JPS59213601A - 燃料電池の改質反応制御装置 - Google Patents
燃料電池の改質反応制御装置Info
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- JPS59213601A JPS59213601A JP58089367A JP8936783A JPS59213601A JP S59213601 A JPS59213601 A JP S59213601A JP 58089367 A JP58089367 A JP 58089367A JP 8936783 A JP8936783 A JP 8936783A JP S59213601 A JPS59213601 A JP S59213601A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、燃料電池に水素を供給する改質反応器の制
御装置に関するものである。
御装置に関するものである。
従来この種の改質反応装置として第１図に示すものがあ
った。この装置は燃料改質装置ｌ、改質反応器コ、バー
ナ３．燃料電池グ、負荷り、流量計ｔ ａ １乙す、４
ｃｍ調節弁’７ｔ３．，７ｂ、７ｃ、電流計ｇ、流量調
節器？ａ、？ｂ、？ｃ、上記電流計ｇで計測した燃料電
池グの出力に応じて必要な改質ガス流量および原料であ
る天然ガス流量を計算し、各々の流量調節器９ａ、９Ｃ
に設定値を与える演算器ｌθ、演算器１０で計算した天
然ガス流量設定値より定められたスチームカーボン比で
スチーム流量を計算する比率設定器／１等からなる。
った。この装置は燃料改質装置ｌ、改質反応器コ、バー
ナ３．燃料電池グ、負荷り、流量計ｔ ａ １乙す、４
ｃｍ調節弁’７ｔ３．，７ｂ、７ｃ、電流計ｇ、流量調
節器？ａ、？ｂ、？ｃ、上記電流計ｇで計測した燃料電
池グの出力に応じて必要な改質ガス流量および原料であ
る天然ガス流量を計算し、各々の流量調節器９ａ、９Ｃ
に設定値を与える演算器ｌθ、演算器１０で計算した天
然ガス流量設定値より定められたスチームカーボン比で
スチーム流量を計算する比率設定器／１等からなる。
次にこの装置の動作について説明する。燃料改質装置／
は原料である天然ガスとスチームから水素濃度の高い改
質ガスを製造する。また通常、燃料改質装置／は複数の
反応器および熱交換器で構成されるが、水素製造で重要
な役割を担５のが改質反応器−である。改質反応器コは
ニッケル系触媒を充填した反応器で、上記改質反応は動
作温度ｇθθ℃程度において激しい吸熱反応であるため
、外側からバーナ３で加熱し動作流度を補償する必要が
ある。燃料改質装置ｌで製造された改質ガスは燃料電池
ダのアノードに供給される。燃料電池グは上記改質ガス
中の水素と別途にカソードに供給された空気中の酸素か
ら直流の電気出力を発生し、負荷りに所要の電流が流れ
る。一方燃料電池グのアノード排ガスは、未反応水素お
よびその他の可燃性ガスを含んでいるため、燃料改質装
置ｌのバーナ３で燃焼させシステム効率を向上させてい
る。
は原料である天然ガスとスチームから水素濃度の高い改
質ガスを製造する。また通常、燃料改質装置／は複数の
反応器および熱交換器で構成されるが、水素製造で重要
な役割を担５のが改質反応器−である。改質反応器コは
ニッケル系触媒を充填した反応器で、上記改質反応は動
作温度ｇθθ℃程度において激しい吸熱反応であるため
、外側からバーナ３で加熱し動作流度を補償する必要が
ある。燃料改質装置ｌで製造された改質ガスは燃料電池
ダのアノードに供給される。燃料電池グは上記改質ガス
中の水素と別途にカソードに供給された空気中の酸素か
ら直流の電気出力を発生し、負荷りに所要の電流が流れ
る。一方燃料電池グのアノード排ガスは、未反応水素お
よびその他の可燃性ガスを含んでいるため、燃料改質装
置ｌのバーナ３で燃焼させシステム効率を向上させてい
る。
次にこの装置におけるシステム制御系の動作について説
明する。原料である天然ガスとスチームおよび製造ガス
である改質ガスの各流量は流量計＆＆、乙す、乙Ｃを検
出器とし、調節弁７ａ、７ｂ。
明する。原料である天然ガスとスチームおよび製造ガス
である改質ガスの各流量は流量計＆＆、乙す、乙Ｃを検
出器とし、調節弁７ａ、７ｂ。
７ｃを操作端、流量調節器？ａ、？ｂ、、’９ｃを調節
器としてフィードバック制御される。一方燃料電池グの
直流電流出力を電流計ｇで検出し、負荷に応じて必要な
改質ガス流量、さらに必要な天然ガス流量を演算器１０
で計算し調節器９ａ、９ｃに設定値として与える。また
上記天然ガス流量の設定値をも砂とにして比率設定器／
／で定められたスチームカーボン比から必要なスチーム
流量を計算し調節器ｑｂに設定値として与える。
器としてフィードバック制御される。一方燃料電池グの
直流電流出力を電流計ｇで検出し、負荷に応じて必要な
改質ガス流量、さらに必要な天然ガス流量を演算器１０
で計算し調節器９ａ、９ｃに設定値として与える。また
上記天然ガス流量の設定値をも砂とにして比率設定器／
／で定められたスチームカーボン比から必要なスチーム
流量を計算し調節器ｑｂに設定値として与える。
および改質ガスの各調節弁開度が急激に減少し、さらに
過渡的に反応器圧力が上昇して反応量すなわち吸熱量が
上記操作に伴って急激に減少するため、改質反応器の温
度が局所的に急上昇して材料の限界温度を越えたり、或
は反応温度の定値り↑１］御特性が低下するなどの欠点
があった、また、一般的（で炉構造の反応器は温度に対
する時定数が大ぎいため、負荷急減時にフィードフォワ
ード操作量を反応器温度制御系に与えたとしても、その
応答速度を高めるには実用上限度があり、装置保障のた
め負荷急減時の調節弁絞り速度に制限を加える必要があ
り、システムの運転効率を低下させるなどの欠点があっ
た。
過渡的に反応器圧力が上昇して反応量すなわち吸熱量が
上記操作に伴って急激に減少するため、改質反応器の温
度が局所的に急上昇して材料の限界温度を越えたり、或
は反応温度の定値り↑１］御特性が低下するなどの欠点
があった、また、一般的（で炉構造の反応器は温度に対
する時定数が大ぎいため、負荷急減時にフィードフォワ
ード操作量を反応器温度制御系に与えたとしても、その
応答速度を高めるには実用上限度があり、装置保障のた
め負荷急減時の調節弁絞り速度に制限を加える必要があ
り、システムの運転効率を低下させるなどの欠点があっ
た。
この発明は上記のような従来装置の欠点を除去するため
になされたもので、生成成分のモル数が原料成分のモヘ
ル数より増加する高温動作の吸熱反応を進行させる非定
常運転改質反応器、天然ガスおよびスチームの原料流量
制御系、および反応温度制御系を備えた改質反応制御装
置如お（・て、原料流量制御系および反応温度制御系に
協調する過渡的な反応圧力制御系を備えたことを特徴と
し、この反応圧力制御系は負荷変化時の変化率を測定す
るための変化率測定器、該変化率測定器からの信号と圧
力検出器および温度検出器からの信号とをもとに１７て
圧力設定値を演算するための反応圧力調節器を備え、負
荷角減時に天然ガスおよびスチームの流量調節弁を絞る
と同時に、改質装置出口の調節弁を一定時間、一定開度
だけ増加させ反応圧力を低下させろことにより直接反応
率を制御し、反応器温度の局所的な急上昇を緩和する改
質反応制御装置を提供することを目的としている。
になされたもので、生成成分のモル数が原料成分のモヘ
ル数より増加する高温動作の吸熱反応を進行させる非定
常運転改質反応器、天然ガスおよびスチームの原料流量
制御系、および反応温度制御系を備えた改質反応制御装
置如お（・て、原料流量制御系および反応温度制御系に
協調する過渡的な反応圧力制御系を備えたことを特徴と
し、この反応圧力制御系は負荷変化時の変化率を測定す
るための変化率測定器、該変化率測定器からの信号と圧
力検出器および温度検出器からの信号とをもとに１７て
