JPH01217865A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPH01217865A JPH01217865A JP63039354A JP3935488A JPH01217865A JP H01217865 A JPH01217865 A JP H01217865A JP 63039354 A JP63039354 A JP 63039354A JP 3935488 A JP3935488 A JP 3935488A JP H01217865 A JPH01217865 A JP H01217865A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、燃料電池発電装置に関し、さらに詳しくい
うと、排熱利用設備からの熱負荷指令信号をうけて所要
の熱供給を行う燃料電池発電装置に関するものである。
うと、排熱利用設備からの熱負荷指令信号をうけて所要
の熱供給を行う燃料電池発電装置に関するものである。
第２図は、例えば新エネルギー総合開発機構（ＮＥＤＯ
”ｌの昭和６１年度研究成果年報〔■〕３０６ページに
記載された従来の燃料電池発電装置を示し、熱媒加熱器
（１）においてメタノール燃焼用バーナ（２）によって
加熱された熱媒は、熱媒ポンプ（３）により熱媒循環ラ
インを通って改質器（４）に供給され、改質反応熱を与
えて再び熱媒加熱器（１）にもどり循環使用される。
”ｌの昭和６１年度研究成果年報〔■〕３０６ページに
記載された従来の燃料電池発電装置を示し、熱媒加熱器
（１）においてメタノール燃焼用バーナ（２）によって
加熱された熱媒は、熱媒ポンプ（３）により熱媒循環ラ
インを通って改質器（４）に供給され、改質反応熱を与
えて再び熱媒加熱器（１）にもどり循環使用される。
熱媒温度はメタノール供給ポンプ（８）によりメタノー
ル燃焼用バーナ（２）に供給される燃焼用メタノ−ル（
蜀の流量によって制御され、熱媒温度すなわち改質反応
温度が最適化されている。
ル燃焼用バーナ（２）に供給される燃焼用メタノ−ル（
蜀の流量によって制御され、熱媒温度すなわち改質反応
温度が最適化されている。
一方、メタノールと水蒸気の混合ガス（Ｂ）は改質器（
４）において反応し、改質ガスとなって燃料電池本体（
９）の燃料極に供給され、電池反応により消費されて直
流電力を発生する。燃料電池本体（９）からの余剰燃料
は触媒燃焼器（１９）において全量燃焼され、熱媒加熱
器（１）の熱源となる。水蒸気分離器（１０）は、電池
冷却水循環ポンプ（１８）により、内蔵する電池冷却水
を電池本体（９）に供給して電池反応熱を回収するとと
もに、圧力調節弁（１’ｌＫよって水蒸気分離器（１０
）の圧力を一定に制御し、余剰の水蒸気を熱回収系（１
６）に排出して電池冷却水温度を一定に保っていた。
４）において反応し、改質ガスとなって燃料電池本体（
９）の燃料極に供給され、電池反応により消費されて直
流電力を発生する。燃料電池本体（９）からの余剰燃料
は触媒燃焼器（１９）において全量燃焼され、熱媒加熱
器（１）の熱源となる。水蒸気分離器（１０）は、電池
冷却水循環ポンプ（１８）により、内蔵する電池冷却水
を電池本体（９）に供給して電池反応熱を回収するとと
もに、圧力調節弁（１’ｌＫよって水蒸気分離器（１０
）の圧力を一定に制御し、余剰の水蒸気を熱回収系（１
６）に排出して電池冷却水温度を一定に保っていた。
従来の燃料電池発電装置は以上のように構成されている
ので、電池反応すなわち電力負荷によって水蒸気分離器
から水蒸気として排出される排熱の量が変化する。その
ため熱回収系における熱負荷要求が大きいときには、電
力負荷を上けてより多くの排熱を回収しなければならず
、また、熱負荷要求がｌトさい場合でも、電力負荷が大
きげれば多くの熱が排出されてしまうなど、外部の熱負
荷に応じて適切に給熱を行うことができなかった。
ので、電池反応すなわち電力負荷によって水蒸気分離器
から水蒸気として排出される排熱の量が変化する。その
ため熱回収系における熱負荷要求が大きいときには、電
力負荷を上けてより多くの排熱を回収しなければならず
、また、熱負荷要求がｌトさい場合でも、電力負荷が大
きげれば多くの熱が排出されてしまうなど、外部の熱負
