JP2003077513A - 燃料改質システム - Google Patents
燃料改質システムInfo
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- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】低温下における水素分離膜の水素脆化を回避す
る改質システムの停止方法を提供する。 【解決手段】水素と酸素を用いて発電を行う燃料電池７
と、水素を含む改質ガスを生成する改質器１２と、改質
器１２により生成された改質ガス中の水素のみを改質ガ
ス側９から透過側１０に透過する水素分離膜２７を有す
る水素分離器８と、を備え、水素分離器８の透過側１０
の水素を燃料電池７に供給するようにした燃料改質シス
テムにおいて、燃料改質システムの停止時に水素分離器
の改質ガス側９と透過側１０の水素分圧を同じにしてか
ら改質ガスの生成を停止する。水素分圧を同じにする方
法としては、システム停止時に改質ガス側９と透過側１
０を連結する圧力調整ライン５上の弁１９を開くという
ものがある。
る改質システムの停止方法を提供する。 【解決手段】水素と酸素を用いて発電を行う燃料電池７
と、水素を含む改質ガスを生成する改質器１２と、改質
器１２により生成された改質ガス中の水素のみを改質ガ
ス側９から透過側１０に透過する水素分離膜２７を有す
る水素分離器８と、を備え、水素分離器８の透過側１０
の水素を燃料電池７に供給するようにした燃料改質シス
テムにおいて、燃料改質システムの停止時に水素分離器
の改質ガス側９と透過側１０の水素分圧を同じにしてか
ら改質ガスの生成を停止する。水素分圧を同じにする方
法としては、システム停止時に改質ガス側９と透過側１
０を連結する圧力調整ライン５上の弁１９を開くという
ものがある。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料改質システムに関
する、特にその停止方法に関する。
する、特にその停止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池には触媒として白金等が
適用されているものがあり、この触媒が被毒するのを回
避するために、炭化水素系燃料から水素を生成する改質
反応において生じる一酸化炭素を除去する必要が生じ
る。そこで、Pd、V、Nb、Ta等の金属膜やPd-Ag、Pd-V等
の合金膜を使用した水素分離膜により、改質反応におい
て生成された改質ガスから水素のみを透過・分離するこ
とで一酸化炭素を除去する方法が知られている。
適用されているものがあり、この触媒が被毒するのを回
避するために、炭化水素系燃料から水素を生成する改質
反応において生じる一酸化炭素を除去する必要が生じ
る。そこで、Pd、V、Nb、Ta等の金属膜やPd-Ag、Pd-V等
の合金膜を使用した水素分離膜により、改質反応におい
て生成された改質ガスから水素のみを透過・分離するこ
とで一酸化炭素を除去する方法が知られている。
【０００３】しかしながら、システム停止時等の低温下
で水素の透過・分離を行うと、このような水素分離膜は
脆化するという問題があった。図２に水素分圧差と雰囲
気温度における膜の脆化温度及び圧力範囲を示す。水素
脆化は温度と密接に関係しており、一定以下の温度範囲
では温度と水素分圧によって、水素分離膜の使用範囲が
決まっている。この図においても明らかなように、低温
下では圧力にかかわらず水素脆化が発生するので、低温
下の水素の透過・分離を回避しなければならないという
問題が生じる。
で水素の透過・分離を行うと、このような水素分離膜は
脆化するという問題があった。図２に水素分圧差と雰囲
気温度における膜の脆化温度及び圧力範囲を示す。水素
脆化は温度と密接に関係しており、一定以下の温度範囲
では温度と水素分圧によって、水素分離膜の使用範囲が
決まっている。この図においても明らかなように、低温
下では圧力にかかわらず水素脆化が発生するので、低温
下の水素の透過・分離を回避しなければならないという
問題が生じる。
【０００４】このような問題を解決するための従来技術
として、燃料電池システム停止時に水素分離膜の改質側
に空気を導入し、水素分離膜の透過側の水素を水素分離
膜の改質ガス側へ逆透過させることにより水素分離膜内
の水素を除去する特開2001‐118594のような燃料改質シ
ステムがある。
として、燃料電池システム停止時に水素分離膜の改質側
に空気を導入し、水素分離膜の透過側の水素を水素分離
膜の改質ガス側へ逆透過させることにより水素分離膜内
の水素を除去する特開2001‐118594のような燃料改質シ
ステムがある。
【０００５】
【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
このような方法では逆透過中に水素分離膜温度が低下す
ると、水素分離膜が脆化するという問題があった。そこ
で本発明は、このような問題を解決するために、システ
ム停止時の低温下における水素分離膜の脆化を回避でき
る燃料改質システムを提供することを目的とする。
このような方法では逆透過中に水素分離膜温度が低下す
ると、水素分離膜が脆化するという問題があった。そこ
で本発明は、このような問題を解決するために、システ
ム停止時の低温下における水素分離膜の脆化を回避でき
る燃料改質システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】第１の発明は、水素と
酸素を用いて発電を行う燃料電池と、水素を含む改質ガ
スを生成する改質器と、前記改質器により生成された改
質ガス中の水素のみを改質ガス側から透過側に透過する
水素分離膜を有する水素分離器と、を備え、前記水素分
離器の透過側の水素を前記燃料電池に供給するようにし
た燃料改質システムにおいて、燃料改質システムの停止
時に前記水素分離器の改質ガス側と透過側の水素分圧を
均等にしてから、前記改質器での改質ガスの生成を停止
する。
酸素を用いて発電を行う燃料電池と、水素を含む改質ガ
スを生成する改質器と、前記改質器により生成された改
質ガス中の水素のみを改質ガス側から透過側に透過する
水素分離膜を有する水素分離器と、を備え、前記水素分
離器の透過側の水素を前記燃料電池に供給するようにし
た燃料改質システムにおいて、燃料改質システムの停止
時に前記水素分離器の改質ガス側と透過側の水素分圧を
均等にしてから、前記改質器での改質ガスの生成を停止
する。
【０００７】第２の発明は、水素と酸素を用いて発電を
行う燃料電池と、水素を含む改質ガスを生成する改質器
と、前記改質器により生成された改質ガス中の水素のみ
を改質ガス側から透過側に透過する水素分離膜を有する
水素分離器と、を備え、前記水素分離器の透過側の水素
を前記燃料電池に供給するようにした燃料改質システム
において、前記水素分離器の改質ガス側と透過側をバル
ブを介して結ぶ圧力調整ラインと、可燃成分を燃焼する
燃焼器と、前記燃焼器と前記水素分離器の改質ガス側を
バルブを介して結ぶ水素分離膜排気ラインと、前記燃焼
器と前記水素分離器の透過側をバルブを介して結ぶバイ
パスラインと、を備え、燃料改質システム停止時に、前
記燃料電池への水素の供給を遮断する一方、前記圧力調
整ラインのバルブと前記バイパスラインのバルブを開く
と同時に、前記水素分離膜排気ラインのバルブを閉じ
て、前記水素分離器の透過側と改質ガス側の水素分圧を
均等にしてから前記改質ガスの生成を停止する。
行う燃料電池と、水素を含む改質ガスを生成する改質器
と、前記改質器により生成された改質ガス中の水素のみ
を改質ガス側から透過側に透過する水素分離膜を有する
水素分離器と、を備え、前記水素分離器の透過側の水素
を前記燃料電池に供給するようにした燃料改質システム
において、前記水素分離器の改質ガス側と透過側をバル
ブを介して結ぶ圧力調整ラインと、可燃成分を燃焼する
燃焼器と、前記燃焼器と前記水素分離器の改質ガス側を
バルブを介して結ぶ水素分離膜排気ラインと、前記燃焼
器と前記水素分離器の透過側をバルブを介して結ぶバイ
パスラインと、を備え、燃料改質システム停止時に、前
記燃料電池への水素の供給を遮断する一方、前記圧力調
整ラインのバルブと前記バイパスラインのバルブを開く
と同時に、前記水素分離膜排気ラインのバルブを閉じ
て、前記水素分離器の透過側と改質ガス側の水素分圧を
均等にしてから前記改質ガスの生成を停止する。
【０００８】第３の発明は、第２の発明において、前記
水素分離器の改質ガス側と透過側に空気または不活性ガ
スをバルブを介して供給するパージラインを備え、燃料
改質システムの停止時に、前記水素分離器の改質ガス側
と透過側の水素分圧が均等になった後、前記パージライ
ンのバルブを開けると同時に前記バイパスラインのバル
ブと前記水素分離膜排気ラインのバルブを開け、さらに
前記改質での改質ガスの生成を停止する。
水素分離器の改質ガス側と透過側に空気または不活性ガ
スをバルブを介して供給するパージラインを備え、燃料
改質システムの停止時に、前記水素分離器の改質ガス側
と透過側の水素分圧が均等になった後、前記パージライ
ンのバルブを開けると同時に前記バイパスラインのバル
ブと前記水素分離膜排気ラインのバルブを開け、さらに
前記改質での改質ガスの生成を停止する。
【０００９】第４の発明は、第２または３の発明におい
て、前記水素分離器の透過側および改質ガス側にそれぞ
れ水素濃度センサと圧力センサを備え、前記水素分離器
の改質ガス側と透過側の水素分圧が同じになったこと
を、前記水素分離器の改質ガス側と透過側の水素濃度と
圧力により判断する。
て、前記水素分離器の透過側および改質ガス側にそれぞ
れ水素濃度センサと圧力センサを備え、前記水素分離器
の改質ガス側と透過側の水素分圧が同じになったこと
を、前記水素分離器の改質ガス側と透過側の水素濃度と
圧力により判断する。
【００１０】
【作用及び効果】第１の発明によれば、燃料改質システ
ム停止時に水素分離膜の両側の水素分圧を同じすること
で、水素分離膜の温度が低下した時に水素が存在しても
水素分離膜が水素脆化することなしに停止できる。
ム停止時に水素分離膜の両側の水素分圧を同じすること
で、水素分離膜の温度が低下した時に水素が存在しても
水素分離膜が水素脆化することなしに停止できる。
【００１１】第２の発明によれば、圧力調整ラインのバ
ルブを開けることにより水素分離器の改質ガス側と透過
側の水素分圧を均等にすることができるので、燃料改質
システム停止時の温度低温下における水素分離膜の脆化
を防止できる。
ルブを開けることにより水素分離器の改質ガス側と透過
側の水素分圧を均等にすることができるので、燃料改質
システム停止時の温度低温下における水素分離膜の脆化
を防止できる。
【００１２】第３の発明によれば、水素分離膜の改質ガ
ス側と透過側の水素分圧差をほぼ同じに保った状態で水
素分離膜を空気または不活性ガスで冷却できるので、改
質ガス側と透過側の水素が出て行く以前に膜を急冷却し
ても水素脆化が生じることはない。また、パージにより
改質ガス側と透過側の残改質ガスを完全に除去できる。
ス側と透過側の水素分圧差をほぼ同じに保った状態で水
素分離膜を空気または不活性ガスで冷却できるので、改
質ガス側と透過側の水素が出て行く以前に膜を急冷却し
ても水素脆化が生じることはない。また、パージにより
改質ガス側と透過側の残改質ガスを完全に除去できる。
【００１３】第４の発明によれば、改質ガス側と水素側
の水素分圧が同じになったことを正確に判断でき、水素
分圧が同じになってから空気または不活性ガスでパージ
するまでに消費する改質ガス量を低減できる。
の水素分圧が同じになったことを正確に判断でき、水素
分圧が同じになってから空気または不活性ガスでパージ
するまでに消費する改質ガス量を低減できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本実施形態における燃料改質シス
テムの構成を図１に示す。
テムの構成を図１に示す。
【００１５】本燃料改質システムの主な構成は、改質器
１２、水素分離器８、燃料電池７、燃焼器１１から成
る。
１２、水素分離器８、燃料電池７、燃焼器１１から成
る。
【００１６】改質器１２は、燃料調整弁１３により流量
を調整した燃料と、空気供給ライン３から改質器空気調
整弁１５により流量を調整した空気から、改質反応によ
り水素リッチな改質ガスを生成する。改質器１２で生成
した改質ガスを、改質ガス供給ライン２９を経て水素分
離器８の改質ガス側９に供給する。水素分離膜器８で
は、水素分離膜２７を介して水素のみを改質ガス側９か
ら透過側１０に透過・分離する。透過・分離した水素ガ
スを燃料電池水素調整弁１８により圧力調整し、水素供
給ライン４を経て燃料電池７の陽極（カソード電極）に
供給し、また、空気を供給するパージライン１から燃料
電池空気調整弁１７により圧力を調整した空気を燃料電
池７の陰極（アノード電極）に供給して電気化学反応に
より発電を行う。
を調整した燃料と、空気供給ライン３から改質器空気調
整弁１５により流量を調整した空気から、改質反応によ
り水素リッチな改質ガスを生成する。改質器１２で生成
した改質ガスを、改質ガス供給ライン２９を経て水素分
離器８の改質ガス側９に供給する。水素分離膜器８で
は、水素分離膜２７を介して水素のみを改質ガス側９か
ら透過側１０に透過・分離する。透過・分離した水素ガ
スを燃料電池水素調整弁１８により圧力調整し、水素供
給ライン４を経て燃料電池７の陽極（カソード電極）に
供給し、また、空気を供給するパージライン１から燃料
電池空気調整弁１７により圧力を調整した空気を燃料電
池７の陰極（アノード電極）に供給して電気化学反応に
より発電を行う。
【００１７】発電に使用されなかった余剰の燃料電池排
気ガスは燃料電池排気ライン２を経て、また水素分離器
８で透過しなかった改質ガス側９の水素分離膜排気ガス
は水素分離膜排気弁２１により流量を調整されて水素分
離膜排気ライン６を経て燃焼器１１に供給される。燃焼
器１１では、これらの排気ガスと空気供給ライン３から
燃焼器空気調整弁１４を介して供給された空気を用いて
燃焼を行うことにより、改質器１２で行う改質反応に必
要な熱を生成する。
気ガスは燃料電池排気ライン２を経て、また水素分離器
８で透過しなかった改質ガス側９の水素分離膜排気ガス
は水素分離膜排気弁２１により流量を調整されて水素分
離膜排気ライン６を経て燃焼器１１に供給される。燃焼
器１１では、これらの排気ガスと空気供給ライン３から
燃焼器空気調整弁１４を介して供給された空気を用いて
燃焼を行うことにより、改質器１２で行う改質反応に必
要な熱を生成する。
【００１８】水素分離器８の透過側１０には、システム
停止時の水素分離膜２７の脆化を防ぐために、水素分離
膜器８内の水素ガスを一掃するためのパージ空気または
不活性ガスをパージライン１から供給するためのパージ
空気開放弁１６を設ける。
停止時の水素分離膜２７の脆化を防ぐために、水素分離
膜器８内の水素ガスを一掃するためのパージ空気または
不活性ガスをパージライン１から供給するためのパージ
空気開放弁１６を設ける。
【００１９】また、燃料改質システム停止時の改質ガス
側９と透過側１０の圧力を調整するために、パージ空気
開放弁１６の下流側のパージライン１上と改質ガス側９
を結ぶ圧力調整ライン５を設け、圧力調整ライン５に圧
力開放弁１９を設ける。さらに、水素供給ライン４上で
燃料電池水素調整弁１８の上流側と水素分離膜排気ライ
ン６上で水素分離膜排気弁２１の下流側を結ぶバイパス
ライン２２を設け、そのバイパスライン２２にバイパス
弁２０を設ける。
側９と透過側１０の圧力を調整するために、パージ空気
開放弁１６の下流側のパージライン１上と改質ガス側９
を結ぶ圧力調整ライン５を設け、圧力調整ライン５に圧
力開放弁１９を設ける。さらに、水素供給ライン４上で
燃料電池水素調整弁１８の上流側と水素分離膜排気ライ
ン６上で水素分離膜排気弁２１の下流側を結ぶバイパス
ライン２２を設け、そのバイパスライン２２にバイパス
弁２０を設ける。
【００２０】水素分離器８には、改質ガス側９の圧力を
測定する改質ガス側圧力センサ２３と水素濃度を測定す
る改質ガス側水素濃度センサ２４および透過側１０の圧
力を測定する透過側圧力センサ２５と水素濃度を測定す
る透過側水素濃度センサ２６を設け、これらのセンサの
測定結果に基づいてそれぞれの弁の開閉をコントローラ
２８により制御する。
測定する改質ガス側圧力センサ２３と水素濃度を測定す
る改質ガス側水素濃度センサ２４および透過側１０の圧
力を測定する透過側圧力センサ２５と水素濃度を測定す
る透過側水素濃度センサ２６を設け、これらのセンサの
測定結果に基づいてそれぞれの弁の開閉をコントローラ
２８により制御する。
【００２１】このような構成の燃料改質システムにおい
て、システム停止時に水素分離膜２７が水素脆化を回避
するように以下のような制御を行う。
て、システム停止時に水素分離膜２７が水素脆化を回避
するように以下のような制御を行う。
【００２２】なお、システム運転中は、燃料電池水素調
整弁１８と改質側圧力調整弁２１を開け、パージ空気開
放弁１６、圧力開放弁１９及びバイパス弁２０を閉じて
おく。
整弁１８と改質側圧力調整弁２１を開け、パージ空気開
放弁１６、圧力開放弁１９及びバイパス弁２０を閉じて
おく。
【００２３】外部よりシステム停止の信号がコントロー
ラ２８に入力されたら、水素分離膜排気ライン６の水素
分離膜排気弁２１と、水素供給ライン４の燃料電池水素
調整弁１８を閉じる。これと同時に、圧力調整ライン5
の圧力開放弁１９とバイパスライン２２上のバイパス弁
２０を開いて、水素分離膜器８の改質ガス側９と透過側
１０を連通する。
ラ２８に入力されたら、水素分離膜排気ライン６の水素
分離膜排気弁２１と、水素供給ライン４の燃料電池水素
調整弁１８を閉じる。これと同時に、圧力調整ライン5
の圧力開放弁１９とバイパスライン２２上のバイパス弁
２０を開いて、水素分離膜器８の改質ガス側９と透過側
１０を連通する。
【００２４】これにより、水素分離器８に供給されるガ
スは改質ガス供給ライン２９を経て改質ガス側９に供給
される改質ガスのみであり、供給された改質ガスは一方
向に改質ガス側９から透過ガス側１０に供給され、運転
時に透過側１０に分離されていた水素ガスはバイパスラ
イン２２に排出され、透過側１０にも改質ガスが充満す
るので、改質ガス側９と透過側１０の水素分圧を均等化
することができる。
スは改質ガス供給ライン２９を経て改質ガス側９に供給
される改質ガスのみであり、供給された改質ガスは一方
向に改質ガス側９から透過ガス側１０に供給され、運転
時に透過側１０に分離されていた水素ガスはバイパスラ
イン２２に排出され、透過側１０にも改質ガスが充満す
るので、改質ガス側９と透過側１０の水素分圧を均等化
することができる。
【００２５】水素分圧が正確に均等になったのを検知す
るために、改質ガス側圧力センサ２３と改質ガス側水素
濃度センサ２４で測定した圧力および水素濃度により改
質ガス側９の水素分圧を算出し、透過側圧力センサ２５
と透過側水素濃度センサ２６で測定した圧力および水素
濃度により透過側１０の水素分圧を算出し、その両者が
一致したところで、改質器１２への燃料供給を停止する
ために燃料調整弁１３を閉じる。
るために、改質ガス側圧力センサ２３と改質ガス側水素
濃度センサ２４で測定した圧力および水素濃度により改
質ガス側９の水素分圧を算出し、透過側圧力センサ２５
と透過側水素濃度センサ２６で測定した圧力および水素
濃度により透過側１０の水素分圧を算出し、その両者が
一致したところで、改質器１２への燃料供給を停止する
ために燃料調整弁１３を閉じる。
【００２６】これにより、水素分圧が不均等のときに
は、高温の改質ガスを水素分離器８に供給するので水素
分離膜２７の脆化を防ぐことができる。また、水素分圧
が均等になると同時に改質器１２への燃料供給を停止す
ることができるので、燃料の消費量を低減することがで
きる。
は、高温の改質ガスを水素分離器８に供給するので水素
分離膜２７の脆化を防ぐことができる。また、水素分圧
が均等になると同時に改質器１２への燃料供給を停止す
ることができるので、燃料の消費量を低減することがで
きる。
【００２７】次に、パージ空気開放弁１６を開き、残水
素および残一酸化炭素を一掃するためにパージライン１
からパージ空気を導入し、同時に水素分離膜排気弁２１
を開き、水素分離膜２７の改質ガス側９と透過側１０、
水素供給ライン４の一部および圧力調整ライン５の残水
素、残一酸化炭素を除去する。
素および残一酸化炭素を一掃するためにパージライン１
からパージ空気を導入し、同時に水素分離膜排気弁２１
を開き、水素分離膜２７の改質ガス側９と透過側１０、
水素供給ライン４の一部および圧力調整ライン５の残水
素、残一酸化炭素を除去する。
【００２８】このように、改質システム停止時に燃料電
池水素調整弁１８を閉じ、改質ガス側９と透過側１０を
結ぶ圧力調整ライン５の圧力開放弁１９を開いて水素分
離膜２７の改質ガス側９と透過側１０のガス成分を同一
にして水素分圧を同圧にすると、水素は水素分離膜２７
内に入ることができなくなる。そのため、水素分離膜２
７を水素雰囲気下で冷却しても水素分離膜２７の水素脆
化を回避することができる。
池水素調整弁１８を閉じ、改質ガス側９と透過側１０を
結ぶ圧力調整ライン５の圧力開放弁１９を開いて水素分
離膜２７の改質ガス側９と透過側１０のガス成分を同一
にして水素分圧を同圧にすると、水素は水素分離膜２７
内に入ることができなくなる。そのため、水素分離膜２
７を水素雰囲気下で冷却しても水素分離膜２７の水素脆
化を回避することができる。
【００２９】その後、改質ガス側９と透過側１０に空
気、または不活性ガスを導入することにより、水素分圧
をほぼゼロに保った状態で、水素分離膜２７が水素脆化
することなく水素分離器８の改質ガス側９および透過側
１０の残水素・残一酸化炭素を確実に除去することがで
きるので、始動時に残一酸化炭素が燃料電池７に流れる
ことを防ぐことができる。また、改質ガス側圧力センサ
２３と改質ガス側水素濃度センサ２４および透過側圧力
センサ２５と透過側水素濃度センサ２６により、水素分
離膜２７の両側の水素分圧を正確に検知することができ
るので、水素分圧が同じになってから空気または不活性
ガスでパージするまでに消費する改質ガスの生成量を低
減できる。
気、または不活性ガスを導入することにより、水素分圧
をほぼゼロに保った状態で、水素分離膜２７が水素脆化
することなく水素分離器８の改質ガス側９および透過側
１０の残水素・残一酸化炭素を確実に除去することがで
きるので、始動時に残一酸化炭素が燃料電池７に流れる
ことを防ぐことができる。また、改質ガス側圧力センサ
２３と改質ガス側水素濃度センサ２４および透過側圧力
センサ２５と透過側水素濃度センサ２６により、水素分
離膜２７の両側の水素分圧を正確に検知することができ
るので、水素分圧が同じになってから空気または不活性
ガスでパージするまでに消費する改質ガスの生成量を低
減できる。
【００３０】なお、本発明は上記の実施形態に限定され
るわけではなく、特許請求の範囲に記載した技術思想の
範囲内で様々な変更が成し得ることは言うまでもない。
るわけではなく、特許請求の範囲に記載した技術思想の
範囲内で様々な変更が成し得ることは言うまでもない。
【図１】本実施形態における燃料改質システムの構成図
である。
である。
【図２】水素脆化の温度と水素分圧差の関係図である。
１ パージライン
２ 燃料電池廃棄ライン
３ 空気供給ライン
４ 水素供給ライン
５ 圧力調整ライン
６ 水素分離膜排気ライン
７ 燃料電池
８ 水素分離器
９ 改質ガス側
１０ 透過側
１１ 燃焼器
１２ 改質器
１３ 燃料調整弁
１４ 燃焼器空気調整弁
１５ 改質空気調整弁
１６ パージ空気開放弁
１７ 燃料電池空気調整弁
１８ 燃料電池水素調整弁
１９ 圧力開放弁
２０ バイパス弁
２１ 水素分離膜排気弁
２２ バイパスライン
２３ 改質ガス側圧力センサ
２４ 改質ガス側水素濃度センサ
２５ 透過側圧力センサ
２６ 透過側水素濃度センサ
２７ 水素分離膜
２８ コントローラ
２９ 改質ガス供給ライン
Claims (4)
- 【請求項１】水素と酸素を用いて発電を行う燃料電池
と、 水素を含む改質ガスを生成する改質器と、 前記改質器により生成された改質ガス中の水素のみを改
質ガス側から透過側に透過する水素分離膜を有する水素
分離器と、を備え、 前記水素分離器の透過側の水素を前記燃料電池に供給す
るようにした燃料改質システムにおいて、 燃料改質システムの停止時に前記水素分離器の改質ガス
側と透過側の水素分圧を均等にしてから前記改質器での
改質ガスの生成を停止することを特徴とする燃料改質シ
ステム。 - 【請求項２】水素と酸素を用いて発電を行う燃料電池
と、 水素を含む改質ガスを生成する改質器と、 前記改質器により生成された改質ガス中の水素のみを改
質ガス側から透過側に透過する水素分離膜を有する水素
分離器と、を備え、 前記水素分離器の透過側の水素を前記燃料電池に供給す
るようにした燃料改質システムにおいて、 前記水素分離膜の改質ガス側と透過側をバルブを介して
結ぶ圧力調整ラインと、 可燃成分を燃焼する燃焼器と、 前記燃焼器と前記水素分離器の改質ガス側をバルブを介
して結ぶ水素分離膜排気ラインと、 前記燃焼器と前記水素分離器の透過側をバルブを介して
結ぶバイパスラインと、を備え、 燃料改質システム停止時に、前記燃料電池への水素の供
給を遮断する一方、前記圧力調整ラインのバルブと前記
バイパスラインのバルブを開くと同時に、前記水素分離
膜排気ラインのバルブを閉じて、前記水素分離器の改質
ガス側と透過側の水素分圧を均等にしてから前記改質ガ
スの生成を停止する燃料改質システム。 - 【請求項３】前記水素分離器の改質ガス側と透過側に空
気または不活性ガスをバルブを介して供給するパージラ
インを備え、 燃料改質システムの停止時に、前記水素分離器の改質ガ
ス側と透過側の水素分圧が同じになった後、前記パージ
ラインのバルブを開けると同時に前記バイパスラインの
バルブと前記水素分離膜排気ラインのバルブを開け、さ
らに前記改質器での改質ガスの生成を停止する請求項２
に記載の燃料改質システム。 - 【請求項４】前記水素分離器の透過側および改質ガス側
にそれぞれ水素濃度センサと圧力センサを備え、前記水
素分離器の改質ガス側と透過側の水素分圧が均等になっ
たことを、前記水素分離器の改質ガス側と透過側の水素
濃度と圧力により判断する請求項２または３のいずれか
一つに記載の燃料改質システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001268550A JP2003077513A (ja) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | 燃料改質システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001268550A JP2003077513A (ja) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | 燃料改質システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003077513A true JP2003077513A (ja) | 2003-03-14 |
Family
ID=19094514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001268550A Pending JP2003077513A (ja) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | 燃料改質システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003077513A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005043663A1 (ja) * | 2003-11-04 | 2005-05-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システムおよび移動体 |
| JP2016173993A (ja) * | 2016-05-03 | 2016-09-29 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
-
2001
- 2001-09-05 JP JP2001268550A patent/JP2003077513A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005043663A1 (ja) * | 2003-11-04 | 2005-05-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システムおよび移動体 |
| JPWO2005043663A1 (ja) * | 2003-11-04 | 2007-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システムおよび移動体 |
| CN100435398C (zh) * | 2003-11-04 | 2008-11-19 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统以及移动体 |
| JP5109255B2 (ja) * | 2003-11-04 | 2012-12-26 | トヨタ自動車株式会社 | 電源システムおよび移動体、燃料電池システムの停止方法 |
| JP2016173993A (ja) * | 2016-05-03 | 2016-09-29 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
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