圧力設定値を演算するための反応圧力調節器を備え、負
荷角減時に天然ガスおよびスチームの流量調節弁を絞る
と同時に、改質装置出口の調節弁を一定時間、一定開度
だけ増加させ反応圧力を低下させろことにより直接反応
率を制御し、反応器温度の局所的な急上昇を緩和する改
質反応制御装置を提供することを目的としている。
ｐＪ下、この発明の一実旋例を図について説明する。第
２図において／〜ｌｌは従来装置と同様である。／Ｊは
改質反応器の温度検出器、１３は改質反応器の圧力検出
器、／グは燃料電池グの電流出力の変化率測定器、／夕
は上記温度検出器／−！、圧力検出器／３汲び変化率測
定器／％がらの信号をもとに過渡的な圧力設定を行なう
圧力調節器、／ｌは反応圧力調節器／汐からの信号で調
節弁７ｃを過渡的に流量調節器９ｃの操作信号から切離
す切換器である。図において実線はガスの流れ、破線は
信号の流れを示す。
２図において／〜ｌｌは従来装置と同様である。／Ｊは
改質反応器の温度検出器、１３は改質反応器の圧力検出
器、／グは燃料電池グの電流出力の変化率測定器、／夕
は上記温度検出器／−！、圧力検出器／３汲び変化率測
定器／％がらの信号をもとに過渡的な圧力設定を行なう
圧力調節器、／ｌは反応圧力調節器／汐からの信号で調
節弁７ｃを過渡的に流量調節器９ｃの操作信号から切離
す切換器である。図において実線はガスの流れ、破線は
信号の流れを示す。
次１（本発明装置の動作について説明する。通常の運転
状態における動作は従来例と同じである。
状態における動作は従来例と同じである。
負荷変化時は、その変化率を直流電流値の変化率、とじ
て変化率測定器／グでモニタ１〜．モニタ結果を反応圧
力調節器１５に転送する。反応圧力調節器ｌりは一般的
なフィードバック調節機構に加えて複数のアナログ補助
信号入力機能、デジタル信号出力機能および判断機能を
備える。負荷減少率があらかじめ測定した反応器の温度
応答データをもどに決定した限界減少率（反応圧力調節
器ｌ左に入力済）を越えた場合、反応圧力調節器ｌりは
圧力検出器１３からの信号をもとに最適な現状より低い
圧力設定値を演算して切換器１６にデジタル信号を出力
して調節弁７Ｃを直接操作しく調節弁７Ｃの開度を大き
くシ）反応圧力を低く設定する。さらに反応圧力調節器
１５は改質ガス流量調ガス、スチームの流量を絞る操作
は従来例と同じ温度上昇を緩和するので、温度検出器１
２の信号より改質器λの温度応答が整定し出す時点で反
応圧力調節器ｌりは切換器ＩＡを使用して調節弁７Ｃの
操作を停止し、調節弁７Ｃは従来例通り調節器９ｃによ
り制御される。調節器９Ｃには反応圧力調節器ｌりから
絶えず調節弁７Ｃに対する操作量が同時に転送されてい
るので、切換直前の操作量を初期値として滑らかに調節
弁７ｃを操作し出すこと（バンプレスな切換）が可能で
ある。
て変化率測定器／グでモニタ１〜．モニタ結果を反応圧
力調節器１５に転送する。反応圧力調節器ｌりは一般的
なフィードバック調節機構に加えて複数のアナログ補助
信号入力機能、デジタル信号出力機能および判断機能を
備える。負荷減少率があらかじめ測定した反応器の温度
応答データをもどに決定した限界減少率（反応圧力調節
器ｌ左に入力済）を越えた場合、反応圧力調節器ｌりは
圧力検出器１３からの信号をもとに最適な現状より低い
圧力設定値を演算して切換器１６にデジタル信号を出力
して調節弁７Ｃを直接操作しく調節弁７Ｃの開度を大き
くシ）反応圧力を低く設定する。さらに反応圧力調節器
１５は改質ガス流量調ガス、スチームの流量を絞る操作
は従来例と同じ温度上昇を緩和するので、温度検出器１
２の信号より改質器λの温度応答が整定し出す時点で反
応圧力調節器ｌりは切換器ＩＡを使用して調節弁７Ｃの
操作を停止し、調節弁７Ｃは従来例通り調節器９ｃによ
り制御される。調節器９Ｃには反応圧力調節器ｌりから
絶えず調節弁７Ｃに対する操作量が同時に転送されてい
るので、切換直前の操作量を初期値として滑らかに調節
弁７ｃを操作し出すこと（バンプレスな切換）が可能で
ある。
次に理論的背景を説明する。改質器コで進行する反応は
一般的に以下の（１）及び（２）式で示される複合反応
である； ＣＨダ＋Ｈ２０二Ｇｏ ＋ 、？Ｈユ （１）ｃ
ｏ ＋ Ｈコ０ 。Ｃｏコ ＋ Ｈコ
（λ）（１）及び（，２）式の平衡定数Ｋ ／
ｙ Ｋ ２をそれぞれ以下に示す： ｎｃＯｎＨ，２０ ここで”Ｈ２＋ ”ＣＯ＋ｎＣ（１２＋’１．、、Ｈ（
＋＋ｎＨ２Ｏは各成分のモル数、Σｎは総モル数、Ｐは
全圧力を表わす。
一般的に以下の（１）及び（２）式で示される複合反応
である； ＣＨダ＋Ｈ２０二Ｇｏ ＋ 、？Ｈユ （１）ｃ
ｏ ＋ Ｈコ０ 。Ｃｏコ ＋ Ｈコ
（λ）（１）及び（，２）式の平衡定数Ｋ ／
ｙ Ｋ ２をそれぞれ以下に示す： ｎｃＯｎＨ，２０ ここで”Ｈ２＋ ”ＣＯ＋ｎＣ（１２＋’１．、、Ｈ（
＋＋ｎＨ２Ｏは各成分のモル数、Σｎは総モル数、Ｐは
全圧力を表わす。
したがって反応圧力を低下させると（１）式の反応は右
向きに平衡点がずれ、すなわちメタンの反応率が上昇す
るので吸熱量が増加する。本発明に基づき調節弁７ｃの
開度が急減したときの調節弁７ｃの開度、改質反応器コ
の圧力、改質反応器温度およびメタンの反応率の時間的
変化をそれぞれ第３ａ図、第３ｂ図、第３ｃ図、第３ｄ
図に示す。
向きに平衡点がずれ、すなわちメタンの反応率が上昇す
るので吸熱量が増加する。本発明に基づき調節弁７ｃの
開度が急減したときの調節弁７ｃの開度、改質反応器コ
の圧力、改質反応器温度およびメタンの反応率の時間的
変化をそれぞれ第３ａ図、第３ｂ図、第３ｃ図、第３ｄ
図に示す。
圧力制御系を備え、負荷急減時に反応圧力をやや低目に
一定時間設定することにより反応率を直接制御すること
を可能としたものである。
一定時間設定することにより反応率を直接制御すること
を可能としたものである。
なお上記実施例では燃料電池発電システムに限って説明
したが、アンモニアプラントなど同じプロセスを使用し
て水素を製造する装置であってもよく、また広く高温動
作で吸熱反応を進行させ非定常運転を目的とするすべて
の反応装置に対し上記実施例と同様の効果を奏する。
したが、アンモニアプラントなど同じプロセスを使用し
て水素を製造する装置であってもよく、また広く高温動
作で吸熱反応を進行させ非定常運転を目的とするすべて
の反応装置に対し上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば原料流量制御系および
反応温度制御系に協調する過渡的な反応圧力制御系を備
え、負荷急減時に反応圧力をやや低目に一定時間設定す
ることにより反応率を直接制御するよう構成したので、
反応器温度上昇率および局所的な温度上昇を緩和し、材
料の採得を容易にし、さらに反応温度の定値制御性を向
上させシステム効率を高める効果がある。
反応温度制御系に協調する過渡的な反応圧力制御系を備
え、負荷急減時に反応圧力をやや低目に一定時間設定す
ることにより反応率を直接制御するよう構成したので、
反応器温度上昇率および局所的な温度上昇を緩和し、材
料の採得を容易にし、さらに反応温度の定値制御性を向
上させシステム効率を高める効果がある。
卯、１図は従来の改質反応制御装置のブロック図、第２
図はこの発明の一実施例による改質反応制御装置のブロ
ック図、卯、 Ｊ ａ図、第３ｂ図、第、？ ｃ図、第
３ｄ図は本発明において改質反応器出口の調節弁７ｃの
開度が急減したときのそれぞれ調節弁７ｃの開度、改質
反応器圧力、改質反応器温度、およびメタン反応率の応
答例を示す図である。 ｌ・・燃料改質装置、λ・・改質反応器、３・・バーナ
、グ・・燃料電池、Ｓ・・負荷、Ａａ。 ４ｂ、４ｃ・・流量計、？ａ、７ｂ、７ｃ＝調節弁、ｇ
・・電流計、？ａ、ｑｂ、？ｃ・・流量調節器、１０・
・演算器、／／・・比率設定器、／、２・・温度検出器
