JP2003272684A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】燃料処理系統と電池冷却水系統との熱交換部分
で、配管の破損などによる電池冷却水系統から燃料処理
系統へ水漏れが発生した場合においても、速やかにこれ
を検出できる燃料電池発電システムを提供する。 【解決手段】燃料電池システムの発電中に際して、脱硫
器２の温度、一酸化炭素変成器４の温度、燃料極５ａの
入口温度、燃料処理系統ＦＳの圧力、電池５の電圧、水
タンク７の水位、気水分離器６の水位、給水ポンプ８の
運転状態、給水弁９の状態の少なくとも一つを監視し、
システムの電池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統ＦＳへ
の水漏れを速やかに検出し、この検出値に応じて警報を
自動発報し、システムを速やかにかつ自動的に停止させ
る予防保全手段４０を備えた燃料電池発電システム。
で、配管の破損などによる電池冷却水系統から燃料処理
系統へ水漏れが発生した場合においても、速やかにこれ
を検出できる燃料電池発電システムを提供する。 【解決手段】燃料電池システムの発電中に際して、脱硫
器２の温度、一酸化炭素変成器４の温度、燃料極５ａの
入口温度、燃料処理系統ＦＳの圧力、電池５の電圧、水
タンク７の水位、気水分離器６の水位、給水ポンプ８の
運転状態、給水弁９の状態の少なくとも一つを監視し、
システムの電池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統ＦＳへ
の水漏れを速やかに検出し、この検出値に応じて警報を
自動発報し、システムを速やかにかつ自動的に停止させ
る予防保全手段４０を備えた燃料電池発電システム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池冷却水系から
の水漏れを速やかに検出し、燃料処理系および燃料電池
本体へのダメージを最小限にすることが可能な、予防保
全手段を具備する燃料電池発電システムに関する。
の水漏れを速やかに検出し、燃料処理系および燃料電池
本体へのダメージを最小限にすることが可能な、予防保
全手段を具備する燃料電池発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料電池発電システムにおいて
は、電池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統（燃料改質系
統）ＦＳに対して水漏れが発生することが考えられる。
この水漏れは、燃料電池を長時間運転することにより電
池冷却水系統ＣＳを構成している配管内が腐食したり、
該配管を加工したり配管を接続する際に加工ミスや、接
続ミス等により発生することが考えられる。
は、電池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統（燃料改質系
統）ＦＳに対して水漏れが発生することが考えられる。
この水漏れは、燃料電池を長時間運転することにより電
池冷却水系統ＣＳを構成している配管内が腐食したり、
該配管を加工したり配管を接続する際に加工ミスや、接
続ミス等により発生することが考えられる。
【０００３】以下、図５を参照して従来の燃料電池発電
システムについて説明する。燃料電池発電システムは、
概略燃料電池本体５と、燃料処理系統ＦＳと、電池冷却
水系統ＣＳから構成されている。
システムについて説明する。燃料電池発電システムは、
概略燃料電池本体５と、燃料処理系統ＦＳと、電池冷却
水系統ＣＳから構成されている。
【０００４】燃料電池本体５としては、後述する燃料を
供給する燃料極５ａと、後述する酸化剤を供給する酸化
剤極５ｂと、冷却体５ｃから構成されている。
供給する燃料極５ａと、後述する酸化剤を供給する酸化
剤極５ｂと、冷却体５ｃから構成されている。
【０００５】燃料処理系統ＦＳの主要な機器としては、
原燃料１の炭化水素中に含まれる改質触媒の被毒成分で
ある硫黄化成分を除去する脱硫器２と、炭化水素を後述
する気水分離器６で分離された水蒸気で改質し水素を生
成させる改質器３と、改質ガス中で含まれ電池触媒の被
毒成分である一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（Ｃ
Ｏ ２）と水素に変換する一酸化炭素変成器４とから構成
されている。ここで、燃料処理系統とは、天然ガスなど
の原燃料ガスを改質器や一酸化炭素（ＣＯ）変成器など
の反応装置によって水素リッチガスに変え、燃料電池本
体５に供給するためのものである。
原燃料１の炭化水素中に含まれる改質触媒の被毒成分で
ある硫黄化成分を除去する脱硫器２と、炭化水素を後述
する気水分離器６で分離された水蒸気で改質し水素を生
成させる改質器３と、改質ガス中で含まれ電池触媒の被
毒成分である一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（Ｃ
Ｏ ２）と水素に変換する一酸化炭素変成器４とから構成
されている。ここで、燃料処理系統とは、天然ガスなど
の原燃料ガスを改質器や一酸化炭素（ＣＯ）変成器など
の反応装置によって水素リッチガスに変え、燃料電池本
体５に供給するためのものである。
【０００６】電池冷却水系統ＣＳとしては、水タンク７
と、給水ポンプ８と、給水弁９と、気水分離器６と、冷
却体５ｃと、一酸化炭素変成器４と、から構成されてい
る。気水分離器６には、水タンク７内の水が給水ポンプ
８及び給水弁９を介して２方向に分岐され、この分岐さ
れた水の一方は気水分離器６に供給され、また分岐され
た水の他方は冷却体５ｃの入口部でさらに２方向に分岐
され、この分岐された水の一方及び他方は直接気水分離
器６並び冷却体５ｃを介して気水分離器６に供給され、
気水分離器６で分離された水蒸気１０は改質器３に供給
されるようになっている。このように、電池冷却水系統
ＣＳは、燃料電池本体５の作動温度を適切に維持するた
めに、燃料電池本体５の冷却体５ｃには冷却水を供給し
ている。
と、給水ポンプ８と、給水弁９と、気水分離器６と、冷
却体５ｃと、一酸化炭素変成器４と、から構成されてい
る。気水分離器６には、水タンク７内の水が給水ポンプ
８及び給水弁９を介して２方向に分岐され、この分岐さ
れた水の一方は気水分離器６に供給され、また分岐され
た水の他方は冷却体５ｃの入口部でさらに２方向に分岐
され、この分岐された水の一方及び他方は直接気水分離
器６並び冷却体５ｃを介して気水分離器６に供給され、
気水分離器６で分離された水蒸気１０は改質器３に供給
されるようになっている。このように、電池冷却水系統
ＣＳは、燃料電池本体５の作動温度を適切に維持するた
めに、燃料電池本体５の冷却体５ｃには冷却水を供給し
ている。
【０００７】この場合、給水ポンプ８及び給水弁９は、
図示しない気水分離器制御器からの制御指令により、給
水ポンプ８が起動すると共に、給水弁９の開度が制御さ
れ、これにより気水分離器６内の水面が一定になるよう
に制御されるようになっている。
図示しない気水分離器制御器からの制御指令により、給
水ポンプ８が起動すると共に、給水弁９の開度が制御さ
れ、これにより気水分離器６内の水面が一定になるよう
に制御されるようになっている。
【０００８】なお、電池冷却水系統ＣＳの一部は一酸化
炭素変成器４の温度を適切に保つ目的で、一酸化炭素変
成器４に供給され、燃料処理系統との熱交換を行ってお
り、また、電池冷却水系統ＣＳで生成された改質蒸気１
０は、燃料処理系ガスとの熱交換で昇温された後、脱硫
器２で脱硫された燃料と合流して、改質器３に供給され
る。
炭素変成器４の温度を適切に保つ目的で、一酸化炭素変
成器４に供給され、燃料処理系統との熱交換を行ってお
り、また、電池冷却水系統ＣＳで生成された改質蒸気１
０は、燃料処理系ガスとの熱交換で昇温された後、脱硫
器２で脱硫された燃料と合流して、改質器３に供給され
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような構成の従来
の燃料電池発電システムにおいては、システムの電池冷
却水系統ＣＳから燃料処理系統ＦＳに対して水漏れが発
生することが考えられる。この水漏れは、例えば燃料電
池を長時間運転することにより電池冷却水系統ＣＳを構
