JPH0773896A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPH0773896A JPH0773896A JP5220096A JP22009693A JPH0773896A JP H0773896 A JPH0773896 A JP H0773896A JP 5220096 A JP5220096 A JP 5220096A JP 22009693 A JP22009693 A JP 22009693A JP H0773896 A JPH0773896 A JP H0773896A
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- 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】
【目的】メタノールによる運転に切替えられても、改質
器に適切な量の燃料排ガスを供給すると共に、余剰エネ
ルギー分を有効に活用することにある。 【構成】常時は都市ガス供給ライン2aを通して導入され
た都市ガスを改質器10により改質し、改質によって得ら
れる改質ガスを電池供給ライン11を通して燃料電池本体
12に供給して発電に利用し、都市ガスのしゃ断時にはメ
タノール液が貯溜されたメタノール蒸発器22で蒸気化さ
せたメタノール蒸気を改質器10に供給するようにした燃
料電池発電装置において、燃料電池本体12の水素極13で
水素の一部が消費された燃料排ガスを改質器10のバーナ
へ供給するバーナライン14と都市ガス供給ライン2aにつ
ながる燃料排ガスライン28a とに分け、この燃料排ガス
ライン28a に流量制御可能なオリフィス29及びメタノー
ル切替時に全閉状態から全開となる燃料排ガス供給弁30
及びブロア31を設ける。
器に適切な量の燃料排ガスを供給すると共に、余剰エネ
ルギー分を有効に活用することにある。 【構成】常時は都市ガス供給ライン2aを通して導入され
た都市ガスを改質器10により改質し、改質によって得ら
れる改質ガスを電池供給ライン11を通して燃料電池本体
12に供給して発電に利用し、都市ガスのしゃ断時にはメ
タノール液が貯溜されたメタノール蒸発器22で蒸気化さ
せたメタノール蒸気を改質器10に供給するようにした燃
料電池発電装置において、燃料電池本体12の水素極13で
水素の一部が消費された燃料排ガスを改質器10のバーナ
へ供給するバーナライン14と都市ガス供給ライン2aにつ
ながる燃料排ガスライン28a とに分け、この燃料排ガス
ライン28a に流量制御可能なオリフィス29及びメタノー
ル切替時に全閉状態から全開となる燃料排ガス供給弁30
及びブロア31を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、常時導入している都市
ガスがしゃ断された場合でも自動的に予備燃料であるメ
タノールによる運転に切替えて安定した電力を供給でき
るようにした燃料電池発電装置に関する。
ガスがしゃ断された場合でも自動的に予備燃料であるメ
タノールによる運転に切替えて安定した電力を供給でき
るようにした燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池発電装置には、天然ガスや都市
ガスのようにメタンを主成分とした気体化石燃料又はメ
タノール燃料が広く用いられている。これらの燃料は、
改質器で改質反応により水素を含む改質ガスに変えら
れ、この改質ガスが燃料電池本体に供給され、発電に利
用されている。
ガスのようにメタンを主成分とした気体化石燃料又はメ
タノール燃料が広く用いられている。これらの燃料は、
改質器で改質反応により水素を含む改質ガスに変えら
れ、この改質ガスが燃料電池本体に供給され、発電に利
用されている。
【０００３】メタノール燃料は液体であるため大量に貯
溜でき、しかも取扱が容易であるため、常時は天然ガス
や都市ガスを導入し、これらの供給が何等かの原因でし
ゃ断された場合の予備燃料としてメタノールを用いる方
式が最適と考えられている。図３は従来の都市ガスによ
る燃料からメタノールによる予備燃料に切替可能な燃料
電池発電装置の系統構成図を示したものである。すなわ
ち、図３に示すように通常運転時には燃料供給弁１を開
いて都市ガスを供給ライン２ａから２ｂに導入し、低温
シフト変成器３の出口側の改質ガスライン４から分岐し
た再循環ライン５と合流し、水添脱硫装置６を経てエジ
ェクタ７に供給する。
溜でき、しかも取扱が容易であるため、常時は天然ガス
や都市ガスを導入し、これらの供給が何等かの原因でし
ゃ断された場合の予備燃料としてメタノールを用いる方
