JP2002117874A - 改質型燃料電池システム - Google Patents
改質型燃料電池システムInfo
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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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷が急停止または急減速した場合であって
も、燃焼器に流入する余剰の燃料が過大になるのを防止
する。 【解決手段】 改質ガスを生成する改質器1と、改質ガ
ス中のCOを低減して燃料電池スタックへ供給するCO
除去部2と、燃料電池スタック3からの排出ガスまたは
改質ガスと空気を燃焼させる燃焼器4と、燃焼器4から
の排気熱によって改質器1へ燃料蒸気を送る蒸発器5
と、CO除去部2から燃料電池スタック3への改質ガス
を選択的に供給するシャットオフ弁8と、CO除去部と
燃焼器とを連通させる流路40に介装されて改質ガスを
選択的に供給するシャットオフ弁9と、シャットオフ弁
9と並列に絞り要素としての小型シャットオフ弁10を
設ける。
も、燃焼器に流入する余剰の燃料が過大になるのを防止
する。 【解決手段】 改質ガスを生成する改質器1と、改質ガ
ス中のCOを低減して燃料電池スタックへ供給するCO
除去部2と、燃料電池スタック3からの排出ガスまたは
改質ガスと空気を燃焼させる燃焼器4と、燃焼器4から
の排気熱によって改質器1へ燃料蒸気を送る蒸発器5
と、CO除去部2から燃料電池スタック3への改質ガス
を選択的に供給するシャットオフ弁8と、CO除去部と
燃焼器とを連通させる流路40に介装されて改質ガスを
選択的に供給するシャットオフ弁9と、シャットオフ弁
9と並列に絞り要素としての小型シャットオフ弁10を
設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、改質型燃料電池シ
ステムの改良に関するものである。
ステムの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の改質型燃料電池システムとして
は、特開平7−296834号公報等が知られている。
は、特開平7−296834号公報等が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、燃料電池スタックに接続されたモータ
などの負荷が急に停止したり、急激に減速して要求出力
が急減した場合には、燃料電池スタックから排出された
余剰の燃料(水素)が、一気に燃焼器へ流入するため、
燃焼器の温度が過大に上昇して耐久性が低下するという
問題があった。
来例においては、燃料電池スタックに接続されたモータ
などの負荷が急に停止したり、急激に減速して要求出力
が急減した場合には、燃料電池スタックから排出された
余剰の燃料(水素)が、一気に燃焼器へ流入するため、
燃焼器の温度が過大に上昇して耐久性が低下するという
問題があった。
【0004】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、負荷が急停止または急減速した場合で
あっても、燃焼器に流入する余剰の燃料が過大になるの
を防止することを目的とする。
れたものであり、負荷が急停止または急減速した場合で
あっても、燃焼器に流入する余剰の燃料が過大になるの
を防止することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、改質ガス
を生成する改質器と、前記改質ガス中のCOを低減して
燃料電池スタックへ供給するCO除去部と、前記燃料電
池スタックからの排出ガスまたは前記改質ガスと空気を
燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器からの排気熱によって
前記改質器へ燃料蒸気を送る蒸発器と、前記CO除去部
から燃料電池スタックへの改質ガスを選択的に供給する
第1の弁と、前記CO除去部と燃焼器とを連通させる流
路に介装されて改質ガスを選択的に供給する第2の弁と
を備えた改質型燃料電池システムにおいて、前記第2の
弁を配設した流路に絞り要素を設ける。
を生成する改質器と、前記改質ガス中のCOを低減して
燃料電池スタックへ供給するCO除去部と、前記燃料電
池スタックからの排出ガスまたは前記改質ガスと空気を
燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器からの排気熱によって
