JPH01253167A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPH01253167A JPH01253167A JP63080110A JP8011088A JPH01253167A JP H01253167 A JPH01253167 A JP H01253167A JP 63080110 A JP63080110 A JP 63080110A JP 8011088 A JP8011088 A JP 8011088A JP H01253167 A JPH01253167 A JP H01253167A
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- JP
- Japan
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- fuel cell
- gas
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- reformer
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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、燃料タンク、補助燃料タンク、改質装置、
燃料′Ｉ１１池で構成され、負荷電流が急増したときに
、それに追随した運転が可能な燃料電池発電装［Ｋ関す
る。
燃料′Ｉ１１池で構成され、負荷電流が急増したときに
、それに追随した運転が可能な燃料電池発電装［Ｋ関す
る。
小型燃料電池発１！妓置として、天然ガスの改質に板ぺ
て改質反応温度が大幅に低く、かつ改質工程も簡易であ
るメタノールを燃料とした燃料電池発電装置が注目され
ている。メタノールを水蒸気で改質する反応温度は２０
０〜３００’Ｃ程度であり、かつその反応は吸熱反応に
より進行する。燃料電池へ燃料とし【供給される水素ガ
スは、メタノールと水蒸気を所定の温度に保持された改
質装置に通流させて水素リッチなガスに改質して使用す
る。
て改質反応温度が大幅に低く、かつ改質工程も簡易であ
るメタノールを燃料とした燃料電池発電装置が注目され
ている。メタノールを水蒸気で改質する反応温度は２０
０〜３００’Ｃ程度であり、かつその反応は吸熱反応に
より進行する。燃料電池へ燃料とし【供給される水素ガ
スは、メタノールと水蒸気を所定の温度に保持された改
質装置に通流させて水素リッチなガスに改質して使用す
る。
このため燃料電池発電装置には改質装置が備えられる。
第３図は従来の燃料電池発電装置を示す系統接続図で、
メタノール等の流体燃料を収容した燃料タンク２よりメ
タノールがｅ材供給ボング８によって改質装置３へ供給
される。改質装置ｍｌ：３はバーナ４．気化器６．改質
管７．とよりなり、改質装置に入ったメタノールは、バ
〜す４の熱によって気化器６で気化され、改質管７に入
って水素リッチなガスとなって絞り１１を経て燃料電池
ｌに入る。燃料電池１では、水素リッチなカスと一諸に
電気化学反応により発電に供される酸化剤としての空気
が空気供給ブロア９によって供給され、燃料電池内部の
発熱を冷却する冷却用空気は冷却用ブロアＩＯＫよって
供給されている。
メタノール等の流体燃料を収容した燃料タンク２よりメ
タノールがｅ材供給ボング８によって改質装置３へ供給
される。改質装置ｍｌ：３はバーナ４．気化器６．改質
管７．とよりなり、改質装置に入ったメタノールは、バ
〜す４の熱によって気化器６で気化され、改質管７に入
って水素リッチなガスとなって絞り１１を経て燃料電池
ｌに入る。燃料電池１では、水素リッチなカスと一諸に
電気化学反応により発電に供される酸化剤としての空気
が空気供給ブロア９によって供給され、燃料電池内部の
発熱を冷却する冷却用空気は冷却用ブロアＩＯＫよって
供給されている。
燃料電池から排出され、未反応水系ガスを含むオフガス
は燃料を池よりオフガスライン４Ａをｉって改質装置３
のバーナ４へ供給され、燃焼されて気化器６と改質管７
の熱源となる。なおバーナ４へはバーナ用ブロア５によ
って燃焼用空気が供給されている。
は燃料を池よりオフガスライン４Ａをｉって改質装置３
のバーナ４へ供給され、燃焼されて気化器６と改質管７
