(57)【要約】【課題】燃料電池発電設備の停止時に可燃性ガスのパージを行う際にガスタービンが停止したような場合にも、燃焼器に確実に空気を供給し得るようにする。【解決手段】コンプレッサ２４からの空気Ａｃを導入し得る圧力容器４に格納された燃料電池３のアノード排ガスＧｅａを改質器１の燃焼室１ｂに供給し、アノード排ガスＧｅａの熱により燃料ガスＧｆの改質を行わせるようにした燃料電池発電設備において、圧力容器４からの空気Ａｃをガスタービン２１側へ送給する管路２７と、空気予熱器２３で予熱した空気Ａｃを燃焼器１２へ送給する空気供給管１１の空気予熱器２３上流側とを、遮断弁３１を備えた管路３２により接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気生成手段からの空気を導入し得る圧力容器に格納された燃料電池のアノード排ガスを燃焼器で燃焼させて生成されたガスを改質器に供給して前記ガスの熱により燃料ガスの改質を行わせるようにし、停止時には、ライン中の可燃性成分を含むガスを不活性ガスによりパージし得るようにした燃料電池発電設備において、燃料電池のカソード極から送給されたガスを圧縮空気生成手段の駆動手段側へ送給する管路へ前記圧力容器からの空気を送給する管路と、前記圧縮空気生成手段からの空気を空気予熱器で予熱して前記燃焼器へ送給する管路とを、開閉可能な弁を備えた管路により接続したことを特徴とする燃料電池発電設備。
【請求項２】
弁を備えた管路を、圧縮空気生成手段からの空気を空気予熱器で予熱して前記燃焼器へ送給する管路の前記空気予熱器上流側へ接続した請求項１記載の燃料電池発電設備。
【請求項３】
燃料電池のカソード極から送給されたガスを圧縮空気生成手段の駆動手段側へ送給する管路に、パージ時に燃料電池のカソード極からのガスを圧縮空気生成手段の駆動手段を経ることなく排出させるよう、バイパス管路を設けた請求項１又は２記載の燃料電池発電設備。
【請求項４】
弁は電源喪失時に開くよう構成した遮断弁である請求項１、２又は３記載の燃料電池発電設備。
【請求項５】
燃焼器は触媒燃焼器である請求項１、２、３又は４記載の燃料電池発電設備。
【請求項６】
駆動手段はガスタービンであり、圧縮空気生成手段はコンプレッサである請求項１、２、３、４又は５記載の燃料電池発電設備。
【請求項７】
請求項１〜請求項６記載の何れかの燃料電池発電設備の停止時に不活性ガスによりライン中の可燃性成分を含むガスのパージを行う際に、圧力容器内の空気を、当該空気を圧縮空気生成手段の駆動手段側へ送給する管路、及び遮断弁を備えた管路、並びに圧縮空気生成手段からの空気を空気予熱器で予熱して前記燃焼器へ送給する管路を経て当該燃焼器へ送給し、燃料電池のアノード極側から不活性ガスと共に燃焼器へ送給されたガスの可燃性成分を燃焼させることを特徴とする燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法。
【請求項８】
燃焼器で燃焼したガスは改質器から燃料電池のカソード極を経て、カソード極からのガスを圧縮空気生成手段の駆動手段側へ送給する管路の中途部から、バイパス管路を経て排出させる請求項７記載の燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池発電設備及び燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率で環境への影響力が少ない等、従来の発電設備にない特徴を有しており、水力、火力、原子力等に続く発電システムとして注目を集め、現在鋭意、研究開発が進められている。而して、従来の燃料電池発電設備の一例は図２に示されている。
【０００３】
図２中、１は改質室１ａと燃焼室１ｂを有する改質器、２は燃料予熱器、３はアノード極３ａとカソード極３ｂを一つの組合わせとして複数層積重ね形成した溶融炭酸塩型の燃料電池であり、改質器１及び燃料予熱器２並びに燃料電池３、後述の混合器９、触媒燃焼器１２は圧力容器４内に格納されている。
