JP2006302881A - Fuel cell assembly - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原料ガスが触媒の作用によって改質及び/又は脱硫されてセルスタックに供給される形態の燃料電池組立体に関し、特にハウジング内で余剰燃料ガスが燃焼して触媒収納ケースを加熱する燃料電池組立体に関する。 The present invention relates to a fuel cell assembly in which raw material gas is reformed and / or desulfurized by the action of a catalyst and supplied to a cell stack, and more particularly, surplus fuel gas burns in a housing to heat a catalyst storage case. The present invention relates to a fuel cell assembly.
次世代エネルギーとして、近年、固体高分子形、リン酸形、溶融炭酸塩形及び固体酸化物形等の種々の型の燃料電池発電システムが提案されている。 In recent years, various types of fuel cell power generation systems such as solid polymer, phosphoric acid, molten carbonate, and solid oxide have been proposed as next-generation energy.
従来、固体高分子形燃料電池では、発電素子が収容されたハウジングと、ハウジング外に配設された改質装置とを具備しており、発電素子に供給された燃料ガスのうち余剰の燃料ガスを改質装置内に導入して燃焼させ、改質装置内の改質器を加熱していた。また、余剰の燃料ガスの燃焼だけでは改質器を十分に加熱することができないため、別個に外部から燃料ガスを改質装置内に導入し、燃焼させ、改質器の温度が一定になるように加熱されていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, a polymer electrolyte fuel cell includes a housing in which a power generation element is accommodated and a reformer disposed outside the housing, and surplus fuel gas in the fuel gas supplied to the power generation element. Was introduced into the reformer and combusted to heat the reformer in the reformer. Further, since the reformer cannot be heated sufficiently only by surplus fuel gas combustion, the fuel gas is separately introduced into the reformer from the outside and burned, and the temperature of the reformer becomes constant. Had been heated.
一方、固体酸化物形燃料電池発電システムは、作動温度が高いが、発電効率が高い、排熱利用が可能である等の利点を有しており、研究開発が推し進められている。 On the other hand, the solid oxide fuel cell power generation system has advantages such as high operating temperature, high power generation efficiency, and use of waste heat, and research and development are being promoted.
燃料電池発電システムの典型例においては、下記特許文献1に開示されている如く、発電・燃焼室を規定するハウジングとこのハウジング内に配設されたセルスタックとを含む燃料電池組立体を備えている(例えば、特許文献1参照)。そして、近時においては、燃料電池組立体にガス導入手段及びガス導出手段が付設された収納ケースも配設することが提案されている。収納ケース内には適宜の改質触媒が収容され、ガス導入手段を通して原料ガスが収納ケースに導入され、触媒の作用を受け、そして燃料ガスがガス導出手段を通してセルスタックに供給される。セルスタックには空気でよい酸素含有ガスも供給され、各セルにおいて所要発電反応が生成されて発電される。
しかしながら、固体酸化物形燃料電池では、ハウジング内に改質器(触媒収納ケース)を配設した場合、燃料電池の発電熱や排ガスにより改質器を加熱し、改質器内の触媒により原料ガスを改質し、燃料ガスとしてセルスタックに供給されることになるが、発電による熱量や排ガスにより改質器を加熱するため、改質器の加熱状況を制御することが困難であり、これにより原料ガスの改質性能が変化し、発電性能に大きな影響を与えるという問題があった。 However, in a solid oxide fuel cell, when a reformer (catalyst storage case) is disposed in the housing, the reformer is heated by the heat generated by the fuel cell or exhaust gas, and the raw material is produced by the catalyst in the reformer. Gas is reformed and supplied to the cell stack as fuel gas. However, it is difficult to control the heating status of the reformer because the reformer is heated by the amount of heat and exhaust gas generated by power generation. As a result, the reforming performance of the raw material gas changes, which has a problem of greatly affecting the power generation performance.
特に、燃料電池の発電量を電力需要に応じて変動させる(負荷変動)場合には、発電による熱量が変動し、また、排ガス量も変動するため、改質器の加熱状態が変動し、最適な改質器環境を得ることが困難であった。 In particular, when the amount of power generated by the fuel cell is changed according to the power demand (load fluctuation), the amount of heat generated by the power generation also changes, and the amount of exhaust gas also changes. It was difficult to obtain a good reformer environment.
また、近年では、ハウジング内で燃料ガスを燃焼させることが行われているが、この場合には、負荷変動により燃焼ガスによる熱量が変動し、最適な触媒環境を得ることが困難であった。 In recent years, fuel gas is burned in the housing. In this case, the amount of heat generated by the combustion gas fluctuates due to load fluctuations, making it difficult to obtain an optimal catalyst environment.
本発明の燃料電池組立体は、最適な触媒環境を得ることができる燃料電池組立体を提供することを目的とする。 An object of the fuel cell assembly of the present invention is to provide a fuel cell assembly capable of obtaining an optimum catalyst environment.
本発明の燃料電池組立体は、発電室を規定するハウジングと、該ハウジング内に配設されたセルスタックと、前記ハウジング内に配設された触媒収納ケースと、該触媒収納ケースに付設されたガス導入手段と、前記触媒収納ケースに付設されたガス導出手段とを具備する燃料電池組立体において、前記触媒収納ケース内には改質触媒及び/又は脱硫触媒が収容されており、前記ガス導入手段を通して前記触媒収納ケースに導入された原料ガスが前記触媒の作用を受け、前記ガス導出手段を通して前記セルスタックに供給されるとともに、前記触媒収納ケースに温度検出手段及び/又は圧力検出手段を設け、該温度検出手段及び/又は圧力検出手段を、前記ハウジング外の測定装置に接続してなることを特徴とする。 The fuel cell assembly of the present invention includes a housing defining a power generation chamber, a cell stack disposed in the housing, a catalyst storage case disposed in the housing, and the catalyst storage case. A fuel cell assembly comprising a gas introduction means and a gas lead-out means attached to the catalyst storage case, wherein the catalyst storage case contains a reforming catalyst and / or a desulfurization catalyst, and the gas introduction The raw material gas introduced into the catalyst storage case through the means receives the action of the catalyst and is supplied to the cell stack through the gas outlet means, and the catalyst storage case is provided with temperature detection means and / or pressure detection means. The temperature detecting means and / or the pressure detecting means are connected to a measuring device outside the housing.
このような燃料電池組立体では、触媒収納ケースに、温度検出手段及び/又は圧力検出手段を設けたため、燃料電池の発電量を電力需要に応じて変動させた場合でも、また、燃焼ガスにより触媒収納ケースを加熱する場合でも、触媒収納ケース内の温度分布や圧力分布を把握することができ、最適な触媒環境を得ることができる。例えば、触媒収納ケース内に異常な温度分布が発生した場合、後述するように、発電量、燃料利用率、空気利用率等を変化させることによって、最適な触媒環境に制御することができる。また、触媒収納ケース内に異常な圧力分布が発生した場合には、燃料供給量、水蒸気量等を変化させることによって、最適な触媒環境に制御することができ、その時の燃料電池の状況に応じた最適な触媒環境を提供できる。また、異常が発生しないように触媒収納ケースを監視、制御できると共に、異常発生時に運転条件制御による改善が困難な場合には非常停止を行うこともできる。 In such a fuel cell assembly, since the temperature detection means and / or the pressure detection means are provided in the catalyst storage case, even when the power generation amount of the fuel cell is changed according to the power demand, the catalyst is also generated by the combustion gas. Even when the storage case is heated, the temperature distribution and pressure distribution in the catalyst storage case can be grasped, and an optimum catalyst environment can be obtained. For example, when an abnormal temperature distribution occurs in the catalyst storage case, the optimum catalyst environment can be controlled by changing the power generation amount, the fuel utilization rate, the air utilization rate, etc., as will be described later. In addition, when an abnormal pressure distribution occurs in the catalyst storage case, it can be controlled to the optimum catalyst environment by changing the fuel supply amount, the water vapor amount, etc., depending on the situation of the fuel cell at that time Provide an optimal catalyst environment. In addition, the catalyst storage case can be monitored and controlled so that no abnormality occurs, and an emergency stop can be performed when improvement by operating condition control is difficult when an abnormality occurs.
また、本発明の燃料電池組立体は、前記温度検出手段は、前記触媒収納ケースの触媒における原料ガス入口部及び/又は原料ガス出口部に設けられていることを特徴とする。 Further, the fuel cell assembly of the present invention is characterized in that the temperature detecting means is provided at a raw material gas inlet and / or a raw material gas outlet in the catalyst of the catalyst storage case.
触媒が原料ガスに作用する上で、触媒の原料ガス入口部〜原料ガス出口部間では触媒反応により発熱、吸熱が発生するためさまざまな温度分布が起こりえる。このとき、触媒性能、寿命などに重要となるのは原料ガス入口部と原料ガス出口部の温度である。これらのうち少なくとも一方の温度を検出し、運転制御へフィードバックすることで、最適な触媒環境を得ることができる。 When the catalyst acts on the raw material gas, heat generation and endotherm are generated by the catalytic reaction between the raw material gas inlet portion and the raw material gas outlet portion of the catalyst, and various temperature distributions can occur. At this time, the temperatures of the raw material gas inlet and the raw material gas outlet are important for the catalyst performance and the life. By detecting the temperature of at least one of these and feeding it back to operation control, an optimal catalyst environment can be obtained.
また、本発明の燃料電池組立体では、前記触媒収納ケースの温度検出手段により原料ガス入口部の温度が設定温度範囲から逸脱していることを検出した場合には、前記原料ガス入口部の温度が設定温度範囲に収まるように運転条件制御し、もしくは、運転停止することができる。 In the fuel cell assembly of the present invention, when the temperature detection means of the catalyst storage case detects that the temperature of the raw material gas inlet deviates from the set temperature range, the temperature of the raw material gas inlet is Can be controlled so as to be within the set temperature range, or the operation can be stopped.
