JP5103047B2 - Vaporizer, hydrogen production device and fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、液体を気化するための気化装置に関する。また、灯油等の液体燃料を用いて水素を製造する水素製造装置、このような水素製造装置から得られる水素含有ガスを用いて発電を行う燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a vaporizer for vaporizing a liquid. The present invention also relates to a hydrogen production apparatus that produces hydrogen using liquid fuel such as kerosene, and a fuel cell system that generates power using a hydrogen-containing gas obtained from such a hydrogen production apparatus.

燃料電池システムでは、通常、灯油や都市ガスなどの改質原料を改質して水素含有ガス(改質ガス)を製造し、得られた水素含有ガスと空気とをセルスタックに供給し、電気化学的に反応させて発電を行う。   In a fuel cell system, normally, reformed raw materials such as kerosene and city gas are reformed to produce a hydrogen-containing gas (reformed gas), and the resulting hydrogen-containing gas and air are supplied to the cell stack for electricity. Power is generated by chemical reaction.

改質には、水蒸気改質や部分酸化改質など種々の反応が利用されるが、いずれの反応を行う場合も改質原料が液体燃料であるときには液体燃料を気化したうえで改質器に供給する。   Various reactions such as steam reforming and partial oxidation reforming are used for reforming. In any reaction, when the reforming raw material is liquid fuel, the liquid fuel is vaporized and then used as a reformer. Supply.

一般に、液体を気化する際、局所的な突沸により圧力変動が生じ、それに伴い液体および気化したガスの流量変動が生じる。燃料電池システムにおいては、液体燃料が気化する際に生じる圧力変動およびそれに伴う流量変動が、改質ガスの流量変動および燃料電池の電圧変動に繋がる。   In general, when a liquid is vaporized, pressure fluctuation occurs due to local bumping, and accordingly, flow fluctuations of the liquid and vaporized gas occur. In the fuel cell system, the pressure fluctuation generated when the liquid fuel is vaporized and the flow fluctuation associated therewith lead to the flow fluctuation of the reformed gas and the voltage fluctuation of the fuel cell.

燃料電池において、電流密度が大きいほどこのような電圧変動が大きくなる。従って、改質ガスの流量変動が大きい場合には、燃料電池から大電流を取り出すことが困難になり、その結果出力密度や発電効率が低下する。また電圧変動が大きいと、セルの劣化が早まる可能性もある。   In a fuel cell, the voltage fluctuation increases as the current density increases. Therefore, when the flow rate variation of the reformed gas is large, it becomes difficult to extract a large current from the fuel cell, and as a result, the output density and the power generation efficiency are lowered. In addition, when the voltage fluctuation is large, there is a possibility that the deterioration of the cell is accelerated.

特許文献1には、水素生成器において、原料ガスの流れを利用して水の蒸発速度を一定にし、水が気化する際の体積膨張による圧力変動を抑えることが記載される。
特開2002−211905号公報
Patent Document 1 describes that in a hydrogen generator, the evaporation rate of water is made constant by using a flow of a source gas, and pressure fluctuation due to volume expansion when water is vaporized is described.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-211905

上記のように、液体燃料が気化する際に生じる圧力変動およびそれに伴う流量変動が、改質ガスの流量変動および燃料電池の電圧変動に繋がる。また、水(液体)を気化させて水蒸気を得、この水蒸気を用いて燃料を改質する場合に、水が気化する際に生じる圧力変動および流量変動が、改質ガスの流量変動および燃料電池の電圧変動に繋がることもある。   As described above, the pressure fluctuation generated when the liquid fuel is vaporized and the flow fluctuation accompanying it lead to the flow fluctuation of the reformed gas and the voltage fluctuation of the fuel cell. In addition, when water (liquid) is vaporized to obtain water vapor and fuel is reformed using this water vapor, pressure fluctuation and flow fluctuation that occur when water vaporizes are caused by reformed gas flow fluctuation and fuel cell. May lead to voltage fluctuations.

本発明の別の目的は、液体燃料を気化したうえで改質して、また、水を気化して得た水蒸気を用いて燃料を改質して、水素含有ガスを製造する際に、水素含有ガスの流量の脈動を抑制可能な水素製造装置を提供することである。   Another object of the present invention is to form a hydrogen-containing gas by reforming the fuel after vaporizing the liquid fuel and reforming the fuel using water vapor obtained by vaporizing water. An object of the present invention is to provide a hydrogen production apparatus capable of suppressing the pulsation of the flow rate of the contained gas.

本発明のさらに別の目的は、液体燃料を気化したうえで改質して、また、水を気化して得た水蒸気を用いて燃料を改質して、水素含有ガスを製造し、得られた水素含有ガスを用いて発電を行う際に、水素含有ガスの流量の脈動を抑制可能で、もって電圧変動を抑制可能な燃料電池システムを提供することである。   Still another object of the present invention is to obtain a hydrogen-containing gas by reforming the fuel after vaporizing the liquid fuel and reforming the fuel using water vapor obtained by vaporizing water. Another object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of suppressing the pulsation of the flow rate of the hydrogen-containing gas when power generation is performed using the hydrogen-containing gas, and thereby suppressing the voltage fluctuation.

本発明により、液体燃料を気化する気化器と前記気化器に液体燃料を供給する液体燃料供給ラインとを有し、気体が封入された容器が前記液体燃料供給ラインに接続された気化装置;および
前記気化装置から得られる気化された液体燃料を改質して水素含有ガスを得る改質器
を有し、
前記気体が封入された容器が、気相部と液相部を有し、前記気相部の容積は、液体燃料流量もしくは液体燃料が気化されたガス流量の許容される変動範囲に応じて決定され、
ここで前記気相部の容積は、気相部固有の振動周期が圧力変動周期より2倍以上大きくなるように設定されていることを特徴とする水素製造装置が提供される。
また、前記容器に、気体昇圧手段が設けられた、気体封入のためのラインである気体封入ラインが接続され、
前記気体封入ラインには、前記容器と前記気体昇圧手段との間に、前記容器から前記気体昇圧手段に向かって、
前記気体封入ラインから分岐されたパージライン;および、
予備の気体封入容器、積算流量計測手段または流量計測手段
がこの順に設けられていることが好ましい。
A vaporizer having a vaporizer for vaporizing liquid fuel and a liquid fuel supply line for supplying liquid fuel to the vaporizer, wherein a gas-sealed container is connected to the liquid fuel supply line; and wherein the vaporized liquid fuel obtained from the vaporizer is reformed to have a reformer for obtaining a hydrogen-containing gas,
The container in which the gas is sealed has a gas phase portion and a liquid phase portion, and the volume of the gas phase portion is determined according to an allowable fluctuation range of the liquid fuel flow rate or the gas flow rate at which the liquid fuel is vaporized. And
Here, the volume of the gas phase part is set such that the vibration period unique to the gas phase part is set to be twice or more larger than the pressure fluctuation period .
In addition, a gas sealing line, which is a line for gas sealing, provided with gas boosting means is connected to the container,
In the gas sealing line, between the container and the gas pressure increasing means, from the container toward the gas pressure increasing means,
A purge line branched from the gas filling line; and
It is preferable that a preliminary gas enclosure, an integrated flow rate measuring unit, or a flow rate measuring unit is provided in this order.

本発明により、液体燃料を気化する気化器と前記気化器に液体燃料を供給する液体燃料供給ラインとを有し、気体が封入された容器が前記液体燃料供給ラインに接続された気化装置;
前記気化装置から得られる気化された液体燃料を改質して水素含有ガスを得る改質器;および
前記改質器から得られる水素含有ガスを用いて発電を行う燃料電池
を有し、
前記気体が封入された容器が、気相部と液相部を有し、前記気相部の容積は、液体燃料流量もしくは液体燃料が気化されたガス流量の許容される変動範囲に応じて決定され、
ここで前記気相部の容積は、気相部固有の振動周期が圧力変動周期より2倍以上大きくなるように設定されていることを特徴とする燃料電池システムが提供される。
また、前記容器に、気体昇圧手段が設けられた、気体封入のためのラインである気体封入ラインが接続され、
前記気体封入ラインには、前記容器と前記気体昇圧手段との間に、前記容器から前記気体昇圧手段に向かって、
前記気体封入ラインから分岐されたパージライン;および、
予備の気体封入容器、積算流量計測手段または流量計測手段
がこの順に設けられていることが好ましい。
According to the present invention, there is provided a vaporizer for vaporizing liquid fuel and a liquid fuel supply line for supplying liquid fuel to the vaporizer, wherein a gas-sealed container is connected to the liquid fuel supply line;
Have a fuel cell for generating electric power by using the and hydrogen-containing gas obtained from the reformer; reformer obtaining reformed hydrogen-containing gas vaporized liquid fuel obtained from said vaporizer
The container in which the gas is sealed has a gas phase portion and a liquid phase portion, and the volume of the gas phase portion is determined according to an allowable fluctuation range of the liquid fuel flow rate or the gas flow rate at which the liquid fuel is vaporized. And
Here, the fuel cell system is characterized in that the volume of the gas phase part is set so that the vibration period unique to the gas phase part becomes twice or more larger than the pressure fluctuation period .
In addition, a gas sealing line, which is a line for gas sealing, provided with gas boosting means is connected to the container,
In the gas sealing line, between the container and the gas pressure increasing means, from the container toward the gas pressure increasing means,
A purge line branched from the gas filling line; and
It is preferable that a preliminary gas enclosure, an integrated flow rate measuring unit, or a flow rate measuring unit is provided in this order.

本発明により、液体燃料を気化したうえで改質して水素含有ガスを製造する際に、水素含有ガスの流量の脈動を抑制可能な水素製造装置が提供される。 The present invention, modified in terms of vaporized liquid fuel during the production of hydrogen-containing gas, the flow rate capable of suppressing hydrogen generating device of the pulsation of the hydrogen-containing gas is provided.

本発明により、液体燃料を気化したうえで改質して水素含有ガスを製造し、得られた水素含有ガスを用いて発電を行う際に、水素含有ガスの流量の脈動を抑制可能で、もって電圧変動を抑制可能な燃料電池システムが提供される。 The present invention, modified in terms of vaporized liquid fuel to produce a hydrogen-containing gas, in performing power generation using the hydrogen-containing gas obtained, can suppress the pulsation of the flow rate of the hydrogen-containing gas, Accordingly, a fuel cell system capable of suppressing voltage fluctuation is provided.

以下図面を用いて本発明について説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお本発明はいずれも気化装置を備える水素製造装置および燃料電池システムに関し、そしてその気化装置は、液体燃料を気化する気化器と液体燃料供給ラインとを有し、気体が封入された容器がこのラインに接続されており、さらにその容器が気相部と液相部を有し、この気相部の容積が前述のように特定の仕方で決められたものである。以下においてそれ以外の場合についても言及することがあるが、それは参考用である。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The present invention relates to a hydrogen production apparatus and a fuel cell system both equipped with a vaporizer, and the vaporizer includes a vaporizer for vaporizing liquid fuel and a liquid fuel supply line, and a container filled with gas is provided in the vaporizer. Further, the container has a gas phase portion and a liquid phase portion, and the volume of the gas phase portion is determined in a specific manner as described above. Other cases may be mentioned below, but this is for reference only.

〔気化装置〕
図1に本発明の気化装置の一形態(ただしこの形態は参考用である)を示す。
[Vaporizer]
FIG. 1 shows an embodiment of the vaporizer according to the present invention (however, this embodiment is for reference) .

タンクやパイプライン等の供給源から供給される液体は、気化器2に液体を供給するための液体供給ライン1を通って気化器2に供給される。液体供給ライン1には、必要に応じて液体昇圧用のポンプ3が設けられる。気化器において液体が気化され、液体が気化したガスが得られる。   The liquid supplied from a supply source such as a tank or a pipeline is supplied to the vaporizer 2 through the liquid supply line 1 for supplying the liquid to the vaporizer 2. The liquid supply line 1 is provided with a liquid boosting pump 3 as necessary. In the vaporizer, the liquid is vaporized, and a gas in which the liquid is vaporized is obtained.

液体供給ライン1に、気体が封入された容器(以下、気体封入容器という。)5が接続される。ここでは、気体封入容器は、分岐ライン4を介して液体供給ラインに接続される。   A container (hereinafter referred to as a gas-sealed container) 5 in which a gas is sealed is connected to the liquid supply line 1. Here, the gas enclosure is connected to the liquid supply line via the branch line 4.

気体封入容器には、分岐ラインとは別に、気体封入のために用いるライン6が接続される。このライン6には流路開閉手段7が設けられる。流路開閉手段7を閉じることで、気体封入容器内に気体を封入することができる。流路開閉手段としては、ストップバルブ、ブランクカバー、ブランクフランジなど、流路を開閉可能な公知のものを適宜用いることができる。ライン6および流路開閉手段7は必ずしも設ける必要はないが、操作の容易性の観点からライン6および流路開閉手段7を設けることが好ましく、流路開閉手段としてストップバルブを用いることがより好ましい。   In addition to the branch line, a line 6 used for gas sealing is connected to the gas sealing container. The line 6 is provided with a channel opening / closing means 7. By closing the flow path opening / closing means 7, gas can be enclosed in the gas enclosure. As the flow path opening / closing means, known means capable of opening and closing the flow path, such as a stop valve, a blank cover, and a blank flange, can be appropriately used. The line 6 and the flow path opening / closing means 7 are not necessarily provided, but it is preferable to provide the line 6 and the flow path opening / closing means 7 from the viewpoint of ease of operation, and it is more preferable to use a stop valve as the flow path opening / closing means. .

このような気化装置は、次のようにして使用することができる。まず、流路開閉手段7を開いておき、ポンプ3を起動して液体供給ライン1に液体を流通させ、分岐ライン4から気体封入容器5内へと液面を上昇させる。液面が所定の位置になったら流路開閉手段7を閉めれば、気体封入容器に外気(大気)が封入される。このとき、必要に応じて気化器を起動しておく。   Such a vaporizer can be used as follows. First, the flow path opening / closing means 7 is opened, the pump 3 is activated to allow the liquid to flow through the liquid supply line 1, and the liquid level is raised from the branch line 4 into the gas enclosure 5. If the flow path opening / closing means 7 is closed when the liquid level reaches a predetermined position, the outside air (atmosphere) is enclosed in the gas enclosure. At this time, the vaporizer is activated as necessary.

あるいは、図3に示すように、流路開閉手段7以降に、流路切替手段11、予備の気体封入容器8、流路開閉手段9、コンプレッサー等の気体昇圧手段10を設け、さらに、液体供給ライン1の気体封入容器との接続部より下流に流路開閉手段12、流路切替手段13を設けて使用することもできる。この場合、まず、流路開閉手段7を開き、流路切替手段11をライン16とパージライン18が流通するよう切替え、流路開閉手段9を閉じ、流路開閉手段12を閉じ、流路切替手段13をライン19とパージライン21が流通するよう切替えておく。この後、ポンプ3を起動して液体燃料供給ライン1からパージライン18までを液体で満たし、ポンプ3を停止する。この後、流路開閉手段9を開き、気体昇圧手段10で予め補給する気体量に応じて定めた圧力まで気体を昇圧後、流路開閉手段9を閉じ、気体昇圧手段10を停止し、流路切替手段11をライン16とライン17が流通するよう切替え、流路開閉手段12を開く。このようにすることで、流路切替手段11から流路開閉手段9までの間に溜まった気体が気体封入容器5に流入し、流路開閉手段7を閉じることで気体が封入される。その後、流路切替手段13をライン19とライン20が流通するよう切替え、気化器へ液体を供給する際にはポンプ3を起動すればよい。   Alternatively, as shown in FIG. 3, after the flow path opening / closing means 7, a flow path switching means 11, a spare gas enclosure 8, a flow path opening / closing means 9, a gas boosting means 10 such as a compressor are provided, and liquid supply The flow path opening / closing means 12 and the flow path switching means 13 may be provided downstream from the connection portion of the line 1 with the gas enclosure. In this case, first, the flow path opening / closing means 7 is opened, the flow path switching means 11 is switched so that the line 16 and the purge line 18 circulate, the flow path opening / closing means 9 is closed, the flow path opening / closing means 12 is closed, and the flow path switching is performed. The means 13 is switched so that the line 19 and the purge line 21 are circulated. Thereafter, the pump 3 is started, the liquid fuel supply line 1 to the purge line 18 are filled with liquid, and the pump 3 is stopped. Thereafter, the flow path opening / closing means 9 is opened, the pressure of the gas is increased to a pressure determined in advance according to the amount of gas replenished in advance by the gas pressure increasing means 10, the flow path opening / closing means 9 is closed, the gas pressure increasing means 10 is stopped, The path switching means 11 is switched so that the line 16 and the line 17 circulate, and the flow path opening / closing means 12 is opened. By doing in this way, the gas accumulated between the flow path switching means 11 and the flow path opening / closing means 9 flows into the gas enclosure 5 and the gas is sealed by closing the flow path opening / closing means 7. Thereafter, the flow path switching means 13 is switched so that the line 19 and the line 20 circulate, and the pump 3 may be activated when supplying the liquid to the vaporizer.

気化させる液体への吸収や溶解により、封入気体の容積が減少する場合には、まず、流路開閉手段7が閉じられ、流路切替手段11がライン16とライン17が流通するようにされた状態で、流路開閉手段9を閉じ、流路開閉手段12を閉じ、流路切替手段13をライン19とパージライン21が流通するよう切替えておく。この後、流路開閉手段9を開き、気体昇圧手段10で予め補給する気体量に応じて定めた圧力まで気体を昇圧後、流路開閉手段9を閉じ、気体昇圧手段10を停止し、流路開閉手段7と流路開閉手段12を開く。このようにすることで、流路開閉手段7から流路開閉手段9までの間に溜まった気体が気体封入容器に流入し、流路開閉手段7を閉じることで気体が封入される。   When the volume of the sealed gas decreases due to absorption or dissolution in the liquid to be vaporized, the flow path opening / closing means 7 is first closed, and the flow path switching means 11 is made to circulate through the lines 16 and 17. In this state, the flow path opening / closing means 9 is closed, the flow path opening / closing means 12 is closed, and the flow path switching means 13 is switched so that the line 19 and the purge line 21 circulate. Thereafter, the flow path opening / closing means 9 is opened, the pressure of the gas is increased to a pressure determined in advance according to the amount of gas replenished in advance by the gas pressure increasing means 10, the flow path opening / closing means 9 is closed, the gas pressure increasing means 10 is stopped, The path opening / closing means 7 and the channel opening / closing means 12 are opened. By doing so, the gas accumulated between the flow path opening / closing means 7 and the flow path opening / closing means 9 flows into the gas enclosure, and the flow path opening / closing means 7 is closed to enclose the gas.

図3の形態の場合、気相部へ供給する気体量は流路開閉手段7から流路開閉手段9までの流路容積(予備の気体封入容器8の容積も含む)と圧力で規定されるが、図4に示すように、流路切替手段7より上流に積算流量計測手段14、あるいは流量計測手段(図示せず)を設け、所定量の気体を流通する間のみ、気体昇圧手段10を作動させ、流路開閉手段7を開くことで、気相部へ供給する気体量を規定してもよい。この場合、まず、流路開閉手段7を開き、流路切替手段11をライン16とパージライン18が流通するよう切替え、流路開閉手段12を閉じ、流路切替手段13をライン19とパージライン21が流通するよう切替えておく。この後、ポンプ3を起動して液体燃料供給ライン1からパージライン18までを液体で満たし、ポンプ3を停止する。この後、流路切替手段11をライン16とライン17が流通するよう切替え、流路開閉手段12を開き、気体昇圧手段10を作動させ、所定量の気体が流通後、気体昇圧手段10を停止し、流路開閉手段7を閉じる。このようにすることで、所定量の気体が気体封入容器5に封入される。その後、流路切替手段13をライン19とライン20が流通するよう切替え、気化器へ液体を供給する際にはポンプ3を起動すればよい。   In the case of the embodiment of FIG. 3, the amount of gas supplied to the gas phase part is defined by the flow path volume (including the volume of the spare gas enclosure 8) from the flow path opening / closing means 7 to the flow path opening / closing means 9 and the pressure. However, as shown in FIG. 4, the integrated flow rate measuring means 14 or the flow rate measuring means (not shown) is provided upstream from the flow path switching means 7, and the gas pressure increasing means 10 is set only during the flow of a predetermined amount of gas. The amount of gas supplied to the gas phase part may be defined by operating and opening the flow path opening / closing means 7. In this case, first, the flow path opening / closing means 7 is opened, the flow path switching means 11 is switched so that the line 16 and the purge line 18 circulate, the flow path opening / closing means 12 is closed, and the flow path switching means 13 is switched to the line 19 and the purge line. Switch so that 21 is distributed. Thereafter, the pump 3 is started, the liquid fuel supply line 1 to the purge line 18 are filled with liquid, and the pump 3 is stopped. Thereafter, the flow path switching means 11 is switched so that the line 16 and the line 17 flow, the flow path opening / closing means 12 is opened, the gas pressure increasing means 10 is operated, and after a predetermined amount of gas has flowed, the gas pressure increasing means 10 is stopped. Then, the flow path opening / closing means 7 is closed. By doing so, a predetermined amount of gas is enclosed in the gas enclosure 5. Thereafter, the flow path switching means 13 is switched so that the line 19 and the line 20 circulate, and the pump 3 may be activated when supplying the liquid to the vaporizer.

気化させる液体への吸収や溶解により、封入気体の容積が減少する場合には、まず、流路開閉手段7を閉じ、流路切替手段11をライン16とライン17が流通するよう切替え、流路開閉手段12を閉じ、流路切替手段13をライン19とパージライン21が流通するよう切替えておく。この後、流路開閉手段7と流路開閉手段12を開き、気体昇圧手段10を作動させ、所定量の気体が流通後、気体昇圧手段10を停止し、流路開閉手段7を閉じる。このようにすることで、所定量の気体が気体封入容器に封入される。   When the volume of the sealed gas decreases due to absorption or dissolution in the liquid to be vaporized, first, the flow path opening / closing means 7 is closed, and the flow path switching means 11 is switched so that the lines 16 and 17 circulate. The opening / closing means 12 is closed, and the flow path switching means 13 is switched so that the line 19 and the purge line 21 circulate. Thereafter, the flow path opening / closing means 7 and the flow path opening / closing means 12 are opened, the gas pressure increasing means 10 is operated, and after a predetermined amount of gas has circulated, the gas pressure increasing means 10 is stopped and the flow path opening / closing means 7 is closed. By doing in this way, a predetermined amount of gas is enclosed with a gas enclosure.

流路切替手段としては、三方弁や、ストップバルブの組み合わせなど、流路を切り替え可能な公知のものを適宜用いることができる。   As the flow path switching means, known means capable of switching the flow path, such as a combination of a three-way valve and a stop valve, can be used as appropriate.

積算流量計測手段としては、積算流量計など、積算流量を計測可能な公知の計測機器を適宜用いることができる。   As the integrated flow rate measuring means, a known measuring device capable of measuring the integrated flow rate such as an integrated flow meter can be used as appropriate.

流量計測手段としては、流量計など、流量を計測可能な公知の計測機器を適宜用いることができる。この場合、流量計測手段で計測した流量と気体の流通時間とから、気体の通過量を知ることができる。   As the flow rate measuring means, a known measuring device capable of measuring the flow rate, such as a flow meter, can be used as appropriate. In this case, the amount of gas passing can be known from the flow rate measured by the flow rate measuring means and the gas circulation time.

図1では、気体封入容器5の内部に気相部5aと液相部5bとの境界面がある。しかし必ずしもこの限りではなく、液体供給ライン1から分岐した分岐ライン4内に、境界面があってもよい。このとき気体封入容器の内部は全て気相となる。   In FIG. 1, there is a boundary surface between the gas phase portion 5 a and the liquid phase portion 5 b inside the gas enclosure 5. However, this is not necessarily the case, and there may be a boundary surface in the branch line 4 branched from the liquid supply line 1. At this time, the inside of the gas-filled container is entirely in the gas phase.

また、図1に示すように液体供給ラインに分岐を設けて気体封入容器を接続する必要はなく、図2に示すように液体供給ラインの途中に気体封入容器を接続してもよい。要するに、封入された気体が、液体供給ラインを流通する液体と接していればよい。   Moreover, it is not necessary to provide a branch in the liquid supply line as shown in FIG. 1 and connect the gas enclosure, and the gas enclosure may be connected in the middle of the liquid supply line as shown in FIG. In short, it is sufficient that the enclosed gas is in contact with the liquid flowing through the liquid supply line.

気体封入容器内の気相部5aの容積は、液体流量、もしくは液体が気化されたガス流量の許容される変動範囲に応じて適宜決めることができる。この際、気相部固有の振動周期が圧力変動周期より2倍以上大きくなるよう、容積を決めるのが望ましい。   The volume of the gas phase part 5a in the gas enclosure can be appropriately determined according to the liquid flow rate or the allowable fluctuation range of the gas flow rate at which the liquid is vaporized. At this time, it is desirable to determine the volume so that the vibration period peculiar to the gas phase part becomes twice or more larger than the pressure fluctuation period.

以下具体的に述べる。Pを封入気体の圧力[Pa]、ΔPを圧力(P)の変動幅[Pa]、Tpを圧力(P)の変動周期の1/2[s]、Aを気相部(5a)/液相部(5b)の境界面積[m2]、Vを封入気体の容積(気相部5aおよびライン6の内容積の和)[m3]、mを液体供給ライン(液体燃料供給ライン1もしくは後述の水供給ライン15。なお、ここで、液体燃料供給ライン1もしくは水供給ライン15は、ライン19および20も含む。)、分岐ライン4、液相部5b、気化器2中の液体質量の和[kg]、γを封入気体の比熱比[−]、ηを液体の粘性抵抗が流速に比例するとした場合の比例係数[Ns/m]とし、 The details will be described below. P is the pressure [Pa] of the sealed gas, ΔP is the fluctuation range [Pa] of the pressure (P), T p is ½ [s] of the fluctuation period of the pressure (P), and A is the gas phase part (5a) / The boundary area [m 2 ] of the liquid phase part (5b), V is the volume of the enclosed gas (sum of the internal volume of the gas phase part 5a and the line 6) [m 3 ], m is the liquid supply line (liquid fuel supply line 1 Alternatively, the water supply line 15 described later, where the liquid fuel supply line 1 or the water supply line 15 also includes the lines 19 and 20), the branch line 4, the liquid phase part 5b, and the liquid mass in the vaporizer 2. [Kg], γ is the specific heat ratio of the sealed gas [−], η is the proportional coefficient [Ns / m] where the viscous resistance of the liquid is proportional to the flow velocity,

Figure 0005103047
Figure 0005103047

とすると、液体流量変動幅の減少量ΔFは以下の式で見積もることができる。 Then, the decrease amount ΔF of the liquid flow rate fluctuation range can be estimated by the following equation.

Figure 0005103047
Figure 0005103047

また、気相部固有の振動周期Tは以下の式で、見積もることができる。   Further, the vibration period T specific to the gas phase can be estimated by the following equation.

Figure 0005103047
Figure 0005103047

以上の式より、気体を封入しない際の液体流量変動幅から液体流量変動幅の減少量(ΔF)を差し引いた値が許容値以下になり、かつ、好ましくは気相部固有の振動周期(T)が圧力変動周期(2Tp)の2倍以上となる気相部/液相部の境界面積、封入気体の容積を求め、気相部の容積を決めればよい。 From the above formula, the value obtained by subtracting the decrease amount (ΔF) of the liquid flow rate fluctuation range from the liquid flow rate fluctuation range when the gas is not sealed is less than the allowable value, and preferably the vibration period (T ) Is equal to or greater than twice the pressure fluctuation period (2T p ), the boundary area between the gas phase / liquid phase and the volume of the enclosed gas may be obtained to determine the volume of the gas phase.

気化させる液体としては、気化器によって気化させることのできる公知の液体を適宜用いることができる。例えば、水や液体燃料を用いることができる。   As the liquid to be vaporized, a known liquid that can be vaporized by a vaporizer can be appropriately used. For example, water or liquid fuel can be used.

液体燃料としては、常温常圧(25℃、0.101MPa)で液体である可燃性物質を適宜使用できる。例えば、炭化水素類、アルコール類など分子中に炭素と水素を有する化合物を用いることができる。工業用あるいは民生用に安価に入手できる好ましい例として、メタノール、エタノール、ガソリン、灯油、軽油などを挙げることができる。なかでも灯油は工業用としても民生用としても入手容易であり、その取り扱いも容易である点で、好ましい。   As the liquid fuel, a combustible substance that is liquid at normal temperature and normal pressure (25 ° C., 0.101 MPa) can be used as appropriate. For example, compounds having carbon and hydrogen in the molecule such as hydrocarbons and alcohols can be used. Preferable examples that can be obtained at low cost for industrial use or consumer use include methanol, ethanol, gasoline, kerosene, and light oil. Of these, kerosene is preferable because it is easily available for industrial use and for consumer use, and is easy to handle.

気体封入容器に封入する気体としては、使用する条件において、気化させる液体への吸収や溶解、さらには気化させる液体との反応がおきにくい気体、さらには気化器下流の改質触媒や電極などに悪影響を与えない気体から適宜選ぶことができ、例えば、空気の他にも、窒素やアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いることができる。   The gas to be sealed in the gas-sealed container is a gas that hardly absorbs or dissolves in the liquid to be vaporized and further does not react with the liquid to be vaporized under the conditions to be used, and further a reforming catalyst or electrode downstream of the vaporizer. For example, in addition to air, an inert gas such as nitrogen, argon, or helium can be used.

気体封入容器としては、密閉可能な容器を適宜利用できる。使用環境に対する耐性を考慮して、気体封入容器の材質や壁の厚さを適宜設計すればよい。   As the gas sealed container, a sealable container can be used as appropriate. In consideration of resistance to the use environment, the material of the gas enclosure and the thickness of the wall may be appropriately designed.

液体供給ラインについても、配管部材を用いて適宜構成することができる。使用環境に対する耐性を考慮して、配管部材の材質や壁の厚さを適宜設計すればよい。   The liquid supply line can also be appropriately configured using a piping member. In consideration of resistance to the use environment, the material of the piping member and the thickness of the wall may be appropriately designed.

気化器としては、液体を気化させることのできる公知の気化器を適宜利用することができる。その例として、液体が流通する配管を外部から加熱し、配管内で液体を蒸発させることのできる構造を有する気化器を挙げることができる。この場合、気化されたガスの流量もしくは圧力の変動低減の観点から、液体が流通する配管(液体燃料供給ライン1)を複数並列に設ける、あるいは、この配管内に粒子を充填するのが好ましい。また、蒸発皿や蒸発容器などの加熱部材を加熱し、これに液体を接触させて蒸発させることのできる構造を有する気化器を挙げることもできる。これらの加熱のために、電気ヒータや燃焼ガスなどを熱源として利用することができる。   As a vaporizer, the well-known vaporizer which can vaporize a liquid can be utilized suitably. As an example thereof, a vaporizer having a structure capable of heating a pipe through which a liquid flows from the outside and evaporating the liquid in the pipe can be exemplified. In this case, from the viewpoint of reducing fluctuations in the flow rate or pressure of the vaporized gas, it is preferable to provide a plurality of pipes (liquid fuel supply line 1) through which the liquid flows in parallel, or to fill the pipes with particles. Moreover, the vaporizer which has a structure which heats heating members, such as an evaporating dish and an evaporation container, can be made to contact this and can be evaporated can also be mentioned. For such heating, an electric heater, combustion gas, or the like can be used as a heat source.

本発明によれば、気化器で生じる比較的短周期で連続的な圧力変動を、気体封入容器内に封入された気体によって緩和させ、もって液体流量の脈動を低減することができる。その結果、液体が気化したガスの流量の脈動が抑制される。特に、燃料電池システムにおいて、液体燃料の供給ラインに気体封入容器を接続することにより、燃料電池の電圧変動を低減し、発電効率の向上およびセル劣化抑制に資することができる。   According to the present invention, it is possible to mitigate the continuous pressure fluctuation that occurs in the vaporizer in a relatively short cycle by the gas sealed in the gas-sealed container, thereby reducing the pulsation of the liquid flow rate. As a result, the pulsation of the flow rate of the gas in which the liquid is vaporized is suppressed. In particular, in a fuel cell system, by connecting a gas-filled container to a liquid fuel supply line, voltage fluctuations of the fuel cell can be reduced, contributing to improvement in power generation efficiency and suppression of cell deterioration.

気化器の下流に、気体のバッファータンクを設け、液体が気化したガスの流量の脈動をバッファータンクによって抑制することも考えられる。しかしながら、本発明者による検討によれば、液体が気化したガスの流量の脈動を抑えるためには、液体の流量の脈動を抑えることが肝要であることが判明した。気化器の下流に気体のバッファータンクを設けるよりも、気化器の上流に気体封入容器を設けた方が、液体が気化したガスの流量の脈動防止効果が大きい。   It is also conceivable to provide a gas buffer tank downstream of the vaporizer and suppress the pulsation of the flow rate of the gas vaporized by the liquid by the buffer tank. However, according to the study by the present inventors, it has been found that it is important to suppress the pulsation of the flow rate of the liquid in order to suppress the pulsation of the flow rate of the gas vaporized from the liquid. Rather than providing a gas buffer tank downstream of the vaporizer, providing a gas-sealed container upstream of the vaporizer has a greater effect of preventing the pulsation of the flow rate of the gas vaporized from the liquid.

〔水素製造装置・燃料電池システム〕
本発明の気化装置を用いて、液体燃料を気化し、気化された燃料を改質器によって改質して改質ガスを得、必要に応じてさらに処理して水素含有ガスを製造することができる。さらに、水素含有ガスを燃料電池のアノードに供給し、発電を行うことができる。このとき、液体燃料が気化したガスの流量の脈動を抑制できるため、水素製造装置から得られる水素含有ガスの流量の脈動を抑えることができ、また、燃料電池の電圧変動を抑えることができる。
[Hydrogen production equipment / fuel cell system]
Using the vaporization apparatus of the present invention, liquid fuel is vaporized, the vaporized fuel is reformed by a reformer to obtain a reformed gas, and further processed as necessary to produce a hydrogen-containing gas. it can. Furthermore, power can be generated by supplying a hydrogen-containing gas to the anode of the fuel cell. At this time, since the pulsation of the flow rate of the gas vaporized by the liquid fuel can be suppressed, the pulsation of the flow rate of the hydrogen-containing gas obtained from the hydrogen production apparatus can be suppressed, and the voltage fluctuation of the fuel cell can be suppressed.

図5を用い、液体燃料として灯油を例にして、本発明の水素製造装置および燃料電池システムの一形態について説明する。図5には、燃料電池システムの主要な構成を示す。   An embodiment of the hydrogen production apparatus and the fuel cell system of the present invention will be described with reference to FIG. 5 using kerosene as an example of liquid fuel. FIG. 5 shows a main configuration of the fuel cell system.

タンクやパイプライン等の供給源から供給された灯油は、液体供給ライン1を通り、気化器2によって気化される。液体供給ラインには必要に応じてポンプ3が設けられる。液体供給ラインには気体封入容器5が接続される。ここまでは既に説明した気化装置の構成を採用することができる。   Kerosene supplied from a supply source such as a tank or a pipeline passes through the liquid supply line 1 and is vaporized by the vaporizer 2. A pump 3 is provided in the liquid supply line as necessary. The gas enclosure 5 is connected to the liquid supply line. Up to this point, the configuration of the vaporizer already described can be employed.

気化器で得られた気化灯油は改質器30に供給される。ここでは水蒸気改質を行うために改質器に水蒸気も供給される。部分酸化改質を行うためには酸素(純酸素のみならず、空気などの酸素含有ガスでもよい)が改質器に供給される。改質器において、灯油が改質され、水素を含有する改質ガスが得られる。   The vaporized kerosene obtained by the vaporizer is supplied to the reformer 30. Here, steam is also supplied to the reformer to perform steam reforming. In order to perform partial oxidation reforming, oxygen (not only pure oxygen but also an oxygen-containing gas such as air) is supplied to the reformer. In the reformer, kerosene is reformed to obtain a reformed gas containing hydrogen.

改質ガスはアノードガスとして燃料電池40のアノードAに供給される。燃料電池のカソードCには、空気などの酸素含有ガスがカソードガスとして供給される。燃料電池において、アノードガスに含まれる水素とカソードガスに含まれる酸素とが電気化学的に反応し、発電が行われる。アノードから排出されるアノードオフガスには可燃分が含まれるため、その熱量を燃焼などにより適宜利用することができる。またアノードオフガスや、カソードから排出されるカソードオフガスの顕熱も適宜利用される。   The reformed gas is supplied to the anode A of the fuel cell 40 as an anode gas. An oxygen-containing gas such as air is supplied as a cathode gas to the cathode C of the fuel cell. In the fuel cell, hydrogen contained in the anode gas and oxygen contained in the cathode gas react electrochemically to generate power. Since the anode off-gas discharged from the anode contains a combustible component, the amount of heat can be appropriately utilized by combustion or the like. Further, the sensible heat of the anode off gas and the cathode off gas discharged from the cathode is also used as appropriate.

において、改質器30から上流が水素製造装置である。 In FIG. 5 , the hydrogen production apparatus is upstream from the reformer 30.

には気化する液体が液体燃料である場合を示したが、気化する液体が水である場合をについて図6を用いて説明する。液体が液体燃料ではなく水である点を除いて、気化装置の構成は前述のものと同様である。図6には、液体燃料供給ラインに替えて液体供給ラインとして水供給ライン15が示される。 Although FIG. 5 shows a case where the liquid to be vaporized is liquid fuel, the case where the liquid to be vaporized is water will be described with reference to FIG. The configuration of the vaporizer is the same as that described above except that the liquid is water instead of liquid fuel. FIG. 6 shows a water supply line 15 as a liquid supply line instead of the liquid fuel supply line.

水が気化装置(ポンプ3、水供給ライン15、気体封入容器5、流路開閉手段7、気化器2を有する)にて気化され、水蒸気となる。この水蒸気と、別途用意される燃料が改質器30に供給される。このとき、燃料は必要に応じて予め気化され、燃料ガスとして供給される。燃料として液体燃料を用いる場合、液体燃料の気化のためにも本発明の気化装置を用いることが好ましい。   Water is vaporized by a vaporizer (having a pump 3, a water supply line 15, a gas enclosure 5, a flow path opening / closing means 7, and a vaporizer 2) to become water vapor. This water vapor and separately prepared fuel are supplied to the reformer 30. At this time, the fuel is vaporized in advance as necessary and supplied as fuel gas. When liquid fuel is used as the fuel, it is preferable to use the vaporizer of the present invention for vaporizing the liquid fuel.

改質器で水蒸気を用いて燃料が改質され、水素含有ガスが得られる。すなわちこの改質器では、改質反応として少なくとも水蒸気改質反応が起こるが、部分酸化反応を伴ってもよい。図3に示した形態と同様に、改質器から得られた水素含有ガスは、必要に応じてシフト反応等の処理がさらになされ、燃料電池40で利用される。   The fuel is reformed using steam in the reformer to obtain a hydrogen-containing gas. That is, in this reformer, at least a steam reforming reaction occurs as a reforming reaction, but it may be accompanied by a partial oxidation reaction. Similar to the embodiment shown in FIG. 3, the hydrogen-containing gas obtained from the reformer is further subjected to a treatment such as a shift reaction if necessary, and is used in the fuel cell 40.

本発明の気化装置を用いて水を気化する場合に、改質原料として用いる燃料は、改質によって水素を製造可能な公知の燃料(前述の液体燃料も含む)を適宜用いることができる。この燃料としては、分子中に炭素と水素を含む(酸素など他の元素を含んでもよい)化合物もしくはその混合物を用いることができ、炭化水素類、アルコール類など分子中に炭素と水素を有する化合物を用いることができる。例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、LPG、都市ガス、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油等の炭化水素燃料、また、メタノール、エタノール等のアルコール、ジメチルエーテル等のエーテル等である。   When water is vaporized using the vaporizer of the present invention, a known fuel (including the above-described liquid fuel) that can produce hydrogen by reforming can be used as the reforming raw material as appropriate. As this fuel, a compound containing carbon and hydrogen in the molecule (may contain other elements such as oxygen) or a mixture thereof can be used, and a compound having carbon and hydrogen in the molecule such as hydrocarbons and alcohols. Can be used. For example, hydrocarbon fuels such as methane, ethane, propane, butane, natural gas, LPG, city gas, gasoline, naphtha, kerosene, and light oil, alcohols such as methanol and ethanol, ethers such as dimethyl ether, and the like.

水素製造装置や燃料電池システムにおいて、改質器から得られる改質ガスを、必要に応じてさらに処理することができる。例えば、一酸化炭素濃度を低減し水素濃度を高めるためのシフト反応(CO+H2O→CO2+H2)、一酸化炭素濃度低減のための選択酸化反応(2CO+O2→2CO2)、加湿または除湿などの処理を行うことができる。従って、改質器から得られる水素含有ガスを用いて燃料電池により発電を行う場合、改質器から得られる改質ガスを直接燃料電池で用いてもよいし、改質ガスをシフト反応等の処理をしたうえで燃料電池で用いてもよい。 In the hydrogen production apparatus and the fuel cell system, the reformed gas obtained from the reformer can be further processed as necessary. For example, a shift reaction (CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ) for reducing the carbon monoxide concentration and increasing the hydrogen concentration, a selective oxidation reaction (2CO + O 2 → 2CO 2 ) for reducing the carbon monoxide concentration, humidification or dehumidification Etc. can be performed. Therefore, when power generation is performed by a fuel cell using a hydrogen-containing gas obtained from a reformer, the reformed gas obtained from the reformer may be used directly in the fuel cell, or the reformed gas may be used for a shift reaction or the like. You may use with a fuel cell after processing.

また、必要に応じて液体燃料に含まれる硫黄分の濃度を低減するための脱硫を行うこともできる。脱硫を気相で行う場合には、気化器2と改質器30との間に脱硫器を設ければよい。   Further, desulfurization for reducing the concentration of sulfur contained in the liquid fuel can be performed as necessary. When desulfurization is performed in the gas phase, a desulfurizer may be provided between the vaporizer 2 and the reformer 30.

改質器としては水蒸気改質、部分酸化改質またはオートサーマルリフォーミング(水蒸気改質反応と部分酸化改質反応の両者を行う)を行うことのできる公知の改質器を適宜利用することができる。改質器において熱源を必要とする場合は、例えば、利用可能な高温ガスを適宜利用することができる。具体例としては、液体燃料やアノードオフガスを燃焼させた燃焼ガスを熱源とすることができる。   As the reformer, a known reformer capable of performing steam reforming, partial oxidation reforming or autothermal reforming (performing both steam reforming reaction and partial oxidation reforming reaction) may be appropriately used. it can. When a heat source is required in the reformer, for example, available high-temperature gas can be used as appropriate. As a specific example, a combustion gas obtained by burning liquid fuel or anode off gas can be used as a heat source.

燃料電池としては、水素を電気化学反応させる燃料電池を適宜利用することができる。例えば、固体高分子形、燐酸形、溶融炭酸塩形、固体酸化物形の燃料電池を採用することができる。   As the fuel cell, a fuel cell that electrochemically reacts hydrogen can be used as appropriate. For example, a fuel cell of a solid polymer type, a phosphoric acid type, a molten carbonate type, or a solid oxide type can be employed.

上記機器の他にも、改質反応を利用した水素製造装置や燃料電池システムの公知の構成要素は、必要に応じて適宜設けることができる。具体例を挙げれば、改質器や燃料電池にスチームを供給するための水蒸気発生器、燃料電池等の各種機器を冷却するための冷却系、各種流体を加圧するためのポンプ、圧縮機、ブロワなどの加圧手段、流体の流量を調節するため、あるいは流体の流れを遮断/切り替えるためのバルブ等の流量調節手段や流路遮断/切り替え手段、熱交換・熱回収を行うための熱交換器、気体を凝縮する凝縮器、スチームなどで各種機器を外熱する加熱/保温手段、各種流体の貯蔵手段、計装用の空気や電気系統、制御用の信号系統、制御装置、出力用や動力用の電気系統などである。   In addition to the above devices, known components of a hydrogen production apparatus and a fuel cell system using a reforming reaction can be appropriately provided as necessary. Specific examples include a steam generator for supplying steam to a reformer and a fuel cell, a cooling system for cooling various devices such as a fuel cell, a pump, a compressor, and a blower for pressurizing various fluids. Pressurizing means such as a flow rate adjusting means such as a valve for adjusting the flow rate of the fluid or shutting off / switching the fluid flow, a flow path shutting / switching means, a heat exchanger for performing heat exchange and heat recovery , Condensers that condense gases, heating / heat insulation means for externally heating various devices with steam, storage means for various fluids, air and electrical systems for instrumentation, signal systems for control, control devices, for output and power The electrical system.

本発明の燃料電池システムは、例えば定置用もしくは移動体用の発電システムに、またコージェネレーションシステムに利用できる。   The fuel cell system of the present invention can be used for, for example, a stationary or mobile power generation system, and a cogeneration system.

本発明の水素製造装置は、燃料電池に供給する水素含有ガスを製造するために好適に利用できる。   The hydrogen production apparatus of the present invention can be suitably used for producing a hydrogen-containing gas to be supplied to a fuel cell.

本発明の気化装置は、水素製造装置において液体改質原料を気化するために好適に用いることができる。   The vaporizer of the present invention can be suitably used for vaporizing a liquid reforming raw material in a hydrogen production apparatus.

化装置の形態を説明するための模式図である。It is a schematic view for illustrating one embodiment of a vaporization device. 化装置の別の形態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining another form status of the vaporization apparatus. 化装置の別の形態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining another embodiment of the gas apparatus. 化装置の別の形態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining another form status of the vaporization apparatus. 本発明の水素製造装置および燃料電池システムの一形態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating one form of the hydrogen production apparatus and fuel cell system of this invention. 素製造装置および燃料電池システムの参考形態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining a reference embodiment of the hydrogen production apparatus and a fuel cell system.

符号の説明Explanation of symbols

1 液体燃料供給ライン
2 気化器
3 ポンプ
4 分岐ライン
5 気体封入容器
5a 気相部
5b 液相部
6 ライン
7 流路開閉手段
8 気体(予備)封入容器
9 流路開閉手段
10 気体昇圧手段
11 流路切替手段
12 流路開閉手段
13 流路切替手段
14 積算流量計測手段
15 水供給ライン
16 ライン
17 ライン
18 パージライン
19 ライン
20 ライン
21 パージライン
30 改質器
40 燃料電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid fuel supply line 2 Vaporizer 3 Pump 4 Branch line 5 Gas enclosure 5a Gas phase part 5b Liquid phase part 6 Line 7 Flow path opening / closing means 8 Gas (preliminary) enclosure 9 Flow path opening / closing means 10 Gas pressure raising means 11 Flow Channel switching means 12 Channel switching means 13 Channel switching means 14 Integrated flow rate measuring means 15 Water supply line 16 Line 17 Line 18 Purge line 19 Line 20 Line 21 Purge line 30 Reformer 40 Fuel cell

Claims (4)

液体燃料を気化する気化器と前記気化器に液体燃料を供給する液体燃料供給ラインとを有し、気体が封入された容器が前記液体燃料供給ラインに接続された気化装置;および
前記気化装置から得られる気化された液体燃料を改質して水素含有ガスを得る改質器
を有し、
前記気体が封入された容器が、気相部と液相部を有し、前記気相部の容積は、液体燃料流量もしくは液体燃料が気化されたガス流量の許容される変動範囲に応じて決定され、
ここで前記気相部の容積は、気相部固有の振動周期が圧力変動周期より2倍以上大きくなるように設定されていることを特徴とする水素製造装置。
A vaporizer for vaporizing liquid fuel and a liquid fuel supply line for supplying liquid fuel to the vaporizer, wherein a gas-sealed container is connected to the liquid fuel supply line; and from the vaporizer the vaporized liquid fuel obtained by reforming have a reformer for obtaining a hydrogen-containing gas,
The container in which the gas is sealed has a gas phase portion and a liquid phase portion, and the volume of the gas phase portion is determined according to an allowable fluctuation range of the liquid fuel flow rate or the gas flow rate at which the liquid fuel is vaporized. And
Here, the volume of the gas phase part is set so that the vibration period unique to the gas phase part is larger than twice the pressure fluctuation period .
前記容器に、気体昇圧手段が設けられた、気体封入のためのラインである気体封入ラインが接続され、
前記気体封入ラインには、前記容器と前記気体昇圧手段との間に、前記容器から前記気体昇圧手段に向かって、
前記気体封入ラインから分岐されたパージライン;および、
予備の気体封入容器、積算流量計測手段または流量計測手段
がこの順に設けられていることを特徴とする請求項に記載の水素製造装置。
A gas sealing line, which is a line for gas sealing, provided with gas boosting means is connected to the container,
In the gas sealing line, between the container and the gas pressure increasing means, from the container toward the gas pressure increasing means,
A purge line branched from the gas filling line; and
2. The hydrogen production apparatus according to claim 1 , wherein a spare gas enclosure, an integrated flow rate measuring unit, or a flow rate measuring unit is provided in this order.
液体燃料を気化する気化器と前記気化器に液体燃料を供給する液体燃料供給ラインとを有し、気体が封入された容器が前記液体燃料供給ラインに接続された気化装置;
前記気化装置から得られる気化された液体燃料を改質して水素含有ガスを得る改質器;および
前記改質器から得られる水素含有ガスを用いて発電を行う燃料電池
を有し、
前記気体が封入された容器が、気相部と液相部を有し、前記気相部の容積は、液体燃料流量もしくは液体燃料が気化されたガス流量の許容される変動範囲に応じて決定され、
ここで前記気相部の容積は、気相部固有の振動周期が圧力変動周期より2倍以上大きくなるように設定されていることを特徴とする燃料電池システム。
A vaporizer having a vaporizer for vaporizing liquid fuel and a liquid fuel supply line for supplying liquid fuel to the vaporizer, wherein a container filled with gas is connected to the liquid fuel supply line;
Have a fuel cell for generating electric power by using the and hydrogen-containing gas obtained from the reformer; reformer obtaining reformed hydrogen-containing gas vaporized liquid fuel obtained from said vaporizer
The container in which the gas is sealed has a gas phase portion and a liquid phase portion, and the volume of the gas phase portion is determined according to an allowable fluctuation range of the liquid fuel flow rate or the gas flow rate at which the liquid fuel is vaporized. And
Here, the volume of the gas phase part is set so that the vibration period unique to the gas phase part is twice or more larger than the pressure fluctuation period .
前記容器に、気体昇圧手段が設けられた、気体封入のためのラインである気体封入ラインが接続され、
前記気体封入ラインには、前記容器と前記気体昇圧手段との間に、前記容器から前記気体昇圧手段に向かって、
前記気体封入ラインから分岐されたパージライン;および、
予備の気体封入容器、積算流量計測手段または流量計測手段
がこの順に設けられていることを特徴とする請求項に記載の燃料電池システム。
A gas sealing line, which is a line for gas sealing, provided with gas boosting means is connected to the container,
In the gas sealing line, between the container and the gas pressure increasing means, from the container toward the gas pressure increasing means,
A purge line branched from the gas filling line; and
4. The fuel cell system according to claim 3 , wherein a spare gas enclosure, an integrated flow rate measuring unit or a flow rate measuring unit is provided in this order.
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