JP2000277137A - Method for purging residual gas from fuel cell power generating system - Google Patents
Method for purging residual gas from fuel cell power generating systemInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池発電シス
テムにおいて、運転停止時にシステム内に残留する改質
ガスをパージガスで追い出してパージする燃料電池発電
システムの残留ガスのパージ方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purging a residual gas in a fuel cell power generation system in which a reformed gas remaining in the fuel cell power generation system is purged with a purge gas when the operation is stopped.
【０００２】[0002]
【従来の技術】燃料ガスを改質器で水素リッチな改質ガ
スに改質し、この改質ガスと空気を燃料電池に供給し
て、改質ガス中の水素と空気中の酸素を反応させて発電
を行なうようにした燃料電池発電システムにおいて、燃
料ガスや改質ガスは可燃性ガスであるので、運転停止時
にシステムの配管などにこれらのガスが残留すると、残
留ガス中の可燃成分が何らかの原因で引火し、爆発が発
生する危険性がある。また改質器で水蒸気改質反応のた
めに用いられる水蒸気が凝縮したり、その凝縮によって
生じた負圧で外部空気がシステムの配管等に混入したり
すると、配管や改質器の触媒などを劣化させるおそれが
あり、寿命や性能を劣化させる可能性がある。2. Description of the Related Art A fuel gas is reformed into a hydrogen-rich reformed gas by a reformer, and the reformed gas and air are supplied to a fuel cell to react hydrogen in the reformed gas with oxygen in the air. In a fuel cell power generation system designed to generate power by causing fuel gas and reformed gas to be flammable gas, if these gases remain in the system piping when operation is stopped, the flammable components in the residual gas will be reduced. There is a risk of ignition and explosion for some reason. Also, if steam used for the steam reforming reaction in the reformer is condensed, or external air is mixed into the piping of the system due to the negative pressure generated by the condensation, the piping and the catalyst of the reformer will be removed. There is a possibility of deterioration, and there is a possibility of shortening the life and performance.
【０００３】そこで、不活性なパージガスを燃料電池発
電システムの配管等に充填し、配管等内の残留ガスをパ
ージして排除するようにしている。この不活性なパージ
ガスとしては窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガス、ヘリ
ウムガスなどが用いられており、これらのガスを詰めた
ガスボンベと、ガスボンベを開閉するバルブ、バルブを
開閉制御する制御回路等を燃料電池発電システムに組み
込んで、システムの運転停止時にパージガスをシステム
の配管等に充填してパージを行なうようにする方法がと
られている。[0003] Therefore, an inert purge gas is filled in a pipe or the like of a fuel cell power generation system, and a residual gas in the pipe or the like is purged and removed. Nitrogen gas, carbon dioxide gas, argon gas, helium gas, etc. are used as the inert purge gas.The gas cylinder filled with these gases, the valve for opening and closing the gas cylinder, the control circuit for controlling the opening and closing of the valve, and the like are used as fuel. A method has been adopted in which the system is incorporated into a battery power generation system and purged by filling a purge gas or the like into a system piping when the operation of the system is stopped.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガスボンベ等
をシステムに組み込んでパージガスを使用する方法で
は、ガスボンベの残量を頻繁に把握したり、残量に応じ
てガズボンベを交換したりする必要があり、システムの
管理が煩雑になるという問題があった。However, in the method of using a purge gas by incorporating a gas cylinder or the like into a system, it is necessary to frequently grasp the remaining amount of the gas cylinder or replace the gas cylinder in accordance with the remaining amount. However, there has been a problem that management of the system becomes complicated.
【０００５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、パージガス用のガスボンベを組み込む必要がな
く、管理が容易になる燃料電池発電システムの残留ガス
のパージ方法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 points, and has as its object to provide a method for purging residual gas in a fuel cell power generation system which does not require the installation of a gas cylinder for purge gas and which can be easily managed. Is what you do.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る燃料電池発
電システムの残留ガスのパージ方法は、燃料ガスを水素
リッチな改質ガスに改質する改質器１と、改質ガスと空
気とを電気化学的に反応させて発電する燃料電池２とを
具備する燃料電池発電システムにおいて、燃料電池発電
システム内にパージガスを充填してシステム内に残留す
るガスをパージするにあたって、パージガスとして、空
気を可燃性ガスと反応させて酸素を消費させることによ
って生成される、窒素及び二酸化炭素が主成分となった
ガスを用いることを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided a method for purging a residual gas in a fuel cell power generation system, comprising: a reformer for reforming a fuel gas into a hydrogen-rich reformed gas; In a fuel cell power generation system including a fuel cell 2 that generates electricity by electrochemically reacting the same, when purging the fuel cell power generation system with a purge gas and purging gas remaining in the system, air is used as a purge gas. A gas characterized by using nitrogen and carbon dioxide as main components, which is generated by reacting with a combustible gas to consume oxygen.
【０００７】また請求項２の発明は、上記可燃性ガスと
して、改質器１に供給して改質される燃料ガスを用いる
ことを特徴とするものである。The invention according to claim 2 is characterized in that a fuel gas supplied to the reformer 1 and reformed is used as the combustible gas.
【０００８】また請求項３の発明は、上記可燃性ガスと
して、改質器１で改質された改質ガスを用いることを特
徴とするものである。Further, the invention of claim 3 is characterized in that a reformed gas reformed in a reformer 1 is used as the combustible gas.
【０００９】また請求項４の発明は、改質器１に燃料ガ
スを供給する配管の他に空気を改質器１に供給する配管
を設け、改質器１に燃料ガスを供給すると共に空気を供
給して、改質器１内でパージガスを生成させることを特
徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, a pipe for supplying air to the reformer 1 is provided in addition to a pipe for supplying fuel gas to the reformer 1, so that the fuel gas is supplied to the reformer 1 and the air is supplied to the reformer 1. And a purge gas is generated in the reformer 1.
【００１０】また請求項５の発明は、パージガスを、パ
ージガス生成用燃焼器３を用いて生成させることを特徴
とするものである。A fifth aspect of the present invention is characterized in that the purge gas is generated using the purge gas generating combustor 3.
【００１１】また請求項６の発明は、生成されたパージ
ガスを貯蔵するパージガス貯蔵タンク４を備えることを
特徴とするものである。Further, the invention according to claim 6 is characterized in that a purge gas storage tank 4 for storing the generated purge gas is provided.
【００１２】また請求項７の発明は、パージガス生成用
の改質ガスを貯蔵する改質ガス貯蔵タンク５を備えるこ
とを特徴とするものである。Further, the invention of claim 7 is characterized in that a reformed gas storage tank 5 for storing a reformed gas for generating a purge gas is provided.
【００１３】また請求項８の発明は、上記改質ガス貯蔵
タンク５から供給される改質ガスを燃焼するパージガス
生成用燃焼器３を備えることを特徴とするものである。The invention according to claim 8 is characterized in that a purge gas generating combustor 3 for burning the reformed gas supplied from the reformed gas storage tank 5 is provided.