式が最適と考えられている。図３は従来の都市ガスによ
る燃料からメタノールによる予備燃料に切替可能な燃料
電池発電装置の系統構成図を示したものである。すなわ
ち、図３に示すように通常運転時には燃料供給弁１を開
いて都市ガスを供給ライン２ａから２ｂに導入し、低温
シフト変成器３の出口側の改質ガスライン４から分岐し
た再循環ライン５と合流し、水添脱硫装置６を経てエジ
ェクタ７に供給する。
【０００４】一方、エジェクタ７には分離器８から水蒸
気ライン９を介して水蒸気が供給され、これによってエ
ジェクタ７内で水蒸気と都市ガスとを適当な比率で混合
された後、改質器１０に供給される。改質器１０内に供
給された混合ガスは加熱された触媒層で反応した後、低
温シフト変成器３に供給される。
気ライン９を介して水蒸気が供給され、これによってエ
ジェクタ７内で水蒸気と都市ガスとを適当な比率で混合
された後、改質器１０に供給される。改質器１０内に供
給された混合ガスは加熱された触媒層で反応した後、低
温シフト変成器３に供給される。
【０００５】改質器１０内では、内部の触媒層で ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 −４９．２７（kcal/mol) ……（１） の化学反応が行われ、低温シフト変成器３の内部の触媒
層で ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｈ2 ＋ＣＯ2 の化学反応が行われる。低温シフト変成器３を出た改質
ガスは電池供給ライン１１を介して燃料電池本体１２の
水素極１３に供給される。
層で ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｈ2 ＋ＣＯ2 の化学反応が行われる。低温シフト変成器３を出た改質
ガスは電池供給ライン１１を介して燃料電池本体１２の
水素極１３に供給される。
【０００６】この燃料電池本体１２では、上記水素を発
電に利用し、残りの水素を含むガスは燃料排ガスとして
バーナライン１４を介して改質器１０のバーナに供給さ
れる。このバーナでは、空気圧縮機１５から供給される
空気により燃料排ガス中の水素を燃焼して改質器１０を
加熱する。また、空気圧縮機１５からは燃料電池本体１
２の酸素極１６にも空気が送られる。
電に利用し、残りの水素を含むガスは燃料排ガスとして
バーナライン１４を介して改質器１０のバーナに供給さ
れる。このバーナでは、空気圧縮機１５から供給される
空気により燃料排ガス中の水素を燃焼して改質器１０を
加熱する。また、空気圧縮機１５からは燃料電池本体１
２の酸素極１６にも空気が送られる。
【０００７】一方、燃料電池本体１２の冷却水はポンプ
１７を介して分離器８から冷却器１８に供給され、熱交
換器１９，２０を経て分離器８に戻り循環している。
１７を介して分離器８から冷却器１８に供給され、熱交
換器１９，２０を経て分離器８に戻り循環している。
【０００８】以上は通常運転時の流れであるが、都市ガ
スライン２ａの圧力が所定値以下に低下した場合には、
この都市ガス供給ライン２ａに設けた圧力検出器２１に
よりそのガス圧を検出し、メタノール蒸発器２２に貯溜
されたメタノール液２３を予めヒータ２４により加熱す
ることによって蒸気化したメタノール蒸気を蒸気供給弁
２５を開いて都市ガス供給ライン２ｂに導入する。この
とき、都市ガス供給ライン２ａ側の燃料供給弁１は、蒸
気供給弁２５が開くと同時に閉じる。ここで、都市ガス
供給ライン２ｂに導入されたメタノール蒸気は、前述し
た都市ガスと全く同じルートを辿る。
スライン２ａの圧力が所定値以下に低下した場合には、
この都市ガス供給ライン２ａに設けた圧力検出器２１に
よりそのガス圧を検出し、メタノール蒸発器２２に貯溜
されたメタノール液２３を予めヒータ２４により加熱す
ることによって蒸気化したメタノール蒸気を蒸気供給弁
２５を開いて都市ガス供給ライン２ｂに導入する。この
とき、都市ガス供給ライン２ａ側の燃料供給弁１は、蒸
気供給弁２５が開くと同時に閉じる。ここで、都市ガス
供給ライン２ｂに導入されたメタノール蒸気は、前述し
た都市ガスと全く同じルートを辿る。
【０００９】なお、図中２６は蒸気安全弁を示し、また
２７は改質器燃焼排ガスを示す。
２７は改質器燃焼排ガスを示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した構
成の燃料電池発電装置において、改質器１０内に水蒸気
と一緒に導入されたメタノール蒸気は、改質器内部の触
媒層で、 ＣＨ3 ０Ｈ→ＣＯ＋２Ｈ2 −２１．７（kcal/mol) ……（２） の吸熱反応が行われる。同一の水素量を得るために必要
な熱量は、都市ガスの場合の（１）式に比べてメタノー
ル蒸気の場合約６６％となる。このため、燃料電池本体
１２で消費された燃料排ガスをそのままバーナライン１
４を介して改質器１０に供給すると、温度が必要以上に
高くなり、改質器内部の触媒改質器反応管を損傷する可
能性がある。これを防止するため、空気圧縮機１５から
都市ガスの場合よりも多量の空気をバーナに供給し、温
度上昇を抑えている。これは余剰エネルギー分をそのま
ま捨てることになり、エネルギーの無駄である。さら
に、空気圧縮機１５から多量の空気をバーナに供給する
ため、都市ガスの場合と比べて吐出量の大きな空気圧縮
機が必要となる。
成の燃料電池発電装置において、改質器１０内に水蒸気
と一緒に導入されたメタノール蒸気は、改質器内部の触
媒層で、 ＣＨ3 ０Ｈ→ＣＯ＋２Ｈ2 −２１．７（kcal/mol) ……（２） の吸熱反応が行われる。同一の水素量を得るために必要
な熱量は、都市ガスの場合の（１）式に比べてメタノー
ル蒸気の場合約６６％となる。このため、燃料電池本体
１２で消費された燃料排ガスをそのままバーナライン１
４を介して改質器１０に供給すると、温度が必要以上に
高くなり、改質器内部の触媒改質器反応管を損傷する可
能性がある。これを防止するため、空気圧縮機１５から
都市ガスの場合よりも多量の空気をバーナに供給し、温
度上昇を抑えている。これは余剰エネルギー分をそのま
ま捨てることになり、エネルギーの無駄である。さら
に、空気圧縮機１５から多量の空気をバーナに供給する
ため、都市ガスの場合と比べて吐出量の大きな空気圧縮
機が必要となる。
【００１１】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たので、都市ガスによる運転からメタノールによる運転
に切替えられても、改質器のバーナに適切な量の燃料排
ガスを燃料として供給できると共に、余剰エネルギー分
を有効に活用することができる燃料電池発電装置を提供
することを目的とする。
たので、都市ガスによる運転からメタノールによる運転
に切替えられても、改質器のバーナに適切な量の燃料排
ガスを燃料として供給できると共に、余剰エネルギー分
を有効に活用することができる燃料電池発電装置を提供
することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段を講じたものである。
成するため、次のような手段を講じたものである。
【００１３】（１）常時は都市ガス供給ラインを通して
導入された都市ガスを改質器で改質し、得られた改質ガ
スを電池供給ラインを通して燃料電池本体に供給して発
電し、前記都市ガスのしゃ断時にはメタノール液が貯溜
されたメタノール蒸発器で蒸気化することによって得ら
れたメタノール蒸気を前記改質器に供給するようにした
燃料電池発電装置において、前記燃料電池本体の水素極
で水素の一部が消費された燃料排ガスを前記改質器のバ
ーナへ供給するバーナラインと前記都市ガス供給ライン
につなが燃料排ガスラインとに分け、この燃料排ガスラ
インに流量制御可能なオリフィス及びメタノール切替時
に全閉状態から全開となる燃料排ガス供給弁を設けたも
のである。
導入された都市ガスを改質器で改質し、得られた改質ガ
スを電池供給ラインを通して燃料電池本体に供給して発
電し、前記都市ガスのしゃ断時にはメタノール液が貯溜
されたメタノール蒸発器で蒸気化することによって得ら
れたメタノール蒸気を前記改質器に供給するようにした
燃料電池発電装置において、前記燃料電池本体の水素極
で水素の一部が消費された燃料排ガスを前記改質器のバ
ーナへ供給するバーナラインと前記都市ガス供給ライン
につなが燃料排ガスラインとに分け、この燃料排ガスラ
インに流量制御可能なオリフィス及びメタノール切替時
に全閉状態から全開となる燃料排ガス供給弁を設けたも
のである。
【００１４】（２）燃料電池本体の水素極で水素の一部
が消費された燃料排ガスを前記改質器のバーナへ供給す
るバーナラインと前記電池供給ラインにつながる燃料排
ガスラインとに分け、この燃料排ガスラインに流量制御
可能なオリフィス及びメタノール切替時に全閉状態から
全開となる燃料排ガス供給弁を設けたものである。
が消費された燃料排ガスを前記改質器のバーナへ供給す
るバーナラインと前記電池供給ラインにつながる燃料排
ガスラインとに分け、この燃料排ガスラインに流量制御
可能なオリフィス及びメタノール切替時に全閉状態から
全開となる燃料排ガス供給弁を設けたものである。
【００１５】
【作用】上記（１）のような構成の燃料電池発電装置に
あっては、都市ガスによる運転からメタノールによる運