【０００４】
改質器１における改質室１ａの入口側には、都市ガス等の燃料ガスＧｆを改質室１ａへ送給し得るようにした燃料ガス供給管５が接続されている。燃料ガス供給管５には、上流側から下流側へ向けて順次、燃料送給ブロワ、脱硫器（何れも図示せず）が接続されると共に、燃料予熱器２が接続され、又、燃料ガス供給管５の燃料予熱器２よりも上流側には、不活性ガス製造装置６で製造された不活性ガスＧｉを送給するための不活性ガス供給管７が接続されている。不活性ガスとしては例えば、窒素ガスが使用される。
【０００５】
改質器１における改質室１ａの出口側には、中途部に燃料予熱器２が接続されたアノードガス供給管８が接続され、アノードガス供給管８の先端は燃料電池３のアノード極３ａ入口側に接続されている。而して、発電時には、改質室１ａで燃料ガスＧｆを改質して得られた水素、一酸化炭素、メタン等の可燃性成分を含むアノードガスＧａはアノードガス供給管８を通って燃料電池３のアノード極３ａへ送給されるようになっている。
【０００６】
燃料電池３のアノード極３ａの出口側には、アノード極３ａから排出されたアノード排ガスＧｅａを混合器９に送給するためのアノード排ガス供給管１０が接続されている。
【０００７】
混合器９には、後述のガスタービン２１により駆動されるコンプレッサ２４から吐出されて送給されて来た圧縮空気Ａｃ（以下、単に空気Ａｃと称す）を送給する空気供給管１１が接続され、混合器９と、改質器１における燃焼室１ｂの入口側に設けられた触媒燃焼器１２とは、アノード排ガスＧｅａと空気Ａｃとの混合ガスＧｍを送給するための混合ガス供給管１３により接続されている。又、一端を改質器１の燃焼室１ｂ出口側に接続されたカソードガス供給管１４の他端は、燃料電池３のカソード極３ｂ入口側に接続されている。
【０００８】
而して、触媒燃焼器１２で生成された高温の燃焼ガスＧｂは、改質器１の燃焼室１ｂで、改質室１ａに供給された燃料ガスＧｆを加熱して改質し、アノードガスＧａを生成させ得るようになっており、燃焼室１ｂから排出された燃焼排ガスはカソードガスＧｃとして、カソードガス供給管１４を通り、燃料電池３のカソード極３ｂへ送給されるようになっている。
【０００９】
燃料電池３のカソード極３ｂの出口側には、カソード排ガス供給管１５の一端が接続されていると共に、カソード排ガス供給管１５の他端は燃焼器１６に接続されている。カソード排ガス供給管１５には、燃焼器１６に近接した側において遮断弁１７が設けられている。又、カソード排ガス供給管１５の中途部と、カソードガス供給管１４の中途部とは、中間にカソードブロワ１８が接続された循環管１９により接続されている。而して、カソード極３ｂから排出されたカソード排ガスＧｅｃの一部は燃焼器１６へ送給されるようになっていると共に、残りのカソード排ガスＧｅｃは循環してカソードガス供給管１４へ戻し得るようになっている。
【００１０】
燃焼器１６により得られた燃焼ガスは、管路２０からガスタービン２１へ導入されてガスタービン２１を駆動し得るようになっており、ガスタービン２１から排出されたタービン排ガスＧｅｔは管路２２から空気予熱器２３を通って空気Ａｃを予熱し、しかる後排気されるようになっている。
【００１１】
ガスタービン２１により駆動されるようにしたコンプレッサ２４の吐出側には、空気供給管２５が接続され、空気供給管２５の先端部は圧力容器４に接続されている。又、空気供給管２５の中途部には、中途部に前記空気予熱器２３を備えた前述の空気供給管１１が接続され、空気供給管２５の空気供給管１１接続部よりも上流側には、空気供給管２６が接続され、空気供給管２６は燃焼器１６に接続されている。なお、図２では、空気予熱器２３は二つ記載しているが、実際は一つであり、図示上の都合で二つ示してある。
