JPS6220256A - 燃料電池発電プラント - Google Patents
燃料電池発電プラントInfo
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- JPS6220256A JPS6220256A JP60158056A JP15805685A JPS6220256A JP S6220256 A JPS6220256 A JP S6220256A JP 60158056 A JP60158056 A JP 60158056A JP 15805685 A JP15805685 A JP 15805685A JP S6220256 A JPS6220256 A JP S6220256A
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- electrode
- fuel cell
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- recirculation
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- H—ELECTRICITY
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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］
本発明は燃料電池発電プラン）ｉ二係り、特にシステム
全体のエネルギー効率の向上を図り得るようにした燃料
電池発電プラント（−関する。
全体のエネルギー効率の向上を図り得るようにした燃料
電池発電プラント（−関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
近年、燃料の有している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発電プラントが知ら
れている。この燃料電池発電プラントは通常、電解質を
挾んで一対の多孔質電極を配置して燃料電池を構成する
と共に、一方の電極の背面に水素などの燃料を接触させ
、また他方の電極の背面に酸素など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出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出すことができるものである。
ギーに変換するものとして燃料電池発電プラントが知ら
れている。この燃料電池発電プラントは通常、電解質を
挾んで一対の多孔質電極を配置して燃料電池を構成する
と共に、一方の電極の背面に水素などの燃料を接触させ
、また他方の電極の背面に酸素など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出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出すことができるものである。
第４図は、この種の代表的な燃料電池発電プラントの基
本的構成を示したものである。図において、天然ガス、
または石炭ガス等の化石燃料よりなる燃料１とスチーム
供給器２からのスチームが、夫々燃料流量調節弁３とス
チーム流量調節弁４とにより、スチームとカーボンの混
合モル比が３〜５程度となるように制御されて燃料改質
装置５内の改質接触チューブ６に導入される。ここで、
スチームと燃料１は５００〜６００°Ｃ程度まで加熱さ
れて改質反応を行ない、次に変成器７を経て水素含有率
の高い燃料ガスとなる。この水素含有率が高くなった燃
料ガスは、燃料ガス気水分離器８に送られて改質で余剰
であったスチームを除去した後、補助バーナ９へは補助
バーナ燃料流量調節弁１０により、また燃料電池１１の
燃料極１１Ａへは燃料ガス流量調節弁１２（−より、夫
々流量が制御されて送られる。
本的構成を示したものである。図において、天然ガス、
または石炭ガス等の化石燃料よりなる燃料１とスチーム
供給器２からのスチームが、夫々燃料流量調節弁３とス
チーム流量調節弁４とにより、スチームとカーボンの混
合モル比が３〜５程度となるように制御されて燃料改質
装置５内の改質接触チューブ６に導入される。ここで、
スチームと燃料１は５００〜６００°Ｃ程度まで加熱さ
