JPH0353457B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0353457B2
JPH0353457B2 JP59202804A JP20280484A JPH0353457B2 JP H0353457 B2 JPH0353457 B2 JP H0353457B2 JP 59202804 A JP59202804 A JP 59202804A JP 20280484 A JP20280484 A JP 20280484A JP H0353457 B2 JPH0353457 B2 JP H0353457B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressed air
compressor
turbo compressor
turbine
combustion furnace
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59202804A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6179856A (ja
Inventor
Yoshuki Taguma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP59202804A priority Critical patent/JPS6179856A/ja
Publication of JPS6179856A publication Critical patent/JPS6179856A/ja
Publication of JPH0353457B2 publication Critical patent/JPH0353457B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/11Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump driven by other drive at starting only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/16Control of the pumps by bypassing charging air
    • F02B37/164Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine
    • F02B37/166Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine the auxiliary apparatus being a combustion chamber, e.g. upstream of turbine
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はシステムからの排ガスエネルギーを
タービンの駆動力に利用し、タービンと同軸上に
設置された圧縮機によりシステムが必要とする空
気を供給するターボ圧縮機システムの起動方法に
関するものである。
〔従来の技術〕
この種のターボ圧縮機はシステムの排ガスエネ
ルギーを無駄に捨てることなくシステム内で有効
にエネルギー回収を図るものであるが、その代表
的なものとして燃料電池発電システムがある。以
下、一例としてこの燃料電池発電システムについ
て説明する。
燃料電池発電システムは、従来の汽力発電に比
べ高効率が期待できること、環境保全性が良い等
の利点があり、実用化を目指し近年盛んに開発が
進められている。燃料電池発電システムは、空気
極、燃料極及び電解質層から成る燃料電池本体
と、天然ガス等の炭化水素系燃料を改質して燃料
電池本体に燃料となる水素ガスを供給する改質器
と、燃料電池本体及び改質器に空気を供給するタ
ーボ圧縮機とを備えている。燃料電池本体の性能
は反応ガスの圧力の増大によつて向上する傾向を
示し、このため燃料、空気、各反応ガスの動作圧
力は例えば4〜6Kg/cm2g程度に加圧維持され
る。このとき、空気の圧縮には多大の動力を必要
とするが、この動力は改質器からの燃焼排ガス及
び燃料電池本体の空気極からの余剰空気を導入す
るターボ圧縮機のタービンによりまかなわれる。
即ち、このターボ圧縮機は、システムの排ガスエ
ネルギーをタービンで回収し、同軸上の圧縮機で
必要な圧縮空気を供給することによつてシステム
内部で動力を回収し、システム効率の向上を図る
ものである。
さて、このような燃料電池発電システムにおい
て、システムを起動するには先ずターボ圧縮機を
起動させる必要があるが、初期には駆動源となる
システム排ガスが得られないため何等かの外部エ
ネルギーを付与してターボ圧縮機を立ち上げる必
要がある。
この具体的な従来の方法として、例えば、特開
昭60−160577号に開示されているものがあり、そ
のシステムを第1図に示す。図において、1は燃
料電池本体、改質器等で構成された燃焼炉を含む
システム、2はシステム1からの排ガスによつて
駆動され、システム1の必要な圧縮空気を供給す
るタービン2aとこのタービン2aと同軸上に配
置された圧縮機2bとから成るターボ圧縮機、3
はこのターボ圧縮機2の圧縮機2bの入口側に設
置された給気配管、4はこの給気配管3に設置さ
