JP4462915B2 - Fuel cell power generator - Google Patents
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Description
本発明は、燃料ガス生成部にて生成される水素ガスを用いて発電する燃料電池発電部が設けられ、
前記燃料ガス生成部が、炭化水素系の原燃料ガスを水蒸気により水素ガスを主成分とするガスに改質処理する改質部を備えて構成され、
前記改質部に供給される原燃料ガスの供給量を前記燃料電池発電部の発電出力に応じた量になるように調節する原燃料ガス供給量調節部と、
前記改質部へ供給される原燃料ガスの供給量に対する前記改質部へ供給される水蒸気の供給量の比率が設定比率になるように、水蒸気の供給量を調節する水蒸気供給量調節部とが設けられた燃料電池発電装置に関する。
The present invention is provided with a fuel cell power generation unit that generates power using hydrogen gas generated in the fuel gas generation unit,
The fuel gas generation unit includes a reforming unit that reforms a hydrocarbon-based raw fuel gas into a gas mainly composed of hydrogen gas by steam,
A raw fuel gas supply amount adjusting unit that adjusts the supply amount of the raw fuel gas supplied to the reforming unit to an amount corresponding to the power generation output of the fuel cell power generation unit;
A steam supply amount adjusting unit that adjusts the supply amount of steam so that the ratio of the supply amount of steam supplied to the reforming unit to the supply amount of raw fuel gas supplied to the reforming unit becomes a set ratio; It is related with the fuel cell power generator provided with.
かかる燃料電池発電装置は、燃料ガス生成部を、炭化水素系の原燃料ガスを水蒸気により水素ガスを主成分とするガスに改質処理する改質部を備えて構成して、その燃料ガス生成部にて水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成し、その燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスを燃料電池発電部に供給して、その燃料電池発電部にて発電するものである。
そして、原燃料ガス供給量調節部にて、改質部に供給される原燃料ガスの供給量を燃料電池発電部の発電出力に応じた量になるように調節し、且つ、水蒸気供給量調節部にて、改質部へ供給される原燃料ガスの供給量に対する改質部へ供給される水蒸気の供給量の比率(以下、単に水蒸気/原燃料ガス供給量比率を記載する場合がある)が設定比率になるように、水蒸気の供給量を調節することにより、燃料ガス生成部にて、燃料電池発電部の発電出力に応じた量の燃料ガスを生成して、燃料電池発電部に供給するようになっている。
In such a fuel cell power generation device, a fuel gas generation unit is configured to include a reforming unit that reforms a hydrocarbon-based raw fuel gas into a gas mainly composed of hydrogen gas by steam, and generates the fuel gas. The fuel gas mainly composed of hydrogen gas is generated in the unit, the fuel gas generated in the fuel gas generation unit is supplied to the fuel cell power generation unit, and the fuel cell power generation unit generates power. .
Then, in the raw fuel gas supply amount adjusting unit, the supply amount of the raw fuel gas supplied to the reforming unit is adjusted to an amount corresponding to the power generation output of the fuel cell power generation unit, and the water vapor supply amount adjustment The ratio of the supply amount of steam supplied to the reforming unit to the supply amount of raw fuel gas supplied to the reforming unit (hereinafter, the steam / raw fuel gas supply rate ratio may be simply described) By adjusting the supply amount of water vapor so that becomes the set ratio, the fuel gas generation unit generates fuel gas in an amount corresponding to the power generation output of the fuel cell power generation unit and supplies it to the fuel cell power generation unit It is supposed to be.
このような燃料電池発電装置において、従来は、供給される原料水をバーナの加熱により蒸発させて水蒸気を生成してその生成水蒸気を改質部に供給する水蒸気発生器と、水蒸気/原燃料ガス供給量比率が設定比率になるように、水蒸気発生器に供給する原料水の供給量、即ち改質部へ供給される水蒸気の供給量を回転数の調節により調節する水ポンプとを設けて、水蒸気供給量調節部をその水ポンプを備えて構成していた。(例えば、特許文献1参照。)。 In such a fuel cell power generation device, conventionally, a water vapor generator that evaporates the supplied raw water by heating a burner to generate water vapor and supplies the generated water vapor to the reforming unit, and water vapor / raw fuel gas A water pump that adjusts the supply amount of raw water supplied to the steam generator, that is, the supply amount of steam supplied to the reforming unit by adjusting the rotation speed, so that the supply amount ratio becomes a set ratio, The water vapor supply amount adjusting unit was provided with the water pump. (For example, refer to Patent Document 1).
尚、前記特許文献1には、明確に記載されていないが、水ポンプの回転数を前述のように調節するコントローラを設けることになり、要するに、従来は、水蒸気供給量調節部を水ポンプ及びそれを制御するコントローラを備えて構成していた。 Although not clearly described in Patent Document 1, a controller for adjusting the rotation speed of the water pump as described above is provided. It was configured with a controller to control it.
ところで、水蒸気供給量調節部による水蒸気供給量の調節のバラツキにより、水蒸気/原燃料ガス供給量比率が設定比率よりも小さくなると、即ち、水蒸気供給量が少なくなると、燃料ガス生成部において燃料ガスを生成するための水蒸気が不足して安定して燃料ガスを生成することができなくなる虞があり、逆に、水蒸気/原燃料ガス供給量比率が設定比率よりも大きくなると、即ち、水蒸気供給量が多くなると、過剰な水蒸気による放熱損失が増加してエネルギー効率が低下することになる。 By the way, when the steam / raw fuel gas supply ratio becomes smaller than the set ratio due to variations in the steam supply by the steam supply adjustment section, that is, when the steam supply is reduced, the fuel gas is generated in the fuel gas generator. There is a risk that the fuel gas cannot be stably generated due to a lack of water vapor for generation, and conversely, when the water vapor / raw fuel gas supply amount ratio becomes larger than the set ratio, that is, the water vapor supply amount is reduced. If it increases, the heat dissipation loss due to excess water vapor increases and the energy efficiency decreases.
しかしながら、従来のように、単に水ポンプの回転数を調節することにより水蒸気供給量を調節する構成では、水蒸気供給量の調節精度が低いため、水蒸気供給量の過不足が生じ易く、上述の燃料ガスを安定して生成することができないといった問題や、エネルギー効率が低下するといった問題が生じ易い。 However, in the conventional configuration in which the water vapor supply amount is adjusted simply by adjusting the rotation speed of the water pump, the adjustment accuracy of the water vapor supply amount is low. Problems such as inability to stably generate gas and problems such as reduction in energy efficiency are likely to occur.
ちなみに、水蒸気供給量の調節精度を向上するために、原燃料ガス供給量調節部にて供給される原燃料ガスの流量を検出する原燃料ガス流量センサと、水ポンプにて調節される水の流量を検出する水流量センサとを設けて、それら原燃料ガス流量センサ及び水流量センサの検出情報に基づいて、水蒸気の流量が原燃料ガスの流量に対応する流量になるようにコントローラにて水ポンプを制御するように構成する場合が考えられるが、この場合は、前記原燃料ガス流量センサ及び水流量センサとしては高精度で高価なものが必要となるため、燃料電池発電装置が高騰化するという問題が生じる。 Incidentally, in order to improve the adjustment accuracy of the water vapor supply amount, the raw fuel gas flow rate sensor for detecting the flow rate of the raw fuel gas supplied by the raw fuel gas supply amount adjustment unit, and the water adjusted by the water pump A water flow sensor for detecting the flow rate, and based on the detection information of the raw fuel gas flow sensor and the water flow sensor, the controller controls the water flow rate so that the flow rate of water vapor becomes a flow rate corresponding to the flow rate of the raw fuel gas. Although it may be configured to control the pump, in this case, since the raw fuel gas flow rate sensor and the water flow rate sensor need to be highly accurate and expensive, the fuel cell power generation device is soared. The problem arises.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料ガスを安定して生成することができ且つエネルギー効率を向上することができながら、低廉化を図り得る燃料電池発電装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel cell power generator capable of stably generating fuel gas and improving energy efficiency while achieving cost reduction. Is to provide.
本発明の燃料電池発電装置は、燃料ガス生成部にて生成される水素ガスを用いて発電する燃料電池発電部が設けられ、
前記燃料ガス生成部が、炭化水素系の原燃料ガスを水蒸気により水素ガスを主成分とするガスに改質処理する改質部を備えて構成され、
前記改質部に供給される原燃料ガスの供給量を前記燃料電池発電部の発電出力に応じた量になるように調節する原燃料ガス供給量調節部と、
前記改質部へ供給される原燃料ガスの供給量に対する前記改質部へ供給される水蒸気の供給量の比率が設定比率になるように、水蒸気の供給量を調節する水蒸気供給量調節部とが設けられたものであって、
第1特徴構成は、前記原燃料ガス供給量調節部にて供給量が調節されて供給される原燃料ガスを水と接触させる気液接触部を内部に備え、且つ、その気液接触部にて生成される原燃料ガスと水蒸気との混合気を内部に溜めるように構成された密閉容器が設けられ、
その密閉容器内の混合気が前記改質部に供給されるように構成され、
前記水蒸気供給量調節部が、
前記気液接触部にて原燃料ガスと接触させるための水を加熱する加熱手段と、
その加熱手段にて加熱された水の温度が設定温度になるように前記加熱手段の加熱作動を制御する制御手段とを備えて構成され、
前記設定温度が、前記密閉容器内での原燃料ガス分圧に対する比率が前記設定比率と同じ比率になる水蒸気分圧に等しい飽和水蒸気圧に対応する水の温度に設定されている点を特徴とする。
The fuel cell power generation device of the present invention is provided with a fuel cell power generation unit that generates power using hydrogen gas generated in the fuel gas generation unit,
The fuel gas generation unit includes a reforming unit that reforms a hydrocarbon-based raw fuel gas into a gas mainly composed of hydrogen gas by steam,
A raw fuel gas supply amount adjusting unit that adjusts the supply amount of the raw fuel gas supplied to the reforming unit to an amount corresponding to the power generation output of the fuel cell power generation unit;
A steam supply amount adjusting unit that adjusts the supply amount of steam so that the ratio of the supply amount of steam supplied to the reforming unit to the supply amount of raw fuel gas supplied to the reforming unit becomes a set ratio; Is provided,
The first characteristic configuration includes a gas-liquid contact portion for bringing the raw fuel gas supplied with the supply amount adjusted by the raw fuel gas supply amount adjustment portion into contact with water, and the gas-liquid contact portion includes An airtight container configured to store a mixture of raw fuel gas and water vapor generated in the interior,
The air-fuel mixture in the sealed container is configured to be supplied to the reforming unit,
The steam supply amount adjusting unit is
Heating means for heating water for contacting the raw fuel gas at the gas-liquid contact portion;
And a control means for controlling the heating operation of the heating means so that the temperature of the water heated by the heating means becomes a set temperature,
The set temperature is characterized in that it is set to the temperature of water corresponding to a saturated water vapor pressure equal to a water vapor partial pressure at which the ratio to the raw fuel gas partial pressure in the sealed container is the same ratio as the set ratio. To do.
即ち、密閉容器内において、気液接触部により、原燃料ガス供給量調節部にて供給量が調節されて供給される原燃料ガスと加熱手段にて設定温度になるように加熱された水とを接触させて、原燃料ガスと水蒸気との混合気が生成され、そのように生成された混合気が密閉容器内に溜まり、その密閉容器内に溜まっている混合気が改質部に供給される。
そして、密閉容器内において、供給される原燃料ガスに対して多量の水を接触させることにより、密閉容器内の水蒸気分圧は、その水の温度に対応する飽和水蒸気圧となり、又、設定温度として、密閉容器内での原燃料ガス分圧に対する比率が前記設定比率と同じ比率になる水蒸気分圧に等しい飽和水蒸気圧に対応する水の温度に設定されているので、原燃料ガスを、その供給量が変動してもその供給圧力が所定の目標圧力又は略目標圧力に維持される状態で密閉容器内に供給するように構成することにより、密閉容器内における水蒸気分圧及び原燃料ガス分圧は、原燃料ガス分圧に対する水蒸気分圧の比率が設定比率又は略設定比率となるように維持されることになり、改質部に対して、水蒸気と原燃料ガスとが、原燃料ガスの供給量が変動したとしても、水蒸気/原燃料ガス供給量比率が設定比率又は略設定比率になる状態で供給される。
That is, in the sealed container, the raw fuel gas supplied by adjusting the supply amount by the raw fuel gas supply amount adjusting unit by the gas-liquid contact unit and the water heated to the set temperature by the heating means, To generate a mixture of raw fuel gas and water vapor, the mixture thus generated is stored in a sealed container, and the mixture stored in the sealed container is supplied to the reforming unit. The
Then, by bringing a large amount of water into contact with the supplied raw fuel gas in the sealed container, the water vapor partial pressure in the sealed container becomes a saturated water vapor pressure corresponding to the temperature of the water, and the set temperature As the temperature of the water corresponding to the saturated water vapor pressure equal to the water vapor partial pressure at which the ratio to the raw fuel gas partial pressure in the sealed container is the same as the set ratio, the raw fuel gas is Even if the supply amount fluctuates, the water vapor partial pressure and the raw fuel gas content in the sealed container are configured by supplying the sealed container with the supply pressure maintained at a predetermined target pressure or substantially the target pressure. The pressure is maintained such that the ratio of the steam partial pressure to the raw fuel gas partial pressure is a set ratio or a substantially set ratio, and the steam and the raw fuel gas are supplied to the reforming unit by the raw fuel gas. Supply amount of Even the supplied in a state of steam / raw fuel gas supply amount ratio is set ratio or substantially the preset ratio.