【００１４】また請求項９の発明は、上記パージガス生
成用燃焼器３で生成されたパージガスを貯蔵するパージ
ガス貯蔵タンク４を備えることを特徴とするものであ
る。A ninth aspect of the present invention is characterized in that a purge gas storage tank 4 for storing the purge gas generated by the purge gas generating combustor 3 is provided.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１６】図１は請求項１の発明の実施の形態の一例
における燃料電池発電システムを示すものであり、改質
器１には燃料ガス供給配管１０が接続してあって、改質
器１にメタンガスやプロパンガス、ブタンガスなどの燃
料ガスが供給されるようにしてある。この燃料ガス供給
配管１０から分岐される燃焼器用分岐配管１１が改質器
用燃焼器１２に接続してあり、燃料ガスの一部を改質器
用燃焼器１２に供給して燃焼させるようにしてある。FIG. 1 shows a fuel cell power generation system according to an embodiment of the present invention. A fuel gas supply pipe 10 is connected to the reformer 1. Is supplied with a fuel gas such as methane gas, propane gas or butane gas. A combustor branch pipe 11 branched from the fuel gas supply pipe 10 is connected to a reformer combustor 12, and a part of the fuel gas is supplied to the reformer combustor 12 for combustion. .
【００１７】そして、燃料ガス供給配管１０から改質器
１に供給された燃料ガスは改質器１内の改質器配管１４
を通過する際に、水蒸気改質反応によって水素リッチな
改質ガスに改質される。この水蒸気改質反応は吸熱反応
であるので、改質器用燃焼器１２内で燃料ガスを燃焼さ
せることによって発生する高温の排ガスを改質器１に二
重矢印のように供給して、改質器１に熱を供給するよう
にしてあり、排ガスは排ガス通路１３から排気されるよ
うにしてある。このように改質器１で改質された改質ガ
スはシフト部１５、選択酸化部１６、冷却部１７を介し
て燃料電池２に供給されるようになっている。改質ガス
中に含まれているＣＯをシフト部１５及び選択酸化部１
６で低濃度化した後に、冷却部１７で冷却して燃料電池
２に供給するものである。そしてこの改質ガスが燃料電
池２に供給されると、燃料電池２に供給されている空気
中の酸素と改質ガス中の水素とが電気化学的に反応し、
発電が行なわれるものである。また、燃料電池２に供給
されて発電に使用された改質ガス中には消費されていな
い水素が含有されているので、燃料電池２から排出され
た排改質ガスは排改質ガス供給配管１８を通じて改質器
用燃焼器１２に供給され、改質器用燃焼器１２で燃焼し
て改質器１への熱の供給に利用するようにしてある。The fuel gas supplied from the fuel gas supply pipe 10 to the reformer 1 is supplied to the reformer pipe 14 in the reformer 1.
When the gas passes through the gas, it is reformed into a hydrogen-rich reformed gas by a steam reforming reaction. Since this steam reforming reaction is an endothermic reaction, high-temperature exhaust gas generated by burning fuel gas in the reformer combustor 12 is supplied to the reformer 1 as shown by a double arrow, and reforming is performed. Heat is supplied to the vessel 1, and exhaust gas is exhausted from an exhaust gas passage 13. The reformed gas reformed in the reformer 1 is supplied to the fuel cell 2 via the shift unit 15, the selective oxidation unit 16, and the cooling unit 17. The CO contained in the reformed gas is shifted to the shift unit 15 and the selective oxidation unit 1
After the concentration is reduced in 6, the mixture is cooled in the cooling unit 17 and supplied to the fuel cell 2. When the reformed gas is supplied to the fuel cell 2, oxygen in the air supplied to the fuel cell 2 and hydrogen in the reformed gas electrochemically react with each other,
Power generation is performed. Further, since the reformed gas supplied to the fuel cell 2 and used for power generation contains unconsumed hydrogen, the discharged reformed gas discharged from the fuel cell 2 is supplied to the discharged reformed gas supply pipe. The heat is supplied to the reformer combustor 12 through 18 and is combusted by the reformer combustor 12 to be used for supplying heat to the reformer 1.
【００１８】一方、上記の燃料ガス供給配管１０にはパ
ージガス供給配管１９が接続してある。本発明において
パージガスは、空気と燃焼性の可燃性ガスを酸化反応
（燃焼）させることによって、酸素及び可燃成分を除去
して得られる、酸素及び二酸化炭素が主成分となった不
活性なガスを用いるものであり、図１の実施の形態で
は、空気と可燃性ガスを酸化反応させて生成したパージ
ガスをパージガス供給配管１９から燃料ガス供給配管１
０に供給するようにしてある。ここで、パージガスは酸
素や可燃成分をできるだけ含まないようにしなければな
らず、空気とパージガス生成用の可燃性ガスは過不足な
く反応するように供給して、パージガスを生成させるよ
うにする必要がある。On the other hand, a purge gas supply pipe 19 is connected to the fuel gas supply pipe 10. In the present invention, the purge gas is an inert gas containing oxygen and carbon dioxide as main components obtained by removing oxygen and combustible components by oxidizing (combusting) air and combustible combustible gas. In the embodiment of FIG. 1, a purge gas generated by oxidizing air and a combustible gas is supplied from a purge gas supply pipe 19 to a fuel gas supply pipe 1.
0 is supplied. Here, the purge gas must contain as little oxygen and flammable components as possible, and it is necessary to supply the air and the flammable gas for generating the purge gas so as to react without excess and deficiency to generate the purge gas. is there.
【００１９】そして、上記の燃料電池発電システムの運
転を停止した後、パージガスをパージガス供給配管１９
から燃料ガス供給配管１０を通じてシステムの配管に導
入して充填し、運転停止時にシステムの配管内に残留し
ている改質ガスなどの残留ガスを追い出して、改質器１
から燃料電池２に至る配管などの内部をパージすること
ができるものである。このようにシステム内をパージガ
スでパージすることによって、システムの配管などに残
留する改質ガスなどが爆発等することを未然に防ぐこと
ができ、さらに外部空気がシステムの配管等に混入して
配管や改質器の触媒などを劣化させることを防ぐことが
できるものである。また、パージガスは、必要に応じて
空気と可燃性ガスを酸化反応させて生成して使用するこ
とができるものであり、パージガス用のボンベを備える
必要がなくなり、ガスボンベの残量を頻繁に把握した
り、残量に応じてガズボンベを交換したりする必要がな
くなって、システムの管理が容易になるものである。After the operation of the fuel cell power generation system is stopped, the purge gas is supplied to the purge gas supply pipe 19.
To the system pipe through the fuel gas supply pipe 10 to fill the pipe, and when the operation is stopped, removes residual gas such as reformed gas remaining in the pipe of the system.
It is possible to purge the inside of a pipe and the like from the fuel cell 2 to the fuel cell 2. By purging the inside of the system with the purge gas in this manner, it is possible to prevent the reformed gas and the like remaining in the system piping from exploding, etc. And the deterioration of the catalyst of the reformer. In addition, the purge gas can be generated and used by oxidizing the air and the flammable gas as needed, so that it is not necessary to provide a cylinder for the purge gas, and the remaining amount of the gas cylinder is frequently monitored. In addition, there is no need to replace the gas cylinder according to the remaining amount, and the system can be easily managed.
