JP2882019B2 - Fuel cell - Google Patents
Fuel cellInfo
- Publication number
- JP2882019B2 JP2882019B2 JP2256010A JP25601090A JP2882019B2 JP 2882019 B2 JP2882019 B2 JP 2882019B2 JP 2256010 A JP2256010 A JP 2256010A JP 25601090 A JP25601090 A JP 25601090A JP 2882019 B2 JP2882019 B2 JP 2882019B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- cathode
- anode
- stack
- cathode gas
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、燃料電池に関するものである。The present invention relates to a fuel cell.
[従来の技術] 以下、従来の燃料電池を第2図を用いて説明する。[Prior Art] Hereinafter, a conventional fuel cell will be described with reference to FIG.
図中1は燃料電池本体であって、スタック2と、該ス
タック2を収容するスタック容器3とにより構成されて
いる。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel cell main body, which is composed of a stack 2 and a stack container 3 for housing the stack 2.
スタック2は溶融炭酸塩から成る電解質4の両面(第
2図では上下面)を多孔質材から成るアノード5(負
極)とカソード6(正極)で挟み、アノード5の反電解
質4側にアノードガス通路7を形成し、且つ、カソード
6の反電解質4側にカソードガス通路8を形成したもの
である。The stack 2 sandwiches both sides (upper and lower surfaces in FIG. 2) of an electrolyte 4 made of a molten carbonate between an anode 5 (negative electrode) and a cathode 6 (positive electrode) made of a porous material, and an anode gas on the antielectrolyte 4 side of the anode 5. A passage 7 is formed, and a cathode gas passage 8 is formed on the side of the cathode 6 opposite to the anti-electrolyte 4.
9はアノードガス通路7に石炭ガスや天然ガスやメタ
ノール等の水素や一酸化炭素を含むアノードガス10(燃
料ガス)を供給するアノードガス供給管、11はアノード
ガス通路7からアノードガス10を排出させるアノードガ
ス排出管である。Reference numeral 9 denotes an anode gas supply pipe for supplying an anode gas 10 (fuel gas) containing hydrogen such as coal gas, natural gas, methanol, or carbon monoxide to the anode gas passage 7 (fuel gas), and reference numeral 11 discharges the anode gas 10 from the anode gas passage 7. This is an anode gas discharge pipe.
12はカソードガス通路8にコンプレッサ13で圧縮され
たカソードガス14(酸素を含む空気等のガスに二酸化炭
素を加えた酸化剤ガス)を供給するカソードガス供給
管、15はカソードガス通路8から排出されたカソードガ
ス14を前記コンプレッサ13を駆動するためのタービン16
を介して煙突17へ導くカソードガス排出管である。Reference numeral 12 denotes a cathode gas supply pipe for supplying a cathode gas 14 (an oxidizing gas obtained by adding carbon dioxide to a gas such as air containing oxygen) compressed by a compressor 13 to the cathode gas passage 8, and reference numeral 15 denotes a discharge from the cathode gas passage 8. A turbine 16 for driving the compressor 13
And a cathode gas exhaust pipe leading to the chimney 17 through the stack.
18はカソードガス排出管15のタービン16入側に設けら
れて、燃料19をコンプレッサ13で圧縮されたカソードガ
ス14の一部20を用いて燃焼させることにより必要時のみ
タービン16の駆動動力を確保するための補助燃焼器であ
る。Numeral 18 is provided on the inlet side of the cathode 16 of the cathode gas discharge pipe 15, and the fuel 19 is burned by using a part 20 of the cathode gas 14 compressed by the compressor 13, so that the driving power of the turbine 16 is secured only when necessary. Auxiliary combustor for
21は窒素ガスタンク22の窒素ガスをスタック容器3へ
供給する窒素ガス供給管、23はスタック容器3内の窒素
ガスをカソードガス排出管15へ排出する窒素ガス排出管
である。Reference numeral 21 denotes a nitrogen gas supply pipe for supplying the nitrogen gas in the nitrogen gas tank 22 to the stack container 3, and reference numeral 23 denotes a nitrogen gas discharge pipe for discharging the nitrogen gas in the stack container 3 to the cathode gas discharge pipe 15.
