JPS6110876A - 燃料電池発電プラント - Google Patents
燃料電池発電プラントInfo
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- JPS6110876A JPS6110876A JP59130010A JP13001084A JPS6110876A JP S6110876 A JPS6110876 A JP S6110876A JP 59130010 A JP59130010 A JP 59130010A JP 13001084 A JP13001084 A JP 13001084A JP S6110876 A JPS6110876 A JP S6110876A
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- 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
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- 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
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- General Chemical & Material Sciences (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〕
本発明は燃料電池発電システムに係り、特に改質装置に
おける改質効率の向上並びに寿命の長期化を図り得るよ
うにした燃料電池発電システムに関する。
おける改質効率の向上並びに寿命の長期化を図り得るよ
うにした燃料電池発電システムに関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
近年、燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネル
ギーに変換するものとして燃料電池発電システムが知ら
れている。この燃料電池発電システムは通常、電解質を
挟んで“一対の多孔質電極を配置して燃料電池を構成す
ると共に、一方の電極の背面に水素などの燃料を接触さ
せ、また使方の電極の背面に空気などの酸化剤を接触さ
せ、こ、のとき起こる電気化学的反応を利用して、上記
電極間から電気エネルギーを取出すようにしたものであ
り、上記燃料と酸化剤が供給されている限り高い変換効
率で電気エネルギーを取出すことができるものである。
ギーに変換するものとして燃料電池発電システムが知ら
れている。この燃料電池発電システムは通常、電解質を
挟んで“一対の多孔質電極を配置して燃料電池を構成す
ると共に、一方の電極の背面に水素などの燃料を接触さ
せ、また使方の電極の背面に空気などの酸化剤を接触さ
せ、こ、のとき起こる電気化学的反応を利用して、上記
電極間から電気エネルギーを取出すようにしたものであ
り、上記燃料と酸化剤が供給されている限り高い変換効
率で電気エネルギーを取出すことができるものである。
第２図は、従来から考えられているこの種の燃料電池発
電システムの構成例をブロック図にて示したものである
。図において１は改質ｉＡ置で、内部に改質反応触媒層
２．が設けられた断面環状の改質管３と、燃焼ガスライ
ン４および燃焼空気ライン５を通して供給される燃焼用
ガスおよび燃焼用空気を燃焼室６て燃焼させる燃焼バー
ナノズル７とを備えて成る。また、８は炭化水素系の原
料ガス（メタン等）に水蒸気を混合した混合ガスを供給
するための原料ガスラインで、この混合ガスを上記改質
管３の内側に導入する。そして、上記燃焼室６での燃焼
で得られた高温加熱ガスを改質管２の外側を通過させる
ことにより、上記原料ガスを改質ガスに改質し改質ガス
ライン９を介して送出するようにしている。一方、１０
は図示しない電解質を挟んで燃料極１１および酸化剤極
１２の一対の多孔質電極を配置してなる燃料電池であり
、燃料極１１の背面に上記改質ガスライン９を通して供
給される改質ガスを燃料として接触させ、また酸化剤極
４１２の背面に空気ライン１３を通して供給される空気
を酸化剤として接触させ、このとき起こる電気化学的反
応を利用して各電極１１゜１２間から電気エネルギーを
取出すようにしている。そして、この燃料電池１０で空
気と反応した改質ガスは燃料排ガスとして上記燃焼ガス
ライン４を介し、また同じく改質ガスと反応した空気は