れた切換弁、5は圧縮機2bの出口側に設置され
た圧縮機2bからの空気をシステム1に供給する
空気供給配管、6はこの空気供給配管5に設置さ
れた調節弁、7はシステム1からの排ガスをター
ビン2aへ導くシステム排ガス配管、8は空気供
給配管5とシステム排ガス配管7とをバイパスす
るバイパス配管、9はこのバイパス配管8に設置
されたタービン動力を付勢する助燃炉、10はバ
イパス配管8に設置された調節弁であり、助燃炉
9に供給される空気量の調節を行う。11は助燃
炉9に燃料を供給する燃料供給配管、12は起動
用圧縮空気供給装置、13はこの起動用圧縮空気
供給装置12からの空気を圧縮機2bの入口側給
気配管3に導く導入配管、14はこの導入配管1
3に設置された切換弁である。
次いで、上記のように構成された従来のシステ
ムにおいて、ターボ圧縮機の起動動作について説
明する。先ず始動に際し、切換弁4、調節弁6を
閉じ、切換弁14、調節弁10を開き、起動用圧
縮空気供給装置12から圧縮空気を吐出させる。
これにより、圧縮空気が圧縮機2bを通過し助燃
炉9に導かれるが、このとき、助燃炉9に燃料供
給配管11から燃料を供給して助燃炉9を燃焼さ
せることにより、圧縮空気が加熱されてそのまま
タービン2aに投入される。圧縮空気の温度上昇
に伴つてターボ圧縮機2は起動を開始し同時に空
気は昇圧される。ターボ圧縮機2の自力運転に必
要な温度に達した時点で、切換弁4を開き、起動
用圧縮空気供給装置12を停止し、切換弁14を
閉じることにより、ターボ圧縮機2は自力運転に
移行する。この状態はいわば待機状態でありシス
テム1の必要に応じていつでも空気を送り出すこ
とができる。即ち、調節弁6を開くことにより圧
縮空気がシステム1へ供給され、同時にシステム
1の中で圧縮空気が燃焼その他に利用された後、
排ガスとしてシステム排ガス配管7を経由してタ
ービン2aに導かれる。
しかるに、このような従来のシステムのもの
は、ターボ圧縮機2の起動に際し、先に助燃炉9
を燃焼させた後、この助燃炉9のエネルギーによ
つてターボ圧縮機2を起動するようにしている
が、次の理由により助燃炉9の燃焼が安定せず失
火し易いという欠点を有している。即ち、この場
合助燃炉9は燃焼効率を上げるために通常、直接
加熱方法が用いられ、助燃炉9本体に設けられた
燃焼バーナ(図示せず)の燃焼による排ガスがそ
のままシステム排ガス配管7に合流してタービン
2aに投入される。一方、ターボ圧縮機2が起動
するときの回転上昇は速やかに行われ、僅かの時
間(例えば数秒以下のオーダ)の間に、空気供給
配管5、バイパス配管8、システム排ガス配管7
上の圧縮空気の圧力は上昇する。このときに、助
燃炉9の燃焼に急激な圧力変化が伴い、燃焼バー
ナの燃焼が不安定となり失火し易くなる。従つて
安定したターボ圧縮機2の自力運転が得られない
という欠点が生じていた。
〔発明の概要〕
この発明は上記のようなものの欠点に鑑みてな
されたものであり、システム起動時に、起動用圧
縮空気供給装置を起動して起動用圧縮空気供給装
置からの圧縮空気を助燃炉を通さずにバイパスし
てタービンに投入してターボ圧縮機を立ち上げた
後、助燃炉に圧縮空気を供給して助燃炉を点火
し、助燃炉の燃焼エネルギーをタービンに付与し
てターボ圧縮機を自力運転させることにより、安
定したターボ圧縮機の自力運転を実現できるター
ボ圧縮機システム起動方法を提供することを目的
としている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を第2図に基づいて
説明する。図において、1〜11,13,14は
上述した従来のシステムの構成と同様である。1
5はターボ圧縮機2を初起動させるのに十分な容
量を持つた起動用圧縮空気供給装置であり、例え
ば電動ブロワ、電動コンプレツサあるいは高圧タ
ンクなどの利用が考えられる。16はシステム起
動時に使用する起動用バイパス配管であり、圧縮
機2bからの空気の内、助燃炉9の燃焼用として
利用する空気量を除いた残りの空気量を空気供給
配管5からシステム排ガス配管7にバイパスさせ
るものであり、調節弁17が併置されている。
次いで動作について説明する。システム始動時
において、先ず切換弁4、調節弁6,10を閉
じ、切換弁14、調節弁17を開き、起動用圧縮
空気供給装置15を起動する。起動用圧縮空気供
給装置15からの圧縮空気は圧縮機2bを通り、
空気供給配管5、起動動バイパス配管16、シス
テム排ガス配管7を経由してタービン2aに投入
される。このとき、ターボ圧縮機2は起動し、同
時に圧縮機2bからの圧縮空気の圧力が上昇す
る。この状態で調節弁10の開き助燃炉9に空気
を導入するとともに燃料供給配管11より燃料も
導入し、助燃炉9の燃焼を開始する。助燃炉9の
燃焼排ガスは起動用バイパス配管16を通つて戻
つてくる圧縮空気とシステム排ガス配管7内で合
流してタービン2aに投入される。タービン2a
への投入ガス温度の上昇とともにタービン動力が
増し、圧縮機2bの吐出空気圧力もさらに増加す
る。ターボ圧縮機2の自力運転に必要な温度に達
した時点で切換弁4を開いて起動用圧縮空気供給
装置15を停止させて切換弁14を閉じる。これ
によりターボ圧縮機2は自力運転状態となる。こ
のあと調節弁6の漸開操作、調節弁17の漸閉操
作により、起動用バイパス配管16を経由する空
気は徐々にシステム1の方へ切り換えられ、圧縮
機2bからの圧縮空気はシステム1へ投入される
ようになる。
このようなターボ圧縮機2の起動過程における
圧縮空気の流量、圧力、温度の変化の状態を従来
方法と比較したものを第3図に示し、第3図aは
従来方法の起動モード図、第3図bはこの発明の
方法による起動モード図をそれぞれ示す。先ず、
従来方法の第3図aにおいて、A点で起動用圧縮
空気供給装置12を起動したあと、B点で助燃炉
9を点火し燃焼を開始する。これに伴うタービン
2a入口の空気温度の上昇により、C点でターボ
圧縮機2が起動するが、同時に急激な圧力上昇を
伴う。試算によれば、定格圧縮空気圧力4Kg/cm2
gの例で、C点で約3Kg/cm2の急激な圧力上昇が
ある。従つて、上述したように助燃炉9において
不安定燃焼や失火が生じ易くなるのはこの時点で
ある。そのあとD点において起動用圧縮空気供給
装置12を停止し自力運転に移行する。一方、第
3図bのこの発明の方法においては、A点、C点
で示すように起動用圧縮空気供給装置15の起動
とほぼ同時にターボ圧縮機2が起動し圧力が上昇
する。そのあとB点で助燃炉9を点火し燃焼を開
始する。そのあと十分温度上昇が得られたD点で
起動用圧縮空気供給装置15を停止し自力運転に
移行する。即ち、この発明の方法は、助燃炉9を
点火し燃焼を開始する以前にターボ圧縮機2の起
動を終えているので、従来方法で生じていた助燃
炉9の燃焼状態での急激な圧力変動がなく、従つ
て不安定燃焼や失火のない安定したターボ圧縮機
2の起動を行わせることができる。
なお、上記実施例では起動用圧縮空気供給装置
15をターボ圧縮機2の圧縮機2bの入口側系
統、即ち、給気配管3に設けた場合について述べ
たが、起動用圧縮空気供給装置15をターボ圧縮
機2の圧縮機2bの出口側系統、即ち、空気供給
配管5に設けてもよく、上記実施例と同様の効果
を奏する。
ところで、上記実施例ではシステムとして燃料
電池発電システムを対象とした場合について述べ
たが、その他化学プラント等のシステムを対象と
できることは言うまでもなく、要するにターボ圧
縮機を利用するシステムにこの発明を適用するこ
とができる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明した通り、システム起動時
に、起動用圧縮空気供給装置を起動して起動用圧
縮空気供給装置からの圧縮空気を助燃炉を通さず
にバイパスしてタービンに投入してターボ圧縮機
を立ち上げた後、助燃炉に圧縮空気を供給して助
燃炉を点火し、助燃炉の燃料エネルギーをタービ
ンに付与してターボ圧縮機を自力運転させるよう
にしたことにより、助燃炉の燃焼に不安定をもた
らせる急激な圧力変動が生じないので、安定した
ターボ圧縮機の自力運転を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のターボ圧縮機システムの起動方
法を示す系統図、第2図はこの発明の一実施例に
よるターボ圧縮機システムの起動方法を示す系統
図、第3図はこの発明に係る起動過程状態を示す
起動モード図である。 図において、1はシステム、2はターボ圧縮
機、2aはタービン、2bは圧縮機、5は空気供
給配管、7はシステム排ガス配管、8はバイパス
配管、9は助燃炉、15は起動用圧縮空気供給装
置、16は起動用バイパス配管である。尚、図中
同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 システムからの排ガスにより駆動されるター
    ビンとこのタービンと同軸上に直結されシステム
    に必要な圧縮空気を供給する圧縮機とからなるタ
    ーボ圧縮機と、このターボ圧縮機の上記タービン
    の入口側系統に上記圧縮機からの空気の一部をバ
    イパスして供給するバイパス配管上に設置され上
    記タービンの不足動力を補う助燃炉と、上記圧縮
    機の入口側系統または出口側系統に設置された起
    動用圧縮空気供給装置を備えたターボ圧縮機シス
    テムにおいて、上記システムの起動時に、上記起
    動用圧縮空気供給装置を起動して上記起動用圧縮
    空気供給装置からの圧縮空気を上記助燃炉を通さ
    ずに、上記バイパス配管および上記システムをさ
    らにバイパスする起動用バイパス配管を介してバ
    イパスして上記タービンに投入して上記ターボ圧
    縮機を立ち上げた後、上記助燃炉に圧縮空気を供
    給して上記助燃炉を点火し、上記助燃炉の燃焼エ
    ネルギーを上記タービンに付与して上記ターボ圧
    縮機を自力運転させることを特徴とするターボ圧
    縮機システムの起動方法。
JP59202804A 1984-09-26 1984-09-26 タ−ボ圧縮機システムの起動方法 Granted JPS6179856A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59202804A JPS6179856A (ja) 1984-09-26 1984-09-26 タ−ボ圧縮機システムの起動方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59202804A JPS6179856A (ja) 1984-09-26 1984-09-26 タ−ボ圧縮機システムの起動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6179856A JPS6179856A (ja) 1986-04-23
JPH0353457B2 true JPH0353457B2 (ja) 1991-08-15

Family

ID=16463469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59202804A Granted JPS6179856A (ja) 1984-09-26 1984-09-26 タ−ボ圧縮機システムの起動方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6179856A (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5021902A (en) * 1988-02-17 1991-06-04 Hitachi, Ltd. Tape changer for loading and unloading a magazine of magnetic tape cartridges
JPH0810516B2 (ja) * 1988-02-19 1996-01-31 株式会社日立製作所 カートリッジ自動交換連続処理方法
JP3020853B2 (ja) * 1995-11-24 2000-03-15 株式会社東芝 水素燃焼ガスタービンプラント
JP6087585B2 (ja) * 2012-10-31 2017-03-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 発電システム及び発電システムにおける燃料電池の起動方法
DE112013005226T5 (de) 2012-10-31 2015-08-06 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Stromerzeugungssystem und -Verfahren zum Aktivieren von Brennstoffzellen in Stromerzeugungssystemen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6011635A (ja) * 1983-06-29 1985-01-21 Shimadzu Corp タ−ボ・コンプレツサシステム
JPS60124361A (ja) * 1983-12-07 1985-07-03 Toshiba Corp 燃料電池制御システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6011635A (ja) * 1983-06-29 1985-01-21 Shimadzu Corp タ−ボ・コンプレツサシステム
JPS60124361A (ja) * 1983-12-07 1985-07-03 Toshiba Corp 燃料電池制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6179856A (ja) 1986-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6228752B2 (ja) 発電システム及び発電システムの起動方法
JP2001345114A (ja) 燃料電池システム
US4685287A (en) Compressor system and start-up method therefor
JP2002298889A (ja) 固体電解質型燃料電池システム
JPH0353457B2 (ja)
JP4097193B2 (ja) 燃料電池とガスタービンのコンバインド発電設備とその起動停止方法
JP3331576B2 (ja) 燃料電池発電設備
JP2000348749A (ja) 燃料電池発電プラントの起動方法
JP3137147B2 (ja) 燃料電池設備用タービン・コンプレッサ装置の制御方法
JP2002305009A (ja) 燃料電池複合発電装置
JP3312498B2 (ja) 燃料電池発電装置
JPH036332B2 (ja)
JPH0217696B2 (ja)
JPH0217698B2 (ja)
JP4212089B2 (ja) 燃料電池とマイクロガスタービンのコンバインド発電設備とその起動方法
JPH0722045A (ja) 燃料電池発電装置の制御方法
JP2004111129A (ja) 燃料電池とマイクロガスタービンのコンバインド発電設備とその起動方法
JP4158131B2 (ja) 燃料電池発電装置
JP3269148B2 (ja) 燃料電池発電装置起動時の運転方法
JP3582131B2 (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置
JPH10223236A (ja) 燃料電池発電装置
JP3509141B2 (ja) 燃料電池発電装置
JP2004111130A (ja) 燃料電池とマイクロガスタービンのコンバインド発電設備の熱電比変更方法
JPH0217697B2 (ja)
JPS60160579A (ja) 燃料電池発電システムの起動方式

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees