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JP2002117874A - Reforming fuel cell system - Google Patents

Reforming fuel cell system

Info

Publication number
JP2002117874A
JP2002117874A JP2000311120A JP2000311120A JP2002117874A JP 2002117874 A JP2002117874 A JP 2002117874A JP 2000311120 A JP2000311120 A JP 2000311120A JP 2000311120 A JP2000311120 A JP 2000311120A JP 2002117874 A JP2002117874 A JP 2002117874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
fuel cell
reformed gas
combustor
cell stack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000311120A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Kobayashi
克也 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2000311120A priority Critical patent/JP2002117874A/en
Publication of JP2002117874A publication Critical patent/JP2002117874A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a surplus fuel flown into a burner from becoming excessive, even in case a load is stopped suddenly or slowed down suddenly. SOLUTION: A reforming fuel cell system is constituted with a reformer 1, which generates a reformed gas, a CO removal part 2, which reduces CO in the reformed gas and supplies it to a fuel cell stack, a burner 4 that burns air and a discharged gas or the reformed gas from the fuel cell stack 3, an evaporator 5, which sends a fuel steam to reformer 1 by an exhaust heat from the burner 4, a shut-off valve 8, which supplies selectively the reformed gas from the CO removal part 2 to the fuel cell stack 3, a shut-off valve 9, which is arranged in a flow way 40, which connects the CO removal part through the burner, and supplies the reformed gas selectively, and a small shut-off valve 10 as a stopper element in parallel with the shut-off valve 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、改質型燃料電池シ
ステムの改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a reforming fuel cell system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の改質型燃料電池システムとして
は、特開平7−296834号公報等が知られている。
2. Description of the Related Art As a conventional reforming type fuel cell system, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-296834 is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、燃料電池スタックに接続されたモータ
などの負荷が急に停止したり、急激に減速して要求出力
が急減した場合には、燃料電池スタックから排出された
余剰の燃料(水素)が、一気に燃焼器へ流入するため、
燃焼器の温度が過大に上昇して耐久性が低下するという
問題があった。
However, in the above-mentioned conventional example, when the load of the motor or the like connected to the fuel cell stack is suddenly stopped, or when the required output is suddenly reduced due to rapid deceleration, the fuel is not supplied. Excess fuel (hydrogen) discharged from the battery stack flows into the combustor at once,
There has been a problem that the temperature of the combustor rises excessively and durability decreases.

【0004】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、負荷が急停止または急減速した場合で
あっても、燃焼器に流入する余剰の燃料が過大になるの
を防止することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and prevents an excessive amount of surplus fuel from flowing into a combustor even when a load is suddenly stopped or suddenly decelerated. The purpose is to:

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、改質ガス
を生成する改質器と、前記改質ガス中のCOを低減して
燃料電池スタックへ供給するCO除去部と、前記燃料電
池スタックからの排出ガスまたは前記改質ガスと空気を
燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器からの排気熱によって
前記改質器へ燃料蒸気を送る蒸発器と、前記CO除去部
から燃料電池スタックへの改質ガスを選択的に供給する
第1の弁と、前記CO除去部と燃焼器とを連通させる流
路に介装されて改質ガスを選択的に供給する第2の弁と
を備えた改質型燃料電池システムにおいて、前記第2の
弁を配設した流路に絞り要素を設ける。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a reformer for producing a reformed gas, a CO removing section for reducing CO in the reformed gas and supplying the reduced gas to a fuel cell stack, A combustor for burning the exhaust gas or the reformed gas and the air from the battery stack, an evaporator for sending fuel vapor to the reformer by exhaust heat from the combustor, and a fuel cell stack from the CO removal unit. A first valve for selectively supplying reformed gas, and a second valve for selectively supplying reformed gas interposed in a flow path communicating the CO removal unit and the combustor. In the reformed fuel cell system, a throttle element is provided in the flow path in which the second valve is provided.

【0006】また、第2の発明は、前記第1の発明にお
いて、前記絞り要素が、前記第2の弁と並列的に配置さ
れた第3の弁で構成される。
In a second aspect based on the first aspect, the throttle element is constituted by a third valve arranged in parallel with the second valve.

【0007】また、第3の発明は、前記第1の発明にお
いて、前記絞り要素が、前記第2の弁と直列的に配置さ
れた絞りで構成される。
In a third aspect based on the first aspect, the throttle element comprises a throttle arranged in series with the second valve.

【0008】また、第4の発明は、改質ガスを生成する
改質器と、前記改質ガス中のCOを低減して燃料電池ス
タックへ供給するCO除去部と、前記燃料電池スタック
からの排出ガスまたは前記改質ガスと空気を燃焼させる
燃焼器と、前記燃焼器からの排気熱によって前記改質器
へ燃料蒸気を送る蒸発器と、前記CO除去部から燃料電
池スタックへの改質ガスを選択的に供給する第1の弁
と、前記CO除去部と燃焼器とを連通させる流路に介装
されて改質ガスを選択的に供給する第2の弁と、燃料電
池スタックと燃焼器との間で、燃料電池スタック内の改
質ガスを調圧する圧力制御弁とを備えた改質型燃料電池
システムにおいて、前記圧力制御弁が閉弁したときに、
燃焼器へ流入する改質ガスを規制する絞り要素を設け
る。
A fourth aspect of the present invention provides a reformer for generating a reformed gas, a CO removing unit for reducing CO in the reformed gas and supplying it to a fuel cell stack, A combustor for burning exhaust gas or the reformed gas and air, an evaporator for sending fuel vapor to the reformer by exhaust heat from the combustor, and a reformed gas from the CO removal unit to a fuel cell stack A first valve for selectively supplying reformed gas, a second valve interposed in a flow path communicating between the CO removing unit and the combustor to selectively supply reformed gas, and a fuel cell stack and a combustion chamber. And a pressure control valve for regulating the reformed gas in the fuel cell stack, between the reactor and the fuel cell stack, when the pressure control valve is closed,
A throttle element is provided to regulate the reformed gas flowing into the combustor.

【0009】また、第5の発明は、前記第4の発明にお
いて、前記絞り要素が、前記圧力制御弁と並列的に配置
された第4の弁で構成される。
In a fifth aspect based on the fourth aspect, the throttle element comprises a fourth valve disposed in parallel with the pressure control valve.

【0010】また、第6の発明は、前記第4の発明にお
いて、前記絞り要素が、前記圧力制御弁と並列的に配置
された絞りで構成される。
In a sixth aspect based on the fourth aspect, the throttle element comprises a throttle arranged in parallel with the pressure control valve.

【0011】[0011]

【発明の効果】したがって、第1の発明は、CO除去部
と燃焼器とを連通させる流路には絞り要素が配設されて
おり、燃料電池スタックから排出される改質ガスに余剰
の燃料が急増するような状況になると、第1の弁を閉弁
して、絞り要素を介してCO除去部から燃焼器へ徐々に
改質ガスを送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量
が急増するのを抑制して、燃焼器の温度が過大になるの
を確実に防止し、燃焼器の耐久性を確保することができ
る。
Accordingly, the first aspect of the present invention is that the throttle element is disposed in the flow path that connects the CO removing section and the combustor, and the excess fuel is contained in the reformed gas discharged from the fuel cell stack. In a situation where the fuel gas suddenly increases, the first valve is closed, and the reformed gas can be gradually sent from the CO removing section to the combustor through the throttle element, and the amount of fuel flowing into the combustor can be increased. Can be prevented from rapidly increasing, the temperature of the combustor can be prevented from becoming excessively high, and the durability of the combustor can be ensured.

【0012】また、第2の発明は、第2の弁と並列的に
配置した第3の弁を絞りとして機能させることで、燃料
電池スタックから排出される改質ガスに余剰の燃料が急
増するような状況になると、第1の弁と第2の弁を閉弁
して、第3の弁を介してCO除去部から燃焼器へ徐々に
改質ガスを送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量
が急増するのを抑制して、燃焼器の温度が過大になるの
を確実に防止し、燃焼器の耐久性を確保することができ
る。
According to the second aspect of the present invention, the third valve disposed in parallel with the second valve functions as a throttle, so that the amount of surplus fuel in the reformed gas discharged from the fuel cell stack rapidly increases. In such a situation, the first valve and the second valve are closed, and the reformed gas can be gradually sent from the CO removing section to the combustor through the third valve, and flows into the combustor. It is possible to suppress a sudden increase in the amount of fuel to be generated, to surely prevent the temperature of the combustor from becoming excessive, and to ensure the durability of the combustor.

【0013】また、第3の発明は、第2の弁と直列的に
絞りを配置したので、燃料電池スタックから排出される
改質ガスに余剰の燃料が急増するような状況になると、
第1の弁を閉弁する一方、第2の弁を開弁することで、
絞りを介してCO除去部から燃焼器へ徐々に改質ガスを
送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量が急増する
のを抑制して、燃焼器の温度が過大になるのを確実に防
止し、燃焼器の耐久性を確保することができる。
According to the third aspect of the present invention, since the throttle is arranged in series with the second valve, when a situation where surplus fuel rapidly increases in the reformed gas discharged from the fuel cell stack,
By closing the first valve and opening the second valve,
The reformed gas can be gradually sent from the CO removal unit to the combustor via the throttle, suppressing the sudden increase in the amount of fuel flowing into the combustor and ensuring that the temperature of the combustor becomes excessive. And the durability of the combustor can be ensured.

【0014】また、第4の発明は、燃料電池スタックと
燃焼器との間には、燃料電池スタック内の改質ガスを調
圧する圧力制御弁が閉弁したときに、燃焼器へ流入する
改質ガスを規制する絞り要素を設けたので、燃料電池ス
タックから排出される改質ガスに余剰の燃料が急増する
ような状況になると、圧力制御弁を閉弁して、絞り要素
を介して燃料電池スタックから燃焼器へ徐々に改質ガス
を送ることができ、燃焼器へ流入する燃料の量が急増す
るのを抑制して、燃焼器の温度が過大になるのを確実に
防止し、燃焼器の耐久性を確保することができる。
Further, according to a fourth aspect of the present invention, when the pressure control valve for regulating the reformed gas in the fuel cell stack is closed between the fuel cell stack and the combustor, the reformer that flows into the combustor is provided. The throttle element that regulates the quality gas is provided, so when the surplus fuel increases rapidly in the reformed gas discharged from the fuel cell stack, the pressure control valve is closed, and the fuel is passed through the throttle element. The reformed gas can be gradually sent from the battery stack to the combustor, suppressing the sudden increase in the amount of fuel flowing into the combustor, preventing the combustor temperature from becoming excessively high, and ensuring combustion. The durability of the vessel can be ensured.

【0015】また、第5の発明は、圧力制御弁と並列的
に配置した第4の弁を絞りとして機能させることで、燃
料電池スタックから排出される改質ガスに余剰の燃料が
急増するような状況になると、第4の弁を介して燃焼器
へ徐々に改質ガスを送ることができ、燃焼器へ流入する
燃料の量が急増するのを抑制して、燃焼器の温度が過大
になるのを確実に防止し、燃焼器の耐久性を確保するこ
とができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the fourth valve disposed in parallel with the pressure control valve functions as a throttle so that surplus fuel increases rapidly in the reformed gas discharged from the fuel cell stack. In such a situation, the reformed gas can be gradually sent to the combustor via the fourth valve, and the amount of fuel flowing into the combustor can be prevented from increasing rapidly, so that the temperature of the combustor becomes excessive. And the durability of the combustor can be ensured.

【0016】また、第6の発明は、圧力制御弁と並列的
に配置した絞りを備えたことで、燃料電池スタックから
排出される改質ガスに余剰の燃料が急増するような状況
になると、絞りを介して燃焼器へ徐々に改質ガスを送る
ことができ、燃焼器へ流入する燃料の量が急増するのを
抑制して、燃焼器の温度が過大になるのを確実に防止
し、燃焼器の耐久性を確保することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, the provision of the restrictor arranged in parallel with the pressure control valve allows a situation in which surplus fuel increases rapidly in the reformed gas discharged from the fuel cell stack. The reformed gas can be gradually sent to the combustor via the throttle, suppressing the sudden increase in the amount of fuel flowing into the combustor, and reliably preventing the temperature of the combustor from becoming excessive, The durability of the combustor can be ensured.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0018】図1は改質型の燃料電池システムを示し、
燃料電池スタック3へ燃料(水素)ガスを供給する改質
システムは、水蒸気を生成する水及び原料となるメタノ
ールを気化させる蒸発器5からのガスと、流量制御弁2
6から圧送される図示しないコンプレッサなどからの空
気を、改質器1で触媒反応させて改質ガスとし、さら
に、CO除去部2の上流から空気を供給し、CO除去部
2で改質ガス中のCOを取り除いた後、シャットオフ弁
8(遮断弁で第1の弁)を介して燃料電池スタック3の
図示しないアノード極へ供給される。
FIG. 1 shows a fuel cell system of a reforming type.
The reforming system for supplying the fuel (hydrogen) gas to the fuel cell stack 3 includes a gas from an evaporator 5 for vaporizing water for producing steam and methanol as a raw material, and a flow control valve 2.
Air from a compressor (not shown) which is pumped from the reactor 6 is subjected to a catalytic reaction in the reformer 1 to form a reformed gas. Further, air is supplied from the upstream of the CO removing section 2 and the reformed gas is supplied to the CO removing section 2. After removing the CO inside, the CO is supplied to an anode (not shown) of the fuel cell stack 3 via a shut-off valve 8 (a first valve which is a shut-off valve).

【0019】また、CO除去部2で生成された改質ガス
は、バイパス流路40を介してシャットオフ弁9(第2
の弁)または小型シャットオフ弁10(第3の弁)から
燃焼器4へ供給可能に構成される。
The reformed gas generated in the CO removing section 2 is supplied to the shut-off valve 9 (second
) Or the small shut-off valve 10 (third valve).

【0020】これらシャットオフ弁9と小型シャットオ
フ弁10は並列に配置されており、小型シャットオフ弁
10の流路断面積は、シャットオフ弁9よりも小さく設
定され、シャットオフ弁9の閉弁時には、小型シャット
オフ弁10が絞り要素として機能するような流路抵抗が
設定されている。
The shut-off valve 9 and the small shut-off valve 10 are arranged in parallel, and the cross-sectional area of the small shut-off valve 10 is set smaller than that of the shut-off valve 9, and the shut-off valve 9 is closed. At the time of valve opening, a flow path resistance is set such that the small shut-off valve 10 functions as a throttle element.

【0021】一方、燃料電池スタック3の図示しないカ
ソード極には、流量制御弁25を介してコンプレッサな
どから空気(酸化剤ガス)が供給される。
On the other hand, air (oxidizing gas) is supplied to a cathode (not shown) of the fuel cell stack 3 from a compressor or the like via a flow control valve 25.

【0022】燃料電池スタック3から排出された余剰の
燃料(水素)を含む排改質ガスは、圧力制御弁21を介
して燃焼器4へ送られる。
Exhaust reformed gas containing excess fuel (hydrogen) discharged from the fuel cell stack 3 is sent to the combustor 4 via the pressure control valve 21.

【0023】また、燃料電池スタック3から排出された
排空気は、圧力制御弁22を介して燃焼器4へ送られ
て、燃焼器4では、これら排改質ガスと排空気を燃焼さ
せて排気ガスとし、この排気ガスを蒸発器5へ送って加
熱し、インジェクタ51、52から噴射されるメタノー
ルと水を気化させる。
The exhaust air discharged from the fuel cell stack 3 is sent to a combustor 4 via a pressure control valve 22, and the combustor 4 burns the exhaust reformed gas and the exhaust air to exhaust the exhaust gas. The exhaust gas is sent to the evaporator 5 and heated to evaporate methanol and water injected from the injectors 51 and 52.

【0024】そして、燃料電池スタック3の出力は、モ
ータなどで構成される負荷7を駆動する。
The output of the fuel cell stack 3 drives a load 7 composed of a motor or the like.

【0025】上記のような改質型燃料電池システムは、
マイクロコンピュータなどで構成されたコントロールユ
ニット6(制御手段)が、負荷7の運転状態に応じて、
上記各制御弁およびインジェクタを制御することで燃料
電池スタック3の出力を制御している。
The reforming fuel cell system as described above is
A control unit 6 (control means) constituted by a microcomputer or the like
The output of the fuel cell stack 3 is controlled by controlling the control valves and the injectors.

【0026】このため、コントロールユニット6には、
負荷7の運転状態を検出する負荷状態検出手段30が接
続されている。
For this reason, the control unit 6 includes
Load state detection means 30 for detecting the operation state of the load 7 is connected.

【0027】この負荷状態検出手段30は、例えば、負
荷7がインバータであれば電力検出装置で構成され、負
荷7がモータであれば回転数センサなどで構成される。
The load state detecting means 30 is constituted by, for example, a power detecting device when the load 7 is an inverter, and is constituted by a rotation speed sensor when the load 7 is a motor.

【0028】コントロールユニット6は、負荷状態検出
手段30からの入力に基づいて、燃料電池スタック3内
のガス圧を、圧力制御弁21、22で調整し、燃料電池
スタック3及び改質器1へ供給する空気量を、流量制御
弁25、26で調整するとともに、CO除去部2から燃
料電池スタック3へ供給する改質ガスをシャットオフ弁
8で制御し、同じくCO除去部2から燃焼器4へ供給す
る改質ガスをシャットオフ弁9と小型シャットオフ弁1
0で制御している。
The control unit 6 adjusts the gas pressure in the fuel cell stack 3 with the pressure control valves 21 and 22 based on the input from the load state detecting means 30 and sends the gas to the fuel cell stack 3 and the reformer 1. The amount of air to be supplied is adjusted by the flow control valves 25 and 26, and the reformed gas supplied from the CO removal unit 2 to the fuel cell stack 3 is controlled by the shut-off valve 8. Shutoff valve 9 and small shutoff valve 1
0 is controlled.

【0029】ここで、コントロールユニット6は、改質
システムと燃料電池スタック3が定常状態のときには、
シャットオフ弁8を開弁する一方、シャットオフ弁9と
小型シャットオフ弁10を閉弁して、CO除去部2から
の改質ガスを燃料電池スタック3へ供給し、圧力制御弁
21の圧力制御によって燃料電池スタック3の運転を行
っている。
Here, when the reforming system and the fuel cell stack 3 are in a steady state, the control unit 6
While the shutoff valve 8 is opened, the shutoff valve 9 and the small shutoff valve 10 are closed to supply the reformed gas from the CO removing unit 2 to the fuel cell stack 3, and the pressure of the pressure control valve 21. The operation of the fuel cell stack 3 is performed by the control.

【0030】負荷状態検出手段30が、この定常状態か
ら負荷7の急停止や急減速、換言すれば、負荷7の要求
出力の急減を検出すると、コントロールユニット6は、
シャットオフ弁8を閉弁して燃料電池スタック3への改
質ガスの供給を停止する一方、小型シャットオフ弁10
を開弁する。
When the load state detecting means 30 detects a sudden stop or a sudden deceleration of the load 7 from this steady state, in other words, a sudden decrease in the required output of the load 7, the control unit 6
The shutoff valve 8 is closed to stop the supply of the reformed gas to the fuel cell stack 3, while the small shutoff valve 10 is closed.
Is opened.

【0031】したがって、負荷7の要求出力が急減する
と、前記従来例では排改質ガス内の余剰水素が増大して
しまうが、本願発明によれば、負荷7の要求出力が急減
すると、流路抵抗の大きい小型シャットオフ弁10を介
して、CO除去部2からの改質ガスが燃焼器4へ徐々に
供給されることになり、燃焼器4へ流入する水素の量を
抑制して、燃焼器4の温度が過大になるのを確実に防止
し、燃焼器4の耐久性を確保することができる。
Therefore, if the required output of the load 7 suddenly decreases, the excess hydrogen in the exhaust reformed gas increases in the conventional example. However, according to the present invention, when the required output of the load 7 decreases rapidly, The reformed gas from the CO removing unit 2 is gradually supplied to the combustor 4 through the small-sized shut-off valve 10 having a large resistance. It is possible to reliably prevent the temperature of the combustor 4 from becoming excessively high, and to ensure the durability of the combustor 4.

【0032】なお、改質システムの起動時には、シャッ
トオフ弁8が閉弁する一方、シャットオフ弁9及び小型
シャットオフ弁10が開弁して、CO除去部2からの改
質ガスを直接燃焼器4へ送って暖機を行うが、このと
き、シャットオフ弁9に加えて小型シャットオフ弁10
も開弁させることで、CO除去部2から燃焼器4へ流入
する改質ガスの流路抵抗を低減して、効率よく暖機を行
うことができるのに加え、上記のように負荷7の要求出
力が急減すると、小型シャットオフ弁10を絞り要素と
して作用させて、燃焼器4を保護することができるので
ある。
When the reforming system is started, the shut-off valve 8 is closed, while the shut-off valve 9 and the small shut-off valve 10 are opened to directly burn the reformed gas from the CO removing unit 2. The warm-up operation is performed by sending the small-size shut-off valve 10 to the small-size shut-off valve 10 in addition to the shut-off valve 9.
Also, by opening the valve, the flow path resistance of the reformed gas flowing from the CO removing unit 2 to the combustor 4 can be reduced, and the warm-up can be efficiently performed. When the required output decreases sharply, the small shut-off valve 10 can act as a throttle element to protect the combustor 4.

【0033】また、負荷状態検出手段30が、定常状態
から負荷7の急停止や急減速など負荷7の要求出力の急
減を検出すると、燃焼器4への改質ガス、または排改質
ガスの流入を抑制するが、蒸発器5からは要求出力が急
減する直前のガスが供給されているため、シャットオフ
弁10から徐々に流入した改質ガスは燃焼器4で燃焼
し、蒸発器5でガスを生成するサイクルがしばらく継続
する。
When the load state detecting means 30 detects a sudden decrease in the required output of the load 7 such as a sudden stop or a sudden deceleration of the load 7 from a steady state, the load of the reformed gas or exhaust reformed gas to the combustor 4 is detected. Although the inflow is suppressed, since the gas immediately before the required output sharply decreases is supplied from the evaporator 5, the reformed gas gradually flowing from the shutoff valve 10 is burned in the combustor 4, and the reformed gas is combusted in the evaporator 5. The cycle of producing gas lasts for a while.

【0034】図2は、第2の実施形態を示し、前記第1
実施形態の小型シャットオフ弁10を廃止する一方、シ
ャットオフ弁9の下流にオリフィスなどで構成された絞
り11を設けたもので、その他の構成は、前記第1実施
形態と同様である。
FIG. 2 shows a second embodiment, in which the first
While the small shut-off valve 10 of the embodiment is abolished, a throttle 11 composed of an orifice or the like is provided downstream of the shut-off valve 9, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.

【0035】シャットオフ弁9の下流に絞り11は、C
O除去部2から燃焼器4への改質ガスの流量が、燃焼器
4の能力を超えないように規制する流路抵抗を備えてい
る。
The throttle 11 downstream of the shut-off valve 9 is
A flow path resistance is provided to regulate the flow rate of the reformed gas from the O removal unit 2 to the combustor 4 so as not to exceed the capacity of the combustor 4.

【0036】この場合、定常状態から負荷7が急停止や
急減速すると、コントロールユニット6は、シャットオ
フ弁8を閉弁して燃料電池スタック3への改質ガスの供
給を停止する一方、シャットオフ弁9を開弁する。
In this case, when the load 7 suddenly stops or decelerates from the steady state, the control unit 6 closes the shut-off valve 8 to stop the supply of the reformed gas to the fuel cell stack 3 while shutting down. The off valve 9 is opened.

【0037】したがって、負荷7の要求出力が急減する
と、燃料電池スタック3への改質ガスが遮断され、シャ
ットオフ弁9の下流に設けた絞り11を介してCO除去
部2からの改質ガスが燃焼器4へ供給されることにな
り、絞り11によって燃焼器4へ流入する水素の量を抑
制して、燃焼器4の温度が過大になるのを確実に防止
し、燃焼器4の耐久性を確保することができる。
Therefore, when the required output of the load 7 suddenly decreases, the reformed gas to the fuel cell stack 3 is shut off, and the reformed gas from the CO removing unit 2 is passed through the throttle 11 provided downstream of the shut-off valve 9. Is supplied to the combustor 4, the amount of hydrogen flowing into the combustor 4 is suppressed by the throttle 11, the temperature of the combustor 4 is reliably prevented from becoming excessive, and the durability of the combustor 4 is improved. Nature can be secured.

【0038】なお、絞り11は、シャットオフ弁9と直
列的に配設すればよく、例えば、シャットオフ弁9の上
流に配設してもよい。
The throttle 11 may be disposed in series with the shut-off valve 9, for example, may be disposed upstream of the shut-off valve 9.

【0039】図3は、第3の実施形態を示し、前記第2
実施形態の絞り11を廃止する一方、燃料電池スタック
3から排出される改質ガスの圧力を制御する圧力制御弁
21と並列的に絞り12を設けたもので、その他の構成
は、前記第2実施形態と同様である。
FIG. 3 shows a third embodiment, in which the second embodiment is used.
While the throttle 11 of the embodiment is abolished, the throttle 12 is provided in parallel with a pressure control valve 21 for controlling the pressure of the reformed gas discharged from the fuel cell stack 3. This is the same as the embodiment.

【0040】圧力制御弁21と並列的に配置した絞り1
2は、圧力制御弁21が閉弁したときに、燃料電池スタ
ック3から燃焼器4への排改質ガスの流量が、燃焼器4
の能力を超えないように規制する流路抵抗を備えてい
る。
The throttle 1 arranged in parallel with the pressure control valve 21
2 indicates that the flow rate of the exhaust reformed gas from the fuel cell stack 3 to the combustor 4 when the pressure control valve 21 is closed
The flow path resistance is regulated so as not to exceed the capacity.

【0041】この場合、定常状態から負荷7が急停止や
急減速すると、コントロールユニット6は、シャットオ
フ弁8を開弁したまま、圧力制御弁21を閉弁する。
In this case, when the load 7 suddenly stops or decelerates from the steady state, the control unit 6 closes the pressure control valve 21 while keeping the shut-off valve 8 open.

【0042】したがって、負荷7の要求出力が急減する
と、燃料電池スタック3から排出される改質ガスは、圧
力制御弁21と並列的に配置された絞り12を介して燃
焼器4へ供給されることになり、絞り12によって燃焼
器4へ流入する水素の量を抑制して、燃焼器4の温度が
過大になるのを確実に防止し、燃焼器4の耐久性を確保
することができる。
Therefore, when the required output of the load 7 suddenly decreases, the reformed gas discharged from the fuel cell stack 3 is supplied to the combustor 4 through the throttle 12 arranged in parallel with the pressure control valve 21. That is, the amount of hydrogen flowing into the combustor 4 is suppressed by the restrictor 12, the temperature of the combustor 4 is reliably prevented from becoming excessive, and the durability of the combustor 4 can be ensured.

【0043】図4は、第4の実施形態を示し、前記第3
実施形態の絞り12に代わって、小型シャットオフ弁1
3(第4の弁)を配設したもので、その他の構成は、前
記第3実施形態と同様である。
FIG. 4 shows a fourth embodiment, in which the third embodiment is used.
Instead of the throttle 12 of the embodiment, a small shut-off valve 1
3 (fourth valve) is provided, and the other configuration is the same as that of the third embodiment.

【0044】小型シャットオフ弁13の流路断面積は、
圧力制御弁21よりも小さく設定されて、圧力制御弁2
1が閉弁したときに、燃料電池スタック3から燃焼器4
への排改質ガスの流量が、燃焼器4の能力を超えないよ
うに規制する流路抵抗を備え、絞り要素として機能する
ように構成されている。
The cross-sectional area of the small shut-off valve 13 is as follows.
The pressure control valve 2 is set to be smaller than the pressure control valve 21.
When the valve 1 is closed, the fuel cell stack 3
It has a flow path resistance that regulates the flow rate of the exhaust reformed gas to not exceed the capacity of the combustor 4, and is configured to function as a throttle element.

【0045】この場合、定常状態から負荷7が急停止や
急減速すると、コントロールユニット6は、シャットオ
フ弁8を開弁したまま、圧力制御弁21を閉弁し、小型
シャットオフ弁13を開弁する。
In this case, when the load 7 suddenly stops or decelerates from the steady state, the control unit 6 closes the pressure control valve 21 and opens the small shut-off valve 13 while keeping the shut-off valve 8 open. Give a valve.

【0046】したがって、負荷7の要求出力が急減する
と、燃料電池スタック3から排出される改質ガスは、圧
力制御弁21と並列的に配置された小型シャットオフ弁
13を介して燃焼器4へ供給されることになり、小型シ
ャットオフ弁13によって燃焼器4へ流入する水素の量
を抑制して、燃焼器4の温度が過大になるのを確実に防
止し、燃焼器4の耐久性を確保することができる。
Therefore, when the required output of the load 7 suddenly decreases, the reformed gas discharged from the fuel cell stack 3 is sent to the combustor 4 via the small shut-off valve 13 arranged in parallel with the pressure control valve 21. As a result, the amount of hydrogen flowing into the combustor 4 is suppressed by the small shut-off valve 13 to reliably prevent the temperature of the combustor 4 from becoming excessively high, and the durability of the combustor 4 is improved. Can be secured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す改質型燃料電池シス
テムの概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a reformed fuel cell system showing one embodiment of the present invention.

【図2】第2の実施形態を示し、改質型燃料電池システ
ムの概略構成図。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a reformed fuel cell system according to a second embodiment.

【図3】第3の実施形態を示し、改質型燃料電池システ
ムの概略構成図。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a reformed fuel cell system according to a third embodiment.

【図4】第4の実施形態を示し、改質型燃料電池システ
ムの概略構成図。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a reformed fuel cell system according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 改質器 2 CO除去部 3 燃料電池スタック 4 燃焼器 5 蒸発器 8 シャットオフ弁 10、13 小型シャットオフ弁 11、12 絞り 40 バイパス流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reformer 2 CO removal part 3 Fuel cell stack 4 Combustor 5 Evaporator 8 Shutoff valve 10, 13 Small shutoff valve 11, 12 Restrictor 40 Bypass flow path

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 改質ガスを生成する改質器と、 前記改質ガス中のCOを低減して燃料電池スタックへ供
給するCO除去部と、 前記燃料電池スタックからの排出ガスまたは前記改質ガ
スと空気を燃焼させる燃焼器と、 前記燃焼器からの排気熱によって前記改質器へ燃料蒸気
を送る蒸発器と、 前記CO除去部から燃料電池スタックへの改質ガスを選
択的に供給する第1の弁と、 前記CO除去部と燃焼器とを連通させる流路に介装され
て改質ガスを選択的に供給する第2の弁とを備えた改質
型燃料電池システムにおいて、 前記第2の弁を配設した流路に絞り要素を設けたことを
特徴とする改質型燃料電池システム。
A reformer that generates a reformed gas; a CO removing unit that reduces CO in the reformed gas and supplies the reformed gas to a fuel cell stack; and an exhaust gas from the fuel cell stack or the reformed gas. A combustor for burning gas and air; an evaporator for sending fuel vapor to the reformer by exhaust heat from the combustor; and selectively supplying reformed gas from the CO removing unit to a fuel cell stack. A reforming type fuel cell system comprising: a first valve; and a second valve interposed in a flow path that connects the CO removing unit and the combustor and selectively supplying a reformed gas. A reforming fuel cell system, wherein a throttle element is provided in a flow path in which a second valve is provided.
【請求項2】 前記絞り要素が、前記第2の弁と並列的
に配置された第3の弁であることを特徴とする請求項1
に記載の改質型燃料電池システム。
2. The valve according to claim 1, wherein the throttle element is a third valve arranged in parallel with the second valve.
3. The reformed fuel cell system according to item 1.
【請求項3】 前記絞り要素が、前記第2の弁と直列的
に配置された絞りであることを特徴とする請求項1に記
載の改質型燃料電池システム。
3. The reforming fuel cell system according to claim 1, wherein the throttle element is a throttle arranged in series with the second valve.
【請求項4】 改質ガスを生成する改質器と、 前記改質ガス中のCOを低減して燃料電池スタックへ供
給するCO除去部と、 前記燃料電池スタックからの排出ガスまたは前記改質ガ
スと空気を燃焼させる燃焼器と、 前記燃焼器からの排気熱によって前記改質器へ燃料蒸気
を送る蒸発器と、 前記CO除去部から燃料電池スタックへの改質ガスを選
択的に供給する第1の弁と、 前記CO除去部と燃焼器とを連通させる流路に介装され
て改質ガスを選択的に供給する第2の弁と、 燃料電池スタックと燃焼器との間で、燃料電池スタック
内の改質ガスを調圧する圧力制御弁とを備えた改質型燃
料電池システムにおいて、 前記圧力制御弁が閉弁したときに、燃焼器へ流入する改
質ガスを規制する絞り要素を設けたことを特徴とする改
質型燃料電池システム。
4. A reformer that generates a reformed gas, a CO removing unit that reduces CO in the reformed gas and supplies the reduced gas to a fuel cell stack, and an exhaust gas from the fuel cell stack or the reformed gas. A combustor for burning gas and air; an evaporator for sending fuel vapor to the reformer by exhaust heat from the combustor; and selectively supplying reformed gas from the CO removing unit to a fuel cell stack. A first valve, a second valve interposed in a flow path that connects the CO removal unit and the combustor, and selectively supplies reformed gas, and a fuel cell stack and a combustor. A pressure control valve for regulating the reformed gas in the fuel cell stack, wherein the throttle element regulates the reformed gas flowing into the combustor when the pressure control valve is closed. Reformed fuel cell system Temu.
【請求項5】 前記絞り要素が、前記圧力制御弁と並列
的に配置された第4の弁であることを特徴とする請求項
4に記載の改質型燃料電池システム。
5. The reforming fuel cell system according to claim 4, wherein the throttle element is a fourth valve arranged in parallel with the pressure control valve.
【請求項6】 前記絞り要素が、前記圧力制御弁と並列
的に配置された絞りであることを特徴とする請求項4に
記載の改質型燃料電池システム。
6. The reforming fuel cell system according to claim 4, wherein the throttle element is a throttle arranged in parallel with the pressure control valve.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005216500A (en) * 2004-01-27 2005-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hydrogen generator
JP2007265651A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Casio Comput Co Ltd Fuel cell power generator
US8980489B2 (en) 2006-03-27 2015-03-17 Casio Computer Co., Ltd. Fuel cell type power generation device, electronic apparatus and treatment method of fuel
US9491570B2 (en) 2012-10-25 2016-11-08 Kyocera Corporation Electronic device, control method, and control program
JP2020107509A (en) * 2018-12-27 2020-07-09 株式会社豊田自動織機 Fuel cell system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005216500A (en) * 2004-01-27 2005-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hydrogen generator
JP2007265651A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Casio Comput Co Ltd Fuel cell power generator
US8980489B2 (en) 2006-03-27 2015-03-17 Casio Computer Co., Ltd. Fuel cell type power generation device, electronic apparatus and treatment method of fuel
US9491570B2 (en) 2012-10-25 2016-11-08 Kyocera Corporation Electronic device, control method, and control program
JP2020107509A (en) * 2018-12-27 2020-07-09 株式会社豊田自動織機 Fuel cell system
JP7290417B2 (en) 2018-12-27 2023-06-13 株式会社豊田自動織機 fuel cell system

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