20
的、检测原料气体阻断阀15和燃料处理装置12之间的原料气体供给路14 的温度的温度检测器23;和取代实施方式2的控制部21的、接收温度检
测器23的信号来控制旁路阀19的开闭的控制部24。因此,以本不同点为 中心进行说明。此外,本实施方式3中的温度检测器23以及控制部24是 本发明的温度检测部以及控制部的一个例子。
对于本实施方式4的燃料电池发电系统的动作,由于和实施方式2相 同,所以参考图7只对发电结束后的动作进行说明。而且,图7是表示本 实施方式4的燃料电池发电系统的发电结束时的动作的流程图。
停止向燃料电池11供给的空气的供给(S31),同时关闭原料气体阻 断阀15 (S32),停止向燃料处理装置12供给原料气体。另外,关闭燃料 气体阻断阀17 (S33),停止向燃料电池ll供给燃料气体。
利用温度检测器23,检测包括燃料处理装置12的密闭空间的燃料处 理装置12上游侧的温度T (S34)。检测到的温度T通过控制部24与温度 阈值T1进行比较(S35)。
在此,在T^T1时,打开旁路阀19 (S36),通过燃料处理装置旁路 18,将原料气体供给到燃料气体阻断阀17上游的燃料气体供给路16。若 向该燃料气体供给路16供给原料气体结束,则关闭旁路阀19 (S37),密 封燃料处理装置旁路18。
若采用上述本实施方式4的燃料电池发电系统的结构以及运转方法, 则可以得到以下作用效果。
在停止时,燃料处理装置12、及原料气体供给路14以及燃料气体供 给路16的一部分,由于被原料气体阻断阀15以及燃料气体阻断阀17阻 断,所以为密闭状态。因此,随着时间的推移,燃料处理装置12等的内 部温度下降,引起压力下降。进而,由于在内部封入的燃料气体中的水蒸 气冷凝,从而引起压力进一步下降。
图8是表示图6所示的燃料电池发电系统停止时的包括燃料处理装置 12的密闭空间的、基于温度检测器23的温度变化和压力变化的图。如图 8所示,随着温度下降,压力也下降。因此,在本实施方式4中,通过取 代在实施方式2中使用的压力计20而使用温度检测器23,从而能够检测 包括燃料处理装置12的密闭空间内的压力的下降。
如上所述,在本实施方式4中,若由温度检测器23检测上述密闭空 间的温度,且该温度比温度阈值T1低,则通过燃料处理装置旁路18向燃
料气体阻断阀17上游的燃料气体供给路16供给原料气体,原料气体的供 给结束后,关闭旁路阀19,封闭流路,因此,可以实现包括燃料处理装置 12的密闭空间的压力恢复。此外,本发明的第四规定阈值的一例相当于本 实施方式4的温度阈值T1。
另外,若改质部2的改质催化剂在40(TC以上的温度,形成水蒸气不 足的甲烷等的碳氢气氛,则在催化剂上析出碳,引起催化剂性能的恶化。 但是,在本实施方式中,由于对应于温度下降从燃料处理装置12的下游 供给原料气体,所以将原料气体供给到位于改质部2的下游侧的置换反应 部3以及选择氧化反应部4。因此,在位于上游的改质部2,例如即使流 入了原料气体,也会因扩散而流入的程度为极少量,另外因为在改质部2 内残留有少量的水蒸气,从而不会对催化剂性能带来影响,可以确保性能。 另外,在本实施方式4中,对于实施一次的"通过打开旁路阀19向 燃料气体供给路16供给原料气体"的情况进行了说明,但该动作是用于 "使包括燃料处理装置12的密闭空间的压力恢复",所以也可以在控制部 24中设定多个温度阈值T1、 T2、 T3…,根据来自温度检测器23的温度信
号进行多次。
另外,在本实施方式4中,虽然"温度检测器23装备在原料气体阻 断阀15和燃料处理装置12之间的原料气体供给路14上",但只要温度检 测器23能够检测因原料气体阻断阀15和燃料气体阻断阀17而密闭的至 少包括燃料处理装置12的空间的温度即可,因此,也可以装备在燃料处 理装置12和燃料气体阻断阀17之间的燃料气体供给路16上,还可以装 备于旁路阀19下游的燃料处理装置旁路18上,进而还可以装备于燃料处 理装置12的内部。
(实施方式5)
图9是表示本发明的实施方式5的燃料电池发电系统的结构图。此处, 对于和图1相同的构件且具有相同功能的部分标注相同的符号,省略说明。 本实施方式5的燃料电池发电系统,基本结构与图1所示的实施方式1的
燃料电池发电系统相同,但在如下的点上不同,g卩,取代燃料气体阻断阀 17,以燃料气体的流通方向为基准,在燃料电池11的下游的燃料气体排
出路27上具备燃料电池出口阻断阀25,且燃料处理装置旁路18与燃料气 体排出路27合流。另外,取代实施方式l的控制部5,设置有用于控制原 料气体阻断阀15、旁路阀19、以及燃料电池出口阻断阀25的控制部26。 此外,本发明的控制部的一例相当于本实施方式5的控制部26,本发明的 第二阀的一例相当于本实施方式5的燃料电池出口阻断阀25。
对于本实施方式5的燃料电池发电系统的发电时的动作,由于和实施 方式1相同,所以只对本实施方式5的燃料电池发电系统的发电结束后的 动作进行说明。
停止向燃料电池11供给的空气的供给,同时关闭原料气体阻断阀15, 停止向燃料处理装置12供给原料气体。另外,关闭燃料电池出口阻断阀 25,密封包括燃料电池11和燃料处理装置12的空间,形成密闭空间。