成している配管内が腐食したり、また該配管を加工した
り配管を接続する際に加工ミスや、接続ミス等により発
生することが考えられる。
の燃料電池発電システムにおいては、システムの電池冷
却水系統ＣＳから燃料処理系統ＦＳに対して水漏れが発
生することが考えられる。この水漏れは、例えば燃料電
池を長時間運転することにより電池冷却水系統ＣＳを構
成している配管内が腐食したり、また該配管を加工した
り配管を接続する際に加工ミスや、接続ミス等により発
生することが考えられる。
【００１０】このように、燃料処理系統ＦＳと電池冷却
水系統ＣＳとの熱交換部分で、配管の破損などによる電
池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統ＦＳへ水漏れが発生
した場合は、燃料極５ａに適切な燃料を供給することが
できず、燃料電池システムは発電状態を継続することが
困難となる。
水系統ＣＳとの熱交換部分で、配管の破損などによる電
池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統ＦＳへ水漏れが発生
した場合は、燃料極５ａに適切な燃料を供給することが
できず、燃料電池システムは発電状態を継続することが
困難となる。
【００１１】さらに、水が燃料処理系統ＦＳの各触媒へ
浸入することで、機器がダメージを受け、さらには燃料
電池本体５、改質器３、脱硫器２、一酸化炭素変成器４
が冠水し、これら機器の機能を喪失する可能性もある。
浸入することで、機器がダメージを受け、さらには燃料
電池本体５、改質器３、脱硫器２、一酸化炭素変成器４
が冠水し、これら機器の機能を喪失する可能性もある。
【００１２】このような水漏れは、速やかに検出できな
ければ、燃料電池の信頼性が低下することから、水漏れ
を速やかに検出できる燃料電池発電システムの開発が望
まれている。
ければ、燃料電池の信頼性が低下することから、水漏れ
を速やかに検出できる燃料電池発電システムの開発が望
まれている。
【００１３】本発明は、このような要望を満足するため
なされたもので、その目的は、燃料処理系統と電池冷却
水系統との熱交換部分で、配管の破損などによる電池冷
却水系統から燃料処理系統へ水漏れが発生した場合にお
いても、速やかにこれを検出し、燃料処理系統の各触媒
への浸水や、燃料電池本体、改質器、脱硫器、一酸化炭
素変成器の冠水を最小限に留めることが可能な燃料電池
発電システムを提供することにある。
なされたもので、その目的は、燃料処理系統と電池冷却
水系統との熱交換部分で、配管の破損などによる電池冷
却水系統から燃料処理系統へ水漏れが発生した場合にお
いても、速やかにこれを検出し、燃料処理系統の各触媒
への浸水や、燃料電池本体、改質器、脱硫器、一酸化炭
素変成器の冠水を最小限に留めることが可能な燃料電池
発電システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に対応する発明は、燃料極と酸化剤極を備
え、水素と酸素から電気を発生させる燃料電池本体に対
して燃料を供給するための燃料処理系統と、前記燃料電
池本体を適切な温度に保つための電池冷却水系統を備え
た燃料電池発電システムであって、前記燃料処理系統
は、原燃料に含まれる硫黄分を除去する脱硫器と、前記
原燃料を水素濃度の高い改質ガスに改質して、前記燃料
極に供給するとともに、前記燃料電池本体における未反
応の水素を燃焼させ、自身の温度を適切に保つ改質器
と、前記改質ガスに含まれる一酸化炭素を低減させ、前
記燃料極に供給する一酸化炭素変成器とからなり、前記
電池冷却水系統は、前記燃料電池本体を冷却するための
水を供給する水タンクと、前記水タンクの水を導入し前
記改質器及び前記一酸化炭素変成器に夫々必要な蒸気を
供給するための気水分離器と、前記気水分離器と前記水
タンク間に配設され前記気水分離器の水面を一定に保つ
ための給水ポンプ及び給水弁とからなり、前記燃料電池
システムの起動中において、前記水タンクの水位、前記
気水分離器の水位、前記給水ポンプの運転時間、前記給
水弁の動作時間の少なくとも一つを監視し、前記燃料電
池システムの電池冷却水系から燃料処理系統への水漏れ
を検出する予防保全手段を備えた燃料電池発電システム
である。
に、請求項１に対応する発明は、燃料極と酸化剤極を備
え、水素と酸素から電気を発生させる燃料電池本体に対
して燃料を供給するための燃料処理系統と、前記燃料電
池本体を適切な温度に保つための電池冷却水系統を備え
た燃料電池発電システムであって、前記燃料処理系統
は、原燃料に含まれる硫黄分を除去する脱硫器と、前記
原燃料を水素濃度の高い改質ガスに改質して、前記燃料
極に供給するとともに、前記燃料電池本体における未反
応の水素を燃焼させ、自身の温度を適切に保つ改質器
と、前記改質ガスに含まれる一酸化炭素を低減させ、前
記燃料極に供給する一酸化炭素変成器とからなり、前記
電池冷却水系統は、前記燃料電池本体を冷却するための
水を供給する水タンクと、前記水タンクの水を導入し前
記改質器及び前記一酸化炭素変成器に夫々必要な蒸気を
供給するための気水分離器と、前記気水分離器と前記水
タンク間に配設され前記気水分離器の水面を一定に保つ
ための給水ポンプ及び給水弁とからなり、前記燃料電池
システムの起動中において、前記水タンクの水位、前記
気水分離器の水位、前記給水ポンプの運転時間、前記給
水弁の動作時間の少なくとも一つを監視し、前記燃料電
池システムの電池冷却水系から燃料処理系統への水漏れ
を検出する予防保全手段を備えた燃料電池発電システム
である。
【００１５】前記目的を達成するために、請求項２に対
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記予防保全手段は、前記水タンクの水位を測定するセ
ンサ、前記気水分離器の水位を測定するセンサ、前記給
水ポンプの運転時間を測定するセンサ、前記給水弁の動
作時間を測定するセンサで測定された測定値の少なくと
も一つと設定値を減算し、この減算結果が所定範囲を超
えたとき、警報を発報すると共に、前記燃料電池発電シ
ステムに対して起動中止指令を出力するものである請求
項１記載の燃料電池発電システムである。
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記予防保全手段は、前記水タンクの水位を測定するセ
ンサ、前記気水分離器の水位を測定するセンサ、前記給
水ポンプの運転時間を測定するセンサ、前記給水弁の動
作時間を測定するセンサで測定された測定値の少なくと
も一つと設定値を減算し、この減算結果が所定範囲を超
えたとき、警報を発報すると共に、前記燃料電池発電シ
ステムに対して起動中止指令を出力するものである請求
項１記載の燃料電池発電システムである。
【００１６】請求項１叉は２に記載の発明によれば、起
動中のシステムにおいて電池冷却水系統から燃料処理系
統への水漏れに対して、これを十分かつ速やかに検出す
ることができ、燃料処理系統の各触媒への浸水や、燃料
電池本体、改質器、脱硫器、一酸化炭素変成器の冠水を
最小限に留めることが可能である。
動中のシステムにおいて電池冷却水系統から燃料処理系
統への水漏れに対して、これを十分かつ速やかに検出す
ることができ、燃料処理系統の各触媒への浸水や、燃料
電池本体、改質器、脱硫器、一酸化炭素変成器の冠水を
最小限に留めることが可能である。
【００１７】前記目的を達成するために、請求項３に対
応する発明は、燃料極と酸化剤極を備え、水素と酸素か
ら電気を発生させる燃料電池本体に対して燃料を供給す
るための燃料処理系統と、前記燃料電池本体を適切な温
度に保つための電池冷却水系統を備えた燃料電池発電シ
ステムであって、前記燃料処理系統は、原燃料に含まれ
る硫黄分を除去する脱硫器と、前記原燃料を水素濃度の
高い改質ガスに改質して、前記燃料極に供給するととも
に、前記燃料電池本体における未反応の水素を燃焼さ
せ、自身の温度を適切に保つ改質器と、前記改質ガスに
含まれる一酸化炭素を低減させ、前記燃料極に供給する
一酸化炭素変成器とからなり、前記電池冷却水系統は、
前記燃料電池本体を冷却するための水を供給する水タン
クと、前記水タンクの水を導入し前記改質器及び前記一
酸化炭素変成器に夫々必要な蒸気を供給するための気水
分離器と、前記気水分離器と前記水タンク間に配設され
前記気水分離器の水面を一定に保つための給水ポンプ及
び給水弁とからなり、前記燃料電池システムの発電中に
おいて、前記脱硫器の温度、前記一酸化炭素変成器の温
度、前記燃料極の入口温度、前記燃料処理系統の圧力、
前記燃料電池本体の電圧、前記水タンクの水位、前記気
水分離器の水位、前記給水ポンプの運転時間、前記給水
弁の動作時間の少なくとも一つを監視し、前記燃料電池
システムの電池冷却水系統から燃料処理系統系への水漏
れを検出する予防保全手段を備えた燃料電池発電システ
ムである。
応する発明は、燃料極と酸化剤極を備え、水素と酸素か
ら電気を発生させる燃料電池本体に対して燃料を供給す
るための燃料処理系統と、前記燃料電池本体を適切な温
度に保つための電池冷却水系統を備えた燃料電池発電シ
ステムであって、前記燃料処理系統は、原燃料に含まれ
る硫黄分を除去する脱硫器と、前記原燃料を水素濃度の
高い改質ガスに改質して、前記燃料極に供給するととも
に、前記燃料電池本体における未反応の水素を燃焼さ
せ、自身の温度を適切に保つ改質器と、前記改質ガスに
含まれる一酸化炭素を低減させ、前記燃料極に供給する
一酸化炭素変成器とからなり、前記電池冷却水系統は、
前記燃料電池本体を冷却するための水を供給する水タン
クと、前記水タンクの水を導入し前記改質器及び前記一
酸化炭素変成器に夫々必要な蒸気を供給するための気水
分離器と、前記気水分離器と前記水タンク間に配設され
前記気水分離器の水面を一定に保つための給水ポンプ及
び給水弁とからなり、前記燃料電池システムの発電中に
おいて、前記脱硫器の温度、前記一酸化炭素変成器の温
度、前記燃料極の入口温度、前記燃料処理系統の圧力、
前記燃料電池本体の電圧、前記水タンクの水位、前記気
水分離器の水位、前記給水ポンプの運転時間、前記給水
弁の動作時間の少なくとも一つを監視し、前記燃料電池
システムの電池冷却水系統から燃料処理系統系への水漏
れを検出する予防保全手段を備えた燃料電池発電システ
ムである。
【００１８】前記目的を達成するために、請求項４に対
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記予防保全手段は、前記脱硫器の温度を測定するセン
サ、前記一酸化炭素変成器の温度を測定するセンサ、前
記燃料極の入口温度を測定するセンサ、前記燃料処理系
統の圧力を測定するセンサ、前記燃料電池本体の電圧を
測定するセンサ、前記水タンクの水位を測定するセン
サ、前記気水分離器の水位を測定するセンサ、前記給水
ポンプの運転時間を測定するセンサ、前記給水弁の動作
時間を測定するセンサの少なくとも一つと設定値を減算
し、この減算結果が所定範囲を超えたとき、警報を発報
すると共に、前記燃料電池発電システムに対してシステ
ム停止指令を出力するものである請求項３記載の燃料電
池発電システムである。
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記予防保全手段は、前記脱硫器の温度を測定するセン
サ、前記一酸化炭素変成器の温度を測定するセンサ、前
記燃料極の入口温度を測定するセンサ、前記燃料処理系
統の圧力を測定するセンサ、前記燃料電池本体の電圧を
測定するセンサ、前記水タンクの水位を測定するセン
サ、前記気水分離器の水位を測定するセンサ、前記給水
ポンプの運転時間を測定するセンサ、前記給水弁の動作
時間を測定するセンサの少なくとも一つと設定値を減算
し、この減算結果が所定範囲を超えたとき、警報を発報
すると共に、前記燃料電池発電システムに対してシステ
ム停止指令を出力するものである請求項３記載の燃料電
池発電システムである。
【００１９】請求項３叉は４に記載の発明によれば、発
電中のシステムにおいて電池冷却水系統から燃料処理系
への水漏れに対して、これを十分かつ速やかに検出する
ことができ、燃料処理系統の各触媒への浸水や、燃料電
池本体、改質器、脱硫器、一酸化炭素変成器の冠水を最
小限に留めることが可能である。
電中のシステムにおいて電池冷却水系統から燃料処理系
への水漏れに対して、これを十分かつ速やかに検出する
ことができ、燃料処理系統の各触媒への浸水や、燃料電
池本体、改質器、脱硫器、一酸化炭素変成器の冠水を最
小限に留めることが可能である。
【００２０】前記目的を達成するために、請求項５に対
応する発明は、燃料極と酸化剤極を備え、水素と酸素か
ら電気を発生させる燃料電池本体に対して燃料を供給す
るための燃料処理系統と、前記燃料電池本体を適切な温
度に保つための電池冷却水系統を備えた燃料電池発電シ
ステムであって、前記燃料処理系統は、原燃料に含まれ
る硫黄分を除去する脱硫器と、前記原燃料を水素濃度の
高い改質ガスに改質して、前記燃料極に供給するととも
に、前記燃料電池本体における未反応の水素を燃焼さ
せ、自身の温度を適切に保つ改質器と、前記改質ガスに
含まれる一酸化炭素を低減させ、前記燃料極に供給する
一酸化炭素変成器とからなり、前記電池冷却水系統は、
前記燃料電池本体を冷却するための水を供給する水タン
クと、前記水タンクの水を導入し前記改質器及び前記一
酸化炭素変成器に夫々必要な蒸気を供給するための気水
分離器と、前記気水分離器と前記水タンク間に配設され
前記気水分離器の水面を一定に保つための給水ポンプ及
び給水弁とからなり、前記燃料電池システムの停止中に
おいて、前記水タンクの水位、前記気水分離器の水位、
前記給水ポンプの運転時間、前記給水弁の動作時間の少
なくとも一つを監視し、前記燃料電池システムの電池冷
却水系統から燃料処理系統への水漏れを検出する予防保
全手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム
である。
応する発明は、燃料極と酸化剤極を備え、水素と酸素か
ら電気を発生させる燃料電池本体に対して燃料を供給す
るための燃料処理系統と、前記燃料電池本体を適切な温
度に保つための電池冷却水系統を備えた燃料電池発電シ
ステムであって、前記燃料処理系統は、原燃料に含まれ
る硫黄分を除去する脱硫器と、前記原燃料を水素濃度の
高い改質ガスに改質して、前記燃料極に供給するととも
に、前記燃料電池本体における未反応の水素を燃焼さ
せ、自身の温度を適切に保つ改質器と、前記改質ガスに
含まれる一酸化炭素を低減させ、前記燃料極に供給する
一酸化炭素変成器とからなり、前記電池冷却水系統は、
前記燃料電池本体を冷却するための水を供給する水タン
クと、前記水タンクの水を導入し前記改質器及び前記一
酸化炭素変成器に夫々必要な蒸気を供給するための気水
分離器と、前記気水分離器と前記水タンク間に配設され
前記気水分離器の水面を一定に保つための給水ポンプ及
び給水弁とからなり、前記燃料電池システムの停止中に
おいて、前記水タンクの水位、前記気水分離器の水位、
前記給水ポンプの運転時間、前記給水弁の動作時間の少
なくとも一つを監視し、前記燃料電池システムの電池冷
却水系統から燃料処理系統への水漏れを検出する予防保
全手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム
である。
【００２１】前記目的を達成するために、請求項６に対
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記予防保全手段は、前記水タンクの水位を測定するセ
ンサ、前記気水分離器の水位を測定するセンサ、前記給
水ポンプの運転時間を測定するセンサ、前記給水弁の動
作時間を測定するセンサで測定された測定値の少なくと
も一つと設定値を減算し、この減算結果が所定範囲を超
えたとき、警報を発報するものである請求項５記載の燃
料電池発電システムである。
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記予防保全手段は、前記水タンクの水位を測定するセ
ンサ、前記気水分離器の水位を測定するセンサ、前記給
水ポンプの運転時間を測定するセンサ、前記給水弁の動
作時間を測定するセンサで測定された測定値の少なくと
も一つと設定値を減算し、この減算結果が所定範囲を超
えたとき、警報を発報するものである請求項５記載の燃
料電池発電システムである。
【００２２】請求項５叉は６に記載の発明によれば、停
止中のシステムにおいて電池冷却水系統から燃料処理系
統への水漏れに対して、これを十分かつ速やかに検出す
ることができ、燃料処理系統の各触媒への浸水や、燃料
電池本体、改質器、脱硫器、一酸化炭素変成器の冠水を
最小限に留めることが可能である。
止中のシステムにおいて電池冷却水系統から燃料処理系
統への水漏れに対して、これを十分かつ速やかに検出す
ることができ、燃料処理系統の各触媒への浸水や、燃料
電池本体、改質器、脱硫器、一酸化炭素変成器の冠水を
最小限に留めることが可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明による燃料電池発電
システムの実施形態について、図面を参照して説明す
る。
システムの実施形態について、図面を参照して説明す
る。
【００２４】＜第１の実施形態＞
［構成］本発明の第１の実施形態は、図１に示すように
構成されている。図５の従来の技術と異なる点は、脱硫
器温度センサ１２、一酸化炭素変成器温度センサ１３、
燃料極入口温度センサ１４、燃料系圧力センサ１５、電
池電圧センサ１６、水タンク水位センサ１７、気水分離
器水位センサ１８、給水ポンプ回転数センサまたはオン
タイムセンサ１９、給水弁開度センサまたはオンタイム
センサ２０を新たに追加し、これらの検出結果をパソコ
ンのＣＰＵからなる予防保全手段４０に入力し、この内
部で以下に述べるような処理を行い、警報を発報した
り、システムに対して停止指令を与えたり、起動停止指
令を与えたりするものである。
構成されている。図５の従来の技術と異なる点は、脱硫
器温度センサ１２、一酸化炭素変成器温度センサ１３、
燃料極入口温度センサ１４、燃料系圧力センサ１５、電
池電圧センサ１６、水タンク水位センサ１７、気水分離
器水位センサ１８、給水ポンプ回転数センサまたはオン
タイムセンサ１９、給水弁開度センサまたはオンタイム
センサ２０を新たに追加し、これらの検出結果をパソコ
ンのＣＰＵからなる予防保全手段４０に入力し、この内
部で以下に述べるような処理を行い、警報を発報した
り、システムに対して停止指令を与えたり、起動停止指
令を与えたりするものである。
【００２５】脱硫器温度センサ１２は、脱硫器２の温度
を測定するものである。一酸化炭素変成器温度センサ１
３は、一酸化炭素変成器４の温度を測定するものであ
る。燃料極入口温度センサ１４は、燃料極入口の温度を
測定するもの。燃料系統圧力センサ１５は、燃料処理系
統ＦＳの圧力を測定するものである。電池電圧センサ１
６は、燃料電池本体５の電圧を測定するものである。水
タンク水位センサ１７は、水タンクの水位を測定するも
のである。気水分離器水位センサ１８は、気水分離器６
の水位を測定するものである。給水ポンプ回転数センサ
またはオンタイムセンサ１９は、給水ポンプ８の動作時
間を測定するものである。給水給水弁開度センサまたは
オンタイムセンサ２０は、給水弁９の動作時間を測定す
るものである。
を測定するものである。一酸化炭素変成器温度センサ１
３は、一酸化炭素変成器４の温度を測定するものであ
る。燃料極入口温度センサ１４は、燃料極入口の温度を
測定するもの。燃料系統圧力センサ１５は、燃料処理系
統ＦＳの圧力を測定するものである。電池電圧センサ１
６は、燃料電池本体５の電圧を測定するものである。水
タンク水位センサ１７は、水タンクの水位を測定するも
のである。気水分離器水位センサ１８は、気水分離器６
の水位を測定するものである。給水ポンプ回転数センサ
またはオンタイムセンサ１９は、給水ポンプ８の動作時
間を測定するものである。給水給水弁開度センサまたは
オンタイムセンサ２０は、給水弁９の動作時間を測定す
るものである。
【００２６】これらセンサ１２〜２０の検出値を予防保
全手段４０に取り込み、予防保全手段４０において水漏
れの兆候が認められた場合には、燃料電池発電システム
が起動中の場合は、予防保全手段４０が警報を自動発報
すると共に、システムの起動を速やかにかつ自動的に取
りやめる。また、燃料電池発電システムが発電中の場合
は、予防保全手段４０が警報を自動発報し、システムを
速やかにかつ自動的に停止させる。さらに、燃料電池発