尚、スタック容器3内部や、スタック2のアノードガ
ス通路7及びカソードガス通路8の内部は、図示しない
圧力調整装置によって圧力を調整されている。The pressure inside the stack container 3 and the inside of the anode gas passage 7 and the cathode gas passage 8 of the stack 2 is adjusted by a pressure adjusting device (not shown).
発電を行なう場合には、アノードガス供給管9にアノ
ードガス10(水素や一酸化炭素を含む燃料ガス)を供給
し、同時に、カソードガス供給管12にコンプレッサ13で
圧縮したカソードガス14(酸素を含む空気等のガスに二
酸化炭素が加えられた酸化剤ガス)を供給する。In the case of power generation, anode gas 10 (fuel gas containing hydrogen and carbon monoxide) is supplied to the anode gas supply pipe 9, and at the same time, cathode gas 14 (oxygen An oxidizing gas obtained by adding carbon dioxide to a gas such as air containing the oxidizing gas is supplied.
すると、カソードガス14は、スタック2のカソードガ
ス通路8へ入り、ここでカソード6(正極)から電子を
受取ることによってカソードガス14中の二酸化炭素と酸
素が反応して炭酸イオンが生成され、未反応のカソード
ガス14はカソードガス通路8からカソードガス排出管15
へ出され、途中、タービン16に入ってコンプレッサ13を
駆動した後、煙突17から排出される。Then, the cathode gas 14 enters the cathode gas passage 8 of the stack 2 and receives electrons from the cathode 6 (positive electrode), whereby carbon dioxide and oxygen in the cathode gas 14 react with each other to generate carbonate ions. The cathode gas 14 for the reaction is supplied from the cathode gas passage 8 to the cathode gas exhaust pipe 15.
After being driven into the turbine 16 and driving the compressor 13 on the way, it is discharged from the chimney 17.
そして、カソード6側で生成された炭酸イオンは電解
質4をアノード5(負極)側へ移動し、アノード5でア
ノードガス供給管9からアノードガス通路7へ通された
アノードガス10中の水素や一酸化炭素と反応して、水と
二酸化炭素と電子が生成される。このようにして電気が
発生され、同時に生成された水と二酸化炭素はアノード
ガス通路7からアノードガス排出管11へ排出される。The carbonate ions generated on the side of the cathode 6 move the electrolyte 4 toward the anode 5 (negative electrode), and the hydrogen and / or hydrogen in the anode gas 10 passed from the anode gas supply pipe 9 to the anode gas passage 7 at the anode 5. Reaction with carbon oxide produces water, carbon dioxide and electrons. Electricity is generated in this manner, and water and carbon dioxide generated at the same time are discharged from the anode gas passage 7 to the anode gas discharge pipe 11.
そして、窒素ガスタンク22から窒素ガス供給管21を介
してスタック容器3へ窒素ガスを供給することにより、
スタック容器3内を窒素ガスでパージし、スタック容器
3内の余剰の窒素ガスを窒素ガス排出管23を介しカソー
ドガス排出管15へ導びいて煙突17から排出させるように
している。Then, by supplying nitrogen gas from the nitrogen gas tank 22 to the stack container 3 through the nitrogen gas supply pipe 21,
The inside of the stack container 3 is purged with nitrogen gas, and excess nitrogen gas in the stack container 3 is guided to the cathode gas discharge pipe 15 via the nitrogen gas discharge pipe 23 and discharged from the chimney 17.
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来の燃料電池には、以下のよう
な問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional fuel cell has the following problems.