接着,打开旁路阀19,通过燃料处理装置旁路18将原料气体向燃料 电池出口阻断阀25的上游的燃料气体排出路27供给。若原料气体的供给 结束,则关闭旁路阀19,封闭燃料处理装置旁路18。
根据上述本实施方式5的燃料电池发电系统的结构以及运转方法,可 以得到如下的作用效果。
在停止时,燃料电池11、燃料处理装置12、及原料气体供给路14以 及燃料气体供给路16以及燃料气体排出路27的一部分,由于被原料气体 阻断阀15以及燃料电池出口阻断阀25阻断,所以为密闭状态。因此,随 着时间的推移,燃料处理装置12等的内部温度下降,引起压力下降。进 而,由于在内部封入的燃料气体中的水蒸气冷凝,从而引起压力进一步下 降。
但是,在本实施方式5中,通过燃料处理装置旁路18将原料气体供 给到燃料电池出口阻断阀25上游的燃料气体排出路27,因此,能够通过 燃料电池11及燃料气体供给路16实现包括燃料处理装置12的密闭空间 的压力恢复。
另外,若改质部2的改质催化剂在40(TC以上的温度,形成水蒸气不 足的甲烷等的碳氢气氛,则在催化剂上析出碳,引起催化剂性能的恶化。
但是,在本实施方式5中,由于从燃料电池11的下游供给原料气体,所: 以对应于压力下降将原料气体供给到位于改质部2的下游侧的置换反应部 3、选择氧化反应部4以及燃料电池11。因此,在位于上游的改质部2, 例如即使流入了原料气体,也会因扩散而流入的程度为极少量,另外因为
在改质部2内残留有少量的水蒸气,从而不会对催化剂性能带来影响,可
以确保性能。
另外,在本实施方式5中,由于从燃料电池ll的下游供给原料气体, 所以通过驱走燃料电池组套(stack)内部的水蒸气,抑制随着停止处理 时的组套温度下降而使得阳极路径内的水冷凝,发挥可以抑制下次运转时 的溢流的效果。
而且,本发明的一氧化碳降低部的一例相当于本实施方式5的置换反 应部3以及选择氧化反应部4,但也可以只是置换反应部。
(实施方式6)
图10是表示本发明的实施方式6的燃料电池发电系统的结构图。如 图10所示,本实施方式6的燃料电池发电系统具备利用燃料气体和氧 化剂气体进行发电的燃料电池31、对原料气体进行水蒸气改质而生成富氢 的燃料气体的燃料处理装置32、以及向燃料处理装置32供给原料气体的 原料供给源34。燃料处理装置32和实施方式1相同,具有脱硫部45、 改质部46、置换反应部47、和选择氧化反应部48,还设置有对该改质部 46进行加热的燃烧器33。
而且,还设置有将原料气体从原料供给源34向燃料处理装置32供给 的原料气体供给路35、将燃料气体从燃料处理装置32供给到燃料电池31 的燃料气体供给路37、和将在燃料电池31中的没有用于发电的燃料气体 供给到燃烧器33的燃料气体排出路38。另外,设置有连接这些燃料气体 供给路37和燃料气体排出路38,并将燃料气体绕过燃料电池31而供给到 燃料气体排出路38的燃料电池旁路39。
另外,在原料气体供给路35上设置有原料气体阻断阀36,其进行流 向燃料处理装置32的原料气体的供给/阻断,在燃料电池旁路39和燃料 气体供给路37的合流部设置有燃料流路切换阀40,其将燃料气体切换到
燃料电池31侧或燃料电池旁路39侦lj。另外,在燃料电池旁路39和燃料
气体排出路38的合流部与燃料电池31之间的燃料气体排出路38上,设 置有在停止时防止燃料电池11的气体倒流的燃料电池出口阀41。另外, 在燃料电池旁路39和燃料气体排出路38的合流部与燃烧器33之间的j:然 料气体排出路38上,设置有燃料气体排出路阀42,其进行向燃烧器33 的燃料气体的供给/阻断和防止在停止时来自燃烧器33的空气等的气体倒 流。
设置有燃料处理装置旁路43,其使来自原料供给源34的原料气体在 原料气体阻断阀36上游的原料气体供给路35分支,并合流于燃料气体排 出路阀42的上游且燃料电池出口阀41的下游的燃料气体排出路38,在燃 料处理装置旁路43上设置有进行流向燃料处理装置旁路43的原料气体的 供给/阻断的旁路阀44。
另外,设置有控制原料气体阻断阀36、燃料流路切换阀40、燃料电 池出口阀41、燃料气体排出路阀42、以及旁路阀44的控制部30。
此外,本发明的第一原料气体供给路的一例相当于本实施方式6的原 料气体供给路35,本发明的第一阀的一例相当于本实施方式6的原料气体 阻断阀36。本发明的第二阀的一例相当于本实施方式6的燃料气体排出路 阀42。另外,本发明的第二原料气体供给路的一例相当于本实施方式6 的燃料处理装置旁路43,本发明的第三阀的一例相当于本实施方式6的旁 路阀44。另外,本发明的控制部的一例相当于本实施方式6的控制部30。
另外,本发明的加热部的一例在本实施方式6中相当于燃烧器33,虽 然进行改质部46的加热,但也可以进行置换反应部47、选择氧化反应部 48的加热。
另外,由本发明的第一阀和第二阀封闭的流路的一例在本实施方式6 中被原料气体阻断阀36、燃料流路切换阀40、以及燃料气体排出路阀42 阻断,相当于燃料处理装置32、燃料电池旁路39及原料气体供给路35、 燃料气体供给路37以及燃料气体排出路38的一部分。以下,还称为包括 燃料处理装置32的密闭空间。
