JPH0158626B2 - - Google Patents
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- JPH0158626B2 JPH0158626B2 JP57047319A JP4731982A JPH0158626B2 JP H0158626 B2 JPH0158626 B2 JP H0158626B2 JP 57047319 A JP57047319 A JP 57047319A JP 4731982 A JP4731982 A JP 4731982A JP H0158626 B2 JPH0158626 B2 JP H0158626B2
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- Japan
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- fuel cell
- air
- fuel
- power generation
- oxidizing agent
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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
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- 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
-
- 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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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原料ガスたとえばメタンを主成分と
する天然ガスを水蒸気改質、一酸化炭素変成して
水素燃料ガスを得、これを水素―酸素（空気）型
燃料電池に供給して発電を行う燃料電池発電シス
テムの改良に関するものであり、特に、加圧型の
燃料電池発電システムにおける、空気圧縮用の動
力源として、該システムで発生する高温の排ガス
を利用することにより、該システムの効率の向上
を図ることを目的とするものである。
する天然ガスを水蒸気改質、一酸化炭素変成して
水素燃料ガスを得、これを水素―酸素（空気）型
燃料電池に供給して発電を行う燃料電池発電シス
テムの改良に関するものであり、特に、加圧型の
燃料電池発電システムにおける、空気圧縮用の動
力源として、該システムで発生する高温の排ガス
を利用することにより、該システムの効率の向上
を図ることを目的とするものである。
燃料電池システムにおいては、その発電効率を
あげるため、操作圧力を１〜８Kg／cm2・Ｇとする
加圧の方向にあり、この場合燃料の水素および空
気等の酸化剤を所定の圧まで昇圧して燃料電池に
供給しなければならない。
あげるため、操作圧力を１〜８Kg／cm2・Ｇとする
加圧の方向にあり、この場合燃料の水素および空
気等の酸化剤を所定の圧まで昇圧して燃料電池に
供給しなければならない。
しかし、空気等の圧縮のためにはかなりのエネ
ルギーが必要であり、このエネルギー源を何に求
めるかが加圧型の燃料電池発電システムの効率向
上を考えるうえでの最大のポイントの一つとなつ
ている。
ルギーが必要であり、このエネルギー源を何に求
めるかが加圧型の燃料電池発電システムの効率向
上を考えるうえでの最大のポイントの一つとなつ
ている。
上記の目的のために、従来２，３の試みが提案
されており、空気の圧縮用に排熱回収タービンを
備えた圧縮機を用い、発電システムから発生する
高温の排ガス、あるいはスチームでタービンを駆
動する方法が開示されている（特開昭51−
104539，51−104540，51−104541，51−105551）。
されており、空気の圧縮用に排熱回収タービンを
備えた圧縮機を用い、発電システムから発生する
高温の排ガス、あるいはスチームでタービンを駆
動する方法が開示されている（特開昭51−
104539，51−104540，51−104541，51−105551）。
本発明は、上記従来技術とは異なるもので、燃
料電池を水で冷却する場合に発生するスチームを
空気圧縮用のエネルギーとして有効に活用する方
法であり、本発明は、 原燃料を水蒸気改質・変成して水素燃料を生成
する燃料処理装置、前記水素燃料と空気等の酸化
剤の供給を受けて発電を行う燃料電池および前記
燃料電池に供給する空気等の酸化剤を圧縮するた
めの排熱回収タービンを備えた圧縮装置とよりな
る燃料電池発電システムにおいて、 前記燃料電池の冷却により発生するスチームの
少なくとも一部を熱源として吸収式冷凍機を作動
させ、該冷凍機により前記空気等の酸化剤を冷却
した後圧縮し、燃料電池に供給することを特徴と
する、燃料電池発電システムを提供するものであ
る。
料電池を水で冷却する場合に発生するスチームを
空気圧縮用のエネルギーとして有効に活用する方
法であり、本発明は、 原燃料を水蒸気改質・変成して水素燃料を生成
する燃料処理装置、前記水素燃料と空気等の酸化
剤の供給を受けて発電を行う燃料電池および前記
燃料電池に供給する空気等の酸化剤を圧縮するた
めの排熱回収タービンを備えた圧縮装置とよりな
る燃料電池発電システムにおいて、 前記燃料電池の冷却により発生するスチームの
少なくとも一部を熱源として吸収式冷凍機を作動
させ、該冷凍機により前記空気等の酸化剤を冷却
した後圧縮し、燃料電池に供給することを特徴と
する、燃料電池発電システムを提供するものであ
る。
すなわち、本発明は、同じ質量の空気を圧縮す
る場合低温空気を圧縮した方が圧縮機の所要動力
が少なくて済むという考えに基づくもので、空気
冷却用の吸収式冷凍機を設け、その熱源に燃料電
池を冷却する際に発生するスチームの一部を利用
したものである。
る場合低温空気を圧縮した方が圧縮機の所要動力
が少なくて済むという考えに基づくもので、空気
冷却用の吸収式冷凍機を設け、その熱源に燃料電
池を冷却する際に発生するスチームの一部を利用
したものである。
以下、図面に基づき本発明を説明する。
第１図は、本発明の発電システムを示すフロー
シートであり、改質装置４、燃料電池８、吸収式
冷凍機１１、圧縮機２２および排熱回収タービン
４０が主な構成機器である。
シートであり、改質装置４、燃料電池８、吸収式
冷凍機１１、圧縮機２２および排熱回収タービン
４０が主な構成機器である。
改質装置４は夫々公知の水蒸気改質器、高温変
成器および低温変成器より構成されており、ここ
にて、燃料２（天然ガス）を後述する燃料改質用
スチームとの反応により得られた水素を主成分と
するガスはライン６を経て燃料電池８の燃料室１
０に送られる。
成器および低温変成器より構成されており、ここ
にて、燃料２（天然ガス）を後述する燃料改質用
スチームとの反応により得られた水素を主成分と
するガスはライン６を経て燃料電池８の燃料室１
０に送られる。
燃料電池８は、水素―酸素（空気）型の燃料電
池であり、電極１６により、燃料室１０、空気室
１２および電解液室１４にセパレートされ、更に
電池の発熱を制御するための電池冷却器３２によ
り構成されている。符号１８は、直流・交流変換
器を示している。
池であり、電極１６により、燃料室１０、空気室
１２および電解液室１４にセパレートされ、更に
電池の発熱を制御するための電池冷却器３２によ
り構成されている。符号１８は、直流・交流変換
器を示している。
燃料電池８の空気室１２には、吸収式冷凍機１
１の冷媒と熱交換器２１で冷却された空気２０が
圧縮機２２により昇圧された後送られ、前記水素
ガスとの反応により発電が行われる。反応を終了
した水素ガス２６と空気２４は共に改質装置４の
熱源として利用される。燃料電池の発熱を制御す
るために電池冷却器３２があり、冷却用の水３０
が供給され、発生したスチーム３４の一部は、改
質装置４に送られ、改質反応に必要なスチームと
して利用される。発生スチームの一部は吸収式冷
凍機１１に送られ、冷凍用熱源として利用され
る。また必要に応じて一部はコンデンサー１３で
冷却され、冷凍機１１からの水と一緒になり補給
水３０と共に電池冷却器１２へ再循環される。
１の冷媒と熱交換器２１で冷却された空気２０が
圧縮機２２により昇圧された後送られ、前記水素
ガスとの反応により発電が行われる。反応を終了
した水素ガス２６と空気２４は共に改質装置４の
熱源として利用される。燃料電池の発熱を制御す
るために電池冷却器３２があり、冷却用の水３０
が供給され、発生したスチーム３４の一部は、改
質装置４に送られ、改質反応に必要なスチームと
して利用される。発生スチームの一部は吸収式冷
凍機１１に送られ、冷凍用熱源として利用され
る。また必要に応じて一部はコンデンサー１３で
冷却され、冷凍機１１からの水と一緒になり補給
水３０と共に電池冷却器１２へ再循環される。
改質装置４からの燃焼排ガス３６は、排熱回収
タービン４０の駆動用動力として使用され、圧縮
機２２を駆動する。タービン駆動用動力源は、こ
の燃焼排ガス３６に限定されず、例えば燃料電池
からの空気２４を用いても良く、システム構成に
応じて適宜のものが選ばれる。
タービン４０の駆動用動力として使用され、圧縮
機２２を駆動する。タービン駆動用動力源は、こ
の燃焼排ガス３６に限定されず、例えば燃料電池
からの空気２４を用いても良く、システム構成に
応じて適宜のものが選ばれる。
本発明を以上の如く構成することにより次のよ
うな効果が得られる。
うな効果が得られる。
即ち、圧縮機の所要動力は圧縮機入口の実吸入
流量に比例する。今、吸入温度t1℃，t2℃の同じ
質量の空気を圧縮する場合の夫々の所要動力を比
較すれば、 t1℃の実吸入流量V1（m3／Hr） ＝V0（Ｎm3／Hr）・273＋t1／273 t2℃の実吸入流量V2（m3／Hr） ＝V0（Ｎm3／Hr）・273＋t2／273 であるから V1／V2＝273＋t1／273＋t2 となり、t1＝０℃，t2＝30℃とすれば V1／V2＝273／273＋30≒0.9 となり、30℃の空気の場合よりも０℃の空気の方
が約10％所要動力が少くて済む。従つて、圧縮機
を駆動するためのタービンの所要動力も削減する
ことができる。
流量に比例する。今、吸入温度t1℃，t2℃の同じ
質量の空気を圧縮する場合の夫々の所要動力を比
較すれば、 t1℃の実吸入流量V1（m3／Hr） ＝V0（Ｎm3／Hr）・273＋t1／273 t2℃の実吸入流量V2（m3／Hr） ＝V0（Ｎm3／Hr）・273＋t2／273 であるから V1／V2＝273＋t1／273＋t2 となり、t1＝０℃，t2＝30℃とすれば V1／V2＝273／273＋30≒0.9 となり、30℃の空気の場合よりも０℃の空気の方
が約10％所要動力が少くて済む。従つて、圧縮機
を駆動するためのタービンの所要動力も削減する
ことができる。
第１図は、本発明の発電システムを示すフロー
シートである。 ４：改質装置、８：燃料電池、１１：冷凍機、
２２：圧縮機、４０：排熱回収タービン。
シートである。 ４：改質装置、８：燃料電池、１１：冷凍機、
２２：圧縮機、４０：排熱回収タービン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原燃料を水蒸気改質・変成して水素燃料を生
成する燃料処理装置、前記水素燃料と空気等の酸
化剤の供給を受けて発電を行う燃料電池および前
記燃料電池に供給する空気等の酸化剤を圧縮する
ための排熱回収タービンを備えた圧縮装置とより
なる燃料電池発電システムにおいて、 前記燃料電池の冷却により発生するスチームの
少なくとも一部を熱源として吸収式冷凍機を作動
させ、該冷凍機により前記空気等の酸化剤を冷却
した後圧縮し、燃料電池に供給することを特徴と
する、燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57047319A JPS58165272A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57047319A JPS58165272A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58165272A JPS58165272A (ja) | 1983-09-30 |
| JPH0158626B2 true JPH0158626B2 (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=12771954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57047319A Granted JPS58165272A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58165272A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0741428A1 (en) * | 1995-05-04 | 1996-11-06 | FINMECCANICA S.p.A. AZIENDA ANSALDO | A supply system for fuel cells of the S.P.E. (SOLID POLYMER ELECTROLYTE) type for hybrid vehicles). |
| JP2003097447A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Mitsubishi Electric Corp | 密閉圧縮機 |
| DE102018205564A1 (de) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | Audi Ag | Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems sowie Brennstoffzellensystem |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP57047319A patent/JPS58165272A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58165272A (ja) | 1983-09-30 |
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