JPH11130403A - 燃料電池用改質器の温度制御方法 - Google Patents
燃料電池用改質器の温度制御方法Info
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- JPH11130403A JPH11130403A JP9296579A JP29657997A JPH11130403A JP H11130403 A JPH11130403 A JP H11130403A JP 9296579 A JP9296579 A JP 9296579A JP 29657997 A JP29657997 A JP 29657997A JP H11130403 A JPH11130403 A JP H11130403A
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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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】急激な負荷変動が生じても、温度変化が速やか
に検知され、触媒層の温度が適正に制御されて安定した
改質反応が得られるものとする。 【解決手段】バ─ナ２ｂで燃焼された排ガスの温度を排
ガス温度検出器５で測定し、排ガスの温度が、原燃料検
出器３で測定された原燃料の流量と触媒層温度検出器４
で測定された触媒層２ａの温度とにより算出される標準
値となるように、制御装置８Ａによる流量調整弁６，７
の調整により、バ─ナ２ｂに送られる燃焼ガスと燃焼用
空気の流量を調整して温度を制御する。
に検知され、触媒層の温度が適正に制御されて安定した
改質反応が得られるものとする。 【解決手段】バ─ナ２ｂで燃焼された排ガスの温度を排
ガス温度検出器５で測定し、排ガスの温度が、原燃料検
出器３で測定された原燃料の流量と触媒層温度検出器４
で測定された触媒層２ａの温度とにより算出される標準
値となるように、制御装置８Ａによる流量調整弁６，７
の調整により、バ─ナ２ｂに送られる燃焼ガスと燃焼用
空気の流量を調整して温度を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガス等の原燃
料ガスを燃料電池本体に供給する水素濃度の高い燃料ガ
スへと改質する燃料電池用改質器の運転温度の制御方法
に関する。
料ガスを燃料電池本体に供給する水素濃度の高い燃料ガ
スへと改質する燃料電池用改質器の運転温度の制御方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】天然ガス等の原燃料ガスを水蒸気と反応
させて水素を得る改質器の技術は、化学工業において発
達した技術である。化学工業における改質器の運用は、
定格負荷での連続運転が一般的であり、装置の停止を年
に１回〜数回に抑えて、経済性を追求した運転が行われ
ている。また、負荷変化は一般的には行わず、仮に変化
がある場合にも、急速な変化は要求されない。これに対
して、燃料電池は発電装置であり、電力需要の変化に対
応して比較的大きな頻度で起動、停止が行われ、頻繁
に、かつ急速な負荷変化が要求される。したがって、燃
料電池に用いられる改質器においては、従来の化学工業
の改質器とは異なり、速い負荷変化に対する優れた追随
性が要求される。
させて水素を得る改質器の技術は、化学工業において発
達した技術である。化学工業における改質器の運用は、
定格負荷での連続運転が一般的であり、装置の停止を年
に１回〜数回に抑えて、経済性を追求した運転が行われ
ている。また、負荷変化は一般的には行わず、仮に変化
がある場合にも、急速な変化は要求されない。これに対
して、燃料電池は発電装置であり、電力需要の変化に対
応して比較的大きな頻度で起動、停止が行われ、頻繁