前述のように、触媒の原料ガス入口部の温度が触媒性能、寿命に与える影響は大きい。例えば、改質触媒おいては、固体電解質形燃料電池の運転状態によっては触媒収納ケースに許容範囲以上の温度変動が生じてしまう場合があり、この温度変動によって触媒の原料ガス入口部が過剰に温度上昇すると炭素析出を引き起こすことがある。しかし、温度検出手段により検出された触媒の原料ガス入口部の温度が所定上限値より高い場合には、運転制御へフィードバックし運転条件を変更することで、設定温度範囲に収めることができる。 As described above, the influence of the temperature of the raw material gas inlet of the catalyst on the catalyst performance and life is great. For example, in a reforming catalyst, a temperature fluctuation exceeding an allowable range may occur in the catalyst storage case depending on the operating state of the solid oxide fuel cell. This temperature fluctuation causes an excessive amount of the raw material gas inlet of the catalyst. Increased temperature may cause carbon deposition. However, when the temperature of the raw material gas inlet of the catalyst detected by the temperature detecting means is higher than the predetermined upper limit value, it can be kept within the set temperature range by feeding back to the operation control and changing the operation condition.
もしくは、運転停止を実施することで触媒の劣化を防止し、安全に運転を停止することができる。 Alternatively, the catalyst can be prevented from being deteriorated by stopping the operation, and the operation can be stopped safely.
本発明の燃料電池組立体は、前記触媒収納ケースは水気化部を有しており、前記触媒収納ケースの触媒における原料ガス入口部の温度が設定温度範囲よりも高い場合には、前記触媒収納ケースの水気化部への水供給量を増加させるように制御する制御装置を具備することを特徴とする。 In the fuel cell assembly of the present invention, the catalyst storage case has a water vaporization section, and when the temperature of the raw material gas inlet in the catalyst of the catalyst storage case is higher than a set temperature range, the catalyst storage case is provided. It is characterized by comprising a control device that controls to increase the amount of water supplied to the water vaporization section of the case.
触媒の入口過昇温に対する具体的な運転制御方法として、原料ガスと水蒸気を触媒にて作用させる(改質)ことで発電に必要な燃料を生成しているが、改質用に供給している水量を増加させることで、水気化部における水気化に伴う吸熱によって隣接する触媒の原料ガス入口部の温度を低下させるとともに、触媒に供給される原料ガスと水蒸気との混合ガス温度を低下させることで、炭素析出を防止することができる。 As a specific operation control method for the catalyst overheating at the inlet of the catalyst, the raw material gas and water vapor act on the catalyst (reforming) to generate the fuel necessary for power generation. By increasing the amount of water, the temperature of the raw material gas inlet portion of the adjacent catalyst is lowered by the endotherm accompanying the water vaporization in the water vaporization portion, and the mixed gas temperature of the raw material gas and water vapor supplied to the catalyst is lowered. Thus, carbon deposition can be prevented.
また、本発明の燃料電池組立体では、前記触媒収納ケースの温度検出手段により前記触媒の原料ガス出口部の温度が設定温度範囲から逸脱していることを検出した場合には、触媒の原料ガス出口部の温度が設定温度範囲に収まるように運転条件制御、もしくは、運転停止することができる。 In the fuel cell assembly of the present invention, when it is detected by the temperature detection means of the catalyst storage case that the temperature of the catalyst source gas outlet deviates from the set temperature range, the catalyst source gas The operating condition can be controlled or the operation can be stopped so that the temperature of the outlet is within the set temperature range.
前述のように、触媒の原料ガス出口部の温度も触媒性能、寿命に与える影響は大きい。例えば、改質触媒おいては、運転状態によっては触媒収納ケースに許容範囲以上の温度変動が生じてしまう場合があり、この温度変動によって触媒の原料ガス出口部の温度が過剰に上昇すると焼結を引き起こし、触媒劣化してしまうことがある。逆に、触媒の原料出口部の温度が所定温度よりも低下すると、所定の改質反応が行われず燃料電池へ多量の炭化水素が供給されることになり、燃料電池へ炭素析出が発生する可能性がある。しかし、触媒の原料ガス出口部の温度が設定温度範囲から逸脱していることを検出した場合には、運転制御へフィードバックし運転条件を変更することで、設定温度範囲に収めることができる。もしくは、運転停止を実施することで触媒の劣化を防止し、安全に運転を停止することができる。 As described above, the temperature of the raw material gas outlet of the catalyst has a great influence on the catalyst performance and life. For example, in a reforming catalyst, a temperature fluctuation exceeding an allowable range may occur in the catalyst storage case depending on the operation state, and if the temperature of the raw material gas outlet of the catalyst rises excessively due to this temperature fluctuation, the sintering is performed. May cause catalyst deterioration. Conversely, when the temperature of the catalyst raw material outlet is lower than the predetermined temperature, the predetermined reforming reaction is not performed and a large amount of hydrocarbons is supplied to the fuel cell, and carbon deposition may occur in the fuel cell. There is sex. However, when it is detected that the temperature of the raw material gas outlet of the catalyst deviates from the set temperature range, it can be kept within the set temperature range by feeding back to the operation control and changing the operation conditions. Alternatively, the catalyst can be prevented from being deteriorated by stopping the operation, and the operation can be stopped safely.
本発明の燃料電池組立体は、前記触媒収納ケースの触媒における原料ガス出口部の温度が設定温度範囲よりも低い場合には、前記触媒収納ケースの触媒への酸素源供給量を増加させるように制御する制御装置を具備することを特徴とする。 The fuel cell assembly according to the present invention increases the amount of oxygen source supplied to the catalyst in the catalyst storage case when the temperature of the source gas outlet of the catalyst in the catalyst storage case is lower than the set temperature range. A control device for controlling is provided.
原料ガス出口部の温度低下に対する具体的な運転制御方法として、触媒への酸素源、例えば水蒸気や空気量を増加させたり、上記したように、触媒収納ケースに水気化部を有する場合には、水気化部への水量を増加させることで、改質反応の転化率を高め、燃料電池への炭化水素供給量を減らすことができ、炭素析出を防止することができる。 As a specific operation control method for the temperature drop of the raw material gas outlet part, the oxygen source to the catalyst, for example, the amount of water vapor or air is increased, or as described above, when the catalyst storage case has a water vaporization part, By increasing the amount of water to the water vaporization section, the conversion rate of the reforming reaction can be increased, the amount of hydrocarbons supplied to the fuel cell can be reduced, and carbon deposition can be prevented.
酸素源として、水蒸気と空気を用いることができる。原料ガス出口部の温度低下に対する具体的な運転制御方法として、通常改質反応は水蒸気と炭化水素を吸熱反応させる水蒸気改質法で行うが、触媒の原料ガス出口部の温度が低下し所定の改質反応が得られない場合には、炭化水素中に所定量の空気を混合させ改質触媒に供給し、空気と炭化水素を発熱反応させる部分酸化反応を併発させることで、触媒の熱量不足を補うとともに、酸素源増加により炭素析出を防止することができる。 Water vapor and air can be used as the oxygen source. As a specific operation control method for the temperature drop of the raw material gas outlet, the reforming reaction is usually performed by a steam reforming method in which steam and hydrocarbon endothermically react. If a reforming reaction cannot be obtained, a predetermined amount of air is mixed in the hydrocarbon and supplied to the reforming catalyst, and a partial oxidation reaction that exothermicly reacts air and hydrocarbons occurs simultaneously, resulting in a lack of heat in the catalyst. In addition, carbon deposition can be prevented by increasing the oxygen source.
また、本発明の燃料電池組立体は、前記セルスタックで用いられなかった余剰燃料ガスが燃焼し、該燃焼ガスにより前記触媒収納ケースが加熱されることを特徴とする。このような燃料電池組立体では、触媒収納ケースを効率良く加熱することができるが、触媒収納ケースに温度分布や圧力分布が生じやすいため、本発明を効果的に用いることができる。 The fuel cell assembly of the present invention is characterized in that surplus fuel gas that has not been used in the cell stack burns, and the catalyst storage case is heated by the combustion gas. In such a fuel cell assembly, the catalyst storage case can be efficiently heated. However, since the temperature distribution and pressure distribution are likely to occur in the catalyst storage case, the present invention can be used effectively.
また、本発明の燃料電池組立体は、余剰燃料ガスが燃焼し、該燃焼ガスにより触媒収納ケースを加熱する場合において、前記触媒収納ケースの触媒における原料ガス出口部の温度が設定温度範囲よりも低い場合には、燃料利用率を低下させるように制御する制御装置を具備することを特徴とする。 In the fuel cell assembly of the present invention, when the surplus fuel gas burns and the catalyst storage case is heated by the combustion gas, the temperature of the raw material gas outlet in the catalyst of the catalyst storage case is lower than the set temperature range. When it is low, a control device is provided for controlling the fuel utilization rate to decrease.
触媒の原料ガス出口部の温度低下に対する具体的な運転制御方法として、発電に使用する燃料の利用率を低下させるように制御することで、同じ出力を出すためにより多くの燃料が必要となってしまうが、余剰燃料量が増加するため、実質的に燃焼熱量が増加することになり、触媒の原料ガス出口部の温度を上昇することができる。 As a specific operation control method for the temperature drop at the source gas outlet of the catalyst, more fuel is required to produce the same output by controlling the utilization rate of the fuel used for power generation to be reduced. However, since the surplus fuel amount increases, the amount of combustion heat substantially increases, and the temperature of the raw material gas outlet of the catalyst can be raised.
また、本発明の燃料電池組立体は、前記触媒収納ケースの触媒における原料ガス入口部及び原料ガス出口部の温度が設定温度範囲よりも高い場合には空気利用率を低下させ、設定温度範囲よりも低い場合には空気利用率を増加させるように制御する制御装置を具備することを特徴とする。 Further, the fuel cell assembly of the present invention reduces the air utilization rate when the temperature of the raw material gas inlet and the raw material gas outlet in the catalyst of the catalyst storage case is higher than the set temperature range. If it is too low, a control device is provided for controlling the air utilization rate to be increased.
原料ガス入口部及び原料ガス出口部の温度に対する具体的な運転制御方法として、触媒収納ケースの温度検出手段により検出された各部温度が所定上限値より高い場合には、発電に使用する空気の利用率を低下させるように制御し、発電用空気の供給量を増加させ燃料電池組立体全体を冷却することで、各部の温度を低下させ、触媒過昇温を防止することができる。また、触媒収納ケースの温度検出手段により検出された各部温度が所定下限値より低い場合には、発電に使用する空気の利用率を向上させるように制御し、発電用空気の供給量を減少させ燃料電池組立体全体を昇温することで、各部の温度を上昇させ、改質不良などを防止することができる。 As a specific operation control method for the temperature of the raw material gas inlet and the raw material gas outlet, if the temperature of each part detected by the temperature detection means of the catalyst storage case is higher than a predetermined upper limit value, use of air used for power generation By controlling so as to reduce the rate, and by increasing the supply amount of power generation air and cooling the entire fuel cell assembly, the temperature of each part can be lowered and the catalyst overheating can be prevented. In addition, when the temperature of each part detected by the temperature detection means of the catalyst storage case is lower than the predetermined lower limit value, control is performed to improve the utilization rate of air used for power generation, and the supply amount of power generation air is reduced. By raising the temperature of the entire fuel cell assembly, it is possible to raise the temperature of each part and prevent reforming defects and the like.
本発明の燃料電池組立体は、発電室を規定するハウジングと、該ハウジング内に配設されたセルスタックと、前記ハウジング内に配設された触媒収納ケースと、該触媒収納ケースに付設されたガス導入手段と、前記触媒収納ケースに付設されたガス導出手段とを具備する燃料電池組立体において、前記触媒収納ケース内には改質触媒及び/又は脱硫触媒が収容されており、前記ガス導入手段を通して前記触媒収納ケースに導入された原料ガスが前記触媒の作用を受け、前記ガス導出手段を通して前記セルスタックに供給されるとともに、前記ガス導入手段に圧力検出手段を設け、該圧力検出手段をハウジング外の測定装置に接続してなり、前記圧力検出手段により検出された圧力が設定圧力範囲よりも高い場合には、前記触媒収納ケースの触媒への酸素源供給量を増加させるように制御する制御装置を具備することを特徴とする。 The fuel cell assembly of the present invention includes a housing defining a power generation chamber, a cell stack disposed in the housing, a catalyst storage case disposed in the housing, and the catalyst storage case. A fuel cell assembly comprising a gas introduction means and a gas lead-out means attached to the catalyst storage case, wherein the catalyst storage case contains a reforming catalyst and / or a desulfurization catalyst, and the gas introduction The raw material gas introduced into the catalyst storage case through the means is subjected to the action of the catalyst and supplied to the cell stack through the gas outlet means, and the gas introduction means is provided with a pressure detection means, and the pressure detection means When the pressure detected by the pressure detection means is higher than the set pressure range, the catalyst storage case is touched. Characterized by comprising a control device for controlling so as to increase the oxygen source supply to.
圧力検出手段により上記部分の圧力損失を検出することで、改質器、燃料電池での炭素析出状態を監視することができる。例えば、触媒収納ケース内部で炭素析出が発生すると、炭素により流路が狭められるために必然的に圧力損失が増加し、系外排気される大気圧との差圧が大きくなる。これにより、検出される圧力損失が大きくなれば運転上好ましくない状態が発生していると判断することができるようになる。 By detecting the pressure loss in the above portion by the pressure detecting means, the carbon deposition state in the reformer and the fuel cell can be monitored. For example, when carbon deposition occurs inside the catalyst storage case, the flow path is narrowed by the carbon, so that the pressure loss inevitably increases, and the differential pressure from the atmospheric pressure exhausted from the system increases. As a result, if the detected pressure loss increases, it can be determined that an unfavorable state has occurred in operation.
本発明は、この際に、前記圧力検出手段により検出された圧力が設定圧力範囲よりも高い場合には、前記触媒収納ケースの触媒への酸素源供給量を増加させるように制御する制御装置を具備することを特徴とする。即ち、触媒収納ケースの圧力検出手段により検出された圧力値が所定上限値より高い場合には、一時的に酸素源である水蒸気や空気量を増加させた後、もとの条件に戻した際に所定上限値以下になるように制御する。例えば、改質触媒上で炭素析出などが発生し、ガス流路閉塞の前兆として改質部の圧力損失上昇が圧力検出手段により検知された場合、一時的に水、空気などの酸素源供給量を増加することで、析出炭素と酸素源のガス化反応を促進し析出炭素の除去を行う。これにより、触媒寿命を延長し長期にわたり信頼性を確保することができる。 In this case, the present invention provides a control device that controls to increase the amount of oxygen source supplied to the catalyst in the catalyst storage case when the pressure detected by the pressure detecting means is higher than a set pressure range. It is characterized by comprising. That is, when the pressure value detected by the pressure detection means of the catalyst storage case is higher than the predetermined upper limit value, the amount of water vapor or air as an oxygen source is temporarily increased and then returned to the original condition. Is controlled to be less than or equal to a predetermined upper limit value. For example, when carbon deposition occurs on the reforming catalyst and an increase in pressure loss in the reforming section is detected by the pressure detection means as a precursor to gas channel blockage, the supply amount of oxygen sources such as water and air temporarily Is increased to promote the gasification reaction of the precipitated carbon and the oxygen source and remove the precipitated carbon. Thereby, a catalyst life can be extended and reliability can be ensured over a long period of time.
また、触媒収納ケースの圧力検出手段により検出された値が所定範囲外となった場合には、燃料電池システムの稼動を緊急停止することもできる。検出手段によりあらかじめ設定された範囲を超えた値を検出した場合には、システム異常発生と判断し事故などに至る前に緊急停止を行うことで、安全性に優れた燃料電池システムとすることができる。 Moreover, when the value detected by the pressure detection means of the catalyst storage case is out of the predetermined range, the operation of the fuel cell system can be stopped urgently. When a value exceeding a preset range is detected by the detection means, it is determined that a system abnormality has occurred, and an emergency stop is performed before an accident or the like, so that a fuel cell system with excellent safety can be obtained. it can.
また、本発明の燃料電池組立体は、セルスタックで用いられなかった余剰燃料ガスが燃焼し、該燃焼ガスにより触媒収納ケースが加熱されることを特徴とする。また、触媒収納ケースは、余剰燃料ガスの燃焼炎に曝されることを特徴とする。 Further, the fuel cell assembly of the present invention is characterized in that surplus fuel gas that has not been used in the cell stack burns, and the catalyst storage case is heated by the combustion gas. The catalyst storage case is exposed to a combustion flame of excess fuel gas.
このような燃料電池組立体では、触媒収納ケースを効率良く加熱することができるが、触媒収納ケースに温度分布や圧力分布が生じやすいため、本発明を効果的に用いることができる。 In such a fuel cell assembly, the catalyst storage case can be efficiently heated. However, since the temperature distribution and pressure distribution are likely to occur in the catalyst storage case, the present invention can be used effectively.
さらに、触媒収納ケースは実質上細長く延在せしめられており、セルスタックの上方に位置することを特徴とする。このような燃料電池組立体では、触媒収納ケースを燃焼ガスに効果的に曝すことが可能な構造であるだけでなく、燃料ガスと改質触媒を効率よく接触させることができる。 Further, the catalyst storage case is substantially elongated and is located above the cell stack. In such a fuel cell assembly, not only has the structure capable of effectively exposing the catalyst storage case to the combustion gas, but also the fuel gas and the reforming catalyst can be efficiently contacted.
また、本発明の燃料電池組立体は、負荷変動することを特徴とする。家庭用等の5kW以下の分散型発電用として用いられることが望ましい。このような燃料電池組立体では、負荷変動により、発電熱や燃焼ガスによる触媒収納ケースの加熱量も変動するため、また、小型のハウジングとなり、ハウジング内の温度変化も生じやすいため、本発明を好適に用いることができる。 Further, the fuel cell assembly of the present invention is characterized in that the load fluctuates. It is desirable to be used for distributed generation of 5 kW or less for home use. In such a fuel cell assembly, the heating amount of the catalyst storage case due to the generated heat and combustion gas also fluctuates due to load fluctuations, and the size of the housing becomes small and the temperature in the housing is likely to change. It can be used suitably.
さらに、本発明の燃料電池組立体では、発電温度が800℃以下であることを特徴とする。このような燃料電池組立体では、発電温度が低いため、そもそも触媒収納用ケースの加熱量が低いため、本発明を好適に用いることができる。 Furthermore, the fuel cell assembly of the present invention is characterized in that the power generation temperature is 800 ° C. or lower. In such a fuel cell assembly, since the power generation temperature is low, the heating amount of the catalyst housing case is low in the first place, and therefore the present invention can be suitably used.
また、本発明の燃料電池組立体では、触媒収納ケースには、ガス導入手段が接続された部分から、水気化部、改質触媒部、改質ガス予熱部が順次設けられていることが望ましい。このような燃料電池組立体では、水気化部との一体化構造による小型化が可能となると共に、改質触媒部下流に設置された改質ガス予熱部により改質ガス温度を上昇させ、セルへの改質ガス供給温度を高め、低負荷運転時などの発電部温度が低下しやすい状態においても熱自立運転を可能とすることができる。 In the fuel cell assembly of the present invention, it is desirable that the catalyst storage case is sequentially provided with a water vaporization section, a reforming catalyst section, and a reformed gas preheating section from the portion where the gas introduction means is connected. . In such a fuel cell assembly, it is possible to reduce the size by an integrated structure with the water vaporization unit, and the reformed gas temperature is raised by the reformed gas preheating unit installed downstream of the reforming catalyst unit, so that the cell The reformed gas supply temperature can be increased, and the self-sustained operation can be performed even in a state where the temperature of the power generation unit is likely to decrease, such as during low-load operation.
