JPS61263063A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPS61263063A JPS61263063A JP60104438A JP10443885A JPS61263063A JP S61263063 A JPS61263063 A JP S61263063A JP 60104438 A JP60104438 A JP 60104438A JP 10443885 A JP10443885 A JP 10443885A JP S61263063 A JPS61263063 A JP S61263063A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- 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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- 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
- 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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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は燃料電池の燃料極と酸化剤極（以下、空気極と
称する）における極間差圧を一定値に制御する極間差圧
制御手段を備えて成る燃料電池発電システムの改良に関
する。
称する）における極間差圧を一定値に制御する極間差圧
制御手段を備えて成る燃料電池発電システムの改良に関
する。
（発明の技術的背景〕
従来、燃料の有している化学的エネルギーを直接電気的
エネルギーに変換するものとして燃料電池が知られてい
る。この燃料電池は通常、電解質を挟んで一対の多孔質
電極を配置するとともに、一方の電極である燃料極の背
面に水素等の燃料を接触させ、また他方の電極である空
気極の背面に酸素等の酸化剤を接触させ、このとき起こ
る電気化学的反応を利用して上記電極間から電気エネル
ギーを取りだすようにしたものであり、上記燃料と酸化
剤が供給されている限り高い変換効率で電気エネルギー
を取り出すことができるものである。
エネルギーに変換するものとして燃料電池が知られてい
る。この燃料電池は通常、電解質を挟んで一対の多孔質
電極を配置するとともに、一方の電極である燃料極の背
面に水素等の燃料を接触させ、また他方の電極である空
気極の背面に酸素等の酸化剤を接触させ、このとき起こ
る電気化学的反応を利用して上記電極間から電気エネル
ギーを取りだすようにしたものであり、上記燃料と酸化
剤が供給されている限り高い変換効率で電気エネルギー
を取り出すことができるものである。
またこの種の燃料電池においては、燃料としての水素ガ
スを、原料ガスを水蒸気改質することによって生成する
ための燃料改質器を備えて燃料電池発電システムを構成
していることが多い。この燃料改質器は、内部に改質反
応触媒層が設けられた改質管の内側に原料ガスおよび水
蒸気の混合ガスを導入し、かつ上記改質管の外側に燃焼
用燃料および燃焼用空気を燃焼器により燃焼して得られ
た高温加熱ガスを通過させることにより、上記混合ガス
を改質ガスに改質して負荷としての燃料電池へ供給する
ようにしたものである。
スを、原料ガスを水蒸気改質することによって生成する
ための燃料改質器を備えて燃料電池発電システムを構成
していることが多い。この燃料改質器は、内部に改質反
応触媒層が設けられた改質管の内側に原料ガスおよび水
蒸気の混合ガスを導入し、かつ上記改質管の外側に燃焼
用燃料および燃焼用空気を燃焼器により燃焼して得られ
た高温加熱ガスを通過させることにより、上記混合ガス
を改質ガスに改質して負荷としての燃料電池へ供給する
ようにしたものである。
ところで、この種の燃料改質器を蟻えた燃料電池発電シ
ステムにおいては、水蒸気改質反応の熱源として、上記
燃料改質器で水蒸気改質によって得られた水素を含む改
質ガスを、上記燃料電池にて発電に使用した後の水素を
含む排燃料をその燃焼用燃料として用いるようにするこ
とが、燃料電池発電システムの熱効率の面からは好まし
いものである。
ステムにおいては、水蒸気改質反応の熱源として、上記
燃料改質器で水蒸気改質によって得られた水素を含む改
質ガスを、上記燃料電池にて発電に使用した後の水素を
含む排燃料をその燃焼用燃料として用いるようにするこ
とが、燃料電池発電システムの熱効率の面からは好まし
いものである。
第２図は、この種の燃料改質器を備えた燃料電池発電シ
ステムの構成例を示すものである。図において、１は空
