JP2014122130A - Hydrogen generation system, fuel cell system equipped with hydrogen generation system, and operation method of hydrogen generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原料ガスから水素を含む燃料ガスを生成する水素生成システムに関する。 The present invention relates to a hydrogen generation system that generates a fuel gas containing hydrogen from a raw material gas.
原料ガスに天然ガスやLPGなど炭化水素を含むガスを用い、改質反応により、水素を主成分とする燃料ガスを生成する水素生成器がある。 There is a hydrogen generator that uses a gas containing a hydrocarbon such as natural gas or LPG as a raw material gas and generates a fuel gas mainly composed of hydrogen by a reforming reaction.
水素生成器は、原料ガスを水素生成器へ供給する原料ガス供給経路、原料ガスの供給圧力を計測するガス圧計、原料ガスを水素生成器へ供給または遮断するガス遮断弁、原料ガスを昇圧して水素生成器へ供給するガス供給器、そして、水素生成器へ供給される原料ガス流量を計測するガス流量計といった補機と、それら機器を制御する制御装置を備え、水素生成システムを構成し、原料ガスから燃料ガスを生成し、様々な機器と組み合わせて利用される。 The hydrogen generator is a source gas supply path for supplying source gas to the hydrogen generator, a gas pressure gauge for measuring the supply pressure of the source gas, a gas shutoff valve for supplying or shutting off the source gas to the hydrogen generator, and boosting the source gas The hydrogen generation system is configured with an auxiliary device such as a gas supply device that supplies the hydrogen generator and a gas flow meter that measures the flow rate of the raw material gas supplied to the hydrogen generator, and a control device that controls these devices. Fuel gas is generated from raw material gas and used in combination with various devices.
その一例として、水素生成システムを燃料電池と組み合わせた燃料電池システムがあり、燃料電池システムは、原料ガスと空気から発電を行う発電システムとして利用されている。 As an example, there is a fuel cell system in which a hydrogen generation system is combined with a fuel cell, and the fuel cell system is used as a power generation system that generates power from raw material gas and air.
必要な燃料ガスを得るためには安定な原料ガス供給が必要であり、水素生成システムではその機能をガス供給器が担っている。その一例として、ガス供給器とガス流量計を用い、ガス流量計で計測したガス流量をガス供給器へフィードバックし、原料ガス供給量を調整し、必要な燃料ガス量を安定に生成する方法がある。 In order to obtain the necessary fuel gas, it is necessary to supply a stable raw material gas. In the hydrogen generation system, the gas supply unit plays the function. As an example, there is a method that uses a gas supply device and a gas flow meter, feeds back the gas flow rate measured by the gas flow meter to the gas supply device, adjusts the raw material gas supply amount, and stably generates the required fuel gas amount. is there.
また、安定な燃料ガスの生成を行うためには、ガス供給器が正常動作する必要がある。ガス供給器の異常を確認する手段として、ガス流量計の指示値と燃料設定値の偏差が所定時間内に所定範囲を超えた場合にガス供給器の異常と判断し、システムを停止する方法(特許文献1)などが知られている。 Further, in order to generate stable fuel gas, the gas supply device needs to operate normally. As a means for confirming an abnormality in the gas supply device, a method of determining a gas supply device abnormality when the deviation between the indicated value of the gas flow meter and the fuel set value exceeds a predetermined range within a predetermined time, and stopping the system ( Patent document 1) etc. are known.
一方で、部品点数の削減などにより、水素生成システムを簡素化する目的で、高価なセンサであるガス流量計を水素生成システムの構成から削除し、ガス供給器に定容積型ポンプを用いることでガス供給と流量調整の機能をガス供給器に持たせた水素生成システムの技術が報告されている。 On the other hand, in order to simplify the hydrogen generation system by reducing the number of parts, etc., the gas flow meter, which is an expensive sensor, is deleted from the configuration of the hydrogen generation system, and a constant displacement pump is used for the gas supply. A technology of a hydrogen generation system in which a gas supply unit has functions of gas supply and flow rate adjustment has been reported.
しかしながら、従来技術では、このガス供給器にガス流量の調整機能を付与した水素生成システムの燃料生成の技術開示はあるが、ガス供給器の異常を判定する手段に関する技術開示がなされていなかった。 However, in the prior art, although there is a technical disclosure of fuel generation in a hydrogen generation system in which a gas flow rate adjusting function is added to the gas supply device, no technical disclosure has been made regarding means for determining abnormality of the gas supply device.
本発明は、上記課題を解決するもので、水素生成システムが流量計を備えない構成であっても、ガス供給器の異常を判定できる水素生成システムを提供することを目的とする。 This invention solves the said subject, and it aims at providing the hydrogen generation system which can determine abnormality of a gas supply device, even if a hydrogen generation system is a structure which is not equipped with a flowmeter.
上記従来の課題を解決するために、本発明に係る水素生成システムは、
炭化水素を含む原料ガスを改質して水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、
水素生成器に接続され、水素生成器に原料ガスを供給するための原料ガス経路と、
水素生成器に接続され、水素生成器で生成された燃料ガスを導出する燃料ガス経路と、
原料ガス経路内の原料ガスの圧力を検知する圧力検知器と、
原料ガス経路上に配置され、水素生成器に原料ガスを供給するガス供給器と、
制御器と、
を備え、
制御器は、ガス供給器の操作量が第1操作量の場合に圧力検知器が検知する第1圧力とガス供給器の操作量が第2操作量の場合に圧力検知器が検知する第2圧力との差と、第1操作量と、第2操作量と、に基づいて、ガス供給器の運転を停止する、異常を判定する、又は異常を報知する、の少なくとも一つの動作を実施する。
In order to solve the above-described conventional problems, a hydrogen generation system according to the present invention includes:
A hydrogen generator for reforming a raw material gas containing hydrocarbons to produce a fuel gas containing hydrogen;
A raw material gas path connected to the hydrogen generator for supplying the raw material gas to the hydrogen generator;
A fuel gas path connected to the hydrogen generator and leading out the fuel gas generated by the hydrogen generator;
A pressure detector for detecting the pressure of the source gas in the source gas path;
A gas supply unit disposed on the source gas path for supplying source gas to the hydrogen generator;
A controller;
With
The controller includes a first pressure detected by the pressure detector when the operation amount of the gas supply device is the first operation amount and a second pressure detected by the pressure detector when the operation amount of the gas supply device is the second operation amount. Based on the difference from the pressure, the first manipulated variable, and the second manipulated variable, at least one operation of stopping the operation of the gas supply device, determining an abnormality, or notifying the abnormality is performed. .
かかる構成とすることで、制御器が、圧力検知器が検知する圧力値の差とガス供給器の操作量に基づいて、ガス供給器の運転を停止する、異常と判定する、又は報知することができる。 By adopting such a configuration, the controller determines that the operation of the gas supply device is stopped, abnormal, or reports based on the difference in pressure value detected by the pressure detector and the operation amount of the gas supply device. Can do.
