专利名称：燃料电池装置的制作方法
技术领域：
。
本发明涉及燃料电池装置。
背景技术：
参照图5说明以往的燃料电池装置。
以往的燃料电池装置一般具备使用燃料气体和氧化剂气体进行发电的燃料电池1，将水(W)添加在天然气等发电原料(Fs)中进行改质产生富含氢的燃料气体的燃料生成器2，将空气等氧化剂(O)供给燃料电池1的压气机3，将燃料生成器2产生的燃料气体供给燃料电池1的燃料供给管4，将燃料电池1中未消耗的残留燃料排出的燃料排出管5。
以往的燃料装置还具备不将燃料气体供给燃料电池1、而从燃料供给管4输送到燃料排出管5的第1旁路管6，在燃料供给管4与第1旁路管6之间对燃料气体流出通道进行切换的气体通道切换装置7，在将燃料气体向第1旁路管6供给的过程中、使燃料气体不从燃料排出管道5逆流或扩散到燃料电池1的开关阀8，使天然气、燃料气体或残留燃料燃烧导致燃料生成器升温的燃烧器9，收集燃料生成器2中的催化剂劣化物等废物使其不流入燃料电池的过滤器10。
燃料电池装置除运行以外，从安全角度考虑需要预先从气体通道中排出可燃气体。因此，燃料装置在运行前后使氮气(N)从供给通道流入发电原料的燃料生成器2，依次流经燃料生成器2、气体通道切换装置7、燃料供给管4、第1旁路管6、燃料电池1、燃料排出管5、开关阀8，最后从燃烧器9排出。
燃料电池装置运行开始时停止供给氮气，将发电原料供给燃料生成器2。可是，燃料生成器2没有达到能够产生富含氢的燃料气体的温度(约700℃)的过程中，利用气体通道切换装置7使发电原料从燃料生成器经过第1旁路管6输入燃烧器9后，在燃烧器9中燃烧。在燃烧器9中发电原料燃烧，燃料生成器2达到700℃时，向燃料生成器2供水，开始产生燃料气体。
燃料生成器2具备一氧化碳除去装置，该装置将燃料气体中含有的一氧化碳清除到对燃料电池1的催化剂不产生损伤的浓度。可是，燃料气体产生后，数十分钟间一氧化碳除去装置的温度不稳定，燃料气体中含有高浓度的一氧化碳。在这期间燃料气体不能供给燃料电池1，燃料气体利用气体通道切换装置7经过第1旁路管6输入燃烧器9后在燃烧器9中燃烧。这时关闭开关阀8，不使一氧化碳浓度高的燃料气体从燃料排出管5逆流入燃料电池1。
当燃料生成器2的一氧化碳除去装置的温度稳定，燃料气体中含有的一氧化碳浓度降到20ppm以下时，开启开关阀8并利用气体通道切换装置7使燃料气体经过燃料供给管4输入燃料电池1。同时使压气机3运行，将氧化剂供给燃料电池1，燃料电池1开始发电。
燃料生成器2的温度通过调节供给燃料生成器2的发电原料流量来调节向燃烧器9供给的燃料气体量，能维持在约700℃。燃料生成器2的温度下降时，增加发电原料的供给量，使燃料气体增加，以增加向燃烧器9供给的燃料气体。相反，燃料生成器2的温度升高时，减少发电原料的供给量，使燃料生成器2中产生的燃料气体减少，以减少向燃烧器9供给的燃料气体。
可是，在前述以往的燃料电池装置中，从运行开始到燃料生成器2的一氧化碳除去装置的温度达到稳定、向燃料电池1供给燃料气体的过程中，燃料电池1处于密闭状态。因此，往往燃料电池内的压力升高，存在燃料电池破损的可能性。
燃料气体通常在100℃左右的温度从燃料生成器2排出，因此，气体通道切换装置7也需要100度左右的耐热性。可是，气体通道切换装置7若用耐高热阀等制成，则装置成本过高。
