JP5149713B2 - Electromagnetic pump system and reformer - Google Patents
Electromagnetic pump system and reformer Download PDFInfo
- Publication number
- JP5149713B2 JP5149713B2 JP2008170308A JP2008170308A JP5149713B2 JP 5149713 B2 JP5149713 B2 JP 5149713B2 JP 2008170308 A JP2008170308 A JP 2008170308A JP 2008170308 A JP2008170308 A JP 2008170308A JP 5149713 B2 JP5149713 B2 JP 5149713B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnetic pump
- pressure
- flow rate
- temperature
- kerosene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 53
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 22
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 claims description 19
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 71
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 55
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 38
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- CFQCIHVMOFOCGH-UHFFFAOYSA-N platinum ruthenium Chemical compound [Ru].[Pt] CFQCIHVMOFOCGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
Images
Description
本発明は電磁ポンプシステム及び改質装置に関し、特に圧力の変動があっても適正流量を送出することができる電磁ポンプシステム、及びこの電磁ポンプシステムを備える改質装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic pump system and a reformer, and more particularly to an electromagnetic pump system capable of delivering an appropriate flow rate even when pressure varies, and a reformer including the electromagnetic pump system.
電動機を備えずに、交流電源を半波整流した電圧を印加して電磁吸引力とばねの付勢力により可動されるプランジャの往復動によって液体を送出する電磁ポンプは、プランジャの単位時間あたりの往復回数を制御しやすく、比較的送出流量を適切に制御しやすいポンプである。一般に、電動機を備えるポンプと同様に、電磁ポンプも温度変化により供給流量が変化してしまう温度特性がある。このような事情の下、補正テーブルを備えると共に電磁ポンプへ温度センサを設け、温度センサで検出される温度信号により制御部から出力する電磁ポンプのプランジャを動かす電磁吸引力の制御信号の補正を行う技術がある(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上述の電磁ポンプでは、送出された液体燃料の圧力が変動した場合には、適切な流量を送出できなくなるおそれがある。 However, the above-described electromagnetic pump may not be able to deliver an appropriate flow rate when the pressure of the delivered liquid fuel fluctuates.
本発明は上述の課題に鑑み、温度及び/又は圧力の変動があっても適正流量を送出することができる電磁ポンプシステム、及びこの電磁ポンプシステムを備える改質装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic pump system capable of delivering an appropriate flow rate even when temperature and / or pressure fluctuates, and a reformer provided with the electromagnetic pump system. .
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る電磁ポンプシステムは、例えば図1に示すように、プランジャ12を作動させて基準温度の液体石油製品kを基準圧力で吐出したときに基準流量が送出される電磁ポンプ10と;電磁ポンプ10に供給される液体石油製品kの温度を検出する温度検出器17と;電磁ポンプ10から送出された液体石油製品kの圧力を検出する圧力検出器18と;基準流量を送出させるために、温度検出器17で検出された検出温度を下記数式のT(摂氏)に代入し、圧力検出器18で検出された検出圧力を下記数式のP(kPa(ゲージ圧))に代入し、基準流量をX(g/min)に代入して得られるZをプランジャ12の単位時間あたりの往復回数とするように、プランジャ12の単位時間あたりの往復回数を調節する制御装置19とを備える。
X=aZ+b−(cZ+d)×(T−e)−(fZ2+gZ+h)×(P−i)
上記式中のa、b、c、d、e、f、g、h、iは定数である。
In order to achieve the above object, the electromagnetic pump system according to the first aspect of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, operates the
X = aZ + b− (cZ + d) × (Te) − (fZ 2 + gZ + h) × (P−i)
In the above formula, a, b, c, d, e, f, g, h, and i are constants.
このように構成すると、温度変化があった場合に加えて圧力変化があった場合にも、適切な流量の液体石油製品を送出することができる。 If comprised in this way, when there is a pressure change in addition to a temperature change, a liquid petroleum product of an appropriate flow rate can be delivered.
