JP2002008686A - Controlling method of fuel cell system and its equipment - Google Patents

Controlling method of fuel cell system and its equipment

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JP2002008686A JP2000189426A JP2000189426A JP2002008686A JP 2002008686 A JP2002008686 A JP 2002008686A JP 2000189426 A JP2000189426 A JP 2000189426A JP 2000189426 A JP2000189426 A JP 2000189426A JP 2002008686 A JP2002008686 A JP 2002008686A
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聡史 山本
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昭 藤生
Taketoshi Ouki
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Katsuyuki Makihara
勝行 槇原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controlling method of a fuel cell system and its equipment solving an adverse effect received in a running of the fuel cell by controlling a reforming equipment supplying reforming gas to the fuel cell, when a power failure occurs to a commercial power source in a system which can supply the electric power of the fuel cell to external loads receiving the supply of electric power from the commercial power source. SOLUTION: When the power failure occurs to a commercial power source supplying electric power to a external loads and when the electric power supply from the fuel cell to external loads is stopped simultaneously, amount of a supply of an original fuel gas to the reforming equipment and its operation can be maintained same as in the state before the electric current being cut off. Thereby, influence to the running of the fuel cell can remarkably lessened at time of recovering electricity.

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】この発明は、改質装置で生成
された水素を使用して発電させ、発電された電力を商用
電源からも電力の供給を受けるようにされた外部負荷に
供給できるように構成した燃料電池システムにおいて、
前記商用電源に停電が生じたときの燃料電池の制御方法
及びその装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for generating electricity by using hydrogen generated in a reformer, and supplying the generated electric power to an external load which is also supplied with electric power from a commercial power supply. In the fuel cell system configured in
The present invention relates to a method and an apparatus for controlling a fuel cell when a power failure occurs in the commercial power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】水素を燃料ガスとして使用する固体高分
子型燃料電池(以下単に燃料電池という)は、酸やアル
カリによる腐食の心配がなく寿命が長い上に、化石燃料
改質ガスにより燃料ガスを得るものは応用範囲も広くコ
ージェネシステムなどでも用いられつつある。
2. Description of the Related Art A polymer electrolyte fuel cell using hydrogen as a fuel gas (hereinafter simply referred to as a fuel cell) has a long life without fear of corrosion by acid or alkali, and has a fuel gas using fossil fuel reformed gas. The ones that have obtained are widely used in cogeneration systems and the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】改質装置は、例えば、
改質器、CO(一酸化炭素)変成器、CO除去器等から
構成され、該改質装置に連結された燃料電池は、水素ボ
ンベや水素吸蔵合金を使って水素(燃料ガス)の供給を
受けるものと比較して、電池の性能が改質装置によって
影響を受ける問題がある。
The reforming device is, for example,
The fuel cell, which is composed of a reformer, a CO (carbon monoxide) converter, a CO remover, etc., supplies hydrogen (fuel gas) using a hydrogen cylinder or a hydrogen storage alloy. There is the problem that the performance of the battery is affected by the reformer as compared to the one that is subjected to it.

【0004】また、燃料電池で発電された電力を外部の
負荷に供給できるように接続された燃料電池システムに
おいては、この外部負荷に電力を供給している商用電源
が停電したときは、ブレーカが落ちるので、燃料電池か
ら、外部負荷への出力は行なえなくなる。燃料電池から
外部負荷への電気出力はゼロとなり、対応して、燃料電
池を停止するときは、改質器のバーナの燃焼を止め、電
池を構成する機器やバーナ及びこれらをつなぐ管路(燃
料システム)内のガスを窒素でパージし、その後に全て
の弁を閉じることになる。
[0004] In a fuel cell system connected so that electric power generated by the fuel cell can be supplied to an external load, when a commercial power supply supplying electric power to the external load fails, a breaker is activated. Therefore, the output from the fuel cell to the external load cannot be performed. When the electric output from the fuel cell to the external load becomes zero and the fuel cell is stopped correspondingly, the combustion of the burner of the reformer is stopped, and the devices and burners constituting the cell and the pipes (fuel The gas in the system will be purged with nitrogen, after which all valves will be closed.

【0005】このため、燃料電池システムの運転を一度
停止すると、運転を再開するのに、30分乃至1時間近
くかかるという問題があり、これを避けるために、停電
のときには、燃料電池システムを待機運転モードに移行
させるという考えもある。
[0005] For this reason, once the operation of the fuel cell system is stopped, there is a problem that it takes about 30 minutes to one hour to restart the operation. There is also an idea to shift to the operation mode.

【0006】しかし、従来の燃料電池システムは、電気
出力と改質装置に供給する原燃料とは連動されているの
で、停電で外部への電気出力が止まると同時に、これと
連動して、改質装置等に供給する原燃料ガスを停めて運
転停止をしたり、原燃料ガスの量を絞るような待機運転
に自動的に移行するように構成されている。改質装置へ
の原燃料ガス量を絞る待機運転に移行することは、これ
に応じて関連の全ての機器、例えば、水蒸気の供給やガ
スの流れを制御する制御弁、燃焼空気や反応空気を送る
送風機或いは水蒸気や水を送るポンプ等の機器の制御や
調整も並行して行なわれるということである。
However, in the conventional fuel cell system, since the electric output and the raw fuel supplied to the reformer are interlocked, the electric power to the outside is stopped by a power outage, and at the same time, the electric power is renewed in conjunction with this. The operation is stopped automatically by stopping the raw fuel gas supplied to the quality device or the like, or automatically shifting to a standby operation in which the amount of the raw fuel gas is reduced. Shifting to the standby operation for reducing the amount of raw fuel gas to the reforming apparatus means that all the related equipment, for example, the control valve for controlling the supply of steam and the gas flow, the combustion air and the reaction air, This means that control and adjustment of devices such as a blower for sending or a pump for sending steam or water are also performed in parallel.

【0007】逆に、停電が復旧した復電後には、このよ
うな運転停止や待機運転から、燃料電池システムの運転
を通常の安定作動状態に復帰させるのに時間がかかり、
仮に待機運転モードであっても従来の待機運転では、負
荷の急な出力アップに対応できないという問題がある。
[0007] Conversely, after a power recovery from a power failure, it takes time to return the operation of the fuel cell system to a normal stable operation state from such an operation stop or a standby operation.
Even in the standby operation mode, there is a problem that the conventional standby operation cannot cope with a sudden increase in output of the load.

【0008】この発明は、従来技術の問題点を解決する
もので、その目的は、停電が終わり、外部負荷側への給
電が復旧したときは、直ちに燃料電池システムを通常運
転状態に復帰できるようにした燃料電池システムの制御
方法及びその装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the problems of the prior art, and an object of the present invention is to enable the fuel cell system to return to a normal operation state immediately after a power failure has been completed and power supply to the external load has been restored. It is another object of the present invention to provide a method and an apparatus for controlling a fuel cell system.

【0009】又、この発明の他の目的は、停電中の燃料
電池システムの待機運転がいたずらに長引かないように
管理し、燃料電池システムの合理的な運転制御が行なえ
るようにした燃料電池システムの制御方法及びその装置
を提供することである。
Another object of the present invention is to manage a fuel cell system so that standby operation of the fuel cell system during a power outage is not unnecessarily prolonged so that a reasonable operation control of the fuel cell system can be performed. And a control method therefor.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1の燃
料電池の制御方法は、原燃料ガスを水素に改質する改質
装置を有し、該改質装置で生成された改質ガスを燃料電
池に供給して発電させ、この発電された電力を商用電源
につながれた外部負荷に供給するように構成した燃料電
池システムにおいて、前記商用電源が停電のときは、改
質装置の改質機能を停電前の安定作動状態に維持したま
ま、燃料電池を待機運転状態にすることを特徴としてい
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a fuel cell, comprising a reformer for reforming a raw fuel gas into hydrogen, wherein the reformed gas generated by the reformer is provided. Is supplied to a fuel cell to generate power, and the generated power is supplied to an external load connected to a commercial power supply. The fuel cell is set in a standby operation state while maintaining the function in a stable operation state before the power failure.

【0011】また、請求項2の燃料電池の制御装置は、
原燃料ガスを水素に改質する改質装置を有し、該改質装
置で生成された改質ガスを燃料電池に供給して発電さ
せ、この発電された電力を商用電源につながれた外部負
荷に供給するように構成した燃料電池システムにおい
て、前記改質装置には、原燃料ガスの供給量を制御する
燃料供給制御弁及び改質反応用熱源としてのバーナを設
けるとともに、改質装置と燃料電池との間には、燃料極
へ供給する改質ガスの流れを制御する制御弁を設け、前
記商用電源が停電のときは、前記燃料供給制御弁の開度
を維持したまま、燃料電池の燃料極に供給する改質ガス
の量を待機運転状態の量に減じるように制御する装置を
有していることを特徴としている。
Further, the control device for a fuel cell according to claim 2 is
A reformer for reforming the raw fuel gas to hydrogen, supplying the reformed gas generated by the reformer to a fuel cell to generate power, and using the generated power to an external load connected to a commercial power supply In the fuel cell system configured to supply the fuel to the reformer, the reformer is provided with a fuel supply control valve for controlling the supply amount of the raw fuel gas and a burner as a heat source for the reforming reaction. A control valve for controlling the flow of reformed gas supplied to the fuel electrode is provided between the fuel cell and the fuel cell. It is characterized in that it has a device for controlling the amount of reformed gas supplied to the fuel electrode to be reduced to the amount in the standby operation state.