本発明は、ガス流量計の代わりに圧力検知器を用い、圧力検知器の値とガス供給器の操作量に基づいて、ガス供給器の異常を判定することができることで、水素生成システムの構成の簡素化に加え、これまでの高価なセンサであったガス流量計を用いた水素生成システムに比べ、安価な水素生成システムを提供することができる。 The present invention uses a pressure detector instead of a gas flow meter, and can determine the abnormality of the gas supply device based on the value of the pressure detector and the operation amount of the gas supply device. In addition to the simplification of the above, it is possible to provide an inexpensive hydrogen generation system as compared with a hydrogen generation system using a gas flow meter that has been an expensive sensor.
第1の発明の水素生成システムは、
炭化水素を含む原料ガスを改質して水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、
水素生成器に接続され、水素生成器に原料ガスを供給するための原料ガス経路と、
水素生成器に接続され、水素生成器で生成された燃料ガスを導出する燃料ガス経路と、
原料ガス経路内の原料ガスの圧力を検知する圧力検知器と、
原料ガス経路上に配置され、水素生成器に原料ガスを供給するガス供給器と、
制御器と、
を備え、
制御器は、ガス供給器の操作量が第1操作量の場合に圧力検知器が検知する第1圧力とガス供給器の操作量が第2操作量の場合に圧力検知器が検知する第2圧力との差と、第1操作量と、第2操作量と、に基づいて、ガス供給器の運転を停止する、異常を判定する、又は異常を報知する、の少なくとも一つの動作を実施するように構成されている。
The hydrogen generation system of the first invention is
A hydrogen generator for reforming a raw material gas containing hydrocarbons to produce a fuel gas containing hydrogen;
A raw material gas path connected to the hydrogen generator for supplying the raw material gas to the hydrogen generator;
A fuel gas path connected to the hydrogen generator and leading out the fuel gas generated by the hydrogen generator;
A pressure detector for detecting the pressure of the source gas in the source gas path;
A gas supply unit disposed on the source gas path for supplying source gas to the hydrogen generator;
A controller;
With
The controller includes a first pressure detected by the pressure detector when the operation amount of the gas supply device is the first operation amount and a second pressure detected by the pressure detector when the operation amount of the gas supply device is the second operation amount. Based on the difference from the pressure, the first manipulated variable, and the second manipulated variable, at least one operation of stopping the operation of the gas supply device, determining an abnormality, or notifying the abnormality is performed. It is configured as follows.
これにより、ガス供給器を動作させ、そのときの操作量から予測される原料ガスの流量と、それから間接的に得られる圧力損失値と、第1圧力と第2圧力の差を、比較することでガス供給器の異常を判定、異常を報知し、または運転を停止することができる。 Thereby, the gas supply device is operated, and the flow rate of the raw material gas predicted from the operation amount at that time, the pressure loss value indirectly obtained therefrom, and the difference between the first pressure and the second pressure are compared. Thus, it is possible to determine the abnormality of the gas supply device, notify the abnormality, or stop the operation.
第2の発明の水素生成システムは、
水素生成器と圧力検知器の間の原料ガス経路、及び、燃料ガス経路のうちの少なくとも一方に配置され、原料ガスの供給を遮断するための遮断弁をさらに備え、
制御器は、起動工程において遮断弁を閉じ、第1操作量をゼロに設定して、第1圧力と第2圧力との差と、第1操作量と、第2操作量と、に基づいて、ガス供給器の運転を停止する、異常を判定する、又は異常を報知する、の少なくとも一つの動作を実施するように構成されている。
The hydrogen generation system of the second invention is
Further comprising a shutoff valve disposed in at least one of the source gas path between the hydrogen generator and the pressure detector and the fuel gas path for shutting off the supply of the source gas;
The controller closes the shut-off valve in the starting process, sets the first operation amount to zero, and based on the difference between the first pressure and the second pressure, the first operation amount, and the second operation amount. At least one of the operation of stopping the operation of the gas supply device, determining the abnormality, or notifying the abnormality is implemented.
これにより、水素生成器へガス流通がない状態からガス流通がある状態(例えば、水素生成器の待機から起動へ状態変化する場合など)へ状態変化する場合においても、第1圧力と第2圧力の差と操作量に基づいてガス供給器の異常を判定、異常を報知し、または運転を停止することができる。 Thus, even when the state changes from a state where there is no gas flow to the hydrogen generator to a state where there is a gas flow (for example, when the state changes from standby to startup of the hydrogen generator), the first pressure and the second pressure Based on the difference between the two and the operation amount, it is possible to determine abnormality of the gas supply device, notify the abnormality, or stop the operation.
第3の発明の水素生成システムは、特に第1の発明及び第2の発明において、ガス供給器は操作量に基づいて原料ガスの供給量が算出可能な定容積ポンプで構成されている。 In the hydrogen generation system of the third invention, particularly in the first invention and the second invention, the gas supply unit is constituted by a constant volume pump capable of calculating the supply amount of the raw material gas based on the operation amount.
これにより、水素生成システムが接続されたガス供給系統などによる圧力変動を抑制することができ、圧力検知器で検知する圧力値を精度よく算出することができる。 Thereby, the pressure fluctuation by the gas supply system etc. to which the hydrogen generation system is connected can be suppressed, and the pressure value detected by the pressure detector can be accurately calculated.
第4の発明の水素生成システムは、特に第1の発明から第3の発明のいずれか1つの発明において、制御器は、圧力検知器が検知する第1圧力が予め定められる時間以上、予め定められる圧力変動範囲以内である場合に、第1圧力と第2圧力との差と、第1操作量と、第2操作量と、に基づいて、ガス供給器の運転を停止する、異常を判定する、又は異常を報知する、の少なくとも一つの動作を実施するように構成されている。 In the hydrogen generation system according to the fourth aspect of the present invention, in particular, in any one of the first to third aspects of the invention, the controller determines the first pressure detected by the pressure detector for a predetermined time or more. The operation of the gas supply device is stopped based on the difference between the first pressure and the second pressure, the first manipulated variable, and the second manipulated variable when the pressure fluctuation range is within the determined pressure fluctuation range. Or at least one operation of notifying an abnormality.
これにより、水素生成システムの待機から起動への一連の通常動作の中でガス供給器の異常を判定、異常を報知し、または運転を停止することができる。 Thereby, it is possible to determine an abnormality of the gas supply device, notify the abnormality or stop the operation during a series of normal operations from standby to activation of the hydrogen generation system.
また、原料ガス、あるいは生成した燃料ガスを燃焼することで可燃ガスをそのまま放出することなくガス供給器の異常を判定、異常を報知し、または運転を停止することができる。 Further, by burning the raw material gas or the generated fuel gas, it is possible to determine an abnormality of the gas supply device, to notify the abnormality or to stop the operation without releasing the combustible gas as it is.
