JPS60212971A - 燃料電池発電システム及びその起動方法 - Google Patents
燃料電池発電システム及びその起動方法Info
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- JPS60212971A JPS60212971A JP59067733A JP6773384A JPS60212971A JP S60212971 A JPS60212971 A JP S60212971A JP 59067733 A JP59067733 A JP 59067733A JP 6773384 A JP6773384 A JP 6773384A JP S60212971 A JPS60212971 A JP S60212971A
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃料電池発電システム及びその起動方法に関す
るものである。
るものである。
従来の燃料電池発電システムにおける燃料改質器（以下
、リホーマと称する）の燃焼部の燃焼用空気は空気圧縮
機より直接供給される場合と、燃料電池本体（燃料電池
）の酸素極の排出ガスが供給される場合の２通シがあっ
た。このうち空気圧縮機より直接供給される場合は、空
気圧縮機は燃料電池の酸素極及びリホーマの燃焼部の両
方へ空気を供給しなければならず、供給する空気量が多
量となシ、従って供給空気を圧縮するための動力も大き
くなり、空気圧縮機の規模が増大し、空気圧縮機の動力
損失及びコストが増大する欠点があった。
、リホーマと称する）の燃焼部の燃焼用空気は空気圧縮
機より直接供給される場合と、燃料電池本体（燃料電池
）の酸素極の排出ガスが供給される場合の２通シがあっ
た。このうち空気圧縮機より直接供給される場合は、空
気圧縮機は燃料電池の酸素極及びリホーマの燃焼部の両
方へ空気を供給しなければならず、供給する空気量が多
量となシ、従って供給空気を圧縮するための動力も大き
くなり、空気圧縮機の規模が増大し、空気圧縮機の動力
損失及びコストが増大する欠点があった。
これに対し燃料電池の酸素極の排出ガスが供給される場
合は、空気圧縮機より燃料電池の酸素極へ空気が供給さ
れ、燃料電池における発電量に相当する量が消費されて
排出されたガスをリホーマの燃焼部へ供給するため、燃
料電池の運転状態によりリホーマの燃焼部の燃焼条件が
影響を受ける欠点があった。例えば燃料電池の燃焼部の
負荷が急に増加した場合には燃料電池の酸素極の排出ガ
ス中の酸素量およｒドＳ査濃度が低下し、リホーマの燃
焼部に供給される燃料である水素を燃焼させるのに必要
な酸素量が不足し、リホーマにおいて燃焼部よシ反応部
へ供給すべき熱量が不足となり、最悪の場合は燃焼部の
失火を引き起こす可能性がある。
合は、空気圧縮機より燃料電池の酸素極へ空気が供給さ
れ、燃料電池における発電量に相当する量が消費されて
排出されたガスをリホーマの燃焼部へ供給するため、燃
料電池の運転状態によりリホーマの燃焼部の燃焼条件が
影響を受ける欠点があった。例えば燃料電池の燃焼部の
負荷が急に増加した場合には燃料電池の酸素極の排出ガ
ス中の酸素量およｒドＳ査濃度が低下し、リホーマの燃
焼部に供給される燃料である水素を燃焼させるのに必要
な酸素量が不足し、リホーマにおいて燃焼部よシ反応部
へ供給すべき熱量が不足となり、最悪の場合は燃焼部の
失火を引き起こす可能性がある。
そしてこの燃料電池発電システムを起動させるにはこの
種触媒燃焼型改質器の燃焼部の触媒層を予熱（水素等低
着火温度まで昇温する）する手段として、例えばタンク
等に貯蔵された空気等を電気ヒータ等で加熱昇温し、リ
ホーマの燃焼部へ送風するか、あるいはリホーマの燃焼
部へ着火装置を設置して燃焼させるかの方法が考えられ
たが、仁れらの方法によれば通常の電池運転時には不要
となる設備を設けなければならないだけでなく、その制
御ちるいは故障等に対する処置をしなければならなかっ
た。
種触媒燃焼型改質器の燃焼部の触媒層を予熱（水素等低
着火温度まで昇温する）する手段として、例えばタンク
等に貯蔵された空気等を電気ヒータ等で加熱昇温し、リ
ホーマの燃焼部へ送風するか、あるいはリホーマの燃焼
部へ着火装置を設置して燃焼させるかの方法が考えられ
たが、仁れらの方法によれば通常の電池運転時には不要
となる設備を設けなければならないだけでなく、その制
御ちるいは故障等に対する処置をしなければならなかっ
た。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであシ、信頼性の
向上を可能とした燃料電池発電システム及びその起動方
法を提供することを目的とするものである。
向上を可能とした燃料電池発電システム及びその起動方
法を提供することを目的とするものである。
すガわち本発明は水素極及び酸素極を有する燃料電池本
体と、この電池本体の前記水素極に燃料を燃料改質器で
改質・供給する燃料改質系統と、前記電池本体の前記酸
素極に空気を空気圧縮機で圧縮・供給する空気供給系統
と、前記空気圧縮機から前記燃料改質器に空気を供給す
る空気系統とを備えた燃料電池発電システムにおいて、
前記空気系統を、前記空気圧縮機から前記酸素極を経由
して供給するように設けた経由系統と、前記空気圧縮機
から直接供給するように設けた直接系統とで形成すると
共に、これら両系統への供給空気を前記酸素極における
必要酸素量と前記燃料改質器の燃焼部における必要酸素
量とに応じて配分し、供給する制御装置を設けたことを
第１の特徴とし、水素極及び酸素極を有する燃料電池本
体と、この電池本体の前記水素極に燃料を燃料改質器で
改質・供給する燃料改質系統と、前記電池本体の前記酸
素極に空気を空気圧縮機で圧縮・供給する空気供給系統
と、前記空気圧縮機から前記燃料改質器に空気を供給す
る空気系統とを備え、前記燃料改質器はその燃焼部に触
媒層を有しており、この触媒層を予熱し、前記燃焼部に
おける前記燃料を着火させて起動する燃料電池発電シス
テムの起動方法において、前記空気圧縮機から吐出され
る高温空気を前記空気圧縮機から前記燃料改質器に空気
を直接供給するように設けた直接系統を介して前記燃料
改質器に供給し、前記触媒層を予熱するようにしたこと
を第２の特徴とするものであり、これによって燃料改質
器の燃焼部に常時必要な酸素が供給されるようになると
共に、燃料電池発電システムの起動も容易となる。
体と、この電池本体の前記水素極に燃料を燃料改質器で
改質・供給する燃料改質系統と、前記電池本体の前記酸
素極に空気を空気圧縮機で圧縮・供給する空気供給系統
と、前記空気圧縮機から前記燃料改質器に空気を供給す
る空気系統とを備えた燃料電池発電システムにおいて、
前記空気系統を、前記空気圧縮機から前記酸素極を経由
して供給するように設けた経由系統と、前記空気圧縮機
から直接供給するように設けた直接系統とで形成すると
共に、これら両系統への供給空気を前記酸素極における
必要酸素量と前記燃料改質器の燃焼部における必要酸素
量とに応じて配分し、供給する制御装置を設けたことを
第１の特徴とし、水素極及び酸素極を有する燃料電池本
体と、この電池本体の前記水素極に燃料を燃料改質器で
改質・供給する燃料改質系統と、前記電池本体の前記酸
素極に空気を空気圧縮機で圧縮・供給する空気供給系統
と、前記空気圧縮機から前記燃料改質器に空気を供給す
る空気系統とを備え、前記燃料改質器はその燃焼部に触
媒層を有しており、この触媒層を予熱し、前記燃焼部に
おける前記燃料を着火させて起動する燃料電池発電シス
テムの起動方法において、前記空気圧縮機から吐出され
る高温空気を前記空気圧縮機から前記燃料改質器に空気
を直接供給するように設けた直接系統を介して前記燃料
改質器に供給し、前記触媒層を予熱するようにしたこと
を第２の特徴とするものであり、これによって燃料改質
器の燃焼部に常時必要な酸素が供給されるようになると
共に、燃料電池発電システムの起動も容易となる。
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図には本発明の一実施例が示されている。燃料電池発
電システムは水素極１及び酸素極２を有する燃料電池本
体（燃料電池）３、この燃料電池３の水素極１に燃料の
水素をリホーマ４で改質・供給する燃料改質系統５、燃
料電池３の酸素極２に空気を空気圧縮機６で圧縮・供給
する空気供給系統７等より構成されている。なお同図に
おいて８は一酸化炭素変成器、９は膨張機、ＩＯは直交
変換装置、１１は負荷である。
１図には本発明の一実施例が示されている。燃料電池発
電システムは水素極１及び酸素極２を有する燃料電池本
体（燃料電池）３、この燃料電池３の水素極１に燃料の
水素をリホーマ４で改質・供給する燃料改質系統５、燃
料電池３の酸素極２に空気を空気圧縮機６で圧縮・供給
する空気供給系統７等より構成されている。なお同図に
おいて８は一酸化炭素変成器、９は膨張機、ＩＯは直交
変換装置、１１は負荷である。
このように構成された燃料電池発電システムで本実施例
では空気圧縮機６からリホーマ４に空気を供給する空気
系統を、空気圧縮機６から酸素極２を経由して供給する
ように設けた経由系統１２ａ 。
では空気圧縮機６からリホーマ４に空気を供給する空気
系統を、空気圧縮機６から酸素極２を経由して供給する
ように設けた経由系統１２ａ 。
１２ｂと、空気圧縮機６から直接供給するように設けた
直接系統１３とで形成すると共に、これら両系統１２ａ
、１２ｂ及び１３への供給空気を酸素極２における必要
酸素量とリホーマ４の燃焼部４ａにおける必要酸素量と
に応じて配分し、供給する制御装置１４を設けた。そし
て起動時には空気圧縮機６から吐出される高温空気を空
気圧縮機６からリホーマ４に空気を直接供給するように
設けた直接系統１３を介してリホーマ４に供給し、燃焼
部４ａの触媒層４ｂを予熱するようにした。
直接系統１３とで形成すると共に、これら両系統１２ａ
、１２ｂ及び１３への供給空気を酸素極２における必要
酸素量とリホーマ４の燃焼部４ａにおける必要酸素量と
に応じて配分し、供給する制御装置１４を設けた。そし
て起動時には空気圧縮機６から吐出される高温空気を空
気圧縮機６からリホーマ４に空気を直接供給するように
設けた直接系統１３を介してリホーマ４に供給し、燃焼
部４ａの触媒層４ｂを予熱するようにした。
このようにすることによりリホーマ４の燃焼部４ａに常
時必要な酸素が供給されるようになると共に、起動が容
易となって、信頼性の向上を可能とした燃料電池発電シ
ステム及びその起動方法を得ることができる。
時必要な酸素が供給されるようになると共に、起動が容
易となって、信頼性の向上を可能とした燃料電池発電シ
ステム及びその起動方法を得ることができる。
すなわち空気圧縮機６からリホーマ４に空気を供給する
経由系統１２ａ、１２ｂ及び直接系統１３と、これら両
系統１２ａ、１２ｂ、１３への供給空気を酸素極２及び
リホーマ４の燃焼部４ａにおける必要酸素量に応じて配
分・供給する制御装置１４とを設けたので、次のように
することができる。燃料電池発電システムの平常運転時
において酸素極２の排出ガス中の酸素量は、電流計１５
によシ検出される燃料電池３の負荷電流値及び流量計１
６により検出される酸素極２人口の空気流量によシ制御
装置１４の演算器１４ａで計算される。また負荷電流値
と流量計１７とにより水素極１の排出ガス中の水素量を
演算器１４ａで計算し、一方、補助燃料は流量計１８に
より流量が検出され、コントロールバルブ１９を調節し
てリホーマ４の燃焼部４ａへ供給される。このようにし
てリホーマ４の燃焼部４ａへ供給される燃料量およびそ
れを燃焼させるに必要な酸素量を演算器１４ａで算出す
る。このリホーマ４の燃焼部４ａで必要な量の酸素は流
量計２０によりライン２１の流量を検出し、制御装置１
４の制御部１４ｂによりコントロールパルプ２２を調節
して、経由系統１２ａの酸素極２排出ガスを経由系統１
２ｂへ分岐して、リホーマ４の燃焼部４ａへ供給する。
経由系統１２ａ、１２ｂ及び直接系統１３と、これら両
系統１２ａ、１２ｂ、１３への供給空気を酸素極２及び
リホーマ４の燃焼部４ａにおける必要酸素量に応じて配
分・供給する制御装置１４とを設けたので、次のように
することができる。燃料電池発電システムの平常運転時
において酸素極２の排出ガス中の酸素量は、電流計１５
によシ検出される燃料電池３の負荷電流値及び流量計１
６により検出される酸素極２人口の空気流量によシ制御
装置１４の演算器１４ａで計算される。また負荷電流値
と流量計１７とにより水素極１の排出ガス中の水素量を
演算器１４ａで計算し、一方、補助燃料は流量計１８に
より流量が検出され、コントロールバルブ１９を調節し
てリホーマ４の燃焼部４ａへ供給される。このようにし
てリホーマ４の燃焼部４ａへ供給される燃料量およびそ
れを燃焼させるに必要な酸素量を演算器１４ａで算出す
る。このリホーマ４の燃焼部４ａで必要な量の酸素は流
量計２０によりライン２１の流量を検出し、制御装置１
４の制御部１４ｂによりコントロールパルプ２２を調節
して、経由系統１２ａの酸素極２排出ガスを経由系統１
２ｂへ分岐して、リホーマ４の燃焼部４ａへ供給する。
そして燃料電池３の負荷１１が急に増加した場合は負荷
電流値が急激に上昇するが、この場合は上述の場合と同
じ手順により酸素極２の排出ガス中の酸素量及びリホー
マ４の燃焼部４ａにおいて燃料の燃焼に必要な酸素量を
演算器１４ａで計算する。酸素極２の排出ガス中の酸素
量とリホーマ４の燃焼部４ａにおける必要酸素量とを比
較し、酸素極２の排出ガス中の酸素量が不足する場合は
その不足する酸素量を含む空気を流量計２３により直接
系統１３の空気量を検出して、制御装置１４の制御部１
４ｂによりコントロールバルブ２４を調節し、空気圧縮
機６により直接系統１３から直接リホーマ４の燃焼部４
ａに供給する。このように本実施例によれば燃料電池３
の酸素極２の排出ガス中の酸素量及び酸素濃度が低下し
てもリホーマ４の燃焼部４ａに燃料を燃焼させるに必要
な酸素量が供給できるようになり、リホーマ４の燃焼部
４ａの燃焼を安定して継続させることができる。
電流値が急激に上昇するが、この場合は上述の場合と同
じ手順により酸素極２の排出ガス中の酸素量及びリホー
マ４の燃焼部４ａにおいて燃料の燃焼に必要な酸素量を
演算器１４ａで計算する。酸素極２の排出ガス中の酸素
量とリホーマ４の燃焼部４ａにおける必要酸素量とを比
較し、酸素極２の排出ガス中の酸素量が不足する場合は
その不足する酸素量を含む空気を流量計２３により直接
系統１３の空気量を検出して、制御装置１４の制御部１
４ｂによりコントロールバルブ２４を調節し、空気圧縮
機６により直接系統１３から直接リホーマ４の燃焼部４
ａに供給する。このように本実施例によれば燃料電池３
の酸素極２の排出ガス中の酸素量及び酸素濃度が低下し
てもリホーマ４の燃焼部４ａに燃料を燃焼させるに必要
な酸素量が供給できるようになり、リホーマ４の燃焼部
４ａの燃焼を安定して継続させることができる。
そして起動時には空気圧縮機６から高温（約１７０Ｃ前
後）に圧縮された空気を直接系統１３を通してリホーマ
４の触媒層４ｂへ送り込むことが可能となる。そして触
媒層４ｂに設けた温度検出器２５により低着火温度燃料
（例えば水素）の着火温度（約９０ｔｌ’前後）になっ
たことを確認し、燃料をガス供給ライン２６から供給し
、自然着火させる。このようにすることによシ、リホー
マ４起動時の着火装置等の設備を簡素化することが可能
となり、リホーマ４の触媒層４ｂの予熱を容易にするこ
とが可能となって、起動を容易にすることができる。
後）に圧縮された空気を直接系統１３を通してリホーマ
４の触媒層４ｂへ送り込むことが可能となる。そして触
媒層４ｂに設けた温度検出器２５により低着火温度燃料
（例えば水素）の着火温度（約９０ｔｌ’前後）になっ
たことを確認し、燃料をガス供給ライン２６から供給し
、自然着火させる。このようにすることによシ、リホー
マ４起動時の着火装置等の設備を簡素化することが可能
となり、リホーマ４の触媒層４ｂの予熱を容易にするこ
とが可能となって、起動を容易にすることができる。
上述のように本発明はリホーマの燃焼部に常時必要な酸
素が供給されると共に起動が容易となって、信頼性の向
上を可能とした燃料電池発電システム及びその起動方法
を得ることができる。
素が供給されると共に起動が容易となって、信頼性の向
上を可能とした燃料電池発電システム及びその起動方法
を得ることができる。
第１図は本発明の燃料電池発電システム及びその起動方
法の一実施例の燃料電池発電システムのシステムフロー
図である。
法の一実施例の燃料電池発電システムのシステムフロー
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水素極及び酸素極を有する燃料電池本体と、この電
池本体の前記水素極に燃料を燃料改質器で改質・供給す
る燃料改質系統と、前記電池本体の前記酸素極に空気を
空気圧縮機で圧縮・供給する空気供給系統と、前記空気
圧縮機から前記燃料改質器に空気を供給する空気系統と
を備えた燃料電池発電システムにおいて、前記空気系統
を、前記空気圧縮機から前記酸素極を経由して供給する
ように設けた経由系統と、前記空気圧縮機から直接供給
するように設けた直接系統とで形成すると共に、これら
両系統への供給空気を前記酸素極における必要酸素量と
前記燃料改質器の燃焼部における必要酸素量とに応じて
配分し、供給する制御装置を設けたことを特徴とする燃
料電池発電システム。 ２、水素極及び酸素極を有する燃料電池本体と、この電
池本体の前記水素極に燃料を燃料改質器で改質・供給す
る燃料改質系統と、前記電池本体の前記酸素極に空気を
空気圧縮機で圧縮・供給する空気供給系統と、前記空気
圧縮機から前記燃料改質器に空気を供給する空気系統と
を備え、前記燃料改質はその燃焼部に触媒層を有してお
り、この触媒層を予熱し、前記燃焼部における前記燃料
を着火させて起動する燃料電池発電システムの起動方法
において、前記空気圧縮機から吐出される高温空気を前
記空気圧縮機から前記燃料改質器に空気を直接供給する
ように設けた直接系統を介して前記燃料改質器に供給し
、前記触媒層を予熱するようにしたことを特徴とする燃
料電池発電システムの起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59067733A JPS60212971A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 燃料電池発電システム及びその起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59067733A JPS60212971A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 燃料電池発電システム及びその起動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60212971A true JPS60212971A (ja) | 1985-10-25 |
Family
ID=13353446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59067733A Pending JPS60212971A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 燃料電池発電システム及びその起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60212971A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62184774A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-13 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電システム及びその起動方法 |
| JPS63181270A (ja) * | 1987-01-22 | 1988-07-26 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池システムの燃料改質装置の制御方法 |
| JPH02148571A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-07 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラントの制御装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51105551A (ja) * | 1975-02-12 | 1976-09-18 | United Technologies Corp | |
| JPS5823168A (ja) * | 1981-07-31 | 1983-02-10 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
| JPS58133784A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-09 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント制御システム |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP59067733A patent/JPS60212971A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51105551A (ja) * | 1975-02-12 | 1976-09-18 | United Technologies Corp | |
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| JPS58133784A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-09 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント制御システム |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62184774A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-13 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電システム及びその起動方法 |
| US4820594A (en) * | 1986-02-07 | 1989-04-11 | Hitachi, Ltd. | Method of starting fuel cell power generation system |
| JPS63181270A (ja) * | 1987-01-22 | 1988-07-26 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池システムの燃料改質装置の制御方法 |
| JPH02148571A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-07 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラントの制御装置 |
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