JP2007217222A - 水素生成器及びこれを有する燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炭化水素系原料の改質反応により水素を含む生成ガス4を生成する改質部1と、この改質部1の加熱用の燃焼装置5と、この燃焼装置5の燃焼排ガス35の成分検知を行うCOセンサ37と、このCOセンサ37のクリーニング動作を行うときにCOセンサ37の周囲に新鮮空気49を供給し、燃焼排ガス35を排除するための空気供給部47を備えたことにより、水素生成器の加熱用燃焼装置の燃焼運転動作を停止することなく、COセンサのクリーニング動作を行い、COセンサの付着物や水分を除去して長期間にわたってCOセンサによる加熱用燃焼装置の燃焼不良検知を精度良く行うことができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水素生成器の加熱用燃焼装置の燃焼運転動作中でもCOセンサのクリーニングを行い、長期間にわたって燃焼装置を停止しないでCOセンサによる燃焼不良検知を精度良く行うようにした水素生成器を提供することを目的とする。
第2の発明は、特に、空気供給部は、COセンサのクリーニング動作の終了後にCOセンサのゼロ点補正を行うためにCOセンサの周囲に空気を供給し、燃焼排ガスを排除することにより、COセンサの周囲や内部に残留する残留する燃焼排ガスまたはクリーニングにより生成する成分を排除し、新鮮な空気を供給してゼロ点補正の精度を向上することができる。
第4の発明は、特に、空気供給部は、排気ダクトにCOセンサを臨ませるために設けた挿入通路内に空気を供給し、燃焼排ガスをCOセンサの周囲から排除することにより、新鮮な空気により挿入通路内の燃焼排ガスを排気ダクトに押し出すことで、COセンサの周囲に新鮮な空気を充満させ、COセンサのクリーニング動作を確実に行うことができる。
図1、図2は、本発明の第1の実施の形態における水素生成器(改質部)の構成図であ
る。
覆されている。絶縁碍子31は、耐熱性のアルミナ、シリカ等のセラミック材で形成し、その表面は、ガラス成分からなる釉薬が塗布されている。炎検知手段30の先端は、燃焼室16に臨み、曲率をもって屈曲し、空気噴出部11の内壁に沿って、所定の間隙を有しながら、火炎13中に臨むように位置を決められている。炎検知手段30の装着は、空気噴出部11の上部に設ける燃焼筒23の下部の一部を拡管して設ける空間32から炎検知手段30の先端を延長して、空気噴出部11の内壁に沿って臨ませている。制御部22の指示により、炎検知手段30に交流もしくは直流の電圧を印加して、火炎13中のイオン電流を検知している。炎検知手段30のデータは、電圧値または電流値として判定を行っている。炎検知手段30の動作は、制御器22によりコントロールしている。
気ダクト36に挿入し、信号や電源の接続部分は、外部に露出し放熱を促進して温度上昇を防止している。COセンサ37の排気ダクト36への装着は、COセンサ37のケース42の一部と排気ダクト36の外周との間にパッキン46(例えば、耐熱性のテフロン(登録商標)等の樹脂で構成する)を挟み込み、ベルト(図示なし)等で固定するようにしている。
制御部22が、この温度検知部51により、触媒層3の温度を一定に維持するように燃焼装置5の能力のコントロールを行っている。温度検知部51は、サーミスタやサーモカップルで構成している。温度検知部51は、触媒層3の密閉性を保つために触媒層3の触媒容器24の外壁の一部の温度を測定するようにしている。
4を発生させる。
また、空気供給部47は、COセンサ37のクリーニング動作の終了後にCOセンサ37のゼロ点補正を行うためにCOセンサ37の周囲に空気を供給し、燃焼排ガス35を排除するようにしている。
さらに、図1において、空気供給部47は、燃焼装置5の送風手段21により新鮮空気49の供給を行うようにしている。空気供給部47は、送風管48を介して燃焼装置5に送風手段21を用いて燃焼用の空気12を供給する送風ダクト20の途中から分岐し、排気ダクト36に連結している。
以上のように構成された水素生成器6について、以下その動作、作用について説明する。
以上のように、本実施の形態においては、空気供給部47は、燃焼装置5の送風手段21により新鮮空気49の供給を行うことにより、燃焼装置5の既存の構成部品である送風手段21で、新鮮空気49の供給を行うことができるので、構成も簡単で新たなコストアップを防止することができる。
図3は、本発明の第2の実施の形態における水素生成器6を示す部分断面図である。
挿入通路53に侵入する燃焼排ガス35を排除するので、COセンサ37の劣化を防止し、長期間にわたってCO濃度検知の精度を維持することができる。
図4は、本発明の第3の実施の形態における水素生成器6を示す部分断面図である。
図5は、本発明の第4の実施の形態における水素生成器6を示す断面図である。
に燃焼排ガス35が逆流しないように、COセンサ37のCO検知に影響を与えないような量の新鮮空気49を送風管48から排気ダクト36に導入することも可能である。
図6は、本発明の第5の実施の形態における水素生成器6を示す断面図である。
選択酸化部58と選択酸化空気供給手段59は、選択酸化空気供給管62で連通している。
選択酸化空気供給管62の途中に選択酸化空気弁63が設けられている。選択酸化空気弁63は、電動式のバルブやダンパーで構成している。選択酸化空気弁63と選択酸化空気供給手段59の途中の選択酸化空気供給管62から送風管48が分岐され、空気供給部47に連結されている。この構成により、選択酸化供給手段59から新鮮空気49を空気供給部47に送るようにしている。選択酸化供給手段59は、選択酸化用空気61を供給するために供給圧力が取れるポンプまたはブースターまたは送風機等で構成している。
(実施の形態6)
図7は、本発明の第6の実施の形態における水素生成器のシステム図を示す。
酸化部58の冷却用空気65の供給を行うようにしている。空気弁64は、電動式のバルブやダンパーで構成している。供給空気送風手段66と空気供給部47を連通する送風管48の途中に新鮮空気供給管67を分岐している。この新鮮空気供給管67を分岐している地点と空気供給部47の間の送風管48に開閉弁50を設けている。新鮮空気供給管67の他方は、選択酸化部58の周囲に設ける冷却空気通路68に連通している。この冷却空気通路68と送風管48の間の新鮮空気供給管67に空気弁64を設けている。また、選択酸化部58の温度を所定の温度範囲に保つために、制御部22により空気弁64を開閉して冷却用空気65の供給をコントロールしている。供給空気送風手段66は、冷却用空気65を供給するために供給圧力が取れるポンプまたはブースターまたは送風機等で構成している。69は、選択酸化部58の温度検知部で、熱電対またはサーミスタで構成している。
空気供給部47に新鮮空気49を供給するときも容易に行うことができる。
(実施の形態7)
図8は、本発明の第7の実施の形態における水素生成器のシステム図を示す。
ジアルファン等を用い、それをモータで回転させるようにしている。制御部22によりカソード空気用供給手段72のコントロールを行うようにしている。カソード空気供給手段72は、カソード空気供給管73を介してカソード71の入口74に連通している。このカソード空気供給管73の途中から送風管48を分岐し、カソード空気71の一部を新鮮空気49として空気供給部47から排気ダクト36内に導入して、COセンサ37の周囲の燃焼排ガス35を排除している。送風管48の分岐した部分とカソード70の入口74との間のカソード空気供給管73の途中に空気開閉弁75を設けて、カソード70でカソード空気71を必要とする以外は、空気開閉弁75を閉止してカソード70を密閉状態に保つようにしている。カソード空気供給管73から送風管48を分岐する地点と空気供給部47の間に、開閉弁50を設け、燃焼装置5が燃焼動作し、COセンサ37のクリーニング動作を行わないときは、開閉弁50を閉止し、カソード空気71が空気供給部47から流出しないようにしている。
(実施の形態8)
図9は、本発明の第8の実施の形態における水素生成器のシステム図を示す。
開閉弁50を設けている。この開閉弁50と置換空気弁80は、電動式のバルブやダンパーで構成している。
図10は、本発明の第9の実施の形態における水素生成器6を示す断面図である。
図10において、空気供給部47は、燃焼装置5のポストパージ時に、COセンサ37の周囲に新鮮空気49を供給するようにして、水素生成器6を冷却するときに排気される高温の排気空気81を空気供給部47から供給する新鮮空気49で冷却している。制御器22により、改質部1の温度検知部52が所定の温度に低下するまで新鮮空気49の供給を行うようにしている。
以上のように構成された水素生成器6について、以下その動作、作用について説明する。
以上のように、本実施の形態においては、空気導入部47は、燃焼装置5のポストパージ時に、COセンサ37の周囲に新鮮空気49を供給するようにして、水素生成器6を冷却するときに排気される高温の排気空気81を冷却し、COセンサ37が高温の雰囲気に置かれることを防止してCOセンサ37の劣化を防止し、長期間にわたってCO濃度検知の精度を維持することができる。
また、既存の温度検知部52を応用して冷却空気49導入のタイミングを容易にコントロールすることができ、新たな温度検知部品の追加というコストアップ要因を防止すること
ができる。
(実施の形態10)
図11は、本発明の第10の実施の形態における燃料電池システムを示す全体構成図である。
図11において、空気供給部47により、COセンサ37のクリーニング動作を行うために、COセンサ37の周囲に新鮮空気49を導入する水素生成器6を燃料電池システム82に搭載するようにしている。燃料電池システム82は、高分子電解質型燃料電池83や給湯装置(図示無し)等で構成している。水素生成器は実施の形態1〜5に示すいずれかのものを用いることができる。
以上のように、本実施の形態においては、燃料電池システム82に搭載するようにしたことにより、水素生成器6の加熱用燃焼装置5の燃焼運転動作を停止することなく、COセンサ37のクリーニング動作を行い、COセンサ37の付着物や水分を除去するので、燃料電池システムを長期間にわたって連続運転してもCOセンサによる加熱用燃焼装置の燃焼不良検知を長期間に精度良く行うことができ、水素生成器6の燃焼排ガス中のCO濃度が上昇した時に、燃料電池システムの停止処理を確実に行うができる。
4 生成ガス
5 燃焼装置
6 水素生成器
35 燃焼排ガス
37 COセンサ
47 空気供給部
48 送風管
49 新鮮空気
50 開閉弁
Claims (13)
- 炭化水素系原料の改質反応により水素を含む生成ガスを生成する改質部と、前記改質部に設けられた燃焼装置と、前記燃焼装置の燃焼排ガスの成分検知を行うCOセンサと、前記COセンサのクリーニング動作を行うときに前記COセンサの周囲に空気を供給し、燃焼排ガスを排除するための空気供給部を備えた水素生成器。
- 空気供給部は、COセンサのクリーニング動作の終了後にCOセンサのゼロ点補正を行うためにCOセンサの周囲に空気を供給し、燃焼排ガスを排除する請求項1に記載の水素生成器。
- 空気供給部は、燃焼装置の燃焼動作を維持しながら、COセンサのクリーニング動作を行うときにCOセンサの周囲に空気を供給する請求項1または2に記載の水素生成器。
- 空気供給部は、排気ダクトにCOセンサを臨ませるために設けた挿入通路内に空気を供給し、燃焼排ガスをCOセンサの周囲から排除する請求項1または3に記載の水素生成器。
- 空気供給部は、排気ダクトにCOセンサを臨ませ、燃焼排ガスの一部を取り込むためにCOセンサの周囲に設けたセンサキャップに空気を供給し、センサキャップ内から燃焼排ガスを排除する請求項1〜4のいずれか1項に記載の水素生成器。
- 空気供給部は、燃焼装置の送風手段により空気の供給を行う請求項1〜5のいずれか1項に記載の水素生成器。
- 空気供給部は、独立した供給空気送風手段により空気の供給を行う請求項1〜6のいずれか1項に記載の水素生成器。
- 空気供給部は、水素生成器の選択酸化部の選択酸化空気供給手段により空気の供給を行う請求項1〜7のいずれか1項に記載の水素生成器。
- 空気供給部は、空気弁を介して選択酸化部の冷却用空気の供給を行う請求項1〜8のいずれか1項に記載の水素生成器。
- 空気供給部は、燃料電池のカソードに空気を供給するカソード空気供給手段により空気の供給を行う請求項1〜9のいずれか1項に記載の水素生成器。
- 空気供給部は、燃料電池のパージガスの置換空気供給手段により空気の供給を行う請求項1〜10のいずれか1項に記載の水素生成器。
- 空気供給部は、燃焼装置のポストパージ時に、COセンサの周囲に空気量を供給するようにした請求項1〜11のいずれか1項に記載の水素生成器。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の水素生成器を有する燃料電池システム。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009242162A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用改質装置 |
JP2009283268A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Panasonic Corp | 燃料電池発電システム |
JP2010269954A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Aisin Seiki Co Ltd | 改質システムおよび燃料電池システム |
JP2014218408A (ja) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | パナソニック株式会社 | 水素生成装置及び燃料電池システム |
JP2016095090A (ja) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | 株式会社サムソン | Co検出燃焼装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08135962A (ja) * | 1994-11-07 | 1996-05-31 | Gastar Corp | Co検出センサ付燃焼装置およびそのco検出センサのヒートアップ処理方法 |
JPH08233260A (ja) * | 1995-02-28 | 1996-09-10 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼装置の未燃ガス濃度検出装置 |
JPH08233261A (ja) * | 1995-03-01 | 1996-09-10 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼装置の未燃ガス濃度検出装置 |
JP2002050374A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-15 | New Cosmos Electric Corp | 燃料電池システム |
JP2002329515A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池発電システム |
JP2002365254A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Japan Gas Association | ガス燃焼器監視装置、ゼロベース更新制御方法及びcoセンサヒートアップ制御方法 |
JP2003502812A (ja) * | 1999-06-18 | 2003-01-21 | ユーオーピー エルエルシー | 燃料電池用純水素ストリームを提供するための方法 |
JP2005170737A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素発生装置およびこれを利用した燃料電池発電システム |
-
2006
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08135962A (ja) * | 1994-11-07 | 1996-05-31 | Gastar Corp | Co検出センサ付燃焼装置およびそのco検出センサのヒートアップ処理方法 |
JPH08233260A (ja) * | 1995-02-28 | 1996-09-10 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼装置の未燃ガス濃度検出装置 |
JPH08233261A (ja) * | 1995-03-01 | 1996-09-10 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼装置の未燃ガス濃度検出装置 |
JP2003502812A (ja) * | 1999-06-18 | 2003-01-21 | ユーオーピー エルエルシー | 燃料電池用純水素ストリームを提供するための方法 |
JP2002050374A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-15 | New Cosmos Electric Corp | 燃料電池システム |
JP2002329515A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池発電システム |
JP2002365254A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Japan Gas Association | ガス燃焼器監視装置、ゼロベース更新制御方法及びcoセンサヒートアップ制御方法 |
JP2005170737A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素発生装置およびこれを利用した燃料電池発電システム |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009242162A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用改質装置 |
JP2009283268A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Panasonic Corp | 燃料電池発電システム |
JP2010269954A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Aisin Seiki Co Ltd | 改質システムおよび燃料電池システム |
JP2014218408A (ja) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | パナソニック株式会社 | 水素生成装置及び燃料電池システム |
JP2016095090A (ja) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | 株式会社サムソン | Co検出燃焼装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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