また、本発明の第2の態様に係る改質装置は、例えば図3に示すように、上記本発明の第1の態様に係る電磁ポンプシステム1と;電磁ポンプ10(例えば図1参照)から送出された液体石油製品kを導入し、改質して、水素に富む改質ガスgを生成する改質器20とを備える。
Moreover, the reforming apparatus according to the second aspect of the present invention includes an
このように構成すると、一般に適切な流量を供給することが困難なほど少ない流量の液体石油製品が供給される大きさの改質器に適切な流量の液体石油製品を送出することができるので、理論的に算出される改質用の水や空気を供給することと併せて、改質器で生成される改質ガスの量及び組成を安定させることができる。 If comprised in this way, since the liquid petroleum product of a suitable flow volume can be sent to the reformer of the magnitude | size to which the liquid petroleum product of the flow volume so small that it is generally difficult to supply a suitable flow volume is supplied, In addition to supplying theoretically calculated water and air for reforming, the amount and composition of the reformed gas generated in the reformer can be stabilized.
本発明によれば、温度変化があった場合に加えて圧力変化があった場合にも、適切な流量の液体石油製品を送出することができる。 According to the present invention, even when there is a change in pressure in addition to a change in temperature, a liquid petroleum product with an appropriate flow rate can be delivered.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar members are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is omitted.
まず図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る電磁ポンプシステム1を説明する。図1は、電磁ポンプシステム1の概略構成図である。電磁ポンプシステム1は、液体石油製品としての灯油k(0.8g/mL)を送出する電磁ポンプ10と、温度検出器17と、圧力検出器18と、制御装置19とを備えている。
First, an
電磁ポンプ10は、シリンダ11と、シリンダ11に嵌挿されたプランジャ12と、シリンダ11の外側に配設された電磁コイル13と、シリンダ11内でプランジャ12を付勢する付勢手段としてのばね14とを有している。シリンダ11は、軸方向の一方の端部に灯油kを導入する導入口11aが、他方の端部に灯油kを導出する導出口11bがそれぞれ形成されている。シリンダ11の内部には、導出口11bとプランジャ12との間に仕切11sが設けられている。仕切11sには灯油kを通す連通孔11cが形成されている。仕切11sと導出口11bとの間には、吐出弁15が配設されている。吐出弁15はばね16によって連通孔11c側に付勢されている。プランジャ12は、ばね14によって連通孔11c側に付勢されている。プランジャ12は、電磁コイル13に通電するとその電磁力により導入口11a側に引き寄せられ、電磁コイル13への通電が解除されるとばね14によって連通孔11c側に付勢されるように、シリンダ11の軸方向に往復移動するように構成されている。吐出弁15は、プランジャ12が連通孔11c側に動いたときに連通孔11cから吐出される灯油kに押されて導出口11b側に移動し、プランジャ12が導入口11a側に動いたときにばね16によって連通孔11c側に付勢されるように、シリンダ11の軸方向に往復移動するように構成されている。電磁コイル13は、制御装置19により通電の有無が制御されるように構成されている。電磁ポンプ10は、プランジャ12が往復移動するように作動されることにより、プランジャ12の往復移動1回あたり所定量の灯油kが導出口11bから送出され、プランジャ12の単位時間あたりの往復回数を制御することで、基準温度の灯油kを基準圧力で吐出したときに基準流量が送出されるように構成されている。
The
本実施の形態の電磁ポンプ10は、プランジャ12の往復移動1回あたりに送出される灯油kの所定量が、約0.017mL((7mL/min)/60s/7Hz)程度の比較的小型のポンプとなっている。小型のポンプでは、一般に目標吐出流量が小さくなるため、目標吐出流量に対して誤差が生じると、吐出流量に対する誤差の割合が大きくなる傾向にあるので、特に誤差を小さくすることが好ましい。吐出流量の誤差は、灯油kの温度及び/又は吐出圧力の変動により生じ得る。電磁ポンプシステム1は、上述のように温度検出器17及び圧力検出器18を有しており、吐出流量の誤差の発生の原因となり得る温度変化及び圧力変化を検出できるように構成されている。なお、電磁ポンプ10には、シリンダ11の導入口11aに灯油kの流路としての吸込管41が、導出口11bに灯油kの流路としての吐出管42が、それぞれ接続されている。
In the
温度検出器17は、電磁ポンプ10に導入される灯油kの温度を検出することができるように導入口11a近傍の吸込管41に設けられていると共に、検出した温度を信号として制御装置19に送信することができるように信号ケーブルを介して制御装置19に電気的に接続されている。導入口11aの近傍とは、検出された温度が実質的に電磁ポンプ10内に導入された灯油kの温度に等しいと見ることができる程度の近さである。温度検出器17は、導入口11aに取り付けられていてもよい。
The
圧力検出器18は、電磁ポンプ10から吐出された灯油kの圧力を検出することができるように吐出管42に設けられていると共に、検出した圧力を信号として制御装置19に送信することができるように信号ケーブルを介して制御装置19に電気的に接続されている。圧力検出器18は、導出口11bに取り付けられていてもよい。
The
制御装置19は、電磁ポンプシステム1の動作を制御する。制御装置19は、電磁ポンプ10に信号を送信して電磁コイル13への通電の有無、ひいてはプランジャ12の単位時間あたりの往復回数を制御することができるように構成されている。また、制御装置19は、電磁ポンプ10に導入される灯油kの温度に関する信号を温度検出器17から受信し、電磁ポンプ10から吐出された灯油kの圧力に関する信号を圧力検出器18から受信して、検出された温度及び/又は圧力が基準温度及び基準圧力からずれていても基準流量の灯油kを吐出するようにプランジャ12の単位時間あたりの往復回数を補正するように構成されている。この補正について、本発明の発明者は以下の知見を得た。
The
図2は、電磁ポンプ10(日本コントロール工業株式会社製、定格吐出流量7mL/min(7Hz時)(公表値))における、灯油kの吐出流量と温度と吐出圧力と電磁ポンプ10のプランジャ12の単位時間あたりの往復回数との関係を示すグラフである。図中の線図Ra20は、灯油kの吐出圧力が20kPa(ゲージ圧)の状態において、温度が0℃のときに吐出流量が4.78g/minとなるプランジャ12の単位時間あたりの往復回数で電磁ポンプ10を作動させ、プランジャ12の単位時間あたりの往復回数を変えない場合の、灯油kの温度と吐出流量との関係を示すものである。線図Ra30は、灯油kの吐出圧力が30kPa(ゲージ圧)の状態において、線図Ra20と同じプランジャ12の単位時間あたりの往復回数で電磁ポンプ10を作動させ、プランジャ12の単位時間あたりの往復回数を変えない場合の、灯油kの温度と吐出流量との関係を示すものである。同様に、線図Ra40、Ra50、Ra60は、プランジャ12の単位時間あたりの往復回数は線図Ra20と同じであり、灯油kの吐出圧力がゲージ圧でそれぞれ40kPa、50kPa、60kPaにおける灯油kの温度と吐出流量との関係を示すものである。なお、図2の吐出流量は質量を実測しているため質量流量としている。
FIG. 2 shows the discharge flow rate, temperature, discharge pressure, and
図2中の符号Rbで示した線図群は、灯油kの吐出圧力が20kPa(ゲージ圧)の状態において温度が0℃のときに吐出流量が3.80g/minとなる(最上位の線図)プランジャ12の単位時間あたりの往復回数で電磁ポンプ10を作動させ、プランジャ12の単位時間あたりの往復回数を変えない場合の、灯油kの温度と吐出流量と吐出圧力との関係を示すものであり、吐出圧力が20kPa(ゲージ圧)の場合を示す最上位の線図以後、下方に向かって灯油kの吐出圧力がゲージ圧でそれぞれ30kPa、40kPa、50kPa、60kPaにおける灯油kの温度と吐出流量との関係を示すものである。同様に、符号Rcで示した線図群は、プランジャ12の単位時間あたりの往復回数が、灯油kの吐出圧力が20kPa(ゲージ圧)の状態において、温度が0℃のときに吐出流量が2.86g/minとなる場合の回数のものであり、上方から順に灯油kの吐出圧力がゲージ圧でそれぞれ20kPa、30kPa、40kPa、50kPa、60kPaにおける灯油kの温度と吐出流量との関係を示すものである。符号Rdで示した線図群、符号Reで示した線図群も、同じ要領で、プランジャ12の単位時間あたりの往復回数と、灯油kの温度と、吐出流量と、吐出圧力との関係を示すものである。なお、符号Rdで示した線図群のプランジャ12の単位時間あたりの往復回数は、灯油kの吐出圧力が20kPa(ゲージ圧)の状態において、温度が0℃のときに吐出流量が1.90g/minとなる場合のものである。符号Reで示した線図群のプランジャ12の単位時間あたりの往復回数は、灯油kの吐出圧力が20kPa(ゲージ圧)の状態において、温度が0℃のときに吐出流量が0.95g/minとなる場合のものである。
The diagram group indicated by symbol Rb in FIG. 2 indicates that the discharge flow rate is 3.80 g / min when the discharge pressure of kerosene k is 20 kPa (gauge pressure) and the temperature is 0 ° C. (the highest line) Figure) The relationship between the temperature of kerosene k, the discharge flow rate, and the discharge pressure when the
図2に示す関係に基づいて、本発明者は、灯油kの温度及び/又は吐出圧力の変化に対して以下の式(図2に示す関係を一般化するものとして導出した数式)による補正を行うことで適切な流量(目標吐出流量)を送出できることを見い出した。
X=aZ+b−(cZ+d)×(T−e)−(fZ2+gZ+h)×(P−i)
ここで、Tは温度検出器17で検出された温度(℃)、Pは圧力検出器18で検出された圧力(kPa(ゲージ圧))、Xは基準流量(目標吐出流量)(g/min)、Zはプランジャ12の単位時間あたりの往復回数、a、b、c、d、e、f、g、h、iは電磁ポンプ10の大きさ(定格吐出流量)や本実施の形態では灯油kとしている液体石油製品の種類等によって決定される定数である。なお、上記の数式による補正を行うことで適正となる流量は、典型的には、定格出力が約1kw程度の燃料電池の燃料極(アノード)に供給する改質ガス(水素含有ガス)を生成するための改質器に供給する改質原料の流量が挙げられる。上記の数式は、少なくともプランジャ12の往復移動1回あたりに送出される灯油kの所定量が0.01〜0.10mLの電磁ポンプに適用可能である。上記の数式は、制御装置19に記憶されている。制御装置19は、温度検出器17で検出された温度を上記数式のTに代入し、圧力検出器18で検出された圧力を上記数式のPに代入して、外部から要求される基準流量(目標吐出流量)の灯油kを送出するようなプランジャ12の単位時間あたりの往復回数を上記数式から求め、算出された単位時間あたりの往復回数となるように電磁ポンプ10に信号を送信してプランジャ12を制御するように構成されている。
Based on the relationship shown in FIG. 2, the present inventor corrects the change in the temperature of kerosene k and / or the discharge pressure by the following equation (the equation derived as a generalization of the relationship shown in FIG. 2). It has been found that an appropriate flow rate (target discharge flow rate) can be sent out by performing.