另外,作为原料气体,可以考虑甲烷或天然气、城市煤气等。进而, 作为原料供给源34,可以考虑填充了甲垸或天然气等碳氢系气体的氧化瓶
或城市煤气等的配管。
以下,对于上述结构的本实施方式6的燃料电池发电系统的动作进行说明。
首先,对本实施方式6的燃料电池发电系统的发电时的动作进行说明。
打开原料气体阻断阀36和燃料气体排出路阀42,关闭燃料电池出口 阀41和旁路阀44,燃料流路切换阀40被切换到燃料电池旁路39侧,原 料供给源34的原料气体通过原料气体供给路35供给到燃料处理装置32。 供给到燃料处理装置32的原料气体在脱硫部45中被除去原料气体中的硫 磺成分,由改质部46在60(TC以上的高温下和水蒸气一起进行改质反应, 生成富氢的燃料气体。然后,由燃料处理装置32的置换反应部47以及选 择氧化反应部48将燃料气体中含有的一氧化碳除去,直到其浓度不会对 燃料电池31的催化剂造成损伤为止。
但是,由于在燃料处理装置32启动时燃料气体中的一氧化碳浓度高, 所以流入燃料气体供给路37的燃料气体,由燃料流路切换阀40供给到燃 料电池旁路39侧,通过燃料气体排出路38供给到燃烧器33。供给到燃烧 器33的燃料气体作为燃料处理装置32的加热源而被燃烧。
另一方面,若燃料气体中的一氧化碳浓度下降,则燃料流路切换阀40 被切换到燃料电池31侧,打开燃料电池出口阀41。通过燃料处理装置32
充分降低了一氧化碳浓度的富氢的燃料气体通过燃料气体供给路37被供 给向燃料电池31,和供给空气一起进行发电。而且,从燃料电池31将没 有用于发电的燃料气体从燃料电池31的排出侧排出,通过燃料气体排出 路38供给到燃烧器33而被燃烧。
接着,对于本实施方式6的燃料电池发电系统的发电结束后的动作进 行说明。而且,在对于本实施方式6的燃料电池发电系统的发电结束后的 动作进行说明的同时,还对于本发明的运转方法的一个实施方式进行说 明。并且,对于以下的实施方式也同样。
停止向燃料电池31供给的空气的供给,同时关闭原料气体阻断阀36, 停止向燃料处理装置32供给原料气体。另外,将燃料流路切换阀40切换 到燃料电池旁路39顶ij,关闭燃料电池出口阀41,停止向燃料电池31供给 燃料气体,燃料电池31处于密闭状态。进而,关闭燃料气体排出路阀42,
停止向燃烧器33供给燃料气体,并且包括燃料处理装置32的空间成为密 闭状态。
接着,打开旁路阀44,通过燃料处理装置旁路43向燃料气体排出路 阀42的上游的燃料气体排出路38供给原料气体。若原料气体的供给结束, 则关闭旁路阀44,封闭燃料处理装置旁路43。
若采用上述本实施方式6的燃料电池发电系统的结构以及运转方法, 则可以得到如下的作用效果。
在停止时,燃料处理装置32、燃料电池旁路39、及原料气体供给路 35、燃料气体供给路37、以及燃料气体排出路38的一部分,由于被原料 气体阻断阀36、燃料流路切换阀40以及燃料气体排出路阀42阻断,所以 为密闭状态。因此,随着时间的推移,燃料处理装置32等的内部温度下 降,引起压力下降。进而,由于在内部封入的燃料气体中的水蒸气冷凝, 从而引起压力进一步下降。但是,在本实施方式6中,由于通过燃料处理 装置旁路43将原料气体供给到燃料气体排出路阀42的上游的燃料气体排 出路38,因此,可以实现包括燃料处理装置32的密闭空间的压力恢复。
另外,若改质部46的改质催化剂在40(TC以上的温度,形成水蒸气不 足的甲烷等的碳氢气氛,则在催化剂上析出碳,引起催化剂性能的恶化。 但是,在本实施方式6中,从距燃料处理装置32具有配管距离的燃料气 体排出路阀42的上游附近对应于压力下降供给原料气体。在此,由于在 从具有改质催化剂的改质部46到被供给原料气体的燃料处理装置旁路 43,配置有置换反应部47、选择氧化反应部48、燃料气体供给路37的一 部分,燃料电池旁路39以及燃料气体排出路38的一部分,所以即使在改 质部46,例如流入了原料气体,也会因扩散而流入的程度为极少量,另外 因为在改质部46内残留有少量的水蒸气,从而不会对催化剂性能带来影 响,可以确保性能。
但是,在燃料电池旁路39将其流路从旁路39切换到燃料电池31时, 若在燃料电池侧和旁路侧压力损失存在较大差值,则对燃烧器33供给的 气体的流量急剧变动,燃烧稳定性变差。因此,通常,旁路39由截面积 非常小的流路构成,使得和燃料电池侧的压力损失相等。因此,若在旁路 39内残留有含有水蒸气的燃料气体,则在旁路39内在下次启动时产生积
水的问题,或产生因冻结而造成破损等的危险性。
因此,如在本实施方式6中所述那样,在通过原料气体供给进行升压 时,相比于残留燃料气体水分少的城市煤气等原料气体以经由旁路39注
入到氢生成装置的方式由燃料气体排出路38供给,从而排出旁路39内的
水分,发挥降低积水和冻结破损的危险性的效果。上述效果在以下实施方 式中也同样发挥。
另外,在本实施方式中,如上所述,由于供给水分少的城市煤气等原
料气体,所以还发挥在下次启动吋残留气体的燃烧时可以提高燃烧器33 的点火性的效果。
此外,防止该旁路39内的积水、冻结、以及提高点火性的效果在以 下的实施方式中也同样发挥。
