JPS5951479A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPS5951479A JPS5951479A JP57161390A JP16139082A JPS5951479A JP S5951479 A JPS5951479 A JP S5951479A JP 57161390 A JP57161390 A JP 57161390A JP 16139082 A JP16139082 A JP 16139082A JP S5951479 A JPS5951479 A JP S5951479A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reformer
- heater
- fuel
- power generation
- hydrogen
- Prior art date
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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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- Hydrogen, Water And Hydrids (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は燃料の化学反応エネルギー％”＋４気的エネル
ギーに変換して発電ケ行なう燃料電池発電装置に関する
。
ギーに変換して発電ケ行なう燃料電池発電装置に関する
。
燃料の化学的エネルギー？厘接電気的エネルギーに変換
して発′成を行なうようにした燃料電池発電装置は、火
力発電等に比べ変換効率が高いため最近注目されている
。
して発′成を行なうようにした燃料電池発電装置は、火
力発電等に比べ変換効率が高いため最近注目されている
。
斯る燃料電池発電装置として一般的な水素−酸素燃料電
池ケ用いた発電装置は第１図に示す如く、メタン等の炭
化水素或いσメタノール等のアルコールに水蒸気ケ混合
してなる燃料ガスＡを改質器１に供給し、この改質器１
において例えば炭化水素燃料を用いた場合にはＣｎＨｍ
＋ｎＨ＊Ｏ→ｎｃｏ＋ ・（ｎ” ）Ｈ＊の反応１生
せしめ、−酸化炭素と水素を主成分とする燃料ガスＢを
製造する。そして上記反応は吸熱反応であるため、改質
器１に設けたバーナ２によって反応促進用の熱を与える
ようにしている。
池ケ用いた発電装置は第１図に示す如く、メタン等の炭
化水素或いσメタノール等のアルコールに水蒸気ケ混合
してなる燃料ガスＡを改質器１に供給し、この改質器１
において例えば炭化水素燃料を用いた場合にはＣｎＨｍ
＋ｎＨ＊Ｏ→ｎｃｏ＋ ・（ｎ” ）Ｈ＊の反応１生
せしめ、−酸化炭素と水素を主成分とする燃料ガスＢを
製造する。そして上記反応は吸熱反応であるため、改質
器１に設けたバーナ２によって反応促進用の熱を与える
ようにしている。
次いで、上記ガスＢｉ変成器（シフトコンバータ）３に
送り、この変成器３ｖｃおいてＣＯ＋ＨｔＯ→ＣＯ２＋
Ｈ！なる反応ケ行なわしめ一酸化炭素を二酸化炭素と水
素とに変換する。而して、変成器３から出るガスＣはガ
スＢ工りも更に水素に富んだガスとなる。
送り、この変成器３ｖｃおいてＣＯ＋ＨｔＯ→ＣＯ２＋
Ｈ！なる反応ケ行なわしめ一酸化炭素を二酸化炭素と水
素とに変換する。而して、変成器３から出るガスＣはガ
スＢ工りも更に水素に富んだガスとなる。
そして、ガスＣは燃料電池４に始れ、この燃料電池４に
おいて、空気供給管Ｘ′？介して送られた空気中の酸素
と前記ガスＣ中の水素とが反応し、この反応に伴なうエ
ネルギー？電気エネルギーに変斗ジ■し発電な行なうよ
うにしているーまた反応を終えた空気及びガスＣのうち
空気は排出管Ｙによって外部に排出され、ガスＣは排出
管Ｄｒよって前記バーナ２に送られろ。そして、このバ
ーナ２において未反応の可燃分を含むガスＣは燃焼用空
気の供給系統２．−介して供給された空気によって燃焼
せしめられ、この燃焼熱が改質器１での反応に促進用の
熱として与えられろ。
おいて、空気供給管Ｘ′？介して送られた空気中の酸素
と前記ガスＣ中の水素とが反応し、この反応に伴なうエ
ネルギー？電気エネルギーに変斗ジ■し発電な行なうよ
うにしているーまた反応を終えた空気及びガスＣのうち
空気は排出管Ｙによって外部に排出され、ガスＣは排出