【００２０】図２は請求項２の発明の実施の形態の一例
を示すものであり、パージガスを生成するための可燃性
ガスとして、改質器１に供給される燃料ガスを用いるよ
うにしたものである。すなわち、燃料ガスを改質器１に
供給する燃料ガス供給配管１０から分岐した燃料ガス供
給分岐配管２１をパージガス供給配管１９に接続してあ
る。燃料ガス供給配管１０から燃料ガス供給分岐配管２
１を通じて供給されるこの燃料ガスを空気と酸化反応さ
せてパージガスを生成させた後に、パージガスをパージ
ガス供給配管１９から燃料ガス供給配管１０を通じてシ
ステムの配管に導入して充填することによってパージを
行なうようにすることができるが、図２の実施の形態で
は、後述の図４と同様に燃料ガス供給配管１０に空気を
供給するようにしてあり、システム停止時に空気を送る
ことによって、改質器１の配管１４内で空気と燃料ガス
を混合して酸化反応させ、この酸化反応によって生成さ
れるパージガスでシステムの配管等をパージするように
してある。FIG. 2 shows an embodiment of the invention according to claim 2, wherein a fuel gas supplied to the reformer 1 is used as a combustible gas for generating a purge gas. It is. That is, the fuel gas supply branch pipe 21 branched from the fuel gas supply pipe 10 for supplying the fuel gas to the reformer 1 is connected to the purge gas supply pipe 19. Fuel gas supply pipe 10 to fuel gas supply branch pipe 2
After the fuel gas supplied through 1 is oxidized and reacted with air to generate a purge gas, the purge gas is introduced from the purge gas supply pipe 19 through the fuel gas supply pipe 10 into the pipe of the system to fill the system. However, in the embodiment of FIG. 2, air is supplied to the fuel gas supply pipe 10 in the same manner as in FIG. 4 described later. The air and the fuel gas are mixed and oxidized in the pipe 14, and the system gas and the like are purged by the purge gas generated by the oxidation reaction.
【００２１】このように、パージガスを生成するための
可燃性ガスとして改質器１に供給される燃料ガスを用い
ることによって、パージガス生成用の可燃性ガスを別途
に備える必要がなくなり、システムを小型化することが
できるものである。As described above, by using the fuel gas supplied to the reformer 1 as the flammable gas for generating the purge gas, it is not necessary to separately provide a flammable gas for generating the purge gas, and the system can be downsized. It can be made.
【００２２】図３は請求項３の発明の実施の形態の一例
を示すものであり、パージガスを生成するための可燃性
ガスとして、改質器１で生成される改質ガスを用いるよ
うにしたものである。すなわち、改質器１に供給された
燃料ガスから生成される水素リッチな改質ガスはシフト
部１５、選択酸化部１６、冷却部１７を通じて燃料電池
２に供給され、この改質ガスは含有される水素の一部が
空気中の酸素と反応して発電に消費された後、排改質ガ
ス供給配管１８から改質器用燃焼器１２に供給されるよ
うになっているが、排改質ガス供給配管１８から分岐し
て設けた改質ガス供給分岐配管２２をパージガス供給配
管１９に接続してある。排改質ガス供給配管１８から改
質ガス供給分岐配管２２を通じて供給される改質ガスを
空気と酸化反応させてパージガスを生成させた後に、パ
ージガスをパージガス供給配管１９から燃料ガス供給配
管１０を通じてシステムの配管に導入して充填すること
によってパージを行なうようにすることができるが、図
３の実施の形態では、図２の場合と同様に燃料ガス供給
配管１０に空気を供給するようにしてあり、システム停
止時にパージガス供給配管１９から改質ガスと空気を改
質器１の配管１４に送ることによって、改質器配管１４
内で空気と改質ガスを混合して酸化反応させ、この酸化
反応によって生成されるパージガスでシステムの配管等
をパージするようにしてある。ここで、図３の例では燃
料電池２から排出される改質ガスを用いるようにした
が、改質器１から出た直後の改質ガスや、燃料電池２に
供給される直前の改質ガスを用いることもできるもので
あり、改質ガスを取り出す位置は特に限定されない。FIG. 3 shows an embodiment of the third aspect of the present invention, in which a reformed gas generated in a reformer 1 is used as a combustible gas for generating a purge gas. Things. That is, the hydrogen-rich reformed gas generated from the fuel gas supplied to the reformer 1 is supplied to the fuel cell 2 through the shift unit 15, the selective oxidizing unit 16, and the cooling unit 17, and the reformed gas is contained. After a part of the hydrogen gas reacts with oxygen in the air and is consumed for power generation, it is supplied from the exhaust reformed gas supply pipe 18 to the reformer combustor 12. A reformed gas supply branch pipe 22 branched from the supply pipe 18 is connected to a purge gas supply pipe 19. After a purge gas is generated by oxidizing a reformed gas supplied from the exhaust reformed gas supply pipe 18 through the reformed gas supply branch pipe 22 with air to generate a purge gas, the purge gas is supplied from the purge gas supply pipe 19 through the fuel gas supply pipe 10 to the system. Purging can be performed by introducing and filling in the pipes of FIG. 3, but in the embodiment of FIG. 3, air is supplied to the fuel gas supply pipe 10 as in the case of FIG. By sending the reformed gas and air from the purge gas supply pipe 19 to the pipe 14 of the reformer 1 when the system is stopped,
The air and the reformed gas are mixed therein to cause an oxidation reaction, and a purge gas generated by the oxidation reaction is used to purge system piping and the like. Here, in the example of FIG. 3, the reformed gas discharged from the fuel cell 2 is used, but the reformed gas immediately after leaving the reformer 1 or the reformed gas immediately before being supplied to the fuel cell 2 is used. Gas can also be used, and the position where the reformed gas is taken out is not particularly limited.
【００２３】このように、パージガスを生成するための
可燃性ガスとして改質器１で生成される改質ガスを用い
ることによって、パージガス生成用の可燃性ガスを別途
に備える必要がなくなり、システムを小型化することが
できるものである。また改質ガスは水素リッチで不純物
の少ないガスであり、改質ガスを燃焼させて得られるパ
ージガスは、他の可燃性ガスを酸化反応させて得られる
パージガスよりも、生成の際に発生する有害物質が少な
く無害である。従って、パージガスに多少の水素が含ま
れていても、システムの配管や触媒を傷めることがない
ものであり、このため、パージガスを生成する際の改質
ガスと空気の量の比率は比較的広い範囲で調整すること
ができ、パージガス生成のための制御が容易になるもの
である。但し、パージガス中に酸素が残留するような条
件で生成することは避ける必要がある。As described above, by using the reformed gas generated in the reformer 1 as the flammable gas for generating the purge gas, it is not necessary to separately provide a flammable gas for generating the purge gas. It can be downsized. In addition, the reformed gas is a gas rich in hydrogen and containing few impurities, and the purge gas obtained by burning the reformed gas is more harmful than the purge gas obtained by oxidizing other flammable gas during the generation. Low in substance and harmless. Therefore, even if a small amount of hydrogen is contained in the purge gas, it does not damage the system piping or the catalyst, and therefore the ratio of the amount of the reformed gas to the amount of air when generating the purge gas is relatively wide. The range can be adjusted, and the control for generating the purge gas becomes easy. However, it is necessary to avoid generation under the condition that oxygen remains in the purge gas.