気を圧縮して圧縮空気を得る例えばターボ・コンプレッ
サ等からなる空気処理装置、２は原料ガスおよび水蒸気
の混合ガスを供給する原燃料供給装置である。また、３
は内部に改質反応触媒層が設けられた改質管３１の内側
に上記原燃料供給装［２からの原料ガスおよび水蒸気の
混合ガスを導入し、かつ上記改質管３１の外側に燃焼用
燃料および燃焼用空気を燃焼器３２により燃焼して得ら
れた高温加熱ガスを通過させることにより、上記混合ガ
スを改質ガスに改質する燃料改質器である。さらに、４
は上記燃料改質器３からの改質ガスを燃料供給うイン５
、燃料流１１［１節回６を介し燃料として燃料極４１に
導入すると共に、上記空気処理装置１で得られた圧縮空
気を空気供給うイン７、空気流１ｉ９１節弁８を介し酸
化剤として空気極４２に導入し、これらを電気化学的に
反応させて発電を行なう燃料電池で、その発電に使用し
た後の燃料を極間差圧調節弁９、排燃料ライン１０を介
し上記燃料改質器３への燃焼用燃料として排出すると共
に、同じく発電に使用した後の空気を排空気ライン１１
を介し上記燃料改質器３への燃焼用空気として排出する
ようにしている。
ステムの構成例を示すものである。図において、１は空
気を圧縮して圧縮空気を得る例えばターボ・コンプレッ
サ等からなる空気処理装置、２は原料ガスおよび水蒸気
の混合ガスを供給する原燃料供給装置である。また、３
は内部に改質反応触媒層が設けられた改質管３１の内側
に上記原燃料供給装［２からの原料ガスおよび水蒸気の
混合ガスを導入し、かつ上記改質管３１の外側に燃焼用
燃料および燃焼用空気を燃焼器３２により燃焼して得ら
れた高温加熱ガスを通過させることにより、上記混合ガ
スを改質ガスに改質する燃料改質器である。さらに、４
は上記燃料改質器３からの改質ガスを燃料供給うイン５
、燃料流１１［１節回６を介し燃料として燃料極４１に
導入すると共に、上記空気処理装置１で得られた圧縮空
気を空気供給うイン７、空気流１ｉ９１節弁８を介し酸
化剤として空気極４２に導入し、これらを電気化学的に
反応させて発電を行なう燃料電池で、その発電に使用し
た後の燃料を極間差圧調節弁９、排燃料ライン１０を介
し上記燃料改質器３への燃焼用燃料として排出すると共
に、同じく発電に使用した後の空気を排空気ライン１１
を介し上記燃料改質器３への燃焼用空気として排出する
ようにしている。
ざらにまた、１２は上記燃料電池４の燃料極４１と空気
極４２における差圧を検出する差圧検出器１３からの検
出出力を基に、当該差圧を常に一定値に保つように上記
極間差圧調節弁９の開度を制御する弁制御器で、これら
極間差圧調節弁９、弁Ｉ１１御器１２および差圧検出器
１３から極間差圧制御手段が構成されている。
極４２における差圧を検出する差圧検出器１３からの検
出出力を基に、当該差圧を常に一定値に保つように上記
極間差圧調節弁９の開度を制御する弁制御器で、これら
極間差圧調節弁９、弁Ｉ１１御器１２および差圧検出器
１３から極間差圧制御手段が構成されている。
［背景技術の問題点］
しかしながら、以上のような燃料改質器を備えた燃料電
池発電システムにおいては、システムの連続最低負荷か
ら目標負荷まで負荷急増を行なう場合に次のような問題
が生じる。すなわち、いま例えば燃料電池発電システム
の連続最低負荷（例えば２５％）から目標負荷（例えば
１００％）まで負荷急増を行なう場合、燃料流量調節弁
６および空気流量調節弁８の開制御によって、燃料電池
４へ導入される圧縮空気および改質ガスはその流量が急
増する。そして、これにより仮に空気極４２側に極間差
圧が過大となったような時には、差圧検出器１３からの
検出出力を基に当該差圧を一定値に保つように、弁制御
器１２により上記極間差圧調節弁９の開度が閉方向に制
御されることになる。しかし、かかる燃料電池発電シス
テムでは、上述したように燃料電池４での発電に使用し
た後の燃料を極間差圧調節弁９、排燃料ライン１０を介
し、燃料改質器３へその燃焼用燃料として導入するよう
に構成していることから、上記の如きシステムの負荷急
増時（過渡変動時）に極間差圧調節弁９の開度が閉方向
に絞られたことにより、燃料改質器３の燃焼器３２が安
定に燃焼を継続するのに最低限必要な燃焼用燃料流量を
確保することが不可能となる。その結果、燃料改質器３
の燃焼器３２の燃焼が非常に不安定となり、場合によっ
ては燃焼器３２が失火してしまうというような問題があ
る。
池発電システムにおいては、システムの連続最低負荷か
ら目標負荷まで負荷急増を行なう場合に次のような問題
が生じる。すなわち、いま例えば燃料電池発電システム
の連続最低負荷（例えば２５％）から目標負荷（例えば
１００％）まで負荷急増を行なう場合、燃料流量調節弁
６および空気流量調節弁８の開制御によって、燃料電池
４へ導入される圧縮空気および改質ガスはその流量が急
増する。そして、これにより仮に空気極４２側に極間差
圧が過大となったような時には、差圧検出器１３からの
検出出力を基に当該差圧を一定値に保つように、弁制御
器１２により上記極間差圧調節弁９の開度が閉方向に制
御されることになる。しかし、かかる燃料電池発電シス
テムでは、上述したように燃料電池４での発電に使用し
た後の燃料を極間差圧調節弁９、排燃料ライン１０を介
し、燃料改質器３へその燃焼用燃料として導入するよう
に構成していることから、上記の如きシステムの負荷急
増時（過渡変動時）に極間差圧調節弁９の開度が閉方向
に絞られたことにより、燃料改質器３の燃焼器３２が安
定に燃焼を継続するのに最低限必要な燃焼用燃料流量を
確保することが不可能となる。その結果、燃料改質器３
の燃焼器３２の燃焼が非常に不安定となり、場合によっ
ては燃焼器３２が失火してしまうというような問題があ
る。
［発明の目的］
本発明は上記のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的はシステムの負荷急増時（過渡変動時）
における極間差圧調節弁の絞りによる燃焼器への燃料供
給不足を避け、常時最低限の燃焼用燃料流量を確保して
燃焼器の燃焼不安定や失火を確実に防止することが可能
な信頼性の高い燃料電池発電システムを提供することに
ある。
ので、その目的はシステムの負荷急増時（過渡変動時）
における極間差圧調節弁の絞りによる燃焼器への燃料供
給不足を避け、常時最低限の燃焼用燃料流量を確保して
燃焼器の燃焼不安定や失火を確実に防止することが可能
な信頼性の高い燃料電池発電システムを提供することに
ある。
［発明の概要］
上記目的を達成するために本発明では、空気を圧縮して
圧縮空気を得る空気処理装置と、内部に改質反応触媒層
が設けられた改質管の内側に原料ガスおよび水蒸気の混
合ガスを導入し、かつ上記改質管の外側に燃焼用燃料お
よび燃焼用空気を燃焼器により燃焼して得られた高温加
熱ガスを通過させることにより上記混合ガスを改質ガス
に改質する燃料改質器と、この燃料改質器からの改質ガ
スを燃料として燃料極に導入すると共に上記空気処理装
置で得られた圧縮空気を酸化剤として空気極に導入し、
これらを電気化学的に反応させて発電を行ない、かつこ
の発電に使用した後の燃料を排燃料ラインを介し上記燃
料改質器への燃焼用燃料として排出する燃料電池と、上
記排燃料ライン上に設けられた第１の弁（極間差圧調節
弁）と、上記燃料電池の燃料極と空気極における差圧を
一定値に保つように上記第１の弁の開度を制御する弁制
御器と、上記第１の弁をバイパスするように設けられた
バイパスラインと、このバイパスライン上に設けられ上
記燃料改質器の燃焼器が燃焼するのに最低限必要な燃料
流量を得るように弁開度が設定された第２の弁とを備え
て構成することにより、第１の弁開度が絞られても第２
の弁によって燃焼器へ燃焼するのに最低限必要な燃料を
供給し、燃焼器の燃焼を安定に行なわせるようにしたこ
とを特徴とする。
圧縮空気を得る空気処理装置と、内部に改質反応触媒層
が設けられた改質管の内側に原料ガスおよび水蒸気の混
合ガスを導入し、かつ上記改質管の外側に燃焼用燃料お
よび燃焼用空気を燃焼器により燃焼して得られた高温加
熱ガスを通過させることにより上記混合ガスを改質ガス
に改質する燃料改質器と、この燃料改質器からの改質ガ
スを燃料として燃料極に導入すると共に上記空気処理装
置で得られた圧縮空気を酸化剤として空気極に導入し、
これらを電気化学的に反応させて発電を行ない、かつこ
の発電に使用した後の燃料を排燃料ラインを介し上記燃
料改質器への燃焼用燃料として排出する燃料電池と、上
記排燃料ライン上に設けられた第１の弁（極間差圧調節
弁）と、上記燃料電池の燃料極と空気極における差圧を
一定値に保つように上記第１の弁の開度を制御する弁制
御器と、上記第１の弁をバイパスするように設けられた
バイパスラインと、このバイパスライン上に設けられ上
記燃料改質器の燃焼器が燃焼するのに最低限必要な燃料
流量を得るように弁開度が設定された第２の弁とを備え
て構成することにより、第１の弁開度が絞られても第２
の弁によって燃焼器へ燃焼するのに最低限必要な燃料を
供給し、燃焼器の燃焼を安定に行なわせるようにしたこ
とを特徴とする。
［発明の実施例〕
以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
第１図は、本発明による燃料電池発電システムの構成例
を示すもので、第２図と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。つまり、第１図は第２図における第１の弁として
の極間差圧調節弁９に対して、これをバイパスするよう
にバイパスライン１４を設け、さらにこのバイパスライ
ン１４上には前記燃料改質器３の燃焼器３２が燃焼する
のに最低限必要な燃料流量を得るように弁開度が固定設
定された第２の弁としてのバイパス弁１５を設けて構成
するようにしたものである。
を示すもので、第２図と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。つまり、第１図は第２図における第１の弁として
の極間差圧調節弁９に対して、これをバイパスするよう
にバイパスライン１４を設け、さらにこのバイパスライ
ン１４上には前記燃料改質器３の燃焼器３２が燃焼する
のに最低限必要な燃料流量を得るように弁開度が固定設
定された第２の弁としてのバイパス弁１５を設けて構成
するようにしたものである。
かかる構成の燃料電池発電システムにおいて、原燃料供
給装置２から供給される原料ガスおよび水蒸気の混合ガ
スは燃料改質器３の改質１３１へ導入され、燃焼器３２
により燃焼して得られた高温加熱ガスによって改質ガス
に改質され、負荷指令値に応じた流量が燃料供給うイン
５上にある燃料流量調節弁６で調節されて燃料電池４の
燃料極４１へ供給される。一方、空気処理装置６から供
給される圧縮空気は、上記負荷指令値に応じた流量が空
気供給ライン７上にある空気流鎖調節弁８で調節されて
燃料電池４の空気極４２へ供給される。そして、燃料電
池４ではこれらを電気化学的に反応させて発電を行ない
、この発電に使用された排燃料は排燃料ライン１０を通
し上記燃料改質器３の燃焼器３２への燃焼用燃料として
、また同じく発電に使用された排空気は排空気ライン１
１を通し燃料改質器３の燃焼器３２への燃焼用空気とし
て夫々供給される。一方、上記排燃料ライン１０上に設
けられた極間差圧調節弁９は、上記燃料電池４における
燃料極４１と空気極４２との極間差圧が一定値となるよ
うに弁制御器１２によってその開度が制御されている。
給装置２から供給される原料ガスおよび水蒸気の混合ガ
スは燃料改質器３の改質１３１へ導入され、燃焼器３２
により燃焼して得られた高温加熱ガスによって改質ガス
に改質され、負荷指令値に応じた流量が燃料供給うイン
５上にある燃料流量調節弁６で調節されて燃料電池４の
燃料極４１へ供給される。一方、空気処理装置６から供
給される圧縮空気は、上記負荷指令値に応じた流量が空
気供給ライン７上にある空気流鎖調節弁８で調節されて
燃料電池４の空気極４２へ供給される。そして、燃料電
池４ではこれらを電気化学的に反応させて発電を行ない
、この発電に使用された排燃料は排燃料ライン１０を通
し上記燃料改質器３の燃焼器３２への燃焼用燃料として
、また同じく発電に使用された排空気は排空気ライン１
１を通し燃料改質器３の燃焼器３２への燃焼用空気とし
て夫々供給される。一方、上記排燃料ライン１０上に設
けられた極間差圧調節弁９は、上記燃料電池４における
燃料極４１と空気極４２との極間差圧が一定値となるよ
うに弁制御器１２によってその開度が制御されている。
また、上記極間差圧調節弁９をバイパスするバイパスラ
イン１４上に設けられたバイパス弁１５は、上記燃料改
質器３の燃焼器３２が燃焼するのに最低限必要な燃料流
量を得るように弁開度が常に一定に固定されている。
イン１４上に設けられたバイパス弁１５は、上記燃料改
質器３の燃焼器３２が燃焼するのに最低限必要な燃料流
量を得るように弁開度が常に一定に固定されている。
次に、このような状態からいま例えば負荷指令値を増加
させて、燃料電池発電システムの負荷を連続最低負荷（
例えば２５％）から目標負荷（例えば１００％）まで負
荷急増を行なう場合には、燃料流量調節弁６および空気
流量調節弁８の開制−によって、燃料電池４へ導入され
る圧縮空気および改質ガスはその流量が急増する。そし
て、これにより仮に空気極４２側に極間差圧が過大とな
ったような詩には、差圧検出器１３がらの検出出力を基
に当該差圧を一定値に保つように、弁１１１１御器１２
により上記極間差圧調節弁９の開度が閉方向に絞り制御
されることになる。この場合、本実施例の燃料電池発電
システムでは、燃料電池４での発電に使用した債の燃料
を燃料改質器３の燃焼器３２へ供給する排燃料ライン１
ｏ上の極間差圧調節弁９に対して、これをバイパスする
ように弁開度が常に一定に固定されたバイパス弁１５を
有するバイパスライン１４を設ける構成としていること
から、上記負荷急増時（過渡変動時）に極間差圧調節弁
９の開度が閉方向に絞られても、極間差圧ｙＩ節弁９の
弁開度に関係なく燃料改質器３の燃焼器３２へ燃焼に最
低限必要な流ｉの燃料が常に確保されることになる。そ
の結果、燃料改質器３の燃焼器３２の燃焼が極めて安定
となり、従来のような燃焼器３２の失火を確実に防止す
ることが可能となる。
させて、燃料電池発電システムの負荷を連続最低負荷（
例えば２５％）から目標負荷（例えば１００％）まで負
荷急増を行なう場合には、燃料流量調節弁６および空気