第5の発明の水素生成システムは、第1の発明から第4の発明のいずれか1つの発明において、水素生成器は、原料ガス及び燃料ガスのうちの少なくとも一方のガスを燃焼させる燃焼器を備え、制御器は、ガス供給が動作しており、燃焼器が燃焼している場合に、第1圧力と第2圧力との差と、第1操作量と、第2操作量と、に基づいて、ガス供給器の運転を停止する、異常を判定する、又は異常を報知する、の少なくとも一つの動作を実施するように構成されている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the hydrogen generation system according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the hydrogen generator includes a combustor that burns at least one of a source gas and a fuel gas. And the controller is based on the difference between the first pressure and the second pressure, the first manipulated variable, and the second manipulated variable when the gas supply is operating and the combustor is burning. Then, at least one operation of stopping the operation of the gas supply device, determining an abnormality, or notifying the abnormality is implemented.
第6の発明の水素生成システムは、第1の発明から第4の発明のいずれか1つの発明において、原料ガス供給経路の圧力検知器より上流に配置され、原料ガスの圧力を一定値に
調整する圧力調整器をさらに備えているように構成している。
A hydrogen generation system according to a sixth aspect of the invention is any one of the first to fourth aspects of the invention, wherein the hydrogen generation system is disposed upstream of the pressure detector in the source gas supply path, and the source gas pressure is adjusted to a constant value. The pressure regulator is further provided.
これにより、水素生成システムが接続されたガス供給系統などによる圧力変動を排除することができ、圧力検知器で検知する圧力値を精度よく算出することができる。 Thereby, the pressure fluctuation by the gas supply system etc. to which the hydrogen generation system is connected can be eliminated, and the pressure value detected by the pressure detector can be accurately calculated.
第7の発明は、第1〜第6のうちのいずれか1つの水素生成システムと、水素生成システムから供給される燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池と、を備えている燃料電池システムである。 A seventh invention includes any one of the first to sixth hydrogen generation systems, and a fuel cell that generates power using fuel gas and oxidant gas supplied from the hydrogen generation system. This is a fuel cell system.
第8の発明は、
炭化水素を含む原料ガスを改質して水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、
水素生成器に接続され、水素生成器に原料ガスを供給するための原料ガス経路と、
水素生成器に接続され、水素生成器で生成された燃料ガスを導出する燃料ガス経路と、
原料ガス経路内の原料ガスの圧力を検知する圧力検知器と、
原料ガス経路上に配置され、水素生成器に原料ガスを供給するガス供給器と、
を備える水素生成システムの運転方法であって、
ガス供給器の操作量が第1操作量の場合に圧力検知器が第1圧力を検知する工程と、
ガス供給器の操作量が第2操作量の場合に、圧力検知器が第2圧力を検知する工程と、
第1圧力と第2圧力の圧力差を演算する工程と、
ガス供給器の第1操作量と、第2操作量と、圧力差に基づいて、ガス供給器の運転を停止する、異常を判定する、又は異常を報知する、の少なくとも一つの動作を実施する工程と、
を備える水素生成システムの運転方法である。
The eighth invention
A hydrogen generator for reforming a raw material gas containing hydrocarbons to produce a fuel gas containing hydrogen;
A raw material gas path connected to the hydrogen generator for supplying the raw material gas to the hydrogen generator;
A fuel gas path connected to the hydrogen generator and leading out the fuel gas generated by the hydrogen generator;
A pressure detector for detecting the pressure of the source gas in the source gas path;
A gas supply unit disposed on the source gas path for supplying source gas to the hydrogen generator;
A method for operating a hydrogen generation system comprising:
A step in which the pressure detector detects the first pressure when the operation amount of the gas supply device is the first operation amount;
A step in which the pressure detector detects the second pressure when the operation amount of the gas supply device is the second operation amount;
Calculating a pressure difference between the first pressure and the second pressure;
Based on the first operation amount, the second operation amount, and the pressure difference of the gas supply device, at least one operation of stopping the operation of the gas supply device, determining an abnormality, or notifying the abnormality is performed. Process,
Is a method for operating a hydrogen generation system.
この方法により、圧力検知器で第1圧力と第2圧力を検知する工程、その差を演算する工程、圧力差と操作量を比較し、ガス供給器の異常を判定する工程からなる一連の運転方法でガス供給器の異常を判定、異常を報知し、または運転を停止することができる。 By this method, a series of operations comprising a step of detecting the first pressure and the second pressure by the pressure detector, a step of calculating the difference, a step of comparing the pressure difference and the operation amount, and determining an abnormality of the gas supply device. The method can determine the abnormality of the gas supply device, notify the abnormality, or stop the operation.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分に同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。さらに、本発明は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, in all the drawings, only components necessary for explaining the present invention are extracted and illustrated, and other components are not illustrated. Furthermore, the present invention is not limited to the following embodiments.
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1に係る水素生成システムの構成について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
First, the configuration of the hydrogen generation system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態1に係る水素生成システムの概略構成を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hydrogen generation system according to Embodiment 1 of the present invention.
図1に示すように本発明の水素生成システム100は、炭化水素を含む原料ガスを改質して水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器11、水素生成器に接続され、水素生成器に原料ガスを供給するための原料ガス供給経路12、原料ガス供給経路12内の原料ガスの圧力を検知する圧力検知器13、原料ガス供給経路12上に配置され、水素生成器11に原料ガスを供給するガス供給器14、原料ガス供給経路12上で圧力検知器13と水素生成器11との間に配置され、原料ガスの供給を遮断するための原料ガス遮断弁15(遮断弁)、水素生成器11で生成された燃料ガスを導出する燃料ガス供給経路16、制御器17を備えている。
As shown in FIG. 1, a
水素生成器11は、内部に改質触媒を備えた改質部が配置された構成をしており、炭化水素を含む原料ガスと水蒸気とを用い、改質反応により水素を含む燃料ガスを生成する。また、水素生成システム100の下流に配置され燃料ガスを利用する機器によっては、燃料ガス中に含まれる一酸化炭素(CO)を低減するために、水素生成器11は、改質部に加え、COを二酸化炭素(CO2)に変える変成触媒を備えた変成部、さらにCOを酸化させCO2に変える選択酸化触媒を備えた選択酸化部が配置された構成としてもよい。
The
圧力検知器13は、圧力センサであり、供給される原料ガスの圧力を計測できればどのような構成でもよく、例えば、原料ガスの圧力をゲージ圧で計測する半導体式の圧力センサなどで構成されてもよい。
The