管Ｄｒよって前記バーナ２に送られろ。そして、このバ
ーナ２において未反応の可燃分を含むガスＣは燃焼用空
気の供給系統２．−介して供給された空気によって燃焼
せしめられ、この燃焼熱が改質器１での反応に促進用の
熱として与えられろ。
（３）・
以上の燃料電池発電装置にあって（１，負荷が急減した
場合、燃料電池４ｖｃ供給する水素に富んだガス量を少
なくすべく、改質器１に供給する燃料の＃を速やかに減
少する必要があろ６そして供給燃料を減少せしめた場合
にはそれに応じてバーナ２ｖｃよる加熱器も少なくＬｉ
ｃければならｔ（い、しかしながら、従来装置にあって
は、改質器１に供給する燃料を減少させるまでに若干の
遅ね、が生じ、捷たバーナ２で用いる燃料ガスは燃料電
池４からの排ガスを用いるようにしているので、負荷を
急減させた場合は燃料電池４における水素消費量が急減
し、これに伴なって燃料電池４からの排ガス中の残留水
素量が急増してバーナ２から改質器１に与えられる熱量
が改質反応、即ち改Ｊ６器１での吸熱反応に必要な熱量
を大巾に上回ることとなるー この結果、改質器１の温度が所定の温１１１ｆエリも高
くなり、改質器１の反応管の損傷を招き、触媒を劣化せ
しめることとなる。そのため、従来にあっては負荷減少
をゆるやかに行なわなければなら（４） なかった。
場合、燃料電池４ｖｃ供給する水素に富んだガス量を少
なくすべく、改質器１に供給する燃料の＃を速やかに減
少する必要があろ６そして供給燃料を減少せしめた場合
にはそれに応じてバーナ２ｖｃよる加熱器も少なくＬｉ
ｃければならｔ（い、しかしながら、従来装置にあって
は、改質器１に供給する燃料を減少させるまでに若干の
遅ね、が生じ、捷たバーナ２で用いる燃料ガスは燃料電
池４からの排ガスを用いるようにしているので、負荷を
急減させた場合は燃料電池４における水素消費量が急減
し、これに伴なって燃料電池４からの排ガス中の残留水
素量が急増してバーナ２から改質器１に与えられる熱量
が改質反応、即ち改Ｊ６器１での吸熱反応に必要な熱量
を大巾に上回ることとなるー この結果、改質器１の温度が所定の温１１１ｆエリも高
くなり、改質器１の反応管の損傷を招き、触媒を劣化せ
しめることとなる。そのため、従来にあっては負荷減少
をゆるやかに行なわなければなら（４） なかった。
本発明は上述した従来の問題点に鑑み、これ？改善すべ
くなされたものであり、その目的とするところは、負荷
急減に応じて改質器における吸熱反応の促進を速やかに
低減せしめ、もって装置の健全性を保持し得るようにし
た燃料電池発電装置を提供するにある。
くなされたものであり、その目的とするところは、負荷
急減に応じて改質器における吸熱反応の促進を速やかに
低減せしめ、もって装置の健全性を保持し得るようにし
た燃料電池発電装置を提供するにある。
上記目的を達成すべく本発明に係る燃料電池発電装置は
、改質器のバーナに燃焼用の空気？供給する供給系統な
供給空気ケ加熱する加熱器の系統と、この加熱器をバイ
パスする系統とによって構成し、これら加熱器の系統及
び加熱器をバイパスする系統のうち少くとも一方の系統
に調節弁を設け、一方改質器の温度を検出する温度検出
器からの信号と改質器内部温度の目標値信号とのズレを
演算器によって演算し、この演算器からの出力で前記調
節弁ケ調節する調節器を操作するようにしたことをその
概要としている。
、改質器のバーナに燃焼用の空気？供給する供給系統な
供給空気ケ加熱する加熱器の系統と、この加熱器をバイ
パスする系統とによって構成し、これら加熱器の系統及
び加熱器をバイパスする系統のうち少くとも一方の系統
に調節弁を設け、一方改質器の温度を検出する温度検出
器からの信号と改質器内部温度の目標値信号とのズレを
演算器によって演算し、この演算器からの出力で前記調
節弁ケ調節する調節器を操作するようにしたことをその
概要としている。
以下本発明の実施の一例を第２図に基いて詳述する。
第２図は本発明に係る燃料電池発電装置の概略構成な示
すブロック図であり、前記した従来装置と同一の部材に
ついては同一の符号をもって表わしている。
すブロック図であり、前記した従来装置と同一の部材に
ついては同一の符号をもって表わしている。
即ち、炭化水素或いはアルコールに水蒸気を混合してな
る燃料ガスＡｆｊＩ−改質器１ｖｃ供給し、バーナ２か
らの熱の供給により改質反応を生せしめ、−酸化炭素と
水素とを主成分とするガスＢとして変成器（シフトコン
バータ） ３に送る。そして、この変成器３において上
記−酸化炭素を二酸化炭素と水素とに変換せしめ、更に
水素に富んだガスＣとして燃料電池４に送る。この燃料
電池４においては、ガスＣ中の水素と供給管Ｘ？介して
供給された空気等の酸化剤ガスとが反応して発電な行な
う。
る燃料ガスＡｆｊＩ−改質器１ｖｃ供給し、バーナ２か
らの熱の供給により改質反応を生せしめ、−酸化炭素と
水素とを主成分とするガスＢとして変成器（シフトコン
バータ） ３に送る。そして、この変成器３において上
記−酸化炭素を二酸化炭素と水素とに変換せしめ、更に
水素に富んだガスＣとして燃料電池４に送る。この燃料
電池４においては、ガスＣ中の水素と供給管Ｘ？介して
供給された空気等の酸化剤ガスとが反応して発電な行な
う。
更に反応後の酸化剤ガスは排出管Ｙｖ介して外部に排出
され、また反応後の燃料ガスは排出管Ｄを介してバーナ
２に送られ、この排出ガス中の残留水素が燃焼用空気の
供給系統ｚを介して供給された空気によって燃焼せしめ
られ、この燃焼熱を改質器１での改質反応促進用の熱と
して改質器１に与えろようにしている。
され、また反応後の燃料ガスは排出管Ｄを介してバーナ
２に送られ、この排出ガス中の残留水素が燃焼用空気の
供給系統ｚを介して供給された空気によって燃焼せしめ
られ、この燃焼熱を改質器１での改質反応促進用の熱と
して改質器１に与えろようにしている。
また、上記燃焼用空気の供給系統２は燃焼用空気を加熱
する加熱器５を備えた加熱器の系統Ｅと、この加熱器５
をバイパスする系統Ｆとからなっている。そして系統Ｆ
には流量調節弁６？設けているロ 一方、前記改質器１内には改質器１内の温Ｋを検出する
温度検出器７を配設し、この温度検出器７からの信号を
演算器８に入力するようにしている。この演算器８にお
いては温度検出器７からの信号と改質器の内部温度の目
標値信号とのズレを演算する。そして演算結果は調節弁
６の開度な調節する調節９に出力される。
する加熱器５を備えた加熱器の系統Ｅと、この加熱器５
をバイパスする系統Ｆとからなっている。そして系統Ｆ
には流量調節弁６？設けているロ 一方、前記改質器１内には改質器１内の温Ｋを検出する
温度検出器７を配設し、この温度検出器７からの信号を
演算器８に入力するようにしている。この演算器８にお
いては温度検出器７からの信号と改質器の内部温度の目
標値信号とのズレを演算する。そして演算結果は調節弁
６の開度な調節する調節９に出力される。
そして調節弁６の開度を調節することによって加熱器５
の系統Ｅ％−通る空気の流量と加熱器５をバイパスする
系統Ｆを通る空気の流量との分配比（７） ケ変え、バーナ２に供給される空気の温度を制御し、温
度検出器７によって検出される温度が目標値に等しくな
るように′ｆる。而して改質器１の温度は常に一定範囲
に保たれる。
の系統Ｅ％−通る空気の流量と加熱器５をバイパスする
系統Ｆを通る空気の流量との分配比（７） ケ変え、バーナ２に供給される空気の温度を制御し、温
度検出器７によって検出される温度が目標値に等しくな
るように′ｆる。而して改質器１の温度は常に一定範囲
に保たれる。
尚、図示例では加８器５をバイパスする系統Ｆに調節弁
６を設けたものケ示したが２調節弁６は加熱器５の系統
ＥＶｃ設けるようにしてもよく、更Ｖｃは系統Ｅ、Ｆの
双方に設けるようにしてもよい。
６を設けたものケ示したが２調節弁６は加熱器５の系統
ＥＶｃ設けるようにしてもよく、更Ｖｃは系統Ｅ、Ｆの
双方に設けるようにしてもよい。
以上の説明で明らかな如く本発明によれば、改質器のバ
ーナに燃焼用空気を供給する加熱器を備えた系統にバイ
パス系統ケ設け、これらの系統の少くとも一方に空気流
瞼な調節する調節弁ケ設け、この調節弁の開ｄを演算器
に工って“制御し、負荷急減時にバーナに供給する空気
の温度を低下せしめ、改質器の温度上昇ケ抑えるようＫ
したので、改質器の反応管、触媒の耐久性を大巾に向上
せしめることができ、改質器の娼全性ケ保持し得る等多
くの効果ケ奏する。
ーナに燃焼用空気を供給する加熱器を備えた系統にバイ
パス系統ケ設け、これらの系統の少くとも一方に空気流
瞼な調節する調節弁ケ設け、この調節弁の開ｄを演算器
に工って“制御し、負荷急減時にバーナに供給する空気
の温度を低下せしめ、改質器の温度上昇ケ抑えるようＫ
したので、改質器の反応管、触媒の耐久性を大巾に向上
せしめることができ、改質器の娼全性ケ保持し得る等多
くの効果ケ奏する。
（８）
第１図は従来の燃料電池発電装置の概略構成を示すブロ
