JPH03159071A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
- Publication number
- JPH03159071A JPH03159071A JP1297565A JP29756589A JPH03159071A JP H03159071 A JPH03159071 A JP H03159071A JP 1297565 A JP1297565 A JP 1297565A JP 29756589 A JP29756589 A JP 29756589A JP H03159071 A JPH03159071 A JP H03159071A
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- JP
- Japan
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- steam
- fuel cell
- load
- cooling water
- separator
- 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
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-
- 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
- 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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は燃料電池に係り、とくに冷却水系統を改良した
燃料電池発電システムに関する。
燃料電池発電システムに関する。
（従来の技術）
燃料電池発電システムは第３図に示すごとく、燃料電池
１内で燃料ガスと酸化剤ガスとが反応して電力を得ると
ともに、反応に伴ない発生する熱の大部分は冷却器内を
循環する冷却水に伝達され、蒸気・温水が混在する二相
流となり蒸気分離器２へ排出される。二相流は蒸気分離
器２により水蒸気と温水とに分離される。水蒸気は改質
蒸気系統３を介して燃料ガス処理装置（図示せず。）に
供給され、燃料ガス（ＣＨ４）と水蒸気（Ｈ２０）とに
より水素（Ｈ２）を生成する改質反応（ＣＨ４＋Ｈ２０
→ＣＯ＋３Ｈ２）に利用されるとともに、温水は冷却水
ポンプ４、冷却水温度制御熱交換器５を介して燃料電池
１の冷却器に供給され再循環するようになっている。循
環冷却水は蒸気分離器２より水蒸気として排出した量を
冷却水ポンプ４の吸込側に接続される冷却水補給装置６
より補給され、一定流量循環するようになっている。ま
た、燃料電池１の冷却器に供給する冷却水は電池冷却水
温度制御熱交換器５の出口側に配設された流量調整弁７
および電池冷却水温度制御熱交換器５のバイパスライン
上に配設したバイパス弁８によりバイパス流量を調整し
温度制御を行う。弁７および８の開度調整は蒸気分離器
２、他の適切な箇所等における冷却水温度を測定し、こ
の実測値と設定値とを比較するフィードバック制御によ
り行われる。
１内で燃料ガスと酸化剤ガスとが反応して電力を得ると
ともに、反応に伴ない発生する熱の大部分は冷却器内を
循環する冷却水に伝達され、蒸気・温水が混在する二相
流となり蒸気分離器２へ排出される。二相流は蒸気分離
器２により水蒸気と温水とに分離される。水蒸気は改質
蒸気系統３を介して燃料ガス処理装置（図示せず。）に
供給され、燃料ガス（ＣＨ４）と水蒸気（Ｈ２０）とに
より水素（Ｈ２）を生成する改質反応（ＣＨ４＋Ｈ２０
→ＣＯ＋３Ｈ２）に利用されるとともに、温水は冷却水
ポンプ４、冷却水温度制御熱交換器５を介して燃料電池
１の冷却器に供給され再循環するようになっている。循
環冷却水は蒸気分離器２より水蒸気として排出した量を
冷却水ポンプ４の吸込側に接続される冷却水補給装置６
より補給され、一定流量循環するようになっている。ま
た、燃料電池１の冷却器に供給する冷却水は電池冷却水
温度制御熱交換器５の出口側に配設された流量調整弁７
および電池冷却水温度制御熱交換器５のバイパスライン
上に配設したバイパス弁８によりバイパス流量を調整し
温度制御を行う。弁７および８の開度調整は蒸気分離器
２、他の適切な箇所等における冷却水温度を測定し、こ
の実測値と設定値とを比較するフィードバック制御によ
り行われる。
（発明が解決しようとする課題）
このように構成された燃料電池発電システムにおいて、
燃料ガス処理装置に供給される改質蒸気は電池冷却水温
度制御熱交換器５により冷却水温度を調整し蒸気分離器
２より各負荷に応じた要求改質蒸気量を供給するように
制御していた。しかしながら、負荷を急速に降下させる
場合、電池冷却水温度制御熱交換器５により冷却水の温
度制御を行ったとしても、系の保有する改質蒸気量を各
負荷における要求改質蒸気量に追随させることができな
い。そのため蒸気分離器２は残留する改質蒸気の増加に
伴い低下する冷却水の水位差を許容する容積にする必要
があり、蒸気分離器２が大形化する不具合があった。
燃料ガス処理装置に供給される改質蒸気は電池冷却水温
度制御熱交換器５により冷却水温度を調整し蒸気分離器
２より各負荷に応じた要求改質蒸気量を供給するように
制御していた。しかしながら、負荷を急速に降下させる
場合、電池冷却水温度制御熱交換器５により冷却水の温
度制御を行ったとしても、系の保有する改質蒸気量を各
負荷における要求改質蒸気量に追随させることができな
い。そのため蒸気分離器２は残留する改質蒸気の増加に
伴い低下する冷却水の水位差を許容する容積にする必要
があり、蒸気分離器２が大形化する不具合があった。
そこで本発明は負荷の急変にも追随し得る燃料電池発電
システムを提供することを目的とする。
システムを提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明の燃料電池発電システ
ムは、燃料電池と、この燃料電池の冷却器出口側に接続
され気液分離を行う蒸気発生器と、この蒸気発生器の液
側に接続され燃料電池の冷却器に冷却水を循環させるポ
ンプと、蒸気発生器の気側に接続され蒸気発生器内の余
剰蒸気を排出する蒸気排出装置とを備えたことを特徴と
する。
ムは、燃料電池と、この燃料電池の冷却器出口側に接続
され気液分離を行う蒸気発生器と、この蒸気発生器の液
側に接続され燃料電池の冷却器に冷却水を循環させるポ
ンプと、蒸気発生器の気側に接続され蒸気発生器内の余
剰蒸気を排出する蒸気排出装置とを備えたことを特徴と
する。
（作 用）
本発明の燃料電池発電システムによれば、蒸気排出装置
を配設したので、負荷減少時に蒸気発生器内に残留する
余剰蒸気を効果的に排出させることができ、負荷変動に
対して安定な制御が可能となる。
を配設したので、負荷減少時に蒸気発生器内に残留する
余剰蒸気を効果的に排出させることができ、負荷変動に
対して安定な制御が可能となる。
（実施例）
以下本発明の一実施例について第１図を参照して説明す
る。なお、従来技術と同一部分には同一符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。
る。なお、従来技術と同一部分には同一符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。
１は燃料電池であり、燃料電池１の冷却器より排出され
た冷却水は蒸気分離器２、冷却水ポンプ４、電池冷却水
温度制御熱交換器５を介して燃料電池１の冷却器へ供給
する閉ループに構成されている。蒸気分離器２には燃料
ガス処理系統に水蒸気を供給する改質蒸気系統３と余剰
の蒸気を弁を介して排出する蒸気排出系統９とが接続さ
れている。
た冷却水は蒸気分離器２、冷却水ポンプ４、電池冷却水
温度制御熱交換器５を介して燃料電池１の冷却器へ供給
する閉ループに構成されている。蒸気分離器２には燃料
ガス処理系統に水蒸気を供給する改質蒸気系統３と余剰
の蒸気を弁を介して排出する蒸気排出系統９とが接続さ
れている。
次に作用について説明する。燃料電池１の各負荷運転時
には冷却器出口の乾き度、即ち蒸気分離器２により負荷
に応じた改質蒸気量が得られるよう弁７とバイパス弁８
の開度を調整して電池冷却水温度制御熱交換器４を通過
する流量を制御し冷却水温度の制御を行う。一方、負荷
降下時に改質蒸気系統３へ供給される水蒸気は負荷に応
じて減少し蒸気発生器２内へ残留するが、蒸気排出系統
９を介して余剰の蒸気量を排出することにより蒸気分離
器２内の水位を安定に制御する。また、負荷の上昇時に
は冷却水補給装置６より改質蒸気系統３に供給される蒸
気量に応じた冷却水量を供給することにより循環冷却水
量を一定にし、蒸気分離器２内の水位制御を行う。
には冷却器出口の乾き度、即ち蒸気分離器２により負荷
に応じた改質蒸気量が得られるよう弁７とバイパス弁８
の開度を調整して電池冷却水温度制御熱交換器４を通過
する流量を制御し冷却水温度の制御を行う。一方、負荷
降下時に改質蒸気系統３へ供給される水蒸気は負荷に応
じて減少し蒸気発生器２内へ残留するが、蒸気排出系統
９を介して余剰の蒸気量を排出することにより蒸気分離
器２内の水位を安定に制御する。また、負荷の上昇時に
は冷却水補給装置６より改質蒸気系統３に供給される蒸
気量に応じた冷却水量を供給することにより循環冷却水
量を一定にし、蒸気分離器２内の水位制御を行う。
したがって、この実施例によれば負荷減少時、蒸気分離
器２内に残留する余剰蒸気を蒸気排出系統９より排出す
るようにしたので、余剰蒸気の残留による蒸気発生器２
内の異状な水位低下を防止することができ、蒸気分離器
２の容量を適正に設定することができる。また、負荷上
昇時には冷却水補給装置６より負荷に応じた冷却水量を
補給するように制御するので循環冷却水量を一定にする
ことができ、蒸気発生器２内の水位を安定制御すること
ができる。
器２内に残留する余剰蒸気を蒸気排出系統９より排出す
るようにしたので、余剰蒸気の残留による蒸気発生器２
内の異状な水位低下を防止することができ、蒸気分離器
２の容量を適正に設定することができる。また、負荷上
昇時には冷却水補給装置６より負荷に応じた冷却水量を
補給するように制御するので循環冷却水量を一定にする
ことができ、蒸気発生器２内の水位を安定制御すること
ができる。
次に他の実施例について第２図を参照して説明する。第
２図は燃料電池１の冷却器に供給する冷却水量の負荷に
応じて燃料電池１と冷却水ポンプ３との間に配設された
流量調整弁ｌＯにより制御するようにしたものであり、
他の構成は前記実施例と同様である。この実施例によれ
ば簡単な構成にして前記実施例と同効果を得ることがで
きる。
２図は燃料電池１の冷却器に供給する冷却水量の負荷に
応じて燃料電池１と冷却水ポンプ３との間に配設された
流量調整弁ｌＯにより制御するようにしたものであり、
他の構成は前記実施例と同様である。この実施例によれ
ば簡単な構成にして前記実施例と同効果を得ることがで
きる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、負荷変動時蒸気発
生器内の蒸気量を制御できるので、負荷受化に対して応
答性の良い燃料電池発電システムが得られる。
生器内の蒸気量を制御できるので、負荷受化に対して応
答性の良い燃料電池発電システムが得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す燃料電池発電ンステム
の系統図、第２図は本発明の他の実施例を示す系統図、
第３図は従来の燃料電池発電システムの系統図である。 １・・・燃料電池、 ２・・・蒸気分離器、 ４・・・冷却水ポンプ、 ９・・・蒸気排出系統。
の系統図、第２図は本発明の他の実施例を示す系統図、
第３図は従来の燃料電池発電システムの系統図である。 １・・・燃料電池、 ２・・・蒸気分離器、 ４・・・冷却水ポンプ、 ９・・・蒸気排出系統。
Claims (1)
- 燃料電池と、この燃料電池の冷却器出口側に接続され気
液分離を行う蒸気発生器と、この蒸気発生器の液側に接
続され燃料電池の冷却器に冷却水を循環させるポンプと
、蒸気発生器の気側に接続され蒸気発生器内の余剰蒸気
を排出する蒸気排出装置とを備えたことを特徴とする燃
料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1297565A JPH03159071A (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1297565A JPH03159071A (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03159071A true JPH03159071A (ja) | 1991-07-09 |
Family
ID=17848193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1297565A Pending JPH03159071A (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03159071A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0994069A1 (en) * | 1998-10-13 | 2000-04-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen generator |
-
1989
- 1989-11-17 JP JP1297565A patent/JPH03159071A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0994069A1 (en) * | 1998-10-13 | 2000-04-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen generator |
| US6416894B1 (en) | 1998-10-13 | 2002-07-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen generator with fuel cell and control method for the same |
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