JP2009115400A - Combustion apparatus, fuel treating apparatus, and fuel cell power generating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼装置、燃料処理装置、及び燃料電池発電システムに関する。 The present invention relates to a combustion apparatus, a fuel processing apparatus, and a fuel cell power generation system.
従来の燃焼装置は主として、そのガス供給路と一次側(ガスインフラ側)のガス供給部とをガス配管を介して接続し、前記燃焼装置にガスを供給し、燃焼による熱を給湯等に利用する。 Conventional combustion equipment mainly connects its gas supply path and primary side (gas infrastructure side) gas supply section via a gas pipe, supplies gas to the combustion equipment, and uses heat from combustion for hot water supply etc. To do.
図9は、従来の燃焼装置の構成を示すブロック図である。図9に示すように、従来の燃焼装置は、一般的に燃焼器101と、その熱を水等に伝達する熱交換器102と、燃焼器101および熱交換器102のそれぞれにガス、燃焼用空気、熱回収用水等を供給制御する制御部品と、それら制御部品を制御する制御ユニット103とを有している。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional combustion apparatus. As shown in FIG. 9, the conventional combustion apparatus generally includes a
さらに、ガス配管と燃焼装置のガス供給路104とを接続する部位の下流側にガス遮断弁105が設けられており、燃焼装置は、ガス遮断弁105、燃焼器101及び熱交換器102等を含めた全体を金属等で構成された筐体100で覆うように構成されていることが一般的である。すなわち、ガス遮断弁105が、筐体100の内部に燃焼器101や熱交換器102等とともに配置されていた(例えば、特許文献1参照。)。
Further, a gas shut-off
こうした燃焼装置のガス漏洩に対する対策は、前記燃焼装置内にガス漏れ検知ユニット107が設置され、ガス漏れを検知した検知信号によって、燃焼装置の制御ユニット103が前記ガス遮断弁を遮断することでガス漏れを防止する構成がとられている。
上記のようにガス漏洩を検知し、ガス遮断弁105の下流側に位置する2次側(燃焼装置側)へのガス供給を遮断する場合、ガス遮断弁105が正常な場合には問題は生じないが、ガス遮断弁105が故障している場合は、ガス遮断弁105自体からガス供給路104の外部にガスが漏洩(外部漏洩)することがあり得る。尚、この外部漏洩に対して内部漏洩とは、ガス遮断弁105を閉止状態にした場合であっても、ガス遮断弁105が壊れているためガス供給路104が閉止されず、ガス供給路104内を通じて燃焼器101側に可燃性ガスが供給される状態を示すものである。
When the gas leakage is detected as described above and the gas supply to the secondary side (combustion device side) located downstream of the
このような外部漏洩が発生した場合、ガス遮断弁105が筐体100の内部に燃焼器101や熱交換器102等とともに配置されているため、外部漏洩したガスが筐体100内に充満し筐体内の体積が可燃範囲のガス混合気で充満され、爆燃気範囲となったガスが、燃焼器101のバーナの高温化や、制御ユニット103内のリレー回路や高圧部で発生するスパークにより着火するおそれがあり、安全性が低下する場合があった。
When such an external leakage occurs, the gas shut-off
本発明は、上記従来の燃焼装置の課題を考慮し、ガス遮断弁等のガス遮断部からガス供給路の外部へのガス漏洩が発生した場合であっても、発火等の危険事象を回避し、安全性を保つことが可能な燃焼装置、燃料処理装置、及び燃料電池発電システムを提供することを目的とする。 In consideration of the problems of the conventional combustion apparatus, the present invention avoids dangerous events such as ignition even when a gas leakage from a gas shut-off part such as a gas shut-off valve to the outside of the gas supply path occurs. An object of the present invention is to provide a combustion apparatus, a fuel processing apparatus, and a fuel cell power generation system capable of maintaining safety.
上記目的を達成するために、第1の本発明は、
可燃性ガスを供給するためのガス供給路と、
前記ガス供給路より供給される可燃性ガスを燃焼させるための燃焼器と、
前記燃焼器の燃焼の制御を行う制御器と、
前記燃焼器の上流側の前記ガス供給路上に設けられ、前記制御器により制御される1以上のガス遮断弁と、を備え、
前記ガス遮断弁が1つの場合は、
前記ガス遮断弁と、前記燃焼器及び前記制御器とは空間的に仕切られており、
前記ガス遮断弁が複数の場合は、
前記複数のガス遮断弁のうち、少なくとも前記ガス供給路の最上流の前記ガス遮断弁と、前記燃焼器及び前記制御器とは空間的に仕切られている、燃焼装置である。
In order to achieve the above object, the first present invention provides:
A gas supply path for supplying a combustible gas;
A combustor for combusting combustible gas supplied from the gas supply path;
A controller for controlling the combustion of the combustor;
One or more gas shut-off valves provided on the gas supply path upstream of the combustor and controlled by the controller;
When there is one gas shutoff valve,
The gas shut-off valve, the combustor and the controller are spatially partitioned,
When there are a plurality of gas shut-off valves,
Of the plurality of gas shut-off valves, at least the gas shut-off valve at the uppermost stream of the gas supply path, the combustor, and the controller are spatially partitioned.
又、第2の本発明は、
前記燃焼器及び前記制御器を覆うように設けられた筐体を備え、
前記燃焼器及び前記制御器と空間的に仕切られた前記ガス遮断弁は、前記筐体の外部に配置されている、第1の本発明の燃焼装置である。
The second aspect of the present invention is
A housing provided to cover the combustor and the controller;
The gas shutoff valve spatially partitioned from the combustor and the controller is the combustion apparatus according to the first aspect of the present invention, which is disposed outside the casing.
又、第3の本発明は、
前記筐体内の空間が大気と連通する連通口を備えた、第2の本発明の燃焼装置である。
The third aspect of the present invention
The combustion apparatus according to the second aspect of the present invention is provided with a communication port in which the space in the casing communicates with the atmosphere.
又、第4の本発明は、
前記連通口より前記筐体内の空間内のガスを大気に排出するための換気器を備え、
前記換気器によって前記筐体内の空間内のガスが強制的に排気される、第3の本発明の燃焼装置である。
The fourth aspect of the present invention is
A ventilator for discharging gas in the space in the housing to the atmosphere from the communication port,
The combustion apparatus according to the third aspect of the present invention, wherein the gas in the space in the housing is forcibly exhausted by the ventilator.
又、第5の本発明は、
前記燃焼器、前記制御器、及び前記1以上のガス遮断弁を覆うように設けられた筐体と、
前記筐体内の、前記燃焼器及び前記制御器と、前記燃焼器及び前記制御器と空間的に仕切られた前記ガス遮断弁との間に形成された隔壁とを備え、
前記筐体及び前記隔壁によって、前記燃焼器及び前記制御器と空間的に仕切られた前記ガス遮断弁を含む第1の空間と、前記燃焼器及び前記制御器を含む第2の空間が形成されている、第1の本発明の燃焼装置である。
The fifth aspect of the present invention is
A housing provided to cover the combustor, the controller, and the one or more gas shut-off valves;
A partition formed between the combustor and the controller in the housing, and the gas shut-off valve spatially partitioned from the combustor and the controller;
The housing and the partition form a first space including the gas shut-off valve spatially partitioned from the combustor and the controller, and a second space including the combustor and the controller. 1 is a combustion apparatus according to the first aspect of the present invention.
又、第6の本発明は、
前記第1の空間が大気と連通する第1の連通口を備えた、第5の本発明の燃焼装置である。
The sixth aspect of the present invention
The combustion apparatus according to a fifth aspect of the present invention, wherein the first space includes a first communication port communicating with the atmosphere.
又、第7の本発明は、
前記第2の空間が大気と連通する第2の連通口を備えた、第5の本発明の燃焼装置である。
The seventh aspect of the present invention
The combustion apparatus according to a fifth aspect of the present invention, wherein the second space includes a second communication port that communicates with the atmosphere.
又、第8の本発明は、
前記第2の連通口より前記第2の空間内のガスを大気に排出するための換気器を備え、
前記換気器によって前記第2の空間内のガスが強制的に排気される、第7の本発明の燃焼装置である。
Further, the eighth aspect of the present invention is
A ventilator for discharging the gas in the second space to the atmosphere from the second communication port;
The combustion apparatus according to a seventh aspect of the present invention, wherein the gas in the second space is forcibly exhausted by the ventilator.
又、第9の本発明は、
前記可燃性ガスは、付臭成分を含んでいる、第1の本発明の燃焼装置である。
The ninth aspect of the present invention provides
The combustible gas is the combustion apparatus according to the first aspect of the present invention, which contains an odorous component.
又、第10の本発明は、
前記付臭成分を除去するために前記ガス供給路に設けられた付臭成分除去器を備え、
前記付臭成分除去器は、
前記ガス遮断弁が1つの場合、前記ガス遮断弁の下流側に設けられており、
前記ガス遮断弁が複数の場合、前記ガス供給路の最上流の前記ガス遮断弁の下流側に設けられている、第9の本発明の燃焼装置である。
The tenth aspect of the present invention is
In order to remove the odorous component, provided with an odorous component remover provided in the gas supply path,
The odorant remover is
When the gas shut-off valve is one, it is provided on the downstream side of the gas shut-off valve,
When there are a plurality of the gas shut-off valves, the combustion apparatus according to the ninth aspect of the present invention is provided on the downstream side of the gas shut-off valve in the uppermost stream of the gas supply path.
又、第11の本発明は、
前記燃焼器及び前記制御器側の空間に設けられ、該空間内に漏洩した前記可燃性ガスを検知する可燃性ガスセンサを備え、
前記制御器は、
前記可燃性ガスセンサの検出値に基づいて前記1以上のガス遮断弁を遮断するように制御する、第1の本発明の燃焼装置である。
The eleventh aspect of the present invention is
A combustible gas sensor that is provided in a space on the combustor and the controller side and that detects the combustible gas leaked into the space;
The controller is
The combustion apparatus according to the first aspect of the present invention controls the one or more gas cutoff valves to be shut off based on a detection value of the combustible gas sensor.
又、第12の本発明は、
前記ガス遮断弁が1つの場合は、
前記ガス遮断弁が正常に閉止している状態における、前記ガス遮断弁よりも上流側の前記ガス供給路内の圧力が、大気圧に対して正圧であり、
前記ガス遮断弁が複数の場合は、
前記最上流のガス遮断弁が正常に閉止している状態における、前記最上流のガス遮断弁よりも上流側の前記ガス供給路内の圧力が、大気圧に対して正圧である、第1の本発明の燃焼装置である。
The twelfth aspect of the present invention is
When there is one gas shutoff valve,
In the state where the gas shut-off valve is normally closed, the pressure in the gas supply path upstream of the gas shut-off valve is a positive pressure with respect to the atmospheric pressure,
When there are a plurality of gas shut-off valves,
In a state where the most upstream gas shut-off valve is normally closed, the pressure in the gas supply path upstream of the most upstream gas shut-off valve is a positive pressure with respect to atmospheric pressure. It is a combustion apparatus of this invention.
又、第13の本発明は、
前記燃焼器は、前記可燃性ガスを燃焼させるバーナと、前記バーナの周囲に設けられた燃焼筒とを有し、
前記燃焼器より排出された燃焼排ガスを前記燃焼器及び前記制御器側の空間の外部へと前記燃焼排ガスを導くために、前記燃焼筒に接続された燃焼排ガス流路が設けられている、第1の本発明の燃焼装置である。
The thirteenth aspect of the present invention is
The combustor has a burner for burning the combustible gas, and a combustion cylinder provided around the burner,
In order to guide the combustion exhaust gas discharged from the combustor to the outside of the space on the combustor and the controller side, a combustion exhaust gas channel connected to the combustion cylinder is provided, 1 is a combustion apparatus according to the present invention.
又、第14の本発明は、
第1〜13のいずれかの本発明の燃焼装置と、
前記燃焼装置の加熱により原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器とを備えた、燃料処理装置である。
The fourteenth aspect of the present invention is
Any one of the first to thirteenth combustion devices of the present invention;
And a reformer that generates a hydrogen-containing gas by reforming the raw material by heating the combustion device.
又、第15の本発明は、
第14の本発明の燃料処理装置と、
前記燃料処理装置より送出される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池とを備える燃料電池発電システムである。
The fifteenth aspect of the present invention is
A fuel processor of the fourteenth aspect of the present invention;
And a fuel cell power generation system including a fuel cell that generates power using the hydrogen-containing gas delivered from the fuel processing apparatus.
本発明によれば、ガス遮断弁等のガス遮断部からガス供給路の外部へのガス漏洩が発生した場合であっても、発火等の危険事象を回避し、安全性を保つことが可能な燃焼装置、燃料処理装置、及び燃料電池発電システムを提供することが出来る。 According to the present invention, even if a gas leakage from a gas shut-off part such as a gas shut-off valve to the outside of the gas supply path occurs, it is possible to avoid dangerous events such as ignition and maintain safety. A combustion apparatus, a fuel processing apparatus, and a fuel cell power generation system can be provided.
以下、図面を参照して本発明にかかる実施の形態の内容を説明する。 The contents of the embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る燃焼装置の概略構成を示したブロック図である。本実施の形態の燃焼装置は、ガスインフラ側からの可燃性ガスを供給するガス供給路1と、供給された可燃性ガスを燃焼するための燃焼器4とを備えている。この燃焼器4の上流側のガス供給路1には、燃焼器4に供給する可燃性ガスの流量を調整するガス流量調整ユニット3が配置されている。更に、このガス流量調整ユニット3の上流側のガス供給路1には、可燃性ガスを遮断するためのガス遮断弁2が配置されている。このガス遮断弁2は、ノーマルクローズ型の弁であり、停電等の際には閉止状態となり、燃焼器4へ可燃性ガスが供給されることを防ぐことが出来る。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a combustion apparatus according to
又、可燃性ガスの流量に応じた燃焼用空気を燃焼器4に供給するための燃焼空気供給ユニット5と、燃焼器4から排出された燃焼排ガスが、ガス流路30を介して導入される熱交換器6が設けられている。このような燃焼排ガスの導入により、燃焼排ガスから熱交換器6に吸熱された熱を利用するために、熱媒体を熱交換器6に供給する熱媒体供給ユニット7が設けられている。この熱媒体供給ユニット7から熱交換器6を経て熱利用される場所まで熱媒体を送る熱媒体流路71が設けられている。
In addition, a combustion
更に、上記ガス遮断弁2、ガス流量調整ユニット3、燃焼器4、及び燃料空気供給ユニット5等の動作を制御することで、燃焼器4の燃焼動作を制御する制御ユニット10が設けられている。
Further, a
上述した、ガス流量調整ユニット3、燃焼器4、燃焼空気供給ユニット5、熱交換器6、熱媒体供給ユニット7、及び制御ユニット10は、金属で形成された筐体8で覆われている。尚、筐体8には本発明の連通口の一例である吸気口14が設けられ、燃焼空気供給ユニット5によって空気を燃焼器4に導入するために、外気が吸気口32より取り入れられる。また、熱交換器6を通過した排ガスを筐体8の外部へ排気するための排ガス流路31が設けられている。これら排ガス流路31、熱交換器6内の燃焼排ガス流路、及びガス流路30が、本発明の燃焼排ガス流路の一例に相当する。
The gas flow
又、この筐体8内には、ガス漏洩を監視するためのガス漏洩検知ユニット9が配置されている。このガス漏洩検知ユニット9は、可燃性ガスセンサを有しており、ガス漏洩検知ユニット9が、この可燃性ガスセンサによる検出値によってガスが漏洩しているか否かを判断し、ガスが漏洩していると判断した場合には、制御ユニット10は、ガス遮断弁2を動作させ、インフラ側からのガス供給が遮断される。尚、ガス遮断弁2は、上記筐体8の外部に配置されている。
Further, a gas
次に、本実施の形態の燃焼器4及び熱交換器6の構成について説明する。
Next, the structure of the
図2は、本実施の形態の燃焼器4及び熱交換器6の構成図である。図2に示すように、燃焼器4は、ガス供給路1に接続されたバーナ41と、バーナ41を囲むように形成された燃焼筒42とを備えている。この燃焼筒42にガス流路30が接続されており、燃焼空気供給ユニット5からの空気が供給されて可燃性ガスが燃焼されると高温のガスが熱交換器6へと供給される。このように通常、燃焼器4は、バーナ41で生成した燃焼排ガスを筐体8内部に拡散させず、筐体8の内部雰囲気と隔離し、熱交換器6へ燃焼排ガスを送出するための隔壁として燃焼筒42を備えている。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
又、熱交換器6は、熱交換器6内を流通する高温のガス流れを複数回横切るように熱媒体流路71がサーペンタイン形状に形成された熱交換部61を有している。この熱交換部61には、フィン62が設けられており、高温のガスとの熱交換が促進される。尚、図中、バーナ41による炎43が示されている。
Further, the
次に、本実施の形態の燃焼装置の動作について説明する。 Next, the operation of the combustion apparatus of the present embodiment will be described.
上記燃焼装置によれば、通常の燃焼動作においては、図1に示すように制御ユニット10が、ガス遮断弁2を開放することで可燃性ガスはガス供給路1からガス遮断弁2を通過し、ガス流量調節ユニット3にて所定量が計量され下流の燃焼器4に供給される。一方、図2に示すように計量供給されたガスに応じた燃焼用の空気が制御ユニット10の制御により燃焼空気供給ユニット5から燃焼器4に供給され、燃焼筒42内でバーナ41により燃焼が行われる。燃焼した高温のガスは、ガス流路30を通じて熱交換器6へと導入され、熱交換器6において水等の熱媒体に熱交換された後、排ガス流路31を通じて、筐体8の外へと排気される。熱交換された水は、お湯として利用される。
According to the combustion apparatus, in a normal combustion operation, the
また、本燃焼装置の燃焼動作を停止する場合は、制御ユニット10が、ガス遮断弁2を閉止し、可燃性ガスの燃焼器4への供給を停止するとともに、燃焼空気供給ユニット5から燃焼器4への燃焼用空気の供給も停止する。
When the combustion operation of the combustion apparatus is stopped, the
上述したようにガス遮断弁2を除いて、本実施の形態の燃焼装置は金属でできた筐体8で覆われており、その内部にはガス漏洩検知ユニット9が設けられ、ガスの外部漏洩が監視されている。万一、上記燃焼装置の燃焼動作中にガス漏洩が発生した場合は、ガス漏洩検知ユニット9は、可燃性ガス漏洩を検知し、検知信号を制御ユニット10に供給する。検知信号を受けると、制御ユニット10は、燃焼空気供給ユニット5からの燃焼用空気供給を停止させるとともに、ガス遮断弁2を遮断させ、可燃性ガスの供給を停止することにより、継続したガスの漏洩を防止し、拡大被害の防止を図る。
As described above, except for the
ここで、通常の燃焼装置の燃焼動作の停止や可燃性ガスの漏洩等によりガス遮断弁を閉じても、ガス遮断弁2自体が故障し、ガス遮断弁2からガス供給路1の外部へのガス漏洩を遮断できない場合、従来の筐体(図1の二点鎖線で示された筐体100)では、ガス遮断弁2が筐体8の内部にあるため、筐体100内にガスが充満するおそれがある。
Here, even if the gas shut-off valve is closed due to the stop of the combustion operation of a normal combustion device or the leakage of combustible gas, the gas shut-off
例えば、ガスインフラから供給される可燃性ガスである都市ガス13Aの供給圧は、通常、大気圧に対して正圧(例えば、+2KPa程度)になるよう維持されているため、例え、ガス遮断弁2からガス供給路1の外部へのガス漏洩が微少であったとしてもガス漏洩が長時間継続し、筐体100内にガスが充満することになる。
For example, the supply pressure of the city gas 13A, which is a combustible gas supplied from the gas infrastructure, is normally maintained to be a positive pressure (for example, about +2 KPa) with respect to the atmospheric pressure. Even if the gas leakage from 2 to the outside of the
それに対して、本実施の形態の燃焼装置では、筐体8の外側にガス遮断弁2が配置されるように構成されているため、万一ガス遮断弁2が故障し、ガス遮断弁2から外部にリークが発生しても、漏洩ガスが筐体8内に充満しない。更に、高温化した燃焼器4及び制御ユニット10内のリレー回路や高圧部分等の可燃性ガスの着火源が筐体8に覆われ、ガス遮断弁2と空間的に仕切られているため、可燃性の漏洩ガスは、この着火源と接触せず、燃焼装置の系外へ拡散するため安全性を保つことが可能となる。
On the other hand, in the combustion apparatus of the present embodiment, since the gas shut-off
しかもガスには付臭剤がついているためガス漏洩が発生した場合には使用者が臭いでガスの漏洩を早期に発見することが可能となるため、安全性が向上し、商品性が向上することとなる。 In addition, since the gas has an odorant, it is possible for the user to detect the gas leak at an early stage when the gas leaks, improving safety and improving the merchantability. It will be.
尚、ガス遮断弁2の上流側のガス供給路1にマイコンガスメータが設けられている場合、ガス遮断弁2からガス供給路1の外部にガス漏洩が生じた場合であっても、漏洩量が一定以上であれば、マイコンガスメータの保護動作機能により、マイコンガスメータ内に設けられているガス遮断弁によってガス供給路が速やかに遮断される。
In the case where a microcomputer gas meter is provided in the
しかしながら、ガス遮断弁からの外部漏洩量が微少である場合には、保護動作機能が速やかには作動せず、例えば、30日程度の日数が経過しないとガス供給路が遮断されない。このような場合、従来の燃焼装置のように燃焼器および制御ユニットがガス遮断弁と同一の空間内に存在する場合、同様に筐体内への漏洩量によっては、高温化した燃焼器4や制御ユニット内のリレー回路や高圧部で発生したスパークにより着火するおそれがある。 However, when the amount of external leakage from the gas shut-off valve is very small, the protective operation function does not operate quickly, and the gas supply path is not shut off unless, for example, about 30 days have elapsed. In such a case, when the combustor and the control unit exist in the same space as the gas shut-off valve as in the conventional combustion device, similarly, depending on the amount of leakage into the casing, There is a risk of ignition due to sparks generated in the relay circuit or high voltage section in the unit.
このように、本実施の形態の燃焼装置では、通常の保護動作機能を有するマイコンガスメータが設けられている場合であっても対応困難な場合があるガス遮断弁からのガスの外部漏洩の問題に対して、より安全性を保つ効果を発揮することが出来る。 Thus, in the combustion apparatus of the present embodiment, even if a microcomputer gas meter having a normal protection operation function is provided, it may be difficult to cope with the problem of external leakage of gas from the gas cutoff valve. On the other hand, the effect of maintaining safety can be exhibited.
尚、本実施の形態では、ガス遮断弁が1つしか設けられていないが、漏洩をより確実に防止するためにガス遮断弁が複数個設けられた構成としても良い。これらの複数のガス遮断弁は、同時に開閉の制御が行われる。 In this embodiment, only one gas shut-off valve is provided, but a configuration in which a plurality of gas shut-off valves are provided in order to prevent leakage more reliably. The plurality of gas shut-off valves are controlled to be opened and closed simultaneously.
図3は、ガス遮断弁が複数設けられた場合の一例としてガス遮断弁を2つ設けた燃焼装置の構成図である。 FIG. 3 is a configuration diagram of a combustion apparatus in which two gas cutoff valves are provided as an example when a plurality of gas cutoff valves are provided.
図3に示す燃焼装置では、ガス遮断弁2とガス流量調整ユニット3との間に、更にガス遮断弁2´が設けられている。このガス遮断弁2´は、筐体8内に配置されている。
In the combustion apparatus shown in FIG. 3, a
このように複数のガス遮断弁が配置されることによって、筐体8内のガス遮断弁2´が故障した場合であっても、上流側のガス遮断弁2が故障していなければガス遮断弁2が閉止されることによってガス供給路1が閉止し、ガス供給路1内のガス流れを停止することが出来るため、ガス遮断弁2´からの外部漏洩を防ぐことが可能となる。
By arranging a plurality of gas shut-off valves in this way, even if the gas shut-off
一方、ガス遮断弁2が故障して、ガス遮断弁2から外部漏洩した場合には、外部漏洩を止めることは出来ないが、ガス遮断弁2が筐体8の外部に配置されているため、漏洩ガスが筐体8内に充満しない。そのため、筐体8内部の高温化した燃焼器4(例えば、燃焼筒42の表面)及び制御ユニット10内のリレー回路や高圧部分等により着火することが抑制され、安全性を確保出来る。
On the other hand, if the gas shut-off
又、ガス遮断弁2´が、ガス遮断弁2とガス流量調整ユニット3との間ではなく、ガス流量調整ユニット3と燃焼器4との間に設けられていても良いし、ガス遮断弁2と同様に、ガス遮断弁2´も筐体8外に配置されていても良い。
Further, the
なお、ガス流量調整ユニット3と燃焼器4との間にもガス遮断弁2´を配置し、合計3個のガス遮断弁が配置された構成であっても良く、燃焼器4に至るガス供給路1上に設けられるガス遮断弁の数は限定されるものではない。要するに、複数のガス遮断弁がガス供給路1に設けられている場合、少なくとも最上流のガス供給路1のガス遮断弁が筐体8の外部に配置されておりさえすればよい。これは、最上流のガス遮断弁が故障していない場合は、最上流のガス遮断弁よりも下流のガス遮断弁が故障しても、最上流のガス遮断弁が遮断することで最上流のガス遮断弁より下流のガス供給路内のガス流れが停止し、下流側のガス遮断弁からの可燃性ガス漏洩が抑制されるが、最上流のガス遮断弁が故障すると、このガス遮断弁からの可燃性ガス漏洩を抑止することができないためである。尚、このガス供給路1の最上流のガス遮断弁は、その下流のガス遮断弁とともに制御ユニット10によって開閉制御が行われるものであり、上記マイコンガスメーター内のガス遮断弁に相当するものではない。
A
又、本実施の形態では、図1及び図2で説明したように燃焼器4と熱交換器6が別々に設けられているが、例えば、燃焼筒42内に熱交換部61が配置されることによって一体化されていてもよい。さらに、熱媒体流路71が、燃焼筒42の外周に巻き付けるように配置されることによって、燃焼器4と熱交換器6が一体化されていてもよい。
In the present embodiment, the
(実施の形態2)
図4は、本発明にかかる実施の形態2の燃焼装置のブロック図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram of the combustion apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態2の燃焼装置の基本的構成は、実施の形態1と同じであるが、筐体の構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、実施の形態1と同一の構成要素については同一符号を付している。
The basic configuration of the combustion apparatus of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the housing is different. Therefore, this difference will be mainly described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as
本実施の形態2の燃焼装置では、実施の形態1と異なり、筐体11が2つのブロック11a、11bに分割されており、ガス遮断弁2とそれ以外の構成部品(ガス流量調整ユニット3、燃焼器4、燃焼空気供給ユニット5、熱交換器6、及び熱媒体供給ユニット7、ガス漏洩検知ユニット9、及び制御ユニット10)がそれぞれ別のブロック11a、11b内に配置されている。尚、本発明の第1の空間の一例は、本実施の形態のブロック11aに相当し、本発明の第2の空間の一例は、本実施の形態のブロック11bに相当する。
In the combustion apparatus of the second embodiment, unlike the first embodiment, the
このような構成の燃焼装置において、前述したガス遮断弁2からガス供給路1の外部への可燃性ガス漏洩が発生した場合、ガス遮断弁2が格納されているブロック11aにのみ可燃性ガスが漏洩することになる。一方、燃焼器4や制御ユニット10内は、可燃性ガスが漏洩するブロック11a内には存在せず、ブロック11b内に配置されているため、漏洩した可燃性ガスが燃焼器4の高温部や制御ユニット10内のリレー回路または高圧部で発生したスパークに接触し、着火することを抑制することが可能となる。
In the combustion apparatus having such a configuration, when a flammable gas leaks from the gas shut-off
そのため、ガス遮断弁2からガス供給路1の外部に可燃性ガスが漏洩した場合であっても、安全性を保つことが可能となる。
Therefore, even when combustible gas leaks from the
さらに、ガス遮断弁2が配置されているブロック11aは気密体であるため可燃性ガスの漏洩が進み、ブロック11a内の圧力がガス供給圧力とつりあった時点で可燃性ガスの漏洩は止まるためさらに安全性を担保することが可能である。
Further, since the
又、ガス遮断弁2が筐体11で保護されているため、ガス遮断弁2を外部からの衝撃や風雨等による腐食等から保護することが可能となる。
In addition, since the gas shut-off
尚、ブロック11a内の空間が大気と連通するための連通口をブロック11aの筐体の筐体上に設けることにより、実施の形態1と同様に燃焼装置の系外へ漏洩した可燃性ガスを拡散させても良い。
In addition, by providing a communication port for communicating the space in the
また、上記実施の形態1と同様に、燃焼器4に至るガス供給路1上にガス遮断弁を複数設けてもよく、その場合は、少なくとも最上流のガス供給路1のガス遮断弁がブロック11aに配置されておりさえすればよく、下流のガス遮断弁は、ブロック11bに配置されていても構わない。
Similarly to the first embodiment, a plurality of gas cutoff valves may be provided on the
(実施の形態3)
図5は、本発明にかかる実施の形態3の燃焼装置のブロック図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a block diagram of the combustion apparatus according to the third embodiment of the present invention.
本実施の形態3の燃焼装置の基本的構成は、実施の形態2と同じであるが、ブロック11aが大気と連通する連通口を備えている点が異なる。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、実施の形態2と同一の構成要素については同一符号を付している。
The basic configuration of the combustion apparatus of the third embodiment is the same as that of the second embodiment, except that the
本実施の形態3の燃焼装置では、実施の形態2における2つのブロック11a、11bのおのおのに換気ファン13と、換気に伴う吸気口14が設けられている。なお、本発明の第1の連通口は、ブロック11a内の空間が大気と連通し、ブロック11a内に漏洩した可燃性ガスが大気に拡散排気されることが可能となる筐体121に設けられた開口部であり、一例としては、本実施の形態のブロック11aに設けられている換気ファン13の換気口(図示せず)が挙げられる。また、ブロック11aに設けられている換気ファン13が停止している場合は、ブロック11aに設けられている吸気口14からもブロック11a内のガスが大気に拡散排気されるので、吸気口14も本発明の連通口として機能する。
In the combustion apparatus of the third embodiment, the two
一方、本発明の第2の連通口の一例は、ブロック11b内の空間が大気と連通し、ブロック11b内に漏洩した可燃性ガスが大気に拡散排気されることが可能となる筐体121に設けられた開口部であり、本実施の形態のブロック11bに設けられている換気ファン13の換気口(図示せず)が連通口の一例として挙げられる。
On the other hand, an example of the second communication port of the present invention is the case 121 in which the space in the
また、ブロック11bに設けられている換気ファン13が停止している場合は、ブロック11bに設けられている吸気口14からもブロック11a内のガスが大気に拡散排気されるので、吸気口14も本発明の連通口として機能する。また、本発明の換気器の一例は、本実施の形態の換気ファン13に相当する。なお、本実施の形態の燃焼装置においては、本発明の連通口として、換気ファンが設けられた換気口及び吸気口の両方を備えた場合について例示したが、ブロック11a及びブロック11bに、それぞれ少なくとも一つの開口部が設けられていれば構わない。
In addition, when the
このような構成の燃焼装置において、ガス遮断弁2からガス供給路1の外部へ可燃性ガス漏洩が発生した場合、ガス遮断弁2が格納されているブロック11aにのみ可燃性ガスが漏洩するが、ブロック11aは常時換気されているため漏洩した可燃性ガスは希釈された状態で換気ファン13を介して燃焼装置の系外へ拡散排気される。更に、燃焼器16や制御ユニット10は、ガスが漏洩したブロック11a内には存在せず、ブロック11b内に配置されているため、漏洩した可燃性ガスが燃焼器16等の高温部や制御ユニット10内のリレー回路や高圧部分等の着火源に接触することを抑制することが出来る。
In the combustion apparatus having such a configuration, when a flammable gas leaks from the
以上より、ガス遮断弁2からガス供給路1の外部へと可燃性ガスの漏洩が発生した場合であっても、安全性を保つことが可能となる。
As described above, safety can be maintained even when flammable gas leaks from the
また、他方のブロック11bの換気を行うことで、ブロック11b内の系からブロック11bの空間内への可燃性ガス漏洩が生じた場合にも、ブロック11b外へと漏洩した可燃性ガスを拡散排気することが出来るため、より安全性を保つことが可能となる。
Further, when the
尚、ブロック11aに換気ファン13がない場合でも、吸気口14等で外気と連通した部位があれば、漏洩したガスは大気へ拡散排気されるため、ブロック11a内に充満することはなく、燃焼装置の系外へ拡散するため、安全性を保つことが可能となる。しかもガスには付臭剤がついているためガス漏洩が発生した場合には、使用者が臭いでガスの漏洩を早期に発見することが可能となり安全性が向上し、商品性を向上することとなる。
Even if there is no
又、ブロック11aと共に、ブロック11bにも換気ファン13を設けない構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure which does not provide the
又、ブロック11aを換気ファン13及び吸気口14を設けずに密閉空間とし、ブロック11b側に、吸気口14のみ若しくは換気ファン13と吸気口14を設けても良い。
Alternatively, the
又、上記実施の形態1と同様に、燃焼器4に至るガス供給路1上にガス遮断弁を複数設けてもよく、その場合は、少なくとも最上流のガス供給路1のガス遮断弁がブロック11aに配置されておりさえすればよく、下流のガス遮断弁は、ブロック11bに配置しても構わない。
Similarly to the first embodiment, a plurality of gas cutoff valves may be provided on the
(実施の形態4)
図6は、本発明に係る実施の形態4における燃料処理装置のブロック図である。本実施の形態4の燃料処理装置は、実施の形態3の燃焼装置を用いたものであり、実施の形態3と同一の構成要素については、同一符号を付している。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a block diagram of a fuel processor according to
本実施の形態の燃焼装置は、ガスインフラ側からのメタン等の少なくとも炭素元素及び水素元素から構成される有機化合物を含む可燃性の原料ガスを供給するガス供給路1と、供給された原料ガスを用いて改質反応によって水素含有ガスを生成するための燃料処理器15を備えている。この燃料処理器15では、水蒸気を用いた水蒸気改質法や、空気を用いた部分酸化改質法や、両方を併用したオートサーマル法等によって水素を発生することが出来る。
The combustion apparatus of the present embodiment includes a
尚、本実施の形態では、水蒸気を用いた水蒸気改質法を用いているため、燃料処理器15に水分を供給する水供給ユニット18が設けられている。
In this embodiment, since the steam reforming method using steam is used, a
この燃料処理器15の上流側のガス供給路1には、供給される原料ガス中の付臭成分である硫黄を除去するための、本発明の付臭成分除去器の一例として脱硫器27が設けられている。この脱硫器27の上流側のガス供給路1には、燃料処理器15に供給するガスの流量を調整するガス流量調整ユニット3が配置されている。更に、このガス流量調整ユニット3の上流側のガス供給路1には、ガスの供給を遮断するためのガス遮断弁2が配置されている。なお、上記ガス流量調整ユニット3は、脱硫器27の下流側に設けられても構わない。
In the
上記燃料処理器15を加熱するための燃焼器16が設けられており、燃料処理器15の下流側には、燃料処理器15によって生成された水素含有ガスを燃料処理装置の系外(燃料ガス流路142側)と燃焼器16側へ分配する分配器17が配置されている。
A
また、分配器17で分配され、分配ガス流路141を通じて燃焼器16に供給される水素含有ガス流量に応じた燃焼用空気を、吸気口32より取り入れて燃焼器16に供給する燃焼空気供給ユニット5が設けられている。燃焼器16で燃焼した燃焼排ガスは、燃料処理器15に導かれ、燃料処理器15に必要な熱を供給し、その後、本発明の燃焼排ガス流路の一例に相当する排ガス流路140を通じて排気ガスとして排気される。
Also, a combustion air supply unit that distributes in the
上記ガス遮断弁2、ガス流量調整ユニット3、燃料処理器15、分配器17、燃焼器16、燃焼空気供給ユニット5及び水供給ユニット18の動作等、燃焼器の動作だけでなく燃料処理装置全体の動作を制御するための制御ユニット26が設けられている。
Not only the operation of the combustor, such as the operation of the
本実施の形態4の燃料処理装置には、実施の形態3と同様に、構成部品を覆うように、筐体11が設けられており、筐体11は、内側に形成された隔壁12によって2つのブロック11a、11bに分割されている。一方のブロック11aには、構成部品のうち制御ユニット26により動作が制御されるガス遮断弁2のみが配置されており、他方のブロック11bには、ガス流量調整ユニット3、燃料処理器15、分配器17、燃焼器16、燃焼空気供給ユニット5、水供給ユニット18及び制御ユニット26が設けられている。これらブロック11a、11bには、各々に換気ファン13と、換気に伴う吸気口14が搭載されている。
As in the third embodiment, the fuel processing apparatus according to the fourth embodiment is provided with a
また、ブロック11b内には、その内部のガス漏洩を監視するガス漏洩検知ユニット9が配置されており、ガス漏洩検知ユニット9によるガス検知信号に基づいて制御ユニット26がガス遮断弁2を動作させ、インフラ側からのガスの供給が遮断される。
Further, a gas
次に、本実施の形態の燃料処理器15及び燃焼器16について説明する。
Next, the
図7は、燃料処理器15及び燃料処理器15を加熱する燃焼器16の断面構成図である。本実施の形態の燃料処理器15は、同心円状に内筒151、中筒152、外筒153が配置されて構成されている。この構成により脱硫器27から、内筒151と中筒152の間の環状空間を上方から下方へと通り、中筒152と外筒153の間の環状空間を下方から上方へと通って分配器17へと続く流路が形成されている。
FIG. 7 is a cross-sectional configuration diagram of the
又、ルテニウムを主成分とする改質触媒154が、内筒151と中筒152の間の環状空間に配置されており、銅と亜鉛を主成分とする変成触媒155と、ルテニウムを主成分とする酸化触媒156が、中筒152と外筒153の間の環状空間に配置されている。尚、変成触媒を通過した後のガスに酸化ガスを送り込むための空気供給口157も設けられている。
A reforming
一方、燃焼器16は、上述した内筒151、中筒152,及び外筒153の中央に設けられたバーナ161と、バーナ161を覆うように設けられた燃焼筒162とを有している。又、燃焼筒162の壁の一部は内筒151によって形成されており、ガスの燃焼による熱が、内筒151、中筒152、及び外筒153等の筐体を介して伝熱し、改質触媒154、変成触媒155、及び酸化触媒156が加熱される。
On the other hand, the
上述した分配ガス流路141は、バーナ161に接続されており、分配器17によって分配された燃料ガスがバーナ161に供給される。
The
又、燃焼筒162は、排ガス流路140に繋がっており、燃焼された排ガスは筐体11外へと排気される。図中、バーナ161による炎163が示されている。
In addition, the
尚、本実施の形態の燃料処理装置を起動時には、燃料処理器15により生成されるガスは、分配器17によって、全てバーナ161側へと供給され、改質触媒154,変成触媒155,及び酸化触媒156が十分に加熱され、一酸化炭素濃度の低い高品質の水素含有ガスが生成されるようになると、燃料ガス流路142側にも供給される。
When the fuel processor according to the present embodiment is started, all the gas generated by the
このような構成の燃料処理装置において、ガス遮断弁2からガス供給路1の外部へとガス漏洩が発生した場合、ガス遮断弁2が格納されているブロック11aにのみ原料ガスが漏洩するが、ブロック11aは常時換気されているため、漏洩した原料ガスは希釈された状態で燃料処理装置の系外へ拡散排気される。更に、燃焼器16等の高温部は、原料ガスが漏洩したブロック11a内には存在せず、ブロック11b内に配置されている。
In the fuel processing apparatus having such a configuration, when a gas leak occurs from the
このため、ガス遮断弁2からガス供給路1の外部へ可燃性ガスが漏洩した場合であっても、高温で原料を改質する燃料処理器15を加熱する燃焼器16に漏洩した可燃性ガスが接触したり、リレー回路や高圧部でスパークを発生する制御ユニット26に漏洩した可燃性ガスが接触することを防止できるため、安全性の確保された燃料処理装置を提供することが可能となる。
For this reason, even if combustible gas leaks from the gas shut-off
また、他方のブロック11bには、700℃弱の高温で燃料を改質する燃料処理器15やリレー回路や高圧部でスパークを発生する制御ユニット26が配置されているので、そのブロック11bの換気も行うことで、ガス遮断弁2以外のブロック11b内の系から原料ガスや水素含有ガスの漏洩が生じた場合にも、外部へと漏洩ガスを排気することが出来るため、より安全性を保つことが可能となる。
The
尚、ブロック11aに換気ファン13がない場合でも、吸気口14等のように外気と連通した部位があれば、漏洩したガスは大気へ拡散排気されるため、筐体18a内に充満することはなく、システム系外へ拡散するため安全性を保つことが出来る。しかもガスには付臭剤がついているためガス漏洩が発生した場合には使用者が臭いでガスの漏洩を早期に発見することが可能となり安全性が向上し、商品性を向上することとなる。
Even when the
又、ブロック11aと共に、ブロック11bにも換気ファン13を設けない構成としても良い。
Moreover, it is good also as a structure which does not provide the
又、本実施の形態では、ガス遮断弁2と他の構成部品(燃焼器16、燃料処理器15等)が、筐体11及び隔壁12で形成された別々のブロック11a、11bに配置され、それぞれのブロック11a、11b毎に換気ファン13及び吸気口14が設けられている構成について説明したが、実施の形態2において説明したように、ブロック11aに換気ファン13及び吸気口14を設けず、ブロック11b側に吸気口14のみ(図4参照)若しくは換気ファン13及び吸気口14を設けた構成であっても良い。更に、実施の形態1において説明したように、ガス遮断弁2が筐体に覆われずに、外気に曝されている構成であってもよいし(図1参照)、ガス供給路1に制御ユニット26により制御されるガス遮断弁を複数備え、少なくとも最上流のガス遮断弁がブロック11a内に設けられ、下流のガス遮断弁がブロック11bに設けられる構成であってもよい。なお、少なくとも最上流のガス供給路1のガス遮断弁を、実施の形態1の同様に筐体8の外部に配置しても構わない。
In the present embodiment, the gas shut-off
又、本実施の形態の燃料処理器15は、改質触媒154を有する改質器、変成触媒155を有する変成器、及び酸化触媒156を有するCO除去器が一体となって構成されているが、改質器、変成器及びCO除去器が別々に設けられていても良い。
Further, the
又、本実施の形態の燃料処理器15は、改質触媒154、変成触媒155、及び酸化触媒156を有しているが、一酸化炭素の濃度を減少させる必要がない場合(溶融炭酸塩形の燃料電池に用いる場合)には、酸化触媒156を有していなくても良く、少なくとも改質触媒154を有する改質器でさえあれば、改質反応によって水素を生成することが出来る。
The
又、本実施の形態では、燃料処理器15は筒形状であったが、本構成に限らなくてもよい。
In the present embodiment, the
(実施の形態5)
図8は、本発明の燃料電池発電システムの一例としての実施の形態5における燃料電池コージェネレーションシステムのブロック図である。
(Embodiment 5)
FIG. 8 is a block diagram of a fuel cell cogeneration system according to
本実施の形態の燃料電池コージェネレーションシステムは、実施の形態4の燃料処理装置を用いたシステムであり、実施の形態4と同一の構成要素については、同一符号を付している。 The fuel cell cogeneration system of the present embodiment is a system using the fuel processing apparatus of the fourth embodiment, and the same components as those of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals.
本実施の形態5の燃料電池コージェネレーションシステムの燃料処理器15において用いられている改質方法は、水蒸気改質方法であるため、燃料処理器15に水蒸気を供給するための水供給ユニット18が設けられている。
Since the reforming method used in the
また、燃料処理器15の下流側には、高分子電解質膜、アノード、カソード、及びセパレータ等から構成されたセルが積層された燃料電池スタック19が設けられている。燃料処理器15によって生成された水素含有ガスが燃料電池スタック19のアノードに供給される。一方、燃料電池スタック19のカソードに空気を供給するための空気供給ユニット20が設けられている。また、燃料電池スタック19で発生した電力を取り出すための電力取出ユニット21と、燃料電池スタック19で発生した熱を回収するための熱回収ユニット22が設けられている。
Further, on the downstream side of the
また、上記構成部品を制御駆動するための電源23、制御用アクチュエータ24、及び燃焼器16の燃焼動作を含むシステム全体の動作を制御する制御ユニット25が設けられている。
Further, a
本実施の形態5の燃料電池コージェネレーションシステムは、実施の形態4の燃料処理装置と同様に、構成部品を覆うように、筐体11が設けられており、筐体11は、内側に形成された隔壁12によって2つのブロック11a、11bに分割されている。一方のブロック11aには、構成部品のうち制御ユニット25に制御されるガス遮断弁2のみが配置されており、他方のブロック11bには、ガス流量調整ユニット3、燃焼空気供給ユニット5、燃料処理器15、燃焼器16、燃料電池スタック19、空気供給ユニット20、電力取出ユニット21、熱回収ユニット22、電源23、制御用アクチュエータ24、及び制御ユニット25が配置されている。これらブロック11a、11bには、各々に換気ファン13と、換気に伴う吸気口14が搭載されている。
In the fuel cell cogeneration system according to the fifth embodiment, as in the fuel processing apparatus according to the fourth embodiment, a
また、ブロック11b内には、その内部のガス漏洩を監視するガス漏洩検知ユニット9が設けられており、このガス漏洩検知ユニット9によるガス漏洩検知信号に基づいて制御ユニット25がガス遮断弁2を動作させ、インフラ側からの原料ガス供給が遮断される。尚、制御ユニット25は他の構成部品(ガス流量調整ユニット3等)の制御も行っている。
The
上記構成の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、ガス遮断弁2から原料ガス漏洩が発生した場合であっても、ガス遮断弁2と、電源、制御用アクチュエータである電気デバイス、制御ユニット25に存在するリレー回路、及び燃料処理器等の高温部品とが、別々のブロック11a、11bに配置されているため、漏洩ガスが高温部品に接触したり制御ユニット25内のリレー回路や高圧部で発生するスパークと接触して発火、ひいては爆発等が起こることを抑制することが出来る。
In the fuel cell cogeneration system having the above configuration, even when a raw material gas leaks from the gas shut-off
そのため、ガス遮断弁2から原料ガスが漏洩した場合であっても、安全性を保つことが可能となる。
Therefore, even when the raw material gas leaks from the
尚、実施の形態4と同様に、ブロック11aに換気ファン13がない場合でも、吸気口14等のように外気と連通した部位があれば、漏洩した原料ガスは大気へ拡散排気されるため、筐体18a内に充満することはなく、システム系外へ拡散するため安全性を保つことが出来る。しかもガスには付臭剤がついているためガス漏洩が発生した場合には臭いで原料ガスの漏洩を早期に発見することが可能となり安全性が向上し、商品性を向上することとなる。
As in the fourth embodiment, even if the
又、ブロック11aと共に、ブロック11bにも換気ファン13を設けない構成としても良い。
Moreover, it is good also as a structure which does not provide the
又、本実施の形態では、ガス遮断弁2と他の構成部品(燃焼器16、燃料処理器15等)が、筐体11及び隔壁12で形成された別々のブロック11a、11bに配置され、それぞれのブロック11a、11b毎に換気ファン13及び吸気口14が設けられている構成について説明したが、実施の形態2において説明したように、ブロック11aに換気ファン13及び吸気口14を設けず、ブロック11b側に吸気口14のみ(図4参照)若しくは換気ファン13及び吸気口14を設けた構成であってもよい。更に、実施の形態1において説明したように、ガス遮断弁2が筐体に覆われずに、外気に曝されている構成であってもよいし(図1参照)、ガス供給路1に制御ユニット26により制御されるガス遮断弁を複数備え、少なくとも最上流のガス遮断弁が、ブロック11a内に設けられ、下流のガス遮断弁がブロック11bに設けられる構成であってもよい。なお、少なくとも最上流のガス供給路1のガス遮断弁を、実施の形態1の同様に筐体8の外部に配置しても構わない。
In the present embodiment, the gas shut-off
又、実施の形態4、5において説明した脱硫器27は、ガス流量調整ユニット3と燃料処理器15の間に設けられているが、燃料処理器15の触媒の被毒を防止出来ればよいため、燃料処理器15の上流側であれば、ブロック11bの内外問わず、いずれの位置に設けられていても良い。但し、ガス遮断弁2からガスが外部漏洩した場合に、臭いでガスの漏洩を早期に発見するために、ガス遮断弁2の下流側に脱硫器27を設けた方が好ましい。
Further, the
又、実施の形態4、5では、ガスインフラから供給される可燃性ガスに付臭成分として硫黄が含まれているため、脱硫器27が設けられているが、付臭成分として例えば、窒素を含むイソニトリル化合物が用いられている場合には、このような窒素成分を含む付臭剤を除去する除去器を設ければよく、付臭剤の種類によって適切な除去器を設ければ良い。又、燃料処理器15や燃料電池スタック19内に設けられている触媒に影響を与えない付臭剤であれば、除去器を設ける必要はない。
In the fourth and fifth embodiments, since sulfur is included as an odorous component in the combustible gas supplied from the gas infrastructure, a
又、上記実施の形態3〜5では、ブロック11aとブロック11bのそれぞれの換気ファン13は筐体11の同じ面に設けられており、その面に対向する面にそれぞれの吸気口14が設けられているが、この位置に限定されるものではない。但し、ガス遮断弁2から外部漏洩が発生し、換気ファン13から排出されたガスが、ブロック11bに出来るだけ吸い込まれないようにするために、ブロック11aの換気ファン13と同一面や、ブロック11aの換気ファン13の近傍にブロック11bの吸気口14を設けない方が好ましい。
Moreover, in the said Embodiment 3-5, each
又、実施の形態2〜5においても、図2における記載と同様に、燃焼器4、16に至るガス供給路1のいずれかの位置に、ガス遮断弁が複数個設けられていても良い。
Also in the second to fifth embodiments, a plurality of gas shut-off valves may be provided at any position in the
このように複数のガス遮断弁が設けられた場合には、臭いでガスの漏洩を早期に発見するために、実施の形態4、5における脱硫器27は、複数のガス遮蔽弁のうち、少なくとも最上流のガス遮蔽弁の下流側に設けた方が好ましい。尚、このガス供給路1の最上流のガス遮断弁は、その下流のガス遮断弁とともに制御ユニット10、25、26によって開閉制御が行われるものであり、マイコンガスメーター内のガス遮断弁に相当するものではない。
When a plurality of gas shut-off valves are provided in this way, in order to detect gas leakage early due to odor, the
又、実施の形態1〜5では、制御ユニット10、25、26と燃焼器4は、同じ筐体8、11b内に配置されているが、隔壁などを設けることによって制御ユニットと燃焼器の間が空間的に仕切られていても良い。
In the first to fifth embodiments, the
又、実施の形態1〜5では、ガス漏洩検知ユニット9による検出信号に基づいてガス漏洩検知ユニット9が漏洩の有無を判定しているが、ガス漏洩検知ユニット9が制御ユニット10、25、26へ検出値を送信し、その検出値から制御ユニット10、25、26が漏洩の有無を判定するようにしてもよい。
In the first to fifth embodiments, the gas
本発明の燃焼装置によれば、ガス遮断弁等からガス供給路の外部へのガス漏洩が発生した場合であっても、発火等の危険事象を回避し、安全性を保つことが可能な効果を有し、水素を発生する燃料処理装置、及び燃料電池コージェネレーションシステム等として有用である。 According to the combustion apparatus of the present invention, even when gas leakage from the gas shutoff valve or the like to the outside of the gas supply path occurs, it is possible to avoid a dangerous event such as ignition and maintain safety. And is useful as a fuel processing apparatus that generates hydrogen, a fuel cell cogeneration system, and the like.
