JPH01292757A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPH01292757A JPH01292757A JP63121051A JP12105188A JPH01292757A JP H01292757 A JPH01292757 A JP H01292757A JP 63121051 A JP63121051 A JP 63121051A JP 12105188 A JP12105188 A JP 12105188A JP H01292757 A JPH01292757 A JP H01292757A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
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- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明はりフォーマを備えた窒冷式燃料電池発電システ
ムに係り、＠にリフオーマのバーナー燃焼用空気の供給
セ関するものであち〇 （ロ）従来の技術 燃料電池発電システムにおけるリフオーマ（ＲＦ）のバ
ーナー（１）燃焼用空気は、従来第５図（二示すよう大
気中の空気を送風機■で取込み熱交換器３Ｄなどで予熱
してからバーナー（１０：送る方法と、第４図Ｃ：示す
よう電池空気極ガス室枦）から排出される未反応空気（
２）を使用する方法とがある。
ムに係り、＠にリフオーマのバーナー燃焼用空気の供給
セ関するものであち〇 （ロ）従来の技術 燃料電池発電システムにおけるリフオーマ（ＲＦ）のバ
ーナー（１）燃焼用空気は、従来第５図（二示すよう大
気中の空気を送風機■で取込み熱交換器３Ｄなどで予熱
してからバーナー（１０：送る方法と、第４図Ｃ：示す
よう電池空気極ガス室枦）から排出される未反応空気（
２）を使用する方法とがある。
前者の方法はバーナー（１）の安定した燃焼を得るため
と燃焼温度を高めるため（二空気を予熱する必要があり
、システムのコンパクト化？考えた場合熱交換器などの
機器点数が増えるという欠点があり、一方後者は空気を
予熱する必要がなくなるけれども、電池で酸素が消費さ
れて未反応空気中の酸素濃度が低下すると共に反応生成
水を含むため不完全燃焼を起す可能性が高く洩る他、未
反応空気中６＝含まれるりん酸ζ；よりバーナー周辺機
器を腐食するおそれがあった。
と燃焼温度を高めるため（二空気を予熱する必要があり
、システムのコンパクト化？考えた場合熱交換器などの
機器点数が増えるという欠点があり、一方後者は空気を
予熱する必要がなくなるけれども、電池で酸素が消費さ
れて未反応空気中の酸素濃度が低下すると共に反応生成
水を含むため不完全燃焼を起す可能性が高く洩る他、未
反応空気中６＝含まれるりん酸ζ；よりバーナー周辺機
器を腐食するおそれがあった。
ｅ→ 発明が解決しようとする課題
本発明は前記問題点を解消してシステムのコンパクト化
を図ると共１ニバーナーの良好な燃焼状態を維持するも
のである。
を図ると共１ニバーナーの良好な燃焼状態を維持するも
のである。
に）課題を解決するための手段
本発明はリフオーマでスチーム改質された水素含有ガス
！燃料ガスとして用いる空冷式燃料電池発電システムに
おいて、熱交換器及びブロワを有する冷却空気の循環経
路に電池出口側より排出された高温冷却空気の一部を前
記リフオーマのバーナーに燃焼用空気として供給する導
出配管と、前記バーナーへの供給空気量に応じて前記プ
ロワの上流側より外気を吸引する１入管とを設けたもの
である。
！燃料ガスとして用いる空冷式燃料電池発電システムに
おいて、熱交換器及びブロワを有する冷却空気の循環経
路に電池出口側より排出された高温冷却空気の一部を前
記リフオーマのバーナーに燃焼用空気として供給する導
出配管と、前記バーナーへの供給空気量に応じて前記プ
ロワの上流側より外気を吸引する１入管とを設けたもの
である。
（ホ）作 用
本発明では作動温度約２００にの燃料電池より排出され
九直後の循環経路内冷却空気は約１８０℃に昇温してお
り、この高温冷却空気の一部をリフオーマバーナーの燃
焼用空気として利用できるので、大気を燃焼用空気とす
る場合のようＣ：送風機や予熱器を必要としないと共に
空気極排ガスを燃焼用空気とする場合のように酸素濃度
の低下やバーナー周辺機器を腐食するりん酸の混入がな
くなる。
九直後の循環経路内冷却空気は約１８０℃に昇温してお
り、この高温冷却空気の一部をリフオーマバーナーの燃
焼用空気として利用できるので、大気を燃焼用空気とす
る場合のようＣ：送風機や予熱器を必要としないと共に
空気極排ガスを燃焼用空気とする場合のように酸素濃度
の低下やバーナー周辺機器を腐食するりん酸の混入がな
くなる。
又、循環経路から導出し九燃焼用空気分だけ外気を導入
するなめ熱交換器の容量もそれだけ小型となり、システ
ムのコンパクト化は勿論、良好な燃焼により改質ガス組
成の安定化が達成さｎる。
するなめ熱交換器の容量もそれだけ小型となり、システ
ムのコンパクト化は勿論、良好な燃焼により改質ガス組
成の安定化が達成さｎる。
（へ）実施例
本発明の実施例を第１図及び第２図（二ついて説明する
が、該当個所は第６図及び第４図と同一記号を付し次。
が、該当個所は第６図及び第４図と同一記号を付し次。
リフオーマ（ＲＦ）を含む燃料処理装置は、天然ガスや
メタノールなどの炭化水素燃料（Ｇ）ＴＸニスチーム枚
質して水素含有ガス〆）を生成する。天然ガス改質の場
合生成する水素含有ガス中のａ ｏｙａ０２Ｉ：転化す
るシフトコンバータ（図示せず）ン必要とするがメタノ
ール改質の場合、水翼含有ガス中のＯｏは極微量であっ
てシフトコンパ−タン必要としない。
メタノールなどの炭化水素燃料（Ｇ）ＴＸニスチーム枚
質して水素含有ガス〆）を生成する。天然ガス改質の場
合生成する水素含有ガス中のａ ｏｙａ０２Ｉ：転化す
るシフトコンバータ（図示せず）ン必要とするがメタノ
ール改質の場合、水翼含有ガス中のＯｏは極微量であっ
てシフトコンパ−タン必要としない。
燃料電池（ＦＯ）は多数のセル種重体からなるが、図面
ではいづれも簡単化のため単セルとして模式的に示され
、燃料極ガス室（ト））、仝気極ガス室ＣＦ’）及び冷
却空気の流通室υ）ン有する。電池作動時前記水素含有
ガスが燃料ガスとして燃料極ガス室−）（＝、空気が酸
化剤として空気極ガス室軸）：：夫々供給され、゛峨池
反応が行われる。
ではいづれも簡単化のため単セルとして模式的に示され
、燃料極ガス室（ト））、仝気極ガス室ＣＦ’）及び冷
却空気の流通室υ）ン有する。電池作動時前記水素含有
ガスが燃料ガスとして燃料極ガス室−）（＝、空気が酸
化剤として空気極ガス室軸）：：夫々供給され、゛峨池
反応が行われる。
一方電池反応による発熱は、熱交換器（３）及びプロワ
（４）？経て流通室（Ｏｗｌ：至る循環経路（５）χ流
れる冷却空気により除去され、電池（Ｆ Ｏ）を規定作
動温度（約２００℃）に維持する。電池（ＦＣｆ）ｖ冷
却して約１８０℃Ｃ：昇温した冷却空気の一部は、燃焼
用空気として導出配管（６）（二よりリフオーマバーナ
（１）（二送られバーナー燃料と燃焼反応を起す。バー
ナー燃料としては燃料極ガス室←）から排出される高温
未反応ガス（７）ヲ使用する。
（４）？経て流通室（Ｏｗｌ：至る循環経路（５）χ流
れる冷却空気により除去され、電池（Ｆ Ｏ）を規定作
動温度（約２００℃）に維持する。電池（ＦＣｆ）ｖ冷
却して約１８０℃Ｃ：昇温した冷却空気の一部は、燃焼
用空気として導出配管（６）（二よりリフオーマバーナ
（１）（二送られバーナー燃料と燃焼反応を起す。バー
ナー燃料としては燃料極ガス室←）から排出される高温
未反応ガス（７）ヲ使用する。
第１図の実施例は冷却空気循環経路（５）内の圧力が高
い場合で、バーナー（１月＝至る導出配管（６）に流量
調整弁＋１？ｌを設けるだけでよいが、第２図の他実施
例は冷却系の圧力とリフオーマ炉内の圧力差が余りなく
、燃焼用空気がバーナーへ流れない場合で配管＋６１１
ｍ送送風（９）′％：介在させ、燃焼空気の流量制御は
送風機（８）の回転数を制御するととにより行われる。
い場合で、バーナー（１月＝至る導出配管（６）に流量
調整弁＋１？ｌを設けるだけでよいが、第２図の他実施
例は冷却系の圧力とリフオーマ炉内の圧力差が余りなく
、燃焼用空気がバーナーへ流れない場合で配管＋６１１
ｍ送送風（９）′％：介在させ、燃焼空気の流量制御は
送風機（８）の回転数を制御するととにより行われる。
バーナー（田；供給される冷却空気は、循環経路（５）
内の空気量の１０チ以下であり、この導出空気ｔｌ二応
じてブロワ（４）の上流側に設は次導入管Ｕ（））から
循環経路（５）内に大気を吸引する。
内の空気量の１０チ以下であり、この導出空気ｔｌ二応
じてブロワ（４）の上流側に設は次導入管Ｕ（））から
循環経路（５）内に大気を吸引する。
従来方式では電池（ＦＯ）から熱を奪って約１８０℃の
高温となった冷却空気は熱交換器官のみで約１３０〜１
２０℃まで冷却して電池に送られるが、本発明方式では
高温冷却空気の一部が、バーナー燃焼用として循珈経路
（５）から導出されると共（；導出量Ｃ：応じて低温の
外気が導入される之め熱交換器（３）の熱交換能はそれ
だけ小さくてよく、熱交換器（３）の小型化が可能であ
る。
高温となった冷却空気は熱交換器官のみで約１３０〜１
２０℃まで冷却して電池に送られるが、本発明方式では
高温冷却空気の一部が、バーナー燃焼用として循珈経路
（５）から導出されると共（；導出量Ｃ：応じて低温の
外気が導入される之め熱交換器（３）の熱交換能はそれ
だけ小さくてよく、熱交換器（３）の小型化が可能であ
る。
図中０１）はリフオーマ（ＲＦ）の改質部、αりは煙道
ガス、０３１は起動時のバーナー燃料である。
ガス、０３１は起動時のバーナー燃料である。
（ト） 発明の効果
本発明によれば、空冷式燃料電池Ｃ：おける冷却空気系
内の高温空気の一部Ｙリフオーマバーナー燃焼用空気と
して利用するものであるから、燃焼用空気として大気を
吸引する場合に比し、送風機や予熱器を省くことができ
てシステムのコンパクト化が可能となると共（−１空気
極の排ガスを利用する場合Ｃ：比し、酸素濃度の低下や
反応生成水、りん酸の混入がなく、良好な燃焼が得られ
るのは勿論、バーナー周辺機器の腐食１に防止すること
ができる。又、冷却空気系から導出した空気量に応じて
低連の大気が吸引補給されるので、それだけ熱交換器が
小型化される。
内の高温空気の一部Ｙリフオーマバーナー燃焼用空気と
して利用するものであるから、燃焼用空気として大気を
吸引する場合に比し、送風機や予熱器を省くことができ
てシステムのコンパクト化が可能となると共（−１空気
極の排ガスを利用する場合Ｃ：比し、酸素濃度の低下や
反応生成水、りん酸の混入がなく、良好な燃焼が得られ
るのは勿論、バーナー周辺機器の腐食１に防止すること
ができる。又、冷却空気系から導出した空気量に応じて
低連の大気が吸引補給されるので、それだけ熱交換器が
小型化される。
第１図及び第２図は本発明の異る実施例を示す燃料′１
匹池発電システムの７０−図、第６図及び第４図はいづ
れも従来方式によるシステムのフロー図である。 ＲＦ：す７オーマ、Ｇ：原燃料、Ｘ；水素含有カス（ｆ
ｆｉＪガス）、１：リフオーマバーナー、ＦＯ：燃料電
池、Ｐ：空気極ガス室、Ｎ：燃料極ガス室、０；冷却空
気流通室、３：熱交換器、４ニブロワ、５：循環経路、
６：導出配管、１０；界入管、８：流酋詞整弁、２：送
風様。
匹池発電システムの７０−図、第６図及び第４図はいづ
れも従来方式によるシステムのフロー図である。 ＲＦ：す７オーマ、Ｇ：原燃料、Ｘ；水素含有カス（ｆ
ｆｉＪガス）、１：リフオーマバーナー、ＦＯ：燃料電
池、Ｐ：空気極ガス室、Ｎ：燃料極ガス室、０；冷却空
気流通室、３：熱交換器、４ニブロワ、５：循環経路、
６：導出配管、１０；界入管、８：流酋詞整弁、２：送
風様。
Claims (3)
- （１）原燃料をスチーム改質するリフオーマを含む燃料
処理装置と、前記装置で生成した水素含有ガスを燃料ガ
スとして供給される燃料極ガス室、空気を酸化剤として
供給される空気極ガス室及び冷却空気の流通室を有した
燃料電池とよりなり、前記冷却空気の循環経路に、熱交
換器とブロワを備えた燃料電池発電システムにおいて、
前記循環経路に、前記流通室より排出された高温冷却空
気の一部を燃焼用空気として前記リフオーマのバーナー
に供給する導出配管と、前記バーナーへの供給空気量に
応じて前記ブロワの上流側より外気を吸引する導入管と
を設けたことを特徴とする燃料電池発電システム。 - （２）前記導出配管には、流量調整弁を介在せしめたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料電池発
電システム。 - （３）前記導出配管には、送風量の調整可能な送風機を
介在せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63121051A JPH01292757A (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63121051A JPH01292757A (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01292757A true JPH01292757A (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=14801618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63121051A Pending JPH01292757A (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01292757A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100448691B1 (ko) * | 2002-03-12 | 2004-09-16 | 주식회사 엘지이아이 | 연료전지의 냉각 시스템 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61295205A (ja) * | 1985-06-20 | 1986-12-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | メタノ−ル改質用反応器 |
-
1988
- 1988-05-18 JP JP63121051A patent/JPH01292757A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61295205A (ja) * | 1985-06-20 | 1986-12-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | メタノ−ル改質用反応器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100448691B1 (ko) * | 2002-03-12 | 2004-09-16 | 주식회사 엘지이아이 | 연료전지의 냉각 시스템 |
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