前記改質器へ燃料蒸気を送る蒸発器と、前記CO除去部
から燃料電池スタックへの改質ガスを選択的に供給する
第1の弁と、前記CO除去部と燃焼器とを連通させる流
路に介装されて改質ガスを選択的に供給する第2の弁と
を備えた改質型燃料電池システムにおいて、前記第2の
弁を配設した流路に絞り要素を設ける。
【0006】また、第2の発明は、前記第1の発明にお
いて、前記絞り要素が、前記第2の弁と並列的に配置さ
れた第3の弁で構成される。
いて、前記絞り要素が、前記第2の弁と並列的に配置さ
れた第3の弁で構成される。
【0007】また、第3の発明は、前記第1の発明にお
いて、前記絞り要素が、前記第2の弁と直列的に配置さ
れた絞りで構成される。
いて、前記絞り要素が、前記第2の弁と直列的に配置さ
れた絞りで構成される。
【0008】また、第4の発明は、改質ガスを生成する
改質器と、前記改質ガス中のCOを低減して燃料電池ス
タックへ供給するCO除去部と、前記燃料電池スタック
からの排出ガスまたは前記改質ガスと空気を燃焼させる
燃焼器と、前記燃焼器からの排気熱によって前記改質器
へ燃料蒸気を送る蒸発器と、前記CO除去部から燃料電
池スタックへの改質ガスを選択的に供給する第1の弁
と、前記CO除去部と燃焼器とを連通させる流路に介装
されて改質ガスを選択的に供給する第2の弁と、燃料電
池スタックと燃焼器との間で、燃料電池スタック内の改
質ガスを調圧する圧力制御弁とを備えた改質型燃料電池
システムにおいて、前記圧力制御弁が閉弁したときに、
燃焼器へ流入する改質ガスを規制する絞り要素を設け
る。
改質器と、前記改質ガス中のCOを低減して燃料電池ス
タックへ供給するCO除去部と、前記燃料電池スタック
からの排出ガスまたは前記改質ガスと空気を燃焼させる
燃焼器と、前記燃焼器からの排気熱によって前記改質器
へ燃料蒸気を送る蒸発器と、前記CO除去部から燃料電
池スタックへの改質ガスを選択的に供給する第1の弁
と、前記CO除去部と燃焼器とを連通させる流路に介装
されて改質ガスを選択的に供給する第2の弁と、燃料電
池スタックと燃焼器との間で、燃料電池スタック内の改
質ガスを調圧する圧力制御弁とを備えた改質型燃料電池
システムにおいて、前記圧力制御弁が閉弁したときに、
燃焼器へ流入する改質ガスを規制する絞り要素を設け
る。
【0009】また、第5の発明は、前記第4の発明にお
いて、前記絞り要素が、前記圧力制御弁と並列的に配置
された第4の弁で構成される。
いて、前記絞り要素が、前記圧力制御弁と並列的に配置
された第4の弁で構成される。
【0010】また、第6の発明は、前記第4の発明にお
いて、前記絞り要素が、前記圧力制御弁と並列的に配置
された絞りで構成される。
いて、前記絞り要素が、前記圧力制御弁と並列的に配置
された絞りで構成される。
【0011】
【発明の効果】したがって、第1の発明は、CO除去部
と燃焼器とを連通させる流路には絞り要素が配設されて
おり、燃料電池スタックから排出される改質ガスに余剰
の燃料が急増するような状況になると、第1の弁を閉弁
して、絞り要素を介してCO除去部から燃焼器へ徐々に
改質ガスを送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量
が急増するのを抑制して、燃焼器の温度が過大になるの
を確実に防止し、燃焼器の耐久性を確保することができ
る。
と燃焼器とを連通させる流路には絞り要素が配設されて
おり、燃料電池スタックから排出される改質ガスに余剰
の燃料が急増するような状況になると、第1の弁を閉弁
して、絞り要素を介してCO除去部から燃焼器へ徐々に
改質ガスを送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量
が急増するのを抑制して、燃焼器の温度が過大になるの
を確実に防止し、燃焼器の耐久性を確保することができ
る。
【0012】また、第2の発明は、第2の弁と並列的に
配置した第3の弁を絞りとして機能させることで、燃料
電池スタックから排出される改質ガスに余剰の燃料が急
増するような状況になると、第1の弁と第2の弁を閉弁
して、第3の弁を介してCO除去部から燃焼器へ徐々に
改質ガスを送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量
が急増するのを抑制して、燃焼器の温度が過大になるの
を確実に防止し、燃焼器の耐久性を確保することができ
る。
配置した第3の弁を絞りとして機能させることで、燃料
電池スタックから排出される改質ガスに余剰の燃料が急