X = aZ + b− (cZ + d) × (Te) − (fZ 2 + gZ + h) × (P−i)
Here, T is a temperature (° C.) detected by the
制御装置19は、初期設定として、電磁ポンプシステム1が構築されて電磁ポンプ10の固有値及び取り扱う液体石油製品が決定した際に、上記数式の定数a〜iが以下のようにして定められる。上記数式の定数a〜iを設定する際は、電磁ポンプシステム1の試運転を行い、温度検出器17で検出された温度T(℃)、圧力検出器18で検出された圧力P(kPa(ゲージ圧))、吐出流量X(g/min)、プランジャ12の単位時間あたりの往復回数の実測を行い、取得した値を上記数式に代入する。温度T、圧力P、吐出流量X、プランジャ12の単位時間あたりの往復回数Zの少なくとも2つが異なるようにして、合計9つ(上記数式の定数の数)の条件で実測値を取得し、それぞれ上記数式に代入する。そして、得られた9つの式の連立方程式を解き、定数a〜iを得る。得られた定数a〜iを上記数式に代入するように制御装置19を設定することで、その後の電磁ポンプシステム1の運転において、灯油kの温度及び/又は吐出圧力の変動に対する補正が行われて適切な流量の灯油kが電磁ポンプシステム1から送出される。
When the
次に図3を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る改質装置2について説明する。図3は、改質装置2の概略構成図である。改質装置2は、上記で説明した電磁ポンプシステム1と、灯油kを導入して水素に富む改質ガスgを生成する改質器20と、改質装置2の運転を制御する制御装置50とを備えている。水素に富む改質ガスgとは、水素を主成分とするガスであり、典型的には、水素を40体積%以上、典型的には70〜80体積%程度含んだ、例えば燃料電池に供給するガスである。改質ガスg中の水素濃度は80体積%以上でもよく、例えば燃料電池に供給したときに酸化剤ガス中の酸素との電気化学的反応により発電可能な濃度に生成される。
Next, with reference to FIG. 3, the reforming
改質器20は、改質部21と、変成部22と、選択酸化部23と、加熱部25とを有している。改質部21は、灯油kと改質用水sとを導入し、気化した灯油kの水蒸気改質反応により、灯油kを準改質ガスr1に改質する。準改質ガスr1には、典型的には、水素が70体積%程度含まれており、一酸化炭素が10体積%程度含まれている。改質部21には改質触媒21cが充填されており、水蒸気改質反応を促進させるように構成されている。改質触媒21cは、典型的には、ニッケル系改質触媒やルテニウム系改質触媒が用いられる。また、改質部21で生成された準改質ガスr1が変成部22に送られるように、改質部21は、改質触媒21cより下流側で変成部22と接続されている。以下の説明において「接続され」とは、流路等を介して接続される場合も含む。また、改質触媒21cより上流側の改質部21には、灯油kを導入するための吐出管42が接続されている。灯油kは、電磁ポンプシステム1により改質部21内に供給されるようになっている。改質部21内の吐出管42には、灯油kを気化する気化器(不図示)が設けられている。気化器(不図示)より下流の吐出管42には、改質用水sを改質部21に導く改質用水管26が接続されている。改質用水管26は、直接改質部21に接続されていてもよい。
The
変成部22は、改質部21から準改質ガスr1を導入し、準改質ガスr1に含まれる一酸化炭素を、同じく準改質ガスr1に含まれる水分と変成反応させて、二酸化炭素と水素とを生成することにより準改質ガスr1から一酸化炭素濃度が低減した変成ガスr2を生成する。変成反応は発熱反応である。変成部22には、変成触媒22cが充填されており、変成反応を促進させるように構成されている。変成触媒22cは、典型的には、鉄−クロム系変成触媒、銅−亜鉛系変成触媒、白金系変成触媒等が用いられる。変成部22で生成される変成ガスr2は、一酸化炭素濃度が5000〜10000ppm程度に低減されている。変成部22は、変成部22で生成された変成ガスr2が選択酸化部23に送られるように、変成触媒22cより下流側で選択酸化部23と接続されている。
The
選択酸化部23は、変成部22から変成ガスr2を導入し、系外から空気a(以下「選択酸化空気a」という。)を導入することにより酸素を導入して、変成ガスr2中に残存した一酸化炭素と導入した酸素との選択酸化反応により、変成ガスr2からさらに一酸化炭素濃度が低減した改質ガスgを生成する。選択酸化反応は発熱反応である。選択酸化部23には、選択酸化触媒23cが充填されている。選択酸化触媒23cは、典型的には、白金系選択酸化触媒、ルテニウム系選択酸化触媒、白金−ルテニウム系選択酸化触媒等が用いられる。選択酸化触媒23cより上流側の選択酸化部23には、選択酸化空気aを導入するための選択酸化空気管28が接続されている。選択酸化空気管28には選択酸化部23へ選択酸化空気aを圧送する空気ブロワ29が配設されている。空気ブロワ29は、典型的には、インバータにより回転数(rpm)を変更することができて送風量を無段階で可変にできるように構成されている。選択酸化部23で生成される改質ガスgは、例えば、水素を40%以上、典型的には75%程度含むガスである。改質ガスg中の一酸化炭素濃度は、およそ10ppm以下程度である。選択酸化触媒23cより下流側の選択酸化部23には、改質ガスgを導出する改質ガス導出管45が接続されている。
The
改質用水管26は、変成部22及び選択酸化部23に隣接すると共に、改質部21にも隣接して配設されている。変成部22及び選択酸化部23に隣接するとは、変成部22及び選択酸化部23における反応で発生した熱を、改質用水管26内を流れる改質用水sが受熱する程度に近いことである。このときの受熱量は、液体の改質用水sが改質部21に流入する前に気体になる程度であることが好ましい。また、改質用水管26は、改質部21からも受熱できるように配設されている。改質用水管26を流れる改質用水sが改質部21に流入する前に気化するのに十分な熱を受けられない場合は加熱部25から受熱できるように加熱部25内あるいは加熱部25近傍にも改質用水管26が配設されるようにするとよい。改質用水管26には、改質用水sを圧送する改質用水ポンプ27が配設されている。改質用水ポンプ27は、典型的には、インバータにより回転数(rpm)を変更することができて吐出流量を無段階で可変にできるように構成されている。
The reforming
加熱部25は、典型的には、バーナー25bを有しており、燃焼用燃料(不図示)と、燃焼用空気(不図示)とを導入し、燃焼用燃料を燃焼させて改質熱を発生する。加熱部25は、改質に利用する熱を改質部21に与えることができる程度に改質部21の近くに配設されており、好ましくは改質部21をその中央に空間が形成されるように竹輪状に形成した上で中央の空間内に配設されるようにすると、効果的に改質部21に改質熱を伝えることができる。なお、加熱部25は、燃焼による発熱以外に、例えば電気により改質熱を発生するように構成されていてもよい。
The
制御装置50は、電磁ポンプシステム1の制御装置19(図1参照)と信号ケーブルを介して電気的に接続されており、改質部21に供給される灯油kの流量を調節することができるように構成されている。また、制御装置50は、改質用水ポンプ27と電気的に接続されており、改質部21に供給される改質用水sの流量を調節することができるように構成されている。また、制御装置50は、空気ブロワ29と電気的に接続されており、選択酸化部23に供給される選択酸化空気aの流量を調節することができるように構成されている。なお、制御装置50は、燃料電池(不図示)の出力を信号として受信し、燃料電池(不図示)における当該出力の発電に必要な改質ガスgの流量を改質装置2で生成するために、該改質ガスgの流量を生成するために必要な流量の灯油k、改質用水s、選択酸化空気aを改質器20に供給するように、電磁ポンプシステム1、改質用水ポンプ27、空気ブロワ29を調節してもよい。
The
上記のような構成の改質装置2では、制御装置50が、外部(例えば燃料電池)から、所定の流量の改質ガスgの供給を要求する信号を受けると、制御装置50は、改質器20における所定の流量の改質ガスgの生成に必要な灯油k、改質用水s、選択酸化空気aの流量を演算する。他方、制御装置50は、加熱部25を作動させて改質部21を加熱する。準改質ガスrを生成可能な程度に改質部21が昇温したら、制御装置50は、電磁ポンプシステム1に信号を送信して、算出された流量の灯油kを改質部21に供給させる。改質部21に灯油kが供給される際、制御装置50は併せて改質用水ポンプ27を作動させて改質用水sを改質部21に供給させる。灯油k及び改質用水sが改質部21に導入されると、加熱部25から改質熱を受熱して灯油kが水蒸気改質され、水素に富むが一酸化炭素を含む準改質ガスr1が生成される。準改質ガスr1は、例えば、水素が70体積%程度、一酸化炭素が10体積%程度、その他水蒸気等のガスが含まれている。
In the
準改質ガスr1は、改質部21から変成部22に送られ、変成触媒22cの作用により水蒸気との変成反応が行われて、変成ガスr2が生成される。変成ガスr2は、一酸化炭素濃度が5000〜10000ppm程度にまで低減されている。変成部22における変成反応は発熱反応であり、変成部22で発生した熱は改質用水管26内を流れる改質用水sの加熱に用いられる。変成ガスr2は、変成部22から選択酸化部23に送られる。同時に、制御装置50は空気ブロワ29を作動させて、選択酸化部23には、選択酸化空気aが導入される。選択酸化部23では、導入された変成ガスr2中の一酸化炭素と選択酸化空気a中の酸素とが反応し(選択酸化反応)二酸化炭素が生成されることにより、変成ガスr2よりも一酸化炭素濃度が低減した改質ガスgが生成される。選択酸化反応により生成された改質ガスgは、一酸化炭素濃度が10ppm以下程度にまで低減されている。選択酸化部23における選択酸化反応も発熱反応であり、選択酸化部23で発生した熱は改質用水管26内を流れる改質用水sの加熱に用いられる。生成された改質ガスgは、改質ガス導出管45に導出され、改質ガスgが利用される場所に導かれる。
The semi-reformed gas r1 is sent from the reforming
上記の改質装置2の作用において、電磁ポンプシステム1は、温度や吐出圧力に変動があっても改質器20において改質ガスgを生成するという目的に対して適切な流量の灯油kを改質器20に供給することができるため、改質器20において生成される改質ガスgの量及び組成を安定させることができ、改質器20の安定した運転を行うことができる。
In the operation of the
以上の説明では、液体石油製品が灯油kであるとしたが、液体石油製品としてナフサ、ガソリン、軽油、重油(A重油、B重油、C重油)等の、炭素数が5〜20のいずれかの炭化水素(典型的には鎖式炭化水素)を主成分とする液体の石油製品を用いてもよい。 In the above description, the liquid petroleum product is kerosene k, but the liquid petroleum product is any one having 5 to 20 carbon atoms such as naphtha, gasoline, light oil, heavy oil (A heavy oil, B heavy oil, C heavy oil), etc. Liquid petroleum products based on the above hydrocarbons (typically chain hydrocarbons) may be used.
1 電磁ポンプシステム
2 改質装置
10 電磁ポンプ
12 プランジャ
17 温度検出器
18 圧力検出器
19 制御装置
20 改質器
g 改質ガス
k 灯油
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記電磁ポンプに供給される前記液体石油製品の温度を検出する温度検出器と;
前記電磁ポンプから送出された前記液体石油製品の圧力を検出する圧力検出器と;
前記基準流量を送出させるために、前記温度検出器で検出された検出温度を下記数式のT(摂氏)に代入し、前記圧力検出器で検出された検出圧力を下記数式のP(kPa(ゲージ圧))に代入し、前記基準流量をX(g/min)に代入して得られるZを前記プランジャの単位時間あたりの往復回数とするように、前記プランジャの単位時間あたりの往復回数を調節する制御装置とを備える;
電磁ポンプシステム。
X=aZ+b−(cZ+d)×(T−e)−(fZ2+gZ+h)×(P−i)
ただしa、b、c、d、e、f、g、h、iは定数 An electromagnetic pump that delivers a reference flow when a plunger is actuated to discharge a liquid petroleum product at a reference temperature at a reference pressure;
A temperature detector for detecting the temperature of the liquid petroleum product supplied to the electromagnetic pump;
A pressure detector for detecting the pressure of the liquid petroleum product delivered from the electromagnetic pump;
In order to send the reference flow rate, the detected temperature detected by the temperature detector is substituted into T (Celsius) of the following formula, and the detected pressure detected by the pressure detector is set to P (kPa (gauge) of the following formula: Substituting into the pressure)), and adjusting the number of reciprocations per unit time of the plunger so that Z obtained by substituting the reference flow rate into X (g / min) is the number of reciprocations per unit time of the plunger A control device for
Electromagnetic pump system.
