JPH01298651A - 燃料電池用触媒燃焼器の燃焼制御装置 - Google Patents
燃料電池用触媒燃焼器の燃焼制御装置Info
- Publication number
- JPH01298651A JPH01298651A JP63129273A JP12927388A JPH01298651A JP H01298651 A JPH01298651 A JP H01298651A JP 63129273 A JP63129273 A JP 63129273A JP 12927388 A JP12927388 A JP 12927388A JP H01298651 A JPH01298651 A JP H01298651A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- combustion
- temperature
- exhaust
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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〕
本発明は、燃料電池から排出される排燃料ガスを徘酸化
剤ガスにより燃焼触媒層で燃焼させて高温の燃焼ガスを
得る燃料電池用触媒燃焼器の燃焼制御装置に関する。
剤ガスにより燃焼触媒層で燃焼させて高温の燃焼ガスを
得る燃料電池用触媒燃焼器の燃焼制御装置に関する。
燃料電池は、燃料電極に水素を含有する燃料ガスを、ま
た酸化剤電極に酸素を含む空気のような酸化剤ガスを供
給することにより電池反応を行なわせて発電するもので
あるが、この際燃料電極と酸化剤電極とから電池反応に
寄与しない未反応の水素と酸素とをそれぞれ含む排燃料
ガスと排酸化剤ガスとが排出される。この排燃料ガスを
排酸化剤ガスにより燃焼して高温の燃焼ガスを得、この
燃焼ガスは燃料ガスとして水素に冨む改質ガスを製造す
る燃料改質器における改質反応時に熱を与える熱媒体と
して使用される。この場合、排燃料ガスを燃焼して高温
の燃焼ガスを得る方法として燃焼触媒層の触媒の下に燃
焼させる燃焼制御′Ｉ装置を備えた触媒燃焼器が知られ
ている。
た酸化剤電極に酸素を含む空気のような酸化剤ガスを供
給することにより電池反応を行なわせて発電するもので
あるが、この際燃料電極と酸化剤電極とから電池反応に
寄与しない未反応の水素と酸素とをそれぞれ含む排燃料
ガスと排酸化剤ガスとが排出される。この排燃料ガスを
排酸化剤ガスにより燃焼して高温の燃焼ガスを得、この
燃焼ガスは燃料ガスとして水素に冨む改質ガスを製造す
る燃料改質器における改質反応時に熱を与える熱媒体と
して使用される。この場合、排燃料ガスを燃焼して高温
の燃焼ガスを得る方法として燃焼触媒層の触媒の下に燃
焼させる燃焼制御′Ｉ装置を備えた触媒燃焼器が知られ
ている。
第３図は従来の燃焼制御ｎ装置を備えた触媒燃焼器の系
統図である０図において、触媒燃焼器１は燃料と酸化剤
とが導かれる第１のガス室２と、ガス室２に取付けられ
る燃料を酸化剤により触媒の下に燃焼させる燃焼触媒層
３とからなる第１の燃焼段４と、これに続いて燃料が燃
焼されるガス室５と燃焼触媒層６とからなる燃焼段７と
、さらにこれに続いて燃料が燃焼されるガス室８と燃焼
触媒層９とからなる燃焼段１０ とからなっている。
統図である０図において、触媒燃焼器１は燃料と酸化剤
とが導かれる第１のガス室２と、ガス室２に取付けられ
る燃料を酸化剤により触媒の下に燃焼させる燃焼触媒層
３とからなる第１の燃焼段４と、これに続いて燃料が燃
焼されるガス室５と燃焼触媒層６とからなる燃焼段７と
、さらにこれに続いて燃料が燃焼されるガス室８と燃焼
触媒層９とからなる燃焼段１０ とからなっている。
燃焼段４の燃焼触媒層３は高温耐久性は劣るが低温着火
性の良い、例えば白金系からなる触媒から形成され、次
段の燃焼段７の燃焼触媒層６と最終段の燃焼段１０の燃
焼触媒層９は、いずれも、低温着火性は劣るが高温耐久
性の良い触媒、例えばパラジウム系からなる触媒から形
成されている。
性の良い、例えば白金系からなる触媒から形成され、次
段の燃焼段７の燃焼触媒層６と最終段の燃焼段１０の燃
焼触媒層９は、いずれも、低温着火性は劣るが高温耐久
性の良い触媒、例えばパラジウム系からなる触媒から形
成されている。
１１ は最終の燃焼段の燃焼触媒層９で完全燃焼した高
温の燃焼ガスを導く燃焼室であり、例えば燃料改質器を
構成する炉容器内の燃焼室に相当する。
温の燃焼ガスを導く燃焼室であり、例えば燃料改質器を
構成する炉容器内の燃焼室に相当する。
排燃料ガス供給系統１２は図示しない燃料電池とガス室
２とを接続して設けられ、燃料電池の燃料電極から排出
される未反応水素を含む排燃料ガスをガス室２に導いて
いる。また排酸化剤ガス供給系統１３は三方流量制御弁
１４を備えて燃料電池とガス室２とを接続して設けられ
、燃料電池の酸化剤電極から排出される未反応酸素を含
む排酸化剤ガスをガス室２に導いている。
２とを接続して設けられ、燃料電池の燃料電極から排出
される未反応水素を含む排燃料ガスをガス室２に導いて
いる。また排酸化剤ガス供給系統１３は三方流量制御弁
１４を備えて燃料電池とガス室２とを接続して設けられ
、燃料電池の酸化剤電極から排出される未反応酸素を含
む排酸化剤ガスをガス室２に導いている。
燃焼室１１には燃焼触媒層９からの完全燃焼ガスの温度
を検出する温度センサ１５が設けられている。１６は燃
焼室１１の完全燃焼する燃焼ガスの温度を設定する温度
設定器である。調節器１７は温度設定Ｈ１６からの設定
温度と温度センサ１５からの検出温度との偏差により三
方流量制御弁１４の開度を調節して徘酸化剤ガスの流量
を制御する。
を検出する温度センサ１５が設けられている。１６は燃
焼室１１の完全燃焼する燃焼ガスの温度を設定する温度
設定器である。調節器１７は温度設定Ｈ１６からの設定
温度と温度センサ１５からの検出温度との偏差により三
方流量制御弁１４の開度を調節して徘酸化剤ガスの流量
を制御する。
このような構成により燃料電池からその負荷、すなわち
電池出力に対応して排出される排燃料ガスは排燃料ガス
供給系統１２を経てガス室２に、また徘酸化剤ガスは排
酸化剤ガス系統１３を経てガス室２に供給され、排燃料
ガスは徘酸化剤ガスにより燃料触媒層３で低温でも着火
して燃焼し、続いて燃焼段７の第２のガス室５を経て燃
焼触媒Ｎ６で燃焼が持続され、さらに続いて燃焼段１０
のガス室８を経て燃焼触媒層９で燃焼さ°れ、燃焼ガス
は燃焼室１１ に排出される。この際、温度センサ１５
により検出された燃焼室１１ の温度の出力信号と温度
設定器１６で設定した設定温度の出力信号とは調節器１
７に入力されてその偏差信号により三方流量制御弁１４
の開度を調節し、排燃料ガスが設定温度で完全燃焼する
ようにガス室２に供給する排酸化剤ガスの流量を制御し
ている。
電池出力に対応して排出される排燃料ガスは排燃料ガス
供給系統１２を経てガス室２に、また徘酸化剤ガスは排
酸化剤ガス系統１３を経てガス室２に供給され、排燃料
ガスは徘酸化剤ガスにより燃料触媒層３で低温でも着火
して燃焼し、続いて燃焼段７の第２のガス室５を経て燃
焼触媒Ｎ６で燃焼が持続され、さらに続いて燃焼段１０
のガス室８を経て燃焼触媒層９で燃焼さ°れ、燃焼ガス
は燃焼室１１ に排出される。この際、温度センサ１５
により検出された燃焼室１１ の温度の出力信号と温度
設定器１６で設定した設定温度の出力信号とは調節器１
７に入力されてその偏差信号により三方流量制御弁１４
の開度を調節し、排燃料ガスが設定温度で完全燃焼する
ようにガス室２に供給する排酸化剤ガスの流量を制御し
ている。
このようにして最終燃焼段の燃焼触媒層９から高温の完
全燃焼ガスが燃焼室１１に排出される。なお三方流量制
御弁１４により制御されて第１のガス室２に流れる流量
以外の余分の排酸化剤ガスは三方流量制御弁１４の他の
弁口より管路１８を経て外部に排出される。
全燃焼ガスが燃焼室１１に排出される。なお三方流量制
御弁１４により制御されて第１のガス室２に流れる流量
以外の余分の排酸化剤ガスは三方流量制御弁１４の他の
弁口より管路１８を経て外部に排出される。
排燃料ガス中の水素量および排酸化剤ガス中の酸素量は
燃料電池に接続されている負荷、すなわち電池出力に左
右されるため、負荷が変動した場合、例えば負荷が増加
した場合、燃料電池で消費される水素量と酸素量が増加
するので、排燃料ガス中の水素量と排酸化剤ガス中の酸
素量が低下し、また負荷が減小した時には前述と逆の理
由で排燃料ガス中の水素量と排酸化剤ガス中の酸素量と
は増加する。したがって負荷変動時、燃焼ガスの温度を
温度センサ１５により検出して三方流量制御弁１４によ
り排酸化剤ガスのｆｉｔを制御して触媒燃焼器１に送り
、完全燃焼する設定温度に制御しても、負荷減小時には
各燃焼段の燃焼触媒層の温度が、定常負荷時の正常な温
度よりずれ、過熱される燃焼触媒層が生じるという問題
がある。
燃料電池に接続されている負荷、すなわち電池出力に左
右されるため、負荷が変動した場合、例えば負荷が増加
した場合、燃料電池で消費される水素量と酸素量が増加
するので、排燃料ガス中の水素量と排酸化剤ガス中の酸
素量が低下し、また負荷が減小した時には前述と逆の理
由で排燃料ガス中の水素量と排酸化剤ガス中の酸素量と
は増加する。したがって負荷変動時、燃焼ガスの温度を
温度センサ１５により検出して三方流量制御弁１４によ
り排酸化剤ガスのｆｉｔを制御して触媒燃焼器１に送り
、完全燃焼する設定温度に制御しても、負荷減小時には
各燃焼段の燃焼触媒層の温度が、定常負荷時の正常な温
度よりずれ、過熱される燃焼触媒層が生じるという問題
がある。
第４図は燃料電池からの排燃料ガスと排酸化剤ガスを触
媒燃焼器１に送って各燃焼段の燃焼触媒層３，６．８で
徘燃焼ガスを燃焼した時の各燃焼段のガス室と燃焼触媒
層との温度分布を示すグラフであり、縦軸にガス室と燃
焼触媒層の位置を示し、横軸にガス室、燃焼触媒層の温
度をとって示している０図において破線３０は燃料電池
の負荷が安定している時、また負荷が急増した場合の温
度分布、一方実線３１ は負荷が急減した時の温度分布
であり、ｔ ＋、 ｔ ｚ、 ｔ ｆｆ＋ ｔ ４はそ
れぞれガス室２、ガス室５１．ガス室８．燃焼室１１の
温度を示している０図から負荷急減時ガス室５の温度ｔ
２が実線のように上昇している、すなわち燃焼触媒、層
３の温度が上昇していることが理解される。
媒燃焼器１に送って各燃焼段の燃焼触媒層３，６．８で
徘燃焼ガスを燃焼した時の各燃焼段のガス室と燃焼触媒
層との温度分布を示すグラフであり、縦軸にガス室と燃
焼触媒層の位置を示し、横軸にガス室、燃焼触媒層の温
度をとって示している０図において破線３０は燃料電池
の負荷が安定している時、また負荷が急増した場合の温
度分布、一方実線３１ は負荷が急減した時の温度分布
であり、ｔ ＋、 ｔ ｚ、 ｔ ｆｆ＋ ｔ ４はそ
れぞれガス室２、ガス室５１．ガス室８．燃焼室１１の
温度を示している０図から負荷急減時ガス室５の温度ｔ
２が実線のように上昇している、すなわち燃焼触媒、層
３の温度が上昇していることが理解される。
ところで燃焼触媒Ｎ３は着火性は良いが高温耐久性が劣
るので、上記のように負荷の急減時における温度上昇は
燃焼触媒層３を劣化させるという問題がある。
るので、上記のように負荷の急減時における温度上昇は
燃焼触媒層３を劣化させるという問題がある。
本発明の目的は、燃料電池からの排燃料ガスと排酸化剤
ガスを複数段の燃焼触媒層で燃焼させる際、燃料電池の
負荷変動時、特に負荷の急減時燃焼触媒層を過熱しない
燃料電池用燃焼触媒器の燃焼制御装置を従供することで
ある。
ガスを複数段の燃焼触媒層で燃焼させる際、燃料電池の
負荷変動時、特に負荷の急減時燃焼触媒層を過熱しない
燃料電池用燃焼触媒器の燃焼制御装置を従供することで
ある。
上記課題を解決するために、本発明によれば画成された
ガス室と、このガス室に導かれる燃料と酸化剤とにより
燃焼が行なわれる燃焼触媒層とからなる燃焼段を複数段
直列に取付けてなる触媒燃焼器であって、燃料電池から
排出される排燃料ガスを排燃料ガスの供給系統を経て触
媒燃焼器の端部にある第１の燃焼段の第１のガス室を経
て各燃焼段に導き、一方排酸化剤ガスを排酸化剤ガスの
供給系統を経てガス室に導いて排燃料ガスを燃焼触媒層
で燃焼させ、最終の燃焼段の燃焼触媒層がらの燃焼ガス
を燃焼室に導く燃料電池用触媒燃焼器において、前記排
酸化剤ガスの供給系統を燃料電池から第１のガス室に接
続する主供給系統と第１の燃焼段に続く第２の燃焼段の
第２のガス室に接続する副供給系統とで構成し、主供給
系統に設けられる排酸化剤ガスの流量を制御する第１の
流量制御弁と、第２のガス室の温度を検出する第１の温
度センサと、このセンサの検出温度が第１の燃焼段の燃
焼触媒層で排燃料ガスが不完全燃焼するあらかじめ設定
された温度になるように第１の流量制御弁の開度を制御
する第１の制ｉｎ手段並びに副供給系統に設けられる排
酸化剤ガスの流量を制御する第２の２１Ｌ量制御弁と、
燃焼室の燃焼ガスの温度を検出する第２の温度センサと
、このセンサの検出温度が第２の燃焼段以降の燃焼触媒
層で排燃料ガスが完全燃焼するあらかじめ設定された温
度になるように第２の流量制御弁の開度を制御する第２
の制御手段を設けるものとする。
ガス室と、このガス室に導かれる燃料と酸化剤とにより
燃焼が行なわれる燃焼触媒層とからなる燃焼段を複数段
直列に取付けてなる触媒燃焼器であって、燃料電池から
排出される排燃料ガスを排燃料ガスの供給系統を経て触
媒燃焼器の端部にある第１の燃焼段の第１のガス室を経
て各燃焼段に導き、一方排酸化剤ガスを排酸化剤ガスの
供給系統を経てガス室に導いて排燃料ガスを燃焼触媒層
で燃焼させ、最終の燃焼段の燃焼触媒層がらの燃焼ガス
を燃焼室に導く燃料電池用触媒燃焼器において、前記排
酸化剤ガスの供給系統を燃料電池から第１のガス室に接
続する主供給系統と第１の燃焼段に続く第２の燃焼段の
第２のガス室に接続する副供給系統とで構成し、主供給
系統に設けられる排酸化剤ガスの流量を制御する第１の
流量制御弁と、第２のガス室の温度を検出する第１の温
度センサと、このセンサの検出温度が第１の燃焼段の燃
焼触媒層で排燃料ガスが不完全燃焼するあらかじめ設定
された温度になるように第１の流量制御弁の開度を制御
する第１の制ｉｎ手段並びに副供給系統に設けられる排
酸化剤ガスの流量を制御する第２の２１Ｌ量制御弁と、
燃焼室の燃焼ガスの温度を検出する第２の温度センサと
、このセンサの検出温度が第２の燃焼段以降の燃焼触媒
層で排燃料ガスが完全燃焼するあらかじめ設定された温
度になるように第２の流量制御弁の開度を制御する第２
の制御手段を設けるものとする。
燃料電池から排出される排燃料ガスの全量は第１のガス
室から複数段の燃焼段からなる触媒燃焼器に導かれ、排
酸化剤ガスは排酸化剤ガスの主供給系統と副供給系統の
２系統に分れて触媒燃焼器に導かれる。そして主供給系
統では第１の燃焼段における排燃料ガスの燃焼を、第２
のガス室の第１の温度センサにより検出した温度が不完
全燃焼するあらかじめ設定された温度になるように第１
の制御手段により第１の流量制御弁を制御して第１のガ
ス室に流量が制御されて流入する排酸化剤ガスにより行
なう、そして副供給系統では第２の燃焼段以降の燃焼段
における排燃料ガスの燃焼を、燃焼室の第２の温度セン
サにより検出した温度が完全燃焼するあらかじめ設定さ
れた温度になるように第２の制御手段により第２の流量
制御弁を制御して第２のガス室に流量が制御されて流入
する徘酸化剤ガスにより行なう、したがって主供給系統
における排酸化剤ガスの流量制御により負荷が急減して
も第２のガス室の温度は設定温度に制御されるので第１
の燃焼段の燃焼触媒層は過熱されない、一方燃焼室には
排燃料ガスが完全燃焼する設定温度の高温の燃焼ガスが
導かれる。
室から複数段の燃焼段からなる触媒燃焼器に導かれ、排
酸化剤ガスは排酸化剤ガスの主供給系統と副供給系統の
２系統に分れて触媒燃焼器に導かれる。そして主供給系
統では第１の燃焼段における排燃料ガスの燃焼を、第２
のガス室の第１の温度センサにより検出した温度が不完
全燃焼するあらかじめ設定された温度になるように第１
の制御手段により第１の流量制御弁を制御して第１のガ
ス室に流量が制御されて流入する排酸化剤ガスにより行
なう、そして副供給系統では第２の燃焼段以降の燃焼段
における排燃料ガスの燃焼を、燃焼室の第２の温度セン
サにより検出した温度が完全燃焼するあらかじめ設定さ
れた温度になるように第２の制御手段により第２の流量
制御弁を制御して第２のガス室に流量が制御されて流入
する徘酸化剤ガスにより行なう、したがって主供給系統
における排酸化剤ガスの流量制御により負荷が急減して
も第２のガス室の温度は設定温度に制御されるので第１
の燃焼段の燃焼触媒層は過熱されない、一方燃焼室には
排燃料ガスが完全燃焼する設定温度の高温の燃焼ガスが
導かれる。
以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例による燃焼制御装置を備えた燃
料電池用触媒燃焼器の系統図である。なお、第１図にお
いて第２図の従来例と同一部品には同じ符号を付し、そ
の説明を省略する。
料電池用触媒燃焼器の系統図である。なお、第１図にお
いて第２図の従来例と同一部品には同じ符号を付し、そ
の説明を省略する。
第１図において従来例と異なるのは図示しない燃料電池
からの非酸化剤ガスを触媒燃焼器１に供給する非酸化剤
ガスの供給系統２０を燃料電池と第１のガス室２とを接
続して非酸化剤ガスをガス室２に供給する第１の流量制
御弁２１を備えた主供給系統２２と、主供給系統２２か
ら分岐して第２のガス室５麦接続して非酸化剤ガスをガ
ス室５に供給する第２の三方流量制御弁２３を備えた副
供給系統２４ とから構成し、さらにガス室２に燃焼触
媒層３で排燃料ガスが不完全燃焼する燃焼ガスの温度を
検出する第１の温度センサ２５ と、不完全燃焼する時
の温度をあらかじめ設定する温度設定器２６と、温度セ
ンサ２５および温度設定器２６からの出力信号が入力さ
れ、流量制御弁２１の開度を制御する調節器２７ とを
設け、また燃焼触媒Ｎ６，９で排燃料ガスが完全燃焼す
る時の温度を設定する温度設定器２８ と、第２の温度
センす２および温度設定器２８の出力信号が入力され、
三方流量制御弁２３の開度を制御する調節器２９を設け
たことである。
からの非酸化剤ガスを触媒燃焼器１に供給する非酸化剤
ガスの供給系統２０を燃料電池と第１のガス室２とを接
続して非酸化剤ガスをガス室２に供給する第１の流量制
御弁２１を備えた主供給系統２２と、主供給系統２２か
ら分岐して第２のガス室５麦接続して非酸化剤ガスをガ
ス室５に供給する第２の三方流量制御弁２３を備えた副
供給系統２４ とから構成し、さらにガス室２に燃焼触
媒層３で排燃料ガスが不完全燃焼する燃焼ガスの温度を
検出する第１の温度センサ２５ と、不完全燃焼する時
の温度をあらかじめ設定する温度設定器２６と、温度セ
ンサ２５および温度設定器２６からの出力信号が入力さ
れ、流量制御弁２１の開度を制御する調節器２７ とを
設け、また燃焼触媒Ｎ６，９で排燃料ガスが完全燃焼す
る時の温度を設定する温度設定器２８ と、第２の温度
センす２および温度設定器２８の出力信号が入力され、
三方流量制御弁２３の開度を制御する調節器２９を設け
たことである。
このような制御系統により、燃料電池からその負荷に対
応する排燃料ガスの全量が排燃料ガス供給系統１２を経
てガス室２に流入する。一方、非酸化剤ガスは非酸化剤
ガスの主供給系統２２ と副供給系統２４ とからそれ
ぞれガス室２．５に供給されて排燃料ガスは燃焼触媒層
３，６．９で燃焼される。しかし、この際ガス室２に供
給される非酸化剤ガスの流量は、排燃料ガスが燃焼触媒
層３で燃焼したガス室５内の燃焼ガスの温度センサ２５
により検出された検出温度が温度設定器２６の設定温度
になるように調節器２７からの検出温度と設定温度との
偏差信号により制御される流量制御ｎ弁２１の開度によ
り制御され、排燃料ガスは燃焼触媒層３で設定温度で不
完全燃焼するように制御される。この不完全燃焼した排
燃料ガスは燃焼触媒層６，９にて副供給系統２４を経て
ガス室５に供給される非酸化剤ガスにより燃焼されるが
、この際ガス室５に供給される非酸化剤ガスの流量は、
燃焼触媒層６．９で燃焼した燃焼室１０の燃焼ガスの温
度センサ１５により検出された検出温度が温度設定器２
８の設定温度になるように調節器２９からの検出温度と
設定温度との偏差信号により制御される三方流量制御弁
２９の開度により制御され、排燃料ガスは設定温度で完
全燃焼するように制御される。
応する排燃料ガスの全量が排燃料ガス供給系統１２を経
てガス室２に流入する。一方、非酸化剤ガスは非酸化剤
ガスの主供給系統２２ と副供給系統２４ とからそれ
ぞれガス室２．５に供給されて排燃料ガスは燃焼触媒層
３，６．９で燃焼される。しかし、この際ガス室２に供
給される非酸化剤ガスの流量は、排燃料ガスが燃焼触媒
層３で燃焼したガス室５内の燃焼ガスの温度センサ２５
により検出された検出温度が温度設定器２６の設定温度
になるように調節器２７からの検出温度と設定温度との
偏差信号により制御される流量制御ｎ弁２１の開度によ
り制御され、排燃料ガスは燃焼触媒層３で設定温度で不
完全燃焼するように制御される。この不完全燃焼した排
燃料ガスは燃焼触媒層６，９にて副供給系統２４を経て
ガス室５に供給される非酸化剤ガスにより燃焼されるが
、この際ガス室５に供給される非酸化剤ガスの流量は、
燃焼触媒層６．９で燃焼した燃焼室１０の燃焼ガスの温
度センサ１５により検出された検出温度が温度設定器２
８の設定温度になるように調節器２９からの検出温度と
設定温度との偏差信号により制御される三方流量制御弁
２９の開度により制御され、排燃料ガスは設定温度で完
全燃焼するように制御される。
このような制御方法により燃料電池の負荷の急減があっ
た場合の触媒燃焼器１のガス室２，５゜８、燃焼触媒層
３，６．９および燃焼室１１の温度は、第４図と同じ要
領で示した第２図の実線３２で示す温度分布となり、燃
料電池の負荷が急減してもガス室５の温度は設定温度に
制御されるので、燃焼触媒層３は従来のように過熱され
ない。
た場合の触媒燃焼器１のガス室２，５゜８、燃焼触媒層
３，６．９および燃焼室１１の温度は、第４図と同じ要
領で示した第２図の実線３２で示す温度分布となり、燃
料電池の負荷が急減してもガス室５の温度は設定温度に
制御されるので、燃焼触媒層３は従来のように過熱され
ない。
したがって低温着火性がよいが、高温耐久性の劣る燃焼
触媒層３の劣化が少なくなり寿命が長くなる。なお、燃
焼室１１では燃焼触媒層６．９による排燃料ガスの完全
燃焼により高温の燃焼ガスが得られる。
触媒層３の劣化が少なくなり寿命が長くなる。なお、燃
焼室１１では燃焼触媒層６．９による排燃料ガスの完全
燃焼により高温の燃焼ガスが得られる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば複数段
の燃焼段からなる触媒燃焼器において、燃料電池からの
排燃料ガスを第１の燃焼段の燃焼触媒層で不完全燃焼す
る設定温度になるように流量が制御されて流入する非酸
化剤ガスにより不完全燃焼させ、続いて配設された第２
の燃焼段以降の燃焼触媒層で排燃料ガスの燃焼を完全燃
焼する所定の温度になるように流量が制御されて第２の
ガス室に流入する非酸化剤ガスにより完全燃焼させたこ
とにより、燃焼室では完全燃焼する設定温度の高温の燃
焼ガスが得られるとともに第１の燃焼段の燃焼触媒層は
過熱されない。したがって複数段の燃焼触媒層において
、特定の燃焼触媒層の異常な温度上昇がないので、燃焼
触媒層の劣化が少なくなり、寿命が長くなるという効果
がある。
の燃焼段からなる触媒燃焼器において、燃料電池からの
排燃料ガスを第１の燃焼段の燃焼触媒層で不完全燃焼す
る設定温度になるように流量が制御されて流入する非酸
化剤ガスにより不完全燃焼させ、続いて配設された第２
の燃焼段以降の燃焼触媒層で排燃料ガスの燃焼を完全燃
焼する所定の温度になるように流量が制御されて第２の
ガス室に流入する非酸化剤ガスにより完全燃焼させたこ
とにより、燃焼室では完全燃焼する設定温度の高温の燃
焼ガスが得られるとともに第１の燃焼段の燃焼触媒層は
過熱されない。したがって複数段の燃焼触媒層において
、特定の燃焼触媒層の異常な温度上昇がないので、燃焼
触媒層の劣化が少なくなり、寿命が長くなるという効果
がある。
第１図は本発明の実施例による燃焼制御装置を備えた燃
料電池用触媒燃焼器の系統図、第２図は第１図の触媒燃
焼器の燃焼時の温度分布を示すグラフ、第３図は従来の
燃焼制御装置を備えた燃料電池用触媒燃焼器の系統図、
第４図は第３図の触媒燃焼器の燃焼時の温度分布を示す
グラフである。 １・・・触媒燃焼器、２・・・第１のガス室、３，６゜
９・・・燃焼触媒層、４・・・第１の燃焼段、５・・・
第２のガス室、７・・・第２の燃焼段、８・・・ガス室
、１０・・・燃焼段、１１・・・燃焼室、１２・・・排
燃料ガス供給系統、１６゜２６、２８・・・温度設定器
、１５・・・第２の温度センサ、１７゜２７、２９・・
・調節器、２０・・・排酸化剤ガス供給系統、２１・・
・流量制御弁、２２・・・主供給系統、２３・・・三方
流量制御弁、２４・・・副供給系統、２５・・・第１の
温度センサ。 ３３ 図 一一◆も５１度 ３４ 図
料電池用触媒燃焼器の系統図、第２図は第１図の触媒燃
焼器の燃焼時の温度分布を示すグラフ、第３図は従来の
燃焼制御装置を備えた燃料電池用触媒燃焼器の系統図、
第４図は第３図の触媒燃焼器の燃焼時の温度分布を示す
グラフである。 １・・・触媒燃焼器、２・・・第１のガス室、３，６゜
９・・・燃焼触媒層、４・・・第１の燃焼段、５・・・
第２のガス室、７・・・第２の燃焼段、８・・・ガス室
、１０・・・燃焼段、１１・・・燃焼室、１２・・・排
燃料ガス供給系統、１６゜２６、２８・・・温度設定器
、１５・・・第２の温度センサ、１７゜２７、２９・・
・調節器、２０・・・排酸化剤ガス供給系統、２１・・
・流量制御弁、２２・・・主供給系統、２３・・・三方
流量制御弁、２４・・・副供給系統、２５・・・第１の
温度センサ。 ３３ 図 一一◆も５１度 ３４ 図
Claims (1)
- １）画成されたガス室と、このガス室に導かれる燃料と
酸化剤とにより燃焼が行なわれる燃料触媒層とからなる
燃焼段を複数段直列に取付けてなる触媒燃焼器であって
、燃料電池から排出される排燃料ガスを排燃料ガスの供
給系統を経て触媒燃焼器の端部にある第１の燃焼段の第
１のガス室に導いて各燃焼段に導き、一方排酸化剤ガス
を排酸化剤ガスの供給系統を経てガス室に導いて排燃料
ガスを燃焼触媒層で燃焼させ、最終の燃焼段の燃焼触媒
層からの燃焼ガスを燃焼室に導く燃料電池用触媒燃焼器
において、前記排酸化剤ガスの供給系統を燃料電池から
第１のガス室に接続する主供給系統と第１の燃焼段に続
く第２の燃焼段の第２のガス室に接続する副供給系統と
で構成し、主供給系統に設けられる排酸化剤ガスの流量
を制御する第１の流量制御弁と、第２のガス室のガス温
度を検出する第１の温度センサと、このセンサの検出温
度が第１の燃焼段の燃焼触媒層で排燃料ガスが不完全燃
焼するあらかじめ設定された温度になるように第１の流
量制御弁の開度を制御する第１の制御手段並びに副供給
系統に設けられる排酸化剤ガスの流量を制御する第２の
流量制御弁と、燃焼室の燃焼ガスの温度を検出する第２
の温度センサと、このセンサの検出温度が第２段以降の
燃焼触媒層で排燃料ガスが完全燃焼するあらかじめ設定
された温度になるように第２の流量制御弁の開度を制御
する第２の制御手段とからなることを特徴とする燃料電
池用触媒燃焼器の燃焼制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63129273A JPH01298651A (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | 燃料電池用触媒燃焼器の燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63129273A JPH01298651A (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | 燃料電池用触媒燃焼器の燃焼制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01298651A true JPH01298651A (ja) | 1989-12-01 |
Family
ID=15005511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63129273A Pending JPH01298651A (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | 燃料電池用触媒燃焼器の燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01298651A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004355965A (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Nippon Soken Inc | 燃料電池の排出ガス処理技術 |
| JP2005259640A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60167275A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Toshiba Corp | 燃料電池プラント改質器の温度制御装置 |
| JPS6329460A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-08 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システムの改質器温度制御装置 |
| JPS6348774A (ja) * | 1986-08-14 | 1988-03-01 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料改質器の燃焼ガス制御装置 |
| JPS63298976A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Asahi Eng Kk | 燃料電池用改質装置の熱源供給方式 |
-
1988
- 1988-05-26 JP JP63129273A patent/JPH01298651A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60167275A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Toshiba Corp | 燃料電池プラント改質器の温度制御装置 |
| JPS6329460A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-08 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システムの改質器温度制御装置 |
| JPS6348774A (ja) * | 1986-08-14 | 1988-03-01 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料改質器の燃焼ガス制御装置 |
| JPS63298976A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Asahi Eng Kk | 燃料電池用改質装置の熱源供給方式 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004355965A (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Nippon Soken Inc | 燃料電池の排出ガス処理技術 |
| JP2005259640A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100647850B1 (ko) | 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템 제어 방법 | |
| US8658323B2 (en) | Solid oxide fuel cell generation system | |
| KR100623572B1 (ko) | 연료 개질 시스템 및 연료 개질 시스템의 예열방법 | |
| US6991663B2 (en) | Hydrogen-rich gas supply device for fuel cell | |
| KR20120068012A (ko) | 연료 전지의 시동과 정지에 사용 가능한 가스 발생 방법 | |
| EP1516381B1 (en) | Control for catalytic combustor | |
| US20020081470A1 (en) | Control method for heating processing system | |
| JP2533616B2 (ja) | 燃料電池用触媒燃焼器の燃焼制御装置 | |
| JPH01298651A (ja) | 燃料電池用触媒燃焼器の燃焼制御装置 | |
| JP3722868B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| US20060057444A1 (en) | Fuel processing apparatus and method and fuel cell power generation system | |
| JP4278366B2 (ja) | 燃料処理装置、燃料処理方法および燃料電池発電システム | |
| JP2006164786A (ja) | 触媒燃焼器の異常検出装置 | |
| JPH06349510A (ja) | 燃料電池用燃料改質器の温度制御装置 | |
| JPH04284365A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| US7547333B2 (en) | Fuel reforming system | |
| JPH0556628B2 (ja) | ||
| JP3557904B2 (ja) | 燃料改質器の運転方法及び燃料電池発電システム | |
| JPH07101613B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JP2567122B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JPH0298064A (ja) | 燃料電池用酸化触媒燃焼器 | |
| JPS63119164A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JPS61227375A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JPH01130475A (ja) | 燃料電池用燃料改質器 | |
| JPS6191879A (ja) | 燃料電池発電システム |