【００１２】
而して、コンプレッサ２４から吐出された空気Ａｃは、空気供給管２５から圧力容器４へ送給されるようになっている。又、空気Ａｃは空気供給管２５から空気予熱器２３を備えた空気供給管１１へ送給し得るようになっており、空気供給管１１から混合器９へ送給されるようになっている。更に、空気Ａｃは空気供給管２５，２６から燃焼器１６へ送給されるようになっている。
【００１３】
圧力容器４と、カソード排ガス供給管１５の遮断弁１７を設けた位置よりもガス流れ方向上流側で且つ循環管１９接続位置よりもガス流れ方向下流側とは、管路２７により接続され、圧力容器４の空気Ａｃはカソード排ガス供給管１５へ送給し得るようになっている。
【００１４】
而して、空気Ａｃを圧力容器４へ送給すると共に、管路２７からカソード排ガス供給管１５を経て燃焼器１６へ排出するようにしたのは、以下のような理由による。すなわち、改質器１、燃料予熱器２、燃料電池３、混合器９、触媒燃焼器１２は何れも内圧が高いため、これらの機器を内圧に耐えるよう製作すると大型化するうえ、これらの機器は高温度になるため冷却する必要がある。そこで、各機器に外圧を与えて内圧と外圧との圧力差を小さくし、全体として設備のコンパクト化を図ると共に、圧力容器４内の各機器を所定の温度に冷却するために圧力容器４へ空気Ａｃを送給し且つ排出するようにしているのである。
【００１５】
カソード排ガス供給管１５の遮断弁１７を設けた位置よりもガス流れ方向上流側で管路２７を接続した位置よりもガス流れ方向下流側には、バイパス管路２８が接続され、バイパス管路２８の端部は管路２２に設けた空気予熱器２３のガス流れ方向上流側（空気流れ方向下流側）に接続されている。
【００１６】
図中、２９は燃料供給管であり、燃料電池発電設備の起動時及び半負荷時等に燃料Ｆを燃焼器１６へ送給し得るようになっている。又、３０は両端が管路２２の空気予熱器２３の前後の部分に接続されるよう設けられたバイパス管路である。更に、各機器と協働してラインを構成する管路には必要に応じて開閉可能な開閉弁や逆止弁が設けられている。
【００１７】
例えば、上記図示例で定格発電を行う際には、カソード排ガス供給管１５の遮断弁１７は開いている。又、燃料ガス供給管５の開閉弁は開いており、不活性ガス供給管７の開閉弁は閉止しており、その他の弁類では、ガス、空気等の流体が流れる管路の開閉弁は開き、流れない管路の開閉弁は閉止されている。而して、燃料ガスＧｆは燃料ガス供給管５を送給されて、燃料予熱器２においてアノードガス供給管８を送給されるアノードガスＧａにより予熱され、改質器１の改質室１ａに導入される。
【００１８】
改質器１の燃焼室１ｂには、触媒燃焼器１２から高温の燃焼ガスＧｂが送給されて改質室１ａが加熱されているため、改質室１ａに導入された燃料ガスＧｆは、改質室１ａの熱により加熱され、改質されてアノードガスＧａが生成される。生成されたアノードガスＧａは、改質器１の改質室１ａからアノードガス供給管８へ送出され、燃料予熱器２において燃料ガスＧｆを予熱し、しかる後燃料電池３のアノード極３ａへ送給される。
【００１９】
一方、改質器１の燃焼室１ｂからカソードガス供給管１４へ排出された燃焼排ガスは、カソードガスＧｃとしてカソードガス供給管１４を送給され、循環管１９から循環するカソード排ガスＧｅｃと合流して燃料電池３のカソード極３ｂへ導入される。而して、燃料電池３のアノード極３ａにアノードガスＧａが導入され、カソード極３ｂにカソードガスＧｃが導入されると、各極では従来周知の所定の化学反応が生じて発電が行われ、発電された電気は所定の手段で外部へ取出される。
【００２０】
燃料電池３のアノード極３ａからアノード排ガス供給管１０へ排出されたアノード排ガスＧｅａは混合器９へ送給され、空気供給管１１からの空気Ａｃと混合して混合ガスＧｍとなり、混合ガス供給管１３から触媒燃焼器１２を通り、上述のように高温の燃焼ガスＧｂとして改質器１の燃焼室１ｂへ送給され、燃料ガスＧｆの改質に供される。