另外,本发明的一氧化碳降低部的一例相当于本实施方式1的置换反 应部3以及选择氧化反应部4,但也可以只是置换反应部。另外,燃料处 理装置旁路43的下游端可以连接在本发明的一氧化碳降低部的途中的一 例即置换反应部47和选择氧化反应部48之间、可以连接在选择氧化反应 部48和燃料流路切换阀40之间、可以连接在燃料电池旁路39上、或连 接在燃料电池出口阀41和燃料气体排出路阀42之间。总之,只要改质部 46的下游侧有规定容量即可,使得通过燃料处理装置旁路43供给的原料 气体,即使流入到例如改质部46内,也只是流入不会对催化剂性能带来 影响的量。
此外,在本实施方式6中,对于实施一次的"通过打开旁路阀44向 燃料气体排出路38供给原料气体"的情况进行了说明,但该动作是用于 "使包括燃料处理装置32的密闭空间的压力恢复",从而可以进行多次。
(实施方式7 )
图11是表示本发明的实施方式7的燃料电池发电系统的结构图。此 处,对于和图10相同的构件且具有相同功能的部分标注相同的符号,省 略说明。本实施方式7的燃料电池发电系统,基本结构与图10所示的实 施方式6的燃料电池发电系统相同,但在如下的点上不同,g卩,具有检 测原料气体阻断阀36和燃料处理装置32之间的原料气体供给路35的压
力的压力计49;和取代实施方式6的控制部30的、接收压力计49的信号
来控制旁路阀44的开闭的控制部50。而且,本实施方式7的压力计49 以及控制部50是本发明的压力检测部以及控制部的一例。
对于本实施方式7的燃料电池发电系统的发电时的动作,由于和实施 方式6相同,所以省略,参考图12只对本实施方式7的燃料电池发电系 统的发电结束后的动作进行说明。而且,图12是表示本实施方式7的燃 料电池发电系统的停止时的动作的流程图。
停止向燃料电池31供给的空气的供给(S41),同时关闭原料气体阻 断阀36,停止向燃料处理装置32供给原料气体(S42)。另外,将燃料流 路切换阀40切换到旁路侧(S43),关闭燃料电池出口阀41 (S44),停止 向燃料电池31供给燃料气体,燃料电池31处于密闭状态。
进而,关闭燃料气体排出路阀42 (S45),停止向燃烧器33供给燃料 气体,并且包括燃料处理装置32的空间处于密闭状态。
利用压力计49,检测包括燃料处理装置32的密闭空间的燃料处理装 置32上游侧的压力P (S46)。检测到的压力P通过控制部50与第一压力 阈值P1进行比较(S47)。
在此,在P^P1时,打开旁路阀44 (S48),通过燃料处理装置旁路 43,将原料气体供给到燃料气体排出路阀42上游的燃料气体排出路38。 通过向该燃料气体排出路38供给原料气体,包括燃料处理装置32的密闭 空间的压力恢复。
接着,检测压力P (S49),通过控制部50对检测到的压力P和第二压 力阈值P2进行比较(S50),在P^P2时,关闭旁路阀44 (S51),密封燃 料处理装置旁路43。
若采用上述本实施方式7的燃料电池发电系统的结构以及运转方法, 则可以得到以下作用效果。
在停止时,燃料处理装置32、燃料电池旁路39、原料气体供给路35、 燃料气体供给路37以及燃料气体排出路38的一部分,由于被原料气体阻 断阀36、燃料流路切换阀40以及燃料气体排出路阀42阻断,所以为密闭 状态。因此,随着时间的推移,燃料处理装置32等的内部温度下降,引 起压力下降。进而,由于在内部封入的燃料气体中的水蒸气冷凝,从而引
起压力进一步下降。但是,在本实施方式7中,由压力计49检测上述的 包括燃料处理装置32的密闭空间的压力,若该压力成为第一压力阈值Pl
以下,则通过燃料处理装置旁路43向燃料气体排出路阀42的上游的燃料 气体排出路38供给原料气体。然后,若通过供给原料气体使得由压力计 49检测到的压力成为第二压力阈值P2以上,则关闭旁路阀44,进行封闭 流路,因此,可以实现包括燃料处理装置32的密闭空间的压力恢复。
另外,若改质部46的改质催化剂在40(TC以上的温度,形成水蒸气不 足的甲烷等的碳氢气氛,则在催化剂上析出碳,引起催化剂性能的恶化。 但是,在本实施方式7中,从距燃料处理装置32具有配管距离的燃料气 体排出路阀42的上游附近对应于压力下降供给原料气体。在此,由于在 从具有改质催化剂的改质部46到被供给原料气体的燃料处理装置旁路 43,配置有置换反应部47、选择氧化反应部48、燃料气体供给路37的一 部分,燃料电池旁路39以及燃料气体排出路38的一部分,所以即使在改 质部46,例如流入了原料气体,也会因扩散而流入的程度为极少量,另外 因为在改质部2内残留有少量的水蒸气,从而不会对催化剂性能带来影响, 可以确保性能。
此外,在本实施方式7中,对于实施一次的"通过打开旁路阀44向 燃料气体排出路38供给原料气体"的情况进行了说明,但该动作是用于 "使包括燃料处理装置32的密闭空间的压力恢复",根据在控制部50的 来自压力计49的压力信号,可以进行多次。
另外,若将上述第一压力阈值P1和第二压力阈值P2设定成P2^P1, 则由于能够充分地进行原料气体的供给,所以优选。另外,若将上述第一 压力阈值P1设定成P1^0,则由于能够可靠地避免密闭空间的负压,所以 优选。进而,在使用一般的家庭用城市煤气作为原料气体时,由于该气体 压力以计示压力计为1.0kPa 2. 5kPa,所以若设定成1. 0^P2,则由于能
