JPH0483702A - Reformer for power generating unit of fuel cell - Google Patents
Reformer for power generating unit of fuel cellInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、メインバーナを着火するパイロットバーナ
のパイロットバーナ火炎の有無を検出する検出部を有す
る燃料電池発電装置の改質装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a reforming device for a fuel cell power generation device that has a detection section that detects the presence or absence of a pilot burner flame of a pilot burner that ignites a main burner. .
第5図は燃料電池発電装置の基本的構成を示す構成図で
あり、燃料電池発電装置は、改質装置(1)、−酸化炭
素変成器(2)および燃料電池本体(3)を有している
。改質袋W(1)は、改質反応の温度維持と反応熱を供
給する燃焼器(4)と炭化水素燃料である天然ガスを水
蒸気改質する改質炉(5)とを備えている。FIG. 5 is a configuration diagram showing the basic configuration of a fuel cell power generation device, and the fuel cell power generation device includes a reformer (1), a carbon oxide transformer (2), and a fuel cell main body (3). ing. The reforming bag W (1) includes a combustor (4) for maintaining the temperature of the reforming reaction and supplying reaction heat, and a reforming furnace (5) for steam reforming natural gas, which is a hydrocarbon fuel. .
燃料電池発電装置始動に当たっては、まず、燃焼器(4
)より在来の燃料、例えば都市ガスを燃焼することによ
り、予備燃焼を行い、改質炉(5)の反応管(6)が改
質に行うのに十分な温度になるまで加熱する。所定の温
度に達した後、改質原料ガス(都市ガス+水蒸気)を反
応管(6)に導入し、改質装置(11)で改質された改
質ガスは、−酸化炭素変成器(2)により一酸化炭素が
水素と二酸化炭素に変成され、水素成分を多く含む燃料
ガスとなる。この燃料ガスは燃料電池本体(3)に供給
され、酸化剤である空気(酸素)と電解室(図示せず)
を通して反応し、空気出力を得る。When starting the fuel cell power generation system, first the combustor (4
) by burning a conventional fuel, such as city gas, to heat the reaction tubes (6) of the reformer (5) to a temperature sufficient for reforming. After reaching a predetermined temperature, the reformed raw material gas (city gas + steam) is introduced into the reaction tube (6), and the reformed gas reformed in the reformer (11) is transferred to the -carbon oxide shift converter ( 2) converts carbon monoxide into hydrogen and carbon dioxide, resulting in a fuel gas containing a large amount of hydrogen. This fuel gas is supplied to the fuel cell main body (3), and is filled with air (oxygen) as an oxidizer and an electrolysis chamber (not shown).
react through and get air output.
燃料電池本体(3)内では、電気出力に見合って水素分
が消費され、排出ガスは未消費の水素を20〜30%含
む低カロリーの可燃ガスとなる。Within the fuel cell main body (3), hydrogen is consumed in proportion to the electrical output, and the exhaust gas becomes a low-calorie combustible gas containing 20 to 30% unconsumed hydrogen.
この低カロリー可燃ガスである!池オフガスを再び改質
装置(1)の燃焼器(4)に導入して燃焼させ、改質反
応の熱供給に利用している。この電池オフガスで燃焼さ
せる際には都市ガスによる予備燃焼は停止している。こ
のように、燃料電池発電装置では、その改質装置(1)
の燃焼ガスとして在来の都市ガスから電池オフガスまで
燃焼できる燃焼器(4)が用いられている。This is a low calorie flammable gas! The pond off-gas is again introduced into the combustor (4) of the reformer (1) to be combusted and used to supply heat for the reforming reaction. When burning with this battery off-gas, preliminary combustion with city gas is stopped. In this way, in a fuel cell power generation device, its reformer (1)
A combustor (4) is used that can burn anything from conventional city gas to battery off-gas.
第6図にその燃焼器(4)のバーナ部を示す。Figure 6 shows the burner section of the combustor (4).
(7)はメインバーナ(8)を着火するためのパイロッ
トバーナ、(10)はパイロットバーナ火炎(9)の火
炎検出用の火炎検知電極である。パイロットバーナ(7
)には燃料ガスをパイロットバーナ(7)に導く配管が
接続されており、燃料ガス導入と同時にパイロットバー
ナ火炎(9)の付近にパイロットバーナ燃焼用空気が吹
き付けられるようになっている。(7) is a pilot burner for igniting the main burner (8), and (10) is a flame detection electrode for detecting the flame of the pilot burner flame (9). Pilot burner (7
) is connected to a pipe that guides the fuel gas to the pilot burner (7), and pilot burner combustion air is blown into the vicinity of the pilot burner flame (9) at the same time as the fuel gas is introduced.
次に、動作について説明する。改質装置(1)の予備燃
焼に際しては、放電電極(図示せず)からパイロットバ
ーナ(7)に対して放電し、燃料ガスおよび空気をパイ
ロットバーナ(7)に導入することによりパイロットバ
ーナ(7)が着火する。バーナ火炎に対して、火炎内に
挿入された火炎検知電極(10)とパイロットバーナ(
7)との間に電圧を加えることにより火炎内に電流が流
れ、着火がii認される。その後、メインバーナ(8)
に都市ガスおよび空気を導入し、パイロットバーナ火炎
(9)と接触することにより、メインバーナ(8)の着
火が行われる。その後、改質炉(5)が設定温度に達し
たら、メインバーナ(8)への都市ガスの導入を停止し
、改質炉(5)に改質原料ガスを導入することにより、
改質ガスが燃料電池本体(3)を通り、電池オフガスと
して、再びメインバーナ(8)に戻る。Next, the operation will be explained. During preliminary combustion in the reformer (1), a discharge electrode (not shown) discharges to the pilot burner (7), and fuel gas and air are introduced into the pilot burner (7). ) ignites. Regarding the burner flame, the flame detection electrode (10) inserted into the flame and the pilot burner (
7) By applying a voltage between the two, a current flows within the flame, and ignition is confirmed. Then the main burner (8)
The main burner (8) is ignited by introducing city gas and air into the tank and making contact with the pilot burner flame (9). After that, when the reformer (5) reaches the set temperature, the introduction of city gas to the main burner (8) is stopped, and the reforming raw material gas is introduced into the reformer (5).
The reformed gas passes through the fuel cell body (3) and returns to the main burner (8) as cell off-gas.
この間、電池オフガスが戻ってくる間、メインバーナ(
8)は着火していない。また、負荷が急変したような場
合、燃料電池本体(3)に流れる改質ガスと発電負荷と
のバランスがくずれ、−時的に極度に低カロリーの電池
オフガスが戻り、メインバーナ(8)が失火する場合も
ある。このなめ、パイロットバーナ(7)は常に着火状
態においておく必要があり、また、着火確認の信頼性が
十分に高い必要性がある。火炎検出の方法は、パイロッ
トバーナ(ア)と火炎検知電極(10)との間に電圧を
印加し、その間に流れる電流を検出して設定値と比較す
ることにより着火検出が行われている。During this time, the main burner (
8) is not ignited. In addition, if the load suddenly changes, the balance between the reformed gas flowing into the fuel cell body (3) and the power generation load will be disrupted, and the extremely low-calorie cell off-gas will return, causing the main burner (8) to overflow. It may also misfire. For this reason, the pilot burner (7) must always be kept in the ignited state, and the reliability of ignition confirmation must be sufficiently high. Ignition detection is performed by applying a voltage between the pilot burner (A) and the flame detection electrode (10), detecting the current flowing therebetween, and comparing it with a set value.
従来の燃料電池発電装置の改質装置では、電池オフガス
に含まれる有機物がパイロットバーナ(7)、メインバ
ーナ(8)で燃焼し火炎検知電極(10)に絶縁体とし
て付着し、また改質炉(5)の断熱材の粉塵が火炎検知
電[!(10)に付着する結果、パイロットバーナ(7
)と火炎検知電極(10)との間に火炎電流が流れず、
パイロットバーナ(7)の火炎検出ができないという問
題点があった。In the reformer of a conventional fuel cell power generation device, organic matter contained in the cell off-gas is burned in the pilot burner (7) and main burner (8) and adheres to the flame detection electrode (10) as an insulator. (5) The dust from the insulation material causes a flame detection electric shock [! As a result of adhesion to the pilot burner (7),
) and the flame detection electrode (10), no flame current flows,
There was a problem in that the flame of the pilot burner (7) could not be detected.
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたちのて、パイロットバーナ火炎の有無検出の信頼性
が向上する燃料電池発電装置の改質装置を得ることを目
的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a reforming device for a fuel cell power generation device that improves the reliability of detecting the presence or absence of a pilot burner flame.
この発明に係る第1の発明の燃料電池発電装置の改質装
置は、パイロットバーナの火炎に指向して電磁波検出器
を設けたものである。A reforming device for a fuel cell power generation device according to a first aspect of the present invention is provided with an electromagnetic wave detector directed toward the flame of a pilot burner.
また、第2の発明の燃料電池発電装置の改質装置は、パ
イロットバーナの火炎の内外に先端部がそれぞれ位置し
て第1および第2の温度計を設けたものである。Further, the reforming device for the fuel cell power generation device according to the second aspect of the invention is provided with first and second thermometers whose tips are located inside and outside the flame of the pilot burner, respectively.
この第1の発明においては、パイロットバーナの火炎か
ら発生する電磁波を電磁波検出器が検出してパイロット
バーナの火炎の有無を知ることができる。In this first aspect of the invention, the electromagnetic wave detector detects electromagnetic waves generated from the flame of the pilot burner, and the presence or absence of the flame of the pilot burner can be known.
また、第2の発明においては、パイロットバーナの火炎
が消失したときにはパイロットバーナの火炎内外では温
度差が生じず、そのことから火炎の有無を知ることがで
きる。Further, in the second invention, when the flame of the pilot burner disappears, there is no temperature difference between the outside and the outside of the flame of the pilot burner, and from this fact it is possible to know whether there is a flame or not.
以下、この発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例を示すもので第4図および
第5図と同一または相当部分は同一符号を付し、その説
明は省略する。図において、(20)はパイロットバー
ナ火炎(9)に向けて空気を送るための空気配管、(2
1)は空気配管(20)の端部に設けられパイロットバ
ーナ火炎(9)を紫外線として検出する電磁波検出器と
しての紫外線検出器である。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and the same or corresponding parts as in FIGS. 4 and 5 are designated by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. In the figure, (20) is an air pipe for sending air toward the pilot burner flame (9);
1) is an ultraviolet detector as an electromagnetic wave detector that is installed at the end of the air pipe (20) and detects the pilot burner flame (9) as ultraviolet light.
上記の燃料電池発電装置の改質装置では、燃料ガスが燃
料配管(11)を通じてパイロットバーナ(7)に導入
されると同時に、空気が空気配管(20)を通じてパイ
ロットバーナ(7)の付近に吹き付けられ、また着火用
放電電極からパイロットバーナ(8)に対して放電する
と同時にパイロットバーナ(7)は着火する。このとき
、紫外線検出器(21)はパイロットバーナ火炎(9)
から発生した紫外線を検知し、着火信号を発する。In the reformer of the fuel cell power generation device described above, fuel gas is introduced into the pilot burner (7) through the fuel pipe (11), and at the same time, air is blown into the vicinity of the pilot burner (7) through the air pipe (20). The pilot burner (7) is ignited at the same time as the ignition discharge electrode discharges to the pilot burner (8). At this time, the ultraviolet detector (21) detects the pilot burner flame (9).
It detects the ultraviolet rays emitted from the lamp and issues an ignition signal.
なお、紫外線検出器(21)の耐熱温度は一般に100
℃前後であること、またその検出部に粉塵が付着すると
紫外線の透過量が減り誤検出することから一般的に紫外
線検出器を使用する場合は、検出部にエアパージを行い
、検出部の冷却、粉塵付着の防止を行っているが、この
実施例によれば、改買器(1)の改質炉(5)内の行温
度上昇時は必ずパイロットバーナ(7)は着火しており
、パイロット燃焼空気が検出部に流れているために紫外
線検出器り21)の冷却および改質炉(5)内がらの粉
塵付着を防止することができる。In addition, the heat resistance temperature of the ultraviolet detector (21) is generally 100℃.
℃, and if dust adheres to the detection part, the amount of ultraviolet light transmitted will decrease and false detection will occur.When using an ultraviolet ray detector, the detection part is generally air purged to cool the detection part. Although dust adhesion is prevented, according to this embodiment, the pilot burner (7) is always ignited when the row temperature in the reforming furnace (5) of the converter (1) increases, and the pilot Since the combustion air flows to the detection part, it is possible to cool the ultraviolet detector 21) and prevent dust from adhering to the inside of the reforming furnace (5).
第2図はこの発明の第2の発明の一実施例を示す要部断
面図であり、図において、(30)は第3図に示すよう
に先端部がパイロットバーナ火炎(9)に位置した温度
計としての第1の熱電対、(31)は先端部がパイロッ
トバーナ火炎(9)の外に位置した温度計としての第2
の熱電対である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing an embodiment of the second invention of the present invention, and in the figure, (30) has its tip located at the pilot burner flame (9) as shown in FIG. The first thermocouple (31) serves as a thermometer, and the second thermocouple (31) serves as a thermometer, the tip of which is located outside the pilot burner flame (9).
This is a thermocouple.
このものの場合には、パイロットバーナ火炎(9)とそ
の外部の間の温度差が第4図に示すように250℃程度
あり、一方パイロットバーナ火炎(9)が消失したとき
にはパイロットバーナ火炎(9)の内外で温度差がない
ことにより、第1の熱電対(30)と第2の熱電対(3
1)との間で温度差がないときはパイロットバーナ火炎
(9)が消失していることが解る。In this case, the temperature difference between the pilot burner flame (9) and its outside is about 250°C, as shown in Figure 4, and on the other hand, when the pilot burner flame (9) is extinguished, the pilot burner flame (9) Since there is no temperature difference between the inside and outside of the
1), it can be seen that the pilot burner flame (9) has disappeared.
なお、第1の発明の一実施例では、空気配管(20)に
同軸上に紫外線検出器(21)を設けたが、燃料配管に
同軸上に紫外線検出器を取り付けてもよい。また、電磁
波検出器として紫外線検出器を用いたが、勿論このもの
に限定されるものではなく、例えば赤外線検出器であっ
てもよい。In the embodiment of the first invention, the ultraviolet detector (21) is provided coaxially with the air pipe (20), but the ultraviolet detector may be coaxially provided with the fuel pipe. Further, although an ultraviolet detector is used as the electromagnetic wave detector, the present invention is not limited to this, and for example, an infrared detector may be used.
また、第2の発明の一実施例では温度計として熱電対を
用いたが、勿論このものに限定されるものではなく、例
えば抵抗温度計であってもよい。Further, in one embodiment of the second invention, a thermocouple is used as the thermometer, but of course the thermocouple is not limited to this, and for example, a resistance thermometer may be used.
以上説明したように、この発明の第1の発明の燃料電池
発電装置の改質装置によれば、パイロットバーナ火炎の
有無を電磁波検出器で検出できるようになっているので
、例えば電池オフガスに含まれる有機物の燃焼物の影響
受けるようなことはなく、信頼性が向上するという効果
がある。As explained above, according to the reformer for the fuel cell power generation device of the first aspect of the present invention, the presence or absence of the pilot burner flame can be detected by the electromagnetic wave detector, so that the This has the effect of improving reliability because it is not affected by organic combustion products.
また、この発明の第2の発明の燃料電池発電装置の改質
装置によれば、パイロットバーナ火炎の有無を火炎の内
外の温度をそれぞれ検出する温度計で検出できるように
なっているので、第1の発明と同様に信頼性が向上する
という効果がある。Further, according to the reforming device for the fuel cell power generation device according to the second aspect of the present invention, the presence or absence of the pilot burner flame can be detected by a thermometer that detects the temperature inside and outside the flame, respectively. Similar to invention 1, this invention has the effect of improving reliability.
第1図はこの発明の第1の発明の一実施例による燃料電
池発電装置の改質装置の要部断面図、第2図は第2の発
明の一実施例による燃料電池発電装置の改質装置の要部
断面図、第3図は第2図のパイロットバーナ火炎と熱電
対どの位1関係を示す図、第4図はパイロットバーナ火
炎内外の温度を示す図、第5図は燃料電池発電装置の概
略構成図、第6図は従来の改質装置の一例を示す要部断
面図である。
図において、(1)は改質装置、(4)は燃焼器、(7
)はパイロットバーナ、(8)はメインバーナ、(9)
はパイロットバーナ火炎、(21)は紫外線検出器、(
30)は第1の熱電対、(31)は第2の熱電対である
。
なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a reforming device for a fuel cell power generation device according to an embodiment of the first invention of the present invention, and FIG. 2 is a reforming device for a fuel cell power generation device according to an embodiment of the second invention. 3 is a diagram showing the relationship between the pilot burner flame and the thermocouple in Figure 2, Figure 4 is a diagram showing the temperature inside and outside the pilot burner flame, and Figure 5 is a diagram showing the fuel cell power generation. A schematic configuration diagram of the apparatus, FIG. 6 is a sectional view of essential parts showing an example of a conventional reforming apparatus. In the figure, (1) is the reformer, (4) is the combustor, and (7) is the reformer.
) is the pilot burner, (8) is the main burner, (9)
is the pilot burner flame, (21) is the ultraviolet detector, (
30) is a first thermocouple, and (31) is a second thermocouple. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (2)
する改質炉と、メインバーナとメインバーナを着火する
パイロットバーナとを含み前記改質炉内を所定の温度に
加熱する燃焼器とを備えた燃料電池発電装置の改質装置
において、前記パイロットバーナの火炎に指向して設け
られ火炎から発生する電磁波を検出し火炎の有無を検出
する電磁波検出器を有することを特徴とする燃料電池発
電装置の改質装置。(1) A reformer that reacts hydrocarbon fuel with steam to produce reformed gas, and a combustor that heats the inside of the reformer to a predetermined temperature, including a main burner and a pilot burner that ignites the main burner. A reforming device for a fuel cell power generation device comprising: an electromagnetic wave detector that is provided facing the flame of the pilot burner and detects electromagnetic waves generated from the flame to detect the presence or absence of the flame. Reformer for power generation equipment.
する改質炉と、メインバーナとメインバーナを着火する
パイロットバーナとを含み前記改質炉内を所定の温度に
加熱する燃焼器とを備えた燃料電池発電装置の改質装置
において、前記パイロットバーナの火炎の内外に先端部
がそれぞれ位置しており火炎の内外の温度差により火炎
の有無を検出する第1および第2の温度計とを有するこ
とを特徴とする燃料電池発電装置の改質装置。(2) A combustor that heats the inside of the reformer to a predetermined temperature, including a reformer that reacts hydrocarbon fuel with steam to produce reformed gas, and a main burner and a pilot burner that ignites the main burner; In the reformer of the fuel cell power generation device, the first and second thermometers have tips located inside and outside the flame of the pilot burner, respectively, and detect the presence or absence of the flame based on the temperature difference between the inside and outside of the flame. A reforming device for a fuel cell power generation device, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19386590A JPH0483702A (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Reformer for power generating unit of fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19386590A JPH0483702A (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Reformer for power generating unit of fuel cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483702A true JPH0483702A (en) | 1992-03-17 |
Family
ID=16315042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19386590A Pending JPH0483702A (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Reformer for power generating unit of fuel cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0483702A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003002606A (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Nippon Sanso Corp | Combustion device and burner for producing carbon monoxide and hydrogen |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP19386590A patent/JPH0483702A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003002606A (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Nippon Sanso Corp | Combustion device and burner for producing carbon monoxide and hydrogen |
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