空気排ガスとして上記燃焼空気ライン５を介して夫々改
質装置１へ供給するようにしている。さらに、上記改質
袋［１からの燃焼排ガスは燃焼排ガスライン１５を介し
タービン１６へ供給してこれを回転させることにより、
これと同軸のコンプレッサ１７により大気中の空気を圧
縮してこの圧縮空気を上記空気ライン１３へ送出するよ
うにしている。ここで、タービン１６およびコンプレッ
サ１７により空気処理装置を構成している。さらにまた
、図において１８は原料ガスの供給流量を調節する調節
弁、１つおよび２０は上記燃料電池１０への改質ガスお
よび空気の供給量を夫々調節する調節弁、２１および２
２は上記改質装置１への燃焼ガスおよび燃焼用空気の供
給量を夫々調節する調節弁、２３は上記タービン１６へ
の燃焼排ガス量を調節する調節弁、２４は上記改質装置
１からの改質装置ガスを大気中に放出する放出弁、２５
は上記燃料電池１０から排出される空気排ガスを同じく
大気中に放出する放出弁である。
電システムの構成例をブロック図にて示したものである
。図において１は改質ｉＡ置で、内部に改質反応触媒層
２．が設けられた断面環状の改質管３と、燃焼ガスライ
ン４および燃焼空気ライン５を通して供給される燃焼用
ガスおよび燃焼用空気を燃焼室６て燃焼させる燃焼バー
ナノズル７とを備えて成る。また、８は炭化水素系の原
料ガス（メタン等）に水蒸気を混合した混合ガスを供給
するための原料ガスラインで、この混合ガスを上記改質
管３の内側に導入する。そして、上記燃焼室６での燃焼
で得られた高温加熱ガスを改質管２の外側を通過させる
ことにより、上記原料ガスを改質ガスに改質し改質ガス
ライン９を介して送出するようにしている。一方、１０
は図示しない電解質を挟んで燃料極１１および酸化剤極
１２の一対の多孔質電極を配置してなる燃料電池であり
、燃料極１１の背面に上記改質ガスライン９を通して供
給される改質ガスを燃料として接触させ、また酸化剤極
４１２の背面に空気ライン１３を通して供給される空気
を酸化剤として接触させ、このとき起こる電気化学的反
応を利用して各電極１１゜１２間から電気エネルギーを
取出すようにしている。そして、この燃料電池１０で空
気と反応した改質ガスは燃料排ガスとして上記燃焼ガス
ライン４を介し、また同じく改質ガスと反応した空気は
空気排ガスとして上記燃焼空気ライン５を介して夫々改
質装置１へ供給するようにしている。さらに、上記改質
袋［１からの燃焼排ガスは燃焼排ガスライン１５を介し
タービン１６へ供給してこれを回転させることにより、
これと同軸のコンプレッサ１７により大気中の空気を圧
縮してこの圧縮空気を上記空気ライン１３へ送出するよ
うにしている。ここで、タービン１６およびコンプレッ
サ１７により空気処理装置を構成している。さらにまた
、図において１８は原料ガスの供給流量を調節する調節
弁、１つおよび２０は上記燃料電池１０への改質ガスお
よび空気の供給量を夫々調節する調節弁、２１および２
２は上記改質装置１への燃焼ガスおよび燃焼用空気の供
給量を夫々調節する調節弁、２３は上記タービン１６へ
の燃焼排ガス量を調節する調節弁、２４は上記改質装置
１からの改質装置ガスを大気中に放出する放出弁、２５
は上記燃料電池１０から排出される空気排ガスを同じく
大気中に放出する放出弁である。
さてかかる燃料電池発電システムにおいて、燃料電池１
０はその燃料極１１と酸化剤極１２相互間の差圧が大き
くなると破損することがら、夫々の圧力を検出して調節
弁１９．２０の開閉により制御するようにしている。そ
して、調節弁１９を急激に閉制胛すると改質ガスライン
９の圧力が上昇するため、調節弁２４を開放して改質ガ
スライン９の改質ガ展を外部へ放出するようにしている
。
０はその燃料極１１と酸化剤極１２相互間の差圧が大き
くなると破損することがら、夫々の圧力を検出して調節
弁１９．２０の開閉により制御するようにしている。そ
して、調節弁１９を急激に閉制胛すると改質ガスライン
９の圧力が上昇するため、調節弁２４を開放して改質ガ
スライン９の改質ガ展を外部へ放出するようにしている
。
一方、改質装置１は高温で使用するため、できる限り改
質管３の外側と内側との差圧を常に小さくしないと破損
して高温での寿命が短くなる。そこで、かかる大きな差
圧が生じても管破壊を起こさないようにするには改質管
３の管壁厚さを厚くすればよいが、この管壁厚さを厚く
するとその分だけ管外部から改質管３への伝熱特性が低
下して改質効率が悪くなる。そして、上記で改質管３の
外側と内側との間に大きな差圧が発生する原因としては
、次のような２つのケースが考えられる。