つまり、加熱手段にて加熱された水の温度が設定温度になるように加熱手段の加熱作動を制御することにより、水蒸気/原燃料ガス供給量比率を調節するのであるが、一般に、加熱手段により水を加熱するに当たってその加熱温度の制御を高精度に行うことは容易に実現することができるものであるので、そのように加熱手段にて加熱された水の温度が設定温度になるように加熱手段の加熱作動を制御することにより、原燃料ガスの供給量が変動したとしても、以下に説明するように、水蒸気/原燃料ガス供給量比率の調節精度を向上することが可能になって、燃料ガスを安定して生成することができるようにすると共に、水蒸気による放熱損失を抑制してエネルギー効率を向上することが可能になるのである。 That is, by controlling the heating operation of the heating means so that the temperature of the water heated by the heating means becomes the set temperature, the steam / raw fuel gas supply amount ratio is adjusted. When heating water, it is easy to control the heating temperature with high accuracy, so heating is performed so that the temperature of the water heated by the heating means becomes the set temperature. By controlling the heating operation of the means, even if the supply amount of the raw fuel gas fluctuates, as described below, it becomes possible to improve the adjustment accuracy of the steam / raw fuel gas supply amount ratio, In addition to being able to stably generate fuel gas, it is possible to improve energy efficiency by suppressing heat dissipation loss due to water vapor.
即ち、制御手段により、気液接触部にて原燃料ガスと接触させるための水の温度を設定温度になるように精度良く制御することができるので、密閉容器内において、気液接触部にて原燃料ガスと水とを接触させて、原燃料ガス分圧に対する水蒸気分圧の比率が設定比率又は略設定比率となるように水蒸気と原燃料ガスとの混合気を生成して溜めることが可能となり、そして、そのように原燃料ガス分圧に対する水蒸気分圧の比率が設定比率又は略設定比率となるように混合された水蒸気と原燃料ガスとの混合気を改質部に供給するので、原燃料ガスの供給量が変動したとしても、水蒸気/原燃料ガス供給量比率を設定比率又は略設定比率に精度良く調節することが可能になるのである。 In other words, the control means can accurately control the temperature of water to be brought into contact with the raw fuel gas at the gas-liquid contact portion so that it becomes the set temperature. By bringing the raw fuel gas and water into contact, it is possible to generate and store a mixture of water vapor and raw fuel gas so that the ratio of the partial pressure of water vapor to the partial pressure of the raw fuel gas is a set ratio or a substantially set ratio. And, since the mixture of steam and raw fuel gas mixed so that the ratio of the partial pressure of water vapor to the partial pressure of the raw fuel gas is a set ratio or a substantially set ratio is supplied to the reforming section, Even if the supply amount of the raw fuel gas fluctuates, the water vapor / raw fuel gas supply amount ratio can be accurately adjusted to the set ratio or the substantially set ratio.
又、加熱手段にて加熱された水の温度が設定温度になるように加熱手段の加熱作動を制御することにより、水蒸気/原燃料ガス供給量比率の調節精度を向上することが可能になって、水蒸気供給量の調節精度を向上するために従来必要としていた原燃料ガス流量センサ及び水流量センサを不要にすることが可能になるので、燃料電池発電装置の低廉化を図ることができる。
従って、燃料ガスを安定して生成することができ且つエネルギー効率を向上することができながら、低廉化を図り得る燃料電池発電装置を提供することができるようになった。
In addition, by controlling the heating operation of the heating unit so that the temperature of the water heated by the heating unit becomes the set temperature, it becomes possible to improve the adjustment accuracy of the steam / raw fuel gas supply amount ratio. In addition, since it becomes possible to eliminate the raw fuel gas flow rate sensor and the water flow rate sensor that are conventionally required to improve the adjustment accuracy of the water vapor supply amount, it is possible to reduce the cost of the fuel cell power generator.
Therefore, it has become possible to provide a fuel cell power generator that can stably produce fuel gas and improve energy efficiency while being able to reduce the cost.
第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記気液接触部が、前記密閉容器内に貯留される水に原燃料ガスを吹き出して、原燃料ガスと水とを接触させるように構成され、
前記加熱手段が、前記密閉容器内に貯留される水を加熱するように構成されている点を特徴とする。
In addition to the first feature configuration, the second feature configuration is
The gas-liquid contact portion is configured to blow raw fuel gas into water stored in the sealed container so as to contact the raw fuel gas and water,
The heating means is configured to heat water stored in the sealed container.
即ち、加熱手段により、密閉容器内に貯留される水が設定温度になるように加熱され、そのように設定温度になるように加熱される密閉容器内の水に原燃料ガスが吹き出されて、原燃料ガスと水蒸気とが接触して混合気が生成される。
つまり、密閉容器内に貯留する水の量を多くして、そのように貯留量を多くした密閉容器内の水を設定温度に加熱するようにすることにより、原燃料ガスと接触させる水の温度の変動を抑制することが可能になって、密閉容器内の水蒸気分圧の変動を抑制することが可能になるので、水蒸気/原燃料ガス供給量比率の調節精度を一層向上することが可能になる。
従って、燃料ガス生成の安定化及びエネルギー効率の向上を促進する上で好ましい手段を提供することができるようになった。
That is, the water stored in the sealed container is heated to a set temperature by the heating means, and the raw fuel gas is blown out to the water in the sealed container heated to the set temperature. The raw fuel gas and water vapor come into contact with each other to generate an air-fuel mixture.
In other words, by increasing the amount of water stored in the sealed container and heating the water in the sealed container with such a large amount of storage to the set temperature, the temperature of the water to be brought into contact with the raw fuel gas It is possible to suppress the fluctuation of the water vapor and to suppress the fluctuation of the water vapor partial pressure in the sealed container, so that the adjustment accuracy of the water vapor / raw fuel gas supply amount ratio can be further improved. Become.
Therefore, it has become possible to provide a preferable means for promoting stabilization of fuel gas generation and improvement of energy efficiency.
第3特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記気液接触部が、前記密閉容器内に充填された充填層の上部から散水手段にて水を散水し且つ前記充填層に対して原燃料ガスを吹き出して、前記充填層にて原燃料ガスと水とを接触させるように構成され、
前記散水手段から散水されて前記充填層を通過した水を溜める水溜り部の水を前記密閉容器の外部に配設された水循環路を通して前記散水手段に供給する水循環ポンプが設けられ、
前記加熱手段が、前記水循環路を通流する水を加熱するように構成されている点を特徴とする。
In addition to the first feature configuration, the third feature configuration is
The gas-liquid contact part sprinkles water from the upper part of the packed bed filled in the sealed container with watering means and blows out the raw fuel gas to the packed bed, and the raw fuel gas in the packed bed Configured to contact water with water,
A water circulation pump is provided for supplying water to a water sprinkling means through a water circulation path disposed outside the hermetic container to collect water from the water sprinkling means that accumulates water that has passed through the packed bed.
The heating means is configured to heat water flowing through the water circulation path.
即ち、加熱手段により、密閉容器の外部に配設された水循環路を通流する水が設定温度になるように加熱される状態で、水循環ポンプにより、水溜り部の水が水循環路を通して散水手段に供給され、そのように供給される水が散水手段により充填層の上部から散水されると共に、充填層に対して原燃料ガスが吹き出されて、その充填層にて原燃料ガスと水とが接触して混合気が生成される。
つまり、加熱手段により、水循環路を通流する水を加熱するようにすることにより、加熱手段の加熱対象とする水の量を少なくして、気液接触部にて原燃料ガスと接触させるための水を設定温度にまで加熱するのに要する時間を短縮することが可能になる。
従って、燃料電池発電装置の起動時間を短縮する上で好適な手段を提供することができるようになった。
特に、燃料電池発電装置を、例えば、1日のうちの所定の運転時間帯にて運転し残りの時間帯は停止する形態で間欠的に運転する場合において、起動時間を短縮して、効率良く運転することが可能になる。
That is, in the state where the water flowing through the water circulation path disposed outside the sealed container is heated by the heating means so as to reach the set temperature, the water circulation pump causes the water in the water reservoir to sprinkle through the water circulation path. The water supplied in this way is sprinkled from the upper part of the packed bed by the watering means, and the raw fuel gas is blown out to the packed bed, and the raw fuel gas and water are separated from the packed bed. In contact, an air-fuel mixture is generated.
That is, by heating the water flowing through the water circulation path with the heating means, the amount of water to be heated by the heating means is reduced and brought into contact with the raw fuel gas at the gas-liquid contact portion. It is possible to shorten the time required to heat the water to the set temperature.
Therefore, it has become possible to provide a suitable means for shortening the startup time of the fuel cell power generator.
In particular, in the case where the fuel cell power generator is operated intermittently, for example, in a mode in which the fuel cell power generator is operated in a predetermined operating time zone of the day and stopped in the remaining time zone, the startup time is shortened and efficient. It becomes possible to drive.
〔第1実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第1実施形態を説明する。
図1に示すように、燃料電池発電装置は、燃料ガス及び空気が供給されてその燃料ガス中の水素ガスと空気中の酸素を用いて発電する燃料電池発電部1、炭化水素系の原燃料ガスを水蒸気により水素ガスを主成分とするガスに改質処理する改質部2を備えて、燃料電池発電部1に供給する燃料ガスを生成する燃料ガス生成部R、燃料電池発電部1に発電用の空気を供給する発電用送風機3、改質部2に供給される原燃料ガスの供給量を燃料電池発電部1の発電出力に応じた量になるように調節する原燃料ガス供給量調節部Kc、改質部2へ供給される原燃料ガスの供給量に対する改質部2へ供給される水蒸気の供給量の比率が設定比率になるように、水蒸気の供給量を調節する水蒸気供給量調節部Ks、及び、燃料電池発電部1の運転を制御する制御部4等を設けて構成してある。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
As shown in FIG. 1, the fuel cell power generation apparatus includes a fuel cell power generation unit 1 that is supplied with fuel gas and air and generates power using hydrogen gas in the fuel gas and oxygen in the air, and hydrocarbon-based raw fuel. A fuel gas generation unit R that generates a fuel gas to be supplied to the fuel cell power generation unit 1 and a fuel cell power generation unit 1 that includes a reforming
前記燃料電池発電部1は、周知であるので詳細な説明を省略して簡単に説明すると、燃料電池発電部1は、例えば、固体高分子膜を電解質層(図示省略)とするセル(図示省略)の複数を積層状態に設けた固体高分子型に構成し、前記燃料ガス生成部Rから燃料ガス供給路5を通じて供給される燃料ガスが各セルの燃料極(図示省略)に分配供給され、前記発電用送風機3から発電用空気供給路6を通じて供給される空気が各セルの酸素極(図示省略)に分配供給されて、水素と酸素との電気化学的な反応により直流電力を発電するようになっている。
そして、前記燃料電池発電部1から出力路7を通じて出力される直流電力をインバータ8により交流に変換して、電気負荷9に供給するようになっていて、前記出力路7には、燃料電池発電部1の発電出力として発電電力を計測する電力計10を設けてある。
Since the fuel cell power generation unit 1 is well known, a detailed description thereof will be omitted. To briefly describe the fuel cell power generation unit 1, for example, the fuel cell power generation unit 1 includes a cell (not illustrated) having a solid polymer film as an electrolyte layer (not illustrated). And a fuel gas supplied from the fuel gas generator R through the fuel
The DC power output from the fuel cell power generation unit 1 through the
前記燃料電池発電部1の各セルの燃料極から排出される燃料極排ガスは、オフガス路11を通じて、後述する改質部2の改質バーナ2bに燃料として供給するようにしてある。
The fuel electrode exhaust gas discharged from the fuel electrode of each cell of the fuel cell power generation unit 1 is supplied as fuel to the reforming
前記燃料ガス生成部Rについて説明を加えると、燃料ガス生成部Rは、前記改質部2の他に、その改質部2から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを二酸化炭素ガスに変成処理する変成部12、及び、その変成部12から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを選択酸化用空気にて選択酸化処理する選択酸化部13を備えて構成してあり、その選択酸化部13にて選択酸化処理した改質処理ガスを燃料ガスとして、前記燃料ガス供給路5を通じて燃料電池発電部1に供給するようにしてある。
When the fuel gas generation unit R is described further, the fuel gas generation unit R converts carbon monoxide gas in the reformed gas supplied from the reforming
前記改質部2には、その改質部2を改質処理可能なように加熱する前記改質バーナ2bを設けてあり、その改質バーナ2bには、前述したように、オフガス路11を通じて燃料極排ガスを燃料として供給するようにしてあり、又、改質バーナ2bには、燃焼用空気供給路14を通じて発電用送風機3からの空気を燃焼用空気として供給するようにしてある。
そして、改質部2においては、メタンガスを主成分とする都市ガスが原燃料ガスである場合は、所定の改質処理温度の下で、改質触媒の触媒作用により、メタンガスと水蒸気とが下記の反応式1にて改質反応して、水素ガスと一酸化炭素ガスを含むガスに改質処理される。
CH4+H2O→3H2+CO……………(反応式1)
The reforming
In the reforming
CH 4 + H 2 O → 3H 2 + CO (reaction formula 1)
前記変成部12においては、所定の変成処理温度の下で、改質処理ガス中の一酸化炭素ガスと水蒸気とが、一酸化炭素変成触媒の触媒作用により下記の反応式2にて変成反応して、一酸化炭素ガスが二酸化炭素ガスに変成処理される。
CO+H2O→CO2+H2……………(反応式2)
In the
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (reaction formula 2)
選択酸化部13においては、所定の選択酸化処理温度の下で、選択酸化触媒の触媒作用によって、改質処理ガス中に残っている一酸化炭素ガスが選択酸化される。
In the
つまり、原燃料ガスとしてメタンガスを主成分とする都市ガスを用いる場合は、燃料ガス生成部R全体としては、下記の反応式3の反応が起こることになり、改質部2には、水蒸気をメタンガスに対するモル比で2以上になる所定の比率で供給する必要がある。
That is, when city gas mainly composed of methane gas is used as the raw fuel gas, the reaction of the following
CH4+2H2O→CO2+4H2……………(反応式3) CH 4 + 2H 2 O → CO 2 + 4H 2 (reaction formula 3)
従って、改質部2へ供給される原燃料ガスの供給量(Qc)に対する改質部2へ供給される水蒸気の供給量(Qs)の比率(Qs/Qc)として設定する前記設定比率は、例えば2〜3.5の所定の値に設定することになり、以下、本実施形態では、前記設定比率として2に設定する場合を例にして説明する。
Therefore, the setting ratio set as the ratio (Qs / Qc) of the supply amount (Qs) of the steam supplied to the reforming
前記原燃料ガス供給量調節部Kc及び水蒸気供給量調節部Ksについて説明を加える。
前記改質部2にて改質処理するための原燃料ガスを原燃料ガス供給源(図示省略)から導く原燃料ガス供給路15に、通流する原燃料ガスの流量を調節する原燃料ガス流量調節弁16を設け、前記制御部4により、前記電力計10の検出情報に基づいて、原燃料ガス供給路15を通流する原燃料ガスの流量が燃料電池発電部1の発電電力に応じた流量になるように原燃料ガス流量調節弁16を制御するように構成してある。
つまり、原燃料ガス供給量調節部Kcは、原燃料ガス供給路15、その原燃料ガス供給路15に設けた原燃料ガス流量調節弁16、及び、その原燃料ガス流量調節弁16を制御する制御部4を備えて構成してある。
The raw fuel gas supply amount adjusting unit Kc and the water vapor supply amount adjusting unit Ks will be described.
The raw fuel gas for adjusting the flow rate of the raw fuel gas flowing through the raw fuel
That is, the raw fuel gas supply amount adjusting unit Kc controls the raw fuel
尚、原燃料ガス供給源(図示省略)から原燃料ガスを原燃料ガス流量調節弁16にて流量が調節される状態で原燃料ガス供給路15を通じて供給するに当たっては、流量が変更調節されても、原燃料ガスの供給圧力は目標圧力又は略目標圧力に維持されるように構成してある。
Note that when the raw fuel gas is supplied from the raw fuel gas supply source (not shown) through the raw fuel
原燃料ガス流量調節弁16にて流量が調節される状態で原燃料ガス供給路15を通じて供給される原燃料ガスを水と接触させる気液接触部Sを内部に備え、且つ、その気液接触部Sにて生成される原燃料ガスと水蒸気との混合気を内部に溜めるように構成した密閉容器17を設け、その密閉容器17内の混合気を前記改質部2に供給するように、密閉容器17と改質部2とを混合気供給路18にて接続してある。
A gas-liquid contact portion S for bringing the raw fuel gas supplied through the raw fuel
そして、水蒸気供給量調節部Ksを、気液接触部Sにて原燃料ガスと接触させるための水を加熱する加熱手段としてのガスバーナ24と、そのガスバーナ24にて加熱された水の温度が設定温度になるようにガスバーナ24の加熱作動を制御する制御手段Vを備えて構成し、前記設定温度を、密閉容器17内での原燃料ガス分圧に対する比率が前記設定比率と同じ比率になる水蒸気分圧に等しい飽和水蒸気圧に対応する水の温度に設定してある。
And the
前記密閉容器17について説明を加える。密閉容器17には、給水タンク(図示省略)から水を導く補給水路20を接続し、その補給水路20に水補給ポンプ21を設け、その水補給ポンプ21により密閉容器17内に水を供給して、密閉容器17内に水を貯留するように構成してある。
そして、密閉容器17内に貯留する水の水位を検出する水位センサ22を設け、制御部4により、水位センサ22の検出情報に基づいて、密閉容器17内の水位を設定範囲内に維持すべく水補給ポンプ21を制御するように構成してある。
The sealed
And the
前記気液接触部Sについて説明を加える。密閉容器17内に貯留される水に沈没させた状態で、多孔状体23を設け、その多孔状体23に、前記原燃料ガス供給路15を接続して、その原燃料ガス供給路15を通じて供給される原燃料ガスを多孔状体23から密閉容器17内の水中に多数の泡状に吹き出すようにしてある。つまり、気液接触部Sを、密閉容器17内に貯留される水に原燃料ガスを吹き出して、原燃料ガスと水とを接触させるように構成してある。
The gas-liquid contact portion S will be further described. A
前記ガスバーナ24について説明を加える。ガスバーナ24を密閉容器17の底部の下方に配設すると共に、そのガスバーナ24に、前記原燃料ガス供給路15における前記原燃料ガス流量調節弁16の設置箇所よりも上流側の箇所から分岐させたバーナ用燃料供給路25、及び、バーナ用送風機26からの空気を導く燃焼用空気路27を接続してある。
つまり、ガスバーナ24は、改質部2に供給するのと同じ原燃料ガスを燃焼させて、密閉容器17の底部を通じて、密閉容器17内に貯留される水を加熱するように構成してある。
バーナ用燃料供給路25には、通流する原燃料ガスの流量を調節するバーナ用燃料流量調節弁28を設けてある。
The
That is, the
The burner
前記制御手段Vについて説明を加える。
ガスバーナ24にて加熱された水の温度、即ち、密閉容器17内に貯留される水の温度を検出するように、温度センサ19を設けてある。
そして、前記制御部4により、温度センサ19の検出情報に基づいて、バーナ用燃料流量調節弁28を制御することによりガスバーナ24の燃焼量を調節して、即ち、ガスバーナ24の加熱作動を制御して、密閉容器17内に貯留される水の温度を調節するように構成してあり、制御手段Vは、ガスバーナ24への燃料の供給量を調節するバーナ用燃料流量調節弁28、ガスバーナ24にて加熱された水の温度を検出する温度センサ19、及び、その温度センサ19の検出情報に基づいて、ガスバーナ24にて加熱された水の温度が設定温度になるようにバーナ用燃料流量調節弁28を制御する制御部4を備えて構成してある。
The control means V will be further described.
A
Then, the
次に、水蒸気供給量調節部Ksの作用を説明する。
前記設定比率を2に設定する場合、改質部2に供給する混合気における水蒸気と原燃料ガスとの混合比率は2:1に設定することになる。そして、改質部2に供給する原燃料ガスと水蒸気との混合気の全圧を例えば105kPaに設定すると、密閉容器17内に、水蒸気と原燃料ガスとの混合比率が2:1の混合気が溜まるようにするには、密閉容器17内における原燃料ガスの分圧、水蒸気の分圧をそれぞれ35kPa、70kPaにすることになる。
そして、飽和水蒸気圧が70kPaになる水の温度は89.9°Cであるので、密閉容器17内での原燃料ガス分圧(この実施形態では35kPa)に対する比率が前記設定比率(この実施形態では2)と同じ比率になる水蒸気分圧(この実施形態では70kPa)に等しい飽和水蒸気圧に対応する水の温度に設定する前記設定温度としては、89.9°Cに設定することになる。
Next, the operation of the water vapor supply amount adjusting unit Ks will be described.
When the setting ratio is set to 2, the mixing ratio of water vapor and raw fuel gas in the air-fuel mixture supplied to the reforming
Since the water temperature at which the saturated water vapor pressure reaches 70 kPa is 89.9 ° C., the ratio to the raw fuel gas partial pressure (35 kPa in this embodiment) in the sealed
つまり、前記制御部4により、温度センサ19の検出温度が設定温度、即ち89.9°Cになるように、ガスバーナ24の燃焼量が調節されるので、密閉容器17内に貯留される水の温度が89.9°Cに調節される。
又、密閉容器17には、原燃料ガスがその供給圧力が目標圧力、即ち35kPaに維持される状態で、燃料電池発電部1の発電電力に応じて流量が調節されて供給される。
そして、密閉容器17内において、供給される原燃料ガスに対して多量の水を接触させるので、その密閉容器17内への原燃料ガスの供給流量が燃料電池発電部1の発電電力に応じて変更調節されても、密閉容器17内の水蒸気の分圧は、水の温度(89.9°C)にて決まる一定の圧力、即ち70kPaに維持されることになる。
従って、密閉容器17においては、その密閉容器17内への原燃料ガスの供給流量が燃料電池発電部1の発電電力に応じて変更調節されても、密閉容器17内における原燃料ガスの分圧、水蒸気の分圧はそれぞれ35kPa、70kPaに維持されて、密閉容器17内には、水蒸気と原燃料ガスとの混合比率が2:1の混合気が溜まることになり、その混合気が混合気供給路18を通じて改質部2に供給される。
つまり、改質部2には、原燃料ガスの供給量が燃料電池発電部1の発電電力に応じて流量が調節されても、水蒸気と原燃料ガスとが、供給量比が2:1に維持される状態で供給されることになる。
That is, the amount of combustion of the
Further, the raw fuel gas is supplied to the sealed
Since a large amount of water is brought into contact with the supplied raw fuel gas in the sealed
Therefore, in the sealed
That is, even if the supply amount of the raw fuel gas is adjusted to the reforming
ちなみに、制御手段Vにより、ガスバーナ24にて加熱された水の温度が設定温度になるようにガスバーナ24の加熱作動を制御するに当たって、その温度制御精度を±0.1°C程度にすることができる。そして、原燃料ガスと接触させる水の温度変化を±0.1°Cとすると、水蒸気と原燃料ガスとの混合比率の変化は2.000±0.023程度となり、設定値に対する誤差は±1.15%程度となり、制御精度を高くすることが可能になる。
Incidentally, when the heating operation of the
〔第2実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第2実施形態を説明するが、第1実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、第1実施形態と異なる構成を説明する。
即ち、図2に示すように、第2実施形態においては、主として、密閉容器17の構成、水蒸気供給量調節部Ksの構成、気液接触部Sの構成、及び、加熱手段としてのガスバーナ24により、気液接触部Sにて原燃料ガスと接触させるための水を加熱するための構成が第1実施形態と異なるので、主として、それらの構成について説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but the same components and components having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals in order to avoid redundant description. The description is omitted, and a configuration different from the first embodiment will be mainly described.
That is, as shown in FIG. 2, in the second embodiment, mainly by the configuration of the sealed
前記密閉容器17について説明を加える。密閉容器17の底部の一部分を窪ませて、水溜り部29を形成し、その水溜り部29に、第1実施形態と同様に、給水タンクから水を導く補給水路20を接続すると共に、その補給水路20に水補給ポンプ21を設けて、その水補給ポンプ21により水溜り部29に水を供給して、水溜り部29に水を貯留するように構成してある。
又、水溜り部29に貯留する水の水位を検出する水位センサ30を設け、制御部4により、水位センサ30の検出情報に基づいて、水溜り部29の水位を設定範囲内に維持するように、水補給ポンプ21を制御するように構成してある。
The sealed
Further, a
密閉容器17内における上下方向の中間部に、充填層31を設け、その充填層31の上方に、散水手段としての散水ノズル32を設け、その散水ノズル32と水溜り部29とを、密閉容器17の外部に配設した水循環路33にて接続すると共に、その水循環路33に水循環ポンプ34を設けてある。
前記原燃料ガス供給路15は、その先端を充填層31の下方に位置させる状態で、密閉容器17内に挿入して設けてある。
そして、水循環ポンプ34にて水溜り部29の水を水循環路33を通して散水ノズル32に供給して、その散水ノズル32により充填層31の上方から散水すると共に、原燃料ガス供給路15の先端から充填層31の下方側に原燃料ガスを吹き出して、充填層31にて原燃料ガスと水とを接触させるように構成してある。
A filling
The raw fuel
Then, the
つまり、気液接触部Sは、密閉容器17内に充填された充填層31の上部から散水ノズル32にて水を散水し且つ充填層31に対して原燃料ガスを吹き出して、充填層31にて原燃料ガスと水とを接触させるように構成してある。
That is, the gas-liquid contact part S sprinkles water from the upper part of the packed
前記水循環路33の途中に熱交換部35を設け、前記ガスバーナ24を、熱交換部35を加熱するように配設することにより、水循環路33を通流する水を加熱するように構成してある。
ガスバーナ24には、第1実施形態と同様に、バーナ用燃料供給路25及び燃焼用空気路27を接続し、バーナ用燃料供給路25には、通流する原燃料ガスの流量を調節するバーナ用燃料流量調節弁28を設けてある。
A
Similarly to the first embodiment, a burner
尚、ガスバーナ24にて加熱された水の温度を検出すべく設ける前記温度センサ19は、この第2実施形態では、熱交換部35を通過して水循環路33を通流する水の温度を検出するように設けてある。
そして、第1実施形態と同様に、前記制御部4により、温度センサ19の検出情報に基づいて、バーナ用燃料流量調節弁28を制御することによりガスバーナ24の燃焼量を調節して、即ち、ガスバーナ24の加熱作動を制御して、熱交換部35にて加熱されて散水ノズル32に供給される水の温度を調節するように構成してあり、制御手段Vは、バーナ用燃料流量調節弁28、温度センサ19及び制御部4を備えて構成してある。
In the second embodiment, the
As in the first embodiment, the
次に、水蒸気供給量調節部Ksの作用を説明する。
第1実施形態と同様に、前記設定比率を2に設定し、改質部2に供給する原燃料ガスと水蒸気との混合気の全圧を例えば105kPaに設定すると、前記設定温度は89.9°Cに設定することになる。
Next, the operation of the water vapor supply amount adjusting unit Ks will be described.
As in the first embodiment, when the set ratio is set to 2 and the total pressure of the mixture of raw fuel gas and steam supplied to the reforming
つまり、前記制御部4により、温度センサ19の検出温度が設定温度、即ち89.9°Cになるように、ガスバーナ24の燃焼量が調節されるので、散水ノズル32に供給される水の温度が89.9°Cに調節される。
又、密閉容器17には、原燃料ガスがその供給圧力が目標圧力、即ち35kPaに維持される状態で、燃料電池発電部1の発電電力に応じて流量が調節されて供給される。
そして、密閉容器17内において、供給される原燃料ガスに対して多量の水を接触させるので、その密閉容器17内への原燃料ガスの供給流量が燃料電池発電部1の発電電力に応じて変更調節されても、密閉容器17内の水蒸気の分圧は、水の温度(89.9°C)にて決まる一定の圧力、即ち70kPaに維持されることになる。
従って、密閉容器17においては、その密閉容器17内への原燃料ガスの供給流量が燃料電池発電部1の発電電力に応じて変更調節されても、密閉容器17内における原燃料ガスの分圧、水蒸気の分圧はそれぞれ35kPa、70kPaに維持されて、密閉容器17内には、水蒸気と原燃料ガスとの混合比率が2:1の混合気が溜まることになり、その混合気が混合気供給路18を通じて改質部2に供給される。
つまり、改質部2には、原燃料ガスの供給量が燃料電池発電部1の発電電力に応じて流量が調節されても、水蒸気と原燃料ガスとが、供給量比が2:1に維持される状態で供給されることになる。
That is, the amount of combustion of the
Further, the raw fuel gas is supplied to the sealed
Since a large amount of water is brought into contact with the supplied raw fuel gas in the sealed
Therefore, in the sealed
That is, even if the supply amount of the raw fuel gas is adjusted to the reforming
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 上記の実施形態においては、燃料電池発電部1の発電出力を電気負荷の変動に応じて変更調節するように運転する負荷追従運転を行う場合について例示したが、燃料電池発電部1の発電出力を所定の定格発電出力に維持するように運転する定格運転を行っても良い。
定格運転を行う場合は、予め燃料電池発電部1の定格発電出力に応じた改質部2への原燃料ガスの供給量である設定供給量を設定して、原燃料ガス供給量調節部Kcを、改質部2に供給される原燃料ガスの供給量を前記設定供給量にすべく調節するように構成することになる。
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(A) In the above embodiment, the case where the load following operation is performed to change and adjust the power generation output of the fuel cell power generation unit 1 according to the fluctuation of the electric load is illustrated. You may perform the rated driving | operation which operate | moves so that a power generation output may be maintained at a predetermined rated power generation output.
When performing the rated operation, a set supply amount that is a supply amount of the raw fuel gas to the reforming
(ロ) 加熱手段の具体構成は上記の実施形態において例示したガスバーナ24に限定されるものではない。
例えば、電気ヒータでも良い。あるいは、燃料電池発電部1を冷却した冷却水や、改質バーナ2bから排出された燃焼ガス等、燃料電池発電装置の排熱を回収した排熱回収流体を熱源として加熱作用させるように構成しても良い。この場合は、排熱回収流体の通流の断続や通流量の調節により、加熱手段の加熱作動を調節することになる。
(B) The specific configuration of the heating means is not limited to the
For example, an electric heater may be used. Alternatively, the fuel cell power generation unit 1 is configured to be heated by using, as a heat source, exhaust heat recovery fluid that recovers the exhaust heat of the fuel cell power generation device, such as cooling water that has cooled the fuel cell power generation unit 1 or combustion gas discharged from the reforming
(ハ) 制御手段Vの具体構成は、上記の実施形態において例示した構成に限定されるものではなく、例えば、自力式温度制御弁にて構成しても良い。この自力式温度制御弁は、液体又は揮発性液体を封入した感温部の温度が設定温度からずれると、液体膨張又は蒸発圧力を利用して弁を作動させるように構成したものであり、感温部をガスバーナ24にて加熱された水と伝熱自在に設けると共に、弁をガスバーナ24への燃料供給量を調節するように設けることになる。
(C) The specific configuration of the control means V is not limited to the configuration illustrated in the above embodiment, and may be configured by, for example, a self-powered temperature control valve. This self-operating temperature control valve is configured to operate the valve by utilizing liquid expansion or evaporation pressure when the temperature of the temperature sensing part enclosing the liquid or volatile liquid deviates from the set temperature. The hot part is provided so as to be able to transfer heat with water heated by the
(ニ) 燃料ガス生成部Rの具体構成としては、上記の実施形態のように、改質部2、変成部12及び選択酸化部13を備えて構成する場合に限定されるものではない。例えば、燃料電池発電部1の型式に応じて要求される燃料ガス中の一酸化炭素濃度のレベルに応じて、選択酸化部13を省略したり、変成部12及び選択酸化部13を省略することが可能である。
(D) The specific configuration of the fuel gas generation unit R is not limited to the configuration including the reforming
(ホ) 原燃料ガスとして、硫黄化合物が着臭剤として添加された都市ガス等を用いる場合、原燃料ガス供給路15に脱硫器を設けて、その脱硫器で脱硫した原燃料ガスを密閉容器17に供給するように構成するのが好ましい。
(E) When using city gas or the like to which a sulfur compound is added as an odorant as raw fuel gas, a desulfurizer is provided in the raw fuel
(ヘ) 炭化水素系の原燃料ガスとしては、上記の実施形態において例示したメタンガスを主成分とする都市ガスに限定されるものではなく、例えば、プロパンガス、メタノール等のアルコール類等、種々のものを用いることが可能である。 (F) The hydrocarbon-based raw fuel gas is not limited to the city gas mainly composed of the methane gas exemplified in the above embodiment, and includes various kinds of alcohols such as propane gas and methanol. Can be used.
(ト) 燃料電池発電部1の型式としては、上記の実施形態において例示した固体高分子型に限定されるものではなく、例えば、電解質としてリン酸を用いたリン酸型等、種々の型式のものを用いることが可能である。 (G) The type of the fuel cell power generation unit 1 is not limited to the solid polymer type exemplified in the above-described embodiment. For example, various types such as a phosphoric acid type using phosphoric acid as an electrolyte are available. Can be used.
1 燃料電池発電部
2 改質部
17 密閉容器
24 加熱手段
29 水溜り部
31 充填層
32 散水手段
33 水循環路
34 水循環ポンプ
Kc 原燃料ガス供給量調節部
Ks 水蒸気供給量調節部
R 燃料ガス生成部
S 気液接触部
V 制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell
Claims (3)
前記燃料ガス生成部が、炭化水素系の原燃料ガスを水蒸気により水素ガスを主成分とするガスに改質処理する改質部を備えて構成され、
前記改質部に供給される原燃料ガスの供給量を前記燃料電池発電部の発電出力に応じた量になるように調節する原燃料ガス供給量調節部と、
前記改質部へ供給される原燃料ガスの供給量に対する前記改質部へ供給される水蒸気の供給量の比率が設定比率になるように、水蒸気の供給量を調節する水蒸気供給量調節部とが設けられた燃料電池発電装置であって、
前記原燃料ガス供給量調節部にて供給量が調節されて供給される原燃料ガスを水と接触させる気液接触部を内部に備え、且つ、その気液接触部にて生成される原燃料ガスと水蒸気との混合気を内部に溜めるように構成された密閉容器が設けられ、
その密閉容器内の混合気が前記改質部に供給されるように構成され、
前記水蒸気供給量調節部が、
前記気液接触部にて原燃料ガスと接触させるための水を加熱する加熱手段と、
その加熱手段にて加熱された水の温度が設定温度になるように前記加熱手段の加熱作動を制御する制御手段とを備えて構成され、
前記設定温度が、前記密閉容器内での原燃料ガス分圧に対する比率が前記設定比率と同じ比率になる水蒸気分圧に等しい飽和水蒸気圧に対応する水の温度に設定されている燃料電池発電装置。 A fuel cell power generation unit that generates power using hydrogen gas generated in the fuel gas generation unit is provided,
The fuel gas generation unit includes a reforming unit that reforms a hydrocarbon-based raw fuel gas into a gas mainly composed of hydrogen gas by steam,
A raw fuel gas supply amount adjusting unit that adjusts the supply amount of the raw fuel gas supplied to the reforming unit to an amount corresponding to the power generation output of the fuel cell power generation unit;
A steam supply amount adjusting unit that adjusts the supply amount of steam so that the ratio of the supply amount of steam supplied to the reforming unit to the supply amount of raw fuel gas supplied to the reforming unit becomes a set ratio; A fuel cell power generator provided with
The raw fuel gas generated in the gas-liquid contact portion is provided with a gas-liquid contact portion for bringing the raw fuel gas supplied with the supply amount adjusted by the raw fuel gas supply amount adjusting portion into contact with water. A sealed container configured to store a gas-water vapor mixture inside is provided,
The air-fuel mixture in the sealed container is configured to be supplied to the reforming unit,
The steam supply amount adjusting unit is
Heating means for heating water for contacting the raw fuel gas at the gas-liquid contact portion;
And a control means for controlling the heating operation of the heating means so that the temperature of the water heated by the heating means becomes a set temperature,
The fuel cell power generator in which the set temperature is set to a water temperature corresponding to a saturated water vapor pressure equal to a water vapor partial pressure in which the ratio to the raw fuel gas partial pressure in the sealed container is the same as the set ratio .
前記加熱手段が、前記密閉容器内に貯留される水を加熱するように構成されている請求項1記載の燃料電池発電装置。 The gas-liquid contact portion is configured to blow raw fuel gas into water stored in the sealed container so as to contact the raw fuel gas and water,
The fuel cell power generator according to claim 1, wherein the heating means is configured to heat water stored in the sealed container.
前記散水手段から散水されて前記充填層を通過した水を溜める水溜り部の水を前記密閉容器の外部に配設された水循環路を通して前記散水手段に供給する水循環ポンプが設けられ、
前記加熱手段が、前記水循環路を通流する水を加熱するように構成されている請求項1記載の燃料電池発電装置。
The gas-liquid contact part sprinkles water from the upper part of the packed bed filled in the sealed container with watering means and blows out the raw fuel gas to the packed bed, and the raw fuel gas in the packed bed Configured to contact water with water,
A water circulation pump is provided for supplying water to a water sprinkling means through a water circulation path disposed outside the hermetic container to collect water from the water sprinkling means that accumulates water that has passed through the packed bed.
The fuel cell power generator according to claim 1, wherein the heating means is configured to heat water flowing through the water circulation path.
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