の熱源となる。なおバーナ４へはバーナ用ブロア５によ
って燃焼用空気が供給されている。
燃料電池発電装置を起動させるときは、燃料電池よりの
オフガスがなく、バーナ４が燃焼できないので、補助燃
料として燃焼させるメタノールを補助燃料タンク１５よ
り補助燃料ポンプ１４によりてバーナ４へ供給して燃焼
させて、改質装置の熱源として使用し、起動が完了して
、定常運転になり、オフガスがバーナ４へ供給されだす
と、補助燃料ポンプ１４を止めて、補助燃料の供給を止
める。
オフガスがなく、バーナ４が燃焼できないので、補助燃
料として燃焼させるメタノールを補助燃料タンク１５よ
り補助燃料ポンプ１４によりてバーナ４へ供給して燃焼
させて、改質装置の熱源として使用し、起動が完了して
、定常運転になり、オフガスがバーナ４へ供給されだす
と、補助燃料ポンプ１４を止めて、補助燃料の供給を止
める。
ところで燃料を池発電装置では、燃料電池がらのオフガ
ス量およびその組成は、燃料電池から給電する負荷電流
の変動により大幅に変化する。例えば第４図は負荷電流
が急増したときの各部の時間的変化を示すグラフで、燃
料電池内で負荷の急増によって一時的に水素ガスを多く
消費されるので、燃料電池から排出されるオフガスでは
、水素ガスの量が減少する。一方燃料電池の発電能力を
増すためには、燃料を前よりも多く改質して多量の水素
リッチなガスを供給しなくてはならず、このため、改質
装置３にも燃料が多量に供給されかつバーナ４は燃焼に
供する燃料を増して気化器６や改質管７に前より多くの
熱量を供給しなくてはならない。しかるに負荷が急増し
たことで前述のごとく、燃料電池から排出されるオフガ
スの水素ガス量の減少で、バーナ４で燃焼される熱量が
減り、改質１ｆＩ７の温度が低下し、したがって改質率
も低下し、燃料￥１Ｌ池に供給される水素ガスの量も減
少して、発電能力も低下し、燃料電池発電装置として負
荷急増に追随して運転することは不可能となる欠点があ
った。
ス量およびその組成は、燃料電池から給電する負荷電流
の変動により大幅に変化する。例えば第４図は負荷電流
が急増したときの各部の時間的変化を示すグラフで、燃
料電池内で負荷の急増によって一時的に水素ガスを多く
消費されるので、燃料電池から排出されるオフガスでは
、水素ガスの量が減少する。一方燃料電池の発電能力を
増すためには、燃料を前よりも多く改質して多量の水素
リッチなガスを供給しなくてはならず、このため、改質
装置３にも燃料が多量に供給されかつバーナ４は燃焼に
供する燃料を増して気化器６や改質管７に前より多くの
熱量を供給しなくてはならない。しかるに負荷が急増し
たことで前述のごとく、燃料電池から排出されるオフガ
スの水素ガス量の減少で、バーナ４で燃焼される熱量が
減り、改質１ｆＩ７の温度が低下し、したがって改質率
も低下し、燃料￥１Ｌ池に供給される水素ガスの量も減
少して、発電能力も低下し、燃料電池発電装置として負
荷急増に追随して運転することは不可能となる欠点があ
った。
この発明は、前述のような点に鑑み、負荷電流の急増に
対して改質装置のバーナが燃焼してもたらす熱量が不足
することなく、改質管の適正温度に維持して、燃料電池
が要求される負荷電流の急増に追随して発電できる、燃
料電池発電装置を提供することを目的とする。
対して改質装置のバーナが燃焼してもたらす熱量が不足
することなく、改質管の適正温度に維持して、燃料電池
が要求される負荷電流の急増に追随して発電できる、燃
料電池発電装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、この発明によれは、メタノ
ール等を燃料として内蔵する燃料タンク。
ール等を燃料として内蔵する燃料タンク。
補助燃料タンク、前記燃料を水素リッチなガスに改質す
る改質装置、ならびに燃料電池からなる燃料電池発電装
置において、前記燃料電池の負荷電流を検出する電流検
出器、その検出された電流に追随する燃料の供給量を演
算出力する燃料制御部および前記燃料電池からのオフガ
ス流量を検出する流量検出器、その検出されたオフガス
流量に追随して補助燃料タンクより、燃料を改質装置の
バーナに供給する量を演算出力する補助燃料制御部を具
備し、前記燃料制御部によりその演算出力に従って燃料
を改質装置に供給し、同時に検出されたオフガス流量が
前記燃料電池の負荷急増によって所定の値を下廻るとき
、補助燃料タンクより改質装置のバーナに前記補助燃料
制御部によりその演算出力に従って補助燃料の供給を開
始し、挽出されたオフガス？Ｊｒｒ、ｔが所定の値を上
廻ったときに前記補助燃料の供給を止めるように制御さ
れるものとする。
る改質装置、ならびに燃料電池からなる燃料電池発電装
置において、前記燃料電池の負荷電流を検出する電流検
出器、その検出された電流に追随する燃料の供給量を演
算出力する燃料制御部および前記燃料電池からのオフガ
ス流量を検出する流量検出器、その検出されたオフガス
流量に追随して補助燃料タンクより、燃料を改質装置の
バーナに供給する量を演算出力する補助燃料制御部を具
備し、前記燃料制御部によりその演算出力に従って燃料
を改質装置に供給し、同時に検出されたオフガス流量が
前記燃料電池の負荷急増によって所定の値を下廻るとき
、補助燃料タンクより改質装置のバーナに前記補助燃料
制御部によりその演算出力に従って補助燃料の供給を開
始し、挽出されたオフガス？Ｊｒｒ、ｔが所定の値を上
廻ったときに前記補助燃料の供給を止めるように制御さ
れるものとする。
この発明の構成においては、燃料電池の負荷電流を検出
して燃料制御部の出力によって燃料供給ポンプを駆動し
改質装置で改質されて水素リッチなガスとなる燃料を前
記負荷電流の急増時にそれに追随して改質装置に供給す
ると同時に、燃料電池から排出されるオフガスの流量を
検出して負荷１１ｒ、流の急増によりそれが所定の量よ
り低下したとき、本来は発電装置起動時に使用する目的
で備へられた補助燃料タンクより、メタノールを改質装
置のバーナに供給し燃焼させて、改質装置で負荷電流の
急増に追随した水素リッチなガスを急速に改質して絆料
電池に供給する。
して燃料制御部の出力によって燃料供給ポンプを駆動し
改質装置で改質されて水素リッチなガスとなる燃料を前
記負荷電流の急増時にそれに追随して改質装置に供給す
ると同時に、燃料電池から排出されるオフガスの流量を
検出して負荷１１ｒ、流の急増によりそれが所定の量よ
り低下したとき、本来は発電装置起動時に使用する目的
で備へられた補助燃料タンクより、メタノールを改質装
置のバーナに供給し燃焼させて、改質装置で負荷電流の
急増に追随した水素リッチなガスを急速に改質して絆料
電池に供給する。
以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明の実施例を示すブロック図で、従来例を示した第
３図のブロック図の中と同一の機能を有する部分には同
一の番号が付してあり、（つかえしの説明は省略する。
の発明の実施例を示すブロック図で、従来例を示した第
３図のブロック図の中と同一の機能を有する部分には同
一の番号が付してあり、（つかえしの説明は省略する。
第１図で燃料電池１の出力端子に設けられたｔ流検出器
１２により負荷［流を検出して、この出力信号は燃料制
御部１３に入り、出力信号に基づき燃料タンク２より改
質装置３に供給する燃料供給量を演算し指令信号な発し
て、液材供給ポンプ８を駆動することができる。すなわ
ち負荷電流の変化に追随した量の燃料が、燃料タンク２
より改質装ｆＭ、３に供給されて、水素リッチなガスに
改質されて、燃料電池１に送るように制御されている。
１２により負荷［流を検出して、この出力信号は燃料制
御部１３に入り、出力信号に基づき燃料タンク２より改
質装置３に供給する燃料供給量を演算し指令信号な発し
て、液材供給ポンプ８を駆動することができる。すなわ
ち負荷電流の変化に追随した量の燃料が、燃料タンク２
より改質装ｆＭ、３に供給されて、水素リッチなガスに
改質されて、燃料電池１に送るように制御されている。
一方、燃料電池から排出されるオフガス艦は流量検出器
１６によって計測され、その出力信号が補助燃料制御部
１７に入る。燃料電池の負荷が急増してオフガス量が減
少し、前記流量検出器１６の出力信号か補助燃料制御部
で演算された結果、定所の値を下潮るときは、補助燃料
ポンプ１４が駆動されて補助燃料タンク１５よりメタノ
ールが改質装［３のバーナ４に供給されて燃焼され、気
化器６と改質管７がオフガス減少によって温度低下をき
たすのを防ぐ役目を果す。負荷電流に追随した充分の水
素リッチなガスが改質装［３より燃料電池に供給され、
そこから゛排出されるオフガスも充分な量に達すると、
流量検出器１６の出力信号が、補助燃料制御部１７で演
算されて所定の値を上廻っていれば、補助燃料ポンプ１
４の運転は停止されて、補助燃料メタノールは改質装ｆ
１３のバーナ４への供給をやめる。
１６によって計測され、その出力信号が補助燃料制御部
１７に入る。燃料電池の負荷が急増してオフガス量が減
少し、前記流量検出器１６の出力信号か補助燃料制御部
で演算された結果、定所の値を下潮るときは、補助燃料
ポンプ１４が駆動されて補助燃料タンク１５よりメタノ
ールが改質装［３のバーナ４に供給されて燃焼され、気
化器６と改質管７がオフガス減少によって温度低下をき
たすのを防ぐ役目を果す。負荷電流に追随した充分の水
素リッチなガスが改質装［３より燃料電池に供給され、
そこから゛排出されるオフガスも充分な量に達すると、
流量検出器１６の出力信号が、補助燃料制御部１７で演
算されて所定の値を上廻っていれば、補助燃料ポンプ１
４の運転は停止されて、補助燃料メタノールは改質装ｆ
１３のバーナ４への供給をやめる。
燃料電池の負荷電流が急増した場合の本発明の実施例に
よる各部の時間的変化を示すグラフにしたものが第２図
である。この図において負荷電流の急増によって、前述
のごとく改質装置に入る燃料が増加する。改質装＃３で
は水素リッチなガスの原料となる燃料の増加と１ｄ１時
にバーナ４で補助燃料のメタノールの燃焼がはじまるの
で、気化器６や改質ｖ７の温度は第４図のグラフのごと
く低下することなく、必伎な温度を保って動作すること
が可能である。したがって発生する水素リッチなガスの
竜も増加し、それが燃料電池に入って発電に供されたあ
とのオフガス量も増加する。すなわち補助燃料のメタノ
ールを改質装置３のバーナ４で臨時に燃焼させることで
、負荷電流に追随した燃料電池発電装置を提供すること
ができる。
よる各部の時間的変化を示すグラフにしたものが第２図
である。この図において負荷電流の急増によって、前述
のごとく改質装置に入る燃料が増加する。改質装＃３で
は水素リッチなガスの原料となる燃料の増加と１ｄ１時
にバーナ４で補助燃料のメタノールの燃焼がはじまるの
で、気化器６や改質ｖ７の温度は第４図のグラフのごと
く低下することなく、必伎な温度を保って動作すること
が可能である。したがって発生する水素リッチなガスの
竜も増加し、それが燃料電池に入って発電に供されたあ
とのオフガス量も増加する。すなわち補助燃料のメタノ
ールを改質装置３のバーナ４で臨時に燃焼させることで
、負荷電流に追随した燃料電池発電装置を提供すること
ができる。
この発明は前述のように、燃料電池の負荷電流を検出し
て、負荷の急増に対処した燃料を改質装置へ供給し、同
時に燃料電池より排出されるオフガスのｍ＊を検出して
、改質装置のバーナへ、補助燃料タンクよりメタノール
を供給して燃焼し、改質装置がヒートバランスをくずす
ことなく運転出来るようにすること罠よって、負荷の要
求に追随した燃料電池の運転が可能になり、負荷応答性
の高い発電装置を提供することができる。
て、負荷の急増に対処した燃料を改質装置へ供給し、同
時に燃料電池より排出されるオフガスのｍ＊を検出して
、改質装置のバーナへ、補助燃料タンクよりメタノール
を供給して燃焼し、改質装置がヒートバランスをくずす
ことなく運転出来るようにすること罠よって、負荷の要
求に追随した燃料電池の運転が可能になり、負荷応答性
の高い発電装置を提供することができる。
第１図は本発明の実施例による系統接続図、第２図は本
発明の実施例による各部の時間的変化を示すグラフ、第
３図は従来例による系統接続図、第４崗は従来例による
各部の時間的変化を示すグラフである。 １・・・燃料電池 ２・・・燃料タンク３・・・
改質装置ｔ ８・・・燃料供給ポンプ１３・・
・燃料制御部 １２・・・電流検出器第３図 第４図
発明の実施例による各部の時間的変化を示すグラフ、第
３図は従来例による系統接続図、第４崗は従来例による
各部の時間的変化を示すグラフである。 １・・・燃料電池 ２・・・燃料タンク３・・・
改質装置ｔ ８・・・燃料供給ポンプ１３・・
・燃料制御部 １２・・・電流検出器第３図 第４図
Claims (1)
- １）メタノール等を燃料として内蔵する燃料タンク、補
助燃料タンク、前記燃料を水素リッチなガスに改質する
改質装置、ならびに燃料電池からなる燃料電池発電装置
において、前記燃料電池の負荷電流を検出する電流検出
器、その検出された電流に追随する燃料の供給量を演算
出力する燃料制御部および前記燃料電池からのオフガス
流量を検出する流量検出器、その検出されたオフガス流
量に追随して補助燃料タンクより、燃料を改質装置のバ
ーナに供給する量を演算出力する補助燃料制御部を具備
し、前記燃料制御部によりその演算出力に従って燃料を
改質装置に供給し、同時に検出されたオフガス流量が前
記燃料電池の負荷急増によって所定の値を下廻るとき、
補助燃料タンクより改質装置のバーナに前記補助燃料制
御部によりその演算出力に従って補助燃料の供給を開始
し、検出されたオフガス流量が所定の値を上廻ったとき
に前記補助燃料の供給を止めるように制御されることを
特徴とする燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080110A JPH01253167A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080110A JPH01253167A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253167A true JPH01253167A (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=13709047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63080110A Pending JPH01253167A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01253167A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0922713A (ja) * | 1995-07-06 | 1997-01-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 燃料電池発電システム |
| JP2007213854A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Toyota Motor Corp | 燃料電池装置の出力制御方法 |
| US7771881B2 (en) * | 2005-02-28 | 2010-08-10 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel supply unit for reformer and fuel cell system with the same |
| JP2014010944A (ja) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63080110A patent/JPH01253167A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0922713A (ja) * | 1995-07-06 | 1997-01-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 燃料電池発電システム |
| US7771881B2 (en) * | 2005-02-28 | 2010-08-10 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel supply unit for reformer and fuel cell system with the same |
| JP2007213854A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Toyota Motor Corp | 燃料電池装置の出力制御方法 |
| JP2014010944A (ja) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
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