JPH1092452A - 燃料電池発電装置の異常検知方法 - Google Patents
燃料電池発電装置の異常検知方法Info
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Abstract
サイクルガス回路の流量の低下が、安価に、かつ容易に
検知できる異常検知方法を得る。 【解決手段】水蒸気分離器５の貯留水を生成水回収器７
へとブローダウンするブローダウン回路に温度計２１を
組み込み、さらに上流側に放熱フィン２２を備えて温度
を測定し、温度が所定範囲を離脱することにより流量の
異常を検知する。また、燃料改質器２で改質された燃料
ガスの一部を水添脱硫器４に再循環させるリサイクルガ
ス回路に温度計１１を組み込み、さらに上流側に放熱フ
ィン１２を備えて温度を測定し、温度が所定範囲を離脱
することにより流量の異常を検知する。
Description
の運転に際して用いられる冷却水やガスの異常検知方法
に関する。
た従来の燃料電池発電装置の燃料ガス供給系、空気供給
系、ならびに冷却水系の基本構成を示す模式図である。
模式的に表示した燃料電池本体１は、リン酸を保持した
電解質層を燃料極と空気極で挟持して形成した単セルを
積層して構成されており、複数層ごとに発電に伴う発熱
を除去する冷却板が介装されている。燃料電池本体１の
燃料極へは、原燃料を水添脱硫器４で脱硫し、エゼクタ
ポンプ３で水蒸気と混合し、燃料改質器２で改質された
水素濃度の高い燃料ガスが供給される。すなわち、原燃
料を水添脱硫器４に導入し、水素を添加して付臭剤とし
て原燃料に含まれている硫黄を吸着除去したのち、エゼ
クタポンプ３において水蒸気分離器５より送られる水蒸
気と混合し、燃料改質器２に送って加熱して触媒反応に
よって水素濃度の高い燃料ガスを生成し、燃料極へと供
給している。なお、燃料ガスを燃料極へと供給する配管
には、水添脱硫器４に導入する原燃料に燃料ガスの一部
を再循環させて混合するためのリサイクルガス回路が接
続されており、再循環させた燃料ガスに含まれる水素を
水添脱硫器４における脱硫に有効利用するよう構成され
ている。また、燃料改質器２の燃焼器に、燃料極より反
応に寄与しないで排出される残存水素を含む燃料極オフ
ガスと外部よりブロアによって供給される燃焼空気を導
入して燃焼させることにより、燃料改質器２の通流ガス
を加熱している。一方、燃料電池本体１の空気極へは、
反応空気をブロアで取り込んで供給している。空気極よ
り排出される空気極オフガスには、電気化学反応に伴っ
て生じた反応生成水が含まれ、また燃料改質器２の燃焼
器より排出される燃焼排ガスには燃焼に伴って生じた燃
焼生成水が含まれている。したがって、空気極オフガス
と燃焼排ガスは生成水回収装置７へ送って生成水を回収
したのち外部へ排出するよう構成されている。
より冷却水を供給して、発電に伴って発生する熱を除去
し、燃料電池本体の温度を所定の運転温度に維持してい
る。冷却板において発熱を受け、高温となった冷却水
は、冷却水冷却器６により冷却したのち、水蒸気分離器
５に戻して水蒸気と水とに分離される。なお、冷却水冷
却器６の冷却によって得た熱は外部に取り出し有効利用
される。水蒸気分離器５で分離された水蒸気は、前述の
ようにエゼクタポンプ３に送られ改質に用いられる。ま
た、エゼクタポンプ３への水蒸気の供給により減少する
水量を補うため、生成水回収装置７で回収された生成水
を水処理装置８で純化して導入している。さらに、水蒸
気分離器５には、貯留された水をブローダウンして生成
水回収装置７へと送るブローダウン回路が備えられてお
り、貯留水をブローダウン回路より生成水回収装置７へ
と送り、水処理装置８で純化して水蒸気分離器５に戻す
ことにより、貯留水の水質低下を防止している。
発電装置において、水蒸気分離器５の貯留水をブローダ
ウンするブローダウン回路、および燃料ガスの一部を再
循環させるリサイクルガス回路には、運転時、常に負荷
に見合った流量の水あるいはガスが流れている必要があ
る。したがって、これらの回路には図示されていない固
定絞りが組み込まれ、これによって流量を確保するよう
構成されている。
と、各流体に含まれる固形物あるいは析出物が上記の固
定絞りに付着し、流量が減少したり、最悪の場合には流
れが停止してしまう危険性がある。ブローダウン回路の
流量が不足すると、冷却水循環系の不純物が濃縮されて
水蒸気分離器５の貯留水の水質が悪化し、エゼクタポン
プ３に送られる水蒸気にも不純物が含まれ、エゼクタポ
ンプ３の性能低下をもたらすこととなる。また、リサイ
クルガス回路の流量が不足すると、水添脱硫器４の水素
量が不足して脱硫性能が低下し、硫黄が燃料改質器２へ
と漏出し改質触媒を被毒させて改質性能の低下をもたら
すこととなる。
いては、各回路に流量計１０、および流量計９を組み込
み、流量を測定して流量の減少を検知し、上記のごとき
事態を引き起こさないよう事前に対処する方策を採って
いる。しかしながら、このように流量計で流量を監視し
異常を検知する場合、定期的に流量計を監視する方法を
用いれば、人手が掛かって非効率的であり、発振器付き
の流量計を組み込んで信号を制御装置に取り込み、その
値より警報信号を発するように構成して監視することと
すれば、高価な流量計を用いることが必要となり、コス
トが高くなるという難点がある。
難点を解消して、ブローダウン回路、あるいはリサイク
ルガス回路の流量の低下が、安価に、かつ容易に検知で
きる燃料電池発電装置の異常検知方法を提供することに
ある。
めに、本発明においては、（１）冷却水を通流する冷却