荷に応じて適切に給熱を行うことができなかった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、電力負荷の如何によらず、熱負荷指令信号に応
じた熱供給が可能な燃料電池発電装置を得ることを目的
とする。
もので、電力負荷の如何によらず、熱負荷指令信号に応
じた熱供給が可能な燃料電池発電装置を得ることを目的
とする。
この発明に係る燃料電池発電装置は、排熱利用設備の熱
負荷指令に応じて水蒸気分離器から取り出す水蒸気流量
を制御する熱負荷制御器および水蒸気流量調節弁を備え
、−さらに、水蒸気分離器内の圧力変化を検知して熱媒
循環ラインから熱回収■ を／るために改質器出口に設けた熱媒冷却器に供給する
熱水流量を制御する水蒸気分離器圧力制御器および熱水
流量調節弁と、熱媒循環ラインの改質器入口熱媒温度を
検知して熱媒加熱炉のバーナに導入する熱媒加熱用メタ
ノール燃料流量を制御する熱媒温度制御器およびメタノ
ール流量調節弁を備えている。
負荷指令に応じて水蒸気分離器から取り出す水蒸気流量
を制御する熱負荷制御器および水蒸気流量調節弁を備え
、−さらに、水蒸気分離器内の圧力変化を検知して熱媒
循環ラインから熱回収■ を／るために改質器出口に設けた熱媒冷却器に供給する
熱水流量を制御する水蒸気分離器圧力制御器および熱水
流量調節弁と、熱媒循環ラインの改質器入口熱媒温度を
検知して熱媒加熱炉のバーナに導入する熱媒加熱用メタ
ノール燃料流量を制御する熱媒温度制御器およびメタノ
ール流量調節弁を備えている。
この発明においては、排熱利用設備の熱負荷指令をうけ
て水蒸気流量調節弁を制御し、所要量の水蒸気を水蒸気
分離器から取り出す。このために生じる水蒸気分離器内
の水蒸気圧力変化を圧力センサにより検知し、この圧力
変化を補償するため熱媒循環ラインの改質器出口に設け
た熱媒冷却器に水蒸気分離器から熱水流量調節弁を介し
て流量制御された熱水を供給して熱媒と熱交換させ、水
蒸気として再び水蒸気分離器にもどすことにより所要量
の熱回収を行う。さらに、このために生じる熱媒循環ラ
インの改質器入口熱媒温変変化を温度センサにより検知
して、この変化を補償するため熱媒加熱器に供給する熱
媒加熱用メタノール燃料流量をメタノール流量調節弁を
介して制御し、メタノール燃焼熱により熱媒温度を維持
するために必要な無索な確保する。
て水蒸気流量調節弁を制御し、所要量の水蒸気を水蒸気
分離器から取り出す。このために生じる水蒸気分離器内
の水蒸気圧力変化を圧力センサにより検知し、この圧力
変化を補償するため熱媒循環ラインの改質器出口に設け
た熱媒冷却器に水蒸気分離器から熱水流量調節弁を介し
て流量制御された熱水を供給して熱媒と熱交換させ、水
蒸気として再び水蒸気分離器にもどすことにより所要量
の熱回収を行う。さらに、このために生じる熱媒循環ラ
インの改質器入口熱媒温変変化を温度センサにより検知
して、この変化を補償するため熱媒加熱器に供給する熱
媒加熱用メタノール燃料流量をメタノール流量調節弁を
介して制御し、メタノール燃焼熱により熱媒温度を維持
するために必要な無索な確保する。
第１図はこの発明の一実施例を示し、図において、改質
器（４）の後流の熱媒ラインに熱媒冷却器（５）が設け
られている。（６）は熱媒加熱器（１）の出口（改質器
入口）の熱媒温度センサ（７）の信号をうけて熱媒加熱
用のメタノール流量調節弁（８）の開度制御をする熱媒
温度制御器である。熱回収ポンプ（１１）は熱媒冷却器
（５）に水蒸気分離器（１０）内の熱水を供給するもの
である。（１２）は水蒸気分離器（１０）内の水蒸気圧
力を検知する圧力センサ（１３）の信号をうけて熱回収
用の熱水流量調節弁（１４）の開度制御をする水蒸気分
離器圧力制御器である。熱負荷制御器（１５）は、排熱
利用設備（１６）からの熱負荷指令信号をうけて水蒸気
流量調節弁（１７）の開度を制御して水蒸気分離器（１
０）から取出す水蒸気流量を制御する。
器（４）の後流の熱媒ラインに熱媒冷却器（５）が設け
られている。（６）は熱媒加熱器（１）の出口（改質器
入口）の熱媒温度センサ（７）の信号をうけて熱媒加熱
用のメタノール流量調節弁（８）の開度制御をする熱媒
温度制御器である。熱回収ポンプ（１１）は熱媒冷却器
（５）に水蒸気分離器（１０）内の熱水を供給するもの