【００２４】図４は請求項４の発明の実施の形態の一例
を示すものであり、改質器１に燃料ガスを供給する燃料
ガス供給配管１０に空気供給配管２４が接続してある。
その他の構成は図１と同じである。そしてこのものでは
パージガスを生成する可燃性ガスとして燃料ガス供給配
管１０から改質器１に供給される燃料ガスを用いるもの
であり、システムの運転を停止した際に、改質器１への
燃料ガスの供給を継続しながら、空気供給配管２４から
燃料ガス供給配管１０を通じて改質器１に空気を供給
し、改質器１の配管１４内で燃料ガスと空気を酸化反応
させて改質器１内でパージガスを生成させるようにして
ある。このように改質器１内で生成されるパージガスで
システム内を充填し、パージすることができるものであ
る。改質器１内で燃料ガスと空気を酸化反応させるにあ
たっては、配管１４内で気相反応させる方法や、燃焼触
媒を用いる方法や、改質器１内の改質触媒を酸化反応触
媒として用いる方法などがあり、いずれの方法であって
もよい。FIG. 4 shows an embodiment of the fourth aspect of the present invention, in which an air supply pipe 24 is connected to a fuel gas supply pipe 10 for supplying a fuel gas to the reformer 1.
Other configurations are the same as those in FIG. In this apparatus, the fuel gas supplied from the fuel gas supply pipe 10 to the reformer 1 is used as the combustible gas for generating the purge gas. When the operation of the system is stopped, the fuel While the gas supply is continued, air is supplied from the air supply pipe 24 to the reformer 1 through the fuel gas supply pipe 10, and the fuel gas and the air are oxidized and reacted in the pipe 14 of the reformer 1. A purge gas is generated in the apparatus. Thus, the system can be filled and purged with the purge gas generated in the reformer 1. When the fuel gas and the air are oxidized in the reformer 1, a method of performing a gas phase reaction in the pipe 14, a method of using a combustion catalyst, or a method in which the reforming catalyst in the reformer 1 is used as an oxidation reaction catalyst. There is a method, and any method may be used.
【００２５】このように、改質器１内で燃料ガスと空気
を酸化反応させてパージガスを生成するようにすれば、
空気を供給する機器、例えばエアポンプを備えた空気供
給配管２４を燃料ガス供給配管１０に接続するだけでよ
く、パージガス生成のための装置や配管などの大がかり
な設備を別途備える必要が無くなり、システムを小型化
することができるものである。As described above, if the fuel gas and the air are oxidized and reacted in the reformer 1 to generate a purge gas,
It is only necessary to connect a device for supplying air, for example, an air supply pipe 24 provided with an air pump to the fuel gas supply pipe 10, and it is not necessary to separately provide a large-scale facility such as a device or a pipe for generating a purge gas. It can be downsized.
【００２６】図５は請求項５の発明の実施の形態の一例
を示すものであり、パージガス生成用燃焼器３を用いて
パージガスを生成させるようにしたものである。図５の
例では、燃料ガス供給配管１０から燃料ガス供給分岐配
管２１が分岐してあり、この燃料ガス供給分岐配管２１
はパージガス生成用燃焼器３に接続してある。パージガ
ス生成用燃焼器３にはさらに空気供給配管２４が接続し
てあり、またパージガス生成用燃焼器３からパージガス
供給配管１９が導出してあって、このパージガス供給配
管１９は燃料ガス供給分岐配管２１の分岐箇所よりも下
流位置（改質器１に近い位置）において燃料ガス供給配
管１０に接続してある。燃料ガス供給分岐配管２１とパ
ージガス供給配管１９にはそれぞれバルブ２６，２７が
設けてある。その他の構成は図１と同じである。FIG. 5 shows an embodiment of the fifth aspect of the present invention, in which a purge gas is generated by using a purge gas generating combustor 3. In the example of FIG. 5, a fuel gas supply branch pipe 21 is branched from the fuel gas supply pipe 10.
Is connected to the purge gas generating combustor 3. An air supply pipe 24 is further connected to the purge gas generation combustor 3, and a purge gas supply pipe 19 extends from the purge gas generation combustor 3. The purge gas supply pipe 19 is connected to a fuel gas supply branch pipe 21. Is connected to the fuel gas supply pipe 10 at a downstream position (a position close to the reformer 1) from the branch point. The fuel gas supply branch pipe 21 and the purge gas supply pipe 19 are provided with valves 26 and 27, respectively. Other configurations are the same as those in FIG.
【００２７】図５のものにあって、システムを運転して
いるときには、燃料ガス供給分岐配管２１とパージガス
供給配管１９のバルブ２６，２７はそれぞれ閉じてい
る。そしてシステムの運転を停止する際に、バルブ２６
を開いて燃料ガス供給配管１０から燃料ガス供給分岐配
管２１を通じて燃料ガスをパージガス生成用燃焼器３に
供給すると共に、エアポンプなどで空気供給配管２４か
ら空気をパージガス生成用燃焼器３に供給し、パージガ
ス生成用燃焼器３内で燃料ガスと空気を酸化反応させて
燃焼させ、燃料ガスと空気の燃焼ガスとして不活性なパ
ージガスを生成させる。またこのときにはバルブ２７も
開いており、パージガス生成用燃焼器３で生成されたパ
ージガスはパージガス供給配管１９から燃料ガス供給配
管１０を通して改質器１に供給され、システム内をパー
ジガスで充填してシステム内に残留する改質ガスを追い
出すパージを行なうことができるものである。尚、燃料
ガスや空気、パージガスの供給・停止を制御するバルブ
等は適宜設けることができる。In the system shown in FIG. 5, when the system is operating, the valves 26 and 27 of the fuel gas supply branch pipe 21 and the purge gas supply pipe 19 are closed. When the operation of the system is stopped, the valve 26
To supply the fuel gas to the purge gas generating combustor 3 from the fuel gas supply pipe 10 through the fuel gas supply branch pipe 21 and supply air to the purge gas generating combustor 3 from the air supply pipe 24 with an air pump or the like. The fuel gas and air are oxidized and burned in the purge gas generating combustor 3 to generate an inert purge gas as a combustion gas of the fuel gas and air. At this time, the valve 27 is also opened, and the purge gas generated by the purge gas generating combustor 3 is supplied from the purge gas supply pipe 19 to the reformer 1 through the fuel gas supply pipe 10, and the system is filled with the purge gas. It is possible to perform purging for purging the reformed gas remaining in the inside. A valve for controlling the supply / stop of the fuel gas, the air, and the purge gas can be appropriately provided.
【００２８】図６は請求項６の発明の実施の形態の一例
を示すものであり、生成されたパージガスを貯蔵するパ
ージガス貯蔵タンク４を備えるようにしたものである。
図６の例では、図５において、パージガス生成用燃焼器
３の出口配管にポンプ２９を介してパージガス貯蔵タン
ク４が接続してあり、パージガス貯蔵タンク４からパー
ジガス供給配管１９を導出して、このパージガス供給配
管１９を燃料ガス供給分岐配管２１の分岐箇所よりも下
流位置（改質器１に近い位置）において燃料ガス供給配
管１０に接続してある。またパージガス供給配管１９に
はパージガス供給分岐配管３０が分岐して設けてあり、
パージガス供給分岐配管３０は改質器用燃焼器１２に接
続してある。このパージガス供給分岐配管３０にはバル
ブ３１が設けてある。その他の構成は図５と同じであ
る。FIG. 6 shows an embodiment of the invention according to claim 6, which is provided with a purge gas storage tank 4 for storing the generated purge gas.