够可靠地实现原料气体供给后的流路的密封,所以优选。此外,本发明的 第一规定阈值的一例相当于本实施方式7的第一压力阈值Pl,本发明的第 二规定阈值的一例相当于本实施方式7的第二压力阈值P2。
另外,在本实施方式7中,虽然"压力计49装备在原料气体阻断阀 36和燃料处理装置32之间的原料气体供给路35上",但只要压力计49
能够检测因原料气体阻断阀36和燃料气体排出路阀42而密闭的至少包括
燃料处理装置32的空间的压力即可,因此也可以装备在燃料处理装置32 和燃料流路切换阀40之间的燃料气体供给路37上。另外,还可以装备于 旁路阀44的下游的燃料处理装置旁路43上,还可以装备于燃料电池旁路 39或燃料电池出口阀41和燃料气体排出路阀42之间的燃料气体排出路 38上,还可以装备在燃料处理装置32内。
(实施方式8)
图13是表示本发明的实施方式8的燃料电池发电系统的结构图。此 处,对于和图11相同的构件且具有相同功能的部分标注相同的符号,省 略说明。本实施方式8的燃料电池发电系统,基本结构与图11所示的实 施方式7的燃料电池发电系统相同,但在如下的点上不同,g卩,相对于实 施方式7的控制部50具有控制部51,其还具有接收压力计49的信号来控 制燃料气体排出路阀42的开闭的功能。因此,以本不同点为中心进行说 明。此外,本发明的控制部的一个例子相当于本实施方式8的控制部51。
对于本实施方式8的燃料电池发电系统的动作,由于和实施方式7相 同,所以参考图14只对发电结束时的动作进行说明。而且,图14是表示 本实施方式8的燃料电池发电系统的停止时的动作的流程图。
停止向燃料电池31供给的空气的供给(S61),同时关闭原料气体阻 断阀36 (S62),停止向燃料处理装置32供给原料气体。另外,将燃料流 路切换阀40切换到燃料电池旁路39侧(S63),关闭燃料电池出口阀41 (S64),停止向燃料电池31供给燃料气体,燃料电池31处于密闭状态。
利用压力计49,检测燃料处理装置32上游侧的压力P (S65),检测 到的压力P通过控制部51与第三压力阈值P3进行比较(S66)。
在此,若P^P3,则关闭燃料气体排出路阀42 (S67),停止向燃料器 33供给燃料气体,并且包括燃料处理装置32的空间成为密闭状态。
接着,利用压力计49检测包括燃料处理装置12的密闭空间的燃料处 理装置32上游侧的压力P (S68)。检测到的压力P通过控制部46与第一 压力阈值P1进行比较(S69)。
在此,在P小于或者等于P1时,打开旁路阀44 (S70),通过燃料处理装置旁路
43,将原料气体供给到燃料气体排出路阀42上游的燃料气体排出路38。 通过向该燃料气体排出路38供给原料气体,使得包括燃料处理装置32的 密闭空间的压力恢复。
接着,检测压力P (S71),通过控制部51对检测到的压力P和第二压 力阈值P2进行比较(S72),在P^P2时,关闭旁路阀44 (S73),密封燃 料处理装置旁路43。
若采用上述本实施方式8的燃料电池发电系统的结构以及运转方法, 则在实施方式7所说明的作用效果以外,还可以进一步得到以下作用效果。
为了停止发电,停止供给原料气体和改质用的水,由此在燃料处理装 置32内的氢的生成停止。另外,原料气体通过关闭原料气体阻断阀36而 可以瞬间停止供给。 '
另一方面,即使停止了改质用的水的供给,在即将停止之前供给到燃 料处理装置32内部的水,也会在此后因内部的余热而被加热蒸发。因此, 若在停止供给原料气体的同时还关闭燃料气体排出路阀42,则包括燃料处 理装置32的空间的内部压力异常上升。
但是,在本实施方式8中,在由压力计49检测燃料处理装置32的上 游侧的压力,并且该压力在第三压力阈值P3以上时,打开燃料气体排出 路阀42,确保从燃料处理装置32通过燃料电池旁路39,通向燃烧器33 的燃料气体流路。如此,通过将含有在改质部46的内部加热蒸发了的压 力高的水蒸气的燃料气体排出向燃料处理装置12的下游的燃烧器33,可 以降低内部压力。另外,若由压力计49检测到的压力下降到在第三压力 阈值P3以下,则关闭燃料气体排出路阀42,可以使包括燃料处理装置32 的空间成为密闭状态。而且,本发明的第三规定阈值的一例相当于本实施 方式8的第三压力阈值P3。
(实施方式9)
图15是表示本发明的实施方式9的燃料电池发电系统的结构图。此 处,对于和图11相同的构件且具有相同功能的部分标注相同的符号,省 略说明。本实施方式9的燃料电池发电系统,基本结构与图11所示的实 施方式7的燃料电池发电系统相同,但在如下的点上不同,即,具有取
代实施方式7的压力计49的、检测原料气体阻断阀36和燃料处理装置32 之间的原料气体供给路35的温度的温度检测器52;和取代实施方式7的 控制部50的、接收温度检测器52的信号来控制旁路阀44的开闭的控制 部53。因此,以本不同点为中心进行说明。此外,本实施方式9中的温度 检测器52以及控制部53是本发明的温度检测部以及控制部的一个例子。
