JP5285946B2 - 水素生成装置の運転方法、及び燃料電池システムの運転方法 - Google Patents
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Description
改質器で原料及び水蒸気を用いて水素含有ガスを生成し、
水蒸発器で改質器に供給される水蒸気を生成し、
第1のポンプを動作させ、第1の水経路を介して前記水蒸発器に改質水を供給し、
前記改質器に前記改質水を供給する前に、第1のポンプを動作させるとともに、前記第1のポンプの下流の前記第1の水経路又は前記第1のポンプが配置された前記第1の水経路より分岐した第2の水経路上に設けられた第1の流量制御器を制御して、大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させる、ことを特徴とする。
これにより、適宜、第2の水経路を通じた改質水の通流動作を実行することで、ポンプのエアがみを解消したり、又は、ポンプの動作チェックをして、改質水を改質器に供給することが可能になるため、改質水を安定して改質器に供給することが可能になる。また、これにより、前記改質器に前記改質水を供給する前に、ポンプのエアがみを解消したり、又は、ポンプの動作チェックをすることが可能になるので、改質器で安定した水素含有ガスの生成動作を実行することが可能になる。
また、第2の本発明の水素生成装置の運転方法は、
改質器で原料及び水蒸気を用いて水素含有ガスを生成し、
水蒸発器で改質器に供給される水蒸気を生成し、
第1のポンプを動作させ、第1の水経路を介して前記水蒸発器に改質水を供給し、
起動処理時に、第1のポンプを動作させるとともに、前記第1のポンプの下流の前記第1の水経路又は前記第1のポンプが配置された前記第1の水経路より分岐した第2の水経路上に設けられた第1の流量制御器を制御して、大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させる、ことを特徴とする。
また、第3の本発明の水素生成装置の運転方法は、
改質器で原料及び水蒸気を用いて水素含有ガスを生成し、
水蒸発器で改質器に供給される水蒸気を生成し、
第1のポンプを動作させ、第1の水経路を介して前記水蒸発器に改質水を供給し、
停止処理時に、第1のポンプを動作させるとともに、前記第1のポンプの下流の前記第1の水経路又は前記第1のポンプが配置された前記第1の水経路より分岐した第2の水経路上に設けられた第1の流量制御器を制御して、大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させる、ことを特徴とする。
また、第4の本発明の水素生成装置の運転方法は、
改質器で原料及び水蒸気を用いて水素含有ガスを生成し、
水蒸発器で改質器に供給される水蒸気を生成し、
第1のポンプを動作させ、第1の水経路を介して前記水蒸発器に改質水を供給し、
待機状態時に、第1のポンプを動作させるとともに、前記第1のポンプの下流の前記第1の水経路又は前記第1のポンプが配置された前記第1の水経路より分岐した第2の水経路上に設けられた第1の流量制御器を制御して、大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させる、ことを特徴とする。
また、第5の本発明の水素生成装置の運転方法は、
前記大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先が、大気開放された水タンクである、ことを特徴とする。
また、第6の本発明の水素生成装置の運転方法は、
前記第1のポンプを動作させるとともに、前記第1の流量制御器を制御して、大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させているときに、前記水タンクの水位を検知し、
水位の変化に基づき前記ポンプの異常を検知する、上記第5の本発明の水素生成装置の運転方法である。
また、第7の本発明の水素生成装置の運転方法は、
前記第1のポンプを動作させるとともに、前記第1の流量制御器を制御して、水タンクから大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させているときに、前記水タンクの水位を検知し、
水位の変化に基づき前記ポンプの異常を検知する、上記第1〜4の何れかの本発明の水素生成装置の運転方法である。
これにより、ポンプに異常がないことを確認して、改質器へ改質水を供給することが可能になるため、改質器への安定した改質水の供給が可能になる。
また、第8の本発明の燃料電池システムの運転方法は、
上記第1〜7の何れかの本発明の水素生成装置の運転方法を行い、
前記水素生成装置より供給される水素含有ガスを用いて燃料電池で発電する、ことを特徴とする。
これにより、改質器への改質水の安定した供給により水素含有ガスが安定的に生成するため燃料電池を安定的に運転することが可能になる。
以下、実施の形態1について図面を参照して説明する。
本発明の実施の形態2に係る水素生成装置は、ポンプ6の動作チェックを行い、ポンプ6の駆動部が固着する等の異常が生じた際に、それを検出するものである。
いるか否か判断し、ポンプ6が正常に動作していないならば、異常として検知する。異常検知後の水素生成装置の動作については、第1の水位センサ11を用いた場合と同様である。
基本的に実施の形態1の水素生成装置のエア抜き動作の場合と同様に、改質器1で水素含有ガスの生成動作(つまり、改質反応)が行われない場合、もしくは改質器に水の供給を開始する前であれば任意のタイミングで構わない。
本発明の実施の形態3に係る水素生成装置は、外部の温度検出を行い、外気温の低下等に起因する水素生成装置内の回収水、浄化水等の水経路、特に、第1の水経路5から第2の水経路7、そして第1の水タンク2までの水経路を含む水経路の凍結を防止するものである。
1a 水蒸発器
1b 燃焼器
1c 凝縮器
2 第1の水タンク
2a オーバーフロー管
2b 開放部
3 水浄化器
4 第2の水タンク
5 第1の水経路
6、66、166、266 ポンプ
7 第2の水経路
8 第1の流量制御器
9 制御器
9a 異常検知器
10 第2の流量制御器
11 第1の水位センサ
12 第2の水位センサ
20 変成器
30 一酸化炭素酸化器
40 燃料電池
51、52 ヒータ
85 筐体
90 面ヒータ
Claims (8)
- 改質器で原料及び水蒸気を用いて水素含有ガスを生成し、
水蒸発器で改質器に供給される水蒸気を生成し、
第1のポンプを動作させ、第1の水経路を介して前記水蒸発器に改質水を供給し、
前記改質器に前記改質水を供給する前に、第1のポンプを動作させるとともに、前記第1のポンプの下流の前記第1の水経路又は前記第1のポンプが配置された前記第1の水経路より分岐した第2の水経路上に設けられた第1の流量制御器を制御して、大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させる、水素生成装置の運転方法。 - 改質器で原料及び水蒸気を用いて水素含有ガスを生成し、
水蒸発器で改質器に供給される水蒸気を生成し、
第1のポンプを動作させ、第1の水経路を介して前記水蒸発器に改質水を供給し、
起動処理時に、第1のポンプを動作させるとともに、前記第1のポンプの下流の前記第1の水経路又は前記第1のポンプが配置された前記第1の水経路より分岐した第2の水経路上に設けられた第1の流量制御器を制御して、大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させる、水素生成装置の運転方法。 - 改質器で原料及び水蒸気を用いて水素含有ガスを生成し、
水蒸発器で改質器に供給される水蒸気を生成し、
第1のポンプを動作させ、第1の水経路を介して前記水蒸発器に改質水を供給し、
停止処理時に、第1のポンプを動作させるとともに、前記第1のポンプの下流の前記第1の水経路又は前記第1のポンプが配置された前記第1の水経路より分岐した第2の水経路上に設けられた第1の流量制御器を制御して、大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させる、水素生成装置の運転方法。 - 改質器で原料及び水蒸気を用いて水素含有ガスを生成し、
水蒸発器で改質器に供給される水蒸気を生成し、
第1のポンプを動作させ、第1の水経路を介して前記水蒸発器に改質水を供給し、
待機状態時に、第1のポンプを動作させるとともに、前記第1のポンプの下流の前記第1の水経路又は前記第1のポンプが配置された前記第1の水経路より分岐した第2の水経路上に設けられた第1の流量制御器を制御して、大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させる、水素生成装置の運転方法。 - 前記大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先が、大気開放された水タンクである、請求項1〜4の何れかに記載の水素生成装置の運転方法。
- 前記第1のポンプを動作させるとともに、前記第1の流量制御器を制御して、大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させているときに、前記水タンクの水位を検知し、
水位の変化に基づき前記ポンプの異常を検知する、請求項5に記載の水素生成装置の運転方法。 - 前記第1のポンプを動作させるとともに、前記第1の流量制御器を制御して、水タンクから大気開放された前記第2の水経路内の水の流出先に水を流出させているときに、前記水タンクの水位を検知し、
水位の変化に基づき前記ポンプの異常を検知する、請求項1〜4の何れかに記載の水素生成装置の運転方法。 - 請求項1〜7の何れかに記載の水素生成装置の運転方法を行い、
前記水素生成装置より供給される水素含有ガスを用いて燃料電池で発電する、燃料電池システムの運転方法。
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