JPS6345766A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
- Publication number
- JPS6345766A JPS6345766A JP61189861A JP18986186A JPS6345766A JP S6345766 A JPS6345766 A JP S6345766A JP 61189861 A JP61189861 A JP 61189861A JP 18986186 A JP18986186 A JP 18986186A JP S6345766 A JPS6345766 A JP S6345766A
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- Japan
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- reforming
- fuel cell
- fuel
- gas
- temperature
- Prior art date
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- Pending
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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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- 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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、燃料改質管を含む燃料改質器から燃料ガス
を供給される燃料電池、たとえば天然ガスなどの原料ガ
スを水蒸気改質し水素ガスの豊富な燃料ガスを生成する
燃料改質器から燃料ガスを供給される燃料電池発電装置
に関する。
を供給される燃料電池、たとえば天然ガスなどの原料ガ
スを水蒸気改質し水素ガスの豊富な燃料ガスを生成する
燃料改質器から燃料ガスを供給される燃料電池発電装置
に関する。
一般に燃料電池発電装置においては、メタノール、天然
ガス等に水を添加した改質原料は改質器で水素リッチガ
スに転換され燃料電池が発電するに必要な燃料ガスとし
て燃料電池の燃料極に供給される。燃料ガス中の水素は
燃料電池の負荷電流および水素利用率に応じて燃料電池
で消費され、余剰の水素は改質器に導かれバーナで燃焼
され改質エネルギーとして消費される。
ガス等に水を添加した改質原料は改質器で水素リッチガ
スに転換され燃料電池が発電するに必要な燃料ガスとし
て燃料電池の燃料極に供給される。燃料ガス中の水素は
燃料電池の負荷電流および水素利用率に応じて燃料電池
で消費され、余剰の水素は改質器に導かれバーナで燃焼
され改質エネルギーとして消費される。
第２図に、従来の燃料電池発電装置を示す。第２図にお
いて、１は触媒１３が充填され−た改質管１２と気化管
１１を主体とする燃料改質器で、−酸化炭素反応器その
他は説明の便宜上省略しである。改質管１３は一般に外
部加熱形の多管式反応炉として構成され、改質原料供給
装置３から気化管１１に供給される原料ガスと水蒸気と
の混合気体をバーナ１４により加熱して水蒸気改質反応
により水素ガスを生成する。燃料改質器１の生成ガスは
燃料供給路１５および開閉弁８１を介して燃料電池２の
燃料室２１に導かれる。燃料電池２は燃料室２１．酸化
剤（空気）室２２．電極２３および電解液室（またはマ
トリックス）２４から成る公知のもので、空気室２２に
は酸化剤供給路１６から空気が導かれる。
いて、１は触媒１３が充填され−た改質管１２と気化管
１１を主体とする燃料改質器で、−酸化炭素反応器その
他は説明の便宜上省略しである。改質管１３は一般に外
部加熱形の多管式反応炉として構成され、改質原料供給
装置３から気化管１１に供給される原料ガスと水蒸気と
の混合気体をバーナ１４により加熱して水蒸気改質反応
により水素ガスを生成する。燃料改質器１の生成ガスは
燃料供給路１５および開閉弁８１を介して燃料電池２の
燃料室２１に導かれる。燃料電池２は燃料室２１．酸化
剤（空気）室２２．電極２３および電解液室（またはマ
トリックス）２４から成る公知のもので、空気室２２に
は酸化剤供給路１６から空気が導かれる。
燃料室２１の排出燃料ガスは開閉弁８３を介して改質器
１のバーナ１４へ導かれ、その際バーナ燃料の制御はた
とえばベント弁（図示せず）の開度制御により行なわれ
る。１７は起動用ないしは補助用の燃料供給装置４の弁
である。
１のバーナ１４へ導かれ、その際バーナ燃料の制御はた
とえばベント弁（図示せず）の開度制御により行なわれ