【００２１】
燃料電池３のカソード極３ｂからカソード排ガス供給管１５へ排出されたカソード排ガスＧｅｃの一部は、循環管１９ヘ循環してカソードブロワ１８により加圧されてカソードガス供給管１４へ戻され、カソードガスＧｃと合流して再び燃料電池３のカソード極３ｂへ導入される。
【００２２】
又、残りのカソード排ガスＧｅｃは、圧力容器４から管路２７を通り送給される空気Ａｃと共に、カソード排ガス供給管１５を経て燃焼器１６へ送給され、燃焼器１６から管路２０を通りガスタービン２１へ導入されて、ガスタービン２１を駆動し、ガスタービン２１から排出されてタービン排ガスＧｅｔとして管路２２中を送給され、空気予熱器２３で空気Ａｃを予熱して後、外部へ排出される。
【００２３】
上述のようにガスタービン２１が駆動されることによりコンプレッサ２４が駆動されるため、コンプレッサ２４からは圧縮されて高圧となった空気Ａｃが吐出され、吐出された空気Ａｃの一部は空気供給管２５から圧力容器４へ導入され、圧力容器４から管路２７を経て、前述のごとくカソード排ガス供給管１５へ排出され、カソード排ガスＧｅｃと共に燃焼器１６を経てガスタービン２１へ送給される。このため、圧力容器４内は所定の圧力に保持されると共に、圧力容器４内の各機器は所定の温度に保持される。
【００２４】
又、空気供給管２５を流通する空気Ａｃの一部は、空気供給管１１から混合器９へ送給され、前述のように、アノード排ガス供給管１０からのアノード排ガスＧｅａと合流、混合して触媒燃焼器へ導入される。
【００２５】
上記図示例では、発電が終了した場合には、ラインにおける燃料電池３のカソード極３ｂよりもガス流れ方向上流側には水素、一酸化炭素、メタン等の可燃性成分を含んだガス（可燃性ガス）が残存しているため、ライン全体を不活性ガスによりパージする必要がある。このパージは通常は以下のようにして行う。
【００２６】
すなわち、燃料ガス供給管５の開閉弁は閉止させ、不活性ガス供給管７の開閉弁は開き、カソード排ガス供給管１５の遮断弁１７は閉止し、バイパス管路２８の開閉弁は開き、又、他の開閉弁もガス、空気等の流体が流れる部分は開き、流れない部分は閉止しておき、不活性ガス製造装置６からの不活性ガスＧｉを燃料ガス供給管５へ送給する。この場合、コンプレッサ２４から空気Ａｃを圧力容器４、触媒燃焼器１２、燃焼器１６へ送給する。このため燃料供給管２９から燃焼器１６に供給された燃料Ｆは空気Ａｃと協働して燃焼し、得られた燃焼ガスはガスタービン２１に供給されてコンプレッサ２４を駆動する。
【００２７】
一方、燃料ガス供給管５に導入された不活性ガスＧｉは、可燃性成分を含むガスと共に、燃料予熱器２、燃料ガス供給管５、改質器１の改質室１ａ、アノードガス供給管８、燃料予熱器２、アノードガス供給管８、燃料電池３のアノード極３ａ、アノード排ガス供給管１０、混合器９の順に送給され、混合器９で空気供給管１１からの空気Ａｃと合流、混合して、混合ガス供給管１３から触媒燃焼器１２へ送給される。
【００２８】
このため、ガス中の可燃性成分は触媒燃焼器１２で燃焼されて可燃性成分の含まれていないガスとなり、不活性ガスと共に、改質器１の燃焼室１ｂ、カソードガス供給管１４、燃料電池３のカソード極３ｂ、カソード排ガス供給管１５へと送給され、圧力容器４から管路２７を経て送給された空気Ａｃと合流し、更に、カソード排ガス供給管１５からバイパス管路２８を経て管路２２へ送給され、ガスタービン２１からのガスと共に、空気予熱器２３を経て外部へ排出される。
【００２９】
又、カソード排ガス供給管１５へ送給された不活性ガスＧｉの一部は、循環管１９を循環してカソードガス供給管１４へ戻る。
【００３０】
而して、上述のようにラインに不活性ガスＧｉを流通させることにより、燃料電池発電設備のパージを行うことができる。
【００３１】
燃料電池発電設備のパージ方法についての先行技術文献としては、例えば特許文献１がある。特許文献１は、カソード排ガスの一部を燃焼器に導くカソード排ガスラインと、カソード排ガスラインの下流側からカソード排ガスの一部を炭酸ガスリサイクルラインに供給する循環ラインとの間に緊急遮断弁を設け、プラント緊急停止時に緊急遮断弁を閉鎖することにより、カソード排ガスを全量燃焼器に導入し、燃焼器内でアノード排ガスを完全に燃焼させるようにしており、燃焼排ガスは、循環ラインを逆流して排熱利用ラインに入り、そのまま系外へ排出されるようになっている。
【特許文献１】特開平１１−２０４１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
図２に示す燃料電池発電設備においては、ガスタービン２１やコンプレッサ２４等の空気供給系が作動する場合には、触媒燃焼器１２へ空気Ａｃを送給できるため、何等問題はないが、例えば、ガスタービン２１がトラブルにより停止した場合には、コンプレッサ２４を駆動することができず、触媒燃焼器１２へ空気Ａｃを供給することができない。このため、停止時には、ガス中の可燃性成分は燃焼されず、そのまま系外へ排出される虞がある。
【００３３】
そこで斯かる事態を避けるために、従来は、別途設置の空気供給装置、空気貯槽、圧縮空気ボンベ等の空気供給手段により、ガスの可燃性成分燃焼用の空気を触媒燃焼器１２に供給するようにしており、余分な場所及び装置が必要となる。又、空気供給手段として空気貯槽や圧縮空気ボンベを設置した場合には、パージ量確保のためボンベ数も増加して設備規模が増大し、しかも燃料電池発電設備の停止のたびにボンベの交換が必要となる。従って、従来は設備費や維持費が余分に掛かり、コストアップを招来する。
【００３４】
更に、空気供給手段を設けた場合でも、電源喪失時には電力の供給ができなくなるため、空気供給手段の運転ができなくなり、ガス中の可燃性成分を燃焼させるための空気を触媒燃焼器１２に供給することはできない。
【００３５】
特許文献１の場合も図２の場合と同様の問題がある。
【００３６】
本発明は上記実情に鑑み、燃料電池発電設備の停止時にガスタービンが停止したような場合にも、特別な装置を設けることなく空気を触媒燃焼器等の燃焼器に確実に供給してパージ時にガス中の可燃性成分を確実に燃焼させ得るようにすることを目的としてなしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
請求項１の燃料電池発電設備は、圧縮空気生成手段からの空気を導入し得る圧力容器に格納された燃料電池のアノード排ガスを燃焼器で燃焼させて生成されたガスを改質器に供給して前記ガスの熱により燃料ガスの改質を行わせるようにし、停止時には、ライン中の可燃性成分を含むガスを不活性ガスによりパージし得るようにした燃料電池発電設備において、燃料電池のカソード極から送給されたガスを圧縮空気生成手段の駆動手段側へ送給する管路へ前記圧力容器からの空気を送給する管路と、前記圧縮空気生成手段からの空気を空気予熱器で予熱して前記燃焼器へ送給する管路とを、開閉可能な弁を備えた管路により接続したものである。
【００３８】
請求項２の燃料電池発電設備は、弁を備えた管路を、圧縮空気生成手段からの空気を空気予熱器で予熱して前記燃焼器へ送給する管路の前記空気予熱器上流側へ接続したものである。
【００３９】
請求項３の燃料電池発電設備においては、燃料電池のカソード極から送給されたガスを圧縮空気生成手段の駆動手段側へ送給する管路に、パージ時に燃料電池のカソード極からのガスを圧縮空気生成手段の駆動手段を経ることなく排出させるよう、バイパス管路を設けている。
【００４０】
請求項４の燃料電池発電設備においては、弁は電源喪失時に開くよう構成した遮断弁である。
【００４１】
請求項５の燃料電池発電設備においては、燃焼器は触媒燃焼器である。
【００４２】
請求項６の燃料電池発電設備においては、駆動手段はガスタービンであり、圧縮空気生成手段はコンプレッサである。
【００４３】
請求項７の燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法は、請求項１〜請求項６記載の何れかの燃料電池発電設備の停止時に不活性ガスによりライン中の可燃性成分を含むガスのパージを行う際に、圧力容器内の空気を、当該空気を圧縮空気生成手段の駆動手段側へ送給する管路、及び遮断弁を備えた管路、並びに圧縮空気生成手段からの空気を空気予熱器で予熱して前記燃焼器へ送給する管路を経て当該燃焼器へ送給し、燃料電池のアノード極側から不活性ガスと共に燃焼器へ送給されたガスの可燃性成分を燃焼させるものである。
【００４４】
請求項８の燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法においては、燃焼器で燃焼したガスは改質器から燃料電池のカソード極を経て、カソード極からのガスを圧縮空気生成手段の駆動手段側へ送給する管路の中途部から、バイパス管路を経て排出させるようにしている。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の請求項１〜８記載の燃料電池発電設備及び燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法によれば、燃料電池発電設備の停止時にラインの可燃性成分を含むガスのパージを行う際に、圧縮空気生成手段から燃焼器に空気を送給できない場合にも、特別な空気供給手段を設けずとも燃焼器に空気を送給することができる。このため、設備費、運転維持費が安価となり、コストダウンを図ることができる。
【００４６】
又、請求項２の燃料電池発電設備、及び請求項２記載の燃料電池発電設備の停止時にラインの可燃性成分を含むガスのパージを行う燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法においては、加熱したガスを改質器へ送給することができるため、改質器のサーマルショックを防止することができ、更に、請求項４の燃料電池発電設備、及び請求項４記載の燃料電池発電設備の停止時にラインの可燃性成分を含むガスのパージを行う燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法においては、電源喪失時にも燃焼器に空気の供給を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図２に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示すごとく、空気供給管１１の空気予熱器２３よりも空気流れ方向上流側の部分と、管路２７の開閉弁３３よりも空気流れ方向上流側の部分とを、中途部に遮断弁３１を備えた管路３２により接続したことである。
【００４８】
上記図示例において、例えば定格発電を行う場合の手順、及び燃料電池を停止させる際にコンプレッサ２４から空気Ａｃを触媒燃焼器１２へ送給できるときの可燃性成分を含んだガスのパージの手順は図２の場合と同様であるので説明は省略する。
【００４９】
燃料電池発電設備を停止させる際に、ガスタービン２１が停止する等してコンプレッサ２４により燃焼器１６へ空気Ａｃを供給できなくなった場合のパージを行う場合には、燃料ガス供給管５の開閉弁は閉止し、不活性ガス供給管７の開閉弁は開き、管路２７の管路３２接続部よりもカソード排ガス供給管１５側に設けられている開閉弁３３は閉止し、管路２７の遮断弁３１は開き、又、他の開閉弁もガス、空気等の流体が流れる部分は開き、流れない部分は閉止させておく。
【００５０】