、／３・・圧力検出器、／ｑ変化率測定器、／左・・反
応圧力調節器、１６・・切換器。 なお−図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 梃 ト 嘱 （ 手続補正書「自発」 ５矩１０２１ 昭和 月 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５ｇ−１１９３４７号２、
発明の名称 改質反応制御装置３、補正をする者 代表者片山仁へ部 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ム 補正の内容 （１） 明細書用７頁／／行「比較設定器」を「比率
設定器」に補正する。 昭和 年 月 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭！ｇ−４９３Ａｔ号２、発
明の名称 燃料電池の改質反応制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
称 （６０１，）三菱電機株式会社代表者片山仁八
部 ４代理人 ６、補正の内容 （３）図面第３ａ図、１３ｂ図、第３Ｃ図、及び第３ｄ
図を削除する。 （４）別紙図面第３図を追加する。 全 文 訂 正 明 細 書１、発明の名
称 燃料電池の改質反応制御装置 ２、特許請求の範囲 （１）吸熱反応に基づく燃料改質装置、燃料改質装置へ
導入される燃料ガス流量とスチーム流量を負荷に応じて
制御する原料流量制御系、燃料改質装置から導出される
改質ガス流量を負荷に応じて制御する改質ガス流鼠制御
系、負荷の変化率を測定する変化率測定器、燃料改質装
置の圧力を検出する圧力検出器、並びに上記変化率測定
器及び圧力検出器からのそれぞれの信号を基に、燃料改
質装置の過渡的な圧力設定値を演算する反応圧力調節器
を有し、この反応圧力調節器で燃料改質装置の圧力を負
荷が所定の限界減少率を越えた時に過渡的に定常圧力設
定値より低く制御する反応圧力制御系を４６１えた燃料
電池の改質反応制御装置。 （２）変化率測定器は、燃料電池の電流出力の変化率を
測定する電流変化率測定器である特許請求の範囲第１項
記載の燃料電池の改質反応制御装置。 ３、発明の詳細な説明 ［発明の技術分野１ この発明は、煉４１電池に水素を１）（給Ｖる改質）又
応益の刺傷［装置に関するものである、。 ［従米枝術１ 従来、この種の改質反応制御装置として第１し）に示す
ものがあった。この装置は改質反応器２及びバーナ：３
を有する燃料改質装置１、流量計６ａ＋（ｉ ｔ＋＋
６ ｃ、調節弁７社、７１１．７Ｇ、電流計εイ、流率
１：ｉ１節器！３ ａ、 ’ｊ １１． ！３ Ｃ１上
記電流ｉｔ’ ８で・計１（ｉｌｌ した燃料′Ｉに池
４の負荷５へ、の出力に応して必要な改質ガス）Ｎ、
惜及び厚朴１である天然ガス流量を計算し、各々の流Ｗ
、調節器９ ｕ、 ９ ｃに設定値を与える演算器１０
、演算器１０で計算した天然力゛ス流ｉｉ１．設定（１
１’ｆ、Ｌり定められたスチームカーボン比でスチーム
流（ｉを計算する比率設定器１１等からなる１、次にこ
の装置の動作について説明する。燃料改質装置１は原料
である天然ガスとスチームから水素濃度の高い改質ガス
を製造する。また通常、燃料改質装置］は複数の反応器
及び熱交換器で構成されるが、水素製造で重要な役目を
担うのが改質反応器２である。改質反応器２はニッケル
系触媒を充填した反応器で゛、上記改質反応は動作温度
８００ ’Ｃ程１ｔｌ ニおいて激しい暖熱反応である
ため、すなわち生成成分のモル数が原料成分のモル数よ
り増加する吸熱反応のため外側からバーナ３で゛加熱し
動作温度を桶イバする必要がある３、燃料改質装ｊ４１
で製造された改質力スは燃料電池４のアノードに供給さ
れる。燃料電池４は−１−記改質がス中の水素と別途に
カン−１・に供給された空気中の酸素から１ｐ流の電気
出力を発生し負荷５に所要の電流が流れる。一方燃料電
池４のアメ−１・排ガスは、未反応水素及びその他の可
燃性ガスを含んでいるため、燃料改質装置１のバーナ３
で燃焼させシステム効率を同士させている。 次にこの装置におけるシステム制御系の動作について説
明４−乙、、原料ガスである天然ガス （一般的に燃料
ガス）、スチーム及び製造ガスである改質ガスの各流量
は流量計６ａ、６ｂ、６ｃを検出器とし、調節弁７ａ、
７ｂ、７ｃを操作端、流量調節器９ａ。 （ｊ ｉｌ＋ 〈ｊ Ｃを調節器としてフィードバック
制御されろ、、−）ｊ燃料電池４の直流電流出力を電流
１計８で検出し、負荷に応して必要な改質ガス流ｈ）、
さら（二必要な天然ガス流量をイν（算器１（）でｄｉ
算しＩＡＩ節器（］Ｕ、つＣに設定値としてりえる。ま
ｔこ、１−記入熱力゛ス流量の設定値をもとにして比率
設定器１１で定められたスチームカーボン比から必要な
スナｂ流量をｉｉｌ算し調節器５）Ｉ〕に設定値として
与える３、このＪ：うに燃料改質装置１は負荷５に応し
て制御される原木・１流ｍ制御系と改質力゛入流量制御
系をｔＩＤ シて制御される。 従来の改質反応制御装置は以」−のように構成それてい
るので、負（ｉ？ｉ′急減時に天然ガス、スチーム及し
”改質ガスの各調節弁開度が急激に減少し、さらＦこ過
渡的に反応器圧力が上列して反応ｈ１．すなわち吸８頃
が上記操作に伴って急激に減少するため、痛、乞！改質
装置？ｊにおける改質反応器の温度が局所的ｌこｍ、上
昇して材料の限界温度を越えたり、あるいは反応温度の
定値制御特性が低下するなどの欠点があった。また、一
般的に炉構造の反応器は温度に刻する時定数がＪ、、、
きいため、負荷急減時にフィード７１ワード操作量を反
応器温度制御系に与えたとしても、その応答速度を高め
るには実用−１１限度かあり、装置保護のため負荷急減
時の調節弁紋り速度に制限を加える必要があり、システ
ムの運転効率を低下させるなどの欠点があった。 １発明の１１λ、要１ この発明は−１−記のような従来装置の欠点を除去する
ためになすｊまたもので、燃料電池の負荷急減時に、改
質反応器の）」ミカを過渡的に低下さゼて、改質反応器
の反応率を−１−昇させ、これにより吸熱量を増大させ
て、改質反応器の温度急ト昇を抑制しＪ：うとするもの
である。 実施例 以下、この発明の一実施例をし１について説明する。第
２図において１〜１１は従来装置と同様である３、１２
は改質反応器の温度検出器、１３は改質反応器の圧力検
出器、１４は燃料電池４の電流出力の変化率測定器、１
５は上記温度検出器１２、圧力検出器１３及び変化率測
定器１４がらの信号をもとに過渡的な圧力設定を行う反
応圧力調節器、１６は反応圧力調節器１５からの信号で
調節弁７ｃを過渡的に流量調節器９Ｃの操作信号から切
り離す切換器である。図において実線はガスの流れ、破
線は信号の流れを示す。 次に本発明装置の動作について説明する。通常の運転状
態における動作は従来例と同じである１、負荷変化時は
、その変化率を電流計８の直流電流値の変化率として変
化率測定器１４でモニタし、モニタ結果を反応圧力調節
器１５に転送する。反応圧力調節器１５は一般的なフィ
ードバック調節（及構に加えて複数のアナログ補助信号
人力伝能、デジタル信号出力槻能及び１′す断機能を（
ｆｉｌえる。負荷減少率があらかしめ測定した改質反応
器２の温度応答データをもとに決定した限界減少率（反
応圧力調節器１５に入力済）を越えた場合、反応圧力調
節器１５は圧力検出器１３からの信号をもとに最適な現
状より低い圧力設定値を演算して切換器１６にデノタル
信号を出力して切り換え、調節弁７ｃを上記圧力設定値
となるように直接操作しく調節弁７ｃの開度を大きくシ
）反応圧力を低く設定する。さらに反応圧力調節器１５
は改質〃ス流惜調節器９ｃに現状の操作量を転送する。 一方、演算器１０、比率設定器１１により天然ガス、ス
チームの流量を紋る操作は従来例と同じである。上記操
作により負荷急減時に改質反応器２の温度制御系（図示