对于本实施方式9的燃料电池发电系统的动作,由于和实施方式7相 同,所以参考图16只对发电结束时的动作进行说明。而且,图16是表示 本实施方式9的燃料电池发电系统的停止时的动作的流程图。
停止向燃料电池31供给的空气的供给(S81),同时关闭原料气体阻 断阀36 (S82),停止向燃料处理装置32供给原料气体。另外,将燃料流 路切换阀40切换到燃料电池旁路39侧(S83),关闭燃料电池出口阀41 (S84),停止向燃料电池31供给燃料气体,燃料电池31处于密闭状态。
进而,关闭燃料气体排出路阀42 (S85),停止向燃烧器33供给燃料 气体,并且包括燃料处理装置32的空间处于密闭状态。
利用温度检测器52,检测包括燃料处理装置32的密闭空间的燃料处 理装置32上游侧的温度T (S86)。检测到的温度T通过控制部53与温度 阈值T1进行比较(S87)。
在此,在T^T1时,打开旁路阀44 (S88),通过燃料处理装置旁路 43,将原料气体供给到燃料气体排出路阀42上游的燃料气体排出路38。 而且,若向燃料气体排出路38供给原料气体结束,则关闭旁路阀44(S89), 密封燃料处理装置旁路43。
若采用上述本实施方式9的燃料电池发电系统的结构以及运转方法, 则可以得到以下作用效果。
在停止时,燃料处理装置32、燃料电池旁路39、及原料气体供给路 35、燃料气体供给路37以及燃料气体排出路38的一部分,由于被原料气 体阻断阀36、燃料流路切换阀40以及燃料气体排出路阀42阻断,所以为 密闭状态。因此,随着时间的推移,燃料处理装置32等的内部温度下降, 引起压力下降。进而,由于在内部封入的燃料气体中的水蒸气冷凝,从而 引起压力进一步下降。
在此,与实施方式4同样,燃料电池发电系统停止时的包括燃料处理
装置32的密闭空间的基于温度检测器52的温度随着压力下降而下降。因
此,在本实施方式9中,通过取代在实施方式7中使用的压力计49而使 用温度检测器52,从而能够检测密闭空间内的压力下降。
如上所述,在本实施方式9中,若由温度检测器52检测上述密闭空 间的温度,且该温度比温度阈值T1低,则通过燃料处理装置旁路43向燃 料气体排出路阀42的上游的燃料气体排出路38供给原料气体,在原料气 体的供给结束后,关闭旁路阀44,封闭流路,因此,可以实现包括燃料处 理装置32的密闭空间的压力恢复。此外,本发明的第四规定阈值的一例 相当于本实施方式9的温度阈值T1。
另外,若改质部46的改质催化剂在40(TC以上的温度下,形成水蒸气 不足的甲垸等的碳氢气氛,则在催化剂上析出碳,引起催化剂性能的恶化。 但是,在本实施方式9中,从距燃料处理装置32具有配管距离的燃料气 体排出路阀42的上游附近对应于温度下降供给原料气体。在此,由于在 从具有改质催化剂的改质部46到被供给原料气体的燃料处理装置旁路 43,配置有置换反应部47、选择氧化反应部48、燃料气体供给路37的一 部分,燃料龟池旁路39以及燃料气体排出路38的一部分,所以即使在改 质部46,例如流入了原料气体,也会因扩散而流入的程度为极少量,另外 因为在改质部46内残留有少量的水蒸气,从而不会对催化剂性能带来影 响,可以确保性能。
另外,在本实施方式9中,对于实施一次的"通过打开旁路阀44向 燃料气体排出路38供给原料气体"的情况进行了说明,但该动作是用于 "使包括燃料处理装置32的密闭空间的压力恢复",在控制部53设定多 个温度阈值T1、 T2、 T3…,根据来自温度检测器52的温度信号,可以进
另外,在本实施方式9中,虽然"温度检测器52设置在原料气体阻 断阔36和燃料处理装置32之间的原料气体供给路35上",但只要温度检 测器52能够检测因原料气体阻断阀36和燃料气体排出路阀42而密闭的 至少包括燃料处理装置32的密闭空间的压力即可,因此也可以装备在燃 料处理装置32和燃料流路切换阀40之间的燃料气体供给路37上,还可 以装备于旁路阀44的下游的燃料处理装置旁路43上,还可以装备于燃料
电池旁路39或燃料电池出口阀41和燃料气体排出路阀42之间的燃料气
体排出路38上。进而还可以装备于燃料处理装置12内部。 (实施方式10)
图17是表示本发明的实施方式10的燃料电池发电系统的结构图。此 处,对于和图15相同的构件且具有相同功能的部分标注相同的符号,省 略说明。本实施方式10的燃料电池发电系统,基本结构与图15所示的实 施方式9的燃料电池发电系统相同,但在如下的点上不同,g卩,为了监视 燃烧器33的燃烧状态而具备火焰检测器55,进而取代实施方式9的控制 部53而具备控制部54,其具有接收火焰检测器55的信号来控制燃料气体 排出路阀42的开闭的功能。因此,以本不同点为中心说明。另外,本发 明的燃烧检测部的一例相当于本实施方式10的火焰检测器55,本发明的 控制部的一例相当于本实施方式10的控制部54。
对于本实施方式10的燃料电池发电系统的动作,由于和实施方式9 相同,所以参考图18只对发电结束时的动作进行说明。而且,图18是表 示本实施方式10的燃料电池发电系统的停止时的动作的流程图。
停止向燃料电池31供给的空气的供给(S91),同时关闭原料气体阻 断阀36 (S92),停止向燃料处理装置32供给原料气体。另外,将燃料流 路切换阀40切换到燃料电池旁路39侧(S93),关闭燃料电池出口阀41 (S94),停止向燃料电池31供给燃料气体,燃料电池31处于密闭状态。
控制部54接收从火焰检测器55输出的信号,检测燃烧器33中的燃 烧状态(S95)。若检测到燃烧器33中的燃烧停止(S96),则通过关闭燃 料气体排出路阀42 (S97),停止向燃烧器33供给燃料气体,并且包括燃 料处理装置32的空间处于密闭状态。
接着,利用温度检测器52,检测包括燃料处理装置32的密闭空间的 燃料处理装置32上游侧的温度T (S98)。捡测到的温度T通过控制部54 与温度阈值T1进行比较(S99)。
在此,在T^T1时,打开旁路阀44 (S100),通过燃料处理装置旁路 43,将原料气体供给到燃料气体排出路阀42上游的燃料气体排出路38。 若向燃料气体排出路38供给原料气体结束,则关闭旁路阀44 (S101),密
封燃料处理装置旁路43。而且,本发明的第四规定阈值相当于本实施方式 10的温度阈值T1。
若采用上述本实施方式10的燃料电池发电系统的结构以及运转方法,
则在实施方式8所说明的作用效果以外,还可以进一步得到以下作用效果。
为了停止发电,停止供给原料气体和改质用的水,由此在燃料处理装
置32中的氢的生成停止。另外,原料气体通过关闭原料气体阻断阀36而 可以瞬间停止供给。
另一方面,即使停止了改质用的水的供给,在即将停止之前供给到燃 料处理装置32内部的水,也会在此后因内部的余热而被加热蒸发。因此, 若在停止供给原料气体的同时还关闭燃料气体排出路阀42,则包括燃料处 理装置32的空间的内部压力异常上升。
但是,在本实施方式10中,通过打开燃料气体排出路阀42,可以在 燃烧器33中燃烧通过水蒸气蒸发从燃料处理装置32挤出的富氢的燃料气 体。若因水蒸气的蒸发结束使得燃料处理装置32内部的压力下降,燃料 气体的挤出消失,则燃烧器33中的燃烧也停止,但使用火焰检测器55监 视燃烧器33中的燃烧状态,可以可靠地检测该时机,结果可以降低包括 燃料处理装置32的空间的压力。在检测到燃烧器33中的燃烧停止时关闭 燃料气体排出路阀42,可以使包括燃料处理装置32的空间成为密闭状态。
而且,作为本实施方式10中的火焰检测器55,可以使用火焰杆(flame rod)或热电偶。
另外,为了达成上述本发明的目的,提供一种用于通过计算机执行本 发明的燃料电池发电系统的运转方法的控制工序的动作的程序,这也是有 效的。
另外,为了达成上述本发明的目的,提供一种记录介质,其是记载有 程序的记录介质,所述程序用于通过计算机执行上述本发明的燃料电池发 电系统的运转方法的控制工序的全部或一部分动作,所述记录介质可通过 计算机读取且读取后的所述程序和所述计算机协同动作来执行所述动作, 这也是有效的。
另外,上述所谓的"工序的动作"是指所述工序的全部或一部分的动作。
另外,上述程序的一利用形态也可以是记录于可通过计算机读取的记 录介质上,与计算机协同动作的样态。
另外,上述程序的一利用形态也可以是在传送介质中传送,通过计算 机读取,和计算机协同动作的样态。
另外,作为上述记录介质,包括R0M等,作为传送介质,包括网络等 传送媒体、光、电波、声波等。
另外,上述计算机并不限定于CPU等绝对的硬件,也可以是固件(firm ware)或OS,进而包括周边机器。
此外,如以上说明的那样,本发明的结构既可以通过软件实现,也可 以通过硬件实现。
(产业上的可利用性)
本发明的燃料电池发电系统以及燃料电池发电系统的运转方法具有 可以实现避免系统运转结束后的包括燃料处理装置的密闭空间的负压化 的效果,作为燃料电池发电系统以及燃料电池发电系统的运转方法等有 用。另外,还可以应用于使用通过对甲垸等碳氢系气体的燃料进行改质而 生成的氢的燃料电池汽车等用途。
权利要求
1.一种燃料电池发电系统,其特征在于,包括燃料电池,其利用燃料气体和氧化剂气体进行发电;改质部,其使至少含有由碳和氢构成的有机化合物的原料气体发生反应而生成富氢的燃料气体;一氧化碳降低部,其使所述燃料气体中的一氧化碳降低,并供给到所述燃料电池;第一原料气体供给路,其供给所述原料气体;第一阀,其设置于所述第一原料气体供给路;第二阀,其设置于所述一氧化碳降低部的下游测;第二原料气体供给路,其用于向所述一氧化碳降低部的途中或其下游侧的流路内供给原料气体;原料气体供给控制部,其设置于所述第二原料气体供给路;以及控制部,所述控制部进行如下控制在停止处理时或停止时,通过所述原料气体供给控制部向由所述第一阀以及所述第二阀封闭的流路内进行所述原料气体的供给。
2. 如权利要求1所述的燃料电池发电系统,其特征在于, 还具备在由所述第一阀以及所述第二阀封闭的流路上设置的压力检测部,所述控制部进行如下控制在由所述压力检测部检测到的压力值成为 第一规定阈值以下时,通过所述原料气体供给控制部进行所述原料气体的 供给。
3. 如权利要求2所述的燃料电池发电系统,其特征在于, 所述控制部进行如下控制在通过所述原料气体供给控制部进行了所述原料气体的供给之后,在由所述压力检测部检测到的压力值成为比第一 规定阈值大的第二规定阈值以上时,通过所述原料气体供给控制部停止所 述原料气体的供给。