即ち、スタック容器3内を窒素ガスでパージするため
に、窒素ガスタンク22の窒素ガスをスタック容器3へ導
入するようにしているが、このようにすると、窒素ガス
タンク22等の設備が必要になるという問題や、高価な窒
素ガスを用いているために発電コストがかかるという問
題があった。That is, the nitrogen gas in the nitrogen gas tank 22 is introduced into the stack container 3 in order to purge the inside of the stack container 3 with the nitrogen gas. However, in this case, equipment such as the nitrogen gas tank 22 is required. There is a problem that power generation costs are high because expensive nitrogen gas is used.
本発明は、上述の実情に鑑み、スタック容器内を窒素
ガスを用いずにパージし得るようにした燃料電池を提供
することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a fuel cell capable of purging the inside of a stack container without using nitrogen gas.
[課題を解決するための手段] 本発明は、電解質をアノードとカソードで挟み、アノ
ードに燃料から成るアノードガスを供給可能とすると共
にカソードに酸化剤から成るカソードガスを供給可能と
してスタックを構成し、該スタックをスタック容器に収
納した燃料電池において、カソード出側に接続されたカ
ソードガス排出管をスタック容器に接続するパージガス
供給管を設け、該パージガス供給管の途中にスチームエ
ジェクタを設けたことを特徴とする燃料電池にかかるも
のである。Means for Solving the Problems According to the present invention, an electrolyte is sandwiched between an anode and a cathode, and an anode gas composed of a fuel can be supplied to the anode, and a cathode gas composed of an oxidant can be supplied to the cathode to constitute a stack. In a fuel cell containing the stack in a stack container, a purge gas supply pipe connecting a cathode gas discharge pipe connected to the cathode outlet side to the stack container is provided, and a steam ejector is provided in the middle of the purge gas supply pipe. The present invention relates to a characteristic fuel cell.
[作用] 本発明によれば、カソードガス排出管へ排出されたカ
ソードガスの一部はパージガス供給管へ入り、スチーム
エジェクタで蒸気の力によってスタック容器へ吹込ま
れ、スタック容器をパージする。[Operation] According to the present invention, a part of the cathode gas discharged to the cathode gas discharge pipe enters the purge gas supply pipe, and is blown into the stack container by the steam force by the steam ejector to purge the stack container.
[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例である。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
又、図中、燃料電池の基本構成や各構成部分の詳細の
中には、第2図に示すものと同様のものが含まれている
ため、同一の構成部分については同一の符号を付すこと
により説明を省略するものとし、以下、本発明に特有の
構成についてのみ説明して行く。In the figure, the same components as those shown in FIG. 2 are included in the basic configuration of the fuel cell and details of each component, and therefore, the same components are denoted by the same reference numerals. Therefore, the description will be omitted, and only the configuration specific to the present invention will be described below.
カソードガス排出管15のタービン16出側に、給水系統
24を流れる水25との間で熱交換を行なうためのボイラ26
を配設する。A water supply system is provided on the outlet side of the turbine 16 of the cathode gas exhaust pipe 15.
Boiler 26 for exchanging heat with water 25 flowing through 24
Is arranged.
カソードガス排出管15のボイラ26出側とスタック容器
3との間にパージガス供給管27を接続し、パージガス供
給管27の途中にスチームエジェクタ28を設け、給水系統
24のボイラ26出側からスチームエジェクタ28へ分岐管29
を接続する。A purge gas supply pipe 27 is connected between the outlet side of the boiler 26 of the cathode gas discharge pipe 15 and the stack container 3, and a steam ejector 28 is provided in the middle of the purge gas supply pipe 27 to provide a water supply system.
Branch pipe 29 from 24 boiler 26 outlet to steam ejector 28
Connect.
尚、図中30はスタック容器3とカソードガス排出管15
の煙突17入側との間を連通するパージガス排出管、31は
前記給水系統24のボイラ26入側に設けられた給水ポンプ
である。In the figure, reference numeral 30 denotes the stack container 3 and the cathode gas discharge pipe 15.
A purge gas discharge pipe 31 communicating with the inlet of the chimney 17 is a water supply pump provided on the inlet side of the boiler 26 of the water supply system 24.
次に、作用について説明する。 Next, the operation will be described.
燃料電池本体1で電気が発生される過程については、
第2図のものと同様なので説明を省略する。Regarding the process of generating electricity in the fuel cell body 1,
The description is omitted because it is similar to that of FIG.
カソードガス排出管15を流れてタービン16を通ったカ
ソードガス14(排ガス、主に窒素と酸素と二酸化炭素か
ら成る)は、次にボイラ26に入って給水系統24を流れる
水25との間で熱交換が行なわれて、水25を加熱すると共
に自らは低温化される。Cathode gas 14 (exhaust gas, consisting mainly of nitrogen, oxygen and carbon dioxide) flowing through a cathode gas discharge pipe 15 and passing through a turbine 16 then enters a boiler 26 and flows into a water supply system 24 between water 25. Heat exchange is performed to heat the water 25 and lower the temperature of the water 25 itself.
こうして低温化されたカソードガス14は、大部分が煙
突17から排出され、一部がパージガス供給管27側へ流れ
る。Most of the cathode gas 14 thus cooled is discharged from the chimney 17 and partly flows to the purge gas supply pipe 27 side.
そして、パージガス供給管27側へ流れたカソードガス
14がスチームエジェクタ28へ達すると、スチームエジェ
クタ28には前記ボイラ26で水25が加熱されてできた蒸気
の一部が分岐管29を介して供給されているので、カソー
ドガス14は蒸気の力によってスタック容器3へ吹込ま
れ、スタック容器3をパージする。Then, the cathode gas flowing to the purge gas supply pipe 27 side
When the steam reaches the steam ejector 28, a part of the steam generated by heating the water 25 in the boiler 26 is supplied to the steam ejector 28 through the branch pipe 29. Is blown into the stack container 3 to purge the stack container 3.
このとき、カソードガス14は充分な量の蒸気によって
スタック容器3へ吹込まれることになるので、カソード
ガス14中の酸素は爆発限界以下に希釈され、従って、ス
タック容器3は安全にパージされる。At this time, since the cathode gas 14 is blown into the stack container 3 by a sufficient amount of vapor, the oxygen in the cathode gas 14 is diluted below the explosion limit, and therefore, the stack container 3 is safely purged. .
スタック容器3をパージした余剰のカソードガス14は
パージガス排出管30からカソードガス排出管15へ導かれ
煙突17から排出される。Excess cathode gas 14 that has purged the stack container 3 is led from the purge gas discharge pipe 30 to the cathode gas discharge pipe 15 and discharged from the chimney 17.
尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定されるもので
はなく、スチームエジェクタ28への蒸気の供給源は任意
であること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において種々変更を加え得ることは勿論である。It should be noted that the present invention is not limited only to the above-described embodiment, and that the supply source of steam to the steam ejector 28 is arbitrary, and various other modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Obviously you can get it.
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の燃料電池によれば、排
出されたカソードガスを用いてスタック容器内をパージ
しているので、窒素ガスタンク等を不要化し得、且つ、
発電コストを低減できるという優れた効果を奏し得る。[Effects of the Invention] As described above, according to the fuel cell of the present invention, since the inside of the stack container is purged using the discharged cathode gas, a nitrogen gas tank or the like can be made unnecessary, and
An excellent effect that power generation costs can be reduced can be achieved.
第1図は本発明の一実施例の全体系統図、第2図は従来
例の全体系統図である。 図中2はスタック、3はスタック容器、4は電解質、5
はアノード、6はカソード、10はアノードガス、14はカ
ソードガス、15はカソードガス排出管、27はパージガス
供給管、28はスチームエジェクタを示す。FIG. 1 is an overall system diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an overall system diagram of a conventional example. In the figure, 2 is a stack, 3 is a stack container, 4 is an electrolyte, 5
Denotes an anode, 6 denotes a cathode, 10 denotes an anode gas, 14 denotes a cathode gas, 15 denotes a cathode gas discharge pipe, 27 denotes a purge gas supply pipe, and 28 denotes a steam ejector.