X = aZ + b− (cZ + d) × (Te) − (fZ 2 + gZ + h) × (P−i)
Where a, b, c, d, e, f, g, h, i are constants
前記電磁ポンプから送出された前記液体石油製品を導入し、改質して、水素に富む改質ガスを生成する改質器とを備える;
改質装置。 An electromagnetic pump system according to claim 1;
A reformer that introduces and reforms the liquid petroleum product delivered from the electromagnetic pump to produce a reformed gas rich in hydrogen;
Reformer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008170308A JP5149713B2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Electromagnetic pump system and reformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008170308A JP5149713B2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Electromagnetic pump system and reformer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010008014A JP2010008014A (en) | 2010-01-14 |
JP5149713B2 true JP5149713B2 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=41588726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008170308A Active JP5149713B2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Electromagnetic pump system and reformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5149713B2 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1061946A (en) * | 1996-08-22 | 1998-03-06 | Sharp Corp | Liquid fuel combustion apparatus |
JP2004028424A (en) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Corona Corp | Combustion apparatus |
JP2004028520A (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Liquid fuel combustion device |
JP2005054721A (en) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Taisan Kogyo Kk | Electromagnetic pump device |
JP4939114B2 (en) * | 2006-06-01 | 2012-05-23 | 株式会社荏原製作所 | Fuel processing apparatus and fuel cell system |
-
2008
- 2008-06-30 JP JP2008170308A patent/JP5149713B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010008014A (en) | 2010-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3857137B2 (en) | Volatile feedstock supply apparatus and fuel processing apparatus incorporating the supply apparatus | |
JP7207523B2 (en) | hydrocarbon combustion system | |
JP2007527842A (en) | Compact steam reformer | |
EP1985581A2 (en) | Reformer and fuel cell system incorporating the same | |
JP2015204172A (en) | fuel cell system | |
WO2011122579A1 (en) | Device for producing hydrogen, and fuel-cell system | |
JP2009238599A (en) | Method of load following operation of fuel cell system | |
JP4939114B2 (en) | Fuel processing apparatus and fuel cell system | |
JP5149713B2 (en) | Electromagnetic pump system and reformer | |
JP2003146609A (en) | Apparatus for producing hydrogen-containing gas using lp gas and fuel cell system | |
JP6344113B2 (en) | Reformer | |
JP2008230888A (en) | Fuel reforming apparatus and its operating method | |
JP6751365B2 (en) | Hydrogen production equipment | |
JP7108832B2 (en) | Hydrogen generator, fuel cell system using the same, and method of operating the same | |
JP5896363B2 (en) | Fuel cell system and operation method thereof | |
JP2019157673A (en) | Fuel gas supply device | |
JP5363717B2 (en) | Hydrogen production system | |
JP2011054323A (en) | Fuel cell system | |
JP5257186B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JP2009078938A (en) | Desulfurizer and method for operating the same, and fuel cell system | |
JP2010228996A (en) | Apparatus for producing endothermic gas | |
WO2011001909A1 (en) | Method for load follow-up operation of fuel cell system | |
JP5125181B2 (en) | Reactor, power generator, and method for stopping reactor | |
JP2013218850A (en) | Fuel cell system and method for operating the same | |
JP2019182695A (en) | Hydrogen generator and fuel cell system using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110207 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121115 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121130 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5149713 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |