JPH06349510A - 燃料電池用燃料改質器の温度制御装置 - Google Patents

燃料電池用燃料改質器の温度制御装置

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JPH06349510A
JPH06349510A JP5135000A JP13500093A JPH06349510A JP H06349510 A JPH06349510 A JP H06349510A JP 5135000 A JP5135000 A JP 5135000A JP 13500093 A JP13500093 A JP 13500093A JP H06349510 A JPH06349510 A JP H06349510A
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JP
Japan
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flow rate
temperature
fuel
catalyst layer
detector
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JP5135000A
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Inventor
Nobuhiro Iwasa
信弘 岩佐
Naonobu Yokoyama
尚伸 横山
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Fuji Electric Co Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料電池用燃料改質器の内筒と外筒との間に形
成された触媒層の起動時の昇温時及び運転時触媒層の改
質反応温度を制御しながら負荷変化等の過渡時でも触媒
層の触媒が、内筒と中間筒との温度差により圧壊しない
ようにする。 【構成】温度差検出器50で検出した触媒層12を形成
する内筒6と中間筒8との温度差が触媒の圧壊が防止さ
れる所定温度差になるように空燃比設定器44を制御し
て得られた空燃比により、起動時には燃焼用原燃料流量
に対し、また運転時には燃料オフガス流量に対する燃焼
空気流量を制御する。また運転時には温度検出器41で
の触媒層12の検出温度と改質反応温度との温度差をな
くすように温度設定流量器53で設定された温度設定原
燃料流量の原燃料を燃料改質器1に供給して改質反応温
度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池発電システム
において、触媒が充填された触媒層が起動時燃焼用原燃
料の燃焼熱により昇温され、運転時燃料電池から排出さ
れる燃料オフガスの燃焼熱により加熱された触媒層を通
流する原燃料を水素に富むガスに水蒸気改質する燃料改
質器の触媒層の温度を制御する燃料電池用燃料改質器の
温度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】燃料電池発電システムは主要構成部とし
て原燃料を水素に富むガスに水蒸気改質する燃料改質器
と、この改質器から供給される改質ガスと別に供給され
る空気とにより電池反応を起こして発電する燃料電池と
を備えている。ここで燃料改質器は、触媒が充填されて
なる触媒層を内蔵する反応筒と、触媒層を通流する原燃
料を水蒸気改質させるために反応筒を加熱する燃焼熱を
得るためのバーナとを備えている。
【0003】ところで、原燃料として炭化水素系のLN
G,LPG等を使用する場合、水蒸気改質する際の改質
反応温度は約700℃であるので、燃料改質器の起動時
にはバーナでの燃焼による燃焼熱により触媒層を数時間
で常温から前記改質反応温度まで昇温させている。ま
た、燃料電池発電システムの運転時には、燃料電池の燃
料極から排出される燃料オフガスを燃料改質器のバーナ