In the example of FIG. 6, the purge gas storage tank 4 is connected to the outlet pipe of the purge gas generation combustor 3 via the pump 29 in FIG. 5, and the purge gas supply pipe 19 is led out of the purge gas storage tank 4. The purge gas supply pipe 19 is connected to the fuel gas supply pipe 10 at a position downstream of the branch point of the fuel gas supply branch pipe 21 (a position close to the reformer 1). Further, a purge gas supply branch pipe 30 is provided in the purge gas supply pipe 19 in a branched manner.
The purge gas supply branch pipe 30 is connected to the reformer combustor 12. The purge gas supply branch pipe 30 is provided with a valve 31. Other configurations are the same as those in FIG.
【００２９】このものでは、パージガス生成用燃焼器３
で生成されたパージガスはポンプ２９で圧縮してパージ
ガス貯蔵タンク４に貯蔵することができるものであり、
従って、システムの運転状態にかかわらず、パージガス
生成用燃焼器３でパージガスを生成させてパージガス貯
蔵タンク４に貯蔵しておくことができ、システムの運転
を停止した際にバルブ２７を開いてパージガス貯蔵タン
ク５に貯蔵しておいたパージガスをパージガス供給配管
１９から燃料ガス供給配管１０を通して改質器１に供給
し、システム内をパージガスで充填してパージを行なう
ことができるものである。尚、バルブ３１を開いてパー
ジガス供給分岐配管３０から改質器用燃焼器１２にパー
ジガスを流すことによって、改質器用燃焼器１２内の残
ガスを抜くことができるようにしてある。ここで、パー
ジガス生成用燃焼器３で生成されたパージガスはポンプ
２９で加圧して圧縮した状態でパージガス貯蔵タンク５
に貯蔵するようにしてあるので、パージガス貯蔵タンク
５として容量が小さいものを用いることが可能になるも
のであり、またパージガスのこの圧縮はパージガス生成
用燃焼器３の出口で行なわれるために、パージガス生成
用燃焼器３に供給する燃料ガスや空気の供給圧力を大き
くする必要はない。In this embodiment, the purge gas generating combustor 3
Is purged by the pump 29 and can be stored in the purge gas storage tank 4.
Therefore, regardless of the operation state of the system, the purge gas can be generated by the purge gas generation combustor 3 and stored in the purge gas storage tank 4. When the operation of the system is stopped, the valve 27 is opened to store the purge gas. The purge gas stored in the tank 5 is supplied from the purge gas supply pipe 19 to the reformer 1 through the fuel gas supply pipe 10, and the inside of the system can be filled with the purge gas for purging. The residual gas in the reformer combustor 12 can be removed by opening the valve 31 and flowing the purge gas from the purge gas supply branch pipe 30 to the reformer combustor 12. Here, the purge gas generated by the purge gas generating combustor 3 is pressurized and compressed by the pump 29 in the purge gas storage tank 5.
, It is possible to use a small-capacity purge gas storage tank 5, and since this compression of the purge gas is performed at the outlet of the combustor 3 for generating the purge gas, It is not necessary to increase the supply pressure of the fuel gas or air supplied to the generating combustor 3.
【００３０】図７は請求項７の発明の実施の形態の一例
を示すものであり、パージガス生成用の可燃性ガスとし
て改質ガスを用いるようにし、そしてこの改質ガスを貯
蔵する改質ガス貯蔵タンク５を備えるようにしたもので
ある。図７の例では、燃料電池１で使用された排改質ガ
スを改質器用燃焼器１２に供給する排改質ガス供給配管
１８から分岐した改質ガス供給分岐配管２２にポンプ３
３を介して改質ガス貯蔵タンク５が接続してあり、改質
ガス貯蔵タンク５から導出したパージガス供給配管１９
を改質器１に燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管１０
に接続してある。このパージガス供給配管１９にはバル
ブ２６が設けてある。またバルブ２６と改質ガス貯蔵タ
ンク５の間においてパージガス供給配管１９にバイパス
配管３４が分岐して接続してあり、このバイパス配管３
４は改質ガス供給分岐配管２２の分岐箇所と改質器用燃
焼器１２の間において排改質ガス供給配管１８に接続し
てある。バイパス配管３４にはバルブ３５が設けてあ
る。FIG. 7 shows an embodiment of the invention according to claim 7, wherein a reformed gas is used as a combustible gas for generating a purge gas, and a reformed gas storing the reformed gas is used. The storage tank 5 is provided. In the example of FIG. 7, the pump 3 is connected to a reformed gas supply branch pipe 22 branched from an exhaust reformed gas supply pipe 18 that supplies the exhaust reformed gas used in the fuel cell 1 to the reformer combustor 12.
3 is connected to the reformed gas storage tank 5, and a purge gas supply pipe 19 derived from the reformed gas storage tank 5
Gas supply pipe 10 for supplying fuel gas to reformer 1
Connected to The purge gas supply pipe 19 is provided with a valve 26. A bypass pipe 34 is branched and connected to the purge gas supply pipe 19 between the valve 26 and the reformed gas storage tank 5.
Numeral 4 is connected to the discharged reformed gas supply pipe 18 between the branch point of the reformed gas supply branch pipe 22 and the reformer combustor 12. The bypass pipe 34 is provided with a valve 35.
【００３１】このものにあって、燃料電池１から排出さ
れる改質ガスの一部は排改質ガス供給配管１８から改質
ガス供給分岐配管２２に流入し、ポンプ３３で圧縮して
改質ガス貯蔵タンク５に貯蔵される。改質ガスはポンプ
３３で加圧して圧縮された状態で貯蔵されるために、改
質ガス貯蔵タンク５としては容量の小さいものを用いる
ことができる。そしてこのように改質ガス貯蔵タンク５
に貯蔵された改質ガスを用いてシステム内をパージする
のであるが、図７の例では、システム停止時にバルブ２
６を開いてパージガス供給配管１９からパージガス供給
配管１０を通して改質器１に供給すると共に、図３の場
合と同様にしてパージガス供給配管１０を通して改質器
１に空気を供給することによって、改質器配管１４内で
空気と改質ガスを混合して酸化反応させ、この酸化反応
によって生成されるパージガスでシステムの配管等をパ
ージするようにしてある。また図７のものでは、改質ガ
ス貯蔵タンク５に貯蔵された改質ガスが余っている場合
には、バルブ３５を開くことによってバイパス配管３４
から排改質ガス供給配管１８を通じて改質器用燃焼器１
２に改質ガス貯蔵タンク５内の改質ガスを供給して、改
質器用燃焼器１２で燃焼させることによって改質器１へ
の熱の供給に利用するようにしてある。In this apparatus, a part of the reformed gas discharged from the fuel cell 1 flows into the reformed gas supply branch pipe 22 from the discharged reformed gas supply pipe 18 and is compressed by the pump 33 to reform. It is stored in the gas storage tank 5. Since the reformed gas is compressed and stored by the pump 33, the reformed gas storage tank 5 can be of a small capacity. And thus, the reformed gas storage tank 5
The inside of the system is purged using the reformed gas stored in the system. In the example of FIG.
6 is opened and the reformer 1 is supplied from the purge gas supply pipe 19 through the purge gas supply pipe 10 to the reformer 1 and air is supplied to the reformer 1 through the purge gas supply pipe 10 in the same manner as in FIG. Air and the reformed gas are mixed and oxidized in the vessel piping 14, and the piping of the system and the like are purged with a purge gas generated by the oxidation reaction. 7, when there is excess reformed gas stored in the reformed gas storage tank 5, by opening the valve 35, the bypass pipe 34 is opened.
From the reformer combustor 1 through the exhaust reformed gas supply pipe 18
The reformed gas in the reformed gas storage tank 5 is supplied to the fuel cell 2, and the reformed gas is combusted by the reformer combustor 12 to be used for supplying heat to the reformer 1.
【００３２】図８は請求項８の発明の実施の形態の一例
を示すものであり、パージガス生成用の可燃性ガスとし
て改質ガスを用いるようにし、そしてこの改質ガスを貯
蔵する改質ガス貯蔵タンク５を備えると共に、改質ガス
を空気と酸化反応させて燃焼させることによってパージ
ガスを生成するパージガス生成用燃焼器３を備えるよう
にしたものである。すなわち、排改質ガス供給配管１８
から分岐した改質ガス供給分岐配管２２にポンプ３３を
介して改質ガス貯蔵タンク５が接続してあり、この改質
ガス貯蔵タンク５から導出した改質ガス供給配管３７を
パージガス生成用燃焼器３に接続してある。この改質ガ
ス供給配管３７にはバルブ３８が設けてある。またパー
ジガス生成用燃焼器３には空気を供給する空気供給配管
２４が接続してあり、パージガス生成用燃焼器３から導
出したパージガス供給配管１９を燃料ガス供給配管１０
に接続してある。さらに排改質ガス供給配管１８と改質
ガス供給配管３７の間にバルブ３５を設けたバイパス配
管３４が接続してある。その他の構成は図７のものと同
じである。FIG. 8 shows an embodiment of the invention according to claim 8, wherein a reformed gas is used as a combustible gas for generating a purge gas, and a reformed gas storing the reformed gas is used. A storage tank 5 is provided, and a purge gas generating combustor 3 that generates a purge gas by oxidizing and reacting the reformed gas with air to burn is provided. That is, the exhaust reformed gas supply pipe 18
The reformed gas storage tank 5 is connected via a pump 33 to a reformed gas supply branch pipe 22 branched from the fuel cell, and a reformed gas supply pipe 37 derived from the reformed gas storage tank 5 is connected to a purge gas generating combustor. 3 is connected. The reformed gas supply pipe 37 is provided with a valve 38. An air supply pipe 24 for supplying air is connected to the purge gas generation combustor 3, and a purge gas supply pipe 19 derived from the purge gas generation combustor 3 is connected to the fuel gas supply pipe 10.
Connected to Further, a bypass pipe 34 provided with a valve 35 is connected between the exhaust reformed gas supply pipe 18 and the reformed gas supply pipe 37. Other configurations are the same as those in FIG.
【００３３】このものにあって、システムを運転してい
るときには、改質ガス供給配管３７のバルブ３８は閉じ
ている。そしてシステムの運転を停止する際に、バルブ
３８を開いて改質ガス貯蔵タンク５に貯蔵されている改
質ガスを改質ガス供給配管３７を通じてパージガス生成
用燃焼器３に供給すると共に、エアポンプなどで空気供
給配管２４から空気をパージガス生成用燃焼器３に供給
し、パージガス生成用燃焼器３内で改質ガスと空気を酸
化反応させて燃焼させ、改質ガスと空気の燃焼ガスとし
て不活性なパージガスを生成させる。パージガス生成用
燃焼器３で生成されたパージガスはパージガス供給配管
１９から燃料ガス供給配管１０を通して改質器１に供給
され、システム内をパージガスで充填してシステム内に
残留する改質ガスを追い出すパージを行なうことができ
るものである。In this case, when the system is operating, the valve 38 of the reformed gas supply pipe 37 is closed. Then, when the operation of the system is stopped, the valve 38 is opened to supply the reformed gas stored in the reformed gas storage tank 5 to the purge gas generating combustor 3 through the reformed gas supply pipe 37 and an air pump or the like. The air is supplied from the air supply pipe 24 to the purge gas generating combustor 3, and the reformed gas and the air are oxidized and burned in the purge gas generating combustor 3 to be burned. And generate an appropriate purge gas. The purge gas generated by the purge gas generating combustor 3 is supplied from the purge gas supply pipe 19 to the reformer 1 through the fuel gas supply pipe 10, and the purge is performed to fill the system with the purge gas and drive out the reformed gas remaining in the system. Can be performed.
【００３４】図９は請求項９の発明の実施の形態の一例
を示すものであり、上記の図９のようにしてパージガス
生成用燃焼器３で生成されたパージガスをパージガス貯
蔵タンク４に貯蔵することができるようにしてある。す
なわち、パージガス生成用燃焼器３の出口配管にパージ
ガス貯蔵タンク４が接続してあり、パージガス貯蔵タン
ク４からパージガス供給配管１９を導出して、このパー
ジガス供給配管１９を燃料ガス供給配管１０に接続して
ある。またパージガス供給配管１９にはパージガス供給
分岐配管３０が分岐して設けてあり、パージガス供給分
岐配管３０は改質器用燃焼器１２に接続してある。この
パージガス供給分岐配管３０にはバルブ３１が設けてあ
る。FIG. 9 shows an embodiment of the ninth embodiment of the present invention, in which the purge gas generated by the purge gas generating combustor 3 as shown in FIG. 9 is stored in the purge gas storage tank 4. I can do it. That is, the purge gas storage tank 4 is connected to the outlet pipe of the purge gas generation combustor 3, the purge gas supply pipe 19 is led out from the purge gas storage tank 4, and the purge gas supply pipe 19 is connected to the fuel gas supply pipe 10. It is. A purge gas supply branch pipe 30 is provided in the purge gas supply pipe 19 in a branched manner, and the purge gas supply branch pipe 30 is connected to the reformer combustor 12. The purge gas supply branch pipe 30 is provided with a valve 31.
【００３５】このものでは、改質ガス貯蔵タンク５に貯
蔵された改質ガスをパージガス生成用燃焼器３に供給す
ることによって、随時にパージガスを生成することがで
き、またこの生成されたパージガスはパージガス貯蔵タ
ンク４に貯蔵することができるものであり、従って、シ
ステムの運転状態にかかわらず、パージガス生成用燃焼
器３でパージガスを生成させてパージガス貯蔵タンク４
に貯蔵しておくことができ、システムの運転を停止した
際にバルブ２７を開いてパージガス貯蔵タンク５に貯蔵
しておいたパージガスをパージガス供給配管１９から燃
料ガス供給配管１０を通して改質器１に供給し、システ
ム内をパージガスで充填してパージを行なうことができ
るものである。このように、改質ガス貯蔵タンク５に貯
蔵した改質ガスを随時にパージガス生成用燃焼器３に供
給してパージガスを生成し、パージガス貯蔵タンク４に
貯蔵しておくことができるものであり、改質ガスの無駄
になるような運転状態、例えば改質器用燃焼器１２が停
止しているときや、改質器用燃焼器１２への改質ガスの
供給が余剰になるときに、パージガスを生成してパージ
ガス貯蔵タンク４に貯蔵することができるものである。
またシステムの運転中などいかなるときでもパージガス
の生成が可能になるので、システムをパージガスでパー
ジする際の自由度が増すものである。In this apparatus, the purge gas can be generated at any time by supplying the reformed gas stored in the reformed gas storage tank 5 to the purge gas generating combustor 3, and the generated purge gas is The purge gas can be stored in the purge gas storage tank 4, and therefore, regardless of the operation state of the system, the purge gas is generated by the purge gas generation combustor 3 and the purge gas storage tank 4
When the operation of the system is stopped, the valve 27 is opened and the purge gas stored in the purge gas storage tank 5 is supplied from the purge gas supply pipe 19 to the reformer 1 through the fuel gas supply pipe 10. It is possible to supply and purge the inside of the system with a purge gas for purging. As described above, the reformed gas stored in the reformed gas storage tank 5 can be supplied to the purge gas generation combustor 3 as needed to generate a purge gas, and the purge gas can be stored in the purge gas storage tank 4. The purge gas is generated in an operation state in which the reformed gas is wasted, for example, when the reformer combustor 12 is stopped or when the supply of the reformed gas to the reformer combustor 12 becomes excessive. And stored in the purge gas storage tank 4.
In addition, since the purge gas can be generated at any time such as during the operation of the system, the degree of freedom in purging the system with the purge gas is increased.
【００３６】[0036]
【発明の効果】上記のように本発明は、燃料ガスを水素
リッチな改質ガスに改質する改質器と、改質ガスと空気
とを電気化学的に反応させて発電する燃料電池とを具備
する燃料電池発電システムにおいて、燃料電池発電シス
テム内にパージガスを充填してシステム内に残留するガ
スをパージするにあたって、パージガスとして、空気を
可燃性ガスと反応させて酸素を消費させることによって
生成される、窒素及び二酸化炭素が主成分となったガス
を用いるようにしたので、パージガスは必要に応じて空
気と可燃性ガスを酸化反応させて生成して使用すること
ができるものであり、パージガス用のボンベを備える必
要がなくなり、ガスボンベの残量を頻繁に把握したり、
残量に応じてガズボンベを交換したりする必要がなくな
って、システムの管理が容易になるものである。As described above, the present invention relates to a reformer for reforming a fuel gas into a hydrogen-rich reformed gas, and a fuel cell for generating electricity by electrochemically reacting the reformed gas with air. In a fuel cell power generation system comprising: a purge gas filled in the fuel cell power generation system to purge gas remaining in the system, the purge gas is generated by reacting air with a combustible gas to consume oxygen. Since a gas containing nitrogen and carbon dioxide as main components is used, a purge gas can be used by generating an oxidative reaction between air and a flammable gas, if necessary, and is used as a purge gas. It is no longer necessary to provide gas cylinders, so you can frequently check the remaining amount of gas cylinders,
This eliminates the need to replace the gas cylinder according to the remaining amount, thereby facilitating system management.
【００３７】また請求項２の発明は、上記可燃性ガスと
して、改質器に供給して改質される燃料ガスを用いるよ
うにしたので、パージガスを生成するための可燃性ガス
として改質器に供給される燃料ガスを利用することがで
き、パージガス生成用の可燃性ガスを別途に備える必要
がなくなり、システムを小型化することができるもので
ある。According to the second aspect of the present invention, since the fuel gas supplied to the reformer and reformed is used as the flammable gas, the reformer is used as the flammable gas for generating the purge gas. The fuel gas supplied to the fuel cell can be used, and there is no need to separately provide a combustible gas for generating a purge gas, and the system can be downsized.
【００３８】また請求項３の発明は、上記可燃性ガスと
して、改質器で改質された改質ガスを用いるようにした
ので、パージガスを生成するための可燃性ガスとして改
質器で改質された改質ガスを利用することができ、パー
ジガス生成用の可燃性ガスを別途に備える必要がなくな
り、システムを小型化することができるものである。According to the third aspect of the present invention, since the reformed gas reformed by the reformer is used as the flammable gas, the flammable gas for generating the purge gas is modified by the reformer. The quality of the reformed gas can be used, and it is not necessary to separately provide a combustible gas for generating a purge gas, and the system can be downsized.
【００３９】また請求項４の発明は、改質器に燃料ガス
を供給する配管の他に空気を改質器に供給する配管を設
け、改質器に燃料ガスを供給すると共に空気を供給し
て、改質器内でパージガスを生成させるようにしたの
で、改質器内を利用してパージガスを生成することがで
き、パージガス生成のための装置や配管などの大がかり
な設備を別途備える必要が無くなり、システムを小型化
することができるものである。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to a pipe for supplying fuel gas to the reformer, a pipe for supplying air to the reformer is provided to supply fuel gas and air to the reformer. Therefore, since the purge gas is generated in the reformer, the purge gas can be generated using the inside of the reformer, and it is necessary to separately provide a large-scale facility such as an apparatus and a pipe for generating the purge gas. This makes it possible to reduce the size of the system.
【００４０】また請求項５の発明は、パージガスを、パ
ージガス生成用燃焼器を用いて生成させるようにしたの
で、可燃性ガスと空気を酸化反応させて生成したパージ
ガスを用いてパージを行なうにあたって、パージガス生
成用燃焼器でパージガスを安定して生成することがで
き、安定したパージを行なうことができるものである。According to the fifth aspect of the present invention, the purge gas is generated by using the purge gas generating combustor. Therefore, when purging using the purge gas generated by oxidizing the combustible gas and air, The purge gas can be generated stably by the purge gas generating combustor, and stable purging can be performed.
【００４１】また請求項６の発明は、生成されたパージ
ガスを貯蔵するパージガス貯蔵タンクを備えるので、シ
ステムの運転条件にかかわらず、いつでもパージガスを
パージガス貯蔵タンクから供給してパージを行なうこと
ができるものである。According to the sixth aspect of the present invention, since the purge gas storage tank for storing the generated purge gas is provided, the purge gas can be supplied from the purge gas storage tank at any time regardless of the operating conditions of the system to perform the purge. It is.
【００４２】また請求項７の発明は、パージガス生成用
の改質ガスを貯蔵する改質ガス貯蔵タンクを備えるの
で、パージガスを生成する可燃性ガスとして改質ガスを
用いるにあたって、システムの運転条件にかかわらず、
いつでも改質ガスを改質ガス貯蔵タンクから供給してパ
ージガスを生成し、パージを行なうことができるもので
ある。Further, since the invention of claim 7 is provided with a reformed gas storage tank for storing a reformed gas for generating a purge gas, when the reformed gas is used as a combustible gas for generating a purge gas, the operating conditions of the system must be adjusted. regardless of,
The purge gas can be generated at any time by supplying the reformed gas from the reformed gas storage tank to perform the purge.
【００４３】また請求項８の発明は、上記改質ガス貯蔵
タンクから供給される改質ガスを燃焼するパージガス生
成用燃焼器を備えるので、パージガスを生成する可燃性
ガスとして改質ガスを用いるにあたって、システムの運
転条件にかかわらず、いつでも改質ガスを改質ガス貯蔵
タンクからパージガス生成用燃焼器に供給してパージガ
スを生成し、パージを行なうことができるものである。The invention of claim 8 is provided with a purge gas generating combustor for burning the reformed gas supplied from the reformed gas storage tank, so that the reformed gas is used as the combustible gas for generating the purge gas. Regardless of the operating conditions of the system, the purge gas can be generated and purged by supplying the reformed gas from the reformed gas storage tank to the purge gas generation combustor at any time.
【００４４】また請求項９の発明は、パージガス生成用
燃焼器で生成されたパージガスを貯蔵するパージガス貯
蔵タンクを備えるので、システムの運転条件にかかわら
ず、いつでもパージガスをパージガス貯蔵タンクから供
給してパージを行なうことができるものである。According to the ninth aspect of the present invention, since the purge gas storage tank for storing the purge gas generated by the purge gas generating combustor is provided, the purge gas is always supplied from the purge gas storage tank regardless of the operating conditions of the system. Can be performed.
【図１】請求項１の発明の実施の形態の一例を示す概略
図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
【図２】請求項２の発明の実施の形態の一例を示す概略
図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of the invention according to claim 2;
【図３】請求項３の発明の実施の形態の一例を示す概略
図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of the invention according to claim 3;
【図４】請求項４の発明の実施の形態の一例を示す概略
図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of the invention according to claim 4;
【図５】請求項５の発明の実施の形態の一例を示す概略
図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the embodiment of the invention according to claim 5;
【図６】請求項６の発明の実施の形態の一例を示す概略
図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the embodiment of the invention according to claim 6;
【図７】請求項７の発明の実施の形態の一例を示す概略
図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the embodiment of the invention according to claim 7;
【図８】請求項８の発明の実施の形態の一例を示す概略
図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the embodiment of the invention according to claim 8;
【図９】請求項９の発明の実施の形態の一例を示す概略
図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of the embodiment of the invention according to claim 9;
１ 改質器 ２ 燃料電池 ３ パージガス生成用燃焼器 ４ パージガス貯蔵タンク ５ 改質ガス貯蔵タンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reformer 2 Fuel cell 3 Purge gas generation combustor 4 Purge gas storage tank 5 Reformed gas storage tank
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────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１１年６月７日（１９９９．６．７）[Submission date] June 7, 1999 (1999.6.7)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１８[Correction target item name] 0018
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１８】一方、上記の燃料ガス供給配管１０にはパ
ージガス供給配管１９が接続してある。本発明において
パージガスは、空気と燃焼性の可燃性ガスを酸化反応
（燃焼）させることによって、酸素及び可燃成分を除去
して得られる、窒素及び二酸化炭素が主成分となった不
活性なガスを用いるものであり、図１の実施の形態で
は、空気と可燃性ガスを酸化反応させて生成したパージ
ガスをパージガス供給配管１９から燃料ガス供給配管１
０に供給するようにしてある。ここで、パージガスは酸
素や可燃成分をできるだけ含まないようにしなければな
らず、空気とパージガス生成用の可燃性ガスは過不足な
く反応するように供給して、パージガスを生成させるよ
うにする必要がある。On the other hand, a purge gas supply pipe 19 is connected to the fuel gas supply pipe 10. In the present invention, the purge gas is an inert gas mainly composed of nitrogen and carbon dioxide obtained by removing oxygen and combustible components by oxidizing (combusting) air and combustible combustible gas. In the embodiment of FIG. 1, a purge gas generated by oxidizing air and a combustible gas is supplied from a purge gas supply pipe 19 to a fuel gas supply pipe 1.
0 is supplied. Here, the purge gas must contain as little oxygen and flammable components as possible, and it is necessary to supply the air and the flammable gas for generating the purge gas so as to react without excess and deficiency to generate the purge gas. is there.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 均 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 中村 透 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 5H027 AA02 BA01 BA09 BA16 BA17 BA20 MM01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hitoshi Kudo 1048, Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside the Matsushita Electric Works, Ltd. (72) Inventor Toru Nakamura 1048, Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka, Japan Terms (reference) 5H027 AA02 BA01 BA09 BA16 BA17 BA20 MM01
Claims (9)
する改質器と、改質ガスと空気とを電気化学的に反応さ
せて発電する燃料電池とを具備する燃料電池発電システ
ムにおいて、燃料電池発電システム内にパージガスを充
填してシステム内に残留するガスをパージするにあたっ
て、パージガスとして、空気を可燃性ガスと反応させて
酸素を消費させることによって生成される、窒素及び二
酸化炭素が主成分となったガスを用いることを特徴とす
る燃料電池発電システムの残留ガスのパージ方法。1. A fuel cell power generation system comprising: a reformer for reforming a fuel gas into a hydrogen-rich reformed gas; and a fuel cell for generating electricity by electrochemically reacting the reformed gas with air. In purging a gas remaining in the fuel cell power generation system by filling a purge gas into the fuel cell power generation system, nitrogen and carbon dioxide generated by reacting air with a combustible gas to consume oxygen are used as a purge gas. A method for purging residual gas in a fuel cell power generation system, characterized by using a gas as a main component.
て改質される燃料ガスを用いることを特徴とする請求項
１に記載の燃料電池発電システムの残留ガスのパージ方
法。2. The method for purging a residual gas in a fuel cell power generation system according to claim 1, wherein a fuel gas supplied to a reformer and reformed is used as the combustible gas.
れた改質ガスを用いることを特徴とする請求項１に記載
の燃料電池発電システムの残留ガスのパージ方法。3. The method for purging residual gas in a fuel cell power generation system according to claim 1, wherein a reformed gas reformed by a reformer is used as the combustible gas.
空気を改質器に供給する配管を設け、改質器に燃料ガス
を供給すると共に空気を供給して、改質器内でパージガ
スを生成させることを特徴とする請求項２に記載の燃料
電池発電システムの残留ガスのパージ方法。4. A pipe for supplying air to the reformer in addition to a pipe for supplying fuel gas to the reformer, for supplying fuel gas and air to the reformer, 3. The method for purging a residual gas in a fuel cell power generation system according to claim 2, wherein the purge gas is generated by:
を用いて生成させることを特徴とする請求項１乃至３の
いずれかに記載の燃料電池発電システムの残留ガスのパ
ージ方法。5. The method for purging residual gas in a fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the purge gas is generated using a purge gas generating combustor.
ガス貯蔵タンクを備えることを特徴とする請求項１乃至
５のいずれかに記載の燃料電池発電システムの残留ガス
のパージ方法。6. The method for purging residual gas in a fuel cell power generation system according to claim 1, further comprising a purge gas storage tank for storing the generated purge gas.
改質ガス貯蔵タンクを備えることを特徴とする請求項３
乃至６のいずれかに記載の燃料電池発電システムの残留
ガスのパージ方法。7. The fuel cell system according to claim 3, further comprising a reformed gas storage tank for storing a reformed gas for generating a purge gas.
7. The method for purging residual gas in a fuel cell power generation system according to any one of claims 6 to 6.
改質ガスを燃焼するパージガス生成用燃焼器を備えるこ
とを特徴とする請求項７に記載の燃料電池発電システム
の残留ガスのパージ方法。8. The method for purging residual gas in a fuel cell power generation system according to claim 7, further comprising a purge gas generating combustor for burning the reformed gas supplied from the reformed gas storage tank.
ージガスを貯蔵するパージガス貯蔵タンクを備えること
を特徴とする５乃至８のいずれかに記載の燃料電池発電
システムの残留ガスのパージ方法。9. The method for purging residual gas in a fuel cell power generation system according to any one of claims 5 to 8, further comprising a purge gas storage tank for storing a purge gas generated by the purge gas generating combustor.
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