ック図、第２図は本発明に係る燃料電池発電装置の概略
構成を示すブロック図であるＣ１・・・改質器、２・・
・バーナ、３・・・変成器、４・・・燃料電池、５・・
・加熱器、６・・・調節弁、７・・・温度検出器、８・
・・演算器、９・・・調節器２Ｅ・・・加熱器の系統、
Ｆ・・・加熱器をバイパスする系統、２・・・燃焼用空
気の供給系統。 出願人代理人 猪 股 清（９）
ック図、第２図は本発明に係る燃料電池発電装置の概略
構成を示すブロック図であるＣ１・・・改質器、２・・
・バーナ、３・・・変成器、４・・・燃料電池、５・・
・加熱器、６・・・調節弁、７・・・温度検出器、８・
・・演算器、９・・・調節器２Ｅ・・・加熱器の系統、
Ｆ・・・加熱器をバイパスする系統、２・・・燃焼用空
気の供給系統。 出願人代理人 猪 股 清（９）
Claims (1)
- 燃焼用空気の供給系統を接続したバーナな備えた改質器
によって燃料ガスケ水素に富んだものとし、この水素に
富んだ燃料ガスヶ変成器に送って更に水素に富んだ燃料
ガスとし、この燃料ガスを燃料′１池に供給し酸化剤ガ
スと反応せしめることで発電ケ行なうようにした燃料電
池発電装置において、前記燃焼用空気の供給系統は、供
給空気を加熱するＤ烏器の系統と、この加熱器ｔバイパ
スする系統と、これら加熱器の系統及び加熱器をバイパ
スする系統のうち少くとも一方の系統に設けた調節弁と
前記改質器の温度を検出する温度検出器と、この温度検
出器からの信号と改質器内部温度の目標値信号とのズレ
な演算する演算器と、この演算器からの出力で前記調節
弁を調節する調節器とからな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 |
|---|---|---|---|
| JP57161390A JPS5951479A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57161390A JPS5951479A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 燃料電池発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5951479A true JPS5951479A (ja) | 1984-03-24 |
| JPH043070B2 JPH043070B2 (ja) | 1992-01-21 |
Family
ID=15734177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57161390A Granted JPS5951479A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951479A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61216259A (ja) * | 1984-11-06 | 1986-09-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池システムの制御方法 |
| JPS61227374A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-09 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
-
1982
- 1982-09-16 JP JP57161390A patent/JPS5951479A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61216259A (ja) * | 1984-11-06 | 1986-09-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池システムの制御方法 |
| JPS61227374A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-09 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH043070B2 (ja) | 1992-01-21 |
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