4. 如权利要求1所述的燃料电池发电系统,其特征在于, 所述原料气体供给控制部是第三阀,通过开闭所述第三阀,进行所述原料的供给及供给或停止。
5. 如权利要求l所述的燃料电池发电系统,其特征在于, 还具备在由所述第一阀以及所述第二阀封闭的流路上设置的压力检测部,所述控制部关闭所述第一阀,并且在由所述压力检测部检测到的压力 值成为第三规定阈值以下时关闭所述第二阀。
6. 如权利要求2、 3或5所述的燃料电池发电系统,其特征在于, 所述压力检测部设置在所述第一阀和所述改质部之间。
7. 如权利要求l所述的燃料电池发电系统,其特征在于, 还具备在由所述第一阀以及所述第二阀封闭的流路上设置的温度检测部,所述控制部进行如下控制在由所述温度检测部检测到的值成为第四规定阈值以下时,通过所述原料气体供给控制部进行所述原料气体的供企A知o
8. 如权利要求1所述的燃料电池发电系统,其特征在于,所述一氧化碳降低部具有置换反应部,其由所述燃料气体中的一氧化碳和水蒸气生成二氧化碳和氢;和选择氧化反应部,其通过选择反应来降低从所述置换反应部送出的燃 料气体中的一氧化碳。
9. 如权利要求8述的燃料电池发电系统,其特征在于, 所述一氧化碳降低部的途中是指所述置换反应部和所述选择氧化反应部之间。
10. 如权利要求l、 5或7所述的燃料电池发电系统,其特征在于, 还具备从所述燃料电池排出的燃料气体流经的燃料气体排出路, 所述第二阀设置于燃料气体排出路。
11. 如权利要求10所述的燃料电池发电系统,其特征在于,还具备 加热部,其与所述燃料气体排出路连接,用于对所述改质部进行加热; 燃料气体供给路,其设置在所述一氧化碳降低部和所述燃料电池之 间,用于供给所述燃料气体;和燃料电池旁路,其连接所述燃料气体供给路和所述燃料气体排出路, 并绕过所述燃料电池,所述第二阀具有燃料流路切换阀,其设置于所述燃料气体供给路和所述燃料电池旁路 的合流部,将所述燃料气体切换到所述燃料电池侧或所述燃料电池旁路燃料电池出口阀,其设置在所述燃料电池旁路和所述燃料气体排出路 的合流部与所述燃料电池之间的所述燃料气体排出路上;和燃料气体排出路阀,其设置在所述燃料电池旁路和所述燃料气体排出 路的合流部与所述加热部之间的所述燃料气体排出路上,关闭所述第二阀是指,将所述燃料流路切换阀切换到所述燃料电池旁 路侧,关闭所述燃料电池出口阀以及所述燃料气体排出路阀。
12. 如权利要求ll所述的燃料电池发电系统,其特征在于, 还具备在由所述第一阀、所述燃料流路切换阀、所述燃料电池出口阀、以及所述燃料气体排出路阀封闭的流路上设置的压力检测部,所述控制部关闭所述第一阀以及所述燃料电池出口阀,并且在将所述 燃料流路切换阀切换到所述燃料电池旁路侧之后,在由所述压力检测部检 测到的压力值成为规定阈值以下时,关闭所述燃料气体排出路阀。
13. 如权利要求ll所述的燃料电池发电系统,其特征在于, 还具备用于检测所述加热部的燃烧的燃烧检测部,所述控制部关闭所述第一阀以及所述燃料电池出口阀,并且在将所述 燃料流路切换阀切换到所述燃料电池旁路侧之后,在由所述燃烧检测部检 测到所述加热部的燃烧停止时,关闭所述燃料气体排出路阀。
14. 一种燃料电池发电系统的运转方法,所述燃料电池发电系统具备 燃料电池,其利用燃料气体和氧化剂气体进行发电;改质部,其使至少含有由碳和氢构成的有机化合物的原料气体和水蒸 气发生反应而生成富氢的燃料气体;一氧化碳降低部,其使所述燃料气体中的一氧化碳降低,并供给到所述燃料电池;第一原料气体供给路,其用于向所述改质部供给原料气体; 第一阀,'其设置于所述原料气体供给路;燃料气体排出路,其供从所述燃料电池排出的排出燃料气体流动;和 第二阀,其设置于所述燃料气体排出路, 所述燃料电池发电系统的运转方法的特征在于,具备在停止处理时或停止时向由所述第一阀以及所述第二阀封闭的 流路内进行所述原料气体的供给的工序。
全文摘要
本发明提供一种燃料电池发电系统,其可以避免运转结束后包括燃料处理装置的密闭空间的负压化,其特征在于,包括燃料电池(11);改质部(2);一氧化碳降低部(3、4);第一原料供给源(13);在第一原料供给源(13)和改质部(2)之间的第一原料流路(14)上设置的第一阀(15);在一氧化碳降低部(3、4)下游侧设置的第二阀(17);从一氧化碳降低部(3、4)的途中或其下游侧向由第一阀(15)和第二阀(17)封闭的流路内供给原料的第二原料供给源(13);以及控制第一阀(15)和第二阀(17)的控制部(5),控制部(5)在停止时,在关闭了第一阀(15)和第二阀(17)之后,向由第一阀(15)和第二阀(17)封闭的流路内供给来自第二原料供给源(13)的原料。
文档编号H01M8/06GK101111961SQ200680003548
公开日2008年1月23日 申请日期2006年1月30日 优先权日2005年1月31日
发明者中村彰成, 小原英夫, 尾关正高, 田中良和 申请人:松下电器产业株式会社
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