JPH0637281B2 - 燃料改質装置 - Google Patents
燃料改質装置Info
- Publication number
- JPH0637281B2 JPH0637281B2 JP59063722A JP6372284A JPH0637281B2 JP H0637281 B2 JPH0637281 B2 JP H0637281B2 JP 59063722 A JP59063722 A JP 59063722A JP 6372284 A JP6372284 A JP 6372284A JP H0637281 B2 JPH0637281 B2 JP H0637281B2
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- JP
- Japan
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- pressure
- reforming
- gas
- reforming pipe
- pipe
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は燃料改質装置に係り、特に改質管の内部圧力が
その外部圧力よりも所定値以上高くなるように大気中へ
放出するガスの流量を制御する放出ガス流量制御手段を
備えた燃料改質装置に関するものである。
その外部圧力よりも所定値以上高くなるように大気中へ
放出するガスの流量を制御する放出ガス流量制御手段を
備えた燃料改質装置に関するものである。
第１図は、従来の燃料改質装置の構成例を示すものであ
る。図において、１は燃料改質器であり、その内部には
改質管２、および図示しない負荷としての燃料電池から
の排ガスを燃焼する燃焼器３を備えて成る。４は同燃料
改質器１内の燃焼室である。上記改質管２の内部には、
それぞれ調節弁５および６を通して、天然ガス等の原燃
料および改質用の水蒸気を混合した反応ガスが導かれて
いる。この反応ガスは、燃料室４の燃焼器３により加熱
されて水素を主成分とする改質ガスに改質され、改質管
２よりさらに一酸化炭素変成器７を通して、その中の反
応生成物である一酸化炭素が燃料電池に無害な二酸化炭
素に転換される。その後、この改質ガスは凝縮器８にお
いて改質反応のために導入された余分の水蒸気が凝縮に
より除去され、調節弁９を通して燃料電池へ導かれる。
る。図において、１は燃料改質器であり、その内部には
改質管２、および図示しない負荷としての燃料電池から
の排ガスを燃焼する燃焼器３を備えて成る。４は同燃料
改質器１内の燃焼室である。上記改質管２の内部には、
それぞれ調節弁５および６を通して、天然ガス等の原燃
料および改質用の水蒸気を混合した反応ガスが導かれて
いる。この反応ガスは、燃料室４の燃焼器３により加熱
されて水素を主成分とする改質ガスに改質され、改質管
２よりさらに一酸化炭素変成器７を通して、その中の反
応生成物である一酸化炭素が燃料電池に無害な二酸化炭
素に転換される。その後、この改質ガスは凝縮器８にお
いて改質反応のために導入された余分の水蒸気が凝縮に
より除去され、調節弁９を通して燃料電池へ導かれる。
一方、上記調節弁９の上流側に分岐して調節弁１０を設
け、停止動作中にはこの調節弁１０を通して改質ガスを
大気中へ放出する構成となっている。また、燃料電池へ
導かれた改質ガスは、当該電池を通って電気化学反応に
より水素を消費して排気され、いくつかの熱交換器、凝
縮器を通った後、燃料改質器１の燃焼器３で調節弁１１
を通して供給される燃料用空気と共に、上記改質用の熱
源として利用される。
け、停止動作中にはこの調節弁１０を通して改質ガスを
大気中へ放出する構成となっている。また、燃料電池へ
導かれた改質ガスは、当該電池を通って電気化学反応に
より水素を消費して排気され、いくつかの熱交換器、凝
縮器を通った後、燃料改質器１の燃焼器３で調節弁１１
を通して供給される燃料用空気と共に、上記改質用の熱
源として利用される。
このような燃料改質装置にあっては、装置の停止動作時
に調節弁５，６，９，１１を閉とし、装置の改質管２系
に内蔵するガスを調節弁１０により大気中へ放出するよ
うにしている。この場合、調節弁１０の制御は改質管２
の出口ラインである凝縮器８の出口に設けられた圧力検
出器１２にて検出されるガス圧力を監視しながら、降圧
指令に従って次第に圧力を低下するようにしている。
に調節弁５，６，９，１１を閉とし、装置の改質管２系
に内蔵するガスを調節弁１０により大気中へ放出するよ
うにしている。この場合、調節弁１０の制御は改質管２
の出口ラインである凝縮器８の出口に設けられた圧力検
出器１２にて検出されるガス圧力を監視しながら、降圧
指令に従って次第に圧力を低下するようにしている。
ところで、上記のような燃料改質装置の内蔵ガス放出制