ガス供給器14は、原料ガスをその流量を調整しながら供給することができ、かつ、ガス供給器14の下流側の圧力変化の影響を受けにくく、その流量が流量計を使用せずとも、ガス供給器14の操作量で決定できればどのような構成でもよく、例えば定容積型の電気軸流式のダイアフラムポンプなどで構成されてもよい。
The
原料ガス遮断弁15は、原料ガスの供給、遮断を任意に制御できればどのような構成でもよく、例えば、プランジャ式の電磁弁などで構成されてもよい。
The raw material
制御器17は、水素生成システム100を構成する各機器を制御する機器であれば、どのような形態であってもよい。制御器17は、マイクロプロセッサ、CPUなどに例示される演算処理部と、各制御動作を実行するためのプログラムを格納した、メモリ等から構成される記憶部を備えている。そして、制御器17は、演算処理部が、記憶部に格納された所定の制御プログラムを読み出し、これを実行することにより、これらの情報を処理し、かつ、これらの制御を含む水素生成システム100に関する各種制御を行う。
The
なお、制御器17は、単独の制御器で構成される形態だけでなく、複数の制御器が協同して水素生成システム100の制御を実行する制御器群で構成される形態であっても構わない。また、制御器17は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、MPU、PLC(Programmable logiC Controller)、論理回路などによって構成されてもよい。
The
次に本実施の形態1に係る水素生成システム100の動作について、図1、図2を参照しながら説明する。
Next, the operation of the
図2は、本実施の形態1に係る水素生成システム100におけるガス供給器14の異常を判定し、ガス供給器14の動作可否を決定する工程を模式的に示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart schematically showing a process of determining an abnormality of the
図2に示すように、制御器17は、原料ガス遮断弁15の状態が開状態であることを確認する(ステップS101)。ステップ101で原料ガス遮断弁15が開状態であることを確認出来た場合(ステップS101でYes)、ステップ103へ進む。ガス遮断弁が開状態でない場合(ステップS101でNo)は、原料ガス遮断弁15を開状態(ステップS102)にし、ステップS101へ戻る。
As shown in FIG. 2, the
続いて、ガス供給器を第1操作量(U1)で動作させ(ステップS103)、圧力検知器13が第1圧力(P1)の測定を開始する(ステップS104)。
Subsequently, the gas supply device is operated with the first manipulated variable (U1) (step S103), and the
その後、圧力検知器13でのP1の測定時間が予め定められた第1圧力判断時間以上経過しているか否かを判定する(ステップS105)。ステップS105で第1圧力判断時
間以上経過している場合(ステップS105でYes)、ステップS106へ進む。第1圧力判断時間以下である場合(ステップS105でNo)、ステップS104へ戻り、第1圧力の測定を継続する。
Thereafter, it is determined whether or not the measurement time of P1 by the
続いて、P1の圧力変動が範囲以内であるか否かを判定する(ステップS106)。P1の圧力変動が範囲以内である場合(ステップS106でYes)、ステップS107へ進む。P1の圧力変動が範囲以外の場合(ステップS106でNo)の場合、ステップS104へ戻る。 Subsequently, it is determined whether or not the pressure fluctuation of P1 is within the range (step S106). When the pressure fluctuation of P1 is within the range (Yes in Step S106), the process proceeds to Step S107. When the pressure fluctuation of P1 is outside the range (No in step S106), the process returns to step S104.
ステップS106を通過した後、制御器17は、第1圧力(P1)を記憶する。
After passing through step S106, the
ステップS103からS107は、P1が所定時間、安定な圧力値を示すことを確認し、水素生成システムが接続されたガス供給系統の圧力変動の影響を抑制し、圧力検知器で検知する圧力値を精度よく算出する工程である。 Steps S103 to S107 confirm that P1 shows a stable pressure value for a predetermined time, suppress the influence of the pressure fluctuation of the gas supply system to which the hydrogen generation system is connected, and determine the pressure value detected by the pressure detector. This is a process of calculating with high accuracy.
続いて、制御器17は、ガス供給器を第2操作量(U2)で動作させ(ステップ108)、圧力検知器13で測定した第2圧力(P2)を記憶する(ステップS109)。
Subsequently, the
さらに、制御器17は、ステップS107で記憶したP1と、ステップS109で記憶したP2との、圧力差(P3)を算出する(ステップS110)。
Further, the
続いて、制御器17は、予め記憶していた操作量と流量の関係から操作量U1で動作したときの原料ガス流量(Q1)と操作量U2で動作したときの原料ガス流量(Q2)との差である流量(Q3)を求め(ステップS111)、さらに予め記憶していた原料ガス供給経路12の圧力検知器13までの上流経路を流れる流量(Q)と圧損(P)の関係から流量Q3のときの圧力損失(P4)を読み出す(ステップS112)。
Subsequently, the
続いて、制御器17は、ステップS110で得られた圧力差P3とステップS112で得られた圧力損失P4を比較する(ステップS113)。
Subsequently, the
続いて、P3とP4を比較し、その差が所定の範囲内であるか否かを判定する(ステップS114)。所定範囲内である場合(ステップS114でYes)、ステップS115へ進みガス供給器14は正常であると判定し、ガス供給器14の動作を継続する(ステップS117)。所定範囲外である場合(ステップS114でNo)、ステップS116へ進み、ガス供給器14は異常であると判定し、ガス供給器14の動作を停止する(ステップS118)。
Subsequently, P3 and P4 are compared, and it is determined whether or not the difference is within a predetermined range (step S114). When it is within the predetermined range (Yes in step S114), the process proceeds to step S115, where it is determined that the
ステップS110からステップS114では、ガス供給器が定容積型ポンプ(例えば直動式ダイアフラムポンプなど)であり、原料ガス流量がガス供給器14の操作量で決まること、圧力差P3が、ガス供給器14が操作量U1で動作したときに流れる原料ガス流量Q1と、操作量U2で動作したときに流れる原料流量Q2との差である流量Q3が、原料ガス供給経路12における圧力検知器13までの上流経路を通過した時の圧力損失に相当すること、制御器17が原料ガス供給経路12における圧力検知器13までの上流経路を通過した時の圧力損失と流量の関係を予め記憶していることを利用し、ガス供給器の異常を判定している。
In step S110 to step S114, the gas supply device is a constant displacement pump (for example, a direct acting diaphragm pump), the raw material gas flow rate is determined by the operation amount of the
以上のように、本実施の形態1では、水素生成システム100が、水素生成器11、圧力検知器13、原料ガス遮断弁15と、流量計を用いずとも原料ガスの流量をその操作量で調整できるガス供給器14と制御器17を備えた構成とし、制御器17が、ガス供給器が第1操作量U1で動作したときに圧力検知器13で測定される第1圧力P1、及びガス
供給器が第2操作量U2で動作したときに圧力検知器13で測定される第2圧力P2と、その圧力差であるP3を演算し、さらに、予め記憶していた操作量と流量の関係および流量と圧力損失の関係から求めたP4とを比較する処理行い、直接原料ガス流量を測定することなくても、操作量と圧力の測定項目のみでガス供給器の異常を判定、異常を報知し、または運転を停止することができる。
As described above, in the first embodiment, the
なお、ステップS116でガス供給器の異常を判定し、ステップS118でガス供給器14の動作を停止としたが、これに限定されず、ステップS118で図示していないリモコンなどに異常の報知あるいはガス供給器14の交換の旨を表示するとしてもよい。
It should be noted that the abnormality of the gas supply unit is determined in step S116 and the operation of the
また、図2に示すステップS101を原料ガス遮断弁15が閉状態であることを確認するステップに変更し、ステップS103でガス供給器の第1操作量をゼロとして、ガス供給器14が動作していないときの圧力を第1圧力P1として、以下ステップを行ってもよい。
Also, step S101 shown in FIG. 2 is changed to a step for confirming that the source
(変形例1)
本発明の実施の形態1に係る水素生成システムの構成の変形例について、図面を参照しながら説明する。
(Modification 1)
A modification of the configuration of the hydrogen generation system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
図3(a)、(b)は、本発明の実施の形態1に係る変形例1の水素生成システムの概略構成を示す模式図である。 FIGS. 3A and 3B are schematic views showing a schematic configuration of a hydrogen generation system according to Modification 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
図3(a)は、原料ガス供給経路12上にガスの流れ方向に従って、圧力検知器13、ガス供給器14を順に配置し、燃料ガス供給経路16上に原料ガス遮断弁15を配置した構成である。
FIG. 3A shows a configuration in which a
図3(b)は、原料ガス供給経路12上にガスの流れ方向に従って、ガス供給器14、圧力検知器13、原料ガス遮断弁15を順に配置した構成である。
FIG. 3B shows a configuration in which a
図2に示した本発明の実施の形態1に係る水素生成システムの動作を模式的に示すフローチャートは図3(a)、図3(b)いずれの構成においても適応でき、ガス供給器の異常を判定、異常を報知し、または運転を停止することができる。 The flowchart schematically showing the operation of the hydrogen generation system according to Embodiment 1 of the present invention shown in FIG. 2 can be applied to both the configurations of FIG. 3A and FIG. Can be determined, an abnormality can be reported, or the operation can be stopped.
また、本発明の実施の形態1は、原料ガス遮断弁15の位置がガスの流れ方向に対して圧力検知器13より下流であれば原料ガス供給経路12、燃料ガス供給経路16のいずれに配置されてもよく、また、原料ガス供給経路12上に圧力検知器13とガス供給器14が配置されていればよく、図1、図3(a)、図3(b)に示された構成に限定されない。
In the first embodiment of the present invention, if the position of the source
(実施の形態2)
次に本実施の形態2に係る水素生成システム100の動作について、図4を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Next, the operation of the
なお、本実施の形態2に係る水素生成システム100の構成は、本実施の形態1に係る構成と同じであり、本実施の形態2では説明を省略する。
Note that the configuration of the
図4は、本実施の形態1に係る水素生成システム100におけるガス供給器の異常を判定し、ガス供給器の動作可否を決定する工程を模式的に示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart schematically showing a process of determining an abnormality of the gas supply device in the
図4に示すように、制御器17は、原料ガス遮断弁15の状態が閉状態であることを確
認する(ステップS201)。ステップ201で原料ガス遮断弁15が閉状態であることを確認出来た場合(ステップS201でYes)、ステップ103へ進む。原料ガス遮断弁15が閉状態でない場合(ステップS201でNo)は、原料ガス遮断弁15を開状態(ステップS202)にし、ステップS201へ戻る。
As shown in FIG. 4, the
続いて、ガス供給器14の操作量(U1)をゼロとし(ステップS203)、圧力検知器13が第1圧力の測定を開始する(ステップS204)。
Subsequently, the operation amount (U1) of the
その後、圧力検知器13での第1圧力の測定時間が予め定められた第1圧力判断時間以上経過しているか否かを判定する(ステップS205)。ステップS205で第1圧力判断時間以上経過している場合(ステップS205でYes)、ステップS206へ進む。第1圧力判断時間以下である場合(ステップS205でNo)、ステップS204へ戻り、第1圧力の測定を継続する。
Thereafter, it is determined whether or not the measurement time of the first pressure at the
続いて、第1圧力の圧力変動が範囲以内であるか否かを判定する(ステップS206)。P1の圧力変動が範囲以内である場合(ステップS206でYes)、ステップS207へ進む。第1圧力の圧力変動が範囲以外の場合(ステップS206でNo)の場合、ステップS204へ戻る。 Subsequently, it is determined whether or not the pressure fluctuation of the first pressure is within the range (step S206). When the pressure fluctuation of P1 is within the range (Yes in Step S206), the process proceeds to Step S207. If the pressure fluctuation of the first pressure is outside the range (No in step S206), the process returns to step S204.
ステップS206を通過した後、制御器17は、第1圧力(P1)を記憶する(ステップS207)。
After passing through step S206, the
ステップS203からS207は、P1が所定時間、安定な圧力値を示すことを確認し、水素生成システム100が接続されたガス供給系統の圧力変動の影響を抑制し、圧力検知器13で検知する圧力値を精度よく算出する工程である。
Steps S203 to S207 confirm that P1 shows a stable pressure value for a predetermined time, suppress the influence of the pressure fluctuation of the gas supply system to which the
続いて、制御器17は、原料ガス遮断弁15を開状態にする(ステップS208)。
Subsequently, the
続いて、制御器17は、ガス供給器を操作量(U2)で動作させ(ステップ209)、圧力検知器13で測定した第2圧力(P2)を記憶する(ステップS210)。
Subsequently, the
さらに、制御器17は、ステップS207で記憶したP1と、ステップS210で記憶したP2との、圧力差(P3)を算出する(ステップS211)。
Further, the
続いて、制御器17は、予め記憶していた操作量と流量の関係から操作量U2で動作したときの原料ガス流量(Q2)と、さらに予め記憶していた原料ガス供給経路12における圧力検知器13までの上流経路を流れる流量(Q)と圧損(P)の関係から流量Q2のときの圧力損失(P4)を読み出す(ステップS212)。
Subsequently, the
続いて、制御器17は、ステップS210で得られた圧力差P3とステップS212で得られた圧力損失P4を比較する(ステップS213)。
Subsequently, the
続いて、P3とP4を比較し、その差が所定の範囲内であるか否かを判定する(ステップS214)。所定範囲内である場合(ステップS214でYes)、ステップS215へ進みガス供給器14は正常と判定し、ガス供給器14の動作を継続する(ステップS217)。所定範囲外である場合(ステップS214でNo)、ステップS216へ進み、ガス供給器14は異常であると判定し、ガス供給器14の動作を停止する(ステップS218)。
Subsequently, P3 and P4 are compared, and it is determined whether or not the difference is within a predetermined range (step S214). When it is within the predetermined range (Yes in step S214), the process proceeds to step S215, where the
ステップS209からステップS214では、ガス供給器14が定容積型ポンプ(例え
ば直動式ダイアフラムポンプなど)であり、原料ガス流量がガス供給器14の操作量で決まること、圧力差P3が、ガス供給器14が操作量U2で動作したときに流れる原料流量Q2が、原料ガス供給経路12における圧力検知器13までの上流経路を通過した時の圧力損失に相当すること、制御器17が原料ガス供給経路12における圧力検知器13までの上流経路を通過した時の圧力損失と流量の関係を予め記憶していることを利用し、ガス供給器の異常を判定している。
In step S209 to step S214, the
以上のように、本実施の形態2では、水素生成システム100が、水素生成器11、圧力検知器13、原料ガス遮断弁15と、流量計を用いずとも原料ガスの流量をその操作量で調整できるガス供給器14と制御器17を備えた構成とし、制御器17が、ガス供給器が操作量ゼロで水素生成器への原料ガス流通がない状態に圧力検知器13で測定される第1圧力P1、及びガス供給器が操作量U2で動作したときに圧力検知器13で測定される第2圧力P2と、その圧力差であるP3を演算し、さらに、予め記憶していた操作量と流量の関係および流量と圧力損失の関係から求めたP4とを比較する処理行い、直接原料ガス流量を測定することなくても、操作量と圧力の測定項目のみでガス供給器14の異常を判定、異常を報知し、または運転を停止することができる。
As described above, in the second embodiment, the
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3に係る水素生成システムの概略構成を示す模式図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hydrogen generation system according to Embodiment 3 of the present invention.
図5に示すように、水素生成システム100は、図1に示した構成に対し、水素生成器11を加熱するための熱を原料ガス、あるいは燃料ガスを燃焼して得るための燃焼器20、燃料ガス供給経路16から分岐し、原料ガス、あるいは燃焼ガスを燃焼ガスとして、燃焼器20へ送る燃焼ガス経路21、燃焼ガスを燃焼器20へ供給、遮断を行う燃焼ガス遮断弁22(遮断弁)、燃焼器20で発生する燃焼排ガスを水素生成システム100系外へ排出する燃焼排ガス経路23をさらに備えている。ここでは図示していないが燃焼器20には、原料ガス、あるいは燃料ガスを燃焼するための空気を供給するための燃焼用空気供給系統も備えている。
As shown in FIG. 5, the
図6は本実施の形態2に係る水素生成システム100におけるガス供給器の異常判定動作を模式的に示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart schematically showing an abnormality determination operation of the gas supplier in the
図6に示すように制御器17は、原料ガス遮断弁15と燃焼ガス遮断弁22の状態が開状態であることを確認する(ステップS301)。ステップ301で原料ガス遮断弁15および燃焼ガス遮断弁22が開状態であることを確認出来た場合(ステップS301でYes)、ステップ303へ進む。原料ガス遮断弁15および燃焼ガス遮断弁22が開状態でない場合(ステップS301でNo)は、原料ガス遮断弁15および燃焼ガス遮断弁22を開状態(ステップS302)にし、ステップS301へ戻る。
As shown in FIG. 6, the
続いて、ガス供給器14を第1操作量U1で動作させ(ステップS303)、原料ガスを水素生成器11へ供給を開始し、(ステップS304)、さらに原料ガスは、水素生成器11を通過し、燃焼ガス経路21を通じて燃焼器20で燃焼し、水素生成器11の昇温を行う(ステップS305)。
Subsequently, the
続いて、圧力検知器13が第1圧力の測定を開始する(ステップS306)。
Subsequently, the
その後、圧力検知器13での第1圧力の測定時間が予め定められた第1圧力判断時間以上経過しているか否かを判定する(ステップS307)。ステップS307で第1圧力判断時間以上経過している場合(ステップS307でYes)、ステップS308へ進む。
第1圧力判断時間以下である場合(ステップS307でNo)、ステップS306へ戻り、第1圧力の測定を継続する。
Thereafter, it is determined whether or not the measurement time of the first pressure at the
If it is less than or equal to the first pressure determination time (No in step S307), the process returns to step S306 and the measurement of the first pressure is continued.
続いて、第1圧力の圧力変動が範囲以内であるか否かを判定する(ステップS308)。第1圧力の圧力変動が範囲以内である場合(ステップS308でYes)、ステップS309へ進む。第1圧力の圧力変動が範囲以外の場合(ステップS308でNo)の場合、ステップS306へ戻る。 Subsequently, it is determined whether or not the pressure fluctuation of the first pressure is within a range (step S308). When the pressure fluctuation of the first pressure is within the range (Yes in Step S308), the process proceeds to Step S309. When the pressure fluctuation of the first pressure is outside the range (No in step S308), the process returns to step S306.
ステップS308を通過した後、制御器17は、第1圧力(P1)を記憶する(ステップS309)。
After passing through step S308, the
続いて、制御器17は、ガス供給器を第2操作量(U2)で動作させ(ステップ310)、圧力検知器13で測定した第2圧力(P2)を記憶する(ステップS311)。第2操作量U2とは、例えば水素生成器の昇温と水素生成システムの下流に備えた機器で使用する燃料ガス量を得るための原料ガスを供給する操作量である。
Subsequently, the
さらに、制御器17は、ステップS309で記憶したP1と、ステップS311で記憶したP2との、圧力差(P3)を算出する(ステップS312)。
Further, the
続いて、制御器17は、予め記憶していた操作量と流量の関係から操作量U1で動作したときの原料ガス流量(Q1)と操作量U2で動作したときの原料ガス流量(Q2)との差である流量(Q3)を求め(ステップS313)、さらに予め記憶していた原料ガス供給経路12における圧力検知器13までの上流経路を流れる流量(Q)と圧損(P)の関係から流量Q3のときの圧力損失(P4)を読み出す(ステップS314)。
Subsequently, the
続いて、制御器17は、ステップS212で得られた圧力差P3とステップS314で得られた圧力損失P4を比較する(ステップS315)。
Subsequently, the
続いて、P3とP4を比較し、その差が所定の範囲内であるか否かを判定する(ステップS316)。所定範囲内である場合(ステップS316でYes)、ステップS317へ進みガス供給器14は正常であると判定しガス供給器14の動作を継続し、燃料ガス生成を継続とする(ステップS319)。所定範囲外である場合(ステップS316でNo)、ステップS318へ進み、ガス供給器14は異常であると判定し、ガス供給器14の動作を停止する(ステップS320)。
Subsequently, P3 and P4 are compared, and it is determined whether or not the difference is within a predetermined range (step S316). If it is within the predetermined range (Yes in step S316), the process proceeds to step S317, it is determined that the
以上のように、本実施の形態2では、水素生成システム100が、水素生成器11、圧力検知器13、原料ガス遮断弁15と、流量計を用いずとも原料ガスの流量をその操作量で調整できるガス供給器14(例えば、定容積型の軸流式ダイアフラムポンプ)と制御器17に加え、水素生成器11を加熱するための熱を原料ガス、あるいは燃料ガスを燃焼して得るための燃焼器20、燃料ガス供給経路16から分岐し、原料ガス、あるいは燃焼ガスを燃焼ガスとして、燃焼器20へ送る燃焼ガス経路21、燃焼ガスを燃焼器20へ供給、遮断を行う燃焼ガス遮断弁22、燃焼器20で発生する燃焼排ガスを水素生成システム100系外へ排出する燃焼排ガス経路23をさらに備えた構成とすることで、本発明の実施の形態1の効果に加え、水素生成システム100を起動させ、燃料ガスを生成する工程の流れの中でガス供給器14の異常を判定、異常を報知し、または運転を停止することができる。
As described above, in the second embodiment, the
(実施の形態4)
図7は、本実施の形態4に係る水素生成システム100におけるガス供給器の異常判定動作を模式的に示すフローチャートである。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a flowchart schematically showing an abnormality determination operation of the gas supplier in the
図7に示すように、制御器17は、原料ガス遮断弁15の状態が閉状態であることを確認する(ステップS401)。ステップ401で原料ガス遮断弁15が閉状態であることを確認出来た場合(ステップS401でYes)、ステップ403へ進む。原料ガス遮断弁15が閉状態でない場合(ステップS401でNo)は、原料ガス遮断弁15を開状態(ステップS402)にし、ステップS401へ戻る。
As shown in FIG. 7, the
続いて、ガス供給器14の操作量(U1)をゼロとし(ステップS403)、圧力検知器13が第1圧力の測定を開始する(ステップS404)。
Subsequently, the operation amount (U1) of the
その後、圧力検知器13でのP1の測定時間が予め定められた第1圧力判断時間以上経過しているか否かを判定する(ステップS405)。ステップS405で第1圧力判断時間以上経過している場合(ステップS405でYes)、ステップS406へ進む。第1圧力判断時間以下である場合(ステップS405でNo)、ステップS404へ戻り、第1圧力の測定を継続する。
Thereafter, it is determined whether or not the measurement time of P1 by the
続いて、第1圧力の圧力変動が範囲以内であるか否かを判定する(ステップS406)。第1圧力の圧力変動が範囲以内である場合(ステップS406でYes)、ステップS407へ進む。第1圧力の圧力変動が範囲以外の場合(ステップS406でNo)の場合、ステップS404へ戻る。 Subsequently, it is determined whether or not the pressure fluctuation of the first pressure is within the range (step S406). When the pressure fluctuation of the first pressure is within the range (Yes in Step S406), the process proceeds to Step S407. When the pressure fluctuation of the first pressure is outside the range (No in step S406), the process returns to step S404.
ステップS406を通過した後、制御器17は、第1圧力(P1)を記憶する(ステップS407)。
After passing through step S406, the
ステップS404からS407は、P1が所定時間、安定な圧力値を示すことを確認し、水素生成システムが接続されたガス供給系統の圧力変動の影響を抑制し、圧力検知器で検知する圧力値を精度よく算出する工程である。 Steps S404 to S407 confirm that P1 shows a stable pressure value for a predetermined time, suppress the influence of the pressure fluctuation of the gas supply system to which the hydrogen generation system is connected, and determine the pressure value detected by the pressure detector. This is a process of calculating with high accuracy.
続いて、制御器17は、原料ガス遮断弁15と燃焼ガス遮断弁22を開状態にし(ステップS408)、水素生成器11へ原料ガス供給し(ステップS409)、水素生成器の昇温を開始する(ステップS410)。
Subsequently, the
続いて、制御器17は、ガス供給器14を操作量(U2)で動作させ(ステップ411)、圧力検知器13で測定した第2圧力(P2)を記憶する(ステップS412)。
Subsequently, the
さらに、制御器17は、ステップS407で記憶したP1と、ステップS412で記憶したP2との、圧力差(P3)を算出する(ステップS413)。
Further, the
続いて、制御器17は、予め記憶していた操作量と流量の関係から操作量U2で動作したときの原料ガス流量(Q2)と、さらに予め記憶していた原料ガス供給経路12における圧力検知器13までの上流経路を流れる流量(Q)と圧損(P)の関係から流量Q2のときの圧力損失(P4)を読み出す(ステップS414)。
Subsequently, the
続いて、制御器17は、ステップS413で得られた圧力差P3とステップS414で得られた圧力損失P4を比較する(ステップS415)。
Subsequently, the
続いて、P3とP4を比較し、その差が所定の範囲内であるか否かを判定する(ステップS416)。所定範囲内である場合(ステップS416でYes)、ステップS417へ進みガス供給器14は正常であると判定し、ガス供給器14の動作を継続する(ステップS419)。所定範囲外である場合(ステップS416でNo)、ステップS418へ
進み、ガス供給器14は異常であると判定し、ガス供給器14の動作を停止する(ステップS420)。
Subsequently, P3 and P4 are compared, and it is determined whether or not the difference is within a predetermined range (step S416). When it is within the predetermined range (Yes in step S416), the process proceeds to step S417, where it is determined that the
以上のように、本実施の形態4では、水素生成システム100が、水素生成器11、圧力検知器13、原料ガス遮断弁15と、流量計を用いずとも原料ガスの流量をその操作量で調整できるガス供給器14と制御器17を備えた構成とし、制御器17が、ガス供給器が操作量ゼロで水素生成器への原料ガス流通がない状態に圧力検知器13で測定される第1圧力P1、及びガス供給器が操作量U2で動作したときに圧力検知器13で測定される第2圧力P2と、その圧力差であるP3を演算し、さらに、予め記憶していた操作量と流量の関係および流量と圧力損失の関係から求めたP4とを比較する処理し、直接原料ガス流量を測定することなくても、操作量と圧力の測定項目のみで水素生成システムの待機状態から起動状態へ移行する際にガス供給器14の異常を判定、異常を報知し、または運転を停止することができる。
As described above, in the fourth embodiment, the
(変形例1)
図8は本発明の実施の形態1、及び実施の形態2の変形例2に係る概略構成を示す模式図である。
(Modification 1)
FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration according to the first embodiment of the present invention and the second modification of the second embodiment.
図8に示すように、本変形例の水素生成システム100は、原料ガス供給経路12の圧力検知器13より上流の位置に圧力調整器31を備える構成としている。
As shown in FIG. 8, the
圧力調整器31は、水素生成システム100に供給される原料ガスの供給圧を常に一定に調整できるものであればどのような構成でもよく、例えば、ガスガバナや圧力検知器13で検知した値に基づき第1圧力を調整する比例弁などで構成されてもよい。
The
図8に示したように圧力調整器31を配置することで、水素生成システムが接続されたガス供給系統に圧力変動が発生した場合でも、圧力検知器が検知する圧力値への影響を抑制でき、その結果、ガス供給器の異常検知の精度を向上することができる。
By arranging the
なお、本発明に係る水素生成システムと、水素生成システムから供給される燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池と、を備えている燃料電池システムを構成してもよい。 In addition, you may comprise the fuel cell system provided with the hydrogen generation system which concerns on this invention, and the fuel cell which produces electric power using the fuel gas and oxidant gas which are supplied from a hydrogen generation system.
以上のように、本発明に係る水素生成システムは、流量計を配置しない構成としてもガス供給器の異常を判定し、異常の報知または運転の停止をすることが可能となり、水素生成システム、及び、当該水素生成システムで生成される燃料ガスを使用する機器の用途に適用できる。 As described above, the hydrogen generation system according to the present invention can determine the abnormality of the gas supplier even when the flow meter is not arranged, and can notify the abnormality or stop the operation. The present invention can be applied to the use of equipment that uses fuel gas generated by the hydrogen generation system.
11 水素生成器
12 原料ガス供給経路
13 圧力検知器
14 ガス供給器
15 原料ガス遮断弁
16 燃料ガス供給経路
17 制御器
20 燃焼器
21 燃焼ガス経路
22 燃焼ガス遮断弁
23 燃焼排ガス経路
31 圧力調整器
100 水素生成システム
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記水素生成器に接続され、前記水素生成器に前記原料ガスを供給するための原料ガス経路と、
前記水素生成器に接続され、前記水素生成器で生成された前記燃料ガスを導出する燃料ガス経路と、
前記原料ガス経路内の前記原料ガスの圧力を検知する圧力検知器と、
前記原料ガス経路上に配置され、前記水素生成器に前記原料ガスを供給するガス供給器と、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記ガス供給器の操作量が第1操作量の場合に前記圧力検知器が検知する第1圧力と前記ガス供給器の操作量が第2操作量の場合に前記圧力検知器が検知する第2圧力との差と、前記第1操作量と、前記第2操作量と、に基づいて、前記ガス供給器の運転を停止する、異常を判定する、又は異常を報知する、の少なくとも一つの動作を実施する、
水素生成システム。 A hydrogen generator for reforming a raw material gas containing hydrocarbons to produce a fuel gas containing hydrogen;
A source gas path connected to the hydrogen generator for supplying the source gas to the hydrogen generator;
A fuel gas path connected to the hydrogen generator and leading out the fuel gas generated by the hydrogen generator;
A pressure detector for detecting the pressure of the source gas in the source gas path;
A gas supplier that is disposed on the source gas path and supplies the source gas to the hydrogen generator;
A controller;
With
The controller includes the first pressure detected by the pressure detector when the operation amount of the gas supply device is a first operation amount and the pressure detector when the operation amount of the gas supply device is a second operation amount. The operation of the gas supply device is stopped, the abnormality is determined, or the abnormality is notified based on the difference between the second pressure detected by the first operation amount and the second operation amount. Performing at least one action of
Hydrogen generation system.
前記制御器は、起動工程において前記遮断弁を閉じ、前記第1操作量をゼロに設定して、前記第1圧力と前記第2圧力との差と、前記第1操作量と、前記第2操作量と、に基づいて、前記ガス供給器の運転を停止する、異常を判定する、又は異常を報知する、の少なくとも一つの動作を実施する、
水素生成システム。 Further comprising a shutoff valve disposed in at least one of the source gas path between the hydrogen generator and the pressure detector, and the fuel gas path, for shutting off the supply of the source gas,
The controller closes the shut-off valve in the starting step, sets the first operation amount to zero, sets a difference between the first pressure and the second pressure, the first operation amount, and the second operation amount. Based on the operation amount, at least one of the operation of stopping the operation of the gas supply device, determining the abnormality, or notifying the abnormality is performed.
Hydrogen generation system.
請求項1または2に記載の水素生成システム。 The gas supply device is a constant volume pump capable of calculating the supply amount of the source gas based on an operation amount.
The hydrogen generation system according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の水素生成システム。 The controller, when the first pressure detected by the pressure detector is within a predetermined pressure fluctuation range for a predetermined time or more, and the difference between the first pressure and the second pressure, Based on the first operation amount and the second operation amount, at least one of the operation of stopping the operation of the gas supply device, determining the abnormality, or notifying the abnormality is performed.
The hydrogen generation system according to any one of claims 1 to 3.
前記制御器は、前記ガス供給が動作しており、前記燃焼器が燃焼している場合に、前記第1圧力と前記第2圧力との差と、前記第1操作量と、前記第2操作量と、に基づいて、前記ガス供給器の運転を停止する、異常を判定する、又は異常を報知する、の少なくとも一つの動作を実施する、
請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載の水素生成システム。 The hydrogen generator includes a combustor that combusts at least one of the source gas and the fuel gas,
The controller includes a difference between the first pressure and the second pressure, the first operation amount, and the second operation when the gas supply is operating and the combustor is combusting. Based on the amount, at least one operation of stopping the operation of the gas supply device, determining an abnormality, or notifying the abnormality is performed.
The hydrogen generation system according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜5のうちのいずれか1項に記載の水素生成システム。 A pressure regulator that is arranged upstream of the pressure detector on the source gas path and adjusts the pressure of the source gas to a predetermined value;
The hydrogen generation system according to any one of claims 1 to 5.
前記水素生成システムから供給される燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池と、
を備えている燃料電池システム。 The hydrogen generation system according to any one of claims 1 to 6,
A fuel cell that generates power using the fuel gas and the oxidant gas supplied from the hydrogen generation system;
A fuel cell system comprising:
前記水素生成器に接続され、前記水素生成器に前記原料ガスを供給するための前記原料ガス経路と、
前記水素生成器に接続され、前記水素生成器で生成された前記燃料ガスを導出する燃料ガス経路と、
前記原料ガス経路内の前記原料ガスの圧力を検知する圧力検知器と、
前記原料ガス経路上に配置され、前記水素生成器に前記原料ガスを供給するガス供給器と、
を備える水素生成システムの運転方法であって、
前記ガス供給器の操作量が第1操作量の場合に前記圧力検知器が第1圧力を検知する工程と、
前記ガス供給器の操作量が第2操作量の場合に、前記圧力検知器が第2圧力を検知する工程と、
前記第1圧力と前記第2圧力の圧力差を演算する工程と、
前記ガス供給器の前記第1操作量と、前記第2操作量と、前記圧力差に基づいて、前記ガス供給器の運転を停止する、異常を判定する、又は異常を報知する、の少なくとも一つの動作を実施する工程と、
を備える水素生成システムの運転方法。 A hydrogen generator for reforming a raw material gas containing hydrocarbons to produce a fuel gas containing hydrogen;
The source gas path connected to the hydrogen generator and for supplying the source gas to the hydrogen generator;
A fuel gas path connected to the hydrogen generator and leading out the fuel gas generated by the hydrogen generator;
A pressure detector for detecting the pressure of the source gas in the source gas path;
A gas supplier that is disposed on the source gas path and supplies the source gas to the hydrogen generator;
A method for operating a hydrogen generation system comprising:
The pressure detector detecting a first pressure when the operation amount of the gas supply device is a first operation amount;
When the operation amount of the gas supply device is a second operation amount, the step of detecting the second pressure by the pressure detector;
Calculating a pressure difference between the first pressure and the second pressure;
Based on the first operation amount, the second operation amount, and the pressure difference of the gas supply device, at least one of stopping the operation of the gas supply device, determining an abnormality, or notifying an abnormality. Performing two operations;
A method for operating a hydrogen generation system comprising:
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JP2019186109A (en) * | 2018-04-13 | 2019-10-24 | アイシン精機株式会社 | Fuel cell system |
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