せず）が充分追随可能な程度に温度上昇を緩和するので
、温度検出器１２の信号より改質反応器２の温度応答が
整定し出す時点例えは一定時間後で反応圧力調節器１５
は切換器１６を使用して調節弁７ｃの操作を停止し、調
節弁７ｃは従来例通り調節器９ｃにより制御される。 調節器９ｃには反応圧力調節器１５から絶えず調節弁７
ｃに対する操作量が同時に転送されているので、切り換
え直前の操作量を初期値として滑らかに調節弁７ｃを操
作し出すこと（バンプレスな切り換え）が可能である。 このようにして、燃料改質装置における改質反応器の温
度の急上昇及び局所的な温度上昇を緩和し、改質反応器
の構成材料の保護が容易になる。 従って、過渡的な温度上昇が緩和されるので、改質反応
器の定常時における反応温度の定値制御特性を一層厳し
くして向上さぜることができ、それたけシステム効率を
高めることかできるＪ：うになる。 次に理論的背景を説明する。改質反応器２で進行する反
応は一般的に以下の（１）及び（２）式で示される複合
反応である： ＣＨ４＋ １−１２０ ＝ Ｃｏ ＋ ３１１．
・・・ （１）Ｃｏ ＋ Ｈ２Ｏ＝ Ｃｏ２
＋ Ｈ７・・・ （２）（１）及び（２）式の平衡定数
に、、に、をそれぞれ以下に示す： ここでｎ ｒｎ ＋ＩＩ ＩＩ ｒｎ は
各成分のモルＩＬ ＣＯＣＯ２’ ＣＩＬ １１２
０数、Σｎは総モル数、Ｐは全圧力を表わす。従って反
応圧力を低下させると（１）式の反応は右向きに平衡点
がずれ、すなわちメタンの反応率が上昇するので吸熱量
が増加する。 この模様を現わしたのが第３図であり、第３図（、）〜
（ｅ）は、負荷、調節弁７ａの開度、改質反応器２の圧
力、メタン反応率、及び改質反応器２の温度の時間的変
化をそれぞれ示し、実線はこの発明の動作現象を、破線
は従来例の動作現象を示す。 なお、この発明は燃料電池に関するものであるか、参考
として、この装置は、アンモニアプラントなど同じプロ
セスを使用して水素を製造する装置にも適用でき、また
広く高温動作で吸熱反応を進行させる反応装置に適用で
きるものである。 １発明の効果１ 以−にのように、この発明の燃料電池の改質反応制御装
置は、吸熱反応に基づく燃料改質装置、燃料改質装置へ
導入される燃料ガス流量とスチーム流量を負荷に応じて
制御する原料流量制御系、燃料改質装置から導出される
改質ガス流量を負荷に応じて制御する改質ガス流量制御
系、負荷の変化率を測定する変化率測定器、燃料改質装
置の圧力を検出する圧力検出器、並びに上記変化率測定
器及び圧力検出器からのそれぞれの信号を基に、燃料改
質装置の過渡的な圧力設定値を演算する反応圧力調節器
を有し、この反応圧力調節器で燃料改質装置の圧力を負
荷が所定の限界減少率を越えた時に過渡的に定常圧力設
定値より低く制御する反応圧力制御系を備えたので、改
質反応器の温度」二昇率及び局所的な温度上昇を緩和し
、改質反応器の構成材料の保護を容易にし、さらに反応
温度の定値制御特性を向上させシステム効率を高める効
果がある。 ４９図面の簡単な説明 第１図は従来の改質反応制御装置のブロア２図、第２図
はこの発明の一実施例による改質反応制御装置のブロン
ク図、第３図はこの発明を実施した燃料電池の動作現象
を、従来例と対比して示す波形図である。 １・・燃料改質装置、２・・改質反応器、３・・バーナ
、４・・燃料電池、５・・負荷、６ａ。 ６ｂ、６ｃｍ・流量計、７ ａ、 ７ ｂ、 ７ ｃ
・・調節弁、８・・電流計、９ ａ、９ ｂ、 ９ ｃ
、・・流量調節器、１゜・・演算器、１１・・比率設定
器、１２・・温度検出器、１３・・圧力検出器、１４・
・変化率測定器、１５・・反応圧力調節器、１６・・切
換器。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
図はこの発明の一実施例による改質反応制御装置のブロ
ック図、卯、 Ｊ ａ図、第３ｂ図、第、？ ｃ図、第
３ｄ図は本発明において改質反応器出口の調節弁７ｃの
開度が急減したときのそれぞれ調節弁７ｃの開度、改質
反応器圧力、改質反応器温度、およびメタン反応率の応
答例を示す図である。 ｌ・・燃料改質装置、λ・・改質反応器、３・・バーナ
、グ・・燃料電池、Ｓ・・負荷、Ａａ。 ４ｂ、４ｃ・・流量計、？ａ、７ｂ、７ｃ＝調節弁、ｇ
・・電流計、？ａ、ｑｂ、？ｃ・・流量調節器、１０・
・演算器、／／・・比率設定器、／、２・・温度検出器
、／３・・圧力検出器、／ｑ変化率測定器、／左・・反
応圧力調節器、１６・・切換器。 なお−図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 梃 ト 嘱 （ 手続補正書「自発」 ５矩１０２１ 昭和 月 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５ｇ−１１９３４７号２、
発明の名称 改質反応制御装置３、補正をする者 代表者片山仁へ部 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ム 補正の内容 （１） 明細書用７頁／／行「比較設定器」を「比率
設定器」に補正する。 昭和 年 月 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭！ｇ−４９３Ａｔ号２、発
明の名称 燃料電池の改質反応制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
称 （６０１，）三菱電機株式会社代表者片山仁八
部 ４代理人 ６、補正の内容 （３）図面第３ａ図、１３ｂ図、第３Ｃ図、及び第３ｄ
図を削除する。 （４）別紙図面第３図を追加する。 全 文 訂 正 明 細 書１、発明の名
称 燃料電池の改質反応制御装置 ２、特許請求の範囲 （１）吸熱反応に基づく燃料改質装置、燃料改質装置へ
導入される燃料ガス流量とスチーム流量を負荷に応じて
制御する原料流量制御系、燃料改質装置から導出される
改質ガス流量を負荷に応じて制御する改質ガス流鼠制御
系、負荷の変化率を測定する変化率測定器、燃料改質装
置の圧力を検出する圧力検出器、並びに上記変化率測定
器及び圧力検出器からのそれぞれの信号を基に、燃料改
質装置の過渡的な圧力設定値を演算する反応圧力調節器
を有し、この反応圧力調節器で燃料改質装置の圧力を負
荷が所定の限界減少率を越えた時に過渡的に定常圧力設
定値より低く制御する反応圧力制御系を４６１えた燃料
電池の改質反応制御装置。 （２）変化率測定器は、燃料電池の電流出力の変化率を
測定する電流変化率測定器である特許請求の範囲第１項
記載の燃料電池の改質反応制御装置。 ３、発明の詳細な説明 ［発明の技術分野１ この発明は、煉４１電池に水素を１）（給Ｖる改質）又
応益の刺傷［装置に関するものである、。 ［従米枝術１ 従来、この種の改質反応制御装置として第１し）に示す
ものがあった。この装置は改質反応器２及びバーナ：３
を有する燃料改質装置１、流量計６ａ＋（ｉ ｔ＋＋
６ ｃ、調節弁７社、７１１．７Ｇ、電流計εイ、流率
１：ｉ１節器！３ ａ、 ’ｊ １１． ！３ Ｃ１上
記電流ｉｔ’ ８で・計１（ｉｌｌ した燃料′Ｉに池
４の負荷５へ、の出力に応して必要な改質ガス）Ｎ、
惜及び厚朴１である天然ガス流量を計算し、各々の流Ｗ
、調節器９ ｕ、 ９ ｃに設定値を与える演算器１０
、演算器１０で計算した天然力゛ス流ｉｉ１．設定（１
１’ｆ、Ｌり定められたスチームカーボン比でスチーム
流（ｉを計算する比率設定器１１等からなる１、次にこ
の装置の動作について説明する。燃料改質装置１は原料
である天然ガスとスチームから水素濃度の高い改質ガス
を製造する。また通常、燃料改質装置］は複数の反応器
及び熱交換器で構成されるが、水素製造で重要な役目を
担うのが改質反応器２である。改質反応器２はニッケル
系触媒を充填した反応器で゛、上記改質反応は動作温度
