JPH0389466A - 燃料電池の供給ガス流量制御装置 - Google Patents
燃料電池の供給ガス流量制御装置Info
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- JPH0389466A JPH0389466A JP1224499A JP22449989A JPH0389466A JP H0389466 A JPH0389466 A JP H0389466A JP 1224499 A JP1224499 A JP 1224499A JP 22449989 A JP22449989 A JP 22449989A JP H0389466 A JPH0389466 A JP H0389466A
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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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
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】
［産業上の利用分野］
本発明は、溶融炭酸塩型などの燃料、′ｒ４池の供給ガ
スの流量制御方法に関するものである。
スの流量制御方法に関するものである。
［従来の技術］
燃料電池は、水の電気分解の逆の反応であり水素と酸素
とを化学的に反応させて電気と水とを同時に取出すもの
で、電解質板を燃料を極（アノード）と空気を極（カソ
ード）の両ｔｖｆｌで両面から挟んだセルが多段に積層
されて形式される。
とを化学的に反応させて電気と水とを同時に取出すもの
で、電解質板を燃料を極（アノード）と空気を極（カソ
ード）の両ｔｖｆｌで両面から挟んだセルが多段に積層
されて形式される。
溶融炭酸塩型の燃料電池においては、水素、二酸化炭素
等を含むアノードガスをアノードガス供給ラインを介し
て燃料電池のアノードに供給すると共に、酸素、二酸化
炭素等を含むカソードガスをカソードガス供給ラインを
介してカソードに供給することで、電解質板を介して水
素と酸素が反応して発電が行われる。ところで反応後の
アノード排ガスは、そのまま排出されているが、この種
の燃料電池のガス消費率が約６〜８割程度と低いために
、これを有効利用すべくアノード排ガスをアノードヘリ
サイクルすると共にそのアノード排ガスの一部を触媒燃
焼器に流し、そこで供給された空気で燃焼させてカソー
ドガスとし、これを燃料電池のカソードに供給するよう
にすることが提案されている。
等を含むアノードガスをアノードガス供給ラインを介し
て燃料電池のアノードに供給すると共に、酸素、二酸化
炭素等を含むカソードガスをカソードガス供給ラインを
介してカソードに供給することで、電解質板を介して水
素と酸素が反応して発電が行われる。ところで反応後の
アノード排ガスは、そのまま排出されているが、この種
の燃料電池のガス消費率が約６〜８割程度と低いために
、これを有効利用すべくアノード排ガスをアノードヘリ
サイクルすると共にそのアノード排ガスの一部を触媒燃
焼器に流し、そこで供給された空気で燃焼させてカソー
ドガスとし、これを燃料電池のカソードに供給するよう
にすることが提案されている。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、この燃料電池では出力調整、過負荷運転防止
のため、供給ガスの流量制御は重要な要素の一つに上げ
られる。特に上述したリサイクルループを持つ燃料電池
においては、触媒燃焼器でアノード排ガス中の水素を燃
焼させるため、流量制御が正確に行われないと運転条件
によっては急激な反応が起こり出口温度が急激に上昇し
たり、爆発を起こしやすいなど安全上問題になる。
のため、供給ガスの流量制御は重要な要素の一つに上げ
られる。特に上述したリサイクルループを持つ燃料電池
においては、触媒燃焼器でアノード排ガス中の水素を燃
焼させるため、流量制御が正確に行われないと運転条件
によっては急激な反応が起こり出口温度が急激に上昇し
たり、爆発を起こしやすいなど安全上問題になる。
従来、この流量制御は、流量計と流量調整弁とを用い流
量計の指示値が一定になるように流Ｊｉ調整弁を調整し
ている。
量計の指示値が一定になるように流Ｊｉ調整弁を調整し
ている。
しかしながら、燃料電池の運転圧力は１〜７Ｋｇ／ｃｍ
２と幅があるため、流量調整弁は、供給源の圧力を運転
圧まで落としながら流量制御を行わねばならず、本質的
にハンチングを起こし易く、正確な流量制御が行えない
問題がある。
２と幅があるため、流量調整弁は、供給源の圧力を運転
圧まで落としながら流量制御を行わねばならず、本質的
にハンチングを起こし易く、正確な流量制御が行えない
問題がある。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、燃料電
池にアノード及びカソードガスを供給するにおいて、そ
の流量制御が正確にできる燃料電池の供給ガス流量制御
装置を提供することを目的とする。
池にアノード及びカソードガスを供給するにおいて、そ
の流量制御が正確にできる燃料電池の供給ガス流量制御
装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段コ
本発明は、上記目的を達成するために、アノード及びカ
ソードガスの供給源と燃料電池のアノード室及びカソー
ド室とをアノード及びカソードガス供給ラインで接続す
ると共にその各供給ラインに流量計及び流量調整弁を接
続し、上記各供給源と流量計間に、流量調整弁の前後の
差圧を一定にする圧力調整弁を接続したものである。
ソードガスの供給源と燃料電池のアノード室及びカソー
ド室とをアノード及びカソードガス供給ラインで接続す
ると共にその各供給ラインに流量計及び流量調整弁を接
続し、上記各供給源と流量計間に、流量調整弁の前後の
差圧を一定にする圧力調整弁を接続したものである。
［作用］
上記の構成によれば、圧力調整弁が流量調整弁の前後の
差圧を一定にするため、常に一定の差圧条件で流量計が
正確な流量を検出できると共にその検出値に基づいて流
量調整弁による流量調整が正確にできる。
差圧を一定にするため、常に一定の差圧条件で流量計が
正確な流量を検出できると共にその検出値に基づいて流
量調整弁による流量調整が正確にできる。
［実施例］
本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図において、１は燃料電池で、セルが多段に積層さ
れて形成され、図には示していないが、容器内に収容さ
れる。この燃料電池１にはアノード室２とカソード室３
が形成され、そのアノード室２にアノードガスを供給す
るアノードガス供給ライン４が接続され、その排出側ラ
イン４より分岐してアノードリサイクルライン６が接続
される。
れて形成され、図には示していないが、容器内に収容さ
れる。この燃料電池１にはアノード室２とカソード室３
が形成され、そのアノード室２にアノードガスを供給す
るアノードガス供給ライン４が接続され、その排出側ラ
イン４より分岐してアノードリサイクルライン６が接続
される。
このアノードリサイクルライン６にはアノード側差圧調
整弁７、ブロワ８が接続され、そのブロワ８の吹出側が
、アノード排ガスをアノードガス供給ライン４に戻すラ
イン６ａと、アノード排ガスを触媒燃焼器９に供給する
アノード排ガス利用ライン６ｂが分岐して設けられる。
整弁７、ブロワ８が接続され、そのブロワ８の吹出側が
、アノード排ガスをアノードガス供給ライン４に戻すラ
イン６ａと、アノード排ガスを触媒燃焼器９に供給する
アノード排ガス利用ライン６ｂが分岐して設けられる。
また排出側ライン４には開閉弁１０が接続される。触媒
燃焼器９には、空気のみを供給するカソードガス供給ラ
イン１１が接続され、その触媒燃焼器９の出口に００２
を含むカソードガスを燃料電池１のカソード室３に供給
するカソードガス供給ライン１２が接続される。カソー
ド室３の排出側には、カソードガス排出ライン１３が接
続され、そのライン１３にカソード側差圧Ｆｌ整弁１４
が接続される。
燃焼器９には、空気のみを供給するカソードガス供給ラ
イン１１が接続され、その触媒燃焼器９の出口に００２
を含むカソードガスを燃料電池１のカソード室３に供給
するカソードガス供給ライン１２が接続される。カソー
ド室３の排出側には、カソードガス排出ライン１３が接
続され、そのライン１３にカソード側差圧Ｆｌ整弁１４
が接続される。
差圧調整弁１４の上流側のライン１３にはカソードガス
リサイクルライン１５が分岐して接続され、そのリサイ
クルライン１５にブロワ１６が接続されると共にその吹
出し側が、触媒燃焼器９の入口側に接続される。
リサイクルライン１５が分岐して接続され、そのリサイ
クルライン１５にブロワ１６が接続されると共にその吹
出し側が、触媒燃焼器９の入口側に接続される。
さてアノードガス供給ライン５の上流側には、Ｈ２供給
源１７ａ、Ｃｏ供給源１７ｂにそれぞれ接続されるＨ２
供給ライン５ａ、Ｃｏ供給ライン５ｂが接続され、その
各ライン５ａ、５ｂに、それぞれ流量計１８ａ、１８ｂ
及び流量調整弁１９ａ； １９ｂが接続される。また空
気を供給するカソードガス供給ライン１１は、空気供給
源２６に接続され、その供給ライン１１にも流量計２０
及び流量調整弁２１が接続される。
源１７ａ、Ｃｏ供給源１７ｂにそれぞれ接続されるＨ２
供給ライン５ａ、Ｃｏ供給ライン５ｂが接続され、その
各ライン５ａ、５ｂに、それぞれ流量計１８ａ、１８ｂ
及び流量調整弁１９ａ； １９ｂが接続される。また空
気を供給するカソードガス供給ライン１１は、空気供給
源２６に接続され、その供給ライン１１にも流量計２０
及び流量調整弁２１が接続される。
これら供給源１７ａ、１７ｂ、２６は、燃料電池の運転
圧１〜７ Ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ’より高い圧となって
おり、その各供給源１７ａ、１７ｂ、２６と流量計１８
ａ、１８ｂ、２０間に、圧力調整弁２２ａ、２２ｂ、２
３が接続される。これら圧力調整弁２２ａ、２２ｂ、２
３は、供給源１７ａ。
圧１〜７ Ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ’より高い圧となって
おり、その各供給源１７ａ、１７ｂ、２６と流量計１８
ａ、１８ｂ、２０間に、圧力調整弁２２ａ、２２ｂ、２
３が接続される。これら圧力調整弁２２ａ、２２ｂ、２
３は、供給源１７ａ。
１７ｂ、２６の圧力と流量調整弁ｔ９ａ、１９ｂ。
２１の出口圧との差を検出する差圧検°出器２４ａ。
２４ｂ、２５にて、その出入口間の圧力が一定になるよ
うに供給源１７ａ、１７ｂ、２６の二次圧力を制御する
。
うに供給源１７ａ、１７ｂ、２６の二次圧力を制御する
。
以上において、アノードガス供給源１７ａ。
１７ｂより、Ｈ２供給ライン５ａ、Ｃｏ供給ライン５ｂ
を介してＨ２、Ｃｏなどからなるアノードガスがアノー
ドガス供給ライン５より燃料電池１のアノード室２に供
給され、他方空気供給源２６よりカソード供給ライン１
１を介して、後述するように触媒燃焼器９でカソードガ
スとされたカソードガスは、カソードガス供給ライン１
２を介して燃料電池１のカソード室３に供給され、その
電池ｌ内でアノードガスとカソードガスとが反応して発
電が行われた後、アノード排ガスはリサイクルライン６
から差圧制御弁７．プロワ８を介しライン６ａからアノ
ードガス供給ライン５にリサイクルされ、また一部はア
ノード排ガス利用ライン６ｂを介して触媒燃焼器９に供
給され、空気からなるカソードガス供給ライン１１から
供給される空気で燃焼されカソードガスとされる。他方
カソード排ガスは、一部は差圧制御弁１４を介してカソ
ードガス排出ライン１３より排気され、残りはリサイク
ルライン１５よりブロワ１６を介し触媒燃焼器９の入口
側に供給循環される。
を介してＨ２、Ｃｏなどからなるアノードガスがアノー
ドガス供給ライン５より燃料電池１のアノード室２に供
給され、他方空気供給源２６よりカソード供給ライン１
１を介して、後述するように触媒燃焼器９でカソードガ
スとされたカソードガスは、カソードガス供給ライン１
２を介して燃料電池１のカソード室３に供給され、その
電池ｌ内でアノードガスとカソードガスとが反応して発
電が行われた後、アノード排ガスはリサイクルライン６
から差圧制御弁７．プロワ８を介しライン６ａからアノ
ードガス供給ライン５にリサイクルされ、また一部はア
ノード排ガス利用ライン６ｂを介して触媒燃焼器９に供
給され、空気からなるカソードガス供給ライン１１から
供給される空気で燃焼されカソードガスとされる。他方
カソード排ガスは、一部は差圧制御弁１４を介してカソ
ードガス排出ライン１３より排気され、残りはリサイク
ルライン１５よりブロワ１６を介し触媒燃焼器９の入口
側に供給循環される。
尚運転中、開閉弁１０は閉じられ、またアノード及びカ
ソード差圧制御弁７．１４は燃料電池１内のアノード室
２とカソード室３内の差圧が一定になるようアノード排
ガスリサイクル量とカソードガス排気量を制御する。
ソード差圧制御弁７．１４は燃料電池１内のアノード室
２とカソード室３内の差圧が一定になるようアノード排
ガスリサイクル量とカソードガス排気量を制御する。
以上の運転において、各ライン５ａ、５ｂ。
１１の流量は、燃料利用率、空気利用率、Ｈ２とＣＯの
組成比、リサイクル率、運転圧力、出力調整や過負荷運
転防止などにより、予め設定され、図示していない制御
装置は、各流量調整弁１９ａ。
組成比、リサイクル率、運転圧力、出力調整や過負荷運
転防止などにより、予め設定され、図示していない制御
装置は、各流量調整弁１９ａ。
１９ｂ、２１を設定流量となるよう、その開度制御を行
う、この場合運転圧力は１〜７Ｋｇ／ｃｍ”であり、例
えば供給源１７ａ、１７ｂ。
う、この場合運転圧力は１〜７Ｋｇ／ｃｍ”であり、例
えば供給源１７ａ、１７ｂ。
２６の圧力を１０Ｋｇ／ｃｍ２であるとすると、７ Ｋ
ｇ ／ ｃ ｍ ２で運転のときは各流量調整弁１９
ａ、１９ｂ、２１の出入口間の圧力差は３Ｋ ｇ ／
ｃ ｍ ”であるが、１Ｋｇ／Ｃｍ２で運転のときは、
その圧力差は９ Ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２となり、大き
く変動し、流量計１８ａ、１８ｂ、２０の検出精度が大
きく変動し、その指示値が正確といい難いが、本発明に
おいては、差圧検出器２４ａ。
ｇ ／ ｃ ｍ ２で運転のときは各流量調整弁１９
ａ、１９ｂ、２１の出入口間の圧力差は３Ｋ ｇ ／
ｃ ｍ ”であるが、１Ｋｇ／Ｃｍ２で運転のときは、
その圧力差は９ Ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２となり、大き
く変動し、流量計１８ａ、１８ｂ、２０の検出精度が大
きく変動し、その指示値が正確といい難いが、本発明に
おいては、差圧検出器２４ａ。
２４ｂ、２５にて、その出入口間の圧力が一定になるよ
うに、圧力調整弁２２ａ、２２ｂ、２３にて供給源１７
ａ、１７ｂ、２６の二次圧力を制御することで、各流量
調整弁１９ａ、１９ｂ、２１の出入口間の圧力差を常に
一定にすることができる。すなわち、例えば各流量調整
弁１９ａ。
うに、圧力調整弁２２ａ、２２ｂ、２３にて供給源１７
ａ、１７ｂ、２６の二次圧力を制御することで、各流量
調整弁１９ａ、１９ｂ、２１の出入口間の圧力差を常に
一定にすることができる。すなわち、例えば各流量調整
弁１９ａ。
１９ｂ、２１の出入口間の圧力差を常に２ＫＫ／ｃｍ’
と設定すれば、圧力調整弁２２ａ、２２ｂ。
と設定すれば、圧力調整弁２２ａ、２２ｂ。
２３は、７Ｋｇ／ｃｍ２運転で、二次側圧力を１０Ｋｇ
／ｃｍ’ （供給源圧力）を９Ｋｇ／ｃｍ”に、また
１Ｋｇ７ｃｍ２運転で、二次側圧力を１０ Ｋ ｇ ／
ｃ ｍ ”から３ Ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２に落とせ
ばよい、このように各流量調整弁１９ａ。
／ｃｍ’ （供給源圧力）を９Ｋｇ／ｃｍ”に、また
１Ｋｇ７ｃｍ２運転で、二次側圧力を１０ Ｋ ｇ ／
ｃ ｍ ”から３ Ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２に落とせ
ばよい、このように各流量調整弁１９ａ。
１９ｂ、２１の出入口間の圧力差を常に一定に制御する
ことで、正確な流量検出ができると共にそれに基づいて
正確な流量制御が行える。
ことで、正確な流量検出ができると共にそれに基づいて
正確な流量制御が行える。
［発明の効果］
以上型するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。
発揮する。
（１）燃料電池の運転圧力に応じて、流量計の入口側と
流量調整弁の出口側の差圧を一定にする圧力調整弁を設
けることで正確な流量調整ができる。
流量調整弁の出口側の差圧を一定にする圧力調整弁を設
けることで正確な流量調整ができる。
（２）流量制御が正確に行えるため、多様な運転パター
ンに対し、安全性が高くかつ効率のよい発電が可能とな
る。
ンに対し、安全性が高くかつ効率のよい発電が可能とな
る。
第１図は本発明の一実施例を示す系統図である。
図中、１は燃料電池、２はアノード室、３はカソード室
、５はアノードガス供給ライン、６はアノード排ガスリ
サイクルライン、６ｂはアノード排ガス利用ライン、９
は触媒燃焼器、１１．１２はカソードガス供給ライン、
１５はカソード排ガスリサイクルライン、１７ａ。 １７ｂはアノードガス供給源、１８ａ、１８ｂ。 ２０は流量計、１９ａ、１９ｂ２１は流量調整弁、２４
ａ、２４ｂ、２５は差圧検出器、２６は空気供給源、２
２ａ、２２ｂ、２３は圧力調整弁である。
、５はアノードガス供給ライン、６はアノード排ガスリ
サイクルライン、６ｂはアノード排ガス利用ライン、９
は触媒燃焼器、１１．１２はカソードガス供給ライン、
１５はカソード排ガスリサイクルライン、１７ａ。 １７ｂはアノードガス供給源、１８ａ、１８ｂ。 ２０は流量計、１９ａ、１９ｂ２１は流量調整弁、２４
ａ、２４ｂ、２５は差圧検出器、２６は空気供給源、２
２ａ、２２ｂ、２３は圧力調整弁である。
Claims (1)
- １、アノード及びカソードガスの供給源と燃料電池のア
ノード室及びカソード室とをアノード及びカソードガス
供給ラインで接続すると共にその各供給ラインに流量計
及び流量調整弁を接続し、上記各供給源と流量計間に、
流量調整弁の前後の差圧を一定にする圧力調整弁を接続
したことを特徴とする燃料電池の供給ガス流量制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1224499A JPH0389466A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 燃料電池の供給ガス流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1224499A JPH0389466A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 燃料電池の供給ガス流量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0389466A true JPH0389466A (ja) | 1991-04-15 |
Family
ID=16814759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1224499A Pending JPH0389466A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 燃料電池の供給ガス流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0389466A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5907115A (en) * | 1996-01-19 | 1999-05-25 | Kawai Musical Instruments Manufacturing Co., Ltd. | Keyboard musical instrument with keyboard range indicator |
| US6008783A (en) * | 1996-05-28 | 1999-12-28 | Kawai Musical Instruments Manufacturing Co. Ltd. | Keyboard instrument with the display device employing fingering guide |
| US6025551A (en) * | 1994-03-23 | 2000-02-15 | Yamaha Corporation | Fingering information analyzer and electronic musical instrument with the same |
| JP2007287584A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 固体酸化物形燃料電池の燃料供給方法およびシステム |
| JP2010272213A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池システム |
-
1989
- 1989-09-01 JP JP1224499A patent/JPH0389466A/ja active Pending
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