転に切替わると、都市ガス供給ラインにつながる燃料排
ガスラインに設けられた燃料排ガス供給弁が全開となる
ので、改質器により改質された改質ガス中の一部は燃料
電池本体の水素極で水素の一部が消費された後、燃料排
ガスは予めオリフィスで設定された流量だけ都市ガス供
給ラインに流れ、それ以外の燃料排ガスは改質器のバー
ナへ供給するバーナラインに流れる。したがって、オリ
フィスに設定された流量により改質器側へ加熱に必要な
量だけ燃料排ガスを流すことができ、これにより改質器
に供給する空気も増加させる必要がなくなり、その結果
空気圧縮機の吐出量を大きくする必要もなくなる。さら
に、余剰な燃料排ガスを都市ガス供給ラインへ流してい
るので、エネルギーを有効に活用することができ、電池
全体のエネルギー効率を向上させることができる。
あっては、都市ガスによる運転からメタノールによる運
転に切替わると、都市ガス供給ラインにつながる燃料排
ガスラインに設けられた燃料排ガス供給弁が全開となる
ので、改質器により改質された改質ガス中の一部は燃料
電池本体の水素極で水素の一部が消費された後、燃料排
ガスは予めオリフィスで設定された流量だけ都市ガス供
給ラインに流れ、それ以外の燃料排ガスは改質器のバー
ナへ供給するバーナラインに流れる。したがって、オリ
フィスに設定された流量により改質器側へ加熱に必要な
量だけ燃料排ガスを流すことができ、これにより改質器
に供給する空気も増加させる必要がなくなり、その結果
空気圧縮機の吐出量を大きくする必要もなくなる。さら
に、余剰な燃料排ガスを都市ガス供給ラインへ流してい
るので、エネルギーを有効に活用することができ、電池
全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００１６】また、上記（２）のような構成の燃料電池
発電装置にあっては、上記同様にオリフィスにより電池
供給ラインに流す燃料排ガス量を整定することにより改
質器のバーナへ供給するバーナラインへ加熱に必要な量
だけを流すことができることは勿論、燃料排ガスを電池
供給ラインに流すことによって燃料電池本体の水素極へ
流す燃料ガス中の水素量を増大させることができるの
で、その結果電池の電圧性能を向上させることができ
る。
発電装置にあっては、上記同様にオリフィスにより電池
供給ラインに流す燃料排ガス量を整定することにより改
質器のバーナへ供給するバーナラインへ加熱に必要な量
だけを流すことができることは勿論、燃料排ガスを電池
供給ラインに流すことによって燃料電池本体の水素極へ
流す燃料ガス中の水素量を増大させることができるの
で、その結果電池の電圧性能を向上させることができ
る。
【００１７】
【実施例】以下本発明による燃料電池発電装置の実施例
を図面を参照して説明する。
を図面を参照して説明する。
【００１８】図１は本発明の第１の実施例を示す燃料電
池発電装置の系統構成図であり、図３と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点に
ついてのみ述べる。
池発電装置の系統構成図であり、図３と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点に
ついてのみ述べる。
【００１９】本実施例では、図１に示すように燃料電池
本体１２の水素極１３で水素の一部が消費された燃料排
ガスを改質器１０のバーナに供給するバーナライン１４
の途中を分岐して都市ガス供給ライン２ｂにつながる燃
料排ガスライン２８ａを設け、その燃料排ガスライン２
８ａに燃料排ガス流量の制御が可能なオリフィス２９と
燃料排ガスライン２８ａを開閉する燃料排ガス供給弁３
０及びブロア３１をそれぞれ設ける構成とするものであ
る。この場合、燃料排ガス供給弁３０は通常の都市ガス
による運転のときは全閉となり、メタノール切替指令が
出されると全開するものである。
本体１２の水素極１３で水素の一部が消費された燃料排
ガスを改質器１０のバーナに供給するバーナライン１４
の途中を分岐して都市ガス供給ライン２ｂにつながる燃
料排ガスライン２８ａを設け、その燃料排ガスライン２
８ａに燃料排ガス流量の制御が可能なオリフィス２９と
燃料排ガスライン２８ａを開閉する燃料排ガス供給弁３
０及びブロア３１をそれぞれ設ける構成とするものであ
る。この場合、燃料排ガス供給弁３０は通常の都市ガス
による運転のときは全閉となり、メタノール切替指令が
出されると全開するものである。
【００２０】次に上記のように構成された燃料電池発電
装置の動作について述べる。
装置の動作について述べる。
【００２１】通常の運転時には、燃料供給弁１が開、蒸
気供給弁２５及び燃料排ガス供給弁３０は何ずれも閉じ
ている。したがって、燃料供給弁１を通して都市ガス供
給ライン２ｂに都市ガスが導入されると、従来例で述べ
たと同様の経路を辿って改質器１０に流入し、ここで改
質によって得られた改質ガスは燃料電池本体１２の水素
極１３に供給され、水素の一部が発電に利用される。残
りの水素を含むガスは燃料排ガスとしてバーナライン１
４を介して改質器１０のバーナに供給される。
気供給弁２５及び燃料排ガス供給弁３０は何ずれも閉じ
ている。したがって、燃料供給弁１を通して都市ガス供
給ライン２ｂに都市ガスが導入されると、従来例で述べ
たと同様の経路を辿って改質器１０に流入し、ここで改
質によって得られた改質ガスは燃料電池本体１２の水素
極１３に供給され、水素の一部が発電に利用される。残
りの水素を含むガスは燃料排ガスとしてバーナライン１
４を介して改質器１０のバーナに供給される。
【００２２】このような状態にあるとき、何らかの事情
により都市ガスの圧力低下が圧力検出器２１により検出
されると、メタノール蒸発器２２に貯溜されたメタノー
ル液２３がヒータ２４により加熱され、メタノール蒸気
が発生した時点でメタノール切替指令により燃料供給弁
１が閉じると共に、蒸気供給弁２５が開き、同時に燃料
排ガス供給弁３０が全開となり、メタノールによる運転
が行われる。
により都市ガスの圧力低下が圧力検出器２１により検出
されると、メタノール蒸発器２２に貯溜されたメタノー
ル液２３がヒータ２４により加熱され、メタノール蒸気
が発生した時点でメタノール切替指令により燃料供給弁
１が閉じると共に、蒸気供給弁２５が開き、同時に燃料
排ガス供給弁３０が全開となり、メタノールによる運転
が行われる。
【００２３】このメタノールによる運転が行われるとき
には、メタノール蒸発器２２よりメタノール蒸気が都市
ガス供給ライン２ｂに導入され、前述した都市ガスと同
じルートを辿って燃料電池本体１２の水素極１３に流入
する。ここで、水素の一部が利用された後、オリフィス
２９により都市ガス供給ラインに流す燃料排ガス量を予
め適切な流量に調整することによって残りの燃料排ガス
量だけバーナライン１４を経由して改質器１０のバーナ
に供給される。他方、改質器１０のバーナへの供給量以
外の余りの燃料排ガスは燃料排ガスライン２８ａを介し
て都市ガス供給ライン２ｂに供給される。
には、メタノール蒸発器２２よりメタノール蒸気が都市
ガス供給ライン２ｂに導入され、前述した都市ガスと同
じルートを辿って燃料電池本体１２の水素極１３に流入
する。ここで、水素の一部が利用された後、オリフィス
２９により都市ガス供給ラインに流す燃料排ガス量を予
め適切な流量に調整することによって残りの燃料排ガス
量だけバーナライン１４を経由して改質器１０のバーナ
に供給される。他方、改質器１０のバーナへの供給量以
外の余りの燃料排ガスは燃料排ガスライン２８ａを介し
て都市ガス供給ライン２ｂに供給される。
【００２４】したがって、このような構成とすれば、メ
タノール切替信号によって常に最適な量の燃料排ガスを
改質器１０のバーナに供給することができ、且つ余った
燃料排ガスを都市ガス供給ライン２ｂに流すことができ
る。つまり、改質器１０内の触媒を高温加熱により傷め
ることなく、また空気圧縮機を大きくする必要もない。
さらに、余ったエネルギーを有効に活用することができ
るため、電池全体のエネルギーの利用効率を向上させる
ことができる。
タノール切替信号によって常に最適な量の燃料排ガスを
改質器１０のバーナに供給することができ、且つ余った
燃料排ガスを都市ガス供給ライン２ｂに流すことができ
る。つまり、改質器１０内の触媒を高温加熱により傷め
ることなく、また空気圧縮機を大きくする必要もない。
さらに、余ったエネルギーを有効に活用することができ
るため、電池全体のエネルギーの利用効率を向上させる
ことができる。
【００２５】図２は本発明による燃料電池発電装置の第
２の実施例を示す系統構成図であり、図１と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる
点についてのみ述べる。
２の実施例を示す系統構成図であり、図１と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる
点についてのみ述べる。
【００２６】本実施例では、図２に示すように燃料電池
本体１２の水素極１３で水素の一部が消費された燃料排
ガスを改質器１０のバーナに供給するバーナライン１４
の途中を分岐して電池供給ライン１１につながる燃料排
ガスライン２８ｂを設け、その燃料排ガスライン２８ｂ
に燃料排ガス流量の制御が可能なオリフィス２９、燃料
排ガスライン２８ｂを開閉する燃料排ガス供給弁３０及
びブロア３１をそれぞれ設ける構成とするものである。
この場合、燃料排ガス供給弁３０は通常の都市ガスによ
る運転のときは全閉となり、メタノール切替指令が出さ
れると全開するものである。
本体１２の水素極１３で水素の一部が消費された燃料排
ガスを改質器１０のバーナに供給するバーナライン１４
の途中を分岐して電池供給ライン１１につながる燃料排
ガスライン２８ｂを設け、その燃料排ガスライン２８ｂ
に燃料排ガス流量の制御が可能なオリフィス２９、燃料
排ガスライン２８ｂを開閉する燃料排ガス供給弁３０及
びブロア３１をそれぞれ設ける構成とするものである。
この場合、燃料排ガス供給弁３０は通常の都市ガスによ
る運転のときは全閉となり、メタノール切替指令が出さ
れると全開するものである。
【００２７】次に上記のように構成された燃料電池発電
装置の動作について述べる。通常の都市ガスによる運転
時は前記実施例と全く同じなので、ここではその説明を
省略する。
装置の動作について述べる。通常の都市ガスによる運転
時は前記実施例と全く同じなので、ここではその説明を
省略する。
【００２８】いま、都市ガスによる運転が行われている
とき、何らかの事情により都市ガスの圧力低下が圧力検
出器２１により検出されると、メタノール蒸発器２２に
貯溜されたメタノール液２３がヒータ２４により加熱さ
れ、メタノール蒸気が発生した時点でメタノール切替指
令により燃料供給弁１が閉じると共に、蒸気供給弁２５
が開き、同時に燃料排ガス供給弁３０が全開となり、ブ
ロア３１とオリフィス２９の調整によって改質器１０の
バーナへ最適な量の燃料排ガスが水素極１３からバーナ
ライン１４を通して供給される。
とき、何らかの事情により都市ガスの圧力低下が圧力検
出器２１により検出されると、メタノール蒸発器２２に
貯溜されたメタノール液２３がヒータ２４により加熱さ
れ、メタノール蒸気が発生した時点でメタノール切替指
令により燃料供給弁１が閉じると共に、蒸気供給弁２５
が開き、同時に燃料排ガス供給弁３０が全開となり、ブ
ロア３１とオリフィス２９の調整によって改質器１０の
バーナへ最適な量の燃料排ガスが水素極１３からバーナ
ライン１４を通して供給される。
【００２９】他方、余った燃料排ガスは燃料排ガスライ
ン２８ｂを通って電池供給ライン１１へ供給される。
ン２８ｂを通って電池供給ライン１１へ供給される。
【００３０】したがって、このような構成とすれば、メ
タノール切替指令によって常に最適な量の燃料排ガスを
改質器１０のバーナに供給することができ、且つ余った
燃料排ガスを電池供給ライン１１に流すことができる。
つまり、改質器１０内の触媒を高温加熱により傷めるこ
となく、また空気圧縮機を大きくする必要もない。さら
に、余った燃料排ガスを電池供給ライン１１へ流すこと
によって水素極１３へ供給する水素量を増大させること
ができる。これにより、電池の電圧性能を大幅に向上さ
せることができる。
タノール切替指令によって常に最適な量の燃料排ガスを
改質器１０のバーナに供給することができ、且つ余った
燃料排ガスを電池供給ライン１１に流すことができる。
つまり、改質器１０内の触媒を高温加熱により傷めるこ
となく、また空気圧縮機を大きくする必要もない。さら
に、余った燃料排ガスを電池供給ライン１１へ流すこと
によって水素極１３へ供給する水素量を増大させること
ができる。これにより、電池の電圧性能を大幅に向上さ
せることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、燃料
電池本体の水素極で水素の一部が消費された燃料排ガス
を改質器のバーナに供給するラインと都市ガス供給ライ
ン又は電池供給ラインへ供給するラインとに分け、都市
ガス供給ライン又は電池供給ラインに流量調整可能なオ
リフィス、ラインを開閉する燃料排ガス供給弁及びブロ
アを設け、メタノール切替信号によって燃料排ガス供給
弁を全開するようにしたので、常に最適な量の燃料排ガ
スを改質器のバーナに供給することができ、且つ余った
燃料排ガスを都市ガス供給ラインに供給することによっ
て電池全体のエネルギーの効率を向上させることがで
き、または余った燃料排ガスを電池供給ラインヘ供給す
ることによって水素極へ流す燃料ガス中の水素量を増大
させることができ、電池の電圧性能を大幅に向上させる
ことができる。
電池本体の水素極で水素の一部が消費された燃料排ガス
を改質器のバーナに供給するラインと都市ガス供給ライ
ン又は電池供給ラインへ供給するラインとに分け、都市
ガス供給ライン又は電池供給ラインに流量調整可能なオ
リフィス、ラインを開閉する燃料排ガス供給弁及びブロ
アを設け、メタノール切替信号によって燃料排ガス供給
弁を全開するようにしたので、常に最適な量の燃料排ガ
スを改質器のバーナに供給することができ、且つ余った
燃料排ガスを都市ガス供給ラインに供給することによっ
て電池全体のエネルギーの効率を向上させることがで
き、または余った燃料排ガスを電池供給ラインヘ供給す
ることによって水素極へ流す燃料ガス中の水素量を増大
させることができ、電池の電圧性能を大幅に向上させる
ことができる。
【図１】本発明による燃料電池発電装置の第１の実施例
を示す系統構成図。
を示す系統構成図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す系統構成図。
【図３】従来の燃料電池発電装置の一例を示す系統構成
図。
図。
１……燃料供給弁、２ａ，２ｂ……都市ガス供給ライ
ン、３……低温シフト変成器、４……改質ガスライン、
５……再循環ライン、６……水添脱硫装置、７……エジ
ェクタ、８……分離器、９……水蒸気ライン、１０……
改質器、１１……電池供給ライン、１２……燃料電池本
体、１３……水素極、１４……バーナライン、１５……
空気圧縮機、１６……酸素極、１７……ポンプ、１８…
…冷却器、１９，２０……熱交換器、２１……圧力検出
器、２２……メタノール蒸発器、２３……メタノール
液、２４……ヒータ、２５……蒸気供給弁、２６……蒸
気安全弁、２７……改質器燃焼排ガス、２８ａ，２８ｂ
……燃料排ガスライン、２９……オリフィス、３０……
燃料排ガス供給弁、３１……ブロア。
ン、３……低温シフト変成器、４……改質ガスライン、
５……再循環ライン、６……水添脱硫装置、７……エジ
ェクタ、８……分離器、９……水蒸気ライン、１０……
改質器、１１……電池供給ライン、１２……燃料電池本
体、１３……水素極、１４……バーナライン、１５……
空気圧縮機、１６……酸素極、１７……ポンプ、１８…
…冷却器、１９，２０……熱交換器、２１……圧力検出
器、２２……メタノール蒸発器、２３……メタノール
液、２４……ヒータ、２５……蒸気供給弁、２６……蒸
気安全弁、２７……改質器燃焼排ガス、２８ａ，２８ｂ
……燃料排ガスライン、２９……オリフィス、３０……
燃料排ガス供給弁、３１……ブロア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森山 義博 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 岡村 長生 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 東芝アイテック株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 改質に要する熱量が異なる二種類以上の
燃料を切り替えて用いる燃料電池発電装置において、改
質に要する熱量が少ない燃料を用いる場合に燃料排ガス
をリサイクルする手段を設けたことを特徴とする燃料電
池発電装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の燃料電池発電装置におい
て、改質に要する熱量が少ない燃料を用いる場合に燃料
排ガスをリサイクルする手段として、燃料電池本体の水
素極で水素の一部が消費された燃料排ガスを改質器に燃
料を供給する燃料ガス供給ラインにリサイクルするため
の燃料排ガスラインを設け、且つこの燃料排ガスライン
に流量制御可能なオリフィス及び改質に要する熱量が少
ない燃料に切り替えた場合に全閉状態から全開状態にな
る燃料排ガス供給弁を設けたことを特徴とする燃料電池
発電装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の燃料電池発電装置におい
て、改質に要する熱量が少ない燃料を用いる場合に燃料
排ガスをリサイクルする手段として、燃料電池本体の水
素極で水素の一部が消費された燃料排ガスを改質器で燃
料を改質することにより得られた改質ガスを燃料電池本
体に供給する電池供給ラインにリサイクルするための燃
料排ガスラインを設け、且つこの燃料排ガスラインに流
量制御可能なオリフィス及び改質に要する熱量が少ない
燃料に切り替えた場合に全閉状態から全開状態になる燃
料排ガス供給弁を設けたことを特徴とする燃料電池発電
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5220096A JPH0773896A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5220096A JPH0773896A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0773896A true JPH0773896A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=16745866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5220096A Pending JPH0773896A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773896A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7081687B2 (en) * | 2004-07-22 | 2006-07-25 | Sprint Communications Company L.P. | Power system for a telecommunications facility |
| US7098548B2 (en) | 2002-11-15 | 2006-08-29 | Sprint Communications Company L.P. | Power system for a telecommunication facility |
| US7240492B2 (en) | 2004-07-22 | 2007-07-10 | Sprint Communications Company L.P. | Fuel system used for cooling purposes |
| US7245032B2 (en) | 2002-11-15 | 2007-07-17 | Sprint Communications Company L.P. | Mobile-power system utilizing propane generator, fuel cell and super capacitors |
| JP2009107915A (ja) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料改質装置および燃料電池システム |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP5220096A patent/JPH0773896A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7098548B2 (en) | 2002-11-15 | 2006-08-29 | Sprint Communications Company L.P. | Power system for a telecommunication facility |
| US7245032B2 (en) | 2002-11-15 | 2007-07-17 | Sprint Communications Company L.P. | Mobile-power system utilizing propane generator, fuel cell and super capacitors |
| US7875995B2 (en) | 2002-11-15 | 2011-01-25 | Sprint Communications Company L.P. | Power system for a device |
| US8106533B1 (en) | 2002-11-15 | 2012-01-31 | Sprint Communications Company L.P. | Power system |
| US7081687B2 (en) * | 2004-07-22 | 2006-07-25 | Sprint Communications Company L.P. | Power system for a telecommunications facility |
| US7240492B2 (en) | 2004-07-22 | 2007-07-10 | Sprint Communications Company L.P. | Fuel system used for cooling purposes |
| JP2009107915A (ja) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料改質装置および燃料電池システム |
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