に、かつ急速な負荷変化が要求される。したがって、燃
料電池に用いられる改質器においては、従来の化学工業
の改質器とは異なり、速い負荷変化に対する優れた追随
性が要求される。
【０００３】図３は、従来より用いられている燃料電池
用改質器の温度制御方法を示すフロー図である。図にお
いて、１は模式的に表示した燃料電池本体、２は改質
器、２ａは改質器２に内蔵された触媒層、２ｂは改質器
２に付設された加熱用のバーナ、３は改質器２の触媒層
２ａへと導入される原燃料の流量を測定する原燃料流量
検出器、４は触媒層２ａの出口の温度を測定する触媒層
温度検出器、５はバーナ２ｂで燃焼されて排出される燃
焼排ガスの温度を測定する排ガス温度検出器である。ま
た、６は、燃料電池本体１の燃料極より排出されバーナ
２ｂへと送られて燃焼に用いられる燃料極排出ガスの流
量を調整する流量調整弁、７は、外部よりバーナ２ｂへ
と送られる燃焼用空気の流量を調整する流量調整弁であ
り、８は、流量調整弁６、７を制御する制御装置であ
る。
用改質器の温度制御方法を示すフロー図である。図にお
いて、１は模式的に表示した燃料電池本体、２は改質
器、２ａは改質器２に内蔵された触媒層、２ｂは改質器
２に付設された加熱用のバーナ、３は改質器２の触媒層
２ａへと導入される原燃料の流量を測定する原燃料流量
検出器、４は触媒層２ａの出口の温度を測定する触媒層
温度検出器、５はバーナ２ｂで燃焼されて排出される燃
焼排ガスの温度を測定する排ガス温度検出器である。ま
た、６は、燃料電池本体１の燃料極より排出されバーナ
２ｂへと送られて燃焼に用いられる燃料極排出ガスの流
量を調整する流量調整弁、７は、外部よりバーナ２ｂへ
と送られる燃焼用空気の流量を調整する流量調整弁であ
り、８は、流量調整弁６、７を制御する制御装置であ
る。
【０００４】図に見られるように、従来の燃料電池用改
質器においては、触媒層温度検出器４によって触媒層２
ａの出口の温度を測定し、測定信号を制御装置８へと送
り、この測定値が常に所定の基準温度となるように、制
御装置８により流量調整弁６、７へと制御信号を送って
制御し、測定温度が基準温度より高い場合にはバーナ２
ｂの燃焼量を減少させるよう調整し、測定温度が基準温
度より低い場合にはバーナ２ｂの燃焼量を増大させるよ
う調整して、改質器２より得られる改質ガスの組成変化
を抑えている。
質器においては、触媒層温度検出器４によって触媒層２
ａの出口の温度を測定し、測定信号を制御装置８へと送
り、この測定値が常に所定の基準温度となるように、制
御装置８により流量調整弁６、７へと制御信号を送って
制御し、測定温度が基準温度より高い場合にはバーナ２
ｂの燃焼量を減少させるよう調整し、測定温度が基準温
度より低い場合にはバーナ２ｂの燃焼量を増大させるよ
う調整して、改質器２より得られる改質ガスの組成変化
を抑えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとく触媒層温
度検出器４によって触媒層２ａの出口の温度を測定し、
これによってバーナ２ｂの燃焼量を調整して触媒層２ａ
の温度が一定に保持されれば、改質ガスの組成変化のな
い安定した改質操作が行われることとなる。しかしなが
ら、通常用いられる改質器においては、金属部材と内蔵
される触媒の熱容量が大きいので、負荷変動等の外乱が
加わってから触媒層２ａの出口の温度に変化が現れるま
でに時間遅れがあり、このため適正な温度制御が行えな
いという問題点がある。
度検出器４によって触媒層２ａの出口の温度を測定し、
これによってバーナ２ｂの燃焼量を調整して触媒層２ａ
の温度が一定に保持されれば、改質ガスの組成変化のな
い安定した改質操作が行われることとなる。しかしなが
ら、通常用いられる改質器においては、金属部材と内蔵
される触媒の熱容量が大きいので、負荷変動等の外乱が
加わってから触媒層２ａの出口の温度に変化が現れるま