８００ ’Ｃ程１ｔｌ ニおいて激しい暖熱反応である
ため、すなわち生成成分のモル数が原料成分のモル数よ
り増加する吸熱反応のため外側からバーナ３で゛加熱し
動作温度を桶イバする必要がある３、燃料改質装ｊ４１
で製造された改質力スは燃料電池４のアノードに供給さ
れる。燃料電池４は−１−記改質がス中の水素と別途に
カン−１・に供給された空気中の酸素から１ｐ流の電気
出力を発生し負荷５に所要の電流が流れる。一方燃料電
池４のアメ−１・排ガスは、未反応水素及びその他の可
燃性ガスを含んでいるため、燃料改質装置１のバーナ３
で燃焼させシステム効率を同士させている。 次にこの装置におけるシステム制御系の動作について説
明４−乙、、原料ガスである天然ガス （一般的に燃料
ガス）、スチーム及び製造ガスである改質ガスの各流量
は流量計６ａ、６ｂ、６ｃを検出器とし、調節弁７ａ、
７ｂ、７ｃを操作端、流量調節器９ａ。 （ｊ ｉｌ＋ 〈ｊ Ｃを調節器としてフィードバック
制御されろ、、−）ｊ燃料電池４の直流電流出力を電流
１計８で検出し、負荷に応して必要な改質ガス流ｈ）、
さら（二必要な天然ガス流量をイν（算器１（）でｄｉ
算しＩＡＩ節器（］Ｕ、つＣに設定値としてりえる。ま
ｔこ、１−記入熱力゛ス流量の設定値をもとにして比率
設定器１１で定められたスチームカーボン比から必要な
スナｂ流量をｉｉｌ算し調節器５）Ｉ〕に設定値として
与える３、このＪ：うに燃料改質装置１は負荷５に応し
て制御される原木・１流ｍ制御系と改質力゛入流量制御
系をｔＩＤ シて制御される。 従来の改質反応制御装置は以」−のように構成それてい
るので、負（ｉ？ｉ′急減時に天然ガス、スチーム及し
”改質ガスの各調節弁開度が急激に減少し、さらＦこ過
渡的に反応器圧力が上列して反応ｈ１．すなわち吸８頃
が上記操作に伴って急激に減少するため、痛、乞！改質
装置？ｊにおける改質反応器の温度が局所的ｌこｍ、上
昇して材料の限界温度を越えたり、あるいは反応温度の
定値制御特性が低下するなどの欠点があった。また、一
般的に炉構造の反応器は温度に刻する時定数がＪ、、、
きいため、負荷急減時にフィード７１ワード操作量を反
応器温度制御系に与えたとしても、その応答速度を高め
るには実用−１１限度かあり、装置保護のため負荷急減
時の調節弁紋り速度に制限を加える必要があり、システ
ムの運転効率を低下させるなどの欠点があった。 １発明の１１λ、要１ この発明は−１−記のような従来装置の欠点を除去する
ためになすｊまたもので、燃料電池の負荷急減時に、改
質反応器の）」ミカを過渡的に低下さゼて、改質反応器
の反応率を−１−昇させ、これにより吸熱量を増大させ
て、改質反応器の温度急ト昇を抑制しＪ：うとするもの
である。 実施例 以下、この発明の一実施例をし１について説明する。第
２図において１〜１１は従来装置と同様である３、１２
は改質反応器の温度検出器、１３は改質反応器の圧力検
出器、１４は燃料電池４の電流出力の変化率測定器、１
５は上記温度検出器１２、圧力検出器１３及び変化率測
定器１４がらの信号をもとに過渡的な圧力設定を行う反
応圧力調節器、１６は反応圧力調節器１５からの信号で
調節弁７ｃを過渡的に流量調節器９Ｃの操作信号から切
り離す切換器である。図において実線はガスの流れ、破
線は信号の流れを示す。 次に本発明装置の動作について説明する。通常の運転状
態における動作は従来例と同じである１、負荷変化時は
、その変化率を電流計８の直流電流値の変化率として変
化率測定器１４でモニタし、モニタ結果を反応圧力調節
器１５に転送する。反応圧力調節器１５は一般的なフィ
ードバック調節（及構に加えて複数のアナログ補助信号
人力伝能、デジタル信号出力槻能及び１′す断機能を（
ｆｉｌえる。負荷減少率があらかしめ測定した改質反応
器２の温度応答データをもとに決定した限界減少率（反
応圧力調節器１５に入力済）を越えた場合、反応圧力調
節器１５は圧力検出器１３からの信号をもとに最適な現
状より低い圧力設定値を演算して切換器１６にデノタル
信号を出力して切り換え、調節弁７ｃを上記圧力設定値
となるように直接操作しく調節弁７ｃの開度を大きくシ
）反応圧力を低く設定する。さらに反応圧力調節器１５
は改質〃ス流惜調節器９ｃに現状の操作量を転送する。 一方、演算器１０、比率設定器１１により天然ガス、ス
チームの流量を紋る操作は従来例と同じである。上記操
作により負荷急減時に改質反応器２の温度制御系（図示
せず）が充分追随可能な程度に温度上昇を緩和するので
、温度検出器１２の信号より改質反応器２の温度応答が
整定し出す時点例えは一定時間後で反応圧力調節器１５
は切換器１６を使用して調節弁７ｃの操作を停止し、調
節弁７ｃは従来例通り調節器９ｃにより制御される。 調節器９ｃには反応圧力調節器１５から絶えず調節弁７
ｃに対する操作量が同時に転送されているので、切り換
え直前の操作量を初期値として滑らかに調節弁７ｃを操
作し出すこと（バンプレスな切り換え）が可能である。 このようにして、燃料改質装置における改質反応器の温
度の急上昇及び局所的な温度上昇を緩和し、改質反応器
の構成材料の保護が容易になる。 従って、過渡的な温度上昇が緩和されるので、改質反応
器の定常時における反応温度の定値制御特性を一層厳し
くして向上さぜることができ、それたけシステム効率を
高めることかできるＪ：うになる。 次に理論的背景を説明する。改質反応器２で進行する反
応は一般的に以下の（１）及び（２）式で示される複合
反応である： ＣＨ４＋ １−１２０ ＝ Ｃｏ ＋ ３１１．
・・・ （１）Ｃｏ ＋ Ｈ２Ｏ＝ Ｃｏ２
＋ Ｈ７・・・ （２）（１）及び（２）式の平衡定数
に、、に、をそれぞれ以下に示す： ここでｎ ｒｎ ＋ＩＩ ＩＩ ｒｎ は
各成分のモルＩＬ ＣＯＣＯ２’ ＣＩＬ １１２
０数、Σｎは総モル数、Ｐは全圧力を表わす。従って反
応圧力を低下させると（１）式の反応は右向きに平衡点
がずれ、すなわちメタンの反応率が上昇するので吸熱量
が増加する。 この模様を現わしたのが第３図であり、第３図（、）〜
（ｅ）は、負荷、調節弁７ａの開度、改質反応器２の圧
力、メタン反応率、及び改質反応器２の温度の時間的変
化をそれぞれ示し、実線はこの発明の動作現象を、破線
は従来例の動作現象を示す。 なお、この発明は燃料電池に関するものであるか、参考
として、この装置は、アンモニアプラントなど同じプロ
セスを使用して水素を製造する装置にも適用でき、また
広く高温動作で吸熱反応を進行させる反応装置に適用で
きるものである。 １発明の効果１ 以−にのように、この発明の燃料電池の改質反応制御装
置は、吸熱反応に基づく燃料改質装置、燃料改質装置へ
導入される燃料ガス流量とスチーム流量を負荷に応じて
制御する原料流量制御系、燃料改質装置から導出される
改質ガス流量を負荷に応じて制御する改質ガス流量制御
系、負荷の変化率を測定する変化率測定器、燃料改質装
置の圧力を検出する圧力検出器、並びに上記変化率測定
器及び圧力検出器からのそれぞれの信号を基に、燃料改
質装置の過渡的な圧力設定値を演算する反応圧力調節器
を有し、この反応圧力調節器で燃料改質装置の圧力を負
荷が所定の限界減少率を越えた時に過渡的に定常圧力設
定値より低く制御する反応圧力制御系を備えたので、改
質反応器の温度」二昇率及び局所的な温度上昇を緩和し
、改質反応器の構成材料の保護を容易にし、さらに反応
温度の定値制御特性を向上させシステム効率を高める効
果がある。 ４９図面の簡単な説明 第１図は従来の改質反応制御装置のブロア２図、第２図
はこの発明の一実施例による改質反応制御装置のブロン
ク図、第３図はこの発明を実施した燃料電池の動作現象
を、従来例と対比して示す波形図である。 １・・燃料改質装置、２・・改質反応器、３・・バーナ
、４・・燃料電池、５・・負荷、６ａ。 ６ｂ、６ｃｍ・流量計、７ ａ、 ７ ｂ、 ７ ｃ
・・調節弁、８・・電流計、９ ａ、９ ｂ、 ９ ｃ
、・・流量調節器、１゜・・演算器、１１・・比率設定
器、１２・・温度検出器、１３・・圧力検出器、１４・
・変化率測定器、１５・・反応圧力調節器、１６・・切
換器。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）生成成分のモル数が原料成分のモル数より増加す
る高温動作の吸熱反応を進行させる非定常運転改質反応
器、原料流量制御系および反応温度的な反応圧力制御系
を備えたことを特徴とする改質反応制御装置。 - （２）改質反応装置凛が、天然ガスとスチームを高温で
接触反応させることにより水素濃度の高い改質ガスを製
造して燃料電池に供給するための吸熱反応器である特許
請求の範囲第１項記載の改質反応制御装置。 - （３）反応圧力制御系が負荷変化時の変化率を測定する
ための変化率測定器、該変化率測定器からの信号と圧力
検出器および温度検出器からの信号とをもとにして圧力
設定値を演算するための反応圧力調節器を備え、改質反
応器の圧力を一定時間。 一定量だけ低く設定する制御装置である特許請求の範囲
第１項記載の改質反応制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089367A JPS59213601A (ja) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | 燃料電池の改質反応制御装置 |
| US06/744,294 US4642273A (en) | 1983-05-19 | 1985-06-13 | Reformer reaction control apparatus for a fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089367A JPS59213601A (ja) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | 燃料電池の改質反応制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59213601A true JPS59213601A (ja) | 1984-12-03 |
| JPH0239441B2 JPH0239441B2 (ja) | 1990-09-05 |
Family
ID=13968725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58089367A Granted JPS59213601A (ja) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | 燃料電池の改質反応制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4642273A (ja) |
| JP (1) | JPS59213601A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018200797A (ja) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システム |
Families Citing this family (54)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0559816B1 (en) * | 1990-11-23 | 1997-05-28 | Vickers Shipbuilding & Engineering Limited | Application of fuel cells to power generation systems |
| US6221117B1 (en) | 1996-10-30 | 2001-04-24 | Idatech, Llc | Hydrogen producing fuel processing system |
| US7195663B2 (en) * | 1996-10-30 | 2007-03-27 | Idatech, Llc | Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same |
| US6376113B1 (en) * | 1998-11-12 | 2002-04-23 | Idatech, Llc | Integrated fuel cell system |
| US6783741B2 (en) * | 1996-10-30 | 2004-08-31 | Idatech, Llc | Fuel processing system |
| US6537352B2 (en) | 1996-10-30 | 2003-03-25 | Idatech, Llc | Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same |
| US5961928A (en) * | 1997-04-15 | 1999-10-05 | International Fuel Cells Corporation | Gas generating system and method |
| US6051192A (en) * | 1997-04-15 | 2000-04-18 | International Fuel Cells Corporation | Control system and method for controlling a gas generating system |
| BR0012768A (pt) | 1999-07-27 | 2002-04-02 | Idatech Llc | Sistema de células de combustìvel |
| US6979507B2 (en) | 2000-07-26 | 2005-12-27 | Idatech, Llc | Fuel cell system controller |
| US6242120B1 (en) * | 1999-10-06 | 2001-06-05 | Idatech, Llc | System and method for optimizing fuel cell purge cycles |
| US6383670B1 (en) * | 1999-10-06 | 2002-05-07 | Idatech, Llc | System and method for controlling the operation of a fuel processing system |
| DE19958830B4 (de) * | 1999-11-30 | 2005-09-22 | P21 - Power For The 21St Century Gmbh | Brennstoffzellensystem sowie dessen Verwendung |
| US6465118B1 (en) * | 2000-01-03 | 2002-10-15 | Idatech, Llc | System and method for recovering thermal energy from a fuel processing system |
| US6451464B1 (en) * | 2000-01-03 | 2002-09-17 | Idatech, Llc | System and method for early detection of contaminants in a fuel processing system |
| DE10015654A1 (de) * | 2000-03-29 | 2001-10-11 | Xcellsis Gmbh | Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems |
| US6835481B2 (en) * | 2000-03-29 | 2004-12-28 | Idatech, Llc | Fuel cell system with load management |
| US6824915B1 (en) | 2000-06-12 | 2004-11-30 | The Gillette Company | Air managing systems and methods for gas depolarized power supplies utilizing a diaphragm |
| US20020182463A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-05 | Plug Power Inc. | Method and apparatus for controlling and integrated fuel cell system |
| DE10119726A1 (de) * | 2001-04-21 | 2002-11-21 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Erzeugung eines Stromsollwertes für ein lastabhängiges Stromerzeugungssystem |
| US6890672B2 (en) * | 2001-06-26 | 2005-05-10 | Idatech, Llc | Fuel processor feedstock delivery system |
| US6783879B2 (en) * | 2002-01-11 | 2004-08-31 | General Motors Corporation | Dynamic fuel processor mechanization and control |
| JP3778101B2 (ja) * | 2002-02-08 | 2006-05-24 | 日産自動車株式会社 | 一酸化炭素除去システム |
| KR20040105697A (ko) | 2002-05-15 | 2004-12-16 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 연료전지 발전장치 |
| JP4265173B2 (ja) * | 2002-08-23 | 2009-05-20 | 日産自動車株式会社 | 発電装置 |
| US20040081867A1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-04-29 | Edlund David J. | Distributed fuel cell network |
| US20040081868A1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-04-29 | Edlund David J. | Distributed fuel cell network |
| US7273960B2 (en) * | 2002-10-25 | 2007-09-25 | Exxonmobil Chemical Patents Inc | Fluid bed oxygenates to olefins reactor apparatus and process of controlling same |
| JP3838192B2 (ja) * | 2002-11-26 | 2006-10-25 | カシオ計算機株式会社 | 電源システム及び電源システムの異常検出方法 |
| US7250231B2 (en) * | 2003-06-09 | 2007-07-31 | Idatech, Llc | Auxiliary fuel cell system |
| US8277997B2 (en) * | 2004-07-29 | 2012-10-02 | Idatech, Llc | Shared variable-based fuel cell system control |
| US7842428B2 (en) * | 2004-05-28 | 2010-11-30 | Idatech, Llc | Consumption-based fuel cell monitoring and control |
| US7470293B2 (en) * | 2004-10-29 | 2008-12-30 | Idatech, Llc | Feedstock delivery systems, fuel processing systems, and hydrogen generation assemblies including the same |
| CA2663967C (en) * | 2004-10-31 | 2010-07-20 | Idatech, Llc | Hydrogen generation and energy production assemblies |
| US7632322B2 (en) * | 2005-06-07 | 2009-12-15 | Idatech, Llc | Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same |
| US8003270B2 (en) | 2005-08-17 | 2011-08-23 | Idatech, Llc | Fuel cell stacks and systems with fluid-responsive temperature regulation |
| US20070042233A1 (en) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Lyman Scott W | Systems and methods for initiating auxiliary fuel cell system operation |
| WO2007035467A2 (en) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Idatech, Llc | Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same |
| US7601302B2 (en) | 2005-09-16 | 2009-10-13 | Idatech, Llc | Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same |
| US7659019B2 (en) * | 2005-09-16 | 2010-02-09 | Idatech, Llc | Thermally primed hydrogen-producing fuel cell system |
| US7887958B2 (en) * | 2006-05-15 | 2011-02-15 | Idatech, Llc | Hydrogen-producing fuel cell systems with load-responsive feedstock delivery systems |
| US7629067B2 (en) * | 2006-05-22 | 2009-12-08 | Idatech, Llc | Hydrogen-producing fuel processing systems and fuel cell systems with a liquid leak detection system |
| US7972420B2 (en) * | 2006-05-22 | 2011-07-05 | Idatech, Llc | Hydrogen-processing assemblies and hydrogen-producing systems and fuel cell systems including the same |
| US20070275275A1 (en) * | 2006-05-23 | 2007-11-29 | Mesa Scharf | Fuel cell anode purge systems and methods |
| US7939051B2 (en) * | 2006-05-23 | 2011-05-10 | Idatech, Llc | Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same |
| US20080210088A1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-09-04 | Idatech, Llc | Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same |
| US8034500B2 (en) * | 2007-05-30 | 2011-10-11 | Idatech, Llc | Systems and methods for starting and operating fuel cell systems in subfreezing temperatures |
| US7754361B2 (en) * | 2007-05-30 | 2010-07-13 | Idatech, Llc | Fuel cell systems with maintenance hydration by displacement of primary power |
| US20080299423A1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Laven Arne | Fuel cell systems with maintenance hydration |
| US8262752B2 (en) | 2007-12-17 | 2012-09-11 | Idatech, Llc | Systems and methods for reliable feedstock delivery at variable delivery rates |
| CA2763171C (en) | 2009-06-12 | 2013-11-26 | Idatech, Llc | Systems and methods for independently controlling the operation of fuel cell stacks and fuel cell systems incorporating the same |
| US10476093B2 (en) | 2016-04-15 | 2019-11-12 | Chung-Hsin Electric & Machinery Mfg. Corp. | Membrane modules for hydrogen separation and fuel processors and fuel cell systems including the same |
| US11316180B2 (en) | 2020-05-21 | 2022-04-26 | H2 Powertech, Llc | Hydrogen-producing fuel cell systems and methods of operating hydrogen-producing fuel cell systems for backup power operations |
| US11712655B2 (en) | 2020-11-30 | 2023-08-01 | H2 Powertech, Llc | Membrane-based hydrogen purifiers |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3432356A (en) * | 1963-09-11 | 1969-03-11 | Gen Electric | Regulated fuel cell system |
| US3585078A (en) * | 1968-11-19 | 1971-06-15 | United Aircraft Corp | Method of reformer fuel flow control |
| US3585077A (en) * | 1968-11-19 | 1971-06-15 | United Aircraft Corp | Reformer fuel flow control |
| US3668013A (en) * | 1969-04-21 | 1972-06-06 | United Aircraft Corp | Fuel cell system with pneumatic fuel flow control |
| US3879218A (en) * | 1973-05-17 | 1975-04-22 | Teledyne Isotopes | Apparatus for controlling the feeding of reactant to a fuel cell |
| US3961986A (en) * | 1975-11-20 | 1976-06-08 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for controlling the fuel flow to a steam reformer in a fuel cell system |
| US4002805A (en) * | 1975-11-20 | 1977-01-11 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for controlling the fuel flow to a steam reformer in a fuel cell system |
| US4098960A (en) * | 1976-12-27 | 1978-07-04 | United Technologies Corporation | Fuel cell fuel control system |
| US4098959A (en) * | 1976-12-27 | 1978-07-04 | United Technologies Corporation | Fuel cell fuel control system |
| US4436793A (en) * | 1982-09-29 | 1984-03-13 | Engelhard Corporation | Control system for hydrogen generators |
-
1983
- 1983-05-19 JP JP58089367A patent/JPS59213601A/ja active Granted
-
1985
- 1985-06-13 US US06/744,294 patent/US4642273A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018200797A (ja) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JPH0239441B2 (ja) | 1990-09-05 |
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