專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和停止燃料電池發(fā)電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
迄今為止的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如特開(kāi)平3-257762中揭示，如圖4所示。即，設(shè)有由原料氣體產(chǎn)生富氫氣的重整器1、作為加熱重整器的加熱裝置2的燃燒器2a、位于重整器1上流的經(jīng)氮?dú)夤?yīng)管14和截止閥14與重整器相連的氮?dú)庠O(shè)備16、位于重整器1下流的經(jīng)重整氣體供應(yīng)管17與重整器相連的燃料電池9，所述的燃料電池9通過(guò)空氣中的氧與所產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行反應(yīng)來(lái)發(fā)電，燃料電池9的氫電極9a側(cè)的下流經(jīng)排氫氣接管12與燃燒器2a相連。特開(kāi)平3-257762文獻(xiàn)中的全部?jī)?nèi)容，完全照原樣引入(參考)于此，與本文結(jié)合成一體。
通常的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中，當(dāng)停止發(fā)電運(yùn)行時(shí)，首先停止原料氣體的供應(yīng)，此時(shí)富氫氣會(huì)滯留在重整器1～重整氣體供應(yīng)管17～燃料電池9的氫電極9a～排氫氣接管12的通路中，當(dāng)空氣由于自然對(duì)流從通大氣的燃燒器2a流入富氫氣通路內(nèi)時(shí)，恐怕氫氣會(huì)爆炸。
因此，像以前這種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電運(yùn)行停止時(shí)，截止閥15打開(kāi)，使得作為惰性氣體的氮?dú)庥傻獨(dú)庠O(shè)備16經(jīng)氮?dú)夤?yīng)管14供應(yīng)到重整器1～重整氣體供應(yīng)管17～燃料電池9的氫電極9a～排氫氣接管12的通路，以完全吹掃掉(purge)了富氫氣，使之通過(guò)燃燒器2燒掉。
這樣，以前的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中，通過(guò)氮?dú)獾拇祾卟僮鳎虑胺乐沽藲錃獾谋?，確保了安全性。
以前的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中，必需具備用于進(jìn)行氮?dú)獯祾卟僮鞯牡獨(dú)怃撈康鹊獨(dú)庋b置16，例如用于家庭用固定型分散發(fā)電和電動(dòng)車(chē)輛電源等時(shí)，存在因需要大的空間而增加了機(jī)器初始成本的問(wèn)題。而且，還存在因必需定期替換·補(bǔ)充氮?dú)怃撈慷黾恿诉\(yùn)行成本的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到上述的先有問(wèn)題，其目的是提供停止由燃料電池發(fā)電后，不用氮?dú)獯祾邭埩粼谌剂想姵匕l(fā)電系統(tǒng)的富氫氣的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、以及停止燃料電池發(fā)電的方法。
本發(fā)明的第1項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求1)是燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，它設(shè)有利用原料氣體產(chǎn)生富氫氣的重整器、向該重整器供應(yīng)所述原料氣體的原料氣體供應(yīng)裝置、向所述重整段供應(yīng)吹掃用空氣的第1空氣供應(yīng)裝置、利用所述重整段產(chǎn)生的富氫氣和來(lái)自外部的發(fā)電用空氣來(lái)發(fā)電的燃料電池，所述的燃料電池停止運(yùn)行時(shí)，停止向所述重整器供應(yīng)所述原料氣體，并讓殘留在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣、水蒸汽和所述吹掃用空氣依次流過(guò)。
本發(fā)明的第2項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求2)是如本發(fā)明第1項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其中停止向所述重整器供應(yīng)所述原料氣體時(shí)，向所述重整器供水蒸汽，或向所述重整器供應(yīng)水，再經(jīng)加熱產(chǎn)生水蒸汽，然后，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后，由所述第1空氣供應(yīng)裝置向所述重整器供應(yīng)所述吹掃掉用空氣。
本發(fā)明的第3項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求3)是如本發(fā)明第2項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其中所述的規(guī)定時(shí)間，是指所述燃料電池系統(tǒng)中的富氫氣實(shí)際上全部被水蒸汽吹掃掉的時(shí)間。
本發(fā)明的第4項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求4)是如本發(fā)明第2項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其中所述的規(guī)定時(shí)間，是指為防止所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣和所述吹掃用空氣接觸而產(chǎn)生危險(xiǎn)狀態(tài)，在富氫氣和所述吹掃用空氣之間足以提供給定量水蒸汽的時(shí)間。
本發(fā)明的第5項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求5)是如本發(fā)明第1～第4項(xiàng)中任何一項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，它還設(shè)有向所述重整器供應(yīng)產(chǎn)生氫氣用水的供水裝置、和加熱所述重整器以使所述產(chǎn)生氫氣用水轉(zhuǎn)化為水蒸汽的加熱裝置，所述的重整器，也利用所述水蒸汽來(lái)產(chǎn)生富氫氣。
本發(fā)明的第6項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求6)是如本發(fā)明第5項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，它即使在所述燃料電池停止運(yùn)行后，也加熱所述的產(chǎn)生氫氣用水，使之轉(zhuǎn)化為水蒸汽。
本發(fā)明的第7項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求7)是如本發(fā)明第6項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其中所述的加熱裝置，使用從所述燃料電池排出的廢氫氣作為燃料。
本發(fā)明的第8項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求8)是如本發(fā)明第7項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其中水蒸汽到達(dá)所述加熱裝置后，停止向所述重整器供應(yīng)所述產(chǎn)生氫氣用水，同時(shí)向所述重整器供應(yīng)所述吹掃用空氣。
本發(fā)明的第9項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求9)是如本發(fā)明第1～第8項(xiàng)中任何一項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其中所述重整器的下流，設(shè)有除去所述重整器所產(chǎn)生的富氫氣中的一氧化碳的一氧化碳除去器、以及向所述一氧化碳除去器供應(yīng)一氧化碳除去用空氣的第2空氣供應(yīng)裝置，已被所述一氧化碳除去一氧化碳器除去的富氫氣供應(yīng)到所述燃料電池中。
本發(fā)明的第10項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求10)是如本發(fā)明第9項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其中所述第1空氣供應(yīng)裝置兼有所述第2空氣供應(yīng)裝置的功能，該系統(tǒng)還設(shè)有切換裝置，該裝置將來(lái)自所述第1空氣供應(yīng)裝置的空氣的供應(yīng)方向切換到所述重整器或所述一氧化碳除去器中。
本發(fā)明的第11項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求11)是停止燃料電池發(fā)電的方法，它是在用燃料電池進(jìn)行發(fā)電后所用的方法，所述的燃料電池設(shè)有利用原料氣體產(chǎn)生富氫氣的重整器、向該重整器供應(yīng)所述原料氣體的原料氣體供應(yīng)裝置、和向所述重整器供應(yīng)吹掃用空氣的第1空氣供應(yīng)裝置，并利用所述重整器所產(chǎn)生的富氫氣和來(lái)自外部的發(fā)電用空氣來(lái)發(fā)電，該方法是在所述燃料電池停止運(yùn)行時(shí)，停止向所述重整器供應(yīng)所述原料氣體，并讓殘留在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣、水蒸汽和所述吹掃用空氣依次流過(guò)。
本發(fā)明的第12項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求12)是如本發(fā)明第11項(xiàng)所述的停止燃料電池發(fā)電的方法，其中停止向所述重整器供應(yīng)所述原料氣體時(shí)，向所述重整器供水蒸汽，或向所述重整器供應(yīng)水，再經(jīng)加熱產(chǎn)生水蒸汽，然后，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后，由所述第1空氣供應(yīng)裝置向所述重整器供應(yīng)所述吹掃用空氣。
本發(fā)明的第13項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求13)是如本發(fā)明第12項(xiàng)所述的停止燃料電池發(fā)電的方法，其中所述的規(guī)定時(shí)間，是指所述燃料電池系統(tǒng)中的富氫氣實(shí)際上全部被水蒸汽吹掃掉的時(shí)間。
本發(fā)明的第14項(xiàng)(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求14)是如本發(fā)明第12項(xiàng)所述的停止燃料電池發(fā)電的方法，其中所述的規(guī)定時(shí)間，是指為防止所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣和所述吹掃用空氣接觸而產(chǎn)生危險(xiǎn)狀態(tài)，在富氫氣和所述吹掃用空氣之間足以提供給定量水蒸汽的時(shí)間。
附圖簡(jiǎn)述圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施方式2的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施方式3的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖4是以前的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
(符號(hào)說(shuō)明)1 重整器1b 上流2 加熱裝置2a 燃燒器4 供水裝置5 空氣供應(yīng)裝置7 一氧化碳除去器9 燃料電池11 控制裝置13 切換裝置本發(fā)明的最佳實(shí)施方式下面，參照


本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。1是重整器，在其內(nèi)部填充了用于發(fā)生重整反應(yīng)的重整催化劑1a。重整器1中，設(shè)有作為加熱裝置2的燃燒器2a，并且在重整器1的上流1b入口處，設(shè)有原料氣體供應(yīng)閥3，和與上流1b相連而合流的作為供水裝置4的水泵4a及作為空氣供應(yīng)裝置5的氣泵5a。而且，重整器1的上流1b和原料氣體供應(yīng)閥3之間，有時(shí)設(shè)有用于除去原料氣體中所含硫黃組分的脫硫器6。而3a是向重整器1供應(yīng)原料氣體的供應(yīng)裝置。
7是和重整器1的下流相連的一氧化碳除去器，在其內(nèi)部填充了用于發(fā)生一氧化碳除去反應(yīng)的催化劑7a。在重整器1和一氧化碳除去器7之間，設(shè)有通過(guò)變換反應(yīng)來(lái)降低一氧化碳濃度的變換器8。9是和一氧化碳除去器7的下流相連的燃料電池，由氫電極9a和氧電極9b構(gòu)成，氧電極9b與送風(fēng)機(jī)相連。11是控制系統(tǒng)運(yùn)行的控制裝置。
下面說(shuō)明本實(shí)施方式的運(yùn)作。
在進(jìn)行發(fā)電運(yùn)作時(shí)，首先打開(kāi)原料氣體供應(yīng)閥3，使烴等原料氣體從重整器1的上流1b供應(yīng)到重整器1中。與此同時(shí)，由供水裝置4向重整器1供水。由此，原料氣體在經(jīng)過(guò)重整催化劑1a內(nèi)部時(shí)被燃燒器2a所加熱，并且供應(yīng)到重整器1的水也被燃燒器2a所加熱而轉(zhuǎn)化為水蒸汽，通過(guò)原料氣體和水蒸汽的重整反應(yīng)，產(chǎn)生了富氫氣。因此，本實(shí)施方式1的重整器1中，通過(guò)水蒸汽重整方式的重整反應(yīng)，產(chǎn)生了氫氣。
該富氫氣中通常含有一氧化碳，因此如果就這樣供應(yīng)給燃料電池，會(huì)使氫電極9a的催化劑毒化，從而降低發(fā)電能力。特別是在固體高分子型燃料電池的情況下，反應(yīng)溫度低，因此這種傾向尤為明顯。為此，將該富氫氣送到一氧化碳除去器7中，用其內(nèi)部的催化劑7a進(jìn)行一氧化碳除去反應(yīng)，然后再供應(yīng)到燃料電池9的氫電極9a處。另一方面，由送風(fēng)機(jī)向燃料電池9的氧電極9b供應(yīng)空氣。燃料電池9內(nèi)，供應(yīng)到氫電極9a的氫氣和供應(yīng)到氧電極9b的空氣中的氧氣起反應(yīng)，進(jìn)行發(fā)電。而且，也可用液體燃料的烴代替原料氣體。
下面，說(shuō)明停止發(fā)電運(yùn)作時(shí)的運(yùn)作。首先關(guān)閉原料氣體供應(yīng)閥3，停止供應(yīng)原料氣體，同時(shí)由作為供水裝置4的水泵4a向重整器1內(nèi)部供入水，水在該處被燃燒器所加熱而蒸發(fā)成水蒸汽，將所得氣流送到重整器1～一氧化碳除去器7～燃料電池9的氫電極9a，然后排放到外部。該操作用于吹掃殘留的富氫氣。
發(fā)電停止時(shí)，殘留在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣實(shí)際上全部被水蒸汽吹掃掉后，停止用燃燒器2a加熱和停止由水泵4a供水，通過(guò)由作為空氣供應(yīng)裝置5的氣泵5a供應(yīng)空氣，來(lái)吹掃殘留在重整器1～一氧化碳除去器7～燃料電池9的氫電極9中的水蒸汽。
這里，發(fā)電運(yùn)作剛停止后，不能直接用空氣吹掃，這是因?yàn)楦粴錃夂涂諝庵g的界面產(chǎn)生了具有爆炸危險(xiǎn)濃度的氫氣，它經(jīng)過(guò)重整器1內(nèi)時(shí)于高溫氣氛下有爆炸的可能。而在由水蒸汽吹掃富氫氣后再用空氣進(jìn)行吹掃，是因?yàn)橐乐顾羝麥魰r(shí)轉(zhuǎn)化成冷凝水滴從而對(duì)通路有腐蝕等的不良影響。
通過(guò)由控制裝置進(jìn)行這一系列操作，在發(fā)電運(yùn)作停止后，富氫氣不會(huì)滯留在通路內(nèi)，從而能事前防止氫氣爆炸，確保了安全性。
上述實(shí)施方式中，發(fā)電停止時(shí)，殘留在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣實(shí)際上全部被水蒸汽吹掃掉后，由空氣供應(yīng)裝置5向重整器1供應(yīng)空氣。簡(jiǎn)而言之，其特征是，在燃料電池9停止運(yùn)作時(shí)，停止向重整器1供應(yīng)原料氣體，并讓殘留在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣、水蒸汽、和吹掃用空氣依次流過(guò)。
又，上述實(shí)施方式中，發(fā)電停止時(shí)，雖然在殘留在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣實(shí)際上全部被水蒸汽吹掃掉后，由空氣供應(yīng)裝置5向重整器1供應(yīng)空氣。但即使燃料電池發(fā)電系統(tǒng)下流側(cè)殘留有富氫氣，只要在富氫氣和吹掃用空氣之間存在給定量的水蒸汽后供應(yīng)吹掃用空氣，從而防止了這些殘留的富氫氣與來(lái)自空氣供應(yīng)裝置5的吹掃用空氣接觸而產(chǎn)生危險(xiǎn)狀態(tài)，也可由空氣供應(yīng)裝置5向重整器1供應(yīng)吹掃用空氣。
又，上述實(shí)施方式中，發(fā)電停止時(shí)，用于吹掃殘留在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣的水蒸汽，雖然通過(guò)對(duì)向重整器1供應(yīng)的水加熱而得到，但也可向重整器1供應(yīng)水蒸汽，利用該水蒸汽吹掃富氫氣。
(實(shí)施方式2)圖2是本發(fā)明實(shí)施方式2中燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。對(duì)于和實(shí)施方式1相同的部分，使用相同符號(hào)，省略對(duì)這些部分的說(shuō)明。12是將燃料電池9的氫電極9a排出的廢氫氣供應(yīng)到燃燒器2a的排氫氣接管。
下面說(shuō)明本實(shí)施方式2的運(yùn)作。
雖然大部分氫氣在燃料電池9的氫電極9a中由發(fā)電反應(yīng)而消耗，但有若干量的氫氣作為廢氫氣而排出。該廢氫氣經(jīng)排氫氣接管12送入燃燒器2a中，通過(guò)用作燃料使用來(lái)達(dá)到有效利用，同時(shí)殘余氫氣不用排放到外部就完全燒盡。
該實(shí)施方式2，在發(fā)電運(yùn)作停止時(shí)，雖然和實(shí)施方式1相同，首先由水蒸汽進(jìn)行對(duì)富氫氣的吹掃，但該實(shí)施方式在水蒸汽到達(dá)燃燒器2a時(shí)停止向重整器1供水，然后由空氣吹掃水蒸汽，在停止向重整器1供水時(shí)使氫氣安全燃盡，從而確保了安全性。
而且，上述實(shí)施方式1和2中，雖然重整器1通過(guò)利用原料氣體(烴)和水蒸汽的水蒸汽重整方式的重整反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生氫氣，但重整器1也可通過(guò)不利用水蒸汽方式的重整反應(yīng)(例如部分氧化方式等)來(lái)產(chǎn)生氫氣。
此外，上述實(shí)施方式1和2中，為生成和原料氣體(烴)起重整反應(yīng)的水蒸汽，由供水裝置4向重整器1供水，同時(shí)為了生成用于發(fā)電停止后吹掃富氫氣的水蒸汽，也由供水裝置4向重整器1供水。因此，水蒸汽重整方式能不增加成本地吹掃富氫氣，以低成本確保了安全性。但也可將生成重整反應(yīng)用水蒸汽的供水源、和生成用于吹掃發(fā)電停止后吹掃富氫氣的水蒸汽的供水源分開(kāi)。
(實(shí)施方式3)圖3是本發(fā)明實(shí)施方式3的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。對(duì)于和實(shí)施方式1相同的部分，使用相同符號(hào)，省略對(duì)這些部分的說(shuō)明。實(shí)施方式3中，一氧化碳除去器7采用使一氧化碳與空氣選擇性反應(yīng)的選擇氧化反式。雖然通常在選擇氧化方式的情況下，必需向一氧化碳供應(yīng)空氣，但作為該空氣供應(yīng)裝置5的氣泵5a兼有空氣供應(yīng)設(shè)備的作用，由切換裝置13將空氣適當(dāng)切換到向一氧化碳除去器7供應(yīng)或向重整器1上流1b供應(yīng)。
下面，說(shuō)明本實(shí)施方式3的運(yùn)作。本實(shí)施方式在發(fā)電運(yùn)作停止時(shí)，雖然和實(shí)施方式1相同，由氣泵5a供應(yīng)用于對(duì)水蒸汽進(jìn)行吹掃的空氣，但本實(shí)施方式即使在發(fā)電運(yùn)作中也利用氣泵5a，通過(guò)切換裝置13將空氣切換到向一氧化碳除去器7供應(yīng)，從而使一氧化碳除去器7的一氧化碳除去反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。
結(jié)果，選擇氧化方式能不增加成本地吹掃富氫氣和水蒸汽，以低成本確保了安全性。
而且，上述實(shí)施方式中，雖然作為空氣供應(yīng)裝置5的氣泵5a，兼有作為向一氧化碳除去器7供應(yīng)空氣的供應(yīng)源、和發(fā)電停止后向重整器1供應(yīng)空氣的供應(yīng)源的作用，但也可將向一氧化碳除去器7供應(yīng)空氣的供應(yīng)源和向重整器1供應(yīng)空氣的供應(yīng)源分開(kāi)。
如上所述，通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其中富氫氣在發(fā)電運(yùn)作停止后不滯留在通路內(nèi)，因此能事前防止氫氣爆炸，從而確保安全性。而且，由于它具有用水蒸汽對(duì)富氫氣進(jìn)行吹掃的結(jié)構(gòu)，所以不需要以前用于由氮?dú)膺M(jìn)行吹掃操作的氮?dú)怃撈康鹊獨(dú)庠O(shè)備，例如在用于家庭用固定型分散發(fā)電和電動(dòng)車(chē)輛用電源時(shí)，能使機(jī)器小型化，并降低初始成本。而且，由于不需要定期替換·補(bǔ)充氮?dú)猓阅芙档瓦\(yùn)行成本。
工業(yè)實(shí)用性從以上說(shuō)明可知，本發(fā)明提供了由燃料電池發(fā)電停止后不用氮?dú)獯祾邭埩粼谌剂想姵匕l(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、和停止燃料電池發(fā)電的方法。
權(quán)利要求
1.燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，它設(shè)有利用原料氣體產(chǎn)生富氫氣的重整器、向該重整器供應(yīng)所述原料氣體的原料氣體供應(yīng)裝置、向所述重整段供應(yīng)吹掃用空氣的第1空氣供應(yīng)裝置、利用所述重整段產(chǎn)生的富氫氣和來(lái)自外部的發(fā)電用空氣來(lái)發(fā)電的燃料電池，所述燃料電池停止運(yùn)行時(shí)，停止向所述重整器供應(yīng)所述原料氣體，并讓殘留在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣、水蒸汽和所述吹掃用空氣依次流過(guò)。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，停止向所述重整器供應(yīng)所述原料氣體時(shí)，向所述重整器供水蒸汽，或向所述重整器供應(yīng)水，再經(jīng)加熱產(chǎn)生水蒸汽，然后，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后，由所述第1空氣供應(yīng)裝置向所述重整器供應(yīng)所述吹掃用空氣。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的規(guī)定時(shí)間，是指所述燃料電池系統(tǒng)中的富氫氣實(shí)際上全部被水蒸汽吹掃掉的時(shí)間。
4.如權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的規(guī)定時(shí)間，是指為防止所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣和所述吹掃用空氣接觸而產(chǎn)生危險(xiǎn)狀態(tài)，在富氫氣和所述吹掃用空氣之間足以提供給定量水蒸汽的時(shí)間。
5.如權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，它還設(shè)有向所述重整器供應(yīng)產(chǎn)生氫氣用水的供水裝置、和加熱所述重整器以使所述產(chǎn)生氫氣用水轉(zhuǎn)化為水蒸汽的加熱裝置，所述的重整器，也利用所述水蒸汽來(lái)產(chǎn)生富氫氣。
6.如權(quán)利要求5所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，它即使在所述燃料電池停止運(yùn)行后，也加熱所述的產(chǎn)生氫氣用水，使之轉(zhuǎn)化為水蒸汽。
7.如權(quán)利要求6所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的加熱裝置，使用從所述燃料電池排出的廢氫氣作為燃料。
8.如權(quán)利要求7所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，水蒸汽到達(dá)所述加熱裝置后，停止向所述重整器供應(yīng)所述產(chǎn)生氫氣用水，同時(shí)向所述重整器供應(yīng)所述吹掃用空氣。
9.如權(quán)利要求1～8中任何一項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有位于所述重整器下流的用于除去所述重整器所產(chǎn)生的富氫氣中的一氧化碳的一氧化碳除去器、以及向所述一氧化碳除去器供應(yīng)一氧化碳除去用空氣的第2空氣供應(yīng)裝置，已被所述一氧化碳除去一氧化碳器除去的富氫氣供應(yīng)到所述燃料電池中。
10.如權(quán)利要求9所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第1空氣供應(yīng)裝置兼有所述第2空氣供應(yīng)裝置的功能，該系統(tǒng)還設(shè)有切換裝置，該裝置將來(lái)自所述第1空氣供應(yīng)裝置的空氣切換到向所述重整器供應(yīng)或向所述一氧化碳除去器供應(yīng)。
11.停止燃料電池發(fā)電的方法，它是在用燃料電池進(jìn)行發(fā)電后停止燃料電池發(fā)電的方法，所述的燃料電池設(shè)有利用原料氣體產(chǎn)生富氫氣的重整器、向該重整器供應(yīng)所述原料氣體的原料氣體供應(yīng)裝置、和向所述重整器供應(yīng)吹掃用空氣的第1空氣供應(yīng)裝置，并利用所述重整器所產(chǎn)生的富氫氣和來(lái)自外部的發(fā)電用空氣來(lái)發(fā)電，該方法是在所述燃料電池停止運(yùn)行時(shí)，停止向所述重整器供應(yīng)所述原料氣體，并讓殘留在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣、水蒸汽和所述吹掃用空氣依次流過(guò)。
12.如權(quán)利要求11項(xiàng)所述的停止燃料電池發(fā)電的方法，其中停止向所述重整器供應(yīng)所述原料氣體時(shí)，向所述重整器供水蒸汽，或向所述重整器供應(yīng)水，再經(jīng)加熱產(chǎn)生水蒸汽，然后，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后，由所述第1空氣供應(yīng)裝置向所述重整器供應(yīng)所述吹掃用空氣。
13.如權(quán)利要求12所述的停止燃料電池發(fā)電的方法，其中所述的規(guī)定時(shí)間，是指所述燃料電池系統(tǒng)中的富氫氣實(shí)際上全部被水蒸汽吹掃掉的時(shí)間。
14.如權(quán)利要求12所述的停止燃料電池發(fā)電的方法，其中所述的規(guī)定時(shí)間，是指為防止所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣和所述吹掃用空氣接觸而產(chǎn)生危險(xiǎn)狀態(tài)，在富氫氣和所述吹掃用空氣之間足以提供給定量水蒸汽的時(shí)間。
全文摘要
提供了不占用大的空間、機(jī)器的初始成本比以前低、而且運(yùn)行成本低的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)設(shè)有利用原料氣體產(chǎn)生富氫氣的重整器1、向該重整器1供應(yīng)原料氣體的原料氣體供應(yīng)裝置3a、向重整段供應(yīng)吹掃(purge)用空氣的空氣供應(yīng)裝置5、利用重整器1產(chǎn)生的富氫氣和來(lái)自外部的發(fā)電用空氣來(lái)發(fā)電的燃料電池9，燃料電池9停止運(yùn)行時(shí)，停止向重整器1供應(yīng)原料氣體，并讓殘留在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的富氫氣、水蒸汽和吹掃用空氣依次流過(guò)。
文檔編號(hào)H01M8/04GK1432203SQ01810524
公開(kāi)日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2001年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月14日
發(fā)明者上田哲也, 富澤猛, 鵜飼邦弘 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社