【0012】また、請求項3の制御装置は、原燃料ガス
を水素に改質する改質装置を有し、該改質装置で生成さ
れた改質ガスを燃料電池に供給して発電させ、この発電
された電力を商用電源につながれた外部負荷に供給する
ように構成した燃料電池システムにおいて、前記改質装
置には、原燃料ガスの供給量を制御する燃料供給制御弁
及び改質反応用熱源としてのバーナ及び該バーナに供給
される燃料ガスの量及び燃料極から排出されるオフガス
の流量を制御する弁を設けるとともに、前記商用電源が
停電のときは、前記改質装置に供給する原燃料の量及び
前記燃料極に供給する改質ガスの量を停電前の安定作動
状態に維持したまま、前記改質器のバーナへのオフガス
の供給を停止することを特徴としている。
The control device according to claim 3 has a reformer for reforming the raw fuel gas to hydrogen, and supplies the reformed gas generated by the reformer to a fuel cell to generate power. In the fuel cell system configured to supply the generated power to an external load connected to a commercial power supply, the reformer includes a fuel supply control valve for controlling a supply amount of a raw fuel gas and a reforming reaction control valve. A burner as a heat source and a valve for controlling the amount of fuel gas supplied to the burner and the flow rate of off-gas discharged from the fuel electrode are provided. The supply of off-gas to the burner of the reformer is stopped while maintaining the amount of fuel and the amount of reformed gas supplied to the fuel electrode in a stable operation state before a power failure.

【0013】さらに、請求項4の燃料電池の制御方法
は、原燃料ガスを水素に改質する改質装置を有し、該改
質装置で生成された改質ガスを燃料電池に供給して発電
させ、この発電された電力を商用電源につながれた外部
負荷に供給できるように構成した燃料電池において、前
記商用電源が停電したときは、改質装置の改質機能を停
電前の安定作動状態に維持したまま、燃料電池を待機運
転状態にし、かつ、前記停電が一定時間経過したとき
は、改質装置の改質機能及び燃料電池を待機運転状態に
切替えるようにすることを特徴としている。
The fuel cell control method according to a fourth aspect of the present invention further comprises a reformer for reforming the raw fuel gas into hydrogen, and supplies the reformed gas generated by the reformer to the fuel cell. In a fuel cell configured to generate electric power and supply the generated electric power to an external load connected to a commercial power supply, when the commercial power supply is cut off, the reforming function of the reformer is changed to a stable operation state before the power cut. , The fuel cell is put into a standby operation state, and when the power failure has elapsed for a predetermined time, the reforming function of the reformer and the fuel cell are switched to the standby operation state.

【0014】さらにまた、請求項5の燃料電池の制御装
置は、原燃料ガスを水素に改質する改質装置を有し、該
改質装置で生成された改質ガスを燃料電池に供給して発
電させ、この発電された電力を商用電源につながれた外
部負荷に供給できるように構成した燃料電池において、
前記改質装置には、原燃料ガスの供給量を制御する燃料
供給制御弁及び改質反応用熱源としてのバーナ及び該バ
ーナに供給される燃料ガスの量及び燃料極から排出され
て前記バーナに供給されるオフガス量を制御する弁を設
けるとともに、前記商用電源が停電のときは、前記改質
装置への原燃料の供給量及び前記燃料電池に供給する改
質ガスの量を維持したまま、前記改質器のバーナへのオ
フガスの供給を停止して該バーナの燃料を燃料ガスに切
替え、この停電状態が一定時間経過したときは、前記改
質装置に供給する原燃料の量及び燃料電池に供給する改
質ガスの量を待機運転状態の量に制御する装置を有して
いることを特徴としている。
Further, a control device for a fuel cell according to a fifth aspect of the present invention has a reformer for reforming raw fuel gas to hydrogen, and supplies the reformed gas generated by the reformer to the fuel cell. A fuel cell configured to supply the generated power to an external load connected to a commercial power supply.
The reformer has a fuel supply control valve for controlling a supply amount of a raw fuel gas, a burner as a heat source for reforming reaction, and an amount of fuel gas supplied to the burner and a fuel electrode which is discharged from the burner to the burner. While providing a valve for controlling the amount of off-gas supplied, when the commercial power source is out of power, while maintaining the amount of raw fuel supplied to the reformer and the amount of reformed gas supplied to the fuel cell, The supply of off-gas to the burner of the reformer is stopped to switch the fuel of the burner to fuel gas, and when this power outage state has passed for a certain period of time, the amount of raw fuel supplied to the reformer and the fuel cell And a device for controlling the amount of reformed gas supplied to the apparatus to the amount in the standby operation state.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施例を図面に
基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は燃料電池システムの基本構成を示
し、符号3は改質装置を構成する改質器、6は、例え
ば、固体高分子型燃料電池等、100℃以下で動作する
低温動作型の燃料電池、12は改質器3の加熱用のバー
ナである。
FIG. 1 shows a basic structure of a fuel cell system, wherein reference numeral 3 denotes a reformer constituting a reformer, and 6 denotes a low-temperature operation type operating at 100 ° C. or lower, such as a polymer electrolyte fuel cell. Numeral 12 denotes a burner for heating the reformer 3.

【0017】燃料電池6は燃料極6a、空気極6k及び
冷却部6cを有している。燃料極6aは管路64を介し
て改質装置に接続され、改質装置から高濃度の水素ガス
(改質ガス)を電池の燃料ガスとして導入し、燃料電池
6で発電に使用する。燃料極6aで反応しなかった余剰
水素はオフガスとして制御弁92を経て管路15に排出
される。
The fuel cell 6 has a fuel electrode 6a, an air electrode 6k, and a cooling section 6c. The fuel electrode 6a is connected to a reformer via a pipe 64, and a high-concentration hydrogen gas (reformed gas) is introduced from the reformer as a fuel gas for a battery, and is used for power generation in the fuel cell 6. Excess hydrogen that has not reacted at the fuel electrode 6a is discharged to the pipe 15 via the control valve 92 as off-gas.

【0018】一方、空気極6kは、管路16を介して水
タンク21、空気ポンプ11に接続され、酸化剤として
の反応空気を導入してこれを燃料電池6の発電に使用
し、反応後の空気は、管路27を経て大気中に排出す
る。
On the other hand, the air electrode 6k is connected to the water tank 21 and the air pump 11 via the pipe line 16, and introduces reaction air as an oxidizing agent and uses it for power generation of the fuel cell 6; Is discharged into the atmosphere via a pipe 27.

【0019】冷却部6cには、燃料電池6が作動温度に
維持されるように、冷却水等の冷却媒体が循環されてい
る。
A cooling medium such as cooling water is circulated through the cooling section 6c so that the fuel cell 6 is maintained at the operating temperature.

【0020】改質器3では、原燃料管1、燃料供給制御
弁41経由で送られてくる天然ガス、都市ガス、メタノ
ール、LPG、ブタン等の原燃料ガスが、水蒸気源20
から供給される水蒸気と共に昇圧ポンプ10で昇圧され
て改質器3に供給される。
In the reformer 3, the raw fuel gas such as natural gas, city gas, methanol, LPG, and butane sent through the raw fuel pipe 1 and the fuel supply control valve 41 is supplied to the steam source 20.
The pressure is increased by the pressure increasing pump 10 together with the steam supplied from the gas, and supplied to the reformer 3.

【0021】改質器3に供給された原燃料ガス及び水蒸
気は、ここで化学反応をし、水素、二酸化炭素及び一酸
化炭素を含む改質ガスに改質される。この改質ガスは、
さらに、後述するCO変成器やCO除去器を経て、一酸
化炭素濃度が10ppm以下に低減された水素濃度の高
いガス(改質ガス)として、燃料電池の燃料極6aに供
給される。
The raw fuel gas and steam supplied to the reformer 3 undergo a chemical reaction here, and are reformed into a reformed gas containing hydrogen, carbon dioxide and carbon monoxide. This reformed gas is
Further, the gas is supplied to the fuel electrode 6a of the fuel cell as a gas having a high hydrogen concentration (reformed gas) in which the concentration of carbon monoxide is reduced to 10 ppm or less via a CO converter or a CO remover described later.

【0022】上記構成において、改質器3における改質
反応は吸熱反応であるので、バーナ12で加熱すること
によって反応熱が与えられる。バーナ12へは、燃焼制
御弁42を有する燃料管13を介して燃料ガスが供給さ
れ、オフガス制御弁92を有する管路15を介してオフ
ガスが供給され、バーナ12では、送風機14によって
供給される燃焼空気によって、燃料ガス及びオフガスの
燃焼が行われる。
In the above configuration, since the reforming reaction in the reformer 3 is an endothermic reaction, the reaction heat is given by heating with the burner 12. Fuel gas is supplied to the burner 12 through the fuel pipe 13 having the combustion control valve 42, off-gas is supplied through the pipe 15 having the off-gas control valve 92, and is supplied by the blower 14 in the burner 12. Combustion of fuel gas and off-gas is performed by the combustion air.

【0023】燃料電池システムの起動時には、改質器3
及び燃料電池6の温度は低く、オフガスの発生もないの
で、改質器のバーナ12は、燃焼制御弁42、燃料管1
3を経て供給される燃料ガスによって燃焼が行われる。
When the fuel cell system is started, the reformer 3
Since the temperature of the fuel cell 6 is low and no off-gas is generated, the burner 12 of the reformer includes the combustion control valve 42 and the fuel pipe 1.
Combustion takes place with the fuel gas supplied via 3.

【0024】その後、改質器3の温度が上がって、改質
ガスを生成し、燃料電池6に改質ガスが送られて、燃料
電池6における発電が始まると、負荷昇温によって燃料
電池6の温度を次第に上昇させることができる。
Thereafter, the temperature of the reformer 3 rises to generate reformed gas. The reformed gas is sent to the fuel cell 6, and when power generation in the fuel cell 6 starts, the fuel cell 6 Temperature can be gradually increased.

【0025】このようにして、改質装置及び燃料電池6
の温度が作動温度まで上がって安定し、燃料電池システ
ムが定常運転状態に移行したときは、燃料電池の燃料極
6aからオフガスが安定して排出されるようになる。
In this manner, the reformer and the fuel cell 6
When the temperature of the fuel cell rises to the operating temperature and stabilizes, and the fuel cell system shifts to a steady operation state, off gas is stably discharged from the fuel electrode 6a of the fuel cell.

【0026】後述する制御装置95は、このオフガス
を、管路15経由でバーナ12に供給して、オフガス中
の未反応水素ガスを燃焼させ、改質器3をオフガスの燃
焼で加熱できるように制御する。
The control device 95 described later supplies this off-gas to the burner 12 via the pipe line 15 to burn unreacted hydrogen gas in the off-gas and to heat the reformer 3 by the off-gas combustion. Control.

【0027】燃料電池システムが定常安定運転状態に移
行した後は、燃料制御弁42は閉じられ、燃料管13経
由の燃料ガスの供給は断たれ、バーナ12による改質器
3の加熱は、オフガス制御弁92の作動によって、オフ
ガスの燃焼のみでおこなわれるようになる。
After the fuel cell system shifts to the steady state, the fuel control valve 42 is closed, the supply of fuel gas through the fuel pipe 13 is cut off, and the heating of the reformer 3 by the burner 12 is stopped by the off-gas. By operating the control valve 92, the control is performed only by the off-gas combustion.

【0028】空気極6kへ供給される反応空気は、空気
ポンプ11によって水タンク21内の水中に反応空気を
泡立てつつ気相部53に送出して加湿が行われる。反応
空気はこのように燃料電池6における反応が適度に維持
されるように水分を与えられた後、管路16を経て燃料
電池の空気極6kに供給される。
The reaction air supplied to the air electrode 6k is sent out to the gas phase 53 by bubbling the reaction air into the water in the water tank 21 by the air pump 11 to be humidified. The reaction air is supplied with water so that the reaction in the fuel cell 6 is appropriately maintained, and then supplied to the air electrode 6k of the fuel cell via the pipe 16.

【0029】燃料電池6では、燃料極6aに供給された
改質ガス中の水素と、空気ポンプ11によって空気極6
kに供給された空気中の酸素との電気化学反応によって
発電が行われる。
In the fuel cell 6, the hydrogen in the reformed gas supplied to the fuel electrode 6 a and the air
Electric power is generated by an electrochemical reaction with oxygen in the air supplied to k.

【0030】この電気化学反応時の活性化過電圧、濃度
過電圧、抵抗過電圧により電池自体が反応熱を発生し、
燃料電池6の作動に必要な温度が維持される。
The battery itself generates reaction heat due to activation overvoltage, concentration overvoltage, and resistance overvoltage during the electrochemical reaction,
The temperature required for operating the fuel cell 6 is maintained.

【0031】燃料電池6の冷却部6cは、燃料電池6が
定常運転状態に移行した後に、反応熱等で燃料電池6が
過熱しないように冷却するために、燃料電池6の電極6
a、6kに並置された冷却装置である。冷却部6cには
ポンプ48によって水タンク21の水が循環され、この
冷却水によって、燃料電池6内の温度が発電に適した作
動温度、例えば、70℃〜80℃に保たれるように冷却
される。
The cooling section 6c of the fuel cell 6 is provided with an electrode 6 of the fuel cell 6 for cooling the fuel cell 6 so that the fuel cell 6 does not overheat due to reaction heat or the like after the fuel cell 6 shifts to a steady operation state.
a, Cooling devices juxtaposed to 6k. The water in the water tank 21 is circulated to the cooling unit 6c by the pump 48, and the cooling water is used to cool the fuel cell 6 so that the temperature inside the fuel cell 6 is maintained at an operating temperature suitable for power generation, for example, 70 ° C to 80 ° C. Is done.

【0032】これにより、燃料電池6は、電池内の温度
が反応熱で過度に上昇して電池の構成材料の機能を低下
させたり、電池の固体高分子膜を損傷させたりしないよ
うに制御されている。
Thus, the fuel cell 6 is controlled so that the temperature inside the cell does not excessively rise due to the heat of reaction, thereby deteriorating the functions of the constituent materials of the cell or damaging the solid polymer membrane of the cell. ing.

【0033】燃料電池システムでは、上述のようにして
改質装置で生成された改質ガスが燃料電池の燃料電極6
aに供給され、燃料電池6では、所定の化学反応と発電
が継続される。
In the fuel cell system, the reformed gas generated by the reformer as described above is supplied to the fuel electrode 6 of the fuel cell.
a, and the fuel cell 6 continues a predetermined chemical reaction and power generation.

【0034】次に、この燃料電池システムの起動制御に
ついて説明する。
Next, the startup control of the fuel cell system will be described.

【0035】図1の95は、燃料電池システムの制御装
置であり、この制御装置95は、改質器3の温度センサ
44及び燃料電池6の温度センサ45によって、改質器
3および燃料電池6の温度を監視しつつ、燃料電池シス
テムの燃料やガスの流れを制御すると同時に、燃料電池
6で発電された電力を負荷71、72に供給する制御も
行なっている。
In FIG. 1, reference numeral 95 denotes a control device of the fuel cell system. The control device 95 controls the temperature of the reformer 3 and the fuel cell 6 by the temperature sensor 44 of the reformer 3 and the temperature sensor 45 of the fuel cell 6. While monitoring the temperature of the fuel cell, the fuel and gas flows of the fuel cell system are controlled, and at the same time, the control of supplying the power generated by the fuel cell 6 to the loads 71 and 72 is performed.

【0036】なお、49は、燃料電池6で発電された電
気の電流量を検出する電流センサである。
A current sensor 49 detects the amount of electric current generated by the fuel cell 6.

【0037】制御装置95による燃料ガスの制御は、原
燃料ガスの原燃料管1に設けられた燃料供給制御弁41
及び燃料管13に設けられた燃焼制御弁42並びに改質
ガスが流れる管路64と35に設けられた制御弁93と
開閉弁36及び、オフガスが流れる管路38と15に設
けられた制御弁40とオフガス制御弁92の開閉制御に
よって行なわれる。
The control of the fuel gas by the control device 95 is performed by controlling the fuel supply control valve 41 provided in the raw fuel pipe 1 for the raw fuel gas.
And a combustion control valve 42 provided in the fuel pipe 13, a control valve 93 and an on-off valve 36 provided in pipes 64 and 35 through which reformed gas flows, and a control valve provided in pipes 38 and 15 through which off-gas flows. This is performed by controlling the opening and closing of the valve 40 and the off-gas control valve 92.

【0038】このような構成の燃料電池システムの起動
時には、温度が低く改質反応も充分でないので、制御装
置95は、改質器3等の各反応器の温度が作動温度に達
して安定した組成の改質ガスが生成されるようになるま
では、制御弁93を閉じ、開閉弁36を開く制御をす
る。
When the fuel cell system having such a configuration is started, the temperature is low and the reforming reaction is not sufficient. Therefore, the control device 95 determines that the temperature of each reactor such as the reformer 3 has reached the operating temperature and stabilized. Until the reformed gas having the composition is generated, the control valve 93 is closed and the on-off valve 36 is opened.

【0039】これにより、不安定な組成の改質ガスは燃
料電池6に供給されず、管路35経由でPGバーナ34
に導かれて、ここで燃焼される。
As a result, the reformed gas having an unstable composition is not supplied to the fuel cell 6 but is supplied to the PG burner 34 via the pipe 35.
It is led and burned here.

【0040】燃料電池システムの改質装置を起動し、改
質器3を含む各反応器の温度や作動が安定した後に、制
御装置95は、開閉弁36を閉じ、制御弁93を開い
て、改質ガスを燃料電池の燃料極6aに供給し、燃料電
池システムにおける発電を開始させる。
After activating the reformer of the fuel cell system and stabilizing the temperature and operation of each reactor including the reformer 3, the controller 95 closes the on-off valve 36 and opens the control valve 93, The reformed gas is supplied to the fuel electrode 6a of the fuel cell to start power generation in the fuel cell system.

【0041】改質ガスを導入された燃料極6aも当初は
電池の温度が低く、殆ど発電は行われないし、発電を開
始しても、直ちに定格安定作動状態になる訳でもない。
The fuel electrode 6a into which the reformed gas has been introduced also has a low battery temperature at the beginning and hardly generates power, and even when power generation is started, it does not immediately enter the rated stable operation state.

【0042】制御装置95は、燃料電池6の温度が低
く、発電が僅かな中は、DC/DCコンバータ107や
系統連係インバータ108を制御して燃料電池6の発電
能力に見合った負荷をかけながら、電池自身の発熱で燃
料電池の温度が上がるよう(負荷昇温)に制御する。
While the temperature of the fuel cell 6 is low and the power generation is slight, the control device 95 controls the DC / DC converter 107 and the system-linked inverter 108 to apply a load corresponding to the power generation capacity of the fuel cell 6. In addition, control is performed so that the temperature of the fuel cell rises (load temperature rise) due to the heat generated by the cell itself.

【0043】すなわち、制御装置95は、燃料電池6に
よる発電が開始されてそのオープン電圧を確認したら、
直ちにオープン電圧からインバータ108を介した電力
系統への連系を行い、発電能力が小さい中から、燃料電
池6に電気負荷をかけ始める。
That is, when the power generation by the fuel cell 6 is started and its open voltage is confirmed, the control device 95
Immediately, the open voltage is connected to the electric power system via the inverter 108, and the electric load is started to be applied to the fuel cell 6 while the power generation capacity is small.

【0044】この過程において、制御装置95は、温度
センサ45によって燃料電池6の温度を監視し、そのと
きの電池温度に応じて取出し電流値を増やす形で、燃料
電池6に対する電気負荷を徐々に増大させ、燃料電池6
の自己反応熱によって、電池の温度をできるだけ早く定
格安定作動状態の温度に上げるようにして、すみやかに
燃料電池の運転が定常運転状態に移行できるように制御
するものである。
In this process, the control device 95 monitors the temperature of the fuel cell 6 with the temperature sensor 45, and gradually increases the electric load to the fuel cell 6 in a manner to increase the take-out current value according to the battery temperature at that time. Increase the fuel cell 6
The self-reaction heat is used to raise the temperature of the cell to the rated stable operation state as soon as possible, so that the operation of the fuel cell can be promptly shifted to the steady operation state.

【0045】燃料電池6で発電に使用されなかった未反
応ガスは、管路38、制御弁40経由でPGバーナ34
に導かれ、ここで燃焼される。
The unreacted gas not used for power generation in the fuel cell 6 is supplied to a PG burner 34 via a pipe 38 and a control valve 40.
And is burned here.

【0046】燃料電池6の温度が負荷昇温によって上昇
して作動温度(例えば、70℃〜80℃)近くで安定
し、定格出力状態に達した後は、燃料極6aから排出さ
れるオフガスの組成も安定してくる。制御装置95は、
制御弁40を閉じ、オフガス制御弁92を開くことによ
り、オフガスの流れを管路38から管路15に切替え、
オフガスが改質器のバーナ12で燃焼できるように制御
する。
After the temperature of the fuel cell 6 rises due to an increase in the load and stabilizes near the operating temperature (for example, 70 ° C. to 80 ° C.), and reaches the rated output state, the off-gas discharged from the fuel electrode 6a is reduced. The composition also becomes stable. The control device 95
By closing the control valve 40 and opening the off-gas control valve 92, the off-gas flow is switched from the line 38 to the line 15,
Control is performed so that off-gas can be burned by the burner 12 of the reformer.

【0047】このようにして、燃料電池システムが定格
安定作動状態に達した後は、改質器のバーナ12では、
管路15経由で導入されるオフガス中の未反応ガス(水
素)が燃焼されて改質器3の加熱を継続する定常運転状
態になる。
In this way, after the fuel cell system reaches the rated stable operation state, the burner 12 of the reformer
An unreacted gas (hydrogen) in the off-gas introduced via the pipe 15 is burned to enter a steady operation state in which heating of the reformer 3 is continued.

【0048】燃料電池システムの定常運転状態における
管路15、64、35、38では、制御弁92、93が
開かれ、弁36、40が閉じられた状態である。
In the pipes 15, 64, 35, and 38 in the steady operation state of the fuel cell system, the control valves 92 and 93 are open and the valves 36 and 40 are closed.

【0049】このようにして、燃料電池システムでは、
冷却部6cによって燃料電池6の温度が作動温度(70
℃〜80℃)に保たれ、連続して定格発電が行なえるよ
うになる。
Thus, in the fuel cell system,
The temperature of the fuel cell 6 is reduced to the operating temperature (70
(° C. to 80 ° C.) so that rated power generation can be continuously performed.

【0050】この状態では、改質ガスのエネルギの大半
は発電に使われ、得られた電力はDC/DCコンバータ
107や系統連係インバータ108を制御して供給電力
量が定格負荷(例えば、交流で1kw)に納まるように
制御されつつ、この燃料電池システムに接続された負荷
72に供給される。
In this state, most of the energy of the reformed gas is used for power generation, and the obtained electric power is controlled by the DC / DC converter 107 and the system-coupling inverter 108 so that the supplied electric energy is equal to the rated load (for example, AC). The power is supplied to the load 72 connected to the fuel cell system while being controlled to fall within 1 kW).

【0051】負荷には、この燃料電池システムを構成す
る附属機器、例えば、水ポンプや送風機、制御弁や開閉
弁或いは、制御器等の電気負荷(以下システム負荷71
という)や、燃料電池を設置している家庭の照明器具や
電気機器等の自家用の負荷(以下自家負荷72という)
等があり、燃料電池システムの発電能力に応じて、電力
がこれらの負荷71、72に供給される。
The load includes an electric device (hereinafter referred to as a system load 71) such as an auxiliary device constituting the fuel cell system, such as a water pump or a blower, a control valve or an on-off valve, or a controller.
) And private loads (hereinafter, private loads 72) such as household lighting fixtures and electric appliances equipped with fuel cells.
Power is supplied to these loads 71 and 72 in accordance with the power generation capacity of the fuel cell system.

【0052】燃料電池システムから得られる電流量(電
力)と管路1経由で燃料電池システムに供給される原燃
料ガスの量との関係は、例えば、図2に示すように、電
池電流値と改質用原燃料ガス量(改質器3へ供給される
原燃料ガス量)とが略比例関係にある。
The relationship between the amount of current (electric power) obtained from the fuel cell system and the amount of raw fuel gas supplied to the fuel cell system via the pipe 1 is, for example, as shown in FIG. The amount of raw fuel gas for reforming (the amount of raw fuel gas supplied to the reformer 3) is in a substantially proportional relationship.

【0053】図2は燃料電池において、発電に使用され
る水素ガスの利用率を一定の割合(例えば、70%程
度)に規定し、残余はオフガスとして排出されるように
したときの相関を示している。
FIG. 2 shows the correlation when the utilization rate of hydrogen gas used for power generation in a fuel cell is regulated at a constant rate (for example, about 70%), and the remainder is discharged as off-gas. ing.

【0054】図2からは、改質装置に供給する原燃料ガ
ス量を増減させれば、燃料電池システムの発電電力(電
池電流値)も比例して増減できるようになっていること
がわかる。
FIG. 2 shows that if the amount of raw fuel gas supplied to the reformer is increased or decreased, the generated power (cell current value) of the fuel cell system can be increased or decreased in proportion.

【0055】なお、燃料電池システムを構成する附属機
器、例えば、ポンプや送風機、制御弁や開閉弁或いは、
制御器等(システム負荷)への給電は、システムの起動
時は、商用電源によって電力を供給されているのである
が、燃料電池6が定格安定作動状態になった後は、燃料
電池からの給電に切替え、商用電源から独立して運転で
きるようにしてもよい。
[0055] Ancillary equipment constituting the fuel cell system, for example, a pump or a blower, a control valve or an on-off valve, or
Although power is supplied to the controller and the like (system load) from the commercial power supply when the system is started, the power supply from the fuel cell is performed after the fuel cell 6 enters the rated stable operation state. To be operated independently of the commercial power supply.

【0056】また、燃料電池システムで発電された電力
を、自家負荷72に供給したり、自家負荷72に供給す
る電気負荷量が増減するなどして燃料電池6の発電量を
増減する必要があるときは、制御装置95は、電流セン
サ49によってこの変化を検知し、インバータ108に
よって系統への逆潮流がゼロのなるような制御をしつ
つ、同時に、例えば、図2で説明したように、増減する
負荷電力量に応じて燃料極6aに供給する改質ガスの量
を増減するような制御をする。
Also, it is necessary to increase or decrease the amount of power generated by the fuel cell 6 by supplying power generated by the fuel cell system to the private load 72 or increasing or decreasing the amount of electric load supplied to the private load 72. At this time, the control device 95 detects this change with the current sensor 49 and controls the inverter 108 such that the reverse power flow to the system becomes zero, and at the same time, for example, increases and decreases as described in FIG. The amount of the reformed gas supplied to the fuel electrode 6a is controlled to increase or decrease according to the amount of load power to be performed.

【0057】制御装置95は、負荷電力量に応じた改質
ガスが燃料極6aに供給できるようにするために、改質
器3に供給する原燃料ガスの量を演算して求めて燃料ガ
ス供給制御弁41の開度を広げると共に、改質器3に供
給される水蒸気量も増やす。これにより、燃料電池の燃
料極6aでは、電気負荷の増大に応じた電力を発電する
ことができる。
The control unit 95 calculates and calculates the amount of the raw fuel gas supplied to the reformer 3 in order to supply the reformed gas corresponding to the load power to the fuel electrode 6a. While increasing the opening of the supply control valve 41, the amount of steam supplied to the reformer 3 is also increased. Thus, the fuel electrode 6a of the fuel cell can generate electric power corresponding to the increase in the electric load.

【0058】なお、図1には具体的には示していない
が、バーナ12及びPGバーナ34に設けられている送
風機14および37は、それぞれのバーナ12及び34
に供給されるガスの量に応じた量の空気をバーナに供給
して燃焼させるものである。制御弁40、燃焼制御弁4
2、オフガス制御弁92等の開閉制御は、例えば、管路
38に設けた制御弁40、管路13に設けた燃焼制御弁
42および管路15に設けたオフガス制御弁92をいず
れも、開度が自在に変えられる弁とし、改質器3の温度
を、常時、一定の作動温度に保って乱さないように制御
するのが好ましい。
Although not specifically shown in FIG. 1, the blowers 14 and 37 provided in the burner 12 and the PG burner 34 are respectively provided with the burners 12 and 34.
The amount of air corresponding to the amount of gas supplied to the burner is supplied to the burner and burned. Control valve 40, combustion control valve 4
2. The on / off control of the off-gas control valve 92 and the like is performed, for example, by opening the control valve 40 provided in the pipe 38, the combustion control valve 42 provided in the pipe 13 and the off-gas control valve 92 provided in the pipe 15. It is preferable to control the temperature of the reformer 3 at a constant operating temperature so as not to disturb the temperature of the reformer 3 at all times.

【0059】改質器のバーナ12には、オフガス制御弁
92を経由したオフガスと燃焼制御弁42を経由した燃
料ガスとを同時に供給して燃焼させ、燃料電池システム
が定格安定作動状態に達した後に、燃焼制御弁42を閉
止し、オフガスのみの燃焼に切替えるようにしてもよ
い。
The burner 12 of the reformer is supplied with the off-gas via the off-gas control valve 92 and the fuel gas via the combustion control valve 42 at the same time and burns, and the fuel cell system reaches the rated stable operation state. Later, the combustion control valve 42 may be closed to switch to combustion using only off-gas.

【0060】さらにまた、燃料電池システムが定格安定
作動状態に達した後でも、随時、管路38、制御弁40
経由で余分なオフガスをPGバーナ34に導いて燃焼さ
せ、改質器3の温度を安定させるようにしてもよい。
Further, even after the fuel cell system has reached the rated stable operation state, the line 38 and the control valve 40
The extra off-gas may be guided to the PG burner 34 via the PG burner 34 and burned to stabilize the temperature of the reformer 3.

【0061】次に、燃料電池システムが定格安定作動状
態に達した後に、外部負荷が接続されている商用電源に
停電があったときの制御の説明をする。
Next, a description will be given of control when a power failure occurs in the commercial power supply to which an external load is connected after the fuel cell system has reached the rated stable operation state.

【0062】燃料電池システムが接続されている外部負
荷側の商用電源に停電が発生したとき、まず、停電を検
知した切替器(図示せず)は、燃料電池システムから自
家負荷72へ行われていた給電を一旦停止する。
When a power failure occurs in the commercial power supply on the external load side to which the fuel cell system is connected, first, a switch (not shown) that has detected the power failure is operated from the fuel cell system to the private load 72. Stop the power supply once.

【0063】一方、商用電源からシステム負荷71への
給電が行われている燃料電池システムにおいては、給電
が停電で中断しないように、電力の供給を燃料電池から
行なえるように切替器が作動する。一方、燃料電池シス
テムが定常安定作動状態になった後に、システム負荷7
1への給電が燃料電池6から行われた燃料電池システム
においては、引き続いて燃料電池6からの電力の供給が
受けられるように制御し、燃料電池システム及びシステ
ムを構成する機器の運転に支障を生じないように制御器
95が作動する。
On the other hand, in a fuel cell system in which power is supplied from a commercial power supply to the system load 71, a switch is operated so that power can be supplied from the fuel cell so that power supply is not interrupted by a power failure. . On the other hand, after the fuel cell system enters the steady state, the system load is reduced.
In the fuel cell system in which the power supply to the fuel cell 1 is performed from the fuel cell 6, control is performed so that the power supply from the fuel cell 6 can be continuously received, thereby hindering the operation of the fuel cell system and the devices constituting the system. The controller 95 operates so as not to occur.

【0064】このとき、燃料電池システムを構成する改
質装置側においては、商用電源系統の停電があっても、
その改質機能は停電前の改質ガス生成能力の状態に維持
されるように制御され、燃料電池6側は外部負荷への給
電を行わない低発電能力の待機運転状態になるように制
御される。
At this time, on the reformer side constituting the fuel cell system, even if there is a power failure of the commercial power supply system,
The reforming function is controlled so as to be maintained at the state of the reformed gas generation capacity before the power failure, and the fuel cell 6 side is controlled so as to be in a standby state of low power generation capacity without supplying power to an external load. You.

【0065】このために、燃料電池システムを構成する
改質装置及びこの関連機器の制御は、停電前と同様に制
御される。改質器3の温度は停電前の温度がそのまま保
たれるように、燃焼制御弁42及び燃料管13を介して
改質器のバーナ12に燃料ガスが供給され、改質器3に
原燃料ガスを供給する原燃料供給制御弁41は停電前の
開度に保たれ、水蒸気源20からは、原燃料ガスの改質
反応に見合った水蒸気が供給されて停電前と同様な量の
改質ガスが管路64に供給され続ける。
For this reason, the control of the reformer and the related equipment constituting the fuel cell system is controlled in the same manner as before the power failure. Fuel gas is supplied to the burner 12 of the reformer 3 through the combustion control valve 42 and the fuel pipe 13 so that the temperature of the reformer 3 is maintained as it was before the power failure. The raw fuel supply control valve 41 for supplying the gas is maintained at the opening before the power failure, and the steam source 20 is supplied with steam corresponding to the reforming reaction of the raw fuel gas, and the same amount of reforming as before the power failure is performed. Gas continues to be supplied to line 64.

【0066】また、燃料電池システムを構成する燃料電
池6及びこの関連機器の制御は、開閉弁36を開き改質
ガスの多くをPGバーナ34で燃焼させつつ、制御弁9
3の開度を変えて燃料電池の燃料極に6aに供給される
改質ガスの量を待機運転状態の量、換言すれば、燃料電
池6で発電能力をシステム負荷71に供給するのに適合
した発電能力になるように発電能力を減じた待機運転の
制御にする。
The control of the fuel cell 6 and the related devices constituting the fuel cell system is performed by opening the on-off valve 36 and burning most of the reformed gas by the PG burner 34 while controlling the control valve 9.
The amount of the reformed gas supplied to the fuel electrode 6a of the fuel cell by changing the opening degree of the fuel cell 3 is changed to the amount of the standby operation state, in other words, the fuel cell 6 is adapted to supply the power generation capacity to the system load 71. The standby operation is controlled so that the power generation capacity is reduced so that the power generation capacity is maintained.

【0067】また、オフガス制御弁92を閉じ、制御弁
40を開いて、燃料極6aから排出されるオフガスが全
てPGバーナ34において燃焼されるように制御され
る。
Further, the off-gas control valve 92 is closed and the control valve 40 is opened to control so that all the off-gas discharged from the fuel electrode 6 a is burned in the PG burner 34.

【0068】燃料極6aに供給される改質ガスの制御
は、これに限らず、例えば、開閉弁36を閉じたまま、
改質装置で生成された改質ガスのすべてを制御弁93経
由で燃料極6aに供給し、燃料電池6で使用されなかっ
た改質ガスを全て制御弁40、管路38経由でPGバー
ナに流して燃焼させるように制御しても良い。
The control of the reformed gas supplied to the fuel electrode 6a is not limited to this. For example, while the on-off valve 36 is closed,
All the reformed gas generated by the reformer is supplied to the fuel electrode 6a via the control valve 93, and all the reformed gas not used in the fuel cell 6 is supplied to the PG burner via the control valve 40 and the pipe 38. It may be controlled so as to flow and burn.

【0069】これによって、例えば、燃料電池システム
は、商用電源系統に停電があった後は、改質装置の改質
ガス生成機能を停電前の作動の状態に安定して保ったま
ま、燃料電池6だけは、システム負荷71に給電してイ
ンバータ108の出力がゼロになるようにする制御する
待機運転状態に制御される。
Thus, for example, after a power failure in the commercial power supply system, the fuel cell system can maintain the reformed gas generation function of the reformer in the operating state before the power failure in a stable manner. Only 6 is controlled to a standby operation state in which power is supplied to the system load 71 so that the output of the inverter 108 becomes zero.

【0070】なお、上記の説明では、改質器のバーナ1
2の燃料は、燃料管13からの燃料ガスによて全てまか
なうようにしたが、制御装置95によって、制御弁92
及び燃焼制御弁42の制御を精密に行えるならば、燃料
電池6からのオフガスの一部をバーナ12に流して改質
器3の温度を定常運転状態の温度に保つように制御する
こともできる。
In the above description, the burner 1 of the reformer is used.
The fuel of No. 2 was entirely covered by the fuel gas from the fuel pipe 13.
If the control of the combustion control valve 42 can be performed precisely, a part of the off-gas from the fuel cell 6 can be caused to flow to the burner 12 so that the temperature of the reformer 3 is maintained at a temperature in a steady operation state. .

【0071】また、このようにして、改質装置の改質機
能を停電前の安定作動状態に維持したまま、燃料電池6
を待機運転に保つ状態が一定時間、例えば、10分とか
30分以上続くようなときは、制御装置95がタイマー
(図示せず)によって、この時間経過を検知し、改質器
3に原燃料ガスを供給する燃料供給制御弁41の開度を
絞るようにしてもよい。
In this way, while maintaining the reforming function of the reformer in the stable operation state before the power failure, the fuel cell 6
When the state in which the fuel cell is kept in the standby operation continues for a predetermined time, for example, 10 minutes or 30 minutes or more, the control device 95 detects the lapse of time by a timer (not shown), and sends the raw fuel to the reformer 3. The opening degree of the fuel supply control valve 41 for supplying gas may be reduced.

【0072】この場合の燃料供給制御弁41の開度は、
システム負荷71と自家負荷72は電力を供給している
ときと、システム負荷71だけに電力を供給していると
きとは自ずと異なるが、その開度は、負荷量に応じた原
燃料ガスが改質器3に供給されるような開度に絞られ
る。
The opening of the fuel supply control valve 41 in this case is
When the system load 71 and the private load 72 are supplying power to the system load 71 and the system load 71 is supplying power only to the system load 71, the opening degree of the raw fuel gas is changed according to the load amount. The opening is limited to such a degree as to be supplied to the porcelain container 3.

【0073】これにより、改質器3へ供給される原燃料
ガスは、燃料電池6がシステム負荷71或いはシステム
負荷71と自家負荷72に電力を供給するに必要な改質
ガスを生成するだけの原燃料ガスの量に制限され、燃料
電池システムは、実質的には、従来と同様な待機運転状
態に切替えられるようになる。
As a result, the raw fuel gas supplied to the reformer 3 only generates the reformed gas necessary for the fuel cell 6 to supply power to the system load 71 or the system load 71 and the private load 72. The fuel cell system is limited to the amount of the raw fuel gas, and the fuel cell system can be substantially switched to the standby operation state as in the related art.

【0074】なお、上述の実施の形態では燃料電池とし
て、固体高分子型燃料電池を中心に説明をしたが、本発
明が使用できる燃料電池は、改質装置を燃料電池の燃料
ガス(水素)の供給源とする電池であれば、他の電池、
例えば、PAFC(燐酸電解質型)やAFC(アルカリ
水溶液電解質型)等の電池にも使用できるものである。
In the above embodiment, a polymer electrolyte fuel cell has been mainly described as a fuel cell. However, in a fuel cell to which the present invention can be applied, a reformer is used for the fuel gas (hydrogen) of the fuel cell. Other batteries,
For example, it can be used for batteries such as PAFC (phosphoric acid electrolyte type) and AFC (alkaline aqueous solution electrolyte type).

【0075】このような、燃料電池システムにおいて
は、該燃料電池が接続された外部負荷へ電力を供給して
いる商用電源に停電を生じて外部負荷への出力が無くな
ったときも、改質装置に供給する原燃料ガスの量を変え
ずに、停電前と同じに流し、改質装置の作動を停電前の
作動状態と同じに維持しているので、例えば、停電が数
秒で終わったり、数分で復電するようなときは、直ちに
燃料電池からの給電を開始でき、燃料電池システム及び
該システムから給電されている負荷には、短時間の停電
による実質的な影響を殆ど受けることなく給電を再開す
ることができる。
In such a fuel cell system, even when a power failure occurs in a commercial power supply that supplies power to an external load to which the fuel cell is connected, the output to the external load is lost, Without changing the amount of raw fuel gas supplied to the reactor, the flow is the same as before the power outage, and the operation of the reformer is maintained in the same operating state as before the power outage. When power is restored in minutes, power supply from the fuel cell can be started immediately, and power is supplied to the fuel cell system and the load supplied from the system almost without being substantially affected by a short-time power outage. Can be resumed.

【0076】また、本発明においては、停電時にも改質
装置への原燃料ガスの供給を続けて、改質ガスをPGバ
ーナで燃焼するように制御するのであるが、この停電時
間が短時間のときは、燃料電池システムを停めてパージ
し、運転再開時に、再び改質装置の予熱運転をするよう
な方法と比較して、総合的には、むしろ省エネになり、
燃料電池システムの合理的な運転を行なえるものであ
る。
In the present invention, the supply of the raw fuel gas to the reformer is continued even during a power outage, and the reformed gas is controlled to be burned by the PG burner. In the case of, the fuel cell system is stopped and purged, and when the operation is resumed, compared to a method in which the reformer is preheated again, overall, it is rather energy saving,
The fuel cell system can be operated reasonably.

【0077】図3は、このような燃料電池システムに、
ポリマ・エレクトロライト・フューエル・セル等の固体
高分子型燃料電池を用い、電力と温水とを外部に供給で
きるように組込んだ家庭用の小型総合エネルギシステム
に使用された実施形態を示す図である。
FIG. 3 shows such a fuel cell system.
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment used in a small-sized integrated energy system for home use that incorporates a polymer electrolyte fuel cell such as a polymer electrolite fuel cell so that electric power and hot water can be supplied to the outside. is there.

【0078】なお、図3において、図1と同様な機器、
部品については、同じ番号を付してその説明を省略す
る。
In FIG. 3, the same devices as those in FIG.
Parts are given the same numbers and their explanation is omitted.

【0079】この実施形態の総合エネルギシステムは、
後述するように燃料電池6を用いた発電システムGSの
ほかに熱回収装置RDを含んでいる。
The total energy system of this embodiment is as follows:
As described later, a heat recovery device RD is included in addition to the power generation system GS using the fuel cell 6.

【0080】この燃料電池発電システムGSの燃料電池
6で発電された電力は、システム負荷71に供給される
一方、DC/DCコンバータ107を経て、180Vに
まで昇圧され、系統連系インバータ108を経て、照明
装置やテレビ等の自家負荷72に供給されている。
The electric power generated by the fuel cell 6 of the fuel cell power generation system GS is supplied to the system load 71, is boosted up to 180 V through the DC / DC converter 107, and is passed through the system interconnection inverter 108. , A lighting device, a television, or the like.

【0081】熱回収装置RDは、貯湯タンク50、熱交
換器32、46及びポンプ33、47を備えた水の循環
路等で連結されている。
The heat recovery unit RD is connected to a hot water storage tank 50, heat exchangers 32 and 46, and water circulation paths provided with pumps 33 and 47, and the like.

【0082】このような燃料電池6を用いた総合エネル
ギシステムでは、貯湯タンク50に接続された水供給管
61を通じて、貯湯タンク50内に市水が供給される。
この貯湯タンク50に供給された市水を、例えば、燃料
電池6による発電の過程で発生する熱や、発電システム
GSで生じるガスを燃焼して加温する等、得られた熱エ
ネルギや排熱を回収して水を加熱し、昇温された温水を
貯湯タンク50に蓄え、給湯管62を経て、風呂や台所
等に供給する等、燃料電池6に使用される燃料が持つエ
ネルギを有効に利用できるようにしている。
In such a total energy system using the fuel cell 6, city water is supplied into the hot water storage tank 50 through a water supply pipe 61 connected to the hot water storage tank 50.
The city water supplied to the hot water storage tank 50 is heated, for example, by heating the heat generated in the process of power generation by the fuel cell 6 or the gas generated in the power generation system GS and heating it. The fuel used in the fuel cell 6 can be effectively used, for example, by heating the water, storing the heated warm water in the hot water storage tank 50, and supplying the hot water to the bath or kitchen via the hot water supply pipe 62. Make it available.

【0083】図3において、改質器3への原燃料ガス供
給は、天然ガス、都市ガス、メタノール、LPG、ブタ
ン等の原燃料ガスが燃料管1を経て脱硫器2に供給さ
れ、ここで原燃料ガスから硫黄成分が除去される。この
脱硫器2を経た原燃料ガスは、昇圧ポンプ10で昇圧し
て改質器3に供給される。
In FIG. 3, raw fuel gas is supplied to the reformer 3 by supplying raw fuel gas such as natural gas, city gas, methanol, LPG, butane, etc., to the desulfurizer 2 via the fuel pipe 1. The sulfur component is removed from the raw fuel gas. The raw fuel gas that has passed through the desulfurizer 2 is pressurized by the pressurizing pump 10 and supplied to the reformer 3.

【0084】改質器3の排気系31には、熱交換器17
が接続され、この熱交換器17に、水タンク21の水
が、ポンプ22を介して供給されると、この熱交換器1
7で水蒸気化するようになっている。すなわち、熱交換
器17は、改質器3に対しては、水蒸気源20として機
能し、この水蒸気は、脱硫器2、ポンプ10を通った原
燃料ガスと混合して改質器3に供給される。
The exhaust system 31 of the reformer 3 has a heat exchanger 17
When the water in the water tank 21 is supplied to the heat exchanger 17 through the pump 22, the heat exchanger 1
At 7 the steam is formed. That is, the heat exchanger 17 functions as a steam source 20 for the reformer 3, and the steam is mixed with the raw fuel gas passed through the desulfurizer 2 and the pump 10 and supplied to the reformer 3. Is done.

【0085】この改質器3に供給された原燃料ガスは、
ここで化学反応をし、水素、二酸化炭素及び一酸化炭素
を含む改質ガスが生成される。この改質ガスは、CO変
成器4に供給され、ここでは燃料ガスに含まれる一酸化
炭素が二酸化炭素に変成される。このCO変成器4を経
たガスは、CO除去器5に供給され、ここではCO変成
器4を経たガス中の未変成の一酸化炭素が酸化されて二
酸化炭素になる。CO除去器5を経て、一酸化炭素濃度
が10ppm以下に低減された水素濃度の高いガス(改
質ガス)が、固体高分子型の燃料電池6の燃料極6aに
供給される。
The raw fuel gas supplied to the reformer 3 is
Here, a chemical reaction occurs, and a reformed gas containing hydrogen, carbon dioxide, and carbon monoxide is generated. This reformed gas is supplied to the CO converter 4, where carbon monoxide contained in the fuel gas is converted into carbon dioxide. The gas that has passed through the CO converter 4 is supplied to a CO remover 5, where unconverted carbon monoxide in the gas that has passed through the CO converter 4 is oxidized to carbon dioxide. Through the CO remover 5, a gas with a high hydrogen concentration (reformed gas) in which the concentration of carbon monoxide has been reduced to 10 ppm or less is supplied to the fuel electrode 6a of the polymer electrolyte fuel cell 6.

【0086】このとき、ポンプ22によって、水タンク
21から改質器3に供給される処理水の量を調節するこ
とによって改質ガスへの水蒸気の添加量が調整される。
例えば、熱交換器17を経て改質器3に供給される水蒸
気の量と原燃料ガスの量との比(S/C比)を、従来の
S/C比である2乃至3の値よりも高めの値、例えば、
3乃至4のS/C比となるように設定すれば、改質器3
を出た改質ガスに含まれる水分量を増大させることがで
きる。
At this time, the amount of steam added to the reformed gas is adjusted by adjusting the amount of treated water supplied from the water tank 21 to the reformer 3 by the pump 22.
For example, the ratio (S / C ratio) between the amount of steam supplied to the reformer 3 via the heat exchanger 17 and the amount of the raw fuel gas is calculated from the value of 2 to 3 which is the conventional S / C ratio. Is also higher, for example,
If the S / C ratio is set to 3 or 4, the reformer 3
Can be increased in the amount of water contained in the reformed gas that has exited.

【0087】CO除去器5を出た燃料ガスを直接に燃料
電池6に供給するようにしてもよいが、高温のままの燃
料ガスが燃料極6aに流入し、燃料電池6が高温になり
過ぎて発電機能が低下したり、電池の電極を損傷するお
それがあるときは、CO除去器5と燃料電池6との間の
管路64に熱交換器(図示せず)を設け、この熱交換器
に水タンク21の水を流す等して改質ガスと熱交換させ
改質ガスの温度調節をする。
The fuel gas that has exited the CO remover 5 may be supplied directly to the fuel cell 6, but the fuel gas which remains at a high temperature flows into the fuel electrode 6a, and the temperature of the fuel cell 6 becomes too high. When there is a possibility that the power generation function may be reduced or the electrodes of the battery may be damaged, a heat exchanger (not shown) is provided in a pipe 64 between the CO remover 5 and the fuel cell 6, and this heat exchange is performed. The water in the water tank 21 is passed through the vessel to exchange heat with the reformed gas, thereby controlling the temperature of the reformed gas.

【0088】また、S/C比を高めにすると、改質ガス
を加湿するための独立した加湿装置を特別に付設しない
でも、燃料電池の燃料極6aに供給される改質ガスに適
度の水分を与えることができる。
Further, when the S / C ratio is increased, the reformed gas supplied to the fuel electrode 6a of the fuel cell has an appropriate moisture content without a separate humidifier for humidifying the reformed gas. Can be given.

【0089】総合エネルギシステムの起動時には、上述
のように、バーナ12に、燃料ガスと燃焼空気が供給さ
れて燃焼が行われ、起動後に、改質器3および燃料電池
6が作動温度で安定したときには、燃料管13からの燃
料ガスの供給が断たれ、代わりに管路15を介して、燃
料極6aから排出されるオフガスが燃料として供給され
てバーナ12における燃焼が継続される。
When the integrated energy system is started, as described above, the fuel gas and the combustion air are supplied to the burner 12 to perform combustion. After the start, the reformer 3 and the fuel cell 6 are stabilized at the operating temperature. At times, the supply of the fuel gas from the fuel pipe 13 is cut off, and the off-gas discharged from the fuel electrode 6a is supplied as fuel through the pipe 15 instead, and the combustion in the burner 12 is continued.

【0090】CO変成器4、CO除去器5で行われる化
学反応は発熱反応であるので、例えばCO除去器5で
は、燃料電池システム起動時にのみバーナ(図示せず)
を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、このとき発生した燃
焼ガスの熱でCO除去器5の温度を反応温度まで上昇さ
せ、その後は、自らの発熱反応の熱により反応温度が維
持される。
Since the chemical reaction performed in the CO converter 4 and the CO remover 5 is an exothermic reaction, for example, in the CO remover 5, a burner (not shown) is used only when the fuel cell system is started.
Is burned to generate a combustion gas, and the heat of the combustion gas generated at this time raises the temperature of the CO remover 5 to the reaction temperature, and thereafter, the reaction temperature is maintained by the heat of the exothermic reaction of itself.

【0091】外部からは、必要に応じてCO変成器4及
びCO除去器5が反応温度以上に昇温しないように冷却
制御が行われる。
Cooling control is performed from the outside so that the temperature of the CO converter 4 and the CO remover 5 does not rise above the reaction temperature, if necessary.

【0092】燃料電池6では、燃料極6aに供給された
改質ガス中の水素と、空気ポンプ11、水タンクの気相
部53を経て、空気極6kに供給された空気中の酸素と
の電気化学反応によって発電が行われる一方、この電気
化学反応によって電池自体が反応熱を発生し昇温する。
In the fuel cell 6, the hydrogen in the reformed gas supplied to the fuel electrode 6a and the oxygen in the air supplied to the air electrode 6k via the air pump 11 and the gas phase 53 of the water tank are mixed. While electric power is generated by the electrochemical reaction, the battery itself generates reaction heat and rises in temperature due to the electrochemical reaction.

【0093】燃料電池6の冷却部6cは、図1と同様に
ポンプ48で水タンク21の水を冷却水として循環され
て、燃料電池6内の温度が、発電に適した温度に保たれ
るように冷却制御している。
In the cooling section 6c of the fuel cell 6, the water in the water tank 21 is circulated by the pump 48 as cooling water in the same manner as in FIG. 1, so that the temperature in the fuel cell 6 is maintained at a temperature suitable for power generation. Cooling control.

【0094】改質器3とCO変成器4との間、CO変成
器4とCO除去器5との間には、それぞれ熱交換器1
8、19が接続され、各熱交換器18、19には水タン
ク21から、ポンプ23、24を介して水が循環され、
改質器3、CO変成器4を経たガスがそれぞれ冷却され
る。
A heat exchanger 1 is provided between the reformer 3 and the CO converter 4 and between the CO converter 4 and the CO remover 5, respectively.
8 and 19 are connected, and water is circulated from the water tank 21 to the heat exchangers 18 and 19 via pumps 23 and 24,
The gas that has passed through the reformer 3 and the CO converter 4 is cooled.

【0095】このようにして改質器3、CO変成器4、
CO除去器5及び燃料電池6では、所定の化学反応(改
質反応)と発電が継続される。
In this way, the reformer 3, the CO shift converter 4,
In the CO remover 5 and the fuel cell 6, a predetermined chemical reaction (reforming reaction) and power generation are continued.

【0096】改質器3および燃料電池6の温度が作動温
度で安定し、連続して定格発電が行われる(定格安定作
動状態)ようになった後は、燃料極6aに供給される改
質ガスの大部は発電に使われ、得られた電力は上述のよ
うにDC/DCコンバータ107経由で電気機器などの
負荷に供給される。
After the temperatures of the reformer 3 and the fuel cell 6 are stabilized at the operating temperature and the rated power generation is continuously performed (rated stable operation state), the reforming supplied to the fuel electrode 6a is performed. Most of the gas is used for power generation, and the obtained electric power is supplied to loads such as electric devices via the DC / DC converter 107 as described above.

【0097】図3の制御装置95は、燃料電池6で発電
される電力の制御や負荷昇温の制御をする一方、燃料電
池6の起動後に、改質器3の温度が安定して、一定の成
分の改質ガスが得られるまでは、燃料電池6で生じる不
安定なガス組成の改質ガスをPGバーナ34で燃焼させ
て、バーナ34につながれている熱負荷、例えば、貯湯
タンク50などに熱エネルギを回収するように制御する
ものである。
The control device 95 shown in FIG. 3 controls the electric power generated by the fuel cell 6 and controls the temperature rise of the load. After the fuel cell 6 is started, the temperature of the reformer 3 becomes stable and constant. Until a reformed gas having the following composition is obtained, the reformed gas having an unstable gas composition generated in the fuel cell 6 is burned by the PG burner 34, and the heat load connected to the burner 34, for example, the hot water storage tank 50 Is controlled so that heat energy is recovered.

【0098】改質器3やCO除去器5等から構成された
改質装置から所定の質の改質ガスが得られる状態になっ
たら、制御装置95は、改質ガスを燃料電池の燃料極6
aに流し、その排出ガスをPGバーナ34で燃焼させつ
つ、徐々に取出し電流を増大させる等して、燃料電池を
負荷昇温させる。
When a reformed gas having a predetermined quality can be obtained from the reforming device including the reformer 3 and the CO remover 5, the controller 95 sends the reformed gas to the fuel electrode of the fuel cell. 6
a, and while the exhaust gas is burned by the PG burner 34, the take-out current is gradually increased and the load of the fuel cell is raised.

【0099】燃料電池6が定格安定作動状態に達したら
燃料極6aから排出されるオフガスの流れを改質器の加
熱バーナ12側に切替えるような制御が制御装置95に
よって行われる。
When the fuel cell 6 reaches the rated stable operation state, the control device 95 controls to switch the flow of the off-gas discharged from the fuel electrode 6a to the heating burner 12 side of the reformer.

【0100】一方、このようにして定格安定作動状態に
なった総合エネルギシステムの運転中に、該システムで
使用されている燃料電池が接続されている外部負荷側の
商用電源に停電を生じ、燃料電池から外部負荷への出力
が止ったときは、制御装置は、図1で説明したと同様
に、改質装置に供給する原燃料ガスの量を変えずに、停
電前と同じ量の原燃料ガスを流し、改質装置の作動を停
電前の作動状態と同じに維持する。
On the other hand, during operation of the integrated energy system in the rated stable operation state in this way, a power failure occurs in the commercial power supply on the external load side to which the fuel cell used in the system is connected, and When the output from the battery to the external load stops, the control device, as described with reference to FIG. 1, does not change the amount of the raw fuel gas supplied to the reforming device, but supplies the same amount of raw fuel gas as before the power failure. The gas is passed to keep the operation of the reformer in the same operating state as before the power failure.

【0101】小型の総合エネルギシステムが使用される
家庭等に電力を供給している商用電源では、停電があっ
てもその時間は、殆どの場合が数秒とか数分で復電する
ことが多く、このようなときは、直ちに燃料電池からの
給電を再開でき、総合エネルギシステム及び該システム
から給電されている負荷には、短時間の停電による実質
的な影響を殆ど受けることなく給電を再開することがで
きる。
In the case of a commercial power supply that supplies power to a home or the like in which a small integrated energy system is used, even in the case of a power failure, power is often restored in a matter of seconds or minutes in most cases. In such a case, the power supply from the fuel cell can be restarted immediately, and the power supply to the integrated energy system and the load supplied from the system can be restarted almost without being substantially affected by the short-time power failure. Can be.

【0102】本発明の燃料電池システムの制御方法を用
いた総合エネルギシステムにおいては、発電が開始され
る前のエネルギのみならず停電時において発電に使用さ
れなかったエネルギや未利用の燃料ガスなどは、バーナ
で燃焼させ、熱エネルギとして温水に回収して利用され
るようになるのでエネルギ効率の面でもその損失を少な
くして、停電時のシステムの待機運転をおこなうことが
でき、この総合エネルギシステムに供給される原燃料ガ
スのエネルギの一層の有効活用に結びついた発電と熱利
用効果の大きいコージェネレーションシステムを提供す
ることができものである。
In the total energy system using the control method of the fuel cell system of the present invention, not only energy before power generation is started but also energy not used for power generation at the time of power failure or unused fuel gas is used. The burner burns the hot water and recovers it as hot energy in hot water, so that the loss can be reduced in terms of energy efficiency, and the system can be operated in standby mode during a power outage. It is possible to provide a cogeneration system having a large power generation and heat utilization effect that leads to further effective utilization of the energy of the raw fuel gas supplied to the fuel cell.

【0103】[0103]

【発明の効果】本発明では、改質装置を有した燃料電池
で発電された電力を商用電源につながれた外部負荷に供
給するように構成した燃料電池システムにおいて、前記
商用電源が停電のときは、改質装置の改質機能を停電前
の作動状態に維持したまま、燃料電池を待機運転状態に
するようにしたので、外部負荷側に停電があって燃料電
池からの電力供給が止ったときでも、実質的には、燃料
電池システムの運転を停電前と同様に継続させることが
でき、かつ、復電後には、直ちに燃料電池を通常運転状
態に復帰できるものである。
According to the present invention, in a fuel cell system configured to supply electric power generated by a fuel cell having a reformer to an external load connected to a commercial power supply, when the commercial power supply fails, Since the fuel cell is set to the standby operation state while maintaining the reforming function of the reforming device in the operation state before the power failure, when the power supply from the fuel cell stops due to a power failure on the external load side. However, substantially, the operation of the fuel cell system can be continued in the same manner as before the power outage, and the fuel cell can immediately return to the normal operation state after the power is restored.

【0104】また、このような制御が一定時間以上続く
ようなときは、タイマーによって、この時間経過を検知
し、改質装置に原燃料ガスを供給する燃料供給制御弁の
開度を絞るようにしたので、燃料電池システムの利便性
とエネルギ効率をより高めた燃料電池システムの提供を
実現できるものである。
If such control continues for a certain period of time or more, a timer is used to detect the lapse of time and reduce the opening of the fuel supply control valve that supplies the raw fuel gas to the reformer. As a result, it is possible to provide a fuel cell system with improved convenience and energy efficiency of the fuel cell system.

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

【図1】本発明による制御装置を有する燃料電池システ
ムの基本構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a fuel cell system having a control device according to the present invention.

【図2】燃料電池による発電電流値と改質用原燃料ガス
量との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a current value generated by a fuel cell and a raw fuel gas amount for reforming.

【図3】本発明による制御装置を有する総合エネルギシ
ステムの一実施形態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a total energy system having a control device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原燃料管 3 改質器 6 燃料電池 6a 燃料極 6k 空気極 12 改質器加熱用のバーナ 13、15、35、38 管路 20 水蒸気源 34 PGバーナ 36 開閉弁 40、93 制御弁 41 燃料供給制御弁 42 燃焼制御弁 44、45 温度センサ 49 電流センサ 71 システム負荷 72 自家負荷 92 オフガス制御弁 95 制御装置 107 DC/DCコンバータ 108 系統連系インバータ GS 発電システム RD 熱回収装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw fuel tube 3 Reformer 6 Fuel cell 6a Fuel electrode 6k Air electrode 12 Burner for heating reformer 13, 15, 35, 38 Pipeline 20 Steam source 34 PG burner 36 Open / close valve 40, 93 Control valve 41 Fuel Supply control valve 42 Combustion control valve 44, 45 Temperature sensor 49 Current sensor 71 System load 72 Private load 92 Offgas control valve 95 Controller 107 DC / DC converter 108 Grid-connected inverter GS Power generation system RD Heat recovery device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田島 一弘 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 山本 聡史 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 藤生 昭 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 黄木 丈俊 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 槇原 勝行 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA06 5H027 AA06 DD01 MM08 MM09 MM12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Kazuhiro Tajima 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Satoshi Yamamoto 2-5-2 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akira Fujio 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi-shi, Osaka Pref. Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Taketoshi Koki Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka 2-5-5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Katsuyuki Makihara 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka F-term in Sanyo Electric Co., Ltd. 5H026 AA06 5H027 AA06 DD01 MM08 MM09 MM12

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原燃料ガスを水素に改質する改質装置を
有し、該改質装置で生成された改質ガスを燃料電池に供
給して発電させ、この発電された電力を商用電源につな
がれた外部負荷に供給するように構成した燃料電池シス
テムにおいて、前記商用電源が停電のときは、改質装置
の改質機能を停電前の安定作動状態に維持したまま、燃
料電池を待機運転状態にすることを特徴とする燃料電池
システムの制御方法。
1. A reformer for reforming a raw fuel gas into hydrogen, supplying a reformed gas generated by the reformer to a fuel cell to generate electric power, and using the generated electric power as a commercial power supply In the fuel cell system configured to supply an external load connected to the fuel cell, when the commercial power source is in a power failure, the fuel cell is in standby operation while the reforming function of the reformer is maintained in a stable operation state before the power failure. A method for controlling a fuel cell system, comprising:
【請求項2】 原燃料ガスを水素に改質する改質装置を
有し、該改質装置で生成された改質ガスを燃料電池に供
給して発電させ、この発電された電力を商用電源につな
がれた外部負荷に供給するように構成した燃料電池シス
テムにおいて、前記改質装置には、原燃料ガスの供給量
を制御する燃料供給制御弁及び改質反応用熱源としての
バーナを設けるとともに、改質装置と燃料電池との間に
は、燃料極へ供給する改質ガスの流れを制御する制御弁
を設け、前記商用電源が停電のときは、前記燃料供給制
御弁の開度を維持したまま、燃料電池の燃料極に供給す
る改質ガスの量を待機運転状態の量に制御する制御装置
を有していることを特徴とする燃料電池システムの制御
装置。
2. A reforming apparatus for reforming raw fuel gas into hydrogen, supplying the reformed gas generated by the reforming apparatus to a fuel cell to generate electric power, and using the generated electric power as a commercial power supply In a fuel cell system configured to supply to an external load connected to the fuel cell system, the reformer is provided with a fuel supply control valve for controlling a supply amount of raw fuel gas and a burner as a heat source for reforming reaction, A control valve for controlling the flow of reformed gas supplied to the fuel electrode was provided between the reformer and the fuel cell, and when the commercial power supply was out of power, the opening of the fuel supply control valve was maintained. A control device for a fuel cell system, further comprising a control device for controlling an amount of reformed gas supplied to a fuel electrode of a fuel cell to an amount in a standby operation state.
【請求項3】 原燃料ガスを水素に改質する改質装置を
有し、該改質装置で生成された改質ガスを燃料電池に供
給して発電させ、この発電された電力を商用電源につな
がれた外部負荷に供給するように構成した燃料電池シス
テムにおいて、前記改質装置には、原燃料ガスの供給量
を制御する燃料供給制御弁及び改質反応用熱源としての
バーナ及び該バーナに供給される燃料ガスの量及び燃料
極から排出されるオフガスの流量を制御する弁を設ける
とともに、前記商用電源が停電のときは、前記改質装置
に供給する原燃料の量及び前記燃料極に供給する改質ガ
スの量を停電前の安定作動状態に維持したまま、前記改
質器のバーナへのオフガスの供給を停止することを特徴
とする燃料電池の制御装置。
3. A reformer for reforming raw fuel gas to hydrogen, supplying the reformed gas generated by the reformer to a fuel cell to generate electric power, and using the generated electric power as a commercial power supply In the fuel cell system configured to supply an external load connected to the fuel cell, the reformer includes a fuel supply control valve for controlling a supply amount of the raw fuel gas, a burner as a heat source for a reforming reaction, and a burner as a heat source for the reforming reaction. A valve for controlling the amount of supplied fuel gas and the flow rate of off-gas discharged from the fuel electrode is provided, and when the commercial power source is out of power, the amount of raw fuel supplied to the reformer and the fuel electrode A control device for a fuel cell, wherein the supply of off-gas to a burner of the reformer is stopped while the amount of supplied reformed gas is maintained in a stable operation state before a power failure.
【請求項4】 原燃料ガスを水素に改質する改質装置を
有し、該改質装置で生成された改質ガスを燃料電池に供
給して発電させ、この発電された電力を商用電源につな
がれた外部負荷に供給できるように構成した燃料電池に
おいて、前記商用電源が停電したときは、改質装置の改
質機能を停電前の安定作動状態に維持したまま、燃料電
池を待機運転状態にし、かつ、前記停電が一定時間経過
したときは、改質装置の改質機能及び燃料電池を待機運
転状態に切替えるようにすることを特徴とする燃料電池
の制御方法。
4. A reformer for reforming raw fuel gas to hydrogen, supplying the reformed gas generated by the reformer to a fuel cell to generate electric power, and using the generated electric power as a commercial power supply In the fuel cell configured to be able to supply to an external load connected to the fuel cell, when the commercial power supply fails, the fuel cell is kept in a standby operation state while the reforming function of the reformer is maintained in a stable operation state before the power failure. And switching the reforming function of the reformer and the fuel cell to a standby operation state when a predetermined time has elapsed after the power failure.
【請求項5】 原燃料ガスを水素に改質する改質装置を
有し、該改質装置で生成された改質ガスを燃料電池に供
給して発電させ、この発電された電力を商用電源につな
がれた外部負荷に供給できるように構成した燃料電池に
おいて、前記改質装置には、原燃料ガスの供給量を制御
する燃料供給制御弁及び改質反応用熱源としてのバーナ
及び該バーナに供給される燃料ガスの量及び燃料極から
排出されて前記バーナに供給されるオフガス量を制御す
る弁を設けるとともに、前記商用電源が停電のときは、
前記改質装置への原燃料の供給量及び前記燃料電池に供
給する改質ガスの量を維持したまま、前記改質器のバー
ナへのオフガスの供給を停止して該バーナの燃料を燃料
ガスに切替え、この停電状態が一定時間経過したとき
は、前記改質装置に供給する原燃料の量及び燃料電池に
供給する改質ガスの量を待機運転状態量に減じるように
する装置を有していることを特徴とする燃料電池の制御
装置。
5. A reformer for reforming raw fuel gas to hydrogen, supplying the reformed gas generated by the reformer to a fuel cell to generate electric power, and using the generated electric power as a commercial power supply A fuel supply control valve for controlling a supply amount of a raw fuel gas, a burner as a heat source for a reforming reaction, and a fuel supply control valve for controlling a supply amount of the raw fuel gas. A valve for controlling the amount of fuel gas to be supplied and the amount of off gas discharged from the fuel electrode and supplied to the burner is provided, and when the commercial power supply is out of power,
While maintaining the supply amount of the raw fuel to the reformer and the amount of the reformed gas supplied to the fuel cell, the supply of the off gas to the burner of the reformer was stopped to reduce the fuel of the burner to the fuel gas. And a device for reducing the amount of the raw fuel supplied to the reformer and the amount of the reformed gas supplied to the fuel cell to the standby operation state amount when the power outage state has elapsed for a predetermined time. A control device for a fuel cell, comprising:
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