でに時間遅れがあり、このため適正な温度制御が行えな
いという問題点がある。
【０００６】図４は、従来の運転制御方法による発明者
らの改質器の実機運転の結果の一例を示す特性図で、改
質器の負荷すなわち導入する原燃料ガスの流量を変化さ
せたときの触媒層温度および燃焼排ガスの温度の時間変
化を示したものである。図に見られるように、負荷を増
加させると、触媒層温度は時間遅れを経たのち下降を始
め、燃焼量を増大させるようフィードバックが加わるこ
とにより上昇へと転じている。ついで触媒層温度が基準
値を上回ることにより燃焼量を減少させるようフィード
バックが加わり、負荷が一定であるので、時間とともに
触媒層温度も基準値へと制御されている。負荷を減少さ
せると、時間遅れを経たのち上昇を始め、フィードバッ
クが加わるとともに下降に転じている。ついで再びフィ
ードバックが加わって上昇に転じ、負荷が一定となると
ともに、時間遅れを経て触媒層温度も基準値へと制御さ
れている。本例においては触媒層温度に約５０℃の変動
が生じている。なお、図に示したように燃焼排ガス温度
は約６０℃の変動を生じているが、その変化は負荷変動
と類似であり、触媒層温度のごとき大幅なオーバーシュ
ートやアンダーシュートは生じていない。
らの改質器の実機運転の結果の一例を示す特性図で、改
質器の負荷すなわち導入する原燃料ガスの流量を変化さ
せたときの触媒層温度および燃焼排ガスの温度の時間変
化を示したものである。図に見られるように、負荷を増
加させると、触媒層温度は時間遅れを経たのち下降を始
め、燃焼量を増大させるようフィードバックが加わるこ
とにより上昇へと転じている。ついで触媒層温度が基準
値を上回ることにより燃焼量を減少させるようフィード
バックが加わり、負荷が一定であるので、時間とともに
触媒層温度も基準値へと制御されている。負荷を減少さ
せると、時間遅れを経たのち上昇を始め、フィードバッ
クが加わるとともに下降に転じている。ついで再びフィ
ードバックが加わって上昇に転じ、負荷が一定となると
ともに、時間遅れを経て触媒層温度も基準値へと制御さ
れている。本例においては触媒層温度に約５０℃の変動
が生じている。なお、図に示したように燃焼排ガス温度
は約６０℃の変動を生じているが、その変化は負荷変動
と類似であり、触媒層温度のごとき大幅なオーバーシュ
ートやアンダーシュートは生じていない。
【０００７】図４に示した例では、触媒層温度は時間経
過とともに基準値へと収束し制御されているが、大幅な
オーバーシュートやアンダーシュートが見られ、負荷条
件によっては、収束するまでにさらに長い時間が必要と
なることがわかる。また、オーバーシュートが過大にな
ると、機器運転の上限温度を越え、非常停止に至る可能
性があり、また、アンダーシュートが過大となり触媒層
温度が低下すると、改質反応の低下にともなって改質ガ
ス中の水素濃度が低下し、燃料電池本体の水素利用率が
上昇し、破損を生じる危険性がある。
過とともに基準値へと収束し制御されているが、大幅な
オーバーシュートやアンダーシュートが見られ、負荷条
件によっては、収束するまでにさらに長い時間が必要と
なることがわかる。また、オーバーシュートが過大にな
ると、機器運転の上限温度を越え、非常停止に至る可能
性があり、また、アンダーシュートが過大となり触媒層
温度が低下すると、改質反応の低下にともなって改質ガ
ス中の水素濃度が低下し、燃料電池本体の水素利用率が
上昇し、破損を生じる危険性がある。
【０００８】本発明は上記のごとき従来技術の問題点を
考慮してなされたもので、本発明の目的は、急激な負荷
変動が生じる場合にあっても、負荷変動に伴う温度変化
が速やかに検知され、触媒層温度が適切に制御されて安
定した改質反応が得られる燃料電池用改質器の温度制御
方法を提供することを目的とする。
考慮してなされたもので、本発明の目的は、急激な負荷
変動が生じる場合にあっても、負荷変動に伴う温度変化
が速やかに検知され、触媒層温度が適切に制御されて安
定した改質反応が得られる燃料電池用改質器の温度制御
方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、付設のバーナへ燃料ガスと空
気を供給して燃焼させ、内部の触媒層に導入した天然ガ
ス等の原燃料を加熱して、水素濃度の高い燃料ガスを得
る燃料電池用改質器において、 （１）触媒層に導入する原燃料の流量と、触媒層の温度
と、バーナで燃焼された燃料ガスの排ガスの温度を測定
し、排ガスの温度を原燃料の流量の測定値と触媒層の温
度の測定値より算出される標準値に設定して運転するこ
とにより、触媒層の温度を制御することとする。
めに、本発明においては、付設のバーナへ燃料ガスと空
気を供給して燃焼させ、内部の触媒層に導入した天然ガ
ス等の原燃料を加熱して、水素濃度の高い燃料ガスを得
る燃料電池用改質器において、 （１）触媒層に導入する原燃料の流量と、触媒層の温度
と、バーナで燃焼された燃料ガスの排ガスの温度を測定
し、排ガスの温度を原燃料の流量の測定値と触媒層の温
度の測定値より算出される標準値に設定して運転するこ
とにより、触媒層の温度を制御することとする。
【００１０】（２）さらに、上記（１）において用いる
上記の排ガスの温度の標準値を、定常時の基準値に、原
燃料の流量の測定値と定常時の基準値との差に比例する
量、ならびに触媒層の温度の定常時の基準値と測定値の
差に比例する量を加えて得られる標準値とすることとす
る。 （３）さらにまた、上記（１）あるいは（２）におい
て、上記の排ガスの温度の測定値、および触媒層の温度
の測定値として、それぞれ複数の温度計により測定され
た値の平均値を用いることとする。
上記の排ガスの温度の標準値を、定常時の基準値に、原
燃料の流量の測定値と定常時の基準値との差に比例する
量、ならびに触媒層の温度の定常時の基準値と測定値の
差に比例する量を加えて得られる標準値とすることとす
る。 （３）さらにまた、上記（１）あるいは（２）におい
て、上記の排ガスの温度の測定値、および触媒層の温度
の測定値として、それぞれ複数の温度計により測定され
た値の平均値を用いることとする。
【００１１】既に図４において説明したように、改質器
の負荷変動に対する触媒層の温度の応答は遅く、数分か
ら２０分の遅れを生じる。これに対して燃焼排ガスの温
度は速やかに応答し、オーバーシュートやアンダーシュ
ートを生じることなく、負荷、すなわち導入される原燃
料流量に対応した温度となる。したがって、負荷変動が
生じた時、燃焼排ガスの温度を変動した負荷、すなわち
原燃料流量に対応する温度となるよう制御すれば、変化
速度の速い負荷変動に対して効果的な制御が行われるこ
ととなる。また、改質器においては、組成変化を極力抑
える必要があり、そのためには触媒層の温度を一定に制
御することが必要であるので、触媒層の温度の変化量に
比例する補正を加えて、次式（１）のごとく算出される
温度となるよう燃焼排ガスの温度を制御すれば、改質器
の温度が効果的に制御されることとなる。なお、次式
（１）で、Ｔｇ(0)、Ｆｇ(0)、Ｔｃ(0)は、それぞれ燃
焼排ガスの温度、原燃料流量、触媒層温度の初期値、す
なわち変動前の値であり、Ｆｇ、Ｔｃは、原燃料流量、
触媒層温度の測定値、Ｔｇは制御される燃焼排ガスの温
度の設定値である。
の負荷変動に対する触媒層の温度の応答は遅く、数分か
ら２０分の遅れを生じる。これに対して燃焼排ガスの温
度は速やかに応答し、オーバーシュートやアンダーシュ
ートを生じることなく、負荷、すなわち導入される原燃
料流量に対応した温度となる。したがって、負荷変動が
生じた時、燃焼排ガスの温度を変動した負荷、すなわち
原燃料流量に対応する温度となるよう制御すれば、変化
速度の速い負荷変動に対して効果的な制御が行われるこ
ととなる。また、改質器においては、組成変化を極力抑
える必要があり、そのためには触媒層の温度を一定に制
御することが必要であるので、触媒層の温度の変化量に
比例する補正を加えて、次式（１）のごとく算出される
温度となるよう燃焼排ガスの温度を制御すれば、改質器
の温度が効果的に制御されることとなる。なお、次式
（１）で、Ｔｇ(0)、Ｆｇ(0)、Ｔｃ(0)は、それぞれ燃
焼排ガスの温度、原燃料流量、触媒層温度の初期値、す
なわち変動前の値であり、Ｆｇ、Ｔｃは、原燃料流量、
触媒層温度の測定値、Ｔｇは制御される燃焼排ガスの温
度の設定値である。
【００１２】
【数１】 Ｔｇ＝Ｔｇ(0) ＋α（Ｆｇ−Ｆｇ(0)）＋β（Ｔｃ(0)−Ｔｃ） （１） 上記の式に用いられている比例定数α、βのうち、αは
改質器の構造、容量により定まる定数である。また、β
は必要とする制御に応じて実験的に選定する定数であ
る。
改質器の構造、容量により定まる定数である。また、β
は必要とする制御に応じて実験的に選定する定数であ
る。
【００１３】したがって、上記の（１）、さらには
（２）のごとくとすれば、改質器の温度が効果的に制御
されることとなり、また（３）のごとくとすれば、燃焼
排ガスの温度および触媒層温度がより正確に測定される
こととなるので、より効果的である。
（２）のごとくとすれば、改質器の温度が効果的に制御
されることとなり、また（３）のごとくとすれば、燃焼
排ガスの温度および触媒層温度がより正確に測定される
こととなるので、より効果的である。
【００１４】
＜実施例１＞図１は、本発明の燃料電池用改質器の温度
制御方法の第１の実施例を示すフロー図である。図にお
いて、図３に示した従来例のフロー図に記載の構成部品
と同一機能を備えた構成部品には同一符号を付し、重複
する説明は省略する。
制御方法の第１の実施例を示すフロー図である。図にお
いて、図３に示した従来例のフロー図に記載の構成部品
と同一機能を備えた構成部品には同一符号を付し、重複
する説明は省略する。
【００１５】従来例においては、触媒層温度検出器４の
測定信号を受けた制御装置８により流量調整弁６、７が
制御され、改質器２のバーナ２ｂの燃焼量が調整されて
いたのに対して、本実施例においては、原燃料流量検出
器３で測定された原燃料流量の測定信号、触媒層温度検
出器４で測定された触媒層温度の測定信号、および排ガ
ス温度検出器５で測定された燃焼排ガスの温度測定信号
を制御装置８Ａへと送り、測定信号をもとに制御装置８
Ａより流量調整弁６、７へと制御信号が送って、改質器
２のバーナ２ｂへと送られる燃焼用空気および燃料極排
ガスの流量を制御し、測定された燃焼排ガスの温度が、
原燃料流量の測定信号および触媒層温度の測定信号を用
いて前述の式（１）で算出される設定温度となるよう制
御している。
測定信号を受けた制御装置８により流量調整弁６、７が
制御され、改質器２のバーナ２ｂの燃焼量が調整されて
いたのに対して、本実施例においては、原燃料流量検出
器３で測定された原燃料流量の測定信号、触媒層温度検
出器４で測定された触媒層温度の測定信号、および排ガ
ス温度検出器５で測定された燃焼排ガスの温度測定信号
を制御装置８Ａへと送り、測定信号をもとに制御装置８
Ａより流量調整弁６、７へと制御信号が送って、改質器
２のバーナ２ｂへと送られる燃焼用空気および燃料極排
ガスの流量を制御し、測定された燃焼排ガスの温度が、
原燃料流量の測定信号および触媒層温度の測定信号を用
いて前述の式（１）で算出される設定温度となるよう制
御している。
【００１６】このように温度制御を行えば、改質器２の
負荷変動に敏感なバーナの排ガス温度により制御される
ので、従来のごとき時間遅れによるオーバーシュートや
アンダーシュートを生じることなく、的確にかつ安定し
て温度の制御が行われることとなる。 ＜実施例２＞図２は、本発明の燃料電池用改質器の温度
制御方法の第２の実施例を示すフロー図である。本実施
例の第１の実施例との差は、改質器２にそれぞれ複数の
触媒層温度検出器と排ガス温度測定器が組み込まれてお
り、２組の触媒層温度検出器４Ａ，４Ｂの測定信号は演
算器１０へと送られ、演算器１０で平均して得られた測
定結果が制御装置８Ａへと送られ、また３組の排ガス温
度測定器５Ａ，５Ｂ，５Ｃの測定信号は演算器９へと送
られ、演算器９で平均して得られた測定結果が制御装置
８Ａへと送られていることにある。
負荷変動に敏感なバーナの排ガス温度により制御される
ので、従来のごとき時間遅れによるオーバーシュートや
アンダーシュートを生じることなく、的確にかつ安定し
て温度の制御が行われることとなる。 ＜実施例２＞図２は、本発明の燃料電池用改質器の温度
制御方法の第２の実施例を示すフロー図である。本実施
例の第１の実施例との差は、改質器２にそれぞれ複数の
触媒層温度検出器と排ガス温度測定器が組み込まれてお
り、２組の触媒層温度検出器４Ａ，４Ｂの測定信号は演
算器１０へと送られ、演算器１０で平均して得られた測
定結果が制御装置８Ａへと送られ、また３組の排ガス温
度測定器５Ａ，５Ｂ，５Ｃの測定信号は演算器９へと送
られ、演算器９で平均して得られた測定結果が制御装置
８Ａへと送られていることにある。
【００１７】したがって、本構成では、より正確な温度
測定値を用いて流量調整弁６、７が調整され、バーナ２
ｂの燃焼量が制御されるので、より安定した温度制御が
できることとなる。なお、本構成による温度制御を行っ
ている発明者等の改質器においては、負荷、したがって
原燃料の流量と燃焼排ガスの温度との関係の測定結果を
もとに、前述の式（１）の定数を算定して、Ｔｇ(0)＝9
29(℃) 、Ｆｇ(0)＝852 (Nm3/h) 、Ｔｃ(0)＝785
(℃）、α=0.0783、β＝1.00とし、
測定値を用いて流量調整弁６、７が調整され、バーナ２
ｂの燃焼量が制御されるので、より安定した温度制御が
できることとなる。なお、本構成による温度制御を行っ
ている発明者等の改質器においては、負荷、したがって
原燃料の流量と燃焼排ガスの温度との関係の測定結果を
もとに、前述の式（１）の定数を算定して、Ｔｇ(0)＝9
29(℃) 、Ｆｇ(0)＝852 (Nm3/h) 、Ｔｃ(0)＝785
(℃）、α=0.0783、β＝1.00とし、
【００１８】
【数２】 Ｔｇ＝ 929 ＋ 0.0783(Ｆｇ−852) ＋ (785 −Ｔｃ) （２） として、燃焼排ガスの設定温度を定めて制御している。
本制御方式を用いて制御したときの触媒層温度の変動幅
は、設定条件により差異があるが、通常の変動条件にお
いては、従来の制御方式の場合の変動幅の凡そ半分以下
に抑えられており、改質ガスの組成の均一化に極めて効
果的であることがわかる。
本制御方式を用いて制御したときの触媒層温度の変動幅
は、設定条件により差異があるが、通常の変動条件にお
いては、従来の制御方式の場合の変動幅の凡そ半分以下
に抑えられており、改質ガスの組成の均一化に極めて効
果的であることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】上述のごとく、本発明によれば、付設の
バーナへ燃料ガスと空気を供給して燃焼させ、触媒層に
導入した原燃料を加熱して、水素濃度の高い燃料ガスを
得る燃料電池用改質器において、 （１）バーナで燃焼された燃料ガスの排ガスの温度を、
原燃料の流量の測定値と触媒層の温度の測定値より算出
される標準値、例えば、定常時の基準値に、原燃料の流
量の測定値と定常時の基準値との差に比例する量、なら
びに触媒層の温度の定常時の基準値と測定値の差に比例
する量を加えて得られる標準値、に設定して運転するこ
とにより触媒層の温度を制御することとしたので、急激
な負荷変動が生じる場合にあっても、負荷変動に伴う温
度変化が速やかに検知されて触媒層温度が適切に制御さ
れ、安定した改質反応が行われる燃料電池用改質器の温
度制御方法が得られることとなった。
バーナへ燃料ガスと空気を供給して燃焼させ、触媒層に
導入した原燃料を加熱して、水素濃度の高い燃料ガスを
得る燃料電池用改質器において、 （１）バーナで燃焼された燃料ガスの排ガスの温度を、
原燃料の流量の測定値と触媒層の温度の測定値より算出
される標準値、例えば、定常時の基準値に、原燃料の流
量の測定値と定常時の基準値との差に比例する量、なら
びに触媒層の温度の定常時の基準値と測定値の差に比例
する量を加えて得られる標準値、に設定して運転するこ
とにより触媒層の温度を制御することとしたので、急激
な負荷変動が生じる場合にあっても、負荷変動に伴う温
度変化が速やかに検知されて触媒層温度が適切に制御さ
れ、安定した改質反応が行われる燃料電池用改質器の温
度制御方法が得られることとなった。
【００２０】（２）また、上記の排ガスの温度の測定
値、および触媒層の温度の測定値として、それぞれ複数
の温度計により測定された値の平均値を用いることとす
れば、より正確な値を用いて制御されるので、安定した
改質反応が行われる燃料電池用改質器の温度制御方法と
してより好適である。
値、および触媒層の温度の測定値として、それぞれ複数
の温度計により測定された値の平均値を用いることとす
れば、より正確な値を用いて制御されるので、安定した
改質反応が行われる燃料電池用改質器の温度制御方法と
してより好適である。
【図１】本発明の燃料電池用改質器の温度制御方法の第
１の実施例を示すフロー図
１の実施例を示すフロー図
【図２】本発明の燃料電池用改質器の温度制御方法の第
２の実施例を示すフロー図
２の実施例を示すフロー図
【図３】従来より用いられている燃料電池用改質器の温
度制御方法を示すフロー図
度制御方法を示すフロー図
【図４】従来の温度制御方法による発明者らの改質器の
実機運転の結果の一例を示す特性図
実機運転の結果の一例を示す特性図
１ 燃料電池本体 ２ 改質器 ２ａ 触媒層 ２ｂ バーナ ３ 原燃料流量検出器 ４ 触媒層温度検出器 ４Ａ，４Ｂ 触媒層温度検出器 ５ 排ガス温度検出器 ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 排ガス温度検出器 ６ 流量調整弁 ７ 流量調整弁 ８Ａ 制御装置 ９ 演算器 １０ 演算器
Claims (3)
- 【請求項１】付設のバーナへ燃料ガスと空気を供給して
燃焼させ、内部の触媒層に導入した天然ガス等の原燃料
を加熱して、水素濃度の高い燃料ガスを得る燃料電池用
改質器において、 触媒層に導入する原燃料の流量と、触媒層の温度と、バ
ーナで燃焼された燃料ガスの排ガスの温度を測定し、排
ガスの温度を原燃料の流量の測定値と触媒層の温度の測
定値より算出される標準値に設定して運転することによ
り、触媒層の温度を制御することを特徴とする燃料電池
用改質器の温度制御方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の燃料電池用改質器の温度
制御方法において、前記の排ガスの温度の標準値が、定
常時の基準値に、原燃料の流量の測定値と定常時の基準
値との差に比例する量、ならびに触媒層の温度の定常時
の基準値と測定値の差に比例する量を加えてなる標準値
であることを特徴とする燃料電池用改質器の温度制御方
法。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の燃料電池用改質
器の温度制御方法において、前記の排ガスの温度の測定
値と触媒層の温度の測定値が、それぞれ複数の温度計に
より測定された値の平均値であることを特徴とする燃料
電池用改質器の温度制御方法。
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