御にあっては、放出ガスの降圧速度が速すぎてガスの放
出量が過大になると、燃料改質器１の改質管２の内部圧
力がその外部圧力である燃焼室４の圧力よりも低くなる
恐れがある。そして、この改質管２の内部圧力が高温の
下で外部圧力より低くなると、改質管２の坐屈現象が起
り管破壊に至るという問題がある。
御にあっては、放出ガスの降圧速度が速すぎてガスの放
出量が過大になると、燃料改質器１の改質管２の内部圧
力がその外部圧力である燃焼室４の圧力よりも低くなる
恐れがある。そして、この改質管２の内部圧力が高温の
下で外部圧力より低くなると、改質管２の坐屈現象が起
り管破壊に至るという問題がある。
本発明は上記のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的は装置の停止動作時等の過渡状態におい
ても、ガスの放出制御により改質管の内部圧力が外部圧
力よりも低下しないようにして改質管の破壊を防止し信
頼性の向上および長寿命化を図ることが可能な燃料改質
装置を提供することにある。
ので、その目的は装置の停止動作時等の過渡状態におい
ても、ガスの放出制御により改質管の内部圧力が外部圧
力よりも低下しないようにして改質管の破壊を防止し信
頼性の向上および長寿命化を図ることが可能な燃料改質
装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明では、原燃料と水蒸
気とを混合した原料ガスを改質管の内部に導入すると共
に、加熱ガスを改質管の外部を通過させることにより、
原料ガスを改質ガスに改質し当該改質ガスを改質管出口
ラインより、装置本体の運転時に関する第１の調節弁を
介して負荷へ供給すると共に、装置本体の停止時に関す
る第２の調節弁を介して大気中へ放出するようにした燃
料改質装置において、改質管の内部圧力と外部圧力との
差圧と、改質管の内部圧力とに基づいて、改質管の内部
圧力がその外部圧力よりも所定値以上高くなるように第
２の調節弁の開度を制御する放出ガス流量制御手段を設
けるようにしている。
気とを混合した原料ガスを改質管の内部に導入すると共
に、加熱ガスを改質管の外部を通過させることにより、
原料ガスを改質ガスに改質し当該改質ガスを改質管出口
ラインより、装置本体の運転時に関する第１の調節弁を
介して負荷へ供給すると共に、装置本体の停止時に関す
る第２の調節弁を介して大気中へ放出するようにした燃
料改質装置において、改質管の内部圧力と外部圧力との
差圧と、改質管の内部圧力とに基づいて、改質管の内部
圧力がその外部圧力よりも所定値以上高くなるように第
２の調節弁の開度を制御する放出ガス流量制御手段を設
けるようにしている。
以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
第２図は、本発明による燃料改質装置の構成例を示すも
ので、第１図と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
ので、第１図と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
図において、１３は前記改質管２の内部圧力と外部圧力
との差圧を検出し、内部圧力が外部圧力よりも高い時に
その差圧信号ΔＰを出力する差圧検出器である。
との差圧を検出し、内部圧力が外部圧力よりも高い時に
その差圧信号ΔＰを出力する差圧検出器である。
また、１４はこの差圧検出器１３からの差圧信号ΔＰ
と、前記圧力検出器１２からの圧力信号Ｐx とを入力と
する差圧制御器で、後述する形態で上記調節弁１０へ弁
制御信号Ｖc を与えるものである。なお、上記差圧検出
器１３と、差圧制御器１４とにより、改質管差圧制御手
段を構成している。
と、前記圧力検出器１２からの圧力信号Ｐx とを入力と
する差圧制御器で、後述する形態で上記調節弁１０へ弁
制御信号Ｖc を与えるものである。なお、上記差圧検出
器１３と、差圧制御器１４とにより、改質管差圧制御手
段を構成している。
第３図は、上記差圧制御器１４の詳細な構成例を示すも
のである。図において、１４−１は前記圧力検出器１２
からの圧力信号Ｐx と降圧指令である基準圧力信号Ｐxs
とを比較する第１の比較器出、その偏差に応じて弁開方
向の第１の弁制御信号Ｖc1を出力するものである。ま
た、１４−２は上記差圧検出器１３からの差圧信号ΔＰ
と基準差圧信号ΔＰs とを比較する第２の比較器で、比
較結果がΔＰ＜ΔＰs の時にのみその偏差に応じて弁閉
方向の第２の弁制御信号Ｖc2を出力するものである。さ
らに、１４−３は上記各比較器１４−１，１４−２から
の各制御信号Ｖc1，Ｖc2を入力とする合成器で、常時は
信号Ｖc1を、また信号Ｖc2を補正信号として信号Ｖc1に
合成した信号を、夫々上記弁制御信号Ｖc として出力す
るものである。
のである。図において、１４−１は前記圧力検出器１２