不活性ガス製造装置６からの窒素等の不活性ガスＧｉは燃料ガス供給管５、燃料予熱器２、燃料ガス供給管５、改質器１の改質室１ａ、アノードガス供給管８、燃料予熱器２、アノードガス供給管８、燃料電池３のアノード極３ａ、アノード排ガス供給管１０、混合器９の順に送給される。この際、ラインに残存していた可燃性成分を含んだガスは不活性ガスＧｉに同伴される。
【００５１】
一方、圧力容器４内の空気Ａｃは、管路２７，３２、空気供給管１１、空気予熱器２３、空気供給管１１を経て混合器９に送給され、可燃性成分を含むガスを同伴している不活性ガスＧｉに合流し、混合する。空気Ａｃは空気予熱器２３を通過する際に予熱される。
【００５２】
不活性ガスＧｉ及び可燃性ガス並びに空気Ａｃが合流、混合したガスは、混合ガス供給管１３から触媒燃焼器１２へ送給され、可燃性成分は空気Ａｃと協働して燃焼する。可燃性成分が燃焼したガスを含む不活性ガスＧｉは、改質器１の燃焼室１ｂ、カソードガス供給管１４、燃料電池３のカソード極３ｂ、カソード排ガス供給管１５、バイパス管路２８、管路２２へと送給され、空気予熱器２３を経て外部へ排出される。
【００５３】
又、カソード排ガス供給管１５へ送給されたガスの一部は、循環管１９を循環してカソードガス供給管１４へ戻る。
【００５４】
而して、上述のように不活性ガスＧｉを可燃性成分を含むガスが残存するラインに流通させて触媒燃焼器１２へ送給すると共に圧力容器４から空気Ａｃを触媒燃焼器１２へ送給することにより、ガス中の可燃性成分を燃焼させ、燃料電池発電設備のパージを行うことができる。
【００５５】
上記図示例では、圧力容器４からの空気Ａｃは、遮断弁３１通過後に空気予熱器２３で予熱するようにしているため、遮断弁３１の高温化を抑制することができるうえ、改質器１には予熱された空気Ａｃが送給される結果、改質器１のサーマルショックが低減される。
【００５６】
又、本図示例では、遮断弁３１をフェイル動作により開に設定しておくことにより、電源喪失時においてもパージに移行することができる。
【００５７】
更に、本図示例では、パージ時にガスタービン２１が故障する等してコンプレッサ２４から空気を供給することができない場合に触媒燃焼器１２へ空気を供給するために特別な空気供給手段を設置する必要がないため、余分な場所や装置が不要で、設備費、運転維持費が安価となり、コストダウンを図ることができる。
【００５８】
なお、本発明においては、アノードガスやパージ時のガスの可燃性成分を燃焼させる改質器入口側の燃焼器として触媒燃焼器を用いる場合について説明したが、触媒燃焼器に限ることなく他の燃焼器の使用も可能なこと、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。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の燃料電池発電設備及び燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法の実施の形態の一例を示す系統図である。
【図２】従来の燃料電池発電設備及び燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法の一例を示す系統図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  改質器
１ｂ        燃焼室
３  燃料電池
３ａ        アノード極
３ｂ        カソード極
４  圧力容器
１２  触媒燃焼器（燃焼器）
２１  ガスタービン（駆動手段）
２３  空気予熱器
２４  コンプレッサ（圧縮空気生成手段）
２８  バイパス管路
３１  弁（遮断弁）
３２  管路
Ａｃ  圧縮空気（空気）
Ｇｆ  燃料ガス
Ｇｅａ  アノード排ガス
Ｇｅｃ  カソード排ガス
Ｇｉ  不活性ガス
【図１】
2005190962.tif 000003
【図２】
2005190962.tif 000004