である。（１２）は水蒸気分離器（１０）内の水蒸気圧
力を検知する圧力センサ（１３）の信号をうけて熱回収
用の熱水流量調節弁（１４）の開度制御をする水蒸気分
離器圧力制御器である。熱負荷制御器（１５）は、排熱
利用設備（１６）からの熱負荷指令信号をうけて水蒸気
流量調節弁（１７）の開度を制御して水蒸気分離器（１
０）から取出す水蒸気流量を制御する。
その他、第２図と同一の符号は同一または相当部分であ
り、説明を省略する。
り、説明を省略する。
次に動作について説明する。熱媒加熱器（１）において
、メタノールおよび余剰燃料混焼用のバーナ（２）によ
って加熱された熱媒は、熱媒ポンプ（３）により熱媒循
環ラインを通って改質器（４）に供給され改質反応熱を
臀共≠讐主与え、熱媒冷却器（５）を経て再び熱媒加熱
器（１）に循環される。熱媒温度は熱媒循環ラインの熱
媒加熱器（１）出口、すなわち改質器（４）の入口の熱
媒温度センサ（力により検知され、この温度信号をうけ
た熱媒温度制御器（６）によりバーナ（２）に投入され
るメタノール流量がメタノール流量調節弁（８）を介し
て調節され、熱媒温度は所定値に制御される。
、メタノールおよび余剰燃料混焼用のバーナ（２）によ
って加熱された熱媒は、熱媒ポンプ（３）により熱媒循
環ラインを通って改質器（４）に供給され改質反応熱を
臀共≠讐主与え、熱媒冷却器（５）を経て再び熱媒加熱
器（１）に循環される。熱媒温度は熱媒循環ラインの熱
媒加熱器（１）出口、すなわち改質器（４）の入口の熱
媒温度センサ（力により検知され、この温度信号をうけ
た熱媒温度制御器（６）によりバーナ（２）に投入され
るメタノール流量がメタノール流量調節弁（８）を介し
て調節され、熱媒温度は所定値に制御される。
一方、メタノールと水蒸気の混合ガス（Ｂ）は改質器（
４）において反応し、改質ガスとなって燃料電池本体（
９）の燃料極に供給され電池反応によって消費媒加熱器
（１）の熱源となり、熱量不足の場合にメタノールを燃
焼させている。水蒸気分離器（１ｏ）はシステム全体の
熱バランスをとっており、排熱利用設備（１６）の熱源
用や、図示を省略しているが改質原料用の水蒸気を供給
したり、器内の熱水の一部を電池冷却水循環ポンプ（１
８）により燃料電池本体（９）に循環供給し、電池反応
熱を奪って、−部が気化された二相流として水蒸気分離
器（１０）にもどすことにより熱回収している。また、
水蒸気分離器（１０）からの熱排出量が大きい場合には
、圧力センサ（１３）により器内水蒸気圧力を検知し、
水蒸気分離器圧力制御器（１２）によって熱水流量調節
弁（１４）の開度調節を行わせ、熱回収ポンプ（１１）
によって熱媒冷却器（５）に循環供給され、熱媒と熱交
換して水蒸気となる器内熱水の流量を制御し所要量の熱
を水蒸気分離器（１０）に回収し補償することができる
。この補償機能が動作することにより、排熱利用設備（
１６）の熱負荷が増加し、熱負荷指令信号をうけた熱負
荷制御器（１５）による水蒸気流量調節弁（１７）の開
度調節により、水蒸気分離器（１０）から排熱利用設備
（１６）に供給される水蒸気量を増加させても追従が可
能である。
４）において反応し、改質ガスとなって燃料電池本体（
９）の燃料極に供給され電池反応によって消費媒加熱器
（１）の熱源となり、熱量不足の場合にメタノールを燃
焼させている。水蒸気分離器（１ｏ）はシステム全体の
熱バランスをとっており、排熱利用設備（１６）の熱源
用や、図示を省略しているが改質原料用の水蒸気を供給
したり、器内の熱水の一部を電池冷却水循環ポンプ（１
８）により燃料電池本体（９）に循環供給し、電池反応
熱を奪って、−部が気化された二相流として水蒸気分離
器（１０）にもどすことにより熱回収している。また、
水蒸気分離器（１０）からの熱排出量が大きい場合には
、圧力センサ（１３）により器内水蒸気圧力を検知し、
水蒸気分離器圧力制御器（１２）によって熱水流量調節
弁（１４）の開度調節を行わせ、熱回収ポンプ（１１）
によって熱媒冷却器（５）に循環供給され、熱媒と熱交
換して水蒸気となる器内熱水の流量を制御し所要量の熱
を水蒸気分離器（１０）に回収し補償することができる
。この補償機能が動作することにより、排熱利用設備（
１６）の熱負荷が増加し、熱負荷指令信号をうけた熱負
荷制御器（１５）による水蒸気流量調節弁（１７）の開
度調節により、水蒸気分離器（１０）から排熱利用設備
（１６）に供給される水蒸気量を増加させても追従が可
能である。
すなわち、排熱利用設備（１６）の熱負荷指令信号をう
けて水蒸気分離器（１０）から所要の水蒸気を供給し、
水蒸気分離器（１０）では、熱媒ラインの熱媒冷却器（
５）を介して水蒸気分離器（１０）から供給される熱水
と熱媒の熱交換を行わせ、水蒸気として熱収支を補償し
、熱媒循環ラインでは、熱媒加熱用のメタノール燃焼量
を増大させて熱収支を補償すること釦より電力負荷の如
何によらず熱負荷追従が可能となる。
けて水蒸気分離器（１０）から所要の水蒸気を供給し、
水蒸気分離器（１０）では、熱媒ラインの熱媒冷却器（
５）を介して水蒸気分離器（１０）から供給される熱水
と熱媒の熱交換を行わせ、水蒸気として熱収支を補償し
、熱媒循環ラインでは、熱媒加熱用のメタノール燃焼量
を増大させて熱収支を補償すること釦より電力負荷の如
何によらず熱負荷追従が可能となる。
なお、上記実施例では、水蒸気分離器（１ｏ）の水蒸気
圧力を検知する圧力センサ（１３）の信号により熱水流
量調節弁（１４）の開閉を調節して熱媒冷却器（５）に
循環させる熱水流量を制御する構成としたが、流量調節
弁（１４）の代わりに電動弁を用いてもよい。また、熱
回収ボンダ（１１）と熱水流量調節弁（１４）の組合せ
の代わりＫ、ストローク長の調節により流量制御可能な
熱回収ポンプを用いてもよいことは言うまでもない。
圧力を検知する圧力センサ（１３）の信号により熱水流
量調節弁（１４）の開閉を調節して熱媒冷却器（５）に
循環させる熱水流量を制御する構成としたが、流量調節
弁（１４）の代わりに電動弁を用いてもよい。また、熱
回収ボンダ（１１）と熱水流量調節弁（１４）の組合せ
の代わりＫ、ストローク長の調節により流量制御可能な
熱回収ポンプを用いてもよいことは言うまでもない。
以上のように、この発明によれば、水蒸気分離器内の水
蒸気圧力が一定になるよう熱媒ラインから熱回収を図り
、熱媒系の不足熱量な熱媒加熱器投入メタノール燃焼量
の増加により補償するようにしたので、電池冷却水温度
の変化なしに外部熱負荷需要に応じて水蒸気分離器から
水蒸気とじて熱供給が可能となる。
蒸気圧力が一定になるよう熱媒ラインから熱回収を図り
、熱媒系の不足熱量な熱媒加熱器投入メタノール燃焼量
の増加により補償するようにしたので、電池冷却水温度
の変化なしに外部熱負荷需要に応じて水蒸気分離器から
水蒸気とじて熱供給が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図は従来の
燃料電池発電装置の回路図である。 （１）・・熱媒加熱器、（２）・φバーナ、（３）・・
熱媒ポンプ、（４）・・改質器、（５）・・熱媒冷却器
、（６）・拳熱媒温度制御器、（力・・熱媒温度センサ
、（９）・・電池本体、（１０）・・水蒸気分離器、（
１１）・・熱回収ポンプ、（１２）ψ・水蒸気分離器圧
力制御器、（工３）彎−圧力センサ、（１４）費＃熱水
流量調節弁、（１５）−・熱負荷制御器、（１６）・・
排熱利用設備、（１７）・・水蒸気流量調節弁。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 醍 ・」 へ
燃料電池発電装置の回路図である。 （１）・・熱媒加熱器、（２）・φバーナ、（３）・・
熱媒ポンプ、（４）・・改質器、（５）・・熱媒冷却器
、（６）・拳熱媒温度制御器、（力・・熱媒温度センサ
、（９）・・電池本体、（１０）・・水蒸気分離器、（
１１）・・熱回収ポンプ、（１２）ψ・水蒸気分離器圧
力制御器、（工３）彎−圧力センサ、（１４）費＃熱水
流量調節弁、（１５）−・熱負荷制御器、（１６）・・
排熱利用設備、（１７）・・水蒸気流量調節弁。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 醍 ・」 へ
Claims (1)
- メタノール燃焼用バーナと余剰燃料燃焼用バーナを備え
た熱媒加熱器と、熱媒温度センサとを備え上記熱媒加熱
器および改質器等に熱媒ポンプにより加熱熱媒を循環さ
せる熱媒循環ラインと、この熱媒循環ラインに設けられ
た熱媒冷却器と、圧力センサを備え電池本体の冷却や改