さらに、本発明の燃料電池組立体では、改質触媒部入口近傍に水気化部が設置されており、該改質触媒部の前段にて原料ガスと水蒸気とを混合することができる。このような燃料電池組立体では、改質触媒入口部近傍に水気化部を設置する事で燃料ガスの過昇温による炭素析出を防止することができる。 Furthermore, in the fuel cell assembly of the present invention, the water vaporization unit is installed in the vicinity of the reforming catalyst unit inlet, and the raw material gas and the water vapor can be mixed in the previous stage of the reforming catalyst unit. In such a fuel cell assembly, it is possible to prevent carbon deposition due to excessive temperature rise of the fuel gas by installing a water vaporization unit in the vicinity of the reforming catalyst inlet.
また、本発明の燃料電池組立体では、触媒収納ケース外面に温度検出手段を設け、ハウジング外の測定装置と接続することができる。このような燃料電池組立体では、触媒収納ケース内部の正確な温度は検出できないが、触媒収納ケースの内部と外壁の温度差を予め見積もっておくことで、非常に簡便に触媒収納ケースの温度を把握することができる。 Further, in the fuel cell assembly of the present invention, the temperature detection means can be provided on the outer surface of the catalyst storage case and can be connected to a measuring device outside the housing. In such a fuel cell assembly, the exact temperature inside the catalyst storage case cannot be detected. However, by estimating the temperature difference between the inside and the outer wall of the catalyst storage case in advance, the temperature of the catalyst storage case can be very easily determined. I can grasp it.
本発明の燃料電池組立体は、触媒収納ケース内の温度分布や圧力分布を把握することができ、これにより、例えば、燃料電池の発電量を電力需要に応じて変動させた場合でも、また、燃焼ガスにより触媒収納ケースを加熱する場合でも、最適な触媒環境を得ることができる。 The fuel cell assembly of the present invention can grasp the temperature distribution and pressure distribution in the catalyst storage case, so that, for example, even when the power generation amount of the fuel cell is changed according to the power demand, Even when the catalyst storage case is heated by the combustion gas, an optimal catalyst environment can be obtained.
本発明の燃料電池組立体を図1、2及び図3を参照して説明すると、略直方体形状のハウジング2を具備している。このハウジング2の6個の壁面の外面には適宜の断熱材から形成された断熱壁(遮熱部材)、即ち上断熱壁4、下断熱壁6、右側断熱壁8、左側断熱壁9、前断熱壁10及び後断熱壁11が配設されている。ハウジング2内には発電・燃焼室12が規定されている。
The fuel cell assembly of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. The fuel cell assembly includes a substantially rectangular
前断熱壁10及び/又は後断熱壁11は着脱自在或いは開閉自在に装着されており、前断熱壁10及び/又は後断熱壁11を離脱或いは開動せしめることによって発電・燃焼室12内にアクセスすることができる。所望ならば、各断熱壁の外面に金属板製でよい外壁を配設することができる。
The front
ハウジング2内の上端部には空気室(ガス室)16が配設されている。空気室16は上下方向寸法が比較的小さい直方体形状のケース17内に規定されている。空気室16には、発電・燃焼室に向かって空気(酸素含有ガス)を送り込むための空気導入管(ガス供給手段)22の上端が連通している。空気導入管22は複数本あり、その形状は円筒や中空板構造などが考えられる。図1、2では円筒の空気導入管22を記載した。空気導入管22は後述するセルスタック間に配置されており、セルの下端部において開口し、この開口部から空気が噴出する構造となっている。空気導入管22はセラミックスなどの耐熱性の高い材料で作製するのが好適である。
An air chamber (gas chamber) 16 is disposed at the upper end of the
空気室16には、低温ガス供給管18が設けられており、この低温ガス供給管18は、上断熱壁4を貫通し、外部に延設されている。
A low temperature
この低温ガス供給管18は、空気室16内に供給されるガスと同一種、即ち、低温の空気を空気室16内に供給するものであり、低温ガス供給管18により供給される空気は、予熱された空気の温度よりも低温である必要がある。特には、室温程度が望ましい。
The low-temperature
低温ガス供給管18は、図2に示すように、発電ユニット56a、56b、56c及び56d、即ち、燃料電池セル集合体の中央部を冷却するような空気室16の位置に接続されている。言い換えれば、発電ユニット56a、56b、56c及び56d間に配設された空気導入管22のケース17側板への開口部集合体中央に対して、対向するケース17側板の位置に開口するように低温ガス供給管18が設けられている。
As shown in FIG. 2, the low temperature
ハウジング2の両側部、更に詳しくは右側断熱壁8の内側及び左側断熱壁9の内側には、全体として平板形状である熱交換器24が配設されている。熱交換器24の各々は実質上鉛直に延在する中空平板形態のケース26から構成されている。
A
かかるケース26内にはその横方向中間に位置する仕切板28が配設されており、ケース26内は内側に位置する排出路30と外側に位置する流入路32とに区画されている。排出路30内には上下方向に間隔をおいて3枚の仕切壁34及び36が配置されている。更に詳述すると、排出路30内には、その前縁はケース26の前壁(図示していない)から後方に離隔して位置するがその後縁はケース26の後壁(図示していない)に接続されている形態の仕切壁34と、その前縁はケース26の前壁に接続されているがその後縁はケース26の後壁から前方に離隔して位置せしめられている仕切壁36とが交互に配置されており、かくして燃焼ガス排出路30はジグザグ形態にせしめられている。なお、所望ならばジグザグ形態の流路以外の形態でも良い。
A
同様に、流入路32内にも上下方向に間隔をおいて3枚の仕切壁38及び40、即ちその前縁はケース26の前壁(図示していない)から後方に離隔して位置するがその後縁はケース26の後壁(図示していない)に接続されている形態の仕切壁38と、その前縁はケース26の前壁に接続されているがその後縁はケース26の後壁から前方に離隔して位置せしめられている仕切壁40とが交互に配置されており、かくして流入路32もジグザグ形態にせしめられている。なお、所望ならばジグザグ形態の流路以外の形態でも良い。
Similarly, the three
ケース26の内側壁の上端部には排出開口42が形成されており、排出路30は排出開口42を介して発電・燃焼室12と連通せしめられている。図示の実施形態においては、熱交換器24の各々の発電・燃焼室12側、即ち、燃料電池セル側、及び燃料電池セルの上下には、蓄熱材からなる蓄熱壁(遮熱部材)が配置されている。即ち右側蓄熱壁44a、左側蓄熱壁44b、前蓄熱壁44c及び後蓄熱壁44d、下蓄熱壁44e、上蓄熱壁44fが、セル集合体を取り囲むように配設されている。かかる右側蓄熱壁44a、左側蓄熱壁44bの上部には、排出開口42の下縁と実質上同高に位置して開口する開口部45が形成されており、排出開口42は開口部45を通して発電・燃焼室12に連通せしめられている。
A
ハウジング2の6個の壁面の外面に形成された断熱壁4、6、8、9、10、11は、アルミナ/シリカ系の汎用断熱材から形成されており、セル集合体を取り囲むように形成された蓄熱壁44a、44b、44c、44d、44e、44fは、密度が前記断熱材4、6、8、9、10、11より大きいアルミナ純度の高い断熱材から形成されている。断熱壁4、6、8、9、10、11と蓄熱壁44a、44b、44c、44d、44e、44fは同一材料から形成されていても良いが、蓄熱材の密度は断熱材よりも大きいことが望ましい。断熱壁4、6、8、9、10、11の密度は0.26g/cm3以下、蓄熱壁44a、44b、44c、44d、44e、44fの密度は0.32g/cm3以下で、両者の熱伝導率は0.1〜0.4W/(m・K)であることが望ましい。
The
ケース26の上壁における外側部には流入開口48が形成されており、流入路32はかかる流入開口48を介して空気室16に連通せしめられている。熱交換器24、流入開口48は、ガス供給流路を構成している。流入路32の各々の後方には上下方向に細長く延びる二重筒体50(図1にその上端部のみを図示している)が配設されており、かかる二重筒体50は外側筒部材52と内側筒部材54とから構成されている。排出路30の下端部は外側筒部材52と内側筒部材54との間に規定されている排出路の下端部に接続されており、流入路32の下端部は内側筒部材54内に規定されている流入路に接続されている。
An
上述した発電・燃焼室の下部には4個の発電ユニット56a、56b、56c及び56dが配置されている。発電ユニット56a、56b、56c及び56dは、夫々、上述した空気導入管22間に位置せしめられている。言い換えれば、発電ユニット56a、56b、56c及び56d間に、空気導入管22が配設されている。図1、2と共に、図3、4を参照して説明を続けると、発電ユニット56aは前後方向(図1において紙面に垂直な方向)に細長く延びる直方体形状の燃料ガスケース58aを具備している。
Four
燃料ガス室を規定している燃料ガスケース58aの上面上にはセルスタック60aが装着されている。セルスタック60aは上下方向に細長く延びる直立セル62を燃料ガスケース58aの長手方向(即ち前後方向)に複数個縦列配置して構成されている。図5に明確に図示する如く、セル62の各々は電極支持基板64、内側電極層である燃料極層66、固体電解質層68、外側電極層である酸素極層70、及びインターコネクタ72から構成されている。
A
電極支持基板64は上下方向に細長く延びる柱状の板状片であり、その断面形状は平坦な両面と半円形状の両側面を有する。電極支持基板64にはこれを鉛直方向に貫通する複数個(図示の場合は6個)の燃料ガス通路74が形成されている。電極支持基板64の各々は燃料ガスケース58aの上壁上に、例えば耐熱性に優れたセラミック接着剤によって接合される。
The
燃料ガスケース58aの上壁には図1において紙面に垂直な方向に間隔をおいて左右方向に延びる複数個のスリット(図示していない)が形成されており、電極支持基板64の各々に形成されている燃料ガス通路74がスリットの各々に従って燃料ガス室に連通せしめられる。
On the upper wall of the
インターコネクタ72は電極支持基板64の片面(図5のセルスタック60aにおいて上面)上に配設されている。燃料極層66は電極支持基板64の他面(図5のセルスタック60aにおいて下面)及び両側面に配設されており、その両端はインターコネクタ72の両端に接合せしめられている。固体電解質層68は燃料極層66の全体を覆うように配設され、その両端はインターコネクタ72の両端に接合せしめられている。酸素極層70は、固体電解質層68の主部上、即ち電極支持基板64の他面を覆う部分上に配置され、電極支持基板板64を挟んでインターコネクタ72に対向して位置せしめられている。
The
セルスタック60aにおける隣接するセル62間には集電部材76が配設されており、一方のセル62のインターコネクタ72と他方のセル62の酸素極層70とを接続している。セルスタック60aの両端、即ち図5において上端及び下端に位置するセル62の片面及び他面にも集電部材76が配設されている。セルスタック60aの両端に位置する集電部材76には電力取出手段(図示していない)が接続されており、かかる電力取出手段はハウジング2の前断熱壁10、後断熱壁11、または下断熱材6を通してハウジング2外に延在せしめられている。所望ならば、セルスタック60a、60b、60c及び60dの各々に電力取出手段を配設することに代えて、適宜の接続手段によってセルスタック60a、60b、60c及び60dを相互に直列接続し、4個のセルスタック60a、60b、60c及び60dに関して共通の電力取出手段を配設することもできる。
A current collecting
セル62について更に詳述すると、電極支持基板64は燃料ガスを燃料極層66まで透過させるためにガス透過性であること、そしてまたインターコネクタ72を介して集電するために導電性であることが要求され、かかる要求を満足する多孔質の導電性セラミック(若しくはサーメット)から形成することができる。
More specifically about the
燃料極層66及び/又は固体電解質層68との同時焼成によりセル62を製造するためには、鉄属金属成分と特定希土類酸化物とから電極支持基板64を形成することが好ましい。所要ガス透過性を備えるために開気孔率が30%以上、特に35乃至50%の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は300S/cm以上、特に440S/cm以上であるのが好ましい。
In order to manufacture the
燃料極層66は多孔質の導電性セラミック、例えば希土類元素が固溶しているZrO2(安定化ジルコニアと称されている)とNi及び/又はNiOとから形成することができる。
The
固体電解質層68は、電極間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと空気とのリークを防止するためにガス遮断性を有するものであることが必要であり、通常、3〜15モル%の希土類元素が固溶したZrO2から形成されている。
The
酸素極層70は所謂ABO3型のペロブスカイト型酸化物からなる導電セラミックから形成することができる。酸素極層70はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が20%以上、特に30〜50%の範囲にあることが好ましい。
The
インターコネクタ72は導電性セラミックから形成することができるが、水素ガスでよい燃料ガス及び空気と接触するため、耐還元性及び耐酸化性を有することが必要であり、このためにランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物(LaCrO3系酸化物)が好適に使用される。インターコネクタ72は電極支持基板64に形成された燃料ガス通路74を通る燃料ガス及び電極支持基板64の外側を流動する空気のリークを防止するために緻密質でなければならず、93%以上、特に95%以上の相対密度を有していることが望まれる。
Although the
集電部材76は弾性を有する金属又は合金から形成された適宜の形状の部材或いは金属繊維又は合金繊維から成るフェルトに所要表面処理を加えた部材から構成することができる。
The current collecting
図4を参照して説明を続けると、発電ユニット56aは、セルスタック60aの上方を前後方向に細長く延びる長方体形状(或いは円筒形状)であるのが好都合である触媒収納ケース78aも具備している。触媒収納ケース78aの前面には燃料ガス送給管80a(ガス導出手段)の一端即ち上端が接続されている。
Continuing the description with reference to FIG. 4, the
燃料ガス送給管80aは下方に延び、次いで湾曲して後方に延び、燃料ガス送給管80aの他端は上記燃料ガスケース58aの前面に接続されている。触媒収納ケース78aの後面には被改質ガス供給管82a(ガス導入手段)の一端が接続されている。被改質ガス供給管82aは触媒収納ケースから下方に延び、ハウジング2の下を通ってハウジング2外に延出している。
The fuel
被改質ガス供給管82aは都市ガス等の炭化水素ガスでよい被改質ガス供給源(図示していない)に接続されており、被改質ガス供給管82aを介して触媒収納ケース78aに被改質ガス(原料ガスということもある)が供給される。触媒収納ケース78a内には原料ガスを水素リッチな燃料ガスに改質するための適宜の改質触媒が収容されている。
The to-be-reformed
図示の実施形態においては、触媒収納ケース78aは燃料ガス送給管80aを介して燃料ガスケース58aに接続され、これによって所要位置に保持されているが、所要ならば、図4に二点鎖線で図示する如く、例えば上記被改質ガス供給管82aの下面と燃料ガスケース58aの後端部下面或いは後面との間に適宜の支持部材84aを付設することもできる。
In the illustrated embodiment, the
触媒収納ケース78a内には、図6に示すように、脱硫された都市ガスでよい原料ガスを水素リッチな燃料ガスに改質するのに適した触媒が充填された改質触媒部102aが設けられている。都市ガスを水素リッチな燃料ガスに改質するのに適した触媒としては、例えばニッケル−アルミナ触媒を挙げることができる。所望ならば、触媒収納ケース78a内に改質触媒に加えて或いはこれに代えて脱硫触媒を充填することもできる(改質触媒に代えて脱硫触媒を充填する場合には、触媒収納ケース78aの下流に別個に改質手段を配設することが必要である)。
In the
触媒収納ケース78aには被改質ガス供給管82aと水供給管(図示していない)が接続されており、燃料ガス、及び水が水気化部109aに供給される。水気化部109aにて供給された水の気化が行われ同時に供給されている原料ガス(被改質ガスということもある)と混合され改質触媒102aへ供給される。水気化部109aは水の気化熱により原料ガス温度の過昇温を防止する事で原料ガスの熱分解により発生する炭素析出を未然に防ぎ、改質触媒部102aにて所望の温度分布を得ることができる。
A reformed
また、水気化部109aを改質触媒部102a入口近傍に隣接するように別構造体として設け、水蒸気を改質触媒部102a前段にて噴出させ混合することでも同様の効果が得られる。水気化部109aはいかなる構造でも良いが、内部に熱容量増加のためにセラミックスなどの耐熱部材を充填しておくことが好ましい。改質触媒102aにて触媒作用を受け改質ガスへ変質した後、改質ガス予熱部110aへ供給される。改質ガス予熱部110aは、改質ガスをさらに加熱することで発電部へ供給する改質ガス温度を高くすることで、熱自立運転を容易にすることができる。このような構造は低負荷運転などの発電部での発熱量が少なくなる状態でより効果を発揮する。改質ガス予熱部110aはいかなる構造でも良いが、内部に熱容量増加のためにセラミックスなどの耐熱部材を充填しておくことが好ましい。改質ガスは改質ガス予熱部110aから燃料ガス送給管80aを通して燃料ガスケース(図示していない)へと供給される。
Further, the same effect can be obtained by providing the
また、ハウジング2内に触媒収納ケース78aを設置する事で燃焼・発電室12の温度分布の影響を強く受ける為、改質条件等が変化し、ひいては燃料電池全体の熱バランスを崩してしまう虞がある。したがって、触媒収納ケース78a内の温度や圧力の状態を正確に把握する事が重要となる。
In addition, since the
本発明では、触媒収納ケース78a内に、温度検出手段105を配設し、温度検出手段105をハウジング外部の測定装置(図示せず)に接続することにより、触媒の使用状態を正確に把握できる。
In the present invention, the temperature detection means 105 is disposed in the
即ち、触媒収納ケース78a内の温度検出手段105により、触媒の温度を検知することができ、さらに複数の温度検出手段を収容することにより触媒の温度分布を正確に把握することができ、適切な運転状態を実現する事ができる。温度検出手段としては熱電対、放射温度計等を挙げることができ、これらがケーブルによりハウジング外部の測定装置に接続されている。
That is, the temperature of the catalyst can be detected by the temperature detection means 105 in the
尚、触媒収納ケース78a内の温度検出手段105の代わりに圧力検出手段を設けることができる。これにより、触媒収納ケース78a内の圧力を検知することができ、適切な運転状態を実現する事が出来る。圧力検出手段としては微差圧計等を挙げることができる。例えば、触媒収納ケース78a内に先端が開口した配管を設け、この配管をハウジング外の測定装置まで引き出して接続して構成される。
A pressure detecting means can be provided in place of the temperature detecting means 105 in the
このような燃料電池組立体では、触媒収納ケース78a内に、温度検出手段105及び/又は圧力検出手段を設けたため、触媒収納ケース78a内の温度や圧力を把握することができ、これにより、例えば、燃料電池の発電量を電力需要に応じて変動させた場合でも、また、燃焼ガスにより触媒収納ケースを加熱する場合でも、最適な触媒環境を得ることができる。
In such a fuel cell assembly, since the temperature detection means 105 and / or the pressure detection means are provided in the
例えば、触媒収納ケース内に異常な温度分布が発生した場合、発電量、燃料利用率、空気利用率などを変化させることによって制御したり、異常な圧力分布が発生した場合には、燃料供給量、水蒸気量等を変化させることによって制御することができ、その時の燃料電池の状況に応じた最適な触媒環境を提供できる。また、このような異常が発生しないように触媒収納ケースの監視、制御を行うことができると共に、異常発生時に運転条件制御による改善が困難な場合には非常停止を行うこともできる。 For example, if an abnormal temperature distribution occurs in the catalyst storage case, it can be controlled by changing the power generation amount, fuel utilization rate, air utilization rate, etc., or if an abnormal pressure distribution occurs, the fuel supply amount It can be controlled by changing the amount of water vapor and the like, and an optimal catalyst environment according to the state of the fuel cell at that time can be provided. In addition, the catalyst storage case can be monitored and controlled so that such an abnormality does not occur, and an emergency stop can also be performed if it is difficult to improve by operating condition control when the abnormality occurs.
図6を用いて詳細に説明する。温度検出手段105は、触媒収納ケース78aの改質触媒部102a(触媒)における原料ガス入口部a及び原料ガス出口部bに設けることができる。図6では、温度検出手段105を原料ガス出口部bに設けた例を記載している。触媒収納ケース78aの改質触媒部102aは、触媒収納ケース78a内をメッシュで仕切り、そのメッシュ間に触媒が収納されて構成されており、触媒の原料ガスが導入される入口側が原料ガス入口部aとされ、原料ガスが導出される出口側が原料ガス出口部bとされている。
This will be described in detail with reference to FIG. The temperature detection means 105 can be provided at the raw material gas inlet part a and the raw material gas outlet part b in the reforming
触媒の原料ガス入口部aの温度は触媒性能、寿命に与える影響は大きい。例えば、改質触媒おいては、固体電解質形燃料電池の運転状態によっては触媒収納ケースに許容範囲以上の温度変動が生じてしまう場合があり、この温度変動によって触媒の原料ガス入口部aが過剰に温度上昇すると炭素析出を引き起こすことがある。そこで、本発明では、触媒収納ケース78aの触媒における原料ガス入口部aの温度が設定温度範囲よりも高い場合には、制御装置130により、触媒収納ケース78aの水気化部109aへの水供給量を増加させるように制御する。
The temperature of the raw material gas inlet a of the catalyst has a great influence on the catalyst performance and life. For example, in a reforming catalyst, a temperature fluctuation exceeding an allowable range may occur in the catalyst housing case depending on the operating state of the solid oxide fuel cell, and the temperature fluctuation of the raw material gas inlet a of the catalyst is excessive due to this temperature fluctuation. When the temperature rises, it may cause carbon deposition. Therefore, in the present invention, when the temperature of the raw material gas inlet part a in the catalyst of the
例えば、通常条件では水蒸気と原料ガス中の炭素の比率であるS/Cを1.5〜3.5程度に設定しているが、原料ガス入口部aの温度が設定温度範囲より高いことを検出した時点で、水気化部109aへの水量を増加させることでS/Cを2.5〜4.5程度になるように制御を行う。
For example, under normal conditions, S / C, which is the ratio of water vapor to carbon in the raw material gas, is set to about 1.5 to 3.5, but the temperature of the raw material gas inlet a is higher than the set temperature range. At the time of detection, control is performed so that the S / C is about 2.5 to 4.5 by increasing the amount of water to the
このように改質用に供給している水量を増加させることで、水気化部109aにおける水気化に伴う吸熱によって隣接する触媒の原料ガス入口部aの温度を低下させるとともに、触媒に供給される混合ガス温度を低下させることで、炭素析出を防止することができる。
By increasing the amount of water supplied for reforming in this way, the temperature of the raw material gas inlet part a of the adjacent catalyst is lowered by the endotherm accompanying water vaporization in the
また、触媒の原料ガス出口部bの温度が設定温度範囲から逸脱していることを検出した場合には、触媒の原料ガス出口部bの温度が設定温度範囲に収まるように運転条件制御、もしくは、運転停止する。例えば、原料ガス出口部bの温度が、設定温度範囲よりも低い場合には、制御装置130により、触媒への酸素源を増加させるように制御する。
Also, when it is detected that the temperature of the catalyst source gas outlet b is deviating from the set temperature range, the operating condition control is performed so that the temperature of the catalyst source gas outlet b falls within the set temperature range, or Stop operation. For example, when the temperature of the raw material gas outlet b is lower than the set temperature range, the
例えば、通常条件ではS/Cを1.5〜3.5程度に設定されているが、原料ガス出口部bの温度が設定より低いことを検出した時点で、S/Cを2.5〜4.5程度になるように制御を行う。S/Cを増加させるためには水気化部109aへの水量を増加させるが、気化熱量増加により原料ガス出口部bの温度がさらに低下する場合もある。したがって、水蒸気量増加の代わりに酸素源として空気を供給することも可能である。この場合には、逆火や炭素析出が発生しないように酸素と原料ガス中の炭素の比率であるO2/Cを0.1〜1.0程度に設定する。
For example, S / C is set to about 1.5 to 3.5 under normal conditions, but when it is detected that the temperature of the source gas outlet b is lower than the setting, S / C is set to 2.5 to Control is performed to be about 4.5. In order to increase the S / C, the amount of water to the
このように、触媒への酸素源、例えば水蒸気や空気量を増加させることで、改質反応の転化率を高め、燃料電池への炭化水素供給量を減らすことができ、炭素析出を防止することができる。尚、上記設定条件は一例であり、設定温度範囲、供給水量設定値は任意に変更することができる。 Thus, by increasing the amount of oxygen source to the catalyst, such as water vapor and air, the conversion rate of the reforming reaction can be increased, the amount of hydrocarbons supplied to the fuel cell can be reduced, and carbon deposition can be prevented. Can do. In addition, the said setting conditions are an example and a setting temperature range and a supply water amount setting value can be changed arbitrarily.
また、触媒収納ケース78aの触媒における原料ガス出口部bの温度が、設定温度範囲よりも低い場合には、制御装置130により、燃料利用率を低下させるように制御する。例えば、通常条件での燃料利用率は60〜90%程度に設定されているが、原料ガス出口部bの温度が設定より低いことを検出した時点で、燃料利用率を20〜60%程度になるように制御を行う。これにより、同じ発電量を行う場合でも燃料利用率が低いことで通常条件よりも多くの燃料供給が必要となるが、発電に利用されない余剰燃料量が通常10〜40%に対して40〜80%に増加されるため、燃焼熱量が増加し触媒収納ケース78aの温度を上昇させることができる。
Further, when the temperature of the raw material gas outlet b in the catalyst of the
このように、発電に使用する燃料の利用率を低下させるように制御することで、余剰燃料量が増加するため、実質的に燃焼熱量が増加することになり、触媒収納ケース78aの外側から燃焼ガスにより加熱され、触媒の原料ガス出口部bの温度を上昇することができる。尚、上記設定条件は一例であり、設定温度範囲、燃料利用率設定値は任意に変更することができる。尚、燃料利用率は、供給される全燃料ガス量に対する発電に利用される燃料ガス量の割合として定義される。
In this way, by controlling so as to reduce the utilization rate of the fuel used for power generation, the amount of surplus fuel increases, so the amount of combustion heat substantially increases, and combustion occurs from the outside of the
触媒における原料ガス入口部a及び原料ガス出口部bの両側の温度が、設定温度範囲よりも高い場合、即ち、触媒収納ケース78a全体の温度が高い場合には空気利用率を低下させ、低い場合には空気利用率を増加させるように制御装置130により制御する。原料ガス入口部a及び原料ガス出口部bの両側の温度が所定上限値より高い場合には、発電に使用する空気の利用率を低下させるように制御し、発電用空気の供給量を増加させ燃料電池組立体全体を冷却することで、各部の温度を低下させ、触媒過昇温を防止することができる。また、各部温度が所定下限値より低い場合には、発電に使用する空気の利用率を向上させるように制御し、発電用空気の供給量を減少させ燃料電池組立体全体を昇温することで、各部の温度を上昇させ、改質不良などを防止することができる。尚、空気利用率は、供給される全空気量に対する発電に利用される空気量の割合として定義される。
When the temperature on both sides of the raw material gas inlet part a and the raw material gas outlet part b in the catalyst is higher than the set temperature range, that is, when the temperature of the entire
例えば、通常条件での空気利用率は20〜40%程度に設定されているが、原料ガス入口部a及び原料ガス出口部bの両側の温度が所定上限値より高いことを検出した時点で、空気利用率を5〜20%程度になるように制御を行う。これにより、空気の熱伝達増加により燃料電池組立体全体を冷却することができる。反対に原料ガス入口部a及び原料ガス出口部bの両側の温度が所定下限値より低いことを検出した時点で、空気利用率を35〜60%程度になるように制御を行う。これにより、空気の熱伝達減少により燃料電池組立体全体を加熱することができる。 For example, the air utilization rate under normal conditions is set to about 20 to 40%, but when it is detected that the temperatures on both sides of the source gas inlet part a and the source gas outlet part b are higher than a predetermined upper limit value, Control is performed so that the air utilization rate is about 5 to 20%. Thereby, the whole fuel cell assembly can be cooled by the increase in heat transfer of air. Conversely, when it is detected that the temperatures on both sides of the source gas inlet part a and the source gas outlet part b are lower than a predetermined lower limit value, the air utilization rate is controlled to be about 35 to 60%. Thus, the entire fuel cell assembly can be heated by reducing the heat transfer of air.
圧力検出手段は、温度検出手段105と同様にして設けることができるが、図7に示すように、被改質ガス供給管82aを上方に引き出し、この先端部に圧力検出手段135を設けることができる。このような圧力検出手段135によれば、容易に触媒収納ケース78a内の圧力を検出できる。そして、圧力検出手段135により検出された圧力が設定圧力範囲よりも高い場合には、制御装置130により、前記触媒収納ケースの触媒への酸素源、例えば水蒸気や空気量を増加させるように制御する。これにより、例えば、改質触媒上で炭素析出などが発生し、ガス流路閉塞の前兆として改質部の圧力損失上昇が圧力検出手段により検知された場合、一時的に水、空気などの酸素源量を増加することで、析出炭素と酸素源のガス化反応を促進し析出炭素の除去を行うことができ、これにより、触媒寿命を延長し長期にわたり信頼性を確保することができる。
The pressure detection means can be provided in the same manner as the temperature detection means 105. However, as shown in FIG. 7, the reformed
このような触媒収納ケース78a内の触媒は、後述する方法にて、一定時間経過後に交換されたり、触媒収納ケース内に導入される原料ガスの積算流量が一定となった場合に交換される。さらに、触媒の劣化を示すような特異な温度分布が発生した場合にも交換される。また、触媒収納ケース78aの交換時期を知らせる表示器を、目に留まりやすいところに配置することにより、燃料電池性能の劣化を防止できる。交換は、前述したように、前断熱壁10、又は後断熱壁11をはずして行うことができる。
Such a catalyst in the
図3に示すように、発電ユニット56cは上述した発電ユニット56aと実質上同一であり、発電ユニット56b及び56dは、発電ユニット56a及び56cに対して前後方向が逆に配置されていること、従って触媒収納ケース78b及び78dと燃料ガスケース58b及び58dとを接続する燃料ガス送給管(図示していない)が後側に配置され、被改質ガス供給管82b及び82dが触媒収納ケースから下方に延び、ハウジング2の下を通ってハウジング2外に延出している。
As shown in FIG. 3, the
被改質ガス供給管82a〜82dは、ハウジング2の外部において、被改質ガスを供給する被改質ガス供給装置91に接続されている。この被改質ガス供給装置91により、被改質ガスが被改質ガス供給管82a〜82dに所定圧力で供給される。
The to-be-reformed
上述したとおりの燃料電池組立体においては、被改質ガスが被改質ガス供給管82a、82b、82c、82dを介して改質ケース78a、78b、78c及び78dに供給され、触媒収納ケース78a、78b、78c及び78d内において水素リッチな燃料ガスに改質された後に、燃料ガス送給管80a、80b、80c、80dを通して燃料ガスケース58a、58b、58c及び58d内に規定されている燃料ガス室に供給され、次いでセルスタック60a、60b、60c及び60dに供給される。
In the fuel cell assembly as described above, the gas to be reformed is supplied to the reforming
セルスタック60a、60b、60c及び60dの各々においては、酸素極において、
1/2O2+2e−→O2−(固体電解質)
の電極反応が生成され、燃料極において、
O2−(固体電解質)+H2→H2O+2e−
の電極反応が生成されて発電される。
In each of the
1 / 2O 2 + 2e − → O 2− (solid electrolyte)
The electrode reaction of
O 2− (solid electrolyte) + H 2 → H 2 O + 2e −
The electrode reaction is generated and power is generated.
発電に使用されることなくセルスタック60a、60b、60c及び60dから上方に流動した燃料ガス及び空気は、起動時に発電・燃焼室12内に配設されている点火手段(図示していない)によって点火されて燃焼される。周知の如く、セルスタック60a、60b、60c及び60dにおける発電に起因して、そしてまた燃料ガスと空気との燃焼に起因して発電・燃焼室12内は例えば800℃程度の高温になる。触媒収納ケース78a、78b、78c及び78dは発電・燃焼室12内に配設され、セルスタック60a、60b、60c及び60dの直ぐ上方に位置せしめられており、燃焼炎によって直接的にも加熱され、かくして発電・燃焼室12内に生成される高温が被改質ガスの改質に効果的に利用される。
Fuel gas and air that have flown upward from the
発電・燃焼室12内に生成された燃焼ガスは熱交換器24に形成されている排出開口42から排出路30に流入し、ジグザグ状に延在する排出路30を流動した後に二重筒体50の外側筒部材52と内側筒部材54との間に規定されている排出路を通して排出される。燃焼ガスが二重筒体50における排出路を流動する際には、二重筒体50における流入路を空気が流動し、燃焼ガスと空気との間で熱交換が行われる。
The combustion gas generated in the power generation /
そしてまた、燃焼ガスが熱交換器24の排出路30をジグザグ状に流動せしめられる際には、空気が熱交換器24の流入路32をジグザグ状に対向するように流動せしめられる。かくして燃焼ガスと空気との間で効果的に熱交換されて空気が予熱される。
Further, when the combustion gas is caused to flow in the
長期間に渡って発電を遂行することによってセルスタック60a、60b、60c及び60dの一部或いは全部が劣化した場合には、ハウジング2の前断熱壁10或いは後断熱壁11を離脱或いは開動せしめ、発電ユニット56a、56b、56c及び56dの一部或いは全部をハウジング2内から取り出す。
When part or all of the
そして、発電ユニット56a、56b、56c及び56dの一部或いは全部を新しいものに交換して、或いは発電ユニット56a、56b、56c及び56dの一部或いは全部におけるセルスタック60a、60b、60c及び60dのみを新しいものに交換して、再びハウジング2内の所要位置に装着すればよい。発電ユニット56a、56b、56c及び56dの一部あるいは全部における触媒収納ケース78a、78b、78c及び78d内に収容されている改質触媒を交換することが必要な場合にも、発電ユニット56a、56b、56c及び56dの一部或いは全部をハウジング2内から取り出し、発電ユニット56a、56b、56c及び56dの一部或いは全部における触媒収納ケース78a、78b、78c及び78d自体を新しいものに或いは触媒収納ケース78a、78b、78c及び78d内の改質触媒のみを新しいものに交換すればよい。
Then, replace some or all of the
触媒収納ケース78a、78b、78c及び78d内の改質触媒の交換を充分容易に遂行し得るようになすために、所望ならば触媒収納ケース78a、78b、78c及び78dの一部を開閉自在な扉にせしめることができる。
In order to be able to perform the replacement of the reforming catalyst in the
一方、空気は二重筒体50の内側筒部材54内に規定されている流入路を通して熱交換器24の流入路32に供給され、熱交換器24を通過して予熱(加熱)された空気は、空気室16に一旦貯留され、空気導入管22を通って燃焼・発電室12のセルスタック間に供給される。この際、空気導入管22はセルスタック60の燃料電池セル62の上端の燃料ガス通路74近傍で燃焼する燃焼ガス雰囲気中を通過する。従って、空気室16の予熱空気はセルスタック60上部の燃焼領域でさらに加熱され、高温に暖められた空気がセルに供給される。
On the other hand, air is supplied to the
通常運転時は前記熱交換器24で予熱された空気が空気室16に導入され、この空気室16から空気導入管22を用いて燃焼・発電室12へ空気が導入されるが、発電室の温度が想定以上に上昇した場合は、前記熱交換器24を通らない低温ガス供給管18を通ってきた低温の空気が空気室16に導入され、熱交換器24を通過して予熱された空気と混合されて、空気室16の空気温度がある程度低下する。この空気を発電室12、即ち、セルスタック間に供給することにより、通常運転時より温度の低い空気がセルスタック間に導入されるので、発電室12、即ち燃料電池セルの過度に上昇した温度が低下されるので、発電室内の温度を適宜にコントロールできる良好な燃料電池組立体が提供される。
During normal operation, air preheated by the
また、空気室16内の空気温度は、低温ガス供給管18から供給された外気と、熱交換器24を通過して予熱された空気と混合されるため、室温ほど低温の空気ではないので、熱い燃料電池セル60に供給しても、燃料電池セル60のクラックや熱衝撃破壊を引き起こすなどの不具合を避けることが出来るので、燃料電池全体の機能劣化が抑えられ寿命を延ばすことができる。
Moreover, since the air temperature in the
さらに、低温ガス供給管18による低温ガスの供給を、空気供給管22の開口部中央部に向けて供給することにより、さらに、両側の熱交換器から加熱された空気を開口部中央部に向けて供給することにより、最も加熱しやすいセル集合体の中央部に空気供給管22により供給される空気を最も低温とでき、中央部から離れるに従って高い温度とすることができ、最適な冷却手段とすることができる。
Furthermore, by supplying the supply of the low temperature gas from the low temperature
また、ハウジング2内であってセル集合体の周囲に、右側蓄熱壁44a、左側蓄熱壁44b、前蓄熱壁44c及び後蓄熱壁44d、下蓄熱壁44e、上蓄熱壁44fを、ハウジング2の外面に上断熱壁4、下断熱壁6、右側断熱壁8、左側断熱壁9、前断熱壁10及び後断熱壁11を配置することにより、セル周囲の高温の熱を蓄熱壁により蓄熱するとともに、外部への熱放散を蓄熱壁及び断熱材と併せて効果的に抑制することができ、分散型発電用の燃料電池組立体において、発熱量の少ない部分負荷運転時においても、有効に発電温度を維持できる。
Further, the right
即ち、分散型発電用の燃料電池組立体では発電量は少ないため小型であり、定常運転時には熱自立し、効果的に発電するが、燃料ガス量を少なくして発電量を少なくした場合、発熱量が少なくなり、熱自立しなくなる傾向にあるが、本発明では、断熱壁によりハウジング内に熱を有効に閉じ込め、定常運転時の高温の熱を蓄熱壁に吸収させ、部分負荷運転し発熱量が少なくなった場合に熱を放散させ、ハウジング内の温度を有効に維持できる。 In other words, the fuel cell assembly for distributed power generation is small because the power generation amount is small, and is self-sustaining in the normal operation and generates power effectively. However, if the power generation amount is reduced by reducing the fuel gas amount, In the present invention, the heat is effectively confined in the housing by the heat insulating wall, the high-temperature heat in the steady operation is absorbed by the heat storage wall, the partial load operation is performed, and the heat generation amount is reduced. When the temperature decreases, heat can be dissipated and the temperature inside the housing can be effectively maintained.
尚、本発明では、触媒収納ケースはセルスタックの上方以外に設けても良い。 In the present invention, the catalyst storage case may be provided other than above the cell stack.
また、上記形態では、空気室に低温ガス供給手段を設け、空気供給管により、燃料電池セルの外面に空気を供給する場合について説明したが、空気供給管により燃料電池セルの内部に空気を供給するようにしても良いことは勿論である。尚、この場合、燃料電池セルの内側には空気極が、外側には燃料極が形成されることは言うまでもない。 Further, in the above embodiment, a case has been described in which low temperature gas supply means is provided in the air chamber and air is supplied to the outer surface of the fuel cell by the air supply pipe. However, air is supplied to the inside of the fuel cell by the air supply pipe. Of course, it may be made to do. In this case, it goes without saying that an air electrode is formed inside the fuel cell and a fuel electrode is formed outside.
尚、上記形態では、図1乃至図7に示す燃料電池組立体について説明したが、特に限定されるものではない。 Although the fuel cell assembly shown in FIGS. 1 to 7 has been described in the above embodiment, it is not particularly limited.
2:ハウジング
12:発電・燃焼室
16:空気室(ガス室)
22:空気供給管(ガス供給管)
24:熱交換器
56a、56b、56c及び56d:発電ユニット
58a、58b、58c及び58d:燃料ガスケース
60a、60b、60c及び60d:セルスタック
62:燃料電池セル
78a、78b、78c及び78d:触媒収納ケース
80a:燃料ガス供給管(ガス導出手段)
82a:被改質ガス供給管(ガス導入手段)
102a:改質触媒部
105:温度検出手段
109a:水気化混合部
110a:改質ガス予熱部
130:制御装置
135:圧力検出手段
a:触媒の原料ガス入口部
b:触媒の原料ガス出口部
2: Housing 12: Power generation / combustion chamber 16: Air chamber (gas chamber)
22: Air supply pipe (gas supply pipe)
24:
82a: Reformed gas supply pipe (gas introduction means)
102a: reforming catalyst section 105: temperature detection means 109a: water
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Cited By (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008135351A (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Tokyo Gas Co Ltd | Power generating device |
JP2008282760A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Kyocera Corp | Fuel cell module |
JP2008300276A (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Toto Ltd | Fuel cell |
JP2008300275A (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Toto Ltd | Fuel cell |
JP2009266416A (en) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell system, program used for fuel cell system, and information recording medium |
JP2010067384A (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Toto Ltd | Fuel battery module |
JP2010067549A (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toto Ltd | Fuel battery system |
JP2010090017A (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Fujikura Ltd | Apparatus and method for manufacturing optical fiber preform |
JP2010238453A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
JP2010272333A (en) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
WO2011013758A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
JP2011044244A (en) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Toyota Motor Corp | Fuel cell stack device |
WO2011037258A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
JP2011081972A (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system and method for operating the system |
JP2011096388A (en) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Toyota Motor Corp | Fuel cell module |
JP2011204484A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
JP2011210686A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Osaka Gas Co Ltd | Fuel cell power generation device |
JP2012094477A (en) * | 2010-09-29 | 2012-05-17 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
JP2012094478A (en) * | 2010-09-29 | 2012-05-17 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
JP2012212573A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
JP2012212572A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
JP2012229137A (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Panasonic Corp | Hydrogen generating apparatus, fuel cell system and operation method of hydrogen generating apparatus |
CN103140976A (en) * | 2010-09-29 | 2013-06-05 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell |
CN103140977A (en) * | 2010-09-29 | 2013-06-05 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell |
EP2624349A1 (en) * | 2010-09-30 | 2013-08-07 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell device |
JP2013197037A (en) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Miura Co Ltd | Reformer system, fuel cell system, and operation method therefor |
JP2016062824A (en) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell device |
JP2019040663A (en) * | 2017-08-22 | 2019-03-14 | 京セラ株式会社 | Power generation device, control device, and control program |
JP2020004562A (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 京セラ株式会社 | Facility management server, facility management system and facility management method |
JP7435181B2 (en) | 2020-04-03 | 2024-02-21 | 株式会社アイシン | fuel cell system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07282829A (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-27 | Osaka Gas Co Ltd | Fuel reforming device of fuel cell |
JP2003221205A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-05 | Toyota Motor Corp | Temperature control for fuel reforming device |
JP2003277006A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for reforming device |
JP2003287526A (en) * | 2002-01-18 | 2003-10-10 | Honda Motor Co Ltd | Detection method for deterioration of catalyst |
JP2004307238A (en) * | 2003-04-04 | 2004-11-04 | Toyota Motor Corp | Reforming apparatus, fuel cell system using the same, and overheating prevention method for the reforming apparatus |
JP2004319420A (en) * | 2003-02-25 | 2004-11-11 | Kyocera Corp | Fuel battery and operation method of the same |
-
2006
- 2006-03-27 JP JP2006086407A patent/JP2006302881A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07282829A (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-27 | Osaka Gas Co Ltd | Fuel reforming device of fuel cell |
JP2003287526A (en) * | 2002-01-18 | 2003-10-10 | Honda Motor Co Ltd | Detection method for deterioration of catalyst |
JP2003221205A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-05 | Toyota Motor Corp | Temperature control for fuel reforming device |
JP2003277006A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for reforming device |
JP2004319420A (en) * | 2003-02-25 | 2004-11-11 | Kyocera Corp | Fuel battery and operation method of the same |
JP2004307238A (en) * | 2003-04-04 | 2004-11-04 | Toyota Motor Corp | Reforming apparatus, fuel cell system using the same, and overheating prevention method for the reforming apparatus |
Cited By (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008135351A (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Tokyo Gas Co Ltd | Power generating device |
JP2008282760A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Kyocera Corp | Fuel cell module |
JP2008300276A (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Toto Ltd | Fuel cell |
JP2008300275A (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Toto Ltd | Fuel cell |
JP2009266416A (en) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell system, program used for fuel cell system, and information recording medium |
JP2010067384A (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Toto Ltd | Fuel battery module |
JP2010067549A (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toto Ltd | Fuel battery system |
JP2010090017A (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Fujikura Ltd | Apparatus and method for manufacturing optical fiber preform |
JP2010238453A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
JP2010272333A (en) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
WO2011013758A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
CN102473947A (en) * | 2009-07-29 | 2012-05-23 | 京瓷株式会社 | Fuel cell device |
US10763527B2 (en) | 2009-07-29 | 2020-09-01 | Kyocera Corporation | Fuel cell device |
US10164276B2 (en) | 2009-07-29 | 2018-12-25 | Kyocera Corporation | Fuel cell device |
JP5528451B2 (en) * | 2009-07-29 | 2014-06-25 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
KR101355047B1 (en) | 2009-07-29 | 2014-01-24 | 쿄세라 코포레이션 | Fuel cell device |
JP2011044244A (en) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Toyota Motor Corp | Fuel cell stack device |
WO2011037258A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
JPWO2011037258A1 (en) * | 2009-09-28 | 2013-02-21 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
CN102511101A (en) * | 2009-09-28 | 2012-06-20 | 京瓷株式会社 | Fuel cell device |
JP5591249B2 (en) * | 2009-09-28 | 2014-09-17 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
KR101413534B1 (en) | 2009-09-28 | 2014-07-01 | 쿄세라 코포레이션 | Fuel cell device |
JP2011081972A (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system and method for operating the system |
JP2011096388A (en) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Toyota Motor Corp | Fuel cell module |
JP2011204484A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
JP2011210686A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Osaka Gas Co Ltd | Fuel cell power generation device |
JP2012094479A (en) * | 2010-09-29 | 2012-05-17 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
CN103140976A (en) * | 2010-09-29 | 2013-06-05 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell |
US9531018B2 (en) | 2010-09-29 | 2016-12-27 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell system for producing variable generated power based on power demand |
EP2624351A1 (en) * | 2010-09-29 | 2013-08-07 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell |
EP2624350A1 (en) * | 2010-09-29 | 2013-08-07 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell |
JP2012094478A (en) * | 2010-09-29 | 2012-05-17 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
CN103140977A (en) * | 2010-09-29 | 2013-06-05 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell |
JP2012094477A (en) * | 2010-09-29 | 2012-05-17 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
US9570771B2 (en) | 2010-09-29 | 2017-02-14 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell system for producing variable generated power based on power demand |
EP2624350A4 (en) * | 2010-09-29 | 2014-05-07 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
EP2624351A4 (en) * | 2010-09-29 | 2014-05-07 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
EP2624349A4 (en) * | 2010-09-30 | 2014-05-07 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell device |
EP2624349A1 (en) * | 2010-09-30 | 2013-08-07 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell device |
JP2012212572A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
JP2012212573A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
JP2012229137A (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Panasonic Corp | Hydrogen generating apparatus, fuel cell system and operation method of hydrogen generating apparatus |
JP2013197037A (en) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Miura Co Ltd | Reformer system, fuel cell system, and operation method therefor |
JP2016062824A (en) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell device |
JP2019040663A (en) * | 2017-08-22 | 2019-03-14 | 京セラ株式会社 | Power generation device, control device, and control program |
JP2020004562A (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 京セラ株式会社 | Facility management server, facility management system and facility management method |
JP7005440B2 (en) | 2018-06-27 | 2022-02-04 | 京セラ株式会社 | Equipment management server, equipment management system and equipment management method |
JP7435181B2 (en) | 2020-04-03 | 2024-02-21 | 株式会社アイシン | fuel cell system |
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