1 ガス供給路
2 ガス遮断弁
3 ガス流量調整ユニット
4 燃焼器
5 燃焼空気供給ユニット
6 熱交換器
7 熱媒体供給ユニット
8 筐体
9 ガス漏洩検知ユニット
10 制御ユニット
11 筐体
11a、11b ブロック
12 隔壁
13 換気ファン
14 吸気口
15 燃料処理器
16 燃焼器
17 分配器
18 水供給ユニット
19 燃料電池スタック
20 空気供給ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記ガス供給路より供給される可燃性ガスを燃焼させるための燃焼器と、
前記燃焼器の燃焼の制御を行う制御器と、
前記燃焼器の上流側の前記ガス供給路上に設けられ、前記制御器により制御される1以上のガス遮断弁と、を備え、
前記ガス遮断弁が1つの場合は、
前記ガス遮断弁と、前記燃焼器及び前記制御器とは空間的に仕切られており、
前記ガス遮断弁が複数の場合は、
前記複数のガス遮断弁のうち、少なくとも前記ガス供給路の最上流の前記ガス遮断弁と、前記燃焼器及び前記制御器とは空間的に仕切られている、燃焼装置。 A gas supply path for supplying a combustible gas;
A combustor for combusting combustible gas supplied from the gas supply path;
A controller for controlling the combustion of the combustor;
One or more gas shut-off valves provided on the gas supply path upstream of the combustor and controlled by the controller;
When there is one gas shutoff valve,
The gas shut-off valve, the combustor and the controller are spatially partitioned,
When there are a plurality of gas shut-off valves,
A combustion apparatus in which at least the most upstream gas cutoff valve in the gas supply path among the plurality of gas cutoff valves is spatially partitioned from the combustor and the controller.
前記燃焼器及び前記制御器と空間的に仕切られた前記ガス遮断弁は、前記筐体の外部に配置されている、請求項1記載の燃焼装置。 A housing provided to cover the combustor and the controller;
The combustion apparatus according to claim 1, wherein the gas shut-off valve spatially partitioned from the combustor and the controller is disposed outside the casing.
前記換気器によって前記筐体内の空間内のガスが強制的に排気される、請求項3記載の燃焼装置。 A ventilator for discharging gas in the space in the housing to the atmosphere from the communication port,
The combustion apparatus according to claim 3, wherein the gas in the space in the housing is forcibly exhausted by the ventilator.
前記筐体内の、前記燃焼器及び前記制御器と、前記燃焼器及び前記制御器と空間的に仕切られた前記ガス遮断弁との間に形成された隔壁とを備え、
前記筐体及び前記隔壁によって、前記燃焼器及び前記制御器と空間的に仕切られた前記ガス遮断弁を含む第1の空間と、前記燃焼器及び前記制御器を含む第2の空間が形成されている、請求項1記載の燃焼装置。 A housing provided to cover the combustor, the controller, and the one or more gas shut-off valves;
A partition formed between the combustor and the controller in the housing, and the gas shut-off valve spatially partitioned from the combustor and the controller;
The housing and the partition form a first space including the gas shut-off valve spatially partitioned from the combustor and the controller, and a second space including the combustor and the controller. The combustion apparatus according to claim 1.
前記換気器によって前記第2の空間内のガスが強制的に排気される、請求項7記載の燃焼装置。 A ventilator for discharging the gas in the second space to the atmosphere from the second communication port;
The combustion apparatus according to claim 7, wherein the gas in the second space is forcibly exhausted by the ventilator.
前記付臭成分除去器は、
前記ガス遮断弁が1つの場合、前記ガス遮断弁の下流側に設けられており、
前記ガス遮断弁が複数の場合、前記ガス供給路の最上流の前記ガス遮断弁の下流側に設けられている、請求項9記載の燃焼装置。 In order to remove the odorous component, provided with an odorous component remover provided in the gas supply path,
The odorant remover is
When the gas shut-off valve is one, it is provided on the downstream side of the gas shut-off valve,
The combustion apparatus according to claim 9, wherein when there are a plurality of gas cutoff valves, the combustion apparatus is provided downstream of the gas cutoff valve in the uppermost stream of the gas supply path.
前記制御器は、
前記可燃性ガスセンサの検出値に基づいて前記1以上のガス遮断弁を遮断するように制御する、請求項1記載の燃焼装置。 A combustible gas sensor that is provided in a space on the combustor and the controller side and that detects the combustible gas leaked into the space;
The controller is
The combustion apparatus according to claim 1, wherein the one or more gas cutoff valves are controlled to be shut off based on a detection value of the combustible gas sensor.
前記ガス遮断弁が正常に閉止している状態における、前記ガス遮断弁よりも上流側の前記ガス供給路内の圧力が、大気圧に対して正圧であり、
前記ガス遮断弁が複数の場合は、
前記最上流のガス遮断弁が正常に閉止している状態における、前記最上流のガス遮断弁よりも上流側の前記ガス供給路内の圧力が、大気圧に対して正圧である、請求項1記載の燃焼装置。 When there is one gas shutoff valve,
In the state where the gas shut-off valve is normally closed, the pressure in the gas supply path upstream of the gas shut-off valve is a positive pressure with respect to the atmospheric pressure,
When there are a plurality of gas shut-off valves,
The pressure in the gas supply path on the upstream side of the most upstream gas shut-off valve in a state where the most upstream gas shut-off valve is normally closed is a positive pressure with respect to atmospheric pressure. The combustion apparatus according to 1.
前記燃焼器より排出された燃焼排ガスを前記燃焼器及び前記制御器側の空間の外部へと前記燃焼排ガスを導くために、前記燃焼筒に接続された燃焼排ガス流路が設けられている、請求項1記載の燃焼装置。 The combustor has a burner for burning the combustible gas, and a combustion cylinder provided around the burner,
A combustion exhaust gas flow path connected to the combustion cylinder is provided in order to guide the combustion exhaust gas discharged from the combustor to outside the space on the combustor and the controller side, Item 4. The combustion apparatus according to Item 1.
前記燃焼装置の加熱により原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器とを備えた、燃料処理装置。 A combustion apparatus according to any one of claims 1 to 13,
A fuel processing apparatus comprising: a reformer that reforms a raw material by heating the combustion apparatus to generate a hydrogen-containing gas.
前記燃料処理装置より送出される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池とを備える燃料電池発電システム。 A fuel processor according to claim 14,
A fuel cell power generation system comprising: a fuel cell that generates power using a hydrogen-containing gas delivered from the fuel processing device.
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