れて改質反応を行ない、次に変成器７を経て水素含有率
の高い燃料ガスとなる。この水素含有率が高くなった燃
料ガスは、燃料ガス気水分離器８に送られて改質で余剰
であったスチームを除去した後、補助バーナ９へは補助
バーナ燃料流量調節弁１０により、また燃料電池１１の
燃料極１１Ａへは燃料ガス流量調節弁１２（−より、夫
々流量が制御されて送られる。
燃料電池１１の燃料極１１Ａへ流入した燃料ガス中の水
素は、酸化剤極１１Ｂに流入している空気中の酸素と触
媒反応を行ない、その結果燃料の一部が消費されて電気
エネルギーと反応生成水とが得られる。この燃料電池１
１内で生成した反応生成水の一部を含んで燃料極１１Ａ
を出た燃料排ガスは、前述の燃料改質装置５のメンバー
ナ１３の燃料として送られるが、この途中Ｃユおいてガ
ス中水分の回収を行なうため燃料排ガス気水分離器１６
を通過する。
素は、酸化剤極１１Ｂに流入している空気中の酸素と触
媒反応を行ない、その結果燃料の一部が消費されて電気
エネルギーと反応生成水とが得られる。この燃料電池１
１内で生成した反応生成水の一部を含んで燃料極１１Ａ
を出た燃料排ガスは、前述の燃料改質装置５のメンバー
ナ１３の燃料として送られるが、この途中Ｃユおいてガ
ス中水分の回収を行なうため燃料排ガス気水分離器１６
を通過する。
そして、メインバーナ１３へ送られた燃料排ガスは燃料
改質装置５内で燃焼し、改質触媒チューブ６を加熱した
後に高温排ガス１７として排出される。
改質装置５内で燃焼し、改質触媒チューブ６を加熱した
後に高温排ガス１７として排出される。
さらに、燃料電池１１の酸化剤１１Ｂから送られる空気
排ガスと合流した後、混合器１８へ送られてターボコン
プレッサー１９の駆動用のエネルギーの一部として使わ
れる。一方、補助バーナ９へ送られた燃料ガスは補助バ
ーナ９内で燃焼し、その燃焼ガスが混合器１８を通過し
てターボコンプレッサ１９のタービン１９Ａを駆動する
。
排ガスと合流した後、混合器１８へ送られてターボコン
プレッサー１９の駆動用のエネルギーの一部として使わ
れる。一方、補助バーナ９へ送られた燃料ガスは補助バ
ーナ９内で燃焼し、その燃焼ガスが混合器１８を通過し
てターボコンプレッサ１９のタービン１９Ａを駆動する
。
一方、上記タービン１９Ａに連結して駆動されるコンプ
レッサー１９Ｂの吐出空気は、補助バーナ９、メインバ
ーナ１３へ夫々補助バーナ空気流量調節弁２０、メイン
バーナ空気流量調節弁２１により空燃比を調節して送ら
れると共に、空気流量調節弁２２Ｃ：より燃料電池１１
の酸化剤極ｌＩＢへ送られ、余剰分はターボコンプレッ
サー１９の駆動用エネルギーの一部として混合器１８へ
送られる。酸化剤極１１Ｂ ｌユ送られた空気の一部は
、上記燃料極１１Ａの水素と反応して消費された後、酸
化剤極１１Ｂ内で生成した水分を含んで排出される。こ
の排出された空気排ガスは、燃料排ガスと同様に空気排
ガス気水分離器２５により空気排ガス中のスチーム分を
一部復水した後Ｃユ上記燃料改質装置５からの高温排ガ
ス１７と合流する。
レッサー１９Ｂの吐出空気は、補助バーナ９、メインバ
ーナ１３へ夫々補助バーナ空気流量調節弁２０、メイン
バーナ空気流量調節弁２１により空燃比を調節して送ら
れると共に、空気流量調節弁２２Ｃ：より燃料電池１１
の酸化剤極ｌＩＢへ送られ、余剰分はターボコンプレッ
サー１９の駆動用エネルギーの一部として混合器１８へ
送られる。酸化剤極１１Ｂ ｌユ送られた空気の一部は
、上記燃料極１１Ａの水素と反応して消費された後、酸
化剤極１１Ｂ内で生成した水分を含んで排出される。こ
の排出された空気排ガスは、燃料排ガスと同様に空気排
ガス気水分離器２５により空気排ガス中のスチーム分を
一部復水した後Ｃユ上記燃料改質装置５からの高温排ガ
ス１７と合流する。
燃料電池１１は上述したように、燃料極１１Ａ内の水素
と酸化剤極１１Ｂ内の酸素との触媒反応Ｃユよって酸化
剤極１１Ｂが正極、燃料極１１Ａが負極となるよう（ユ
、電気エネルギーを発生し、その両電極１１Ａ、 ＩＩ
Ｂ間に接続された電気負荷２６＋二当該電気エネルギー
を供給する。この際、電気負荷２６により吸収された電
流値に略比例して、両電極１１Ａ、 ＩＩＢ入口に供給
された水素と酸素が反応して反応生成水が得られ、この
スチーム分を含んだ未反応ガス分が両電極１１Ａ、 Ｉ
ＩＢ出口より排出されることになる。
と酸化剤極１１Ｂ内の酸素との触媒反応Ｃユよって酸化