る。１７は起動用ないしは補助用の燃料供給装置４の弁
である。
空気室２２の排出ガスは同様にバーナ１４へ導かれ、そ
の際の空気量の制御はたとえばベント弁（図示せず）の
開度制御により行なわれる。
の際の空気量の制御はたとえばベント弁（図示せず）の
開度制御により行なわれる。
１８は本発明によるバイパス路で、８２は弁である。
このような構成において、全体のシステムの起動時には
、起動用燃料供給弁１７を開いてバーナ１４を点火させ
、改質反応を開始させるが、改質装置が定格作動状態に
なるまでは改質された燃料ガスの組成が不安定で、燃料
電池電極触媒の活性を低下させる不純物ガスが出力ガス
に混入しているおそれがある。そこで運転初期は弁８１
．８３を閉じ弁８２を開いて初期のガスを燃料電池から
バイパスさせ、そのままバーナ１４に送り込む。
、起動用燃料供給弁１７を開いてバーナ１４を点火させ
、改質反応を開始させるが、改質装置が定格作動状態に
なるまでは改質された燃料ガスの組成が不安定で、燃料
電池電極触媒の活性を低下させる不純物ガスが出力ガス
に混入しているおそれがある。そこで運転初期は弁８１
．８３を閉じ弁８２を開いて初期のガスを燃料電池から
バイパスさせ、そのままバーナ１４に送り込む。
改質装置が定格行動状態に移行すると、弁８２を閉じ弁
８１．８３を開いて燃料電池に発電動作を行なわせるよ
うにしている。
８１．８３を開いて燃料電池に発電動作を行なわせるよ
うにしている。
ところが、このような燃料電池発電装置において、従来
、改質された燃料ガスを燃料電池に供給し始めるタイミ
ングは、燃料ガスの成分をガス分析計等で監視し所定の
成分比率になった時点で燃料電池に供給し始めていた。
、改質された燃料ガスを燃料電池に供給し始めるタイミ
ングは、燃料ガスの成分をガス分析計等で監視し所定の
成分比率になった時点で燃料電池に供給し始めていた。
このため燃料電池発電装置にガス分析計を組み込む必要
があり燃料電池発電装置をコン；デクトにするうえで支
障があった。またガス分析計に燃料ガスを導入する配管
を設けることが必要であり、さらに燃料ガスは水分を含
んでいるためガス分析計に燃料ガスを導入する配管に除
湿器を設置する必要がありシステムが複雑１どなる欠点
もあった。
があり燃料電池発電装置をコン；デクトにするうえで支
障があった。またガス分析計に燃料ガスを導入する配管
を設けることが必要であり、さらに燃料ガスは水分を含
んでいるためガス分析計に燃料ガスを導入する配管に除
湿器を設置する必要がありシステムが複雑１どなる欠点
もあった。
この発明は、上記欠点を除去するためガス分析せずに燃
料電池に燃料ガスを供給し始めるタイミングを検知する
装置を提供することを目的とする。
料電池に燃料ガスを供給し始めるタイミングを検知する
装置を提供することを目的とする。
この目的は本発明によれば、触媒が充填された改質管を
含む改質器と、この改質器から燃料供給路を介して燃料
ガスを供給される燃料電池と、該燃料供給路と並列に設
けられて前記燃料電池を側路するバイパス路と、前記燃
料供給路に設けられた開閉弁と、前記バイパス路に設け
られたバイパス弁とを備えたものにおいて、前記改質管
の触媒温度を検出する温度検出器と、この温度検出器の
検出値が所定値になった時前記バイパス弁を閉じ前記開
閉弁を開く制御装置とを設けることにより達成される。
含む改質器と、この改質器から燃料供給路を介して燃料
ガスを供給される燃料電池と、該燃料供給路と並列に設
けられて前記燃料電池を側路するバイパス路と、前記燃
料供給路に設けられた開閉弁と、前記バイパス路に設け
られたバイパス弁とを備えたものにおいて、前記改質管
の触媒温度を検出する温度検出器と、この温度検出器の
検出値が所定値になった時前記バイパス弁を閉じ前記開
閉弁を開く制御装置とを設けることにより達成される。
第１図はこの発明の実施例を示すメタノール形燃料電池
発電装置の構成図であり、１は改質器。
発電装置の構成図であり、１は改質器。
２は燃料電池、３は改質原料供給装置、４は補助燃料供
給装置、５は燃焼空気供給装置、６は燃料電池の反応空
気供給装置である。改質原料供給装置３は改質器１の気
化装置１１を経て改質触媒１２が充填された改質管１３
に接続され、さらに改質管１３は燃料供給路１５を介し
て開閉弁８１に接続されている。また、燃料電池２を側
路するバイパス路１８にはバイパス弁８２が設けられて
いる。
給装置、５は燃焼空気供給装置、６は燃料電池の反応空
気供給装置である。改質原料供給装置３は改質器１の気
化装置１１を経て改質触媒１２が充填された改質管１３
に接続され、さらに改質管１３は燃料供給路１５を介し
て開閉弁８１に接続されている。また、燃料電池２を側
路するバイパス路１８にはバイパス弁８２が設けられて
いる。
開閉弁８１は燃料電池２の燃料室２１と接続され、燃料
室２１の出口は開閉弁８３を経て改質器１のバーナ１４
と接続されている。改質器１のバーナ１４には補助燃料
供給装置４と燃焼空気供給装置５が接続されている。
室２１の出口は開閉弁８３を経て改質器１のバーナ１４
と接続されている。改質器１のバーナ１４には補助燃料
供給装置４と燃焼空気供給装置５が接続されている。
このような構成において、改質器を改質反応が可能な温
度まで昇温するには、まず補助燃料供給装置４からバー
ナ１４にメタノールを供給し、燃焼空気供給装置５から
供給された空気で燃焼させる。改質器１の気化装置１１
の温度が上昇して改質原料が気化可能となった時点で、
改質原料供給装置３から改質器１へ原料を供給し始める
。この時、開閉弁８１と８３は閉でバイパス弁８２は開
となっている。したがって改質器１へ供給された改質原
料は改質管１３の温度に応じた改質率で改質されバイパ
ス弁８２を経て改質器ｌへ戻されバーナ１４で燃焼され
る。昇温過程のこの状態では改質管１３の温度が低いた
め改質反応が充分に進まず燃料ガス中には未改質のメタ
ノールが含まれるので燃料電池２に燃料ガスを供給する
のは不適である。改質管１３の温度が更に上昇し、あら
かじめ設定された温度（２３０〜２５０℃）に達すると
、改質管１３に設けられた温度検出器７１からの信号で
制御装置７２から開閉弁８１．８３を開、バイパス弁８
２を閉とする信号が発信され、開閉弁８１．８３が開と
なりバイパス弁８２は閉となる。
度まで昇温するには、まず補助燃料供給装置４からバー
ナ１４にメタノールを供給し、燃焼空気供給装置５から
供給された空気で燃焼させる。改質器１の気化装置１１
の温度が上昇して改質原料が気化可能となった時点で、
改質原料供給装置３から改質器１へ原料を供給し始める
。この時、開閉弁８１と８３は閉でバイパス弁８２は開
となっている。したがって改質器１へ供給された改質原
料は改質管１３の温度に応じた改質率で改質されバイパ
ス弁８２を経て改質器ｌへ戻されバーナ１４で燃焼され
る。昇温過程のこの状態では改質管１３の温度が低いた
め改質反応が充分に進まず燃料ガス中には未改質のメタ
ノールが含まれるので燃料電池２に燃料ガスを供給する
のは不適である。改質管１３の温度が更に上昇し、あら
かじめ設定された温度（２３０〜２５０℃）に達すると
、改質管１３に設けられた温度検出器７１からの信号で
制御装置７２から開閉弁８１．８３を開、バイパス弁８
２を閉とする信号が発信され、開閉弁８１．８３が開と
なりバイパス弁８２は閉となる。
この時点で燃料電池２の燃料室２１には燃料ガスが供給
されるようになる。この状態では改質管１３の温度は改
質反応が充分進行する温度であるので。
されるようになる。この状態では改質管１３の温度は改
質反応が充分進行する温度であるので。
燃料ガス中に未改質メタノールはほとんどなく燃料電池
２の空気室２２に反応空気を供給すれば安定した発電が
可能となる。
２の空気室２２に反応空気を供給すれば安定した発電が
可能となる。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、改質管
の温度を検知して改質器の改質状態を監視するようにし
たので、従来必要であったガス分析計が不要となり装置
をコンパクトにすることが出来る。また、ガス分析計へ
の配管及び除湿器も不要となりシステムをシンプルに出
来る効果もある。
の温度を検知して改質器の改質状態を監視するようにし
たので、従来必要であったガス分析計が不要となり装置
をコンパクトにすることが出来る。また、ガス分析計へ
の配管及び除湿器も不要となりシステムをシンプルに出
来る効果もある。
さらにガス分析計を用いた場合には、定期的にガス分析
計の感度調整が必要で特別の訓練を受けた点検員が保守
する必要があったが、温度検知器を用いたことにより検
知器の経年変化が少なくなり保守が容易になるという効
果もある。
計の感度調整が必要で特別の訓練を受けた点検員が保守
する必要があったが、温度検知器を用いたことにより検
知器の経年変化が少なくなり保守が容易になるという効
果もある。
第１図は本発明の実施例を示す要部系統図、第２図は従
来例を示す要部系統図である。 １：改質器、１３：改質管 ２：燃料電池、７１：温度
検知器、７２：制御装置、８１，８３：開閉ン ７ｚ：ｌ’ｌ衝岐置 装１ 口 開２閃
来例を示す要部系統図である。 １：改質器、１３：改質管 ２：燃料電池、７１：温度
検知器、７２：制御装置、８１，８３：開閉ン ７ｚ：ｌ’ｌ衝岐置 装１ 口 開２閃
Claims (1)
- 触媒が充填された改質管を含む改質器と、この改質器か
ら燃料供給路を介して燃料ガスを供給される燃料電池と
、該燃料供給路と並列に設けられて前記燃料電池を側路
するバイパス路と、前記燃料供給路に設けられた開閉弁
と、前記バイパス路に設けられたバイパス弁とを備えた
ものにおいて、前記改質管の触媒温度を検出する温度検
出器と、この温度検出器の検出値が所定値になった時前
記バイパス弁を閉じ前記開閉弁を開く制御装置とを有す
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 |
|---|---|---|---|
| JP61189861A JPS6345766A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189861A JPS6345766A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345766A true JPS6345766A (ja) | 1988-02-26 |
Family
ID=16248410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189861A Pending JPS6345766A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6345766A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003068346A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-07 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池の改質装置 |
| EP1205991A3 (de) * | 2000-11-04 | 2005-05-11 | Ballard Power Systems AG | Verfahren zur elektrischen Inbetriebnahme einer Brennstoffzelle |
| JP2008108546A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57212777A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-27 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Fuel feed method to fuel cell |
| JPS59105275A (ja) * | 1982-12-07 | 1984-06-18 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
| JPS60167275A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Toshiba Corp | 燃料電池プラント改質器の温度制御装置 |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP61189861A patent/JPS6345766A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57212777A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-27 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Fuel feed method to fuel cell |
| JPS59105275A (ja) * | 1982-12-07 | 1984-06-18 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
| JPS60167275A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Toshiba Corp | 燃料電池プラント改質器の温度制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1205991A3 (de) * | 2000-11-04 | 2005-05-11 | Ballard Power Systems AG | Verfahren zur elektrischen Inbetriebnahme einer Brennstoffzelle |
| JP2003068346A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-07 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池の改質装置 |
| JP2008108546A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム |
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