からの圧力信号Ｐx と降圧指令である基準圧力信号Ｐxs
とを比較する第１の比較器出、その偏差に応じて弁開方
向の第１の弁制御信号Ｖc1を出力するものである。ま
た、１４−２は上記差圧検出器１３からの差圧信号ΔＰ
と基準差圧信号ΔＰs とを比較する第２の比較器で、比
較結果がΔＰ＜ΔＰs の時にのみその偏差に応じて弁閉
方向の第２の弁制御信号Ｖc2を出力するものである。さ
らに、１４−３は上記各比較器１４−１，１４−２から
の各制御信号Ｖc1，Ｖc2を入力とする合成器で、常時は
信号Ｖc1を、また信号Ｖc2を補正信号として信号Ｖc1に
合成した信号を、夫々上記弁制御信号Ｖc として出力す
るものである。
かかる構成の燃料改質装置において、装置の停止動作時
には調節弁５，６，９．１１を閉とし、装置の改質管２
系に内蔵するガスが調節弁１０により大気中へ放出され
る。この場合、調節弁１０は圧力検出器１２からの圧力
信号Ｐx と、降圧指令である基準圧力信号Ｐxsとの偏差
に応じて得られる、差圧制御器１４の第１の比較器１４
−１からの第１の弁制御信号Ｖc1によって開方向に制御
され、前述したように放出ガスの圧力が次第に低下する
ことになる。
には調節弁５，６，９．１１を閉とし、装置の改質管２
系に内蔵するガスが調節弁１０により大気中へ放出され
る。この場合、調節弁１０は圧力検出器１２からの圧力
信号Ｐx と、降圧指令である基準圧力信号Ｐxsとの偏差
に応じて得られる、差圧制御器１４の第１の比較器１４
−１からの第１の弁制御信号Ｖc1によって開方向に制御
され、前述したように放出ガスの圧力が次第に低下する
ことになる。
一方、この過程において前述の如く放出ガスの降圧速度
が速すぎてガスの放出量が過大になり、改質管２の内部
圧力が外部圧力よりも低くなると、これが差圧検出器１
３によって検出されてその差圧信号ΔＰが差圧制御器１
４に与えられる。すると、この差圧制御器１４内の第２
の比較器１４−２で上記差圧信号ΔＰと基準差圧信号Δ
Ｐs とが比較され、ΔＰ＜ΔＰs の時にその偏差に応じ
て第２の弁制御信号Ｖc2が出力される。そして、合成器
１４−３ではこの第２の弁制御信号Ｖc2が補正信号とし
て上記第１の弁制御信号Ｖc1に合成され、この合成信号
である弁制御信号Ｖc によって調節弁１０が閉方向に制
御されることにより、ガスの放出が抑制されることにな
り、改質管２の内部圧力がこれ以上低下するのを防止す
ることが可能となる。
が速すぎてガスの放出量が過大になり、改質管２の内部
圧力が外部圧力よりも低くなると、これが差圧検出器１
３によって検出されてその差圧信号ΔＰが差圧制御器１
４に与えられる。すると、この差圧制御器１４内の第２
の比較器１４−２で上記差圧信号ΔＰと基準差圧信号Δ
Ｐs とが比較され、ΔＰ＜ΔＰs の時にその偏差に応じ
て第２の弁制御信号Ｖc2が出力される。そして、合成器
１４−３ではこの第２の弁制御信号Ｖc2が補正信号とし
て上記第１の弁制御信号Ｖc1に合成され、この合成信号
である弁制御信号Ｖc によって調節弁１０が閉方向に制
御されることにより、ガスの放出が抑制されることにな
り、改質管２の内部圧力がこれ以上低下するのを防止す
ることが可能となる。
上述したように、本実施例の燃料改質装置においては、
改質管２の内部圧力と外部圧力との差圧ΔＰを差圧検出
器１３により検出し、この差圧信号ΔＰと放出ガスの圧
力信号Ｐx との協調をとりながら、改質管２の内部圧力
がその外部圧力よりも一定値ΔＰxs以上高くなるように
ガスの放出制御を行なう改質管差圧制御手段を設けるよ
うにしたので、装置の停止動作時等の過渡状態において
も改質管２の内部圧力の方が外部圧力よりも低下しない
ようにして、高温状態下における改質管２の坐屈現象に
よる管破壊を確実に防止して信頼性の向上および長寿命
化を図ることができるものである。
改質管２の内部圧力と外部圧力との差圧ΔＰを差圧検出
器１３により検出し、この差圧信号ΔＰと放出ガスの圧
力信号Ｐx との協調をとりながら、改質管２の内部圧力
がその外部圧力よりも一定値ΔＰxs以上高くなるように
ガスの放出制御を行なう改質管差圧制御手段を設けるよ
うにしたので、装置の停止動作時等の過渡状態において
も改質管２の内部圧力の方が外部圧力よりも低下しない
ようにして、高温状態下における改質管２の坐屈現象に
よる管破壊を確実に防止して信頼性の向上および長寿命
化を図ることができるものである。
以上説明したように本発明によれば、改質管の内部圧力
と外部圧力との差圧と、放質管の内部圧力とに基づい
て、改質管の内部圧力がその外部圧力よりも所定値以上
高くなるように改質管出口ラインから大気中で放出する
改質ガスの量を制御する改質管差圧制御手段を設けるよ
うにしたので、装置の停止動作時等の過渡状態において
も、ガスの放出制御により改質管の内部圧力が外部圧力
よりも低下しないようにして改質管の破壊を防止し信頼
性の向上および長寿命化を図ることが可能な燃料改質装
置が提供できる。
と外部圧力との差圧と、放質管の内部圧力とに基づい
て、改質管の内部圧力がその外部圧力よりも所定値以上
高くなるように改質管出口ラインから大気中で放出する
改質ガスの量を制御する改質管差圧制御手段を設けるよ
うにしたので、装置の停止動作時等の過渡状態において
も、ガスの放出制御により改質管の内部圧力が外部圧力
よりも低下しないようにして改質管の破壊を防止し信頼
性の向上および長寿命化を図ることが可能な燃料改質装
置が提供できる。
第１図は従来の燃料改質装置を示す構成図、第２図は本
発明の燃料改質装置の一実施例を示す構成図、第３図は
同実施例における差圧制御器の一例を示すブロック図で
ある。 １……燃料改質器、２……改質管、３……燃焼器、４…
…燃焼室、５，６，９，１０，１１……調節弁、７……
一酸化炭素変成器、８……凝縮器、１２……圧力検出
器、１３……差圧検出器、１４……差圧制御器、１４−
１，１４−２……比較器、１４−３……合成器。
発明の燃料改質装置の一実施例を示す構成図、第３図は
同実施例における差圧制御器の一例を示すブロック図で
ある。 １……燃料改質器、２……改質管、３……燃焼器、４…
…燃焼室、５，６，９，１０，１１……調節弁、７……
一酸化炭素変成器、８……凝縮器、１２……圧力検出
器、１３……差圧検出器、１４……差圧制御器、１４−
１，１４−２……比較器、１４−３……合成器。
Claims (1)
- 【請求項１】原燃料と水蒸気とを混合した原料ガスを改
質管の内部に導入すると共に、加熱ガスを前記改質管の
外部を通過させることにより、前記原料ガスを改質ガス
に改質し当該改質ガスを改質管出口ラインより、装置本
体の運転時に開する第１の調節弁を介して負荷へ供給す
ると共に、装置本体の停止時に開する第２の調節弁を介
して大気中へ放質するようにした燃料改質装置におい
て、前記改質管の内部圧力と外部圧力との差圧と、前記
改質管の内部圧力とに基づいて、前記改質管の内部圧力
がその外部圧力よりも所定値以上高くなるように前記第
２の調節弁の開度を制御する放出ガス流量制御手段を設
けて成ることを特徴とする燃料改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063722A JPH0637281B2 (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 燃料改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063722A JPH0637281B2 (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 燃料改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210501A JPS60210501A (ja) | 1985-10-23 |
| JPH0637281B2 true JPH0637281B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=13237571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59063722A Expired - Lifetime JPH0637281B2 (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 燃料改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637281B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0828231B2 (ja) * | 1984-06-26 | 1996-03-21 | 株式会社東芝 | 燃料電池発電プラント |
| GB2365019A (en) * | 2000-06-06 | 2002-02-13 | Ici Plc | Primary steam reforming plant |
| WO2009087973A1 (ja) | 2008-01-09 | 2009-07-16 | Panasonic Corporation | 水素生成装置および燃料電池システム |
-
1984
- 1984-03-31 JP JP59063722A patent/JPH0637281B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60210501A (ja) | 1985-10-23 |
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