而且，为了调节燃料生成器2的温度，必需调节发电原料的流量，如果改变流量，则向燃料电池1供给的燃料气体流量也会发生变化，因此影响到燃料电池1的发电稳定。
此外，如果废物不断堆积在过滤器10，则会妨碍燃料气体向燃料电池1的供给，这样过滤器10就需要采用可以更换的构成。因此装置构成变得复杂，成本也会变高，还需经常维修。如果废物短时间大量堆积在过滤器10中，则装置变得不能运行。
在以往的燃料电池装置中，运行前后必需使氮气流过气体通道，因此，必需使用氮气瓶，装置成本变高。而且，氮气余量少时，还会出现装置不能够运行的故障。
发明内容
为了解决前述问题，本发明的燃料电池装置具备利用燃料和氧化剂产生电力的燃料电池，由发电原料产生含氢燃料气体的燃料生成器，将燃料生成器产生的燃料气体供给燃料电池的燃料供给管，将燃料电池中未消耗的残留燃料输入燃料生成器的燃烧器的燃料排出管，连接燃料供给管与燃料排出管的第1旁路管，将发电原料供给燃料排出管的第2旁路管，设置在燃料供给管与第1旁路管的连接部的气体通道切换装置A，该装置的特征是，第2旁路管在相对其与第1旁路管的连接部的残留燃料的上游侧与燃料排出管连接。
本发明的燃料电池装置具备利用燃料和氧化剂产生电力的燃料电池，由发电原料产生含氢燃料气体的燃料生成器，将燃料生成器产生的燃料气体供给燃料电池的燃料供给管，将燃料电池中未消耗的残留燃料输入燃料生成器的燃烧器的燃料排出管，连接燃料供给管与燃料排出管的第1旁路管，将发电原料供给燃料排出管的第2旁路管，设置在燃料排出管与第1旁路管的连接部的气体通道切换装置B，该装置的特征是，第2旁路管在相对其与第1旁路管的连接部的残留燃料的上游侧与燃料排出管连接。
前述任一种燃料电池装置中，在第2旁路管上都具备发电原料的流量调节装置。
前述任一种燃料电池装置中，在相对于燃料供给管与第1旁路管的连接部的燃料气体的下游侧、且相对于燃料电池的上游侧设置了过滤器。
前述任一燃料电池装置具备向燃料生成器供给空气的燃料侧空气供给装置。
本发明的燃料电池装置具备利用燃料和氧化剂产生电力的燃料电池，将燃料气体供给燃料电池的燃料供给管，将燃料电池中未消耗的残留燃料排出的燃料排出管，设置在燃料供给管上的过滤器和转换剂供给装置，所述转换剂从燃料排出管输入，在燃料电池的燃料通道中从下游向上游输入到相对于前述过滤器的燃料气体的上游侧。
具有前述转换剂供给装置的燃料电池装置具备由发电原料产生含氢燃料气体的燃料生成器，连接燃料供给管与燃料排出管的第1旁路管，转换剂供给装置最好设置在相对于第1旁路管与燃料排出管的残留燃料的上游侧。而且，具备前述转换剂供给装置的燃料电池最好具备(1)设置在燃料供给管与第1旁路管的连接部的气体通道切换装置A或(2)设置在燃料排出管与第1旁路管的连接部的气体通道切换装置B。
图1是本发明实施方式1的燃料电池装置的结构示意图。
图2是本发明实施方式2的燃料电池装置的结构示意图。
图3是本发明实施方式2的燃料电池装置的另一结构示意图。
图4是本发明实施方式3的燃料电池装置的结构示意图。
图5是以往的燃料电池装置的结构示意图。
具体实施例方式
实施方式1图1是本发明实施方式1的燃料电池装置的结构示意图。图5所示的以往装置中的同一构成要素与图1相同的要素所用符号相同。
本发明的实施方式1的燃料电池装置具有燃料电池1，燃料生成器2，将含氧氧化剂供给燃料电池1的压气机3，将燃料生成器中产生的燃料气体供给燃料电池1的燃料供给管4，将在燃料电池1中未消耗的残留燃料排出的燃料排出管5，将燃料气体不供给燃料电池1、而是从燃料供给管4输送到燃料排出管5的第1旁路管6，设置在燃料供给管与第1旁路管的连接部的气体通道切换装置7，使燃料生成器2排出的发电原料、燃料气体或从燃料电池1排出的残留燃料燃烧导致燃料生成器2升温的燃烧器9。
燃料生成器2中设置了由规定的催化剂组成的一氧化碳除去装置。而且，气体通道切换装置7有在燃料供给管4侧与第1旁路管6侧之间切换从燃料生成器2输送的气体的流出通道的功能。在燃料供给管4与第1旁路管6的连接部附近，对燃料供给管4和第1旁路管6各自设置开关阀，能够构成气体通道切换装置。2只开关阀中任何一只打开，另一只关闭，则气体能够输入燃料供给管4和第1旁路管6中的任一方。将2只开关阀都打开，则气体能够同时输入燃料供给管4和第1旁路管6。
该燃料电池装置还具备在将发电原料送入燃料生成器2的供给通道中输入空气的燃料侧空气供给装置11，以及将发电原料供给燃料排出管5的第2旁路管12。第2旁路管上具有调节流过第2旁路管的发电原料量的流量调节装置1313。
在燃料供给管4上，最好在相对气体通道切换装置7的燃料气体下游侧、且相对燃料电池1的燃料气体的上游侧设置捕捉废物的过滤器，以使燃料生成器中的催化剂劣化物等废物不流入燃料电池1。
燃料电池装置运行开始时，首先使燃料侧空气供给装置11启动，将空气而不是燃料原料送入燃料生成器2。将从燃料生成器2起流经气体通道切换装置7、燃料供给管4、燃料电池1、燃料排出管5的空气从燃烧器9排出。这样在燃料电池装置运行前就没有必要使氮气在气体通道流通。
接着，将气体通道切换装置7切换到第1旁路管6侧，将从燃料生成器2起流经气体通道切换装置7、第1旁路管6和燃料排出管5的空气从燃烧器9排出。
使空气在燃料电池装置中流通的顺序即使与前述相反也没有关系。而且，使用分别设置在燃料供给管4与第1旁路管6的开关阀组成的气体通道切换装置7时，能够使空气同时导入燃料供给管4和第1旁路管6。
然后，停止将空气从燃料侧空气供给装置11供给燃料生成器2，将天然气等发电原料输入燃料生成器2。这时利用气体通道切换装置7将发电原料输入第1旁路管6，经过燃料排出管5供给燃烧器9。并且，打开流量调节装置13，也从第2旁路管12起经过燃料排出管5将发电原料供给燃烧器9，使供给燃烧器9的发电原料燃烧，燃料生成器2开始升温。
燃料生成器2一达到700℃时便向燃料生成器2供水，开始产生燃料气体。燃料生成器2的一氧化碳除去装置的温度稳定，燃料气体中含有的一氧化碳浓度降到20ppm左右时，将气体通道切换装置7切换到燃料供给管4侧，将燃料气体供给燃料电池1。这时流量调节装置13完全关闭。同时使压气机3启动，对燃料电池1供给含氧的氧化剂，燃料电池1开始发电。
但是，在上述燃料电池装置中，燃料生成器2的温度通过用流量调节装置13调节在第2旁路管12中流动的发电原料的流量、以调节向燃烧器9供给的气体量，能够维持在约700℃。即，在燃料生成器2的温度下降时，利用流量调节装置13增加在第2旁路管12中流动的发电原料，能够使燃烧器9的燃烧量增加。相反，燃料生成器2的温度升高时，利用流量调节装置13使在第2旁路管12中流动的发电原料减少，从而使燃烧器9的燃烧量减少。对输入燃料生成器2的发电原料量能够进行调节，以获得燃料电池1稳定发电所必需的燃料气体流量。
上述燃料电池装置从运行开始到燃料生成器2的一氧化碳除去装置的温度稳定的过程中，通过打开流量调节装置13使气体流过第2旁路管12和燃料排出管5组成的气体通道，这样能够防止燃料电池1处于密封状态。这样不会出现燃料电池1内压力上升、燃料电池1破损的现象。
燃料电池装置停止运行时，停止向燃料生成器2供给发电原料，只向燃料生成器2供水，利用燃料生成器2的余热产生水蒸气。而且，使水蒸气从燃料生成器2起经过气体通道切换装置7、燃料供给管4、燃料电池1、燃料排出管5再经燃烧器9排出。
接着，将气体通道切换装置7切换到第1旁路管6侧，使水蒸气经气体通道切换装置7、第1旁路管6、燃料排出管5从燃烧器9排出。
水蒸气在燃料电池装置中流通的顺序即使与前述相反，也没有关系。而且，使用分别设置在燃料供给管4和第1旁路管6的开关阀组成的气体通道切换装置7时，水蒸气能够同时在燃料供给管4和第1路管6流通。
这里，水蒸气起到防止相继送入装置内的空气与残存在装置内的氢剧烈反应的作用。
接着，停止向燃料生成器2供水，利用燃料侧空气供给装置11使空气在燃料电池装置内流通。这样即使在燃料电池装置运行后，也不必使氮气在气体通道内流通。使空气向燃料电池装置流通的方法与前述装置运行开始时相同。
如前所述，本实施方式的燃料电池装置不会因为压力升高而导致燃料电池1破损。在运行前后也不必使氮气在气体通道中流通。这样可靠性有所提高，并且，可以获得不要氮气瓶的低成本的燃料电池装置，而且，也不会发生因氮气的残留量少而装置不能运行的故障。
如前所述，燃料生成器2的一氧化碳除去部的温度稳定化，燃料气体中含的一氧化碳浓度一降到20ppm左右，便完全关闭流量调节装置13。可是，继续打开流量调节装置13，经过第2旁路管12、燃料排出管5向燃烧器9供给燃料气体，能够得到同样的效果。
实施方式2图2为本发明实施方式2的燃料电池装置的结构示意图。与图1所示装置的构成要素相同的加以同样的符号。
本发明实施方式2的燃料电池装置具备燃料电池1，燃料生成器2，将作为氧化剂的空气供给燃料电池1的压气机3，将在燃料生成器2产生的燃料气体供给燃料电池1的燃料供给管4，将在燃料电池1中未消耗的残留燃料排出的燃料排出管5，将燃料气体不供给燃料电池1、而从燃料供给管4输送到燃料排出管5的第1旁路管6，使第1旁路管6输送的天然气、燃料气体或从燃料电池1排出的残留气体燃烧导致燃料生成器2升温的燃烧器9。
在燃料生成器2中设置由规定的催化剂组成的一氧化碳除去装置。如图3所示，在燃料供给管4上，在相对燃料供给管和第1旁路管的连接部的燃料气体的下游侧，且相对燃料电池的上游侧设置捕捉废物用的过滤器10，以使燃料生成器2产生的废物不流入燃料电池1。
该燃料电池装置还具备设置在燃料排出管5与第1旁路管6的连接部的气体通道切换装置14，将空气送入向燃料生成器2供给发电原料的供给通道的燃料侧供给装置11，向燃料排出管5供给发电原料的第2旁路管12，以及调节在第2旁路管中流动的发电原料的流量的流量调节装置15。
气体通道切换装置14具有在燃料供给管4与第1旁路管6之间对自燃料生成器2输出的气体流出通道进行切换的功能。例如，在燃料排出管5与第1旁路管6的连接部的附近，在燃料排出管5和第1旁路管6的管道上分别设置开关阀，就能够构成气体通道切换装置14。2只开关阀中的任何一只开着，气体能够输入燃料供给管4和第1旁路管6中的任一方。如果2只开关阀都打开，则气体能够同时输入燃料供给管4和第1旁路6。
燃料电池装置运行时，首先使燃料侧空气供给装置11启动，将空气而不是发电原料送入燃料生成器2。自燃料生成器2流经燃料供给管4、燃料电池1、气体通道切换装置14、燃料排出管5的空气经燃烧器9排出。因此，燃料电池装置在运转前不必使氮气在气体通道中流通。
接着，将气体通道切换装置14切换到第1旁路管6侧，自燃料生成器2流经第1旁路管6、气体通道切换装置14、燃料排出管5的空气经燃烧器9排出。
使空气在燃料电池装置中流通的顺序与前述相反也没有关系。而且，使用分别设置在燃料排出管5和第1旁路管6的开关阀组成的气体通道切换装置14时，也可以使空气同时流入燃料供给管4第1旁路管6。
接着，停止从燃料侧空气供给装置11向燃料生成器2供给空气，将天然气等发电原料输入燃料生成器2。这时，将发电原料经第1旁路管6、燃料通道切换装置14供给燃烧器9。另一方面，将自第2旁路管12经过燃料排出管5、燃料电池1、燃料供给管4、第1旁路管6、燃料通道切换装置14的发电原料供给燃烧器9，在燃烧器9使发电原料燃烧，燃料生成器2开始升温。
燃料生成器2一达到700℃左右时便将水供给燃料生成器2，开始产生燃料气体。燃料生成器2的一氧化碳除去装置的温度达到稳定，燃料气体中所含的一氧化碳浓度降到20ppm左右，利用气体通道切换装置14，将自第2旁路管12流经燃料排出管5、燃料通道切换装置14的发电原料供给燃烧器9。同时使压气机3启动，将含氧的氧化剂供给燃料电池1，燃料电池1开始发电。
这样，燃料电池装置从运转开始到燃料生成器2的一氧化碳除去装置的温度达到稳定的过程中，使发电原料自第2旁路管12沿燃料排出管5、燃料电池1、燃料供给管4、第1旁路管6、下游侧燃料通道切换装置14的顺序流通，能够防止燃料电池1处于密封状态。这样就不会发生燃料电池1内压力上升，燃料电池破损的现象。
采用使燃料电池1在规定温度运行的冷却手段，燃料电池1排出的气体比供给燃料电池1的气体的温度低。因此，将气体通道切换装置14设置在燃料电池1的下游侧，这样能够使经过气体通道切换装置14的气体温度下降，阀等的耐热温度的下降不至太低，并降低装置成本。
流量调节装置15也能使用只进行开关的分路式开关阀，但最好使用可以自由增减第2旁路管12中流动的气体量的流量调节阀。
在停止燃料电池装置运行时，停止向燃料生成器2供给发电原料，仅向燃料生成器2供水，利用燃料生成器2的余热发生水蒸气。而且，使流经第1旁路管6、气体通道切换装置14的水蒸气经燃烧器9排出。
并且，利用流量调节装置15使天然气流经所谓第2旁路管12、燃料排出管5、燃料电池1、燃料供给管4、第1旁路管6、燃料通道切换装置14、的通道供给燃烧器9，使天然气在燃烧器9中燃烧。
接着，停止向燃料生成器2供水，使燃料侧空气供给装置11启动，将空气输入燃料生成器2，并使空气自燃料生成器2起经过燃料供给管4、第1旁路管6、燃料电池1、燃料排出管5从燃烧器9排出。因此，即使燃料电池装置运行后，也没有必要使氮气在气体的流通通道中流通。
如前所述，本实施方式的燃料发电装置不会发生压力升高导致燃料电池1破损的现象，也没有必要在其运行前后使氮气流通。这样可靠性有所提高，并且，能够获得不需要氮气瓶的低成本燃料电池装置。在氮气残量少的情况下，也不会发生所谓装置不能够运行的故障。
由于本实施方式的燃料电池装置具备流量调节装置15，因此能够调节自第2旁路管12经过燃料排出管5、气体通道切换装置14向燃烧器9供给的发电原料的流量。因此，为了调节燃料生成器2的温度，没有改变向燃料生成器2供给的发电原料量，这样供给燃料电池1的燃料气体的量能够维持稳定。
本实施方式的燃料电池装置在其运行前后，能够使发电原料和空气自第2旁路管12沿燃料排出管5、燃料电池1、燃料供给管4、第1旁路管6、气体通道切换装置14的顺序流通。本实施方式的燃料电池装置如图3所示，在燃料供给管4上，于燃料供给管和第1旁路管的连接部与燃料电池之间具备过滤器10的情况下能够获得以下的效果。即，与燃料电池1发电时相反，气体流向过滤器10，使堆积在过滤器10的废物经过燃料供给管4、第1旁路管6、气体切换通道14在燃烧器9中燃烧或向外部排出。因此，过滤器10不需要采用可以更换的构成，能够使装置构成变得简单，维修也变得容易。其结果是，能够获得低成本、稳定、连续发电的装置。
实施方式1和实施方式2中，由于将空气供给燃料生成器2，所以燃料生成器2具备的一氧化碳除去装置由耐氧化氛围气的催化剂构成。这类催化剂包括贵金属系催化剂。
实施方式3图4是本发明实施方式3的燃料电池装置的结构示意图。与图1～图3所示装置相同的构成要素附以相同符号。
本发明实施方式3的燃料电池装置具备燃料电池1，燃料生成器2，将作为氧化剂的空气供给燃料电池1的压气机3，将燃料生成器2产生的燃料气体供给燃料电池1的燃料供给管4，将燃料电池1未消耗的残留燃料排出的燃料排出管5，将燃料气体不供给燃料电池1、而从燃料供给管4输送到燃料排出管5的第1旁路管6，使由第1旁路管6输送的天然气、燃料气体或从燃料电池1排出的残留燃料燃烧导致燃料生成器2升温的燃烧器9，捕捉燃料生成器2排出的废物、使其不流入燃料电池1的过滤器10。
在燃料生成器2中设置了由规定催化剂组成的一氧化碳除去装置。而且，过滤器10设置在燃料供给管4上的相对燃料供给管和第1旁路管的连接部的燃料气体的下游侧，且相对燃料电池1的上游侧。
该燃料电池装置还具备设置在燃料排出管5和第1旁路管6的连接部的气体通道切换装置14和转换剂供给装置16，该转换剂供给装置16使转换剂自燃料排出管5通过燃料电池1流到相对过滤器10的燃料气体的上游侧。
气体通道切换装置14的构成是与实施方式2同样。作为转换剂能够使用氮气等。
除燃料电池装置运行以外，考虑到安全问题，有必要将可燃气体从气体通道排出，因此，在燃料电池装置的运行前后使氮气从发电原料对燃料生成器2的供给通道流入。而且，使由燃料生成器2流经第1旁路管6、气体通道切换装置14的氮气从燃烧器排出。同时，使由转换剂供给装置16流经燃料排出管5、燃料电池1、燃料供给管4、气体通道切换装置14的氮气等转换剂从燃烧器9排出。
燃料电池装置开始运行时，首先停止向燃料生成器2供给氮气，向燃料生成器2供给发电原料。而且，将经过第1旁路管6、气体通道切换装置14的发电原料供给燃烧器9，在燃烧器9中燃烧，燃料生成器2开始升温。这时，不停止从转换剂供给装置16经过燃料排出管5、燃料电池1、燃料供给管4、气体通道切换装置14向燃烧器9供给转换剂。因此，从燃料生成器2排出的发电原料不通过过滤器10到达燃料电池1，而是被输入第1旁路管6。
这样，从燃料电池装置的运行开始到燃料生成器2的一氧化碳除去装置的温度达到稳定的过程中，使转换剂自转换剂供给装置16经过燃料排出管5、燃料电池1、过滤器10、燃料供给管4、第1旁路管6、气体通道切换装置14流到燃烧器9，因此能够防止燃料电池1处于密封状态。这样就不会发生因燃料电池1内压力上升而导致燃料电池1破损的现象。
采用使燃料电池1在一定的温度运行的冷却手段，从燃料电池1排出的气体比供给燃料电池1的气体的温度低。通过将气体通道切换装置14设置在相对燃料电池1的下游侧，能够减少流经气体通道切换装置14的气体温度的下降，并能够抑制阀门等的耐热温度的下降，因而能够使装置成本下降。
当燃料生成器2达到700℃时，便向燃料生成器2供水，开始产生燃料气体。燃料生成器2的一氧化碳除去装置的温度达到稳定，燃料气体中含有的一氧化碳浓度降低到20ppm后，利用气体通道切换装置14将气体通道切换到燃料供给管4侧，将自燃料供给管4流经过滤器11的燃料气体供给燃料电池1。同时，停止向燃料排出管5供给氮气。并且，使压气机3工作，将含氧的氧化剂供给燃料电池1，燃料电池1开始发电。
燃料生成器2的温度通过调节供给燃料生成器2的发电原料的流量，以调节供给燃烧器9的燃料气体的流量，能够维持在约700℃。即，燃料生成器2温度下降时，增加发电原料的供给量，使在燃料生成器2中产生的燃料气体增加，以增加供给燃烧器9的燃料气体，使燃烧量增加。相反，燃料生成器2的温度升高时，减少发电原料的供给量，使在燃料生成器2中产生的燃料气体量减少，以减少向燃烧器9供给的燃料气体量，这样能够使燃烧量减少。
本实施方式的燃料电池装置在运行前后，能够使转换剂自转换剂供给装置16沿燃料排出管5、燃料电池1、过滤器10、燃料供给管4、第1旁路管6、气体通道切换装置14的顺序流通。这时，由于气体向过滤器10的流向与燃料电池1发电时相反，所以堆积在过滤器10的废物经过燃料供给管4、第1旁路管6、气体通道切换装置14在燃烧器9燃烧或排出到外部。这样过滤器10就不需要采用可以更换的构成，能够使装置构成变得简单，维修也变得容易。其结果是，能够获得低成本、可连续稳定发电的装置。
如前所述，本发明能够提供装置成本低，且能够稳定发电的燃料电池装置。
即，本发明的燃料电池装置具有连接燃料供给管和燃料排出管的第1旁路管，将发电原料供给燃料排出管的第2旁路管，第2旁路管在相对第1旁路管的残留燃料的上游侧，与燃料排出管连接，因此，通常能够使发电原料在燃料排出管5中流通，燃料电池不能成为密闭状态，因此，不会发生燃料电池内压力上升，燃料电池破损的情况。
本发明的燃料电池装置，在燃料排出管上有气体通道切换装置时，抑低在气体通道切换装置中流动的气体的温度成为可能，即使用阀门等构成气体通道切换装置时，能够将其温度抑低，因而，装置成本变低。
本发明的燃料电池装置，在第2旁路管上具有发电原料的流量调节装置时，可维持向燃料电池供给发电必要量的燃料气体使燃料电池能够稳定运行。
本发明的燃料电池装置在燃料供给管上的相对燃料供给管与第1旁路管的连接部的燃料气体的下游侧具有过滤器时，在燃料电池的运行前后，使气体与燃料气体流反方向流通，能够使堆积在过滤器的废物在燃烧器中燃烧或排出到外部，因此过滤器不需要更换，装置结构变得简单，装置成本下降，且易于维修。
本发明的燃料电池装置具有将空气供给燃料生成器的燃料侧空气供给装置时，在燃料电池装置运行前后，不需要使氮气在燃料气体通道中流通，这样就不需要氮气瓶，使装置成本降低。在氮气的残存量少时，不会发生所谓的装置不能运行的故障。
本发明的燃料电池装置，由于具有设置在燃料供给管上的过滤器，以及设置在燃料排出管上的使转换剂通过燃料电池、流通到相对过滤器的燃料气体的上游侧的转换剂供给装置，所以在燃料电池装置运行前后，使转换剂与燃料气体流沿相反方向流通，能够使堆积在过滤器的废物在燃烧器中燃烧或排出到外部。因此，不需要更换过滤器，使装置结构变得简单。
权利要求
1.燃料电池装置，具备利用燃料和氧化剂产生电力的燃料电池，由发电原料产生含氢燃料气体的燃料生成器，将所述燃料生成器产生的燃料气体供给所述燃料电池的燃料供给管，将所述燃料电池中未消耗的残留燃料输入所述燃料生成器的燃烧器的燃料排出管，连接所述燃料供给管与所述燃料排出管的第1旁路管，将所述发电原料供给所述燃料排出管的第2旁路管，设置在所述燃料供给管与第1旁路管的连接部的气体通道切换装置A，其特征在于，第2旁路管在相对其与第1旁路管的连接部的所述残留燃料的上游侧与所述燃料排出管连接。
2.权利要求1所述的燃料电池装置，其特征还在于，第2旁路管上具有所述发电原料的流量调节装置。
3.权利要求1所述的燃料电池装置，其特征还在于，在相对于所述燃料供给管与第1旁路管的连接部的燃料气体的下游侧，且相对于燃料电池的上游侧设置了过滤器。
4.权利要求1所述的燃料电池装置，其特征还在于，具备向所述燃料生成器供给空气的燃料侧空气供给装置。
5.燃料电池装置，具备利用燃料和氧化剂产生电力的燃料电池，由发电原料产生含氢燃料气体的燃料生成器，将所述燃料生成器产生的燃料气体供给前述燃料电池的燃料供给管，将所述燃料电池中未消耗的残留燃料输入所述燃料生成器的燃烧器的燃料排出管，连接所述燃料供给管与所述燃料排出管的第1旁路管，将所述发电原料供给所述燃料排出管的第2旁路管，设置在所述燃料排出管与第1旁路管的连接部的气体通道切换装置B，其特征在于，第2旁路管在相对其与第1旁路管的连接部的所述残留燃料的上游侧与所述燃料排出管连接。
6.权利要求5所述的燃料电池装置，其特征还在于，第2旁路管上具有所述发电原料的流量调节装置。
7.权利要求5所述的燃料电池装置，其特征还在于，在相对于所述燃料供给管与第1旁路管的连接部的燃料气体的下游侧，且相对于燃料电池的上游侧设置了过滤器。
8.权利要求5所述的燃料电池装置，其特征还在于，具备向所述燃料生成器供给空气的燃料侧空气供给装置。
全文摘要
燃料电池装置，具备燃料电池，燃料生成器，将燃料生成器产生的燃料气体供给燃料电池的燃料供给管，将燃料电池中未消耗的残留燃料输入燃料生成器的燃烧器的燃料排出管，连接燃料供给管与燃料排出管的第1旁路管，将发电原料供给燃料排出管的第2旁路管，以及(1)设置在燃料供给管与第1旁路管的连接部的气体通道切换装置A或(2)设置在燃料排出管与第1旁路管的连接部的气体通道切换装置B，该装置的特征是，第2旁路管在相对其与第1旁路管的连接部的所述残留燃料的上游侧与所述燃料排出管连接。
文档编号H01M8/06GK1421947SQ0215264
公开日2003年6月4日 申请日期2002年11月26日 优先权日2001年11月26日
发明者尾关正高, 中村彰成, 宫内伸二, 前西晃 申请人:松下电器产业株式会社