増するような状況になると、第1の弁と第2の弁を閉弁
して、第3の弁を介してCO除去部から燃焼器へ徐々に
改質ガスを送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量
が急増するのを抑制して、燃焼器の温度が過大になるの
を確実に防止し、燃焼器の耐久性を確保することができ
る。
【0013】また、第3の発明は、第2の弁と直列的に
絞りを配置したので、燃料電池スタックから排出される
改質ガスに余剰の燃料が急増するような状況になると、
第1の弁を閉弁する一方、第2の弁を開弁することで、
絞りを介してCO除去部から燃焼器へ徐々に改質ガスを
送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量が急増する
のを抑制して、燃焼器の温度が過大になるのを確実に防
止し、燃焼器の耐久性を確保することができる。
絞りを配置したので、燃料電池スタックから排出される
改質ガスに余剰の燃料が急増するような状況になると、
第1の弁を閉弁する一方、第2の弁を開弁することで、
絞りを介してCO除去部から燃焼器へ徐々に改質ガスを
送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量が急増する
のを抑制して、燃焼器の温度が過大になるのを確実に防
止し、燃焼器の耐久性を確保することができる。
【0014】また、第4の発明は、燃料電池スタックと
燃焼器との間には、燃料電池スタック内の改質ガスを調
圧する圧力制御弁が閉弁したときに、燃焼器へ流入する
改質ガスを規制する絞り要素を設けたので、燃料電池ス
タックから排出される改質ガスに余剰の燃料が急増する
ような状況になると、圧力制御弁を閉弁して、絞り要素
を介して燃料電池スタックから燃焼器へ徐々に改質ガス
を送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量が急増す
るのを抑制して、燃焼器の温度が過大になるのを確実に
防止し、燃焼器の耐久性を確保することができる。
燃焼器との間には、燃料電池スタック内の改質ガスを調
圧する圧力制御弁が閉弁したときに、燃焼器へ流入する
改質ガスを規制する絞り要素を設けたので、燃料電池ス
タックから排出される改質ガスに余剰の燃料が急増する
ような状況になると、圧力制御弁を閉弁して、絞り要素
を介して燃料電池スタックから燃焼器へ徐々に改質ガス
を送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量が急増す
るのを抑制して、燃焼器の温度が過大になるのを確実に
防止し、燃焼器の耐久性を確保することができる。
【0015】また、第5の発明は、圧力制御弁と並列的
に配置した第4の弁を絞りとして機能させることで、燃
料電池スタックから排出される改質ガスに余剰の燃料が
急増するような状況になると、第4の弁を介して燃焼器
へ徐々に改質ガスを送ることができ、燃焼器へ流入する
燃料の量が急増するのを抑制して、燃焼器の温度が過大
になるのを確実に防止し、燃焼器の耐久性を確保するこ
とができる。
に配置した第4の弁を絞りとして機能させることで、燃
料電池スタックから排出される改質ガスに余剰の燃料が
急増するような状況になると、第4の弁を介して燃焼器
へ徐々に改質ガスを送ることができ、燃焼器へ流入する
燃料の量が急増するのを抑制して、燃焼器の温度が過大
になるのを確実に防止し、燃焼器の耐久性を確保するこ
とができる。
【0016】また、第6の発明は、圧力制御弁と並列的
に配置した絞りを備えたことで、燃料電池スタックから
排出される改質ガスに余剰の燃料が急増するような状況
になると、絞りを介して燃焼器へ徐々に改質ガスを送る
ことができ、燃焼器へ流入する燃料の量が急増するのを
抑制して、燃焼器の温度が過大になるのを確実に防止
し、燃焼器の耐久性を確保することができる。
に配置した絞りを備えたことで、燃料電池スタックから
排出される改質ガスに余剰の燃料が急増するような状況
になると、絞りを介して燃焼器へ徐々に改質ガスを送る
ことができ、燃焼器へ流入する燃料の量が急増するのを
抑制して、燃焼器の温度が過大になるのを確実に防止
し、燃焼器の耐久性を確保することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【0018】図1は改質型の燃料電池システムを示し、
燃料電池スタック3へ燃料(水素)ガスを供給する改質
システムは、水蒸気を生成する水及び原料となるメタノ
ールを気化させる蒸発器5からのガスと、流量制御弁2
6から圧送される図示しないコンプレッサなどからの空
気を、改質器1で触媒反応させて改質ガスとし、さら
に、CO除去部2の上流から空気を供給し、CO除去部
2で改質ガス中のCOを取り除いた後、シャットオフ弁
8(遮断弁で第1の弁)を介して燃料電池スタック3の
図示しないアノード極へ供給される。
燃料電池スタック3へ燃料(水素)ガスを供給する改質
システムは、水蒸気を生成する水及び原料となるメタノ
ールを気化させる蒸発器5からのガスと、流量制御弁2
6から圧送される図示しないコンプレッサなどからの空
気を、改質器1で触媒反応させて改質ガスとし、さら
に、CO除去部2の上流から空気を供給し、CO除去部
2で改質ガス中のCOを取り除いた後、シャットオフ弁
8(遮断弁で第1の弁)を介して燃料電池スタック3の
図示しないアノード極へ供給される。
【0019】また、CO除去部2で生成された改質ガス
は、バイパス流路40を介してシャットオフ弁9(第2
の弁)または小型シャットオフ弁10(第3の弁)から
燃焼器4へ供給可能に構成される。
は、バイパス流路40を介してシャットオフ弁9(第2
の弁)または小型シャットオフ弁10(第3の弁)から
燃焼器4へ供給可能に構成される。
【0020】これらシャットオフ弁9と小型シャットオ
フ弁10は並列に配置されており、小型シャットオフ弁
10の流路断面積は、シャットオフ弁9よりも小さく設
定され、シャットオフ弁9の閉弁時には、小型シャット
オフ弁10が絞り要素として機能するような流路抵抗が
設定されている。
フ弁10は並列に配置されており、小型シャットオフ弁
10の流路断面積は、シャットオフ弁9よりも小さく設
定され、シャットオフ弁9の閉弁時には、小型シャット
オフ弁10が絞り要素として機能するような流路抵抗が
設定されている。
【0021】一方、燃料電池スタック3の図示しないカ
ソード極には、流量制御弁25を介してコンプレッサな
どから空気(酸化剤ガス)が供給される。
ソード極には、流量制御弁25を介してコンプレッサな
どから空気(酸化剤ガス)が供給される。
【0022】燃料電池スタック3から排出された余剰の
燃料(水素)を含む排改質ガスは、圧力制御弁21を介
して燃焼器4へ送られる。
燃料(水素)を含む排改質ガスは、圧力制御弁21を介
して燃焼器4へ送られる。
【0023】また、燃料電池スタック3から排出された
排空気は、圧力制御弁22を介して燃焼器4へ送られ
て、燃焼器4では、これら排改質ガスと排空気を燃焼さ
せて排気ガスとし、この排気ガスを蒸発器5へ送って加
熱し、インジェクタ51、52から噴射されるメタノー
ルと水を気化させる。
排空気は、圧力制御弁22を介して燃焼器4へ送られ
て、燃焼器4では、これら排改質ガスと排空気を燃焼さ
せて排気ガスとし、この排気ガスを蒸発器5へ送って加
熱し、インジェクタ51、52から噴射されるメタノー
ルと水を気化させる。
【0024】そして、燃料電池スタック3の出力は、モ
ータなどで構成される負荷7を駆動する。
ータなどで構成される負荷7を駆動する。
【0025】上記のような改質型燃料電池システムは、
マイクロコンピュータなどで構成されたコントロールユ
ニット6(制御手段)が、負荷7の運転状態に応じて、
上記各制御弁およびインジェクタを制御することで燃料
電池スタック3の出力を制御している。
マイクロコンピュータなどで構成されたコントロールユ
ニット6(制御手段)が、負荷7の運転状態に応じて、
上記各制御弁およびインジェクタを制御することで燃料
電池スタック3の出力を制御している。
【0026】このため、コントロールユニット6には、
負荷7の運転状態を検出する負荷状態検出手段30が接
続されている。
負荷7の運転状態を検出する負荷状態検出手段30が接
続されている。
【0027】この負荷状態検出手段30は、例えば、負
荷7がインバータであれば電力検出装置で構成され、負
荷7がモータであれば回転数センサなどで構成される。
荷7がインバータであれば電力検出装置で構成され、負
荷7がモータであれば回転数センサなどで構成される。
【0028】コントロールユニット6は、負荷状態検出
手段30からの入力に基づいて、燃料電池スタック3内
のガス圧を、圧力制御弁21、22で調整し、燃料電池
スタック3及び改質器1へ供給する空気量を、流量制御
弁25、26で調整するとともに、CO除去部2から燃
料電池スタック3へ供給する改質ガスをシャットオフ弁
8で制御し、同じくCO除去部2から燃焼器4へ供給す
る改質ガスをシャットオフ弁9と小型シャットオフ弁1
0で制御している。
手段30からの入力に基づいて、燃料電池スタック3内
のガス圧を、圧力制御弁21、22で調整し、燃料電池
スタック3及び改質器1へ供給する空気量を、流量制御
弁25、26で調整するとともに、CO除去部2から燃
料電池スタック3へ供給する改質ガスをシャットオフ弁
8で制御し、同じくCO除去部2から燃焼器4へ供給す
る改質ガスをシャットオフ弁9と小型シャットオフ弁1
0で制御している。
【0029】ここで、コントロールユニット6は、改質
システムと燃料電池スタック3が定常状態のときには、
シャットオフ弁8を開弁する一方、シャットオフ弁9と
小型シャットオフ弁10を閉弁して、CO除去部2から
の改質ガスを燃料電池スタック3へ供給し、圧力制御弁
21の圧力制御によって燃料電池スタック3の運転を行
っている。
システムと燃料電池スタック3が定常状態のときには、
シャットオフ弁8を開弁する一方、シャットオフ弁9と
小型シャットオフ弁10を閉弁して、CO除去部2から
の改質ガスを燃料電池スタック3へ供給し、圧力制御弁
21の圧力制御によって燃料電池スタック3の運転を行
っている。
【0030】負荷状態検出手段30が、この定常状態か
ら負荷7の急停止や急減速、換言すれば、負荷7の要求
出力の急減を検出すると、コントロールユニット6は、
シャットオフ弁8を閉弁して燃料電池スタック3への改
質ガスの供給を停止する一方、小型シャットオフ弁10
を開弁する。
ら負荷7の急停止や急減速、換言すれば、負荷7の要求
出力の急減を検出すると、コントロールユニット6は、
シャットオフ弁8を閉弁して燃料電池スタック3への改
質ガスの供給を停止する一方、小型シャットオフ弁10
を開弁する。
【0031】したがって、負荷7の要求出力が急減する
と、前記従来例では排改質ガス内の余剰水素が増大して
しまうが、本願発明によれば、負荷7の要求出力が急減
すると、流路抵抗の大きい小型シャットオフ弁10を介
して、CO除去部2からの改質ガスが燃焼器4へ徐々に
供給されることになり、燃焼器4へ流入する水素の量を
抑制して、燃焼器4の温度が過大になるのを確実に防止
し、燃焼器4の耐久性を確保することができる。
と、前記従来例では排改質ガス内の余剰水素が増大して
しまうが、本願発明によれば、負荷7の要求出力が急減
すると、流路抵抗の大きい小型シャットオフ弁10を介
して、CO除去部2からの改質ガスが燃焼器4へ徐々に
供給されることになり、燃焼器4へ流入する水素の量を
抑制して、燃焼器4の温度が過大になるのを確実に防止
し、燃焼器4の耐久性を確保することができる。
【0032】なお、改質システムの起動時には、シャッ
トオフ弁8が閉弁する一方、シャットオフ弁9及び小型
シャットオフ弁10が開弁して、CO除去部2からの改
質ガスを直接燃焼器4へ送って暖機を行うが、このと
き、シャットオフ弁9に加えて小型シャットオフ弁10
も開弁させることで、CO除去部2から燃焼器4へ流入
する改質ガスの流路抵抗を低減して、効率よく暖機を行
うことができるのに加え、上記のように負荷7の要求出
力が急減すると、小型シャットオフ弁10を絞り要素と
して作用させて、燃焼器4を保護することができるので
ある。
トオフ弁8が閉弁する一方、シャットオフ弁9及び小型
シャットオフ弁10が開弁して、CO除去部2からの改
質ガスを直接燃焼器4へ送って暖機を行うが、このと
き、シャットオフ弁9に加えて小型シャットオフ弁10
も開弁させることで、CO除去部2から燃焼器4へ流入
する改質ガスの流路抵抗を低減して、効率よく暖機を行
うことができるのに加え、上記のように負荷7の要求出
力が急減すると、小型シャットオフ弁10を絞り要素と
して作用させて、燃焼器4を保護することができるので
ある。
【0033】また、負荷状態検出手段30が、定常状態
から負荷7の急停止や急減速など負荷7の要求出力の急
減を検出すると、燃焼器4への改質ガス、または排改質
ガスの流入を抑制するが、蒸発器5からは要求出力が急
減する直前のガスが供給されているため、シャットオフ
弁10から徐々に流入した改質ガスは燃焼器4で燃焼
し、蒸発器5でガスを生成するサイクルがしばらく継続
する。
から負荷7の急停止や急減速など負荷7の要求出力の急
減を検出すると、燃焼器4への改質ガス、または排改質
ガスの流入を抑制するが、蒸発器5からは要求出力が急
減する直前のガスが供給されているため、シャットオフ
弁10から徐々に流入した改質ガスは燃焼器4で燃焼
し、蒸発器5でガスを生成するサイクルがしばらく継続
する。
【0034】図2は、第2の実施形態を示し、前記第1
実施形態の小型シャットオフ弁10を廃止する一方、シ
ャットオフ弁9の下流にオリフィスなどで構成された絞
り11を設けたもので、その他の構成は、前記第1実施
形態と同様である。
実施形態の小型シャットオフ弁10を廃止する一方、シ
ャットオフ弁9の下流にオリフィスなどで構成された絞
り11を設けたもので、その他の構成は、前記第1実施
形態と同様である。
【0035】シャットオフ弁9の下流に絞り11は、C
O除去部2から燃焼器4への改質ガスの流量が、燃焼器
4の能力を超えないように規制する流路抵抗を備えてい
る。
O除去部2から燃焼器4への改質ガスの流量が、燃焼器
4の能力を超えないように規制する流路抵抗を備えてい
る。
【0036】この場合、定常状態から負荷7が急停止や
急減速すると、コントロールユニット6は、シャットオ
フ弁8を閉弁して燃料電池スタック3への改質ガスの供
給を停止する一方、シャットオフ弁9を開弁する。
急減速すると、コントロールユニット6は、シャットオ
フ弁8を閉弁して燃料電池スタック3への改質ガスの供
給を停止する一方、シャットオフ弁9を開弁する。
【0037】したがって、負荷7の要求出力が急減する
と、燃料電池スタック3への改質ガスが遮断され、シャ
ットオフ弁9の下流に設けた絞り11を介してCO除去
部2からの改質ガスが燃焼器4へ供給されることにな
り、絞り11によって燃焼器4へ流入する水素の量を抑
制して、燃焼器4の温度が過大になるのを確実に防止
し、燃焼器4の耐久性を確保することができる。
と、燃料電池スタック3への改質ガスが遮断され、シャ
ットオフ弁9の下流に設けた絞り11を介してCO除去
部2からの改質ガスが燃焼器4へ供給されることにな
り、絞り11によって燃焼器4へ流入する水素の量を抑
制して、燃焼器4の温度が過大になるのを確実に防止
し、燃焼器4の耐久性を確保することができる。
【0038】なお、絞り11は、シャットオフ弁9と直
列的に配設すればよく、例えば、シャットオフ弁9の上
流に配設してもよい。
列的に配設すればよく、例えば、シャットオフ弁9の上
流に配設してもよい。
【0039】図3は、第3の実施形態を示し、前記第2
実施形態の絞り11を廃止する一方、燃料電池スタック
3から排出される改質ガスの圧力を制御する圧力制御弁
21と並列的に絞り12を設けたもので、その他の構成
は、前記第2実施形態と同様である。
実施形態の絞り11を廃止する一方、燃料電池スタック
3から排出される改質ガスの圧力を制御する圧力制御弁
21と並列的に絞り12を設けたもので、その他の構成
は、前記第2実施形態と同様である。
【0040】圧力制御弁21と並列的に配置した絞り1
2は、圧力制御弁21が閉弁したときに、燃料電池スタ
ック3から燃焼器4への排改質ガスの流量が、燃焼器4
の能力を超えないように規制する流路抵抗を備えてい
る。
2は、圧力制御弁21が閉弁したときに、燃料電池スタ
ック3から燃焼器4への排改質ガスの流量が、燃焼器4
の能力を超えないように規制する流路抵抗を備えてい
る。
【0041】この場合、定常状態から負荷7が急停止や
急減速すると、コントロールユニット6は、シャットオ
フ弁8を開弁したまま、圧力制御弁21を閉弁する。
急減速すると、コントロールユニット6は、シャットオ
フ弁8を開弁したまま、圧力制御弁21を閉弁する。
【0042】したがって、負荷7の要求出力が急減する
と、燃料電池スタック3から排出される改質ガスは、圧
力制御弁21と並列的に配置された絞り12を介して燃
焼器4へ供給されることになり、絞り12によって燃焼
器4へ流入する水素の量を抑制して、燃焼器4の温度が
過大になるのを確実に防止し、燃焼器4の耐久性を確保
することができる。
と、燃料電池スタック3から排出される改質ガスは、圧
力制御弁21と並列的に配置された絞り12を介して燃
焼器4へ供給されることになり、絞り12によって燃焼
器4へ流入する水素の量を抑制して、燃焼器4の温度が
過大になるのを確実に防止し、燃焼器4の耐久性を確保
することができる。
【0043】図4は、第4の実施形態を示し、前記第3
実施形態の絞り12に代わって、小型シャットオフ弁1
3(第4の弁)を配設したもので、その他の構成は、前
記第3実施形態と同様である。
実施形態の絞り12に代わって、小型シャットオフ弁1
3(第4の弁)を配設したもので、その他の構成は、前
記第3実施形態と同様である。
【0044】小型シャットオフ弁13の流路断面積は、
圧力制御弁21よりも小さく設定されて、圧力制御弁2
1が閉弁したときに、燃料電池スタック3から燃焼器4
への排改質ガスの流量が、燃焼器4の能力を超えないよ
うに規制する流路抵抗を備え、絞り要素として機能する
ように構成されている。
圧力制御弁21よりも小さく設定されて、圧力制御弁2
1が閉弁したときに、燃料電池スタック3から燃焼器4
への排改質ガスの流量が、燃焼器4の能力を超えないよ
うに規制する流路抵抗を備え、絞り要素として機能する
ように構成されている。
【0045】この場合、定常状態から負荷7が急停止や
急減速すると、コントロールユニット6は、シャットオ
フ弁8を開弁したまま、圧力制御弁21を閉弁し、小型
シャットオフ弁13を開弁する。
急減速すると、コントロールユニット6は、シャットオ
フ弁8を開弁したまま、圧力制御弁21を閉弁し、小型
シャットオフ弁13を開弁する。
【0046】したがって、負荷7の要求出力が急減する
と、燃料電池スタック3から排出される改質ガスは、圧
力制御弁21と並列的に配置された小型シャットオフ弁
13を介して燃焼器4へ供給されることになり、小型シ
ャットオフ弁13によって燃焼器4へ流入する水素の量
を抑制して、燃焼器4の温度が過大になるのを確実に防
止し、燃焼器4の耐久性を確保することができる。
と、燃料電池スタック3から排出される改質ガスは、圧
力制御弁21と並列的に配置された小型シャットオフ弁
13を介して燃焼器4へ供給されることになり、小型シ
ャットオフ弁13によって燃焼器4へ流入する水素の量
を抑制して、燃焼器4の温度が過大になるのを確実に防
止し、燃焼器4の耐久性を確保することができる。
【図1】本発明の一実施形態を示す改質型燃料電池シス
テムの概略構成図。
テムの概略構成図。
【図2】第2の実施形態を示し、改質型燃料電池システ
ムの概略構成図。
ムの概略構成図。
【図3】第3の実施形態を示し、改質型燃料電池システ
ムの概略構成図。
ムの概略構成図。
【図4】第4の実施形態を示し、改質型燃料電池システ
ムの概略構成図。
ムの概略構成図。
1 改質器 2 CO除去部 3 燃料電池スタック 4 燃焼器 5 蒸発器 8 シャットオフ弁 10、13 小型シャットオフ弁 11、12 絞り 40 バイパス流路
Claims (6)
- 【請求項1】 改質ガスを生成する改質器と、 前記改質ガス中のCOを低減して燃料電池スタックへ供
給するCO除去部と、 前記燃料電池スタックからの排出ガスまたは前記改質ガ
スと空気を燃焼させる燃焼器と、 前記燃焼器からの排気熱によって前記改質器へ燃料蒸気
を送る蒸発器と、 前記CO除去部から燃料電池スタックへの改質ガスを選
択的に供給する第1の弁と、 前記CO除去部と燃焼器とを連通させる流路に介装され
て改質ガスを選択的に供給する第2の弁とを備えた改質
型燃料電池システムにおいて、 前記第2の弁を配設した流路に絞り要素を設けたことを
特徴とする改質型燃料電池システム。 - 【請求項2】 前記絞り要素が、前記第2の弁と並列的
に配置された第3の弁であることを特徴とする請求項1
に記載の改質型燃料電池システム。 - 【請求項3】 前記絞り要素が、前記第2の弁と直列的
に配置された絞りであることを特徴とする請求項1に記
載の改質型燃料電池システム。 - 【請求項4】 改質ガスを生成する改質器と、 前記改質ガス中のCOを低減して燃料電池スタックへ供
給するCO除去部と、 前記燃料電池スタックからの排出ガスまたは前記改質ガ
スと空気を燃焼させる燃焼器と、 前記燃焼器からの排気熱によって前記改質器へ燃料蒸気
を送る蒸発器と、 前記CO除去部から燃料電池スタックへの改質ガスを選
択的に供給する第1の弁と、 前記CO除去部と燃焼器とを連通させる流路に介装され
て改質ガスを選択的に供給する第2の弁と、 燃料電池スタックと燃焼器との間で、燃料電池スタック
内の改質ガスを調圧する圧力制御弁とを備えた改質型燃
料電池システムにおいて、 前記圧力制御弁が閉弁したときに、燃焼器へ流入する改
質ガスを規制する絞り要素を設けたことを特徴とする改
質型燃料電池システム。 - 【請求項5】 前記絞り要素が、前記圧力制御弁と並列
的に配置された第4の弁であることを特徴とする請求項
4に記載の改質型燃料電池システム。 - 【請求項6】 前記絞り要素が、前記圧力制御弁と並列
的に配置された絞りであることを特徴とする請求項4に
記載の改質型燃料電池システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000311120A JP2002117874A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 改質型燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000311120A JP2002117874A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 改質型燃料電池システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002117874A true JP2002117874A (ja) | 2002-04-19 |
Family
ID=18790943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000311120A Pending JP2002117874A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 改質型燃料電池システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002117874A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005216500A (ja) * | 2004-01-27 | 2005-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素生成器 |
JP2007265651A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Casio Comput Co Ltd | 燃料電池型発電装置 |
US8980489B2 (en) | 2006-03-27 | 2015-03-17 | Casio Computer Co., Ltd. | Fuel cell type power generation device, electronic apparatus and treatment method of fuel |
US9491570B2 (en) | 2012-10-25 | 2016-11-08 | Kyocera Corporation | Electronic device, control method, and control program |
JP2020107509A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 株式会社豊田自動織機 | 燃料電池システム |
-
2000
- 2000-10-11 JP JP2000311120A patent/JP2002117874A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005216500A (ja) * | 2004-01-27 | 2005-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素生成器 |
JP4682518B2 (ja) * | 2004-01-27 | 2011-05-11 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
JP2007265651A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Casio Comput Co Ltd | 燃料電池型発電装置 |
US8980489B2 (en) | 2006-03-27 | 2015-03-17 | Casio Computer Co., Ltd. | Fuel cell type power generation device, electronic apparatus and treatment method of fuel |
US9491570B2 (en) | 2012-10-25 | 2016-11-08 | Kyocera Corporation | Electronic device, control method, and control program |
JP2020107509A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 株式会社豊田自動織機 | 燃料電池システム |
JP7290417B2 (ja) | 2018-12-27 | 2023-06-13 | 株式会社豊田自動織機 | 燃料電池システム |
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