で燃焼させ、この燃焼熱により触媒層を加熱して改質反
応温度に保持している。
【0004】ところで、上記の起動時の触媒層の昇温、
運転時における触媒層の改質反応温度の温度制御は、バ
ーナでの燃焼時の空燃比の制御により燃焼空気流量を制
御して行なわれている。上記のような触媒層の温度を制
御する燃料改質器を備える燃料電池発電システムの制御
系統として図2に示すものが知られている。
【0005】図2において燃料改質器1は排ガス出口2
を備える炉容器3と、この炉容器3内に設けられる反応
筒4と、その上部に設けられるバーナ5とを備えてい
る。反応筒4は内筒6と、これを囲む外筒7と、内筒6
と外筒7との間に介挿される中間筒8とからなり、内筒
6と外筒7との底部は底板9により、また上部は中間筒
8の上端に接して上板10により閉鎖されている。
【0006】内筒6と中間筒8との間には触媒が充填さ
れ、原燃料が通流する触媒層12を形成し、一方中間筒
8と外筒7との間は原燃料を予熱する原燃料予熱通路1
3を形成している。燃料電池15は図示しない電解質層
と、これを挟持する燃料極16と空気極17を備えてい
る。
【0007】原燃料供給系20はLNG等の原燃料供給
源と燃料改質器1の反応筒4の原燃料予熱通路13の入
口とに接続して設けられ、流量制御弁21,原燃料流量
検出器22,止め弁23を備えている。なお、24は原
燃料に水蒸気を混入する水蒸気供給系である。原燃料供
給系20から分岐し、バーナ5に接続して燃焼用として
使用する原燃料を供給する燃焼用原燃料供給系25が設
けられ、流量制御弁26,燃焼用原燃料流量検出器2
7,止め弁28を備えている。
【0008】燃焼空気供給系29はバーナ5に接続して
設けられ、ブロワ30,燃焼空気流量検出器31を備え
ている。改質ガス供給系32は反応筒4の触媒層12の
出口と燃料電池15の燃料極16とに接続して設けられ
ている。燃料オフガス排出系33は燃料電池15の燃料
極16と燃料改質器1のバーナ5とに接続して設けら
れ、オフガス流量検出器34を備えている。
【0009】燃料電池15の空気極17には空気供給系
35と空気オフガス排出系36とが接続して設けられて
いる。電力系統38は燃料電池15に接続して設けら
れ、外部に供給する発電電流を検出する電流検出器39
を備えている。温度検出器41は反応筒4の内筒6の上
部に温度検出端が設けられ、触媒層12の最高温度を検
出する。
【0010】流量設定器42は、燃料改質器1の起動時
触媒層12を昇温させるに必要なバーナ5に供給する燃
焼用原燃料流量を設定するものであり、昇温時温度検出
器41での検出温度を監視しながら所定時間で触媒層1
2が改質反応温度になるように燃焼用原燃料流量を設定
する。流量調節器43は流量設定器42からの設定流量
と燃焼用原燃料供給系25の燃焼用原燃料流量検出器2
7での燃焼用原燃料の検出流量との偏差から流量制御弁
26を制御する。
【0011】空燃比設定器44は起動時には燃焼用原燃
料流量検出器27での燃焼用原燃料の検出流量の信号
と、燃焼空気流量検出器31での燃焼空気の検出流量の
信号とが、一方運転時にはオフガス流量検出器34での
燃料オフガスの検出流量の信号と、燃焼空気流量検出器
31での燃焼空気の検出流量の信号とが入力され、燃焼
用原燃料流量と燃料オフガス流量とのそれぞれに対する
空燃比を設定し、燃焼空気流量を制御する。
【0012】温度調節器45は温度検出器41での触媒
層12の検出温度の信号が入力され、この検出温度と触
媒層の改質反応の所定温度の目標値との偏差から空燃比
設定器44の空燃比を制御する。利用率設定流量器46
は、電流検出器39での発電電流の検出電流の信号が入
力され、燃料電池15が発電する電力に必要な原燃料流
量の利用率に基づいて燃料改質器1の反応筒4に供給す
る電力に対応する原燃料流量を設定する。
【0013】原燃料流量調節器47は利用率設定流量器
46からの設定された原燃料流量の信号が入力され、こ
の原燃料流量と原燃料供給系20の原燃料流量検出器2
2での検出流量との偏差から流量制御弁21を制御す
る。このような構成により、燃料電池発電システムの起
動時止め弁23を閉、止め弁28を開にして原燃料は燃
焼用原燃料供給系25に流れるようにする。そして燃焼
用原燃料の流量設定器42によりバーナ5に供給する燃
焼用原燃料流量を設定する。この設定した燃焼用原燃料
流量の信号と、燃焼用原燃料供給系25の燃焼用原燃料
流量検出器27での燃焼用原燃料の検出流量との信号と
が流量調節器43に入力され、設定した燃焼用原燃料流
量と燃焼用原燃料の検出流量との偏差から流量制御弁2
6を制御してバーナ5に設定した流量の燃焼用原燃料が
供給される。この際、燃焼用原燃料の流量設定器42に
ての流量設定は、温度検出器41での触媒層12の検出
温度を監視しながら行なわれ、触媒層12の昇温速度が
所定値になるように行なわれる。
【0014】一方、ブロワ30の駆動により生じる燃焼
空気は燃焼空気供給系29を経てバーナ5に流入し、前
記供給される燃焼用原燃料を燃焼し、この燃焼熱により
反応筒4の触媒層12を加熱する。そして加熱した後の
燃焼ガスは矢印のように流れ、排ガス出口2から外部に
排出される。触媒層12の温度制御は、燃焼用原燃料供
給系25の燃焼用原燃料流量検出器27での燃焼用原燃
料の検出流量の信号と、燃焼空気供給系29の燃焼空気
流量検出器31での燃焼空気の検出流量の信号とが空燃
比設定器44に入力され、後述のように制御された空燃
比によりブロワ30の回転数を制御して燃焼空気流量を
制御して行なわれる。ここで、空燃比設定器44の空燃
比の制御は温度調節器45により行なわれる。すなわ
ち、温度調節器45には温度検出器41での触媒層12
の検出温度の信号が入力され、触媒層12の検出温度と
触媒層の所定の昇温速度に対応する温度の目標値との偏
差から空燃比設定器44の空燃比を制御する。
【0015】上記のようにして触媒層12の温度が改質
反応温度になれば止め弁23を開,止め弁28を閉にし
て原燃料が原燃料供給系20に流れるようにする。原燃
料供給系20を流れる原燃料は水蒸気供給系24から水
蒸気が付加されて反応筒4の原燃料予熱通路13に流入
し、この予熱通路13を下方に流れて予熱された後、反
応筒4の下端でUターンして触媒層12を上方に流れ
る。そして原燃料は改質反応温度になった触媒層12を
通流することにより水蒸気改質されて水素に富むガスに
改質される。この改質ガスは改質ガス供給系32を経て
燃料電池15の燃料極16に供給される。
【0016】ここで燃料電池15では空気供給系35を
経て供給される空気と、前記供給される改質ガスとによ
り電池反応を起こして発電し、その電力は電力系統38
を経て外部に供給される。なお、発電時燃料極16から
排出される電池反応に寄与しない水素を含む燃料オフガ
スは燃料オフガス排出系33を経てバーナ5に供給され
て燃焼され、この燃焼熱により反応筒4を加熱して触媒
層12を改質反応温度にして触媒層12を通流する原燃
料を水蒸気改質する。なお、発電時燃料電池15の空気
極17から排出される空気オフガスは空気オフガス排出
系36を経て外部に排出される。
【0017】ここで燃料電池15の発電電力に対応する
原燃料流量の設定及び触媒層12の温度制御は下記のよ
うにして行なわれる。電力系統38の電流検出器39で
の検出電流の信号が利用率設定流量器46に入力され、
ここで原燃料の利用率を考慮した検出電流に対応する原
燃料流量が設定される。この設定された原燃料流量の信
号と、原燃料供給系20の原燃料流量検出器22での原
燃料の検出流量の信号とが原燃料流量調節器47に入力
され、設定された原燃料流量と原燃料の検出流量との偏
差から流量制御弁21を制御して、設定された原燃料流
量の原燃料がバーナ5に供給されるように制御される。
【0018】一方、温度検出器41での触媒層12の検
出温度の信号は温度調節器45に入力され、触媒層12
の検出温度と改質反応の所定温度の目標値との偏差から
空燃比設定器44の空燃比を制御する。空燃比設定器4
4には燃料オフガス排出系33のオフガス流量検出器3
4での燃料オフガスの検出流量の信号と、燃焼空気供給
系29の燃焼空気流量検出器31での燃焼空気の検出流
量の信号とが入力され、温度調節器45にての偏差が零
になるように空燃比設定器の空燃比が制御され、この空
燃比により燃焼空気供給系29のブロワ30の回転数を
制御して燃焼空気量を制御する。すなわち、バーナ5で
の燃料オフガスの燃焼により加熱される触媒層の温度は
空燃比を制御することにより所定温度に制御される。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】前述のように反応筒4
の触媒層12の起動時の昇温は、触媒層12を内蔵する
反応筒4の内筒6の上部の最高温度を検出する温度検出
器41での検出温度で制御しており、その他の部分の温
度が管理されていないので、昇温時に生じる反応筒4の
内筒6と中間筒8との温度差が通常の運転時に比べて大
きくなり、熱膨脹差のため内筒6と中間筒8との間の間
隔が狭められ、このため内筒6と中間筒8との間に充填
される触媒が圧壊されるという問題がある。なお、この
触媒の圧壊は運転中の負荷変化等の過渡時にも同様な理
由により触媒が圧壊するという問題がある。
【0020】本発明の目的は、燃料改質器の起動に際し
ての反応筒内の触媒層の昇温時及び燃料電池の負荷変化
等の過渡時において、反応筒内の触媒の圧壊を防止でき
る燃料電池用燃料改質器の温度制御装置を提供すること
である。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば内筒とこれを囲む外筒との間に触媒
が充填された触媒層を有する反応筒と、起動時触媒層を
昇温するための燃焼用原燃料、又は運転時燃料電池の負
荷に対応する流量で触媒層を通流する原燃料を水素に富
むガスに改質するため触媒層を加熱するための燃料電池
から排出される燃料オフガスを燃焼空気により燃焼させ
るバーナとを備える燃料改質器の触媒層の温度を制御す
る燃料電池用燃料改質器の温度制御装置において、反応
筒の内筒と外筒との触媒層の厚さ方向の温度差を検出す
る温度差検出器と、触媒層の温度を検出する温度検出器
と、温度差検出器での検出温度差と触媒層の圧壊が防止
される所定温度差との偏差から燃焼空気量を制御して前
記温度差を制御する温度差制御手段と、運転時触媒層の
温度を、改質反応の所定温度と温度検出器での検出温度
との温度差をなくす補償原燃料流量を負荷に対応する原
燃料流量に付加して、改質反応の所定温度に制御する温
度制御手段とを備えるものとする。
【0022】上記の温度差制御手段は、燃料改質器のバ
ーナに供給する起動時の燃焼用原燃料流量を検出する燃
焼用原燃料流量検出器と、運転時の燃料オフガス流量を
検出するオフガス流量検出器と、燃焼空気量を検出する
燃焼空気流量検出器と、起動時には燃料用原燃料流量検
出器での燃焼用原燃料の検出流量の信号、一方、運転時
にはオフガス流量検出器での燃料オフガスの検出流量の
信号と燃焼空気流量検出器での燃焼空気の検出流量の信
号とが入力され、燃焼用原燃料流量と燃料オフガス流量
とのそれぞれに対する空燃比を設定して燃焼空気流量を
制御する空燃比設定器と、温度差検出器での検出温度差
と触媒の圧壊が防止される所定温度差との偏差から空燃
比設定器の空燃比を制御する制御手段とを備えるものと
する。
【0023】また、前記の触媒層の温度制御手段は、燃
料電池の発電電流を検出する電流検出器と、この電流検
出器での検出電流に対応する原燃料流量を設定する利用
率設定流量器と、温度検出器での触媒層の検出温度の信
号が入力され、触媒層の改質反応の所定温度と前記検出
温度との温度差をなくすに必要な前記温度差に基づいて
補償原燃料流量を求める補償原燃料流量演算器と、この
演算器からの補償原燃料流量を利用率設定流量器からの
設定原燃料流量に加算して温度設定原燃料流量を設定す
る温度設定流量器と、燃料改質器に供給する原燃料流量
を温度設定流量器で設定された温度設定原燃料流量に制
御する制御手段とを備えるものとする。
【0024】
【作用】燃料電池発電システムの起動時、燃料改質器の
反応筒の内筒と外筒との間に充填された触媒の触媒層を
常温から改質反応温度までの昇温は、温度検出器で検出
した触媒層の温度を監視しながら燃焼用原燃料をその流
量を変えて燃料改質器のバーナに供給して燃焼空気によ
り燃焼させた燃焼熱により触媒層を加熱して行なわれ
る。この場合、内筒と外筒との触媒層の厚さ方向の温度
差は、触媒の圧壊を防止する所定温度差に下記のような
温度差制御手段により行なわれる。
【0025】燃焼用原燃料を燃焼させる燃焼空気の流量
は、燃焼用原燃料流量検出器での燃焼用原燃料の検出流
量の信号と、燃焼空気流量検出器での燃焼空気の検出流
量の信号とが入力されて空燃比が制御される空燃比設定
器から出力される空燃比になるように制御される。この
際、温度差検出器での反応筒の内筒と外筒との検出温度
差と反応筒の内筒と外筒との間に充填される触媒の圧壊
が防止される所定温度差との偏差が前記空燃比設定器に
入力され、この偏差が零になるように空燃比が制御され
る。
【0026】したがって、燃料改質器の触媒層を内蔵す
る反応筒の昇温時、反応筒の内筒と外筒との触媒層の厚
さ方向の温度差は所定温度差に制御されるので、内筒と
外筒との触媒が充填される間隔は一定範囲内におさえら
れ、したがって触媒の圧壊を防止できる。なお、燃料電
池発電システムの運転時には、燃焼用原燃料の代りに燃
料電池の発電に伴って燃料電池から排出される燃料オフ
ガスがバーナで燃焼されるので、オフガス流量検出器で
の燃料オフガスの検出流量の信号と燃焼空気流量検出器
での燃焼空気の検出流量の信号とを空燃比設定器に入力
することにより、触媒層の昇温時と同様に反応筒の内筒
と外筒との温度差は所定温度差に制御され、前述と同様
に触媒の圧壊は防止される。
【0027】運転時の触媒層の改質反応温度の温度制御
は、上記のように反応筒の内筒と外筒との温度差が所定
温度差に制御されながら下記のような温度制御手段によ
り行なわれる。燃料電池の発電電力に相当する電流検出
器での検出電流に対応する原燃料流量を利用率設定流量
器で設定する。一方、補償原燃料流量演算器で温度検出
器での触媒層の検出温度を改質反応の所定温度にするの
に必要な補償原燃料流量を求める。この補償原燃料流量
は、触媒層の改質反応の所定温度をTR ,触媒層の検出
温度をTとすれば(TR −T)に係数を乗じた流量とし
て求められる。この場合、触媒層の温度が所定温度以下
になれば正値であり、所定温度以上になれば負値とな
る。
【0028】温度設定流量器では利用率設定流量器から
の設定された原燃料流量と、補償原燃料演算器からの補
償原燃料流量とが加算された温度設定原燃料流量が設定
され、原燃料の流量は制御手段により温度設定原燃料流
量に制御されて燃料改質器に供給され、燃料改質器での
改質反応を経て燃料電池での電池反応により生じる燃料
オフガスの燃焼により触媒層の温度は改質反応の所定温
度に制御される。
【0029】したがって、燃料電池の発電時においても
触媒層の温度は、改質反応の所定温度に保持されながら
反応筒の内筒と外筒との温度差は所定温度差に制御され
るので、負荷変化等の過渡時でも内筒と外筒との間に充
填される触媒の圧壊を防止できる。
【0030】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
説明する。図1は本発明の実施例による燃料電池用燃料
改質器の温度制御装置を備えた燃料電池発電システムの
制御系統図である。なお、図1において図2の従来例と
同一部品には同じ符号を付し、その説明を省略する。図
1において従来例と異なるのは、反応筒4の触媒層12
の厚さ方向の内筒6と中間筒8との温度差を検出する温
度差検出器50と、温度差検出器50での検出温度差の
信号が入力され、触媒の圧壊を防止する所定温度差と温
度差検出器50での検出温度差との偏差から空燃比設定
器44の空燃比を制御する温度差調節器51と、温度検
出器41での触媒層の検出温度の信号が入力され、触媒
層12の改質反応の所定温度と触媒層の検出温度との温
度差から前述のように補償する原燃料流量を求める補償
原燃料演算器52と、この演算器52の補償原燃料流量
を利用率設定流量器46からの燃料電池15の発電電力
に対応して設定された原燃料流量に加算して得られた温
度設定原燃料流量を設定する温度設定流量器53とを設
けたことである。
【0031】このような構成により、燃料電池発電シス
テムの起動時、燃料改質器1の触媒層12の温度は前述
のように温度検出器41の検出温度を監視しながら流量
設定器42により燃焼用原燃料流量を増加させて所定の
昇温速度で昇温される。この際、温度差検出器50での
内筒6と中間筒8との検出温度差の信号が温度差調節器
51に入力され、この検出温度差と触媒の圧壊が防止さ
れる所定温度差の目標値との偏差が可変空燃比設定器4
4に入力され、この偏差が零になるように空燃比が制御
される。そしてこの空燃比によってブロワ30の回転数
を制御して燃焼空気流量が制御されるので、反応筒4の
内筒6と中間筒8との温度差は前記所定温度差に制御さ
れ、触媒の圧壊が防止される。
【0032】また、燃料電池発電システムの運転時、温
度差検出器50,温度差調節器51,空燃比設定器44
により、オフガス流量検出器34での燃料オフガスの検
出流量の信号と燃焼空気流量検出器31での燃焼空気の
検出流量の信号とが空燃比設定器44に入力されて空燃
比が前述のように制御される。そしてこの空燃比によ
り、バーナ5に供給する燃料オフガス流量に対する燃焼
空気流量が制御されるので、反応筒4の内筒6と中間筒
8との温度差は前記所定温度差に制御され、負荷変化等
の過渡時においても触媒の圧壊が防止される。
【0033】一方、温度検出器41での触媒層12の検
出温度の信号は補償原燃料演算器52に入力され、触媒
層12の改質反応の所定温度と触媒層12の検出温度と
の差に基づいて触媒層の温度を所定温度に保持するのに
必要な補償原燃料流量が前述のようにして求められる。
そして温度設定流量器53にて前記補償原燃料流量と、
利用率設定流量器46からの電流検出器39での検出電
流に対応して設定された原燃料流量とが加算されて温度
設定原燃料流量として設定され、燃料改質器1に供給す
る原燃料流量が設定される。
【0034】したがって、原燃料流量調節器47により
温度設定流量器53からの温度設定原燃料流量と、原燃
料流量検出器22での原燃料の検出流量との偏差から原
燃料流量制御弁21を制御して、燃料改質器1に温度設
定流量器53からの温度設定原燃料流量に制御された原
燃料が供給され、これに基づいてバーナ5に供給する燃
料オフガス流量も制御され、したがって触媒層12の温
度は所定温度に制御される。
【0035】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば前述の構成により、燃料電池発電システムの起
動時の燃料改質器の触媒層の昇温時及び運転時、反応筒
の内筒と外筒との温度差を、起動時には燃焼用原燃料流
量に対し、運転時には燃料オフガス流量に対して空燃比
を制御して燃焼空気流量を制御することにより、触媒の
圧壊を防止する所定温度差に制御するので、昇温時及び
運転時の負荷変化等の過渡時でも触媒の圧壊が防止さ
れ、触媒の寿命を延ばすことができる。また触媒の粉壊
による触媒層の圧損増加を防止するので、発電システム
全体の寿命を長くすることができる。
【0036】また、運転時は補償原燃料演算器からの補
償原燃料流量を利用率設定流量器からの原燃料流量に加
算した温度設定流量器からの温度設定原燃料流量に制御
された原燃料を燃焼改質器に供給するので、燃料オフガ
ス流量もこれにしたがって制御されることになり、触媒
層の温度は改質反応の所定温度に制御することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による燃料電池用燃料改質器の
温度制御装置を備えた燃料電池発電システムの制御系統
【図2】従来の燃料電池用燃料改質器の温度制御装置を
備えた燃料電池発電システムの制御系統図
【符号の説明】
1 燃料改質器 4 反応筒 5 バーナ 6 内筒 8 中間筒 12 触媒層 21 流量制御弁 22 原燃料流量検出器 26 流量制御弁 27 燃焼用原燃料流量検出器 31 燃焼空気流量検出器 34 オフガス流量検出器 39 電流検出器 41 温度検出器 44 空燃比設定器 46 利用率設定流量器 47 原燃料流量調節器 50 温度差検出器 51 温度差調節器 52 補償原燃料演算器 53 温度設定流量器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内筒とこれを囲む外筒との間に触媒が充填
    された触媒層を有する反応筒と、起動時触媒層を昇温す
    るための燃焼用原燃料又は運転時燃料電池の負荷に対応
    する流量で触媒層を通流する原燃料を水素に富むガスに
    改質するための触媒層を加熱するための燃料電池から排
    出される燃料オフガスを燃焼空気により燃焼するバーナ
    とを備える燃料改質器の触媒層の温度を制御する燃料電
    池用燃料改質器の温度制御装置において、反応筒の内筒
    と外筒との触媒層の厚さ方向の温度差を検出する温度差
    検出器と、触媒層の温度を検出する温度検出器と、温度
    差検出器での検出温度差と触媒層の圧壊が防止される所
    定温度差との偏差から燃焼空気流量を制御して前記温度
    差を制御する温度差制御手段と、運転時触媒層の温度
    を、改質反応の所定温度と温度検出器での検出温度との
    温度差をなくす補償原燃料流量を負荷に対応する原燃料
    流量に付加して改質反応の所定温度に制御する温度制御
    手段とを備えたことを特徴とする燃料電池用燃料改質器
    の温度制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のものにおいて、温度差制御
    手段は、燃料改質器のバーナに供給する起動時の燃焼用
    原燃料流量を検出する燃焼用原燃料流量検出器と、運転
    時の燃料オフガス流量を検出するオフガス流量検出器
    と、燃焼空気流量を検出する燃焼空気流量検出器と、起
    動時には燃焼用原燃料流量検出器での燃焼用原燃料の検
    出流量の信号、一方、運転時にはオフガス流量検出器で
    の燃料オフガスの検出流量の信号と燃焼空気流量検出器
    での燃焼空気の検出流量の信号とが入力され、燃焼用原
    燃料流量と燃料オフガス流量とのそれぞれに対する空燃
    比を制御して燃焼空気流量を制御する空燃比設定器と、
    温度差検出器での検出温度差と触媒の圧壊が防止される
    所定温度差との偏差から空燃比設定器の空燃比を制御す
    る制御手段とを備えたことを特徴とする燃料電池用燃料
    改質器の温度制御装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載のものにおいて、触媒層温度
    制御手段は、燃料電池の発電電流を検出する電流検出器
    と、この電流検出器での検出電流に対応する原燃料流量
    を設定する利用率設定流量器と、温度検出器での触媒層
    の検出温度の信号が入力され、触媒層の改質反応の所定
    温度と前記検出温度との温度差をなくすに必要な前記温
    度差に基づいて補償原燃料流量を求める補償原燃料流量
    演算器と、この演算器からの補償原燃料流量を利用率設
    定流量器からの設定原燃料流量に加算して温度設定原燃
    料流量を設定する温度設定流量器と、燃料改質器に供給
    する原燃料流量を温度設定流量器で設定された温度設定
    原燃料流量に制御する制御手段とを備えたことを特徴と
    する燃料電池用燃料改質器の温度制御装置。
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