質管３の外側と内側との差圧を常に小さくしないと破損
して高温での寿命が短くなる。そこで、かかる大きな差
圧が生じても管破壊を起こさないようにするには改質管
３の管壁厚さを厚くすればよいが、この管壁厚さを厚く
するとその分だけ管外部から改質管３への伝熱特性が低
下して改質効率が悪くなる。そして、上記で改質管３の
外側と内側との間に大きな差圧が発生する原因としては
、次のような２つのケースが考えられる。
（ａ）！Ｉ節弁１９が開、調節弁２１４が閉で改質管３
の内圧つまり改質ガスライン９の圧力が零となり、弁２
３が閉じていて改質管３の外圧つまり燃焼排ガスライン
１５の圧力が高くなる場合（ｂ）調節弁１９および調節
弁２４が共に閉で改質管３の内圧つまり改質ガスライン
９の圧力が高く、調節弁２３が開、調節弁２１．２２が
閏で改質管３の外圧つまり燃焼排ガスライン１５の圧力
が零になる場合 この２つのケースによって、改質管３には大きな内圧あ
るいは外圧がかかることになる。そして、実際のシステ
ムで実験を行なった結果、調節弁の開閉切換を行なう過
渡時の減少として瞬間的ではあるが上記のような状態が
発生することが明らかとなっている。また、各調節弁の
制御は自動的に行なわれるが、これらの弁の故障によっ
て定常的に相当長時間にわたって改質管３に圧力をかけ
ることがありうることから、上記のような問題は避けら
れない状況にあるのが現状である。
の内圧つまり改質ガスライン９の圧力が零となり、弁２
３が閉じていて改質管３の外圧つまり燃焼排ガスライン
１５の圧力が高くなる場合（ｂ）調節弁１９および調節
弁２４が共に閉で改質管３の内圧つまり改質ガスライン
９の圧力が高く、調節弁２３が開、調節弁２１．２２が
閏で改質管３の外圧つまり燃焼排ガスライン１５の圧力
が零になる場合 この２つのケースによって、改質管３には大きな内圧あ
るいは外圧がかかることになる。そして、実際のシステ
ムで実験を行なった結果、調節弁の開閉切換を行なう過
渡時の減少として瞬間的ではあるが上記のような状態が
発生することが明らかとなっている。また、各調節弁の
制御は自動的に行なわれるが、これらの弁の故障によっ
て定常的に相当長時間にわたって改質管３に圧力をかけ
ることがありうることから、上記のような問題は避けら
れない状況にあるのが現状である。
［発明の目的］
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、その目的は改質管に大きな内外差圧をかけないよ
うにして管破壊を防止して寿命を長くすると共に、改質
管への伝熱特性を向上させて極めて効率の良い改質を行
なうことが可能な改質装置を備えた燃料電池発電システ
ムを提供することにある。
ので、その目的は改質管に大きな内外差圧をかけないよ
うにして管破壊を防止して寿命を長くすると共に、改質
管への伝熱特性を向上させて極めて効率の良い改質を行
なうことが可能な改質装置を備えた燃料電池発電システ
ムを提供することにある。
［発明の概要］
上記目的を達成するために本発明では、空気を圧縮して
圧縮空気を得る空気処理装置と、内部に改質反応触媒層
が設けられた改質管の内側に原料ガスおよび水蒸気の混
合ガスを導入すると共に、上記改質管の外側に燃焼用ガ
スおよび燃焼用空気を燃焼して得られた高温加熱ガスを
通過させることにより上記混合ガスを改質ガスに改質し
、かつこの改質に使用した後の燃焼排ガスを燃焼排ガス
ラインを介し上記空気処理装置へその駆動源として排出
する改質装置と、この改質装置で得られた改質ガスを改
質ガスラインを介し燃料として燃料極に導入すると共に
上記空気処理装置で得られた圧縮空気を酸化剤として酸
化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発電
を行ない、かつこの発電に使用した後の燃料および酸化
剤を上記改質装置への燃焼用ガスおよび燃焼用空気とし
て夫々排出する燃料電池と、上記改質ガスラインと燃焼
排ガスラインとを結ぶライン上に設けられ、かつ上記燃
焼排ガスラインの圧力が改質ガスラインの圧力よりも規
定差圧以上高くなるとその間動作して上記燃焼排ガスラ
インの燃焼排ガスを外部に放出する第１の弁装置、また
は上記改質ガスラインと燃焼排ガスラインとを結ぶライ
ン上に設けられ、かつ上記改質ガスラインの圧力が燃焼
排ガスラインの圧力よりも規定差圧以上高くなるとその
間動作して上記改質ガスラインの改質ガスを外部に放出
する第２の弁装置のうちの少なくとも一方を具備して成
ることを特徴とする。
圧縮空気を得る空気処理装置と、内部に改質反応触媒層
が設けられた改質管の内側に原料ガスおよび水蒸気の混
合ガスを導入すると共に、上記改質管の外側に燃焼用ガ
スおよび燃焼用空気を燃焼して得られた高温加熱ガスを
通過させることにより上記混合ガスを改質ガスに改質し
、かつこの改質に使用した後の燃焼排ガスを燃焼排ガス
ラインを介し上記空気処理装置へその駆動源として排出
する改質装置と、この改質装置で得られた改質ガスを改
質ガスラインを介し燃料として燃料極に導入すると共に
上記空気処理装置で得られた圧縮空気を酸化剤として酸
化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発電
を行ない、かつこの発電に使用した後の燃料および酸化
剤を上記改質装置への燃焼用ガスおよび燃焼用空気とし
て夫々排出する燃料電池と、上記改質ガスラインと燃焼
排ガスラインとを結ぶライン上に設けられ、かつ上記燃
焼排ガスラインの圧力が改質ガスラインの圧力よりも規
定差圧以上高くなるとその間動作して上記燃焼排ガスラ
インの燃焼排ガスを外部に放出する第１の弁装置、また
は上記改質ガスラインと燃焼排ガスラインとを結ぶライ
ン上に設けられ、かつ上記改質ガスラインの圧力が燃焼
排ガスラインの圧力よりも規定差圧以上高くなるとその
間動作して上記改質ガスラインの改質ガスを外部に放出
する第２の弁装置のうちの少なくとも一方を具備して成
ることを特徴とする。
［発明の実施例コ
以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
第１図は、本発明によるの構成例を図にて示したもので
、第２図と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。つまり、
第１図は前記第２図における改質ガスライン９と燃焼排
ガスライン１５とを結ぶライン上に、上記燃焼排ガスラ
イン１５の圧力が改質ガスライン９の圧力よりも規定差
圧以上高くなるとその間動作して、上記燃焼排ガスライ
ン１５の燃焼排ガスを外部に放出する第１の安全弁装置
２６と、上記改質ガスライン９の圧力が燃焼排ガスライ
ン１５の圧力よりも規定差圧以上高くなるとその間動作
し２て、上記改質ガスライン９の改質ガスを外部に放出
する第２の安全弁装置２７とを設けるようにしたもので
ある。
、第２図と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。つまり、
第１図は前記第２図における改質ガスライン９と燃焼排
ガスライン１５とを結ぶライン上に、上記燃焼排ガスラ
イン１５の圧力が改質ガスライン９の圧力よりも規定差
圧以上高くなるとその間動作して、上記燃焼排ガスライ
ン１５の燃焼排ガスを外部に放出する第１の安全弁装置
２６と、上記改質ガスライン９の圧力が燃焼排ガスライ
ン１５の圧力よりも規定差圧以上高くなるとその間動作
し２て、上記改質ガスライン９の改質ガスを外部に放出
する第２の安全弁装置２７とを設けるようにしたもので
ある。
ここで、第１および第２の各安全弁装置ｆ２６および２
７は、次のように同一構成となっ−Ｃいる。
７は、次のように同一構成となっ−Ｃいる。
つまり、図において２８は弁体で、この弁体２８は弁軸
２９に取付けられ上下の圧力を受けるダイヤフラムによ
って上下動可能なように軸受け３０によりガイドされて
いや。さらに上部ダイヤフラム３１には、上部圧力室３
２の圧力とこれに加えて同室内に設けたスプリング３３
によって弁体２８が下方に押しつけられ、また下部ダイ
ヤフラム３４は、下部圧力室３５の圧力を受けて上記弁
軸２９を上方に押し上げる構成としている。なおこの場
合、スプリング３３の押付はノコの大きさを調節するこ
とによって、上記規定差圧の大きさを任意に変更１）得
るようになっている。そして、かかる構成の第１の安全
弁装置２６をその上部圧力室３２が上記改質ガスライン
９に、かつその下部圧力室３５が上記燃焼排ガスライン
１５に夫々通ずるように設けると共に、第２の安全弁装
＠２７をその上部圧力室３２が上記燃焼排ガスライン１
５に、かつその下部圧力ｖ３５が上記改質ガスライン９
に夫々通ずるように設けている。
２９に取付けられ上下の圧力を受けるダイヤフラムによ
って上下動可能なように軸受け３０によりガイドされて
いや。さらに上部ダイヤフラム３１には、上部圧力室３
２の圧力とこれに加えて同室内に設けたスプリング３３
によって弁体２８が下方に押しつけられ、また下部ダイ
ヤフラム３４は、下部圧力室３５の圧力を受けて上記弁
軸２９を上方に押し上げる構成としている。なおこの場
合、スプリング３３の押付はノコの大きさを調節するこ
とによって、上記規定差圧の大きさを任意に変更１）得
るようになっている。そして、かかる構成の第１の安全
弁装置２６をその上部圧力室３２が上記改質ガスライン
９に、かつその下部圧力室３５が上記燃焼排ガスライン
１５に夫々通ずるように設けると共に、第２の安全弁装
＠２７をその上部圧力室３２が上記燃焼排ガスライン１
５に、かつその下部圧力ｖ３５が上記改質ガスライン９
に夫々通ずるように設けている。
かかる構成の燃料電池発電システムにおいて、第１およ
び第２の安全弁装置２６および２７は、夫々上部圧力室
３２の内部にスプリング３３が設けであるため、この押
す力以上に下部圧力室３５の圧力が上部圧力室３２の圧
力より規定差圧より高くなると、その間弁体２８が開口
して下部圧力室３５内のガスが排出されることになる。
び第２の安全弁装置２６および２７は、夫々上部圧力室
３２の内部にスプリング３３が設けであるため、この押
す力以上に下部圧力室３５の圧力が上部圧力室３２の圧
力より規定差圧より高くなると、その間弁体２８が開口
して下部圧力室３５内のガスが排出されることになる。
よって、前述したような調節弁の開閉ｌ１ｌＩｌｌによ
り例えば、まず （ａ＞調節弁１９が開、調節弁２４が閉で改質管３の内
圧つまり改質ガスライン９の圧力が零となり、弁２３が
閉じていて改質管３の外圧つまり燃焼排ガスライン１５
の圧力が規定差圧以上に高くなったような場合には、そ
の間第１の安全弁装置２・６が動作して弁体２８を開き
、上記燃焼排ガスライン１５の燃焼排ガスが外部に放出
されることになる。また、 （ｂ）調節弁１９および調節弁２４が共に閉で改質管３
の内圧つまり改質ガスライン９の圧力が高く、調節弁２
３が開、調節弁２１．２２が閉で改質管３の外圧つまり
燃焼排ガスライン１５の圧力が零になったような場合に
は、その間第２の安全弁装置２７が動作して弁体２８を
開き、上記改質ガスライン９の改質ガスが外部に放出さ
れることになる。
り例えば、まず （ａ＞調節弁１９が開、調節弁２４が閉で改質管３の内
圧つまり改質ガスライン９の圧力が零となり、弁２３が
閉じていて改質管３の外圧つまり燃焼排ガスライン１５
の圧力が規定差圧以上に高くなったような場合には、そ
の間第１の安全弁装置２・６が動作して弁体２８を開き
、上記燃焼排ガスライン１５の燃焼排ガスが外部に放出
されることになる。また、 （ｂ）調節弁１９および調節弁２４が共に閉で改質管３
の内圧つまり改質ガスライン９の圧力が高く、調節弁２
３が開、調節弁２１．２２が閉で改質管３の外圧つまり
燃焼排ガスライン１５の圧力が零になったような場合に
は、その間第２の安全弁装置２７が動作して弁体２８を
開き、上記改質ガスライン９の改質ガスが外部に放出さ
れることになる。
上述したように本実施例の燃料電池発電システムは、タ
ービン１６およびコンプレッサ１７から成り大気中の空
気を圧縮して圧縮空気を得る空気処理装置と、内部に改
質反応触媒層２が設けられた改質管３の内側に原料ガス
お、よび水蒸気の混合ガスを導入すると共に、上記改質
管３の外側に燃焼用ガスおよび燃焼用空気を燃焼室６の
燃焼バーナノズル７により燃焼して得られた高温加熱ガ
スを通過させることにより上記混合ガスを改質ガスに改
質し、かつこの改質に使用した後の燃焼排ガスを燃焼排
ガスライン１５を介し上記空気処理装置へその駆動源と
して排出する改質装置１と、この改質装置１で得られた
改質ガ・スを改質ガスライン９を介し燃料として燃料極
１１に導入すると共に上記空気処理装置で得られた圧縮
空気を酸化剤として酸化剤極１２に導入し、これらを電
気化学的に反応させて発電を行ない、かつこの発電に使
用した後の燃料および酸化剤を上記改質装置への燃焼用
ガスおよび燃焼用空気として夫々排出する燃料電池１０
と、上記改質ガスライン９と燃焼排ガスライン１５とを
結ぶライン上に設けられ、かつ上記燃焼排ガスライン１
５の圧力が改質ガスライン９の圧力よりも規定差圧以上
高くなるとその間動作して上記燃焼排ガスライン１５の
燃焼排ガスを外部に放出する第１の安全弁装置２６と、
上記改質ガスライン９と燃焼排ガスライン１５どを結ぶ
ライン上に設けられ、かつ上記改質ガスライン９の圧力
が燃焼排ガスライン１５の圧力よりも規定差圧以上高く
なるとその間動作して上記改質ガスライン９の改質ガス
を外部に放出する第２の安全弁装置２７とから構成する
ようにしたものである。
ービン１６およびコンプレッサ１７から成り大気中の空
気を圧縮して圧縮空気を得る空気処理装置と、内部に改
質反応触媒層２が設けられた改質管３の内側に原料ガス
お、よび水蒸気の混合ガスを導入すると共に、上記改質
管３の外側に燃焼用ガスおよび燃焼用空気を燃焼室６の
燃焼バーナノズル７により燃焼して得られた高温加熱ガ
スを通過させることにより上記混合ガスを改質ガスに改
質し、かつこの改質に使用した後の燃焼排ガスを燃焼排
ガスライン１５を介し上記空気処理装置へその駆動源と
して排出する改質装置１と、この改質装置１で得られた
改質ガ・スを改質ガスライン９を介し燃料として燃料極
１１に導入すると共に上記空気処理装置で得られた圧縮
空気を酸化剤として酸化剤極１２に導入し、これらを電
気化学的に反応させて発電を行ない、かつこの発電に使
用した後の燃料および酸化剤を上記改質装置への燃焼用
ガスおよび燃焼用空気として夫々排出する燃料電池１０
と、上記改質ガスライン９と燃焼排ガスライン１５とを
結ぶライン上に設けられ、かつ上記燃焼排ガスライン１
５の圧力が改質ガスライン９の圧力よりも規定差圧以上
高くなるとその間動作して上記燃焼排ガスライン１５の
燃焼排ガスを外部に放出する第１の安全弁装置２６と、
上記改質ガスライン９と燃焼排ガスライン１５どを結ぶ
ライン上に設けられ、かつ上記改質ガスライン９の圧力
が燃焼排ガスライン１５の圧力よりも規定差圧以上高く
なるとその間動作して上記改質ガスライン９の改質ガス
を外部に放出する第２の安全弁装置２７とから構成する
ようにしたものである。
したがって、前述したような調節弁の開閉制御による過
渡時において改質装置１の改質管３の外側と内側との差
圧が規定差圧よりも高くなったような場合には、その間
改質ガスライン９または燃焼排ガスライン１５のうちの
高い方のラインのガスを外部へ放出することにより、改
質管３に大きな内外差圧をかけないようにして管破壊を
防止し、高温で使用する改質装置１の寿命を長くするこ
とが可能となる。また、改質管３に大きな内外差圧がか
からないことから改質管３の管壁の厚さを薄くすること
ができ、もって管外部から改質管３への伝熱特性を向上
させて改質効率を高めることが可能となり、極めて信頼
性の高い燃料電池発電システムを得ることができる。
渡時において改質装置１の改質管３の外側と内側との差
圧が規定差圧よりも高くなったような場合には、その間
改質ガスライン９または燃焼排ガスライン１５のうちの
高い方のラインのガスを外部へ放出することにより、改
質管３に大きな内外差圧をかけないようにして管破壊を
防止し、高温で使用する改質装置１の寿命を長くするこ
とが可能となる。また、改質管３に大きな内外差圧がか
からないことから改質管３の管壁の厚さを薄くすること
ができ、もって管外部から改質管３への伝熱特性を向上
させて改質効率を高めることが可能となり、極めて信頼
性の高い燃料電池発電システムを得ることができる。
尚、上記実施例では安全弁装置として第１および第２の
２つの安全弁装置２６および２７を設けたが、これに限
らずこれらのうちのいずれが一方のみを設けるようにし
てもよいものである。
２つの安全弁装置２６および２７を設けたが、これに限
らずこれらのうちのいずれが一方のみを設けるようにし
てもよいものである。
［発明の効果コ
以上説明したように本発明によれば、燃焼排ガスライン
の圧力が改質ガスラインの圧力よりも規定差圧以上高く
なるとその間動作して燃焼排ガスラインの燃焼排ガスを
外部に放出する゛第１の弁装置、または改質ガスライン
の圧力が燃焼排ガスラインの圧力よりも規定差圧以上高
くなるとその間。
の圧力が改質ガスラインの圧力よりも規定差圧以上高く
なるとその間動作して燃焼排ガスラインの燃焼排ガスを
外部に放出する゛第１の弁装置、または改質ガスライン
の圧力が燃焼排ガスラインの圧力よりも規定差圧以上高
くなるとその間。
動作して改質ガスラインの改質ガスを外部に放出する第
２の弁装置のうちの少なくども一方を設けるようにした
ので、改質管に大きな内外差圧をかけないようにして管
破壊を防止し・て寿命を長くすると共に、改質管への伝
熱特性を向上させて極めて効率の良い改質を行なうこと
が可能な改質装置を備えた燃料電池発電システムが提供
できる。
２の弁装置のうちの少なくども一方を設けるようにした
ので、改質管に大きな内外差圧をかけないようにして管
破壊を防止し・て寿命を長くすると共に、改質管への伝
熱特性を向上させて極めて効率の良い改質を行なうこと
が可能な改質装置を備えた燃料電池発電システムが提供
できる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図は従来の燃料電池発電システムを示すブロック構成図
である。 １・・・改質装置、２・・・改質反応触媒層、３・・・
改質管、４・・・燃焼ガスライン、５・・・燃焼空気ラ
イン、６・・・燃焼室、７・・・燃焼バーナノズル、８
・・・原料ガスライン、９・・・改質装置ガスライン、
１ｏ・・・燃料電池、１１・・・燃料極、１２・・・酸
化剤極、１３・・・空気ライン、１５・・・燃焼排ガス
ライン、１６・・・タービン、１７・・・コンプレッサ
、１８〜２３・・・調節弁、２４．２５・・・放出弁、
２６．２７・・・安全弁装置、２８・・・弁体、２９・
・・弁軸、３ｏ・・・軸受け、３１゜３４・・・ダイヤ
フラム、３２・・・上部圧力室、３３・・・スプリング
、３５・・・下部圧力室。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
図は従来の燃料電池発電システムを示すブロック構成図
である。 １・・・改質装置、２・・・改質反応触媒層、３・・・
改質管、４・・・燃焼ガスライン、５・・・燃焼空気ラ
イン、６・・・燃焼室、７・・・燃焼バーナノズル、８
・・・原料ガスライン、９・・・改質装置ガスライン、
１ｏ・・・燃料電池、１１・・・燃料極、１２・・・酸
化剤極、１３・・・空気ライン、１５・・・燃焼排ガス
ライン、１６・・・タービン、１７・・・コンプレッサ
、１８〜２３・・・調節弁、２４．２５・・・放出弁、
２６．２７・・・安全弁装置、２８・・・弁体、２９・
・・弁軸、３ｏ・・・軸受け、３１゜３４・・・ダイヤ
フラム、３２・・・上部圧力室、３３・・・スプリング
、３５・・・下部圧力室。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
Claims (3)
- （１）空気を圧縮して圧縮空気を得る空気処理装置と、
内部に改質反応触媒層が設けられた改質管の内側に原料
ガスおよび水蒸気の混合ガスを導入すると共に、前記改
質管の外側に燃焼用ガスおよび燃焼用空気を燃焼して得
られた高温加熱ガスを通過させることにより前記混合ガ
スを改質ガスに改質し、かつこの改質に使用した後の燃
焼排ガスを燃焼排ガスラインを介し前記空気処理装置へ
その駆動源として排出する改質装置と、この改質装置で
得られた改質ガスを改質ガスラインを介し燃料として燃
料極に導入すると共に前記空気処理装置で得られた圧縮
空気を酸化剤として酸化剤極に導入し、これらを電気化
学的に反応させて発電を行ない、かつこの発電に使用し
た後の燃料および酸化剤を前記改質装置への燃焼用ガス
および燃焼用空気として夫々排出する燃料電池と、前記
改質ガスラインと燃焼排ガスラインとを結ぶライン上に
設けられ、かつ前記燃焼排ガスラインの圧力が改質ガス
ラインの圧力よりも規定差圧以上高くなるとその間動作
して前記燃焼排ガスラインの燃焼排ガスを外部に放出す
る弁装置とを具備して成ることを特徴とする燃料電池発
電システム。 - （２）空気を圧縮して圧縮空気を得る空気処理装置と、
内部に改質反応触媒層が設けられた改質管の内側に原料
ガスおよび水蒸気の混合ガスを導入すると共に、前記改
質管の外側に燃焼用ガスおよび燃焼用空気を燃焼して得
られた高温加熱ガスを通過させることにより前記混合ガ
スを改質ガスに改質し、かつこの改質に使用した後の燃
焼排ガスを燃焼排ガスラインを介し前記空気処理装置へ
その駆動源として排出する改質装置と、この改質装置で
得られた改質ガスを改質ガスラインを介し燃料として燃
料極に導入すると共に前記空気処理装置で得られた圧縮
空気を酸化剤として酸化剤極に導入し、これらを電気化
学的に反応させて発電を行ない、かつこの発電に使用し
た後の燃料および酸化剤を前記改質装置への燃焼用ガス
および燃焼用空気として夫々排出する燃料電池と、前記
改質ガスラインと燃焼排ガスラインとを結ぶライン上に
設けられ、かつ前記改質ガスラインの圧力が燃焼排ガス
ラインの圧力よりも規定差圧以上高くなるとその間動作
して前記改質ガスラインの改質ガスを外部に放出する弁
装置とを具備して成ることを特徴とする燃料電池発電シ
ステム。 - （３）空気を圧縮して圧縮空気を得る空気処理装置と、
内部に改質反応触媒層が設けられた改質管の内側に原料
ガスおよび水蒸気の混合ガスを導入すると共に、前記改
質管の外側に燃焼用ガスおよび燃焼用空気を燃焼して得
られた高温加熱ガスを通過させることにより前記混合ガ
スを改質ガスに改質し、かつこの改質に使用した後の燃
焼排ガスを燃焼排ガスラインを介し前記空気処理装置へ
その駆動源として排出する改質装置と、この改質装置で
得られた改質ガスを改質ガスラインを介し燃料として燃
料極に導入すると共に前記空気処理装置で得られた圧縮
空気を酸化剤として酸化剤極に導入し、これらを電気化
学的に反応させて発電を行ない、かつこの発電に使用し
た後の燃料および酸化剤を前記改質装置への燃焼用ガス
および燃焼用空気として夫々排出する燃料電池と、前記
改質ガスラインと燃焼排ガスラインとを結ぶライン上に
設けられ、かつ前記燃焼排ガスラインの圧力が改質ガス
ラインの圧力よりも規定差圧以上高くなるとその間動作
して前記燃焼排ガスラインの燃焼排ガスを外部に放出す
る第１の弁装置と、前記改質ガスラインと燃焼排ガスラ
インとを結ぶライン上に設けられ、かつ前記改質ガスラ
インの圧力が燃焼排ガスラインの圧力よりも規定差圧以
上高くなるとその間動作して前記改質ガスラインの改質
ガスを外部に放出する第２の弁装置とを具備して成るこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP59130010A JPH0828231B2 (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130010A JPH0828231B2 (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 燃料電池発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6110876A true JPS6110876A (ja) | 1986-01-18 |
| JPH0828231B2 JPH0828231B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=15023914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59130010A Expired - Lifetime JPH0828231B2 (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828231B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0261064U (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-07 | ||
| JPH09213354A (ja) * | 1996-02-01 | 1997-08-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池発電設備 |
| JP2007524960A (ja) * | 2003-04-04 | 2007-08-30 | テキサコ ディベラップメント コーポレイション | バーストディスクの確認を行うための方法及び装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60210501A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-23 | Toshiba Corp | 燃料改質装置 |
-
1984
- 1984-06-26 JP JP59130010A patent/JPH0828231B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60210501A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-23 | Toshiba Corp | 燃料改質装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0261064U (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-07 | ||
| JPH09213354A (ja) * | 1996-02-01 | 1997-08-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池発電設備 |
| JP2007524960A (ja) * | 2003-04-04 | 2007-08-30 | テキサコ ディベラップメント コーポレイション | バーストディスクの確認を行うための方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0828231B2 (ja) | 1996-03-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |