JPWO2016174738A1 - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。固体酸化物形燃料電池(SOFC、以下、単に燃料電池という。)1は、燃料である水素及び、酸化剤である空気が供給されて発電する。
図4は、本発明の第2の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。第2の実施形態は、第1の実施形態に対し、燃料蒸気配管53に流量調整部としての流量調整バルブ67を設置している。流量調整バルブ67によって、燃料蒸気配管53を流れる燃料蒸気の流量を調整する。その他の構成は、第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付してある。
図5は、本発明の第3の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。第3の実施形態は、第1の実施形態に対し、燃料蒸気配管53に燃料蒸気移送部としての燃料蒸気ポンプ69を設置している。燃料蒸気ポンプ69によって、燃料蒸気配管53を流れる燃料蒸気を起動燃焼器49に移送して送り込む。その他の構成は、第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付してある。
図6は、本発明の第4の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。第4の実施形態は、図5に示した第3の実施形態に対し、燃料蒸気ポンプ69の上流側の燃料蒸気配管53、つまり燃料タンク3と燃料蒸気ポンプ69との間の燃料蒸気配管53に、キャニスタ71を設置している。
図7は、本発明の第5の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。第5の実施形態は、図6に示した第4の実施形態に対し、燃料蒸気の濃度を検出する濃度検出器73と、起動燃焼器49に供給する燃料蒸気の量を制御する制御装置75とを設けている。
本発明の第6の実施形態として、前述した図5〜図7及び後述する図8に示した各実施形態で使用している燃料蒸気ポンプ69が、燃料蒸気配管53内の圧力を下げる機能を備えるものとする。その他の構成は、図5〜図8に示す各実施形態と同様である。
図8は、本発明の第7の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。第7の実施形態は、図7に示した第5の実施形態に対し、燃料蒸気配管53内の燃料蒸気を、燃料加熱器となる触媒燃焼器27にも供給する構成としている。すなわち、燃料蒸気配管53は、燃料タンク3の液体燃料5が蒸発して発生した燃料蒸気を触媒燃焼器27へ流す。
本発明の第8の実施形態として、燃料タンク3内の燃料蒸気を活用するタイミングを、起動時以外の定常運転時や停止処理時やアイドル待機時などにも拡大する。その際、起動燃焼器49と触媒燃焼器27との少なくとも一方に、燃料タンク3内の燃料蒸気を供給する。
3 燃料タンク(燃料収容部)
17 改質器
27 触媒燃焼器(燃料加熱器)
49 起動燃焼器(酸化剤加熱器)
53,77 燃料蒸気配管
67 流量調整バルブ(流量調整部)
69 燃料蒸気ポンプ(燃料蒸気移送部、燃料蒸気量制御部)
71 キャニスタ(燃料保持部)
73 濃度検出器
75 制御装置(燃料蒸気量制御部)
Claims (8)
- 燃料及び酸化剤が供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に供給される燃料を液体状態で収容する燃料収容部と、
前記燃料電池に供給される酸化剤を加熱する酸化剤加熱器と、
前記燃料収容部と前記酸化剤加熱器とを接続し、前記燃料収容部の液体燃料が蒸発して発生した燃料蒸気を前記酸化剤加熱器へ流す燃料蒸気配管と、を有することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記酸化剤加熱器は、燃料電池システムの起動時に作動することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 燃料及び酸化剤が供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に供給される燃料を液体状態で収容する燃料収容部と、
前記燃料収容部から前記燃料電池に供給される燃料を加熱する燃料加熱器と、
前記燃料加熱器によって加熱された燃料を改質して前記燃料電池に供給する水素を生成する改質器と、
前記燃料収容部と前記燃料加熱器とを接続し、前記燃料収容部の液体燃料が蒸発して発生した燃料蒸気を前記燃料加熱器へ流す燃料蒸気配管と、を有することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記燃料蒸気配管に、当該燃料蒸気配管内の燃料蒸気の流量を調整する流量調整部が設けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料蒸気配管に、当該燃料蒸気配管内の燃料蒸気を移送する燃料蒸気移送部が設けられていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料蒸気配管に、当該燃料蒸気配管内の燃料蒸気の吸着及び、吸着した燃料蒸気の離脱を行う燃料保持部が設けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料蒸気配管内の燃料蒸気の濃度を検出する濃度検出器と、
前記濃度検出器によって検出された燃料蒸気の濃度に応じて、前記濃度検出器の下流側の燃料蒸気配管に流れる燃料蒸気の量を制御する燃料蒸気量制御部と、を備えていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料蒸気移送部は、前記燃料蒸気配管内の圧力を下げる機能を有することを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システム。
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