JPH0268862A - 燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラント - Google Patents
燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラントInfo
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- JPH0268862A JPH0268862A JP63220004A JP22000488A JPH0268862A JP H0268862 A JPH0268862 A JP H0268862A JP 63220004 A JP63220004 A JP 63220004A JP 22000488 A JP22000488 A JP 22000488A JP H0268862 A JPH0268862 A JP H0268862A
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-
- 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
-
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- 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
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の産業上利用分野）
本発明は、燃料電池燃料切り換え方法およびその装置、
さらに詳細には燃料電池の燃料を自動的に、かつ無瞬断
で予備燃料に切り換える方法およびその装置に関するも
のである。
さらに詳細には燃料電池の燃料を自動的に、かつ無瞬断
で予備燃料に切り換える方法およびその装置に関するも
のである。
（従来技術）
都市ガス、ＬＮＧなどメタンガスを主体とした燃料を使
用した従来のリン酸型燃料電池システムの燃料供給系を
第２図に示す。
用した従来のリン酸型燃料電池システムの燃料供給系を
第２図に示す。
燃料は脱硫装置１を通過しイオウ分が除去され、改質器
２に入る。改質器２の中では通常ニッケル系の触媒を用
いて、約８００’Ｃで次の改質反応を行なわせる。
２に入る。改質器２の中では通常ニッケル系の触媒を用
いて、約８００’Ｃで次の改質反応を行なわせる。
ＣＨ４＋Ｈ２０→ ＣＯ＋３Ｈ２
改質器２を出たガスは約１５％のＣＯを含んでいるため
、このままではリン酸型燃料電池の白金触媒を被毒して
しまう。このなめ、高温および低温の２段のｃｏ変成器
３．４に導き、次のシフト反応により最終的にＣＯを１
％以下にして、燃料電池５に供給する。
、このままではリン酸型燃料電池の白金触媒を被毒して
しまう。このなめ、高温および低温の２段のｃｏ変成器
３．４に導き、次のシフト反応により最終的にＣＯを１
％以下にして、燃料電池５に供給する。
ＣＯ＋Ｈ２０→ ＣＯ２＋Ｈ２
このシステムでは、燃料電池に送られる改質ガスの量は
、負荷６へ流れる電流と改質器２の温度に応じて変化す
るよう制御されている。即ち、負荷６へ流れる電流の量
を負荷電流検出センサ７１で検知し、改質ガス流量調節
弁７の開閉度を調整している。センサ７２で検知した改
質器温度を設定値と比較し、改質ガス流量調節弁７の開
閉度を補正している。これにより、改質器２での燃料消
費量を調整し、改質器２の温度を一定に保つ。燃料供給
系に送られる原燃料の量は改質ガス圧力検出センサ８１
で検出される圧力が一定になるよう燃料流量調節弁８を
開閉することにより制御している。また、燃料流量検出
センサ９１で燃料の流量を検知し、水蒸気流量調節弁９
の開閉度を調節することにより改質反応に必要な水蒸気
を供給している。
、負荷６へ流れる電流と改質器２の温度に応じて変化す
るよう制御されている。即ち、負荷６へ流れる電流の量
を負荷電流検出センサ７１で検知し、改質ガス流量調節
弁７の開閉度を調整している。センサ７２で検知した改
質器温度を設定値と比較し、改質ガス流量調節弁７の開
閉度を補正している。これにより、改質器２での燃料消
費量を調整し、改質器２の温度を一定に保つ。燃料供給
系に送られる原燃料の量は改質ガス圧力検出センサ８１
で検出される圧力が一定になるよう燃料流量調節弁８を
開閉することにより制御している。また、燃料流量検出
センサ９１で燃料の流量を検知し、水蒸気流量調節弁９
の開閉度を調節することにより改質反応に必要な水蒸気
を供給している。
（発明が解決する問題点）
このような従来のシステム、例えば都市ガスを燃料にし
た燃料電池システムでは、大地震やガス供給系の工事な
どによりガスの供給が停止したとき、このシステムによ
る発電はできなくなる。このような場合、ＬＰＧボンベ
を応急的に接続することが考えられる。しかし、ＬＰＧ
の主成分であるプロパンガスは次式のような改質反応で
あるため、燃料の流量に対する改質用水蒸気はメタンガ
スの場合に比べて多くする必要がある。
た燃料電池システムでは、大地震やガス供給系の工事な
どによりガスの供給が停止したとき、このシステムによ
る発電はできなくなる。このような場合、ＬＰＧボンベ
を応急的に接続することが考えられる。しかし、ＬＰＧ
の主成分であるプロパンガスは次式のような改質反応で
あるため、燃料の流量に対する改質用水蒸気はメタンガ
スの場合に比べて多くする必要がある。
Ｃ３Ｈ８＋３Ｈ２０→３ＣＯ＋７Ｈ２
また、改質温度など改質条件の最適値が異なるため、簡
単に切り換えることができなかった。
単に切り換えることができなかった。
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、従
来の燃料電池システムでは電力の安定供給が困難である
という上記問題点を解決した燃料電池の切り換え方法お
よびその装置を提供することを目的とする。
来の燃料電池システムでは電力の安定供給が困難である
という上記問題点を解決した燃料電池の切り換え方法お
よびその装置を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
上記問題点を解決するため、本発明による燃料電池の燃
料切り換え方法は、燃料電池システムに燃料を供給する
燃料供給系と、予備燃料を供給する予備燃料系を有し、
前記燃料電池システム入口における燃料供給量の異常を
検知し、予備の燃料系に燃料流路を切り換えるとともに
、燃料流量、改質ガス流量、改質用水蒸気量、改質器の
温度を予備燃料に適した値に変更することを特徴として
いる。
料切り換え方法は、燃料電池システムに燃料を供給する
燃料供給系と、予備燃料を供給する予備燃料系を有し、
前記燃料電池システム入口における燃料供給量の異常を
検知し、予備の燃料系に燃料流路を切り換えるとともに
、燃料流量、改質ガス流量、改質用水蒸気量、改質器の
温度を予備燃料に適した値に変更することを特徴として
いる。
さらに本発明による燃料電池の燃料切り換え装置は、燃
料電池システムに燃料を供給する燃料系と予備燃料を供
給する予備燃料供給系と、燃料システム入口部分に設置
された燃料供給量の異常を検知するセンサと、このセン
サの出力を受け予備燃料へ流路を切り換える機能、およ
び燃料量、改質ガス量、改質用水蒸気量を制御する答弁
への制御量を予め記憶してある最適値に切り換えて送出
する機能を持つ制御装置より構成されることを特徴とし
ている。
料電池システムに燃料を供給する燃料系と予備燃料を供
給する予備燃料供給系と、燃料システム入口部分に設置
された燃料供給量の異常を検知するセンサと、このセン
サの出力を受け予備燃料へ流路を切り換える機能、およ
び燃料量、改質ガス量、改質用水蒸気量を制御する答弁
への制御量を予め記憶してある最適値に切り換えて送出
する機能を持つ制御装置より構成されることを特徴とし
ている。
上述のように本発明は、燃料電池にシステム入口におけ
る燃料供給量の異常を検知し、速やかに予備燃料の流路
に切り換えるとともに、燃料流量、改質用水蒸気量、改
質器の温度を、予め記憶させである予備燃料に最適な値
に変更することを最も主要な特徴とする燃料電池の燃料
切り換え方法と、これを実現するための装置である。
る燃料供給量の異常を検知し、速やかに予備燃料の流路
に切り換えるとともに、燃料流量、改質用水蒸気量、改
質器の温度を、予め記憶させである予備燃料に最適な値
に変更することを最も主要な特徴とする燃料電池の燃料
切り換え方法と、これを実現するための装置である。
従来の技術では、第２図に示したように燃料の供給系は
１系統のみであり、予備燃料に切り換えるという方法は
取っていなかった。なお、燃料電池システムに水素吸蔵
合金を内蔵した装置を組み込み、改質ガスの生成が一時
的に不足したとき、その不足分を補うという例が見られ
るが、負荷応答特性の改善が目的であり、長時間の運転
を対象にしたものではなかった。このため、従来の燃料
電池システムでは、平常使用している燃料が供給を停止
したときにも、自動的に無瞬断で電力を発電しつづける
のは困難であった。
１系統のみであり、予備燃料に切り換えるという方法は
取っていなかった。なお、燃料電池システムに水素吸蔵
合金を内蔵した装置を組み込み、改質ガスの生成が一時
的に不足したとき、その不足分を補うという例が見られ
るが、負荷応答特性の改善が目的であり、長時間の運転
を対象にしたものではなかった。このため、従来の燃料
電池システムでは、平常使用している燃料が供給を停止
したときにも、自動的に無瞬断で電力を発電しつづける
のは困難であった。
（実施例）
第１図は本発明の詳細な説明する図であって、平常時の
燃料は改質ガス圧力検出センサ８１で検出される改質ガ
スの圧力が所定の値になるよう燃料流量調節弁８により
流量を制御されて、燃料供給システムに入る。このあと
、燃料中のイオウ分を取り除くため改質ガスと混合され
脱硫装置１を通過し、水蒸気と混合され改質器２で触媒
により改質される。この時、燃料流量調節弁８を通過す
る燃料の量を燃料流量検出センサ９１で検知し、信号ｄ
を制御装置１１に送り、前記制御装置１１は信号りを水
蒸気流量調節弁９に送り、前記水蒸気流量調節弁９の開
閉度を調節して、改質に必要な水蒸気を供給する。改質
器２を出たガスは高温、低温ＣＯ変成器３．４を通過し
た後改質ガス流量調節弁７により制御されて燃料電池（
燃料電池システム）５に入る。この時、負荷電流検出セ
ンサ７１で検出される燃料電池５の出力電流（信号ａと
して制御装置１１に入力）に相当する改質ガス量よりも
多くのガスを燃料電池に供給する。即ち、燃料電池５が
ら出た水素ガスを含んだ排ガスは、改質器２に戻り、バ
ーナで燃焼し、改質器２を加熱する。改質器温度が設定
した温度になっているかどうかはセンサ７２（信号すを
制御装置１１に入力）で監視し、必要に応じて改質ガス
流量調節弁７（制御装置１１よりの信号Ａによって制御
される）の開閉度を補正する。
燃料は改質ガス圧力検出センサ８１で検出される改質ガ
スの圧力が所定の値になるよう燃料流量調節弁８により
流量を制御されて、燃料供給システムに入る。このあと
、燃料中のイオウ分を取り除くため改質ガスと混合され
脱硫装置１を通過し、水蒸気と混合され改質器２で触媒
により改質される。この時、燃料流量調節弁８を通過す
る燃料の量を燃料流量検出センサ９１で検知し、信号ｄ
を制御装置１１に送り、前記制御装置１１は信号りを水
蒸気流量調節弁９に送り、前記水蒸気流量調節弁９の開
閉度を調節して、改質に必要な水蒸気を供給する。改質
器２を出たガスは高温、低温ＣＯ変成器３．４を通過し
た後改質ガス流量調節弁７により制御されて燃料電池（
燃料電池システム）５に入る。この時、負荷電流検出セ
ンサ７１で検出される燃料電池５の出力電流（信号ａと
して制御装置１１に入力）に相当する改質ガス量よりも
多くのガスを燃料電池に供給する。即ち、燃料電池５が
ら出た水素ガスを含んだ排ガスは、改質器２に戻り、バ
ーナで燃焼し、改質器２を加熱する。改質器温度が設定
した温度になっているかどうかはセンサ７２（信号すを
制御装置１１に入力）で監視し、必要に応じて改質ガス
流量調節弁７（制御装置１１よりの信号Ａによって制御
される）の開閉度を補正する。
これら一連の調節弁の操作は平常時の燃料であるメタン
について最適となるように前述のように制御装置１１で
制御される。この制御装置１１は、例えば圧力センサが
らの圧力信号Ｃを受けて、制御装置内部に記憶してある
設定圧力と比較し、その結果を基に演算し燃料流量調節
弁８の開閉度を調節する信号Ｃを送出する。平常使用し
ている燃料が大地震や事故により不意に供給が停止した
場合、例えば圧力あるいは流量の変化の形で燃料供給異
常検出センサ１ｏ１（信号ｅとして制御装置１１に入力
）で検知し、速やかに燃料流量調節弁８を閉じ、信号Ｅ
により予備燃料流量調節弁１゜を開くと共に、これらの
２つの調節弁を含めた全ての調節弁の制御を、予め制御
装置１１に記憶してあるデータを基に予備燃料に最適に
なるように切り換える。また、燃料供給異常検出センサ
１゜１からの燃料供給停止信号だけでなく、操作者が燃
料切り換え信号を送ることにより、自動的に燃料を予備
系に切り換えることができる。これにより、無瞬断で予
備燃料に適した条件で燃料供給系の運転を継続すること
ができ、停電を回避できる。
について最適となるように前述のように制御装置１１で
制御される。この制御装置１１は、例えば圧力センサが
らの圧力信号Ｃを受けて、制御装置内部に記憶してある
設定圧力と比較し、その結果を基に演算し燃料流量調節
弁８の開閉度を調節する信号Ｃを送出する。平常使用し
ている燃料が大地震や事故により不意に供給が停止した
場合、例えば圧力あるいは流量の変化の形で燃料供給異
常検出センサ１ｏ１（信号ｅとして制御装置１１に入力
）で検知し、速やかに燃料流量調節弁８を閉じ、信号Ｅ
により予備燃料流量調節弁１゜を開くと共に、これらの
２つの調節弁を含めた全ての調節弁の制御を、予め制御
装置１１に記憶してあるデータを基に予備燃料に最適に
なるように切り換える。また、燃料供給異常検出センサ
１゜１からの燃料供給停止信号だけでなく、操作者が燃
料切り換え信号を送ることにより、自動的に燃料を予備
系に切り換えることができる。これにより、無瞬断で予
備燃料に適した条件で燃料供給系の運転を継続すること
ができ、停電を回避できる。
上記実施例においては、都市ガスを使用する場合につい
て説明したが、天然ガスを使用する場合も同様であるこ
とは明らかである。
て説明したが、天然ガスを使用する場合も同様であるこ
とは明らかである。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明は平常使用している燃料が
供給を停止したとき、これを検知し、燃料を自動的に予
備燃料系に切り換えるとともに、燃料流量、改質ガス流
量、改質用水蒸気量、改質器温度を予め記憶してある予
備燃料に最適な値に変更することにより、−時的に停電
することもなく発電を継続できる。
供給を停止したとき、これを検知し、燃料を自動的に予
備燃料系に切り換えるとともに、燃料流量、改質ガス流
量、改質用水蒸気量、改質器温度を予め記憶してある予
備燃料に最適な値に変更することにより、−時的に停電
することもなく発電を継続できる。
第１図は本発明の一実施例の燃料電池システムの構成図
、第２図は都市ガスを燃料としたオンサイト型の燃料電
池システムの構成図である。 １・・・脱硫装置、 ２・・・改質器、 ３・・・高温
ＣＯ変成器、 ４・・・低温ｃｏ変成器、５・・・燃料
電池、 ６・・・負荷、 ７・・・改質ガス流量調節弁
、 ７１・・・負荷電流検出センサ、 ７２・・・改質
器温度検出センサ、８・・・燃料流量調節弁、 ８１・
・・改質ガス圧力検出センサ、 ９・・・水蒸気流量調
節弁、９１・・・燃料流量検出センサ、 １ｏ・・・
予備燃料流量調節弁、 １０１・・・燃料供給異常検
出センサ、 １１・自制御装置。 第１図 ４・・・低温ＣＯ変成器 ５・・・燃料電池 ６・・・負荷 昭和６３年１０月１２０
、第２図は都市ガスを燃料としたオンサイト型の燃料電
池システムの構成図である。 １・・・脱硫装置、 ２・・・改質器、 ３・・・高温
ＣＯ変成器、 ４・・・低温ｃｏ変成器、５・・・燃料
電池、 ６・・・負荷、 ７・・・改質ガス流量調節弁
、 ７１・・・負荷電流検出センサ、 ７２・・・改質
器温度検出センサ、８・・・燃料流量調節弁、 ８１・
・・改質ガス圧力検出センサ、 ９・・・水蒸気流量調
節弁、９１・・・燃料流量検出センサ、 １ｏ・・・
予備燃料流量調節弁、 １０１・・・燃料供給異常検
出センサ、 １１・自制御装置。 第１図 ４・・・低温ＣＯ変成器 ５・・・燃料電池 ６・・・負荷 昭和６３年１０月１２０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、燃料電池システムに燃料を供給する燃料供給系と、
予備燃料を供給する予備燃料系を有し、前記燃料電池シ
ステム入口における燃料供給量の異常を検知し、予備の
燃料系に燃料流路を切り換えるとともに、燃料流量、改
質ガス流量、改質用水蒸気量、改質器の温度を予備燃料
に適した値に変更することを特徴とした燃料電池の燃料
切り換え方法。 ２、燃料電池システムに燃料を供給する燃料系と予備燃
料を供給する予備燃料供給系と、燃料システム入口部分
に設置された燃料供給量の異常を検知するセンサと、こ
のセンサの出力を受け予備燃料へ流路を切り換える機能
、および燃料量、改質ガス量、改質用水蒸気量を制御す
る各弁への制御量を予め記憶してある最適値に切り換え
て送出する機能を持つ制御装置より構成されることを特
徴とした燃料電池の燃料切り換え装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220004A JPH0812783B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | 燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220004A JPH0812783B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | 燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0268862A true JPH0268862A (ja) | 1990-03-08 |
| JPH0812783B2 JPH0812783B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=16744423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63220004A Expired - Lifetime JPH0812783B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | 燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812783B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04324255A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-13 | Toshiba Corp | 燃料電池発電装置 |
| JPH0547401A (ja) * | 1991-08-09 | 1993-02-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池の燃料切替方法およびその装置 |
| JP2002045832A (ja) * | 2000-06-14 | 2002-02-12 | Exy Research Institute | 生ごみ処理システムおよび生ごみを利用した燃料電池用ガス供給方法並びにその装置 |
| JP2004207052A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Yazaki Corp | 燃料電池システムへの燃料ガス供給方法及びその装置 |
| JP2005216500A (ja) * | 2004-01-27 | 2005-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素生成器 |
| JP2006172736A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システムおよびその運転方法 |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP63220004A patent/JPH0812783B2/ja not_active Expired - Lifetime
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