JP6252963B1 - 水素生成装置及び燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態の水素生成装置は、原料を用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器と、原料中の硫黄化合物を除去する水添脱硫器と、水添脱硫器に流入する前の原料に添加される水素含有ガスが流れるとともに下り勾配が形成されているリサイクル流路と、下り勾配のリサイクル流路において凝縮した凝縮水を排水する排水路とを備える。
図1は、第1実施形態にかかる水素生成装置の概略構成の一例を示す模式図である。
するように設けられている。かかる構成で、リサイクル流路12で発生した凝縮水を効率的に排水できる。なお、排水路8は、図1に示す例に限らず、下り勾配のリサイクル流路12上であれば、いずれの箇所に設けても構わない。例えば、排水路8は、下り勾配7の途中から分岐するよう設けてもよい。排水路8の下流端は、例えば、凝縮水を貯留する凝縮水タンクに接続されていてもよい。排水路8の下流端は、例えば、水素生成装置100の外部にある排水溝に接続されていてもよい。
に働く重力のみで水が排水されるように、配管の内表面の状態、配管の材質、水の粘性などで決まる水の滑落角に対して十分な余裕度をもった角度としてもよい。ガス流速が0.3m/sec以下となる配管内径としてもよいし、下り勾配が水平となす角度を10度以上90度未満の角度としてもよい。
第2実施形態の水素生成装置は、第1実施形態の水素生成装置であって、リサイクル流
路の下り勾配は、下り勾配の第1の流路と、第1の流路に接続され、第1の流路に対して鈍角に傾斜する第2の流路とを備えている。
より大きく90度より小さい角度であってもよい。
第3実施形態の水素生成装置は、第1実施形態及び第2実施形態のいずれかの水素生成装置であって、リサイクル流路は、下り勾配が形成された後、上り勾配が形成されている。
(第4実施形態)
第4実施形態の水素生成装置は、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態のいずれかの水素生成装置であって、排水路の下流端は水封されている。
的に水封されている場合の両方を含む。間接的に水封されているとは、間に密閉された空間を挟んで水封されている場合等が例示される。
第5実施形態の燃料電池システムは、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態、及び第4実施形態のいずれかの水素生成装置と、水素生成装置より供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池とを備える。
池、及び燐酸形燃料電池等が例示される。なお、燃料電池6が、固体酸化物形燃料電池の場合は、水素生成装置100内の改質器3と燃料電池6とが1つの容器内に内蔵されるよう構成される。
第6実施形態の燃料電池システムは、第5実施形態の燃料電池システムにおいて、燃料電池システムにおいて排出される排ガス中の水分を貯える水タンクを備え、排水路が、水タンクの水面より下方において水タンクと接続されている。
タンク19と連通しており、排水路8及び水タンク19の両方から排水されるので、排水路8のみから排水する場合に比べ、排水路8の水面の変動が抑制される。これにより、リサイクル流路12内部の圧力変動を抑えることができ、水添脱硫器に安定的に水素含有ガスを供給することが可能となる。
本実施形態の燃料電池システムは、第6実施形態の燃料電池システムにおいて、リサイクル流路に設けられた開閉弁と、水タンクの水面が、排水路と水タンクとの接続部よりも上方に位置するよう水張りが行われた後、開閉弁を開放する制御器とを備える。
2 水添脱硫器
3 改質器
4 水素含有ガス流路
6 燃料電池
7 下り勾配
7A 第1の流路
7B 第2の流路
8 排水路
9 分岐部
10 タンク
11 接続部
12 リサイクル流路
14 液滴
15 液滴
17 上り勾配
17A 第3の流路
17B 第4の流路
18 接続部
19 水タンク
20 制御器
21 開閉弁
100 水素生成装置
200 水素生成装置
300 水素生成装置
400 水素生成装置
500 燃料電池システム
600 燃料電池システム
700 燃料電池システム
Claims (3)
- 原料を用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器と、原料中の硫黄化合物を除去する水添脱硫器と、前記水添脱硫器に流入する前の原料に添加される水素含有ガスが流れるとともに下り勾配が形成され、前記下り勾配において放熱により凝縮水が発生するよう構成されたリサイクル流路と、下り勾配の前記リサイクル流路において凝縮した凝縮水を排水する排水路と、前記下り勾配を格納した筐体とを備え、
前記下り勾配の少なくとも一部は、前記筐体内を換気する換気空気の流れにより冷却されるように、前記筐体の吸気口と排気口を結ぶ換気経路に配設されている、水素生成装置。 - 前記リサイクル流路は金属で構成されている、請求項1に記載の水素生成装置。
- 前記リサイクル流路はステンレススチールで構成されている、請求項2に記載の水素生成装置。
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