質系への水蒸気の供給を行う水蒸気分離器と、この水蒸
気分離器内の加圧熱水を熱回収ポンプにより上記熱媒冷
却器に供給し循環させる循環水ラインとを備えた燃料電
池発電装置において、排熱利用設備からの熱負荷指令信
号をうけて上記水蒸気分離器から水蒸気を供給する手段
と、上記圧力センサからの水蒸気の供給による上記水蒸
気分離器内の圧力変化信号をうけて上記熱媒冷却器に供
給する熱水流量を制御する手段と、上記熱媒冷却器によ
り冷却された熱媒の温度を検知する上記熱媒温度センサ
の信号をうけて上記メタノール燃焼用バーナへのメタノ
ール燃料投入量を制御する手段とを備えてなることを特
徴とする燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039354A JPH0821409B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039354A JPH0821409B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 燃料電池発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01217865A true JPH01217865A (ja) | 1989-08-31 |
| JPH0821409B2 JPH0821409B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=12550738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63039354A Expired - Lifetime JPH0821409B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821409B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0541219A (ja) * | 1991-08-02 | 1993-02-19 | Osaka Gas Co Ltd | コジエネレーシヨン発電装置 |
| JPH07169480A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池熱利用装置 |
| WO2003019711A3 (en) * | 2001-08-25 | 2003-09-04 | Ballard Power Systems | System and method for starting a catalytic reactor |
| CN118550348A (zh) * | 2024-07-25 | 2024-08-27 | 中国天辰工程有限公司 | 一种双氧水浓缩复叠系统的控制方法 |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP63039354A patent/JPH0821409B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0541219A (ja) * | 1991-08-02 | 1993-02-19 | Osaka Gas Co Ltd | コジエネレーシヨン発電装置 |
| JPH07169480A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池熱利用装置 |
| WO2003019711A3 (en) * | 2001-08-25 | 2003-09-04 | Ballard Power Systems | System and method for starting a catalytic reactor |
| CN118550348A (zh) * | 2024-07-25 | 2024-08-27 | 中国天辰工程有限公司 | 一种双氧水浓缩复叠系统的控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0821409B2 (ja) | 1996-03-04 |
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