(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気供給手段及び燃料供給手段を有し固体電解質型燃料電池を備えた発電装置と、
該発電装置からの燃料側排ガスを排出する燃料排出手段に設置され、燃料と空気との差圧を調整する差圧調整弁と、
該差圧調整弁の前流に設置され、上記燃料側排ガス中の水蒸気を除去するシールポットとを備えた固体電解質型燃料電池の発電システムにおいて、
上記シールポットは、上記燃料側排ガスを内部の水にバブリングし、該燃料側排ガス中の水蒸気をドレン化し、該水蒸気が除去された燃料側排ガスを後流へ供給する機能を有し、
上記発電装置と上記シールポットとの間には、ドレンポットが介装されていることを特徴とする固体電解質型燃料電池の発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載する固体電解質型燃料電池の発電システムにおいて、
上記シールポットは、内部にレベルスイッチが設置され、該レベルスイッチがドレン排出弁と連動して内部のドレンを自動排出することにより、内部の水位を所定レベルに維持することを特徴とする固体電解質型燃料電池の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池発電時の燃料電池本体への水流を防止するようにした固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌｓ）  の発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に従来の固体電解質型燃料電池の発電システムの概略を示す。
【０００３】
図２に示すように、固体電解質型燃料電池（以下「ＳＯＦＣ」という）１の内管側には水（Ｈ２  Ｏ），一酸化炭素（ＣＯ）等の気体燃料を、外管側には空気供給管２に空気が供給され発電装置３に内蔵している加熱器により、約９００℃に加熱され発電を行っている。また、発電に必要な燃料は図示しない燃料供給手段から燃料供給管４を介して供給され、その流量はマスフローコントローラ５により一定流量となうようコントロールされる。一方、空気は図示しない空気供給手段から空気供給管８により供給され、その流量はマスフローコントローラ９により一定流量となうようコントロールされる。
発電後の未反応燃料と空気とは燃料排出管６及び空気排出管１０を介して各々煙突１９及び煙突２０へ供給され、大気へ放出される。
【０００４】
ＳＯＦＣ発電は、一般に燃料と空気との差圧（燃料−空気）を＋５０mmＡｑ程度で運転するが、特に加圧運転時は、空気側の圧力（Ｐ）を空気排出管１０に設置された圧力調整弁１１により所定圧とし、燃料と空気との差圧（ＤＰ）を燃料排出管６に設置された差圧調整弁７により燃料−空気≒５０mmＡｑとなるようにコントロールしている。
【０００５】
ＳＯＦＣ１は発電により、水蒸気が発生するが、特に燃料側排ガス中の水蒸気濃度が高く、差圧調整弁７の前流側でドレン化すると差圧調整がドレンの影響を受け差動不良となる。この為、差圧調整弁７の前流側にシールポット１２を設置している。
【０００６】
発電後の未反応燃料と高濃度の水蒸気とを含んだ高温のガスは、燃料排出管６を介してシールポット１２内に入り、シールポット１２内の水２１によりバブリング急冷され、水蒸気をドレン化しガスのみがシールポット１２上部の空間部２２から燃料排出管６へ排出され、差圧調整弁７のドレンによる作動不良を回避している。
【０００７】
上記シールポット１２内部にはレベルスイッチ１３，１４が設置されており、該レベルスイッチ１４が作動するとドレン排出弁１８が開となり、一方のレベルスイッチ１３が作動するとドレン排出弁１８が閉となり、自動的にシールポット内ドレンを排出するシステムとなっている。また、図中符号１７はレベル計を図示し、弁１５，１６を開にすることにより、シールポット１２内の水位を目視で確認できるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシステムでは、差圧調整弁７の作動不良、或いは空気圧力の急激な変動により、差圧調整弁７が閉となった場合、シールポット１２の空間部２２の圧力が急上昇し、このため、シールポット１２内の水２１が発電装置３側の燃料排出管６へ逆流し、高温のＳＯＦＣ１内へ流入して、水蒸気爆発等によりＳＯＦＣ１の破壊或いは性能劣化に要因となる、という問題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の固体電解質型燃料電池の発電システムは、
空気供給手段及び燃料供給手段を有し固体電解質型燃料電池を備えた発電装置と、該発電装置からの燃料側排ガスを排出する燃料排出手段に設置され、燃料と空気との差圧を調整する差圧調整弁と、該差圧調整弁の前流に設置され、上記燃料側排ガス中の水蒸気を除去するシールポットとを備えた固体電解質型燃料電池の発電システムにおいて、
上記シールポットは、上記燃料側排ガスを内部の水にバブリングし、該燃料側排ガス中の水蒸気をドレン化し、該水蒸気が除去された燃料側排ガスを後流へ供給する機能を有し、上記発電装置と上記シールポットとの間には、ドレンポットが介装されていることを特徴とする。
また、上記固体電解質型燃料電池の発電システムにおいて、
上記シールポットは、内部にレベルスイッチが設置され、該レベルスイッチがドレン排出弁と連動して内部のドレンを自動排出することにより、内部の水位を所定レベルに維持することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる固体電解質型燃料電池の発電システムの実施形態を説明する。
【００１１】
図１に本発明の実施形態にかかる固体電解質型燃料電池の発電システムの概略を示す。
図１に示すように、本発明の固体電解質型燃料電池の発電システムは、図示しない空気供給手段及び燃料供給手段より各々燃料を供給する燃料供給管４及び空気を供給する空気供給管８を有する固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）１を備えた発電装置３と、該発電装置３から燃料排出管６を介して煙突１９へ排出される燃料側排ガス中の水蒸気を除去するシールポット１２とを備えた固体電解質型燃料電池の発電システムにおいて、上記発電装置３と上記シールポット１２との間（上記シールポット１２の前流側）にドレンポット３１を介装してなるものである。
【００１２】
上記発電装置３には、図示しない燃料供給手段から燃料供給管４により気体燃料が供給され、一方、図示しない空気供給手段から空気供給管８により空気が供給され、共にその流量はマスフローコントローラ５，９により一定流量となるようコントロールされている。また、発電後の未反応燃料と空気とは差圧調整弁７を介装する燃料排出管６及び圧力調整弁１１を介装する空気排出管１０を介して各々煙突１９及び煙突２０へ供給され、大気へ放出される。
発電後の未反応燃料と高濃度の水蒸気とを含んだ高温の排出ガスは、燃料排出管６を介してシールポット１２内に入り、シールポット１２内の水２１によりバブリング急冷され、水蒸気をドレン化しガスのみがシールポット１２上部の空間部２２から燃料排出管６へ排出され、差圧調整弁７のドレンによる作動不良を回避している。
本実施の形態では、さらに、上記発電装置３と上記シールポット１２との間（上記シールポット１２の前流側）にドレンポット３１を介装しており、空気側圧力の急激な変動によりシールポット１２内の水２１が逆流した場合でも、上記ドレンポット３１で逆流水を吸収できるようにしている。
【００１３】
上記シールポット１２からの逆流水を捕集するドレンポット３１は、その上部に燃料排出管６，６が連結されており、上記シールポット１２のように排出ガスが水２１をくぐらないようになっている。
また、ドレンポット３１の側面には捕集した水のレベルを計測するレベル計３２が設けられており、該レベル計３２の上下に設けられた弁３３，３４を開けることで内部の水量を目視により確認できるようにしている。
さらに、ドレンポット３１の下部には排出弁３５が設けられており、該排出弁３４を開にすることにより逆流して溜まった水を排出できるようにしている。
【００１４】
このように、シールポット１２の前流側にドレンポット３１を設置し、空気側圧力の急激な変動によりシールポット１２内の水２１が逆流した場合でも、上記ドレンポット３１で逆流水を吸収できることとなり、直接ＳＯＦＣ１内へ水が逆流することが防止され、従来のような水蒸気爆発等によりＳＯＦＣ１の破壊或いは性能劣化に要因となることが防止される。
従って、ＳＯＦＣ１の保護が可能となり、該ＳＯＦＣ１の連続的な発電が可能となる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、空気供給手段及び燃料供給手段を有し、固体電解質型燃料電池を備えた発電装置と、該発電装置からの燃料側排ガスを排出する燃料排出手段に設置され、燃料と空気との差圧を調整する差圧調整弁と、該差圧調整弁の前流に設置され、燃料側排ガス中の水蒸気を除去するシールポットとを備えた固体電解質型燃料電池の発電システムにおいて、シールポットは、燃料側排ガスを内部の水にバブリングし、該燃料側排ガス中の水蒸気をドレン化し、該水蒸気が除去された燃料側排ガスを後流へ供給する機能を有し、発電装置と上記シールポットとの間には、ドレンポットが介装されているので、従来とは異なり、空気側圧力の急激な変動によりシールポット内の水が逆流しても上記ドレンポットで逆流水を吸収できることとなり、ＳＯＦＣ内へ逆流することが防止され、従来のような水蒸気爆発等によりＳＯＦＣの破壊或いは性能劣化に要因となることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる固体電解質型燃料電池の発電システムの概略図である。
【図２】従来技術にかかる固体電解質型燃料電池の発電システムの概略図である。
【符号の説明】
１  固体電解質型燃料電池
２  空気供給管
３  発電装置
４  燃料供給管
５  マスフローコントローラ
６  燃料排出管
７  差圧調整弁
８  空気供給管
９  マスフローコントローラ
１０  空気排出管
１１  圧力調整弁
１２  シールポット
１３，１４  レベルスイッチ
１５，１６  弁
１７  レベル計
１８  ドレン排出弁
１９，２０  煙突
２１  水
２２  空間部
３１  ドレンポット
３２  レベル計
３３，３４  弁
３５  排出弁
【図１】
0003626838.tif 000002
【図２】
0003626838.tif 000003