流量調節弁８の開制−によって、燃料電池４へ導入され
る圧縮空気および改質ガスはその流量が急増する。そし
て、これにより仮に空気極４２側に極間差圧が過大とな
ったような詩には、差圧検出器１３がらの検出出力を基
に当該差圧を一定値に保つように、弁１１１１御器１２
により上記極間差圧調節弁９の開度が閉方向に絞り制御
されることになる。この場合、本実施例の燃料電池発電
システムでは、燃料電池４での発電に使用した債の燃料
を燃料改質器３の燃焼器３２へ供給する排燃料ライン１
ｏ上の極間差圧調節弁９に対して、これをバイパスする
ように弁開度が常に一定に固定されたバイパス弁１５を
有するバイパスライン１４を設ける構成としていること
から、上記負荷急増時（過渡変動時）に極間差圧調節弁
９の開度が閉方向に絞られても、極間差圧ｙＩ節弁９の
弁開度に関係なく燃料改質器３の燃焼器３２へ燃焼に最
低限必要な流ｉの燃料が常に確保されることになる。そ
の結果、燃料改質器３の燃焼器３２の燃焼が極めて安定
となり、従来のような燃焼器３２の失火を確実に防止す
ることが可能となる。
以上から、本実施例構成の燃料電池発電システムでは次
のような効果を得ることができるものである。
のような効果を得ることができるものである。
（ａ）従来問題となっていたシステムの負荷急増時（過
渡変化時）における極間差圧調節弁９の開度絞り込みに
よる、燃料改質器３の燃焼器３２に対する燃焼用燃料の
供給不足を解決でき、燃焼器３２の燃焼不安定および失
火を確実に防止することが可能となる。
渡変化時）における極間差圧調節弁９の開度絞り込みに
よる、燃料改質器３の燃焼器３２に対する燃焼用燃料の
供給不足を解決でき、燃焼器３２の燃焼不安定および失
火を確実に防止することが可能となる。
（ｂ）仮に極間差圧調節弁９が誤動作して弁が全開状態
になっても、極間差圧調節弁９をバイパスする燃料流量
が常に流れているので、極間差圧が超過大となることを
防止することができ、燃料電池４を保護する上で極めて
有効的である。
になっても、極間差圧調節弁９をバイパスする燃料流量
が常に流れているので、極間差圧が超過大となることを
防止することができ、燃料電池４を保護する上で極めて
有効的である。
尚、上記実施例においてはシステムの負荷急増時（過渡
変化時）に燃料改質器３の燃焼器３２へ供給する最低限
必要燃料流量を確保する手段として、極間差圧調節弁９
をバイパスするバイパスライン１４およびバイパス弁１
５を設けた場合について述べたが、次のような手段を講
じるようにしても同様の効果が得られるものである。
変化時）に燃料改質器３の燃焼器３２へ供給する最低限
必要燃料流量を確保する手段として、極間差圧調節弁９
をバイパスするバイパスライン１４およびバイパス弁１
５を設けた場合について述べたが、次のような手段を講
じるようにしても同様の効果が得られるものである。
（ａ）極間差圧調節弁９をバイパスするバイパスライン
１４上にあるバイパス弁１５を調節弁に代えるようにし
てもよい。
１４上にあるバイパス弁１５を調節弁に代えるようにし
てもよい。
（ｂ）極間差圧調節弁９をバイパスするバイパスライン
１４上にあるバイパス弁１５を、流量調節機能を有する
もの例えばオリフィス等に代えるようにしてもよい。
１４上にあるバイパス弁１５を、流量調節機能を有する
もの例えばオリフィス等に代えるようにしてもよい。
（Ｃ）極間差圧調節弁９をバイパスするバイパスライン
１４を設けずに、極間差圧調節弁９をオリフィス弁とす
るようにしてもよい。
１４を設けずに、極間差圧調節弁９をオリフィス弁とす
るようにしてもよい。
（ｄ）極間差圧調節弁９に対して、ある一定間度以上絞
られないように機械的なインターロックをかけるように
してもよい。
られないように機械的なインターロックをかけるように
してもよい。
その他、本発明はその要旨を変更しない範囲で、種々に
変形して実施することができるものである。
変形して実施することができるものである。
［発明の効果１
以上説明したように本発明によれば、空気を圧縮して圧
縮空気を得る空気処理装置と、内部に改質反応触媒層が
設けられた改質管の内側に原料ガスおよび水蒸気の混合
ガスを導入し、かつ上記改質管の外側に燃焼用燃料およ
び燃焼用空気を燃焼器により燃焼して得られた高温加熱
ガスを通過させることにより上記混合ガスを改質ガスに
改質する燃料改質器と、この燃料改質器からの改質ガス
を燃料として燃料極に導入すると共に上記空気処理装置
で得られた圧縮空気を酸化剤として空気極に導入し、こ
れらを電気化学的に反応させて発電を行ない、かつこの
発電に使用した後の燃料を排燃料ラインを介し上記燃料
改質器への燃焼用燃料として排出する燃料電池と、上記
排燃料ライン上に設けられた第１の弁（極間差圧調節弁
）と、上記燃料電池の燃料極と空気極における差圧を一
定値に保つように上記第１の弁の開度を制御する弁制′
ｍ器と、上記第１の弁をバイパスするように設けられた
バイパスラインと、このバイパスライン上に設けられ上
記燃料改質器の燃焼器が燃焼するのに最低限必要な燃料
流量を得るように弁開度が設定された第２の弁とを備え
て構成するようにしたので、システムの負荷急増時（過
渡変動時）における極間差圧調節弁の絞りによる燃焼器
への燃料供給不足を避け、常時最低限の燃焼用燃料流量
を確保して燃焼器の燃焼不安定や失火を確実に防止する
ことが可能な極めて信頼性の高い燃料電池発電システム
が提供できる。
縮空気を得る空気処理装置と、内部に改質反応触媒層が
設けられた改質管の内側に原料ガスおよび水蒸気の混合
ガスを導入し、かつ上記改質管の外側に燃焼用燃料およ
び燃焼用空気を燃焼器により燃焼して得られた高温加熱
ガスを通過させることにより上記混合ガスを改質ガスに
改質する燃料改質器と、この燃料改質器からの改質ガス
を燃料として燃料極に導入すると共に上記空気処理装置
で得られた圧縮空気を酸化剤として空気極に導入し、こ
れらを電気化学的に反応させて発電を行ない、かつこの
発電に使用した後の燃料を排燃料ラインを介し上記燃料
改質器への燃焼用燃料として排出する燃料電池と、上記
排燃料ライン上に設けられた第１の弁（極間差圧調節弁
）と、上記燃料電池の燃料極と空気極における差圧を一
定値に保つように上記第１の弁の開度を制御する弁制′
ｍ器と、上記第１の弁をバイパスするように設けられた
バイパスラインと、このバイパスライン上に設けられ上
記燃料改質器の燃焼器が燃焼するのに最低限必要な燃料
流量を得るように弁開度が設定された第２の弁とを備え
て構成するようにしたので、システムの負荷急増時（過
渡変動時）における極間差圧調節弁の絞りによる燃焼器
への燃料供給不足を避け、常時最低限の燃焼用燃料流量
を確保して燃焼器の燃焼不安定や失火を確実に防止する
ことが可能な極めて信頼性の高い燃料電池発電システム
が提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は従来
の燃料電池発電システムを示す構成図である。 １・・・空気処理装置、２・・・原燃料供給装置、３・
・・燃料改質器、３１・・・改質反応管、３２・・・燃
焼器、４・・・燃料電池、４１・・・燃料極、４２・・
・空気極、５・・・燃料供給ライン、６・・・燃料流！
ｔｖＡ節弁、７・・・空気供給ライン、８・・・空気流
量調節弁、９・・・極間差圧調節弁、１０・・・排燃料
ライン、１１・・・排空気ライン、１２・・・弁制御器
、１３・・・差圧検出器、１４・・・バイパスライン、
１５・・・バイパス弁。
の燃料電池発電システムを示す構成図である。 １・・・空気処理装置、２・・・原燃料供給装置、３・
・・燃料改質器、３１・・・改質反応管、３２・・・燃
焼器、４・・・燃料電池、４１・・・燃料極、４２・・
・空気極、５・・・燃料供給ライン、６・・・燃料流！
ｔｖＡ節弁、７・・・空気供給ライン、８・・・空気流
量調節弁、９・・・極間差圧調節弁、１０・・・排燃料
ライン、１１・・・排空気ライン、１２・・・弁制御器
、１３・・・差圧検出器、１４・・・バイパスライン、
１５・・・バイパス弁。
Claims (1)
- 空気を圧縮して圧縮空気を得る空気処理装置と、内部に
改質反応触媒層が設けられた改質管の内側に原料ガスお
よび水蒸気の混合ガスを導入し、かつ前記改質管の外側
に燃焼用燃料および燃焼用空気を燃焼器により燃焼して
得られた高温加熱ガスを通過させることにより前記混合
ガスを改質ガスに改質する燃料改質器と、この燃料改質
器からの改質ガスを燃料として燃料極に導入すると共に
前記空気処理装置で得られた圧縮空気を酸化剤として酸
化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発電
を行ない、かつこの発電に使用した後の燃料を排燃料ラ
インを介し前記燃料改質器への燃焼用燃料として排出す
る燃料電池と、前記排燃料ライン上に設けられた第１の
弁と、前記燃料電池の燃料極と酸化剤極における差圧を
一定値に保つように前記第１の弁の開度を制御する弁制
御器と、前記第１の弁をバイパスするように設けられた
バイパスラインと、このバイパスライン上に設けられ前
記燃料改質器の燃焼器が燃焼するのに最低限必要な燃料
流量を得るように弁開度が設定された第２の弁とを備え
て成ることを特徴とする燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60104438A JPH07101613B2 (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60104438A JPH07101613B2 (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61263063A true JPS61263063A (ja) | 1986-11-21 |
| JPH07101613B2 JPH07101613B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=14380666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60104438A Expired - Lifetime JPH07101613B2 (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101613B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05144460A (ja) * | 1991-11-21 | 1993-06-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 小型燃料電池システム |
| JP2014049387A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料利用率の設定方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57212779A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-27 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Fuel controlling method in fuel cell power generating system |
| JPS58166675A (ja) * | 1982-03-27 | 1983-10-01 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 改質器の燃焼制御方法 |
| JPS5918577A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-30 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池発電プラント |
| JPS6039771A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Hitachi Ltd | 燃料電池装置 |
-
1985
- 1985-05-16 JP JP60104438A patent/JPH07101613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57212779A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-27 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Fuel controlling method in fuel cell power generating system |
| JPS58166675A (ja) * | 1982-03-27 | 1983-10-01 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 改質器の燃焼制御方法 |
| JPS5918577A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-30 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池発電プラント |
| JPS6039771A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Hitachi Ltd | 燃料電池装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05144460A (ja) * | 1991-11-21 | 1993-06-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 小型燃料電池システム |
| JP2014049387A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料利用率の設定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07101613B2 (ja) | 1995-11-01 |
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