剤極１１Ｂが正極、燃料極１１Ａが負極となるよう（ユ
、電気エネルギーを発生し、その両電極１１Ａ、 ＩＩ
Ｂ間に接続された電気負荷２６＋二当該電気エネルギー
を供給する。この際、電気負荷２６により吸収された電
流値に略比例して、両電極１１Ａ、 ＩＩＢ入口に供給
された水素と酸素が反応して反応生成水が得られ、この
スチーム分を含んだ未反応ガス分が両電極１１Ａ、 Ｉ
ＩＢ出口より排出されることになる。
一方燃料極１１Ａ出口からは燃料再循環系のリサイクル
配管１４が分岐され燃料排ガスの一部は燃料再循環ファ
ン１５を経て姶料極１１Ａの入口に戻される、あるいは
酸化剤極１１Ｂの出口からは空気再循環系のリサイクル
配管２３が分岐され空気排ガスの一部は空気再循環ファ
ン２４を経て酸化剤極１１Ｂの入ロＣ：戻される。これ
らの両極の再循環系は電池反応後の未反応ガスを再利用
することにより電池利用率を低下させ燃料電池プラント
のエネルギ効率を高めるとともに燃料ガスの水素濃度お
よび空気の酸素濃度を調節し燃料電池の濃度分極作用に
より電池発生電圧を調節する効果をもつものである。こ
の２つの作用は次の関係式で表わすことができる。まず
目標の電池利用率（Ｕとする）を得るために必要な再循
環流量Ｆｒはこ こでＦｌは燃料ガス流量または空気流量を示しＸ１□′
はＦｌｌ一対する水素モル分率または酸素モル分率を示
す。またＦｃは燃料電池内で発電のために消費された水
素流量または酸素流量を示す。次（−燃料電池入口のガ
ス濃度（Ｘ２とする）を得るためＣユ必要な再循環流針
Ｆｒは すなわち燃料ガス流量と水素モル分率、空気流量と酸素
モル分率、および負荷電流が既知であれば再循環流量は
算出することができる。
配管１４が分岐され燃料排ガスの一部は燃料再循環ファ
ン１５を経て姶料極１１Ａの入口に戻される、あるいは
酸化剤極１１Ｂの出口からは空気再循環系のリサイクル
配管２３が分岐され空気排ガスの一部は空気再循環ファ
ン２４を経て酸化剤極１１Ｂの入ロＣ：戻される。これ
らの両極の再循環系は電池反応後の未反応ガスを再利用
することにより電池利用率を低下させ燃料電池プラント
のエネルギ効率を高めるとともに燃料ガスの水素濃度お
よび空気の酸素濃度を調節し燃料電池の濃度分極作用に
より電池発生電圧を調節する効果をもつものである。こ
の２つの作用は次の関係式で表わすことができる。まず
目標の電池利用率（Ｕとする）を得るために必要な再循
環流量Ｆｒはこ こでＦｌは燃料ガス流量または空気流量を示しＸ１□′
はＦｌｌ一対する水素モル分率または酸素モル分率を示
す。またＦｃは燃料電池内で発電のために消費された水
素流量または酸素流量を示す。次（−燃料電池入口のガ
ス濃度（Ｘ２とする）を得るためＣユ必要な再循環流針
Ｆｒは すなわち燃料ガス流量と水素モル分率、空気流量と酸素
モル分率、および負荷電流が既知であれば再循環流量は
算出することができる。
ところでこのような燃料電池発電プラントで問題（ユな
るのは再循環流蓋の調節方法である。すなわち再循環フ
ァンが一定回転で運転している場合に再循環流量は再循
環ファンの吸入・吐出差圧または吐出圧力と流量の関係
から一義的に定まり燃料電池１１が必要とするガス流量
やガス濃度を調節することができないという問題がある
。
るのは再循環流蓋の調節方法である。すなわち再循環フ
ァンが一定回転で運転している場合に再循環流量は再循
環ファンの吸入・吐出差圧または吐出圧力と流量の関係
から一義的に定まり燃料電池１１が必要とするガス流量
やガス濃度を調節することができないという問題がある
。
し発明の目的コ
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは燃料電池の必要とする燃料電池入口の燃
料ガス流量または空気流量、燃料電池入口の水素モル分
率または酸素モル分率を所定の値に保つため（ユ再循環
流量を調節する燃料電池プラントの制御システムを提供
することである。
とするところは燃料電池の必要とする燃料電池入口の燃
料ガス流量または空気流量、燃料電池入口の水素モル分
率または酸素モル分率を所定の値に保つため（ユ再循環
流量を調節する燃料電池プラントの制御システムを提供
することである。
［発明の概要］
本発明は上記目的を達成する為Ｃ−燃料電池出口の一部
の燃料排ガスまたは空気排ガスを再循環ファンのもつ差
圧・流量特性または圧力・流量特性を利用しこの差圧ま
たは圧力を再循環ファンのバイパス配管（ユ設けた圧力
調節弁によりあらかじめ設定した再循環ファンの吸入・
吐出差圧または吐出圧力と燃料電池入口の再循環流量の
関係から燃料電池入口の再循環流量を調節できるように
したことを特徴とする。
の燃料排ガスまたは空気排ガスを再循環ファンのもつ差
圧・流量特性または圧力・流量特性を利用しこの差圧ま
たは圧力を再循環ファンのバイパス配管（ユ設けた圧力
調節弁によりあらかじめ設定した再循環ファンの吸入・
吐出差圧または吐出圧力と燃料電池入口の再循環流量の
関係から燃料電池入口の再循環流量を調節できるように
したことを特徴とする。
［発明の実施例コ
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は、本発明による燃料電池発電プラントにお
ける燃料電池およびその周辺の構成例をブロック的に示
したもので、第４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。
る。第１図は、本発明による燃料電池発電プラントにお
ける燃料電池およびその周辺の構成例をブロック的に示
したもので、第４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。
第１図は第４図の燃料極１１Ａ側の再循環系の構成のみ
が異るもので燃料電池燃料極１１Ａの入口側には燃料ガ
ス流量調節弁１２ 、燃料ガス流量計２９および水素濃
度計３０が取り付けられる。また燃料ガスは燃料極１１
Ａを通り燃料極１１Ａの出口から入口に再循環するリサ
イクル配管１４が分枝される。分枝した再循環系には燃
料再循環７アン１５．燃料再循環ファン１５の吸入側か
ら吐出側にバイパスする配管２６と燃料再循環圧力調節
弁２７および燃料再循環ファン１５の吸入側と吐出側の
差圧を検出する燃料再循環差圧計２８Ａからなりこの再
循環された再循環燃料ガスは燃料ガス供給ラインの水素
濃度計３０の取り付は位置と燃料極１１Ａの間（＝接続
され再循環される。
が異るもので燃料電池燃料極１１Ａの入口側には燃料ガ
ス流量調節弁１２ 、燃料ガス流量計２９および水素濃
度計３０が取り付けられる。また燃料ガスは燃料極１１
Ａを通り燃料極１１Ａの出口から入口に再循環するリサ
イクル配管１４が分枝される。分枝した再循環系には燃
料再循環７アン１５．燃料再循環ファン１５の吸入側か
ら吐出側にバイパスする配管２６と燃料再循環圧力調節
弁２７および燃料再循環ファン１５の吸入側と吐出側の
差圧を検出する燃料再循環差圧計２８Ａからなりこの再
循環された再循環燃料ガスは燃料ガス供給ラインの水素
濃度計３０の取り付は位置と燃料極１１Ａの間（＝接続
され再循環される。
第３図は燃料電池の必要とする電池利用率設定や水素濃
度設定等を含む負荷指令ＬＤによる燃料ガス流量調節弁
１２と燃料再循環圧力調節弁２７の制御ブロック図を示
したものである１、負荷指令ＬＤが入力すると制御選択
器３１では燃料ガス流量発生器３２１−演算指令を与え
燃料ガス流量発生器３２により燃料流量設定値を演算し
燃料ガス流量計２９で検出した流量信号３９との偏差を
加算器３３で演算し比例・積分等のフィード・バック制
御演算をフィードバック制御器３４で行いこの演算結果
を燃料ガス流量調節弁１２の弁開度Ｃユ変換し燃料ガス
流量調整弁１２を調節する。一方負荷指令ＬＤは制御選
択器３１で燃料再循環流量発生器３５１ユも演算指令を
与え燃料再循環流量値を演算する。この演算した値は燃
料極再循環圧力発生器３６１ユおいて、次（−示す関係
から燃料再循環圧力調節弁２７の圧力設定値に変換する
。
度設定等を含む負荷指令ＬＤによる燃料ガス流量調節弁
１２と燃料再循環圧力調節弁２７の制御ブロック図を示
したものである１、負荷指令ＬＤが入力すると制御選択
器３１では燃料ガス流量発生器３２１−演算指令を与え
燃料ガス流量発生器３２により燃料流量設定値を演算し
燃料ガス流量計２９で検出した流量信号３９との偏差を
加算器３３で演算し比例・積分等のフィード・バック制
御演算をフィードバック制御器３４で行いこの演算結果
を燃料ガス流量調節弁１２の弁開度Ｃユ変換し燃料ガス
流量調整弁１２を調節する。一方負荷指令ＬＤは制御選
択器３１で燃料再循環流量発生器３５１ユも演算指令を
与え燃料再循環流量値を演算する。この演算した値は燃
料極再循環圧力発生器３６１ユおいて、次（−示す関係
から燃料再循環圧力調節弁２７の圧力設定値に変換する
。
これは燃料極１１Ａ１ユ流入する流量が燃料再循環ファ
ンの吸入側と吐出側の差圧の平方根に略比例することを
オＵ用したもので燃料極１１Ａｉユ流入する流量は燃料
再循環流音発生器３５で与えられた燃料再循環流量と燃
料ガス流量計２９で検出された燃料ガス流量で求凍るこ
とから、必要とする再循環流量は、燃料ガス流量の検出
値を加算すること（ユよりあらかじめ設定した燃料極１
１Ａに流入する流量と燃料再循環ファンの吸入側と吐出
側の差圧の関係で燃料再循環ファンの吸入側と吐出側の
差圧に変換できるためである。次に燃料再循環圧力発生
器３６で演算された圧力設定値は燃料再循環差圧計：、
２８で測定した差圧信号４０との偏差を加算器３７で演
算し比例・積分等のフィードバック制御演算をフィード
バック制御器３８で行いこの演算結果を燃料再循環圧力
調節弁２７の弁開度に変換し燃料再循環圧力調節弁２７
を調節する。このよう（ユ負荷指令に対して各調節弁は
制御されるが適切な負荷指令な与えるため（ユは、例え
ば電池燃料利用率を得るための燃料再循環流量は水素濃
度計３０によって測定した燃料ガス中の水素モル分率と
燃料ガス流量計２９によって測定した燃料ガス流量値お
よび負荷電流値から（１）式（発明の技術的背景とその
問題点で示した式）の計算式により求める甘た燃料極１
１Ａの水素濃度を調節するための燃料再循環流量も同様
に（２）式の計算式により目標水素濃度を代入し求める
。
ンの吸入側と吐出側の差圧の平方根に略比例することを
オＵ用したもので燃料極１１Ａｉユ流入する流量は燃料
再循環流音発生器３５で与えられた燃料再循環流量と燃
料ガス流量計２９で検出された燃料ガス流量で求凍るこ
とから、必要とする再循環流量は、燃料ガス流量の検出
値を加算すること（ユよりあらかじめ設定した燃料極１
１Ａに流入する流量と燃料再循環ファンの吸入側と吐出
側の差圧の関係で燃料再循環ファンの吸入側と吐出側の
差圧に変換できるためである。次に燃料再循環圧力発生
器３６で演算された圧力設定値は燃料再循環差圧計：、
２８で測定した差圧信号４０との偏差を加算器３７で演
算し比例・積分等のフィードバック制御演算をフィード
バック制御器３８で行いこの演算結果を燃料再循環圧力
調節弁２７の弁開度に変換し燃料再循環圧力調節弁２７
を調節する。このよう（ユ負荷指令に対して各調節弁は
制御されるが適切な負荷指令な与えるため（ユは、例え
ば電池燃料利用率を得るための燃料再循環流量は水素濃
度計３０によって測定した燃料ガス中の水素モル分率と
燃料ガス流量計２９によって測定した燃料ガス流量値お
よび負荷電流値から（１）式（発明の技術的背景とその
問題点で示した式）の計算式により求める甘た燃料極１
１Ａの水素濃度を調節するための燃料再循環流量も同様
に（２）式の計算式により目標水素濃度を代入し求める
。
また本発明の実施例は燃料電池１１が加圧状態で運転し
ている場合について適用できるが例えば燃料電池１１の
出口側の圧力が大気圧の場合は第２図の構成図Ｃユ示す
ようＣユ燃料再循環差圧計２８Ａに換えて燃料再循環フ
ァンの吐出圧を検出する燃料再循環圧力計２８Ｂの圧力
値で制御しても同様である。
ている場合について適用できるが例えば燃料電池１１の
出口側の圧力が大気圧の場合は第２図の構成図Ｃユ示す
ようＣユ燃料再循環差圧計２８Ａに換えて燃料再循環フ
ァンの吐出圧を検出する燃料再循環圧力計２８Ｂの圧力
値で制御しても同様である。
以上は燃料電池１】の燃料極１１Ａ１ユついて述べたも
ので空気極１１Ｂについても同様の機器配管を有し同様
の作用Ｃユより空気極１１Ｂに供給する空気流量および
酸素濃度を調節することができる。
ので空気極１１Ｂについても同様の機器配管を有し同様
の作用Ｃユより空気極１１Ｂに供給する空気流量および
酸素濃度を調節することができる。
甘た本発明は再循環ファンが一定回転の場合、再循環圧
力調節弁の弁開度により再循環流量を調節するものであ
るが再循環ファンの回転数を例えば電源周波数を変える
等の方法を組み合わせても調節することができる。
力調節弁の弁開度により再循環流量を調節するものであ
るが再循環ファンの回転数を例えば電源周波数を変える
等の方法を組み合わせても調節することができる。
［発明の効果］
以上、説明した如く、本発明によれば燃料電池から吐出
される未使用の燃料ガスまたは空気を再度利用すること
ができ、また、燃料電池Ｃユ供給する燃料ガス流量また
は空気流量を再循環圧力調節弁により調節でき、燃料電
池の電圧制御を適切Ｃ１行うことができる。
される未使用の燃料ガスまたは空気を再度利用すること
ができ、また、燃料電池Ｃユ供給する燃料ガス流量また
は空気流量を再循環圧力調節弁により調節でき、燃料電
池の電圧制御を適切Ｃ１行うことができる。
第１・図は本発明の燃料電池発電プラントの一実゛ｉｊ
、ヶヶオオッ。ッ、７．２□□１゜いゎ、池発電プラ゛
ントの燃料極側の再循環系を示す構成図、第３図は本発
明の燃料極側の再循環系の制御ブロック図、第４図は従
来の燃料電池発電プラント 幽を示すブロック図である。 １・・・燃料 ２・・・スチーム供給器３・
・・燃料流量調節弁 ４・・・スチーム流量調節弁５・
・・燃料改質装置 ６−・改質接触チューブ７・・・
変成器 ８・・・燃料ガス気水分離器９・・・補
助バーナ １０・・・補助バーナ燃料流量調節弁 ＩＩ・・・燃料電池 １１Ａ −・・燃料極１１
Ｂ・・・酸化剤極 １２・・・燃料ガス流量調節弁１
３・・・メインバーナ １４・・・燃料リサイクル配管
１５・・・燃料、再循環ファン １６・・・燃料再ガス気水分離器 １７・・・高温排ガ
ス１８・・・混合器 １９・・・ターボコンプレ
ッサ１９Ａ・・・タービン １９Ｂ・・・コンプレ
ッサ２０・・・補助バーナ空気流量調節弁 ２１・・・メインバーナ空気流量調節弁２２・・・空気
流量調節弁 ２３・・・空気リサイクル配管２４・・・
空気再循環ファン ２５・・・空気排ガス気水分離器 ２６・・・電気負荷
２７・・・燃料再循環圧力調節弁 ２８Ａ ・・・燃料再循環差圧計 ２９・・・燃料ガス
流量計３０・・・水素濃度計 ３１・・・制御選択
器３２・・・、燃料ガス流量発生器 ３３・・・加算器
３４・・・フィードバック制御器 ３５・・・燃料再循環流量発生器 ３６・・・燃料再循環圧力発生器 ３７・・・加算器 ３８・・・フィードバック制御
器３９・・・流量信号 ４０・・・差圧信号２８
Ｂ・・・燃料再循環圧力計 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第２図 第３図
、ヶヶオオッ。ッ、７．２□□１゜いゎ、池発電プラ゛
ントの燃料極側の再循環系を示す構成図、第３図は本発
明の燃料極側の再循環系の制御ブロック図、第４図は従
来の燃料電池発電プラント 幽を示すブロック図である。 １・・・燃料 ２・・・スチーム供給器３・
・・燃料流量調節弁 ４・・・スチーム流量調節弁５・
・・燃料改質装置 ６−・改質接触チューブ７・・・
変成器 ８・・・燃料ガス気水分離器９・・・補
助バーナ １０・・・補助バーナ燃料流量調節弁 ＩＩ・・・燃料電池 １１Ａ −・・燃料極１１
Ｂ・・・酸化剤極 １２・・・燃料ガス流量調節弁１
３・・・メインバーナ １４・・・燃料リサイクル配管
１５・・・燃料、再循環ファン １６・・・燃料再ガス気水分離器 １７・・・高温排ガ
ス１８・・・混合器 １９・・・ターボコンプレ
ッサ１９Ａ・・・タービン １９Ｂ・・・コンプレ
ッサ２０・・・補助バーナ空気流量調節弁 ２１・・・メインバーナ空気流量調節弁２２・・・空気
流量調節弁 ２３・・・空気リサイクル配管２４・・・
空気再循環ファン ２５・・・空気排ガス気水分離器 ２６・・・電気負荷
２７・・・燃料再循環圧力調節弁 ２８Ａ ・・・燃料再循環差圧計 ２９・・・燃料ガス
流量計３０・・・水素濃度計 ３１・・・制御選択
器３２・・・、燃料ガス流量発生器 ３３・・・加算器
３４・・・フィードバック制御器 ３５・・・燃料再循環流量発生器 ３６・・・燃料再循環圧力発生器 ３７・・・加算器 ３８・・・フィードバック制御
器３９・・・流量信号 ４０・・・差圧信号２８
Ｂ・・・燃料再循環圧力計 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第２図 第３図
Claims (2)
- （１）電解質層を挾んで燃料極および酸化剤極の一対の
電極を配置すると共に、前記燃料極に燃料を供給しまた
前記酸化剤極に酸化剤を供給して、このとき起こる電気
化学的反応により前記電極間から電気エネルギーを取り
出す燃料電池と、この燃料電池の燃料極または酸化剤極
の少なくとも一方の電極の出口側に設けられ、かつ夫々
の電極出口側ラインを介して排出される排気ガスの一部
を分岐し再循環ファンを介して夫々対応した電極入口側
ラインへ再循環させるように構成された再循環ラインと
を備えて成る燃料電池発電プラントにおいて、再循環フ
ァンの吸入側および吐出側をバイパスする配管とこのバ
イパス配管中に調節弁と再循環ファンの吐出側と吸入側
の間の差圧を検出する差圧計とを設け、上記差圧計から
得られる検出信号とあらかじめ設定されている差圧設定
信号を比較しその差分信号に応じて上記調節弁の弁開度
を調節するようにしたことを特徴とする燃料電池発電プ
ラント。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の燃料電池発電プラン
トにおいて再循環ファンの吸入側と吐出側をバイパスす
る配管とこのバイパス配管中に調節弁と再循環ファンの
吐出側の圧力を検出する圧力計とを設け上記圧力計から
得られる検出信号とあらかじめ設定されている圧力設定
信号を比較しその差分信号に応じて上記調節弁の弁開度
を調節するようにしたことを特徴とする燃料電池発電プ
ラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158056A JPS6220256A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158056A JPS6220256A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 燃料電池発電プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220256A true JPS6220256A (ja) | 1987-01-28 |
Family
ID=15663328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60158056A Pending JPS6220256A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6220256A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6220813A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-29 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 転炉のスカ−トシ−ル装置 |
| JPH0586802U (ja) * | 1991-05-28 | 1993-11-22 | アイ・ティー・ダブリュー株式会社 | 鋼帯ストラップによる結束装置 |
| JP2011527497A (ja) * | 2008-07-10 | 2011-10-27 | ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア | 燃料電池システムの安全ガス消費低減方法及び方法 |
-
1985
- 1985-07-19 JP JP60158056A patent/JPS6220256A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6220813A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-29 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 転炉のスカ−トシ−ル装置 |
| JPH0430441B2 (ja) * | 1985-07-19 | 1992-05-21 | ||
| JPH0586802U (ja) * | 1991-05-28 | 1993-11-22 | アイ・ティー・ダブリュー株式会社 | 鋼帯ストラップによる結束装置 |
| JP2011527497A (ja) * | 2008-07-10 | 2011-10-27 | ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア | 燃料電池システムの安全ガス消費低減方法及び方法 |
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