板を介装してなる燃料電池本体と、該冷却板に冷却水を
供給し、冷却板から排出される高温の冷却水を導入して
水蒸気と水とに分離する水蒸気分離器を備え、かつ、水
蒸気分離器に内部の貯留水を吐出させるためのブローダ
ウン回路を備えた燃料電池発電装置において、ブローダ
ウン回路に温度計を組み込んで、温度計の指示値によっ
てブローダウン水の流量の変動を検出し、温度計の指示
値が所定範囲より離脱することにより流量の異常を検知
することとする。
黄を水素を添加して脱硫する脱硫器と、脱硫された原燃
料を導入して水蒸気と混合するエゼクタポンプと、水蒸
気と混合された原燃料を導入して水素濃度の高い燃料ガ
スに改質する燃料改質器を備え、かつ、脱硫器に導入す
る原燃料に燃料改質器で得られた燃料ガスの一部を混合
し、含まれる水素を脱硫に用いるリサイクルガス回路を
備えた燃料電池発電装置において、リサイクルガス回路
に温度計を組み込んで、温度計の指示値によってリサイ
クルガスの流量の変動を検出し、温度計の指示値が所定
範囲より離脱することにより流量の異常を検知すること
とする。
て、温度計を組み込んだ回路の温度計の上流側に、回路
の放熱を促進する放熱手段を組み込んで、温度計の指示
値によって流量の変動を検出し、温度計の指示値が所定
範囲より離脱することにより流量の異常を検知すること
とする。ブローダウン回路に流れるブローダウン水の流
量、あるいはリサイクルガス回路に流れるリサイクルガ
スの流量が正常であれば、回路に組み込まれた温度計は
正常値、例えば通常のリン酸型水冷式燃料電池を備えた
燃料電池発電装置においては 100〜160 ℃を示す。これ
に対して、なんらかの原因によって回路を流れる流量が
低下すると、回路に持ち込まれる流体の熱量と回路の壁
面からの放熱量のバランスによって温度測定点の温度が
低下し、温度計の指示値が下がることとなる。
ば、温度計の指示値によってリサイクルガスの流量の変
動が検出でき、温度計の指示値が所定の正常範囲より離
脱するか否かにより流量の異常を検知することができ
る。また、上記の（２）のごとくとすれば、温度計の指
示値によってブローダウン水の流量の変動が検出でき、
温度計の指示値が所定の正常範囲より離脱するか否かに
より流量の異常を検知することができる。さらに（３）
のごとくとすれば、放熱手段によって回路の壁面からの
放熱量が増加するので、流量低下時のバランスの変化が
大きくなって、流量低下がより感度よく検出されること
となる。
電装置の異常検知方法の実施例を示すリン酸型水冷式燃
料電池を用いた燃料電池発電装置の燃料ガス供給系、空
気供給系、ならびに冷却水系の基本構成の模式図であ
る。本図において、図２に示した従来の基本構成に用い
られているものと同一の機能を有する構成部品には同一
の符号が付されており、重複する説明は省略する。
器５に備えた内部の貯留水を吐出させるためのブローダ
ウン回路に、従来例の流量計１０に代わって、温度計２
１が備えられ、さらに温度計２１の上流側に回路の放熱
手段として放熱フィン２２が備えられていること、ま
た、燃料改質器で得られた燃料ガスの一部を脱硫器へと
再循環させるにリサイクルガス回路に、従来例の流量計
９に代わって、温度計１１が備えられ、さらに温度計１
１の上流側に回路の放熱手段として放熱フィン１２が備
えられていることにある。
原因によりブローダウン回路を流れるブローダウン水の
流量が減少すれば、放熱とのバランスにより温度計２１
の指示値が大幅に低下するので、温度計２１の指示値が
所定の範囲より離脱するか否かによって、ブローダウン
水の流量の異常が検知できる。また同様に、リサイクル
ガス回路においても、リサイクルガスの流量が減少すれ
ば、放熱とのバランスにより温度計１１の指示値が大幅
に低下するので、温度計１１の指示値が所定の範囲より
離脱するか否かによって、リサイクルガスの流量の異常
が検知できる。本構成に用いられる温度計２１、および
温度計１１は、従来例で採用されている発振器付きの流
量計に比べて格段に安価であり、また簡単な制御装置で
温度異常、すなわち流量異常が検知できるので、本構成
の構成の検知手段を用いて監視すれば、安価で、かつ手
間をかけず簡単に異常が検知される。
とリサイクルガス回路の双方に温度計を組み込んで異常
を検知することとしているが、一方の回路にのみ温度計
を組み込んでその回路の流量異常を検知することとして
もよい。また、放熱フィン１２、２２のごとき放熱手段
を組み込めば感度よく流量異常を検知できるが、特に放
熱手段を組み込まなくとも、流量が低下すれば温度が低
下するので、流量異常が検知できることは例示するまで
もなく明らかである。
ので、ブローダウン回路の流量の低下が、安価に、かつ
容易に検知できることとなった。 （２）また、請求項２に記載のごとき方法を用いること
としたので、リサイクルガス回路の流量の低下が、安価
に、かつ容易に検知できることとなった。
すれば、より感度よく流量の低下が検知されるので、安
価に、かつ容易に流量の異常を検知する方法として、よ
り好適である。
の実施例を示す燃料電池発電装置の燃料ガス供給系、空
気供給系、ならびに冷却水系の基本構成の模式図
気供給系、ならびに冷却水系の基本構成を示す模式図
Claims (3)
- 【請求項１】冷却水を通流する冷却板を介装してなる燃
料電池本体と、該冷却板に冷却水を供給し、冷却板から
排出される高温の冷却水を導入して水蒸気と水とに分離
する水蒸気分離器を備え、かつ、水蒸気分離器に内部の
貯留水を吐出させるためのブローダウン回路を備えた燃
料電池発電装置において、ブローダウン回路に温度計を
組み込んで、温度計の指示値によってブローダウン水の
流量の変動を検出し、温度計の指示値が所定範囲より離
脱することにより流量の異常を検知することを特徴とす
る燃料電池発電装置の異常検知方法。 - 【請求項２】原燃料を導入して含まれる硫黄を水素を添
加して脱硫する脱硫器と、脱硫された原燃料を導入して
水蒸気と混合するエゼクタポンプと、水蒸気と混合され
た原燃料を導入して水素濃度の高い燃料ガスに改質する
燃料改質器を備え、かつ、脱硫器に導入する原燃料に燃
料改質器で得られた燃料ガスの一部を混合し、含まれる
水素を脱硫に用いるリサイクルガス回路を備えた燃料電
池発電装置において、リサイクルガス回路に温度計を組
み込んで、温度計の指示値によってリサイクルガスの流
量の変動を検出し、温度計の指示値が所定範囲より離脱
することにより流量の異常を検知することを特徴とする
燃料電池発電装置の異常検知方法。 - 【請求項３】温度計を組み込んだ前記の回路の温度計の
上流側に、回路の放熱を促進する放熱手段を組み込み、
温度計の指示値によって流量の変動を検出し、温度計の
指示値が所定範囲より離脱することにより流量の異常を
検知することを特徴とする請求項１または２に記載の燃
料電池発電装置の異常検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24448296A JP3718917B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 燃料電池発電装置の異常検知方法 |
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|---|---|---|---|
| JP24448296A JP3718917B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 燃料電池発電装置の異常検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092452A true JPH1092452A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3718917B2 JP3718917B2 (ja) | 2005-11-24 |
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| JP24448296A Expired - Fee Related JP3718917B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 燃料電池発電装置の異常検知方法 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2013212961A (ja) * | 2012-04-03 | 2013-10-17 | Panasonic Corp | 水素発生装置 |
| WO2014097622A1 (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法 |
| JP2014172780A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Panasonic Corp | 水素生成装置および燃料電池システム |
| JP2016012485A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システム |
-
1996
- 1996-09-17 JP JP24448296A patent/JP3718917B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013057891A1 (ja) | 2011-10-20 | 2013-04-25 | パナソニック株式会社 | 水素生成装置、水素生成装置の運転方法、及び燃料電池システム |
| JPWO2013057891A1 (ja) * | 2011-10-20 | 2015-04-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 水素生成装置、水素生成装置の運転方法、及び燃料電池システム |
| US9070915B2 (en) | 2011-10-20 | 2015-06-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Hydrogen generator, operating method of hydrogen generator, and fuel cell system |
| JP2013212961A (ja) * | 2012-04-03 | 2013-10-17 | Panasonic Corp | 水素発生装置 |
| WO2014097622A1 (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法 |
| JP2014172780A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Panasonic Corp | 水素生成装置および燃料電池システム |
| JP2016012485A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システム |
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