Claims (1)
ードに燃料から成るアノードガスを供給可能とすると共
にカソードに酸化剤から成るカソードガスを供給可能と
してスタックを構成し、該スタックをスタック容器に収
納した燃料電池において、カソード出側に接続されたカ
ソードガス排出管をスタック容器に接続するパージガス
供給管を設け、該パージガス供給管の途中にスチームエ
ジェクタを設けたことを特徴とする燃料電池。An electrolyte is sandwiched between an anode and a cathode to form a stack in which an anode gas composed of fuel can be supplied to the anode and a cathode gas composed of an oxidant can be supplied to the cathode, and the stack is housed in a stack container. A fuel cell, comprising: a purge gas supply pipe connecting a cathode gas discharge pipe connected to a cathode outlet side to a stack container; and a steam ejector provided in the middle of the purge gas supply pipe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2256010A JP2882019B2 (en) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2256010A JP2882019B2 (en) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Fuel cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04133269A JPH04133269A (en) | 1992-05-07 |
| JP2882019B2 true JP2882019B2 (en) | 1999-04-12 |
Family
ID=17286658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2256010A Expired - Lifetime JP2882019B2 (en) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Fuel cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2882019B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100823926B1 (en) * | 2006-09-08 | 2008-04-22 | 엘지전자 주식회사 | Fuel cell system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4538899B2 (en) * | 2000-05-31 | 2010-09-08 | 株式会社島津製作所 | Explosion-proof device for fuel supply |
| CN115188990A (en) * | 2022-08-15 | 2022-10-14 | 上海重塑能源科技有限公司 | Air subsystem, hydrogen fuel cell and frame purging method in hydrogen fuel cell |
-
1990
- 1990-09-26 JP JP2256010A patent/JP2882019B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100823926B1 (en) * | 2006-09-08 | 2008-04-22 | 엘지전자 주식회사 | Fuel cell system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04133269A (en) | 1992-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4666910B2 (en) | Cooling turbine integrated fuel cell hybrid power generator | |
| JPH02226664A (en) | Apparatus and method for driving fuel cell | |
| JP2004207241A (en) | Hybrid fuel cell integrated power generator that recirculates air and fuel flow | |
| EP1463135B1 (en) | Fuel cell system | |
| JP2000501227A (en) | Operating method of high-temperature fuel cell equipment and high-temperature fuel cell equipment | |
| KR102017993B1 (en) | hybrid electric power generator system | |
| JPH06203865A (en) | Fuel cell system | |
| JP3925756B2 (en) | Double-container fuel cell system | |
| CN100533833C (en) | Arrangement and method in a fuel cell apparatus | |
| US7947401B2 (en) | Preheating arrangement in a fuel cell apparatus | |
| JP2882019B2 (en) | Fuel cell | |
| JP2017183155A (en) | Fuel cell system | |
| KR102457726B1 (en) | Off-gas Combustion System For SOFC | |
| JP3928675B2 (en) | Combined generator of fuel cell and gas turbine | |
| JP3564812B2 (en) | Fuel cell power generation equipment | |
| JPH11135140A (en) | Combined power generation facility for recycling anode exhaust gas | |
| JP2000243423A (en) | How to purge fuel cells | |
| JP3240783B2 (en) | Internal reforming fuel cell | |
| JPH10223236A (en) | Fuel cell generator | |
| JPS63121266A (en) | Fuel cell | |
| JP2004247117A (en) | Differential pressure controller for fuel cell power plant | |
| JPH08339815A (en) | Fuel cell generator | |
| JPH0261097B2 (en) | ||
| JP2508781B2 (en) | Fuel cell generator | |
| JP3263936B2 (en) | Fuel cell generator |