電システムが停止中の場合は、予防保全手段４０が警報
を自動発報する。
全手段４０に取り込み、予防保全手段４０において水漏
れの兆候が認められた場合には、燃料電池発電システム
が起動中の場合は、予防保全手段４０が警報を自動発報
すると共に、システムの起動を速やかにかつ自動的に取
りやめる。また、燃料電池発電システムが発電中の場合
は、予防保全手段４０が警報を自動発報し、システムを
速やかにかつ自動的に停止させる。さらに、燃料電池発
電システムが停止中の場合は、予防保全手段４０が警報
を自動発報する。
【００２７】図２は燃料電池発電システムの起動中の予
防保全手段４０の制御機能を説明するための図である。
予防保全手段４０は、減算器２１〜２４と、比較器３１
〜３４と、論理積回路３０とから構成されている。
防保全手段４０の制御機能を説明するための図である。
予防保全手段４０は、減算器２１〜２４と、比較器３１
〜３４と、論理積回路３０とから構成されている。
【００２８】減算器２１は、水タンク水位センサ１７で
測定された現在の水タンク水位と、過去の測定値例えば
水タンク水位センサ１７によるシステムが起動直後の水
位が入力され、両者の水位の差が求められる。比較器３
１は、減算器２１からの出力が予め設定された敷居値を
超えるかどうかを判断し敷居値を超える場合には、
“１”を出力し、敷居値以下のときは“０”を出力す
る。
測定された現在の水タンク水位と、過去の測定値例えば
水タンク水位センサ１７によるシステムが起動直後の水
位が入力され、両者の水位の差が求められる。比較器３
１は、減算器２１からの出力が予め設定された敷居値を
超えるかどうかを判断し敷居値を超える場合には、
“１”を出力し、敷居値以下のときは“０”を出力す
る。
【００２９】減算器２２は、気水分離器水位センサ１８
で測定された現在の気水分離器水位と、過去の測定値例
えば気水分離器水位センサ１８によるシステムが起動直
後の水位が入力され、両者の水位の差が求められる。比
較器３２は、減算器２２からの出力が予め設定された敷
居値を超えるかどうかを判断し敷居値を超える場合に
は、“１”を出力し、敷居値以下のときは“０”を出力
する。
で測定された現在の気水分離器水位と、過去の測定値例
えば気水分離器水位センサ１８によるシステムが起動直
後の水位が入力され、両者の水位の差が求められる。比
較器３２は、減算器２２からの出力が予め設定された敷
居値を超えるかどうかを判断し敷居値を超える場合に
は、“１”を出力し、敷居値以下のときは“０”を出力
する。
【００３０】減算器２３は、オンタイムセンサ１９で測
定された給水ポンプ８のオンタイム（運転時間）と、過
去の測定値例えばオンタイムセンサ１９によるシステム
が起動直後のオンタイムが入力され、両者のオンタイム
の差が求められる。比較器３３は、減算器２３からの出
力が予め設定された敷居値を超えるかどうかを判断し敷
居値を超える場合には、“１”を出力し、敷居値以下の
ときは“０”を出力する。
定された給水ポンプ８のオンタイム（運転時間）と、過
去の測定値例えばオンタイムセンサ１９によるシステム
が起動直後のオンタイムが入力され、両者のオンタイム
の差が求められる。比較器３３は、減算器２３からの出
力が予め設定された敷居値を超えるかどうかを判断し敷
居値を超える場合には、“１”を出力し、敷居値以下の
ときは“０”を出力する。
【００３１】減算器２４は、オンタイムセンサ２０で測
定された給水弁９のオンタイム（動作時間）と、過去の
測定値例えばオンタイムセンサ２０によるシステムが起
動直後のオンタイムが入力され、両者のオンタイムの差
が求められる。比較器３４は、減算器２４からの出力が
予め設定された敷居値を超えるかどうかを判断し敷居値
を超える場合には、“１”を出力し、敷居値以下のとき
は“０”を出力する。
定された給水弁９のオンタイム（動作時間）と、過去の
測定値例えばオンタイムセンサ２０によるシステムが起
動直後のオンタイムが入力され、両者のオンタイムの差
が求められる。比較器３４は、減算器２４からの出力が
予め設定された敷居値を超えるかどうかを判断し敷居値
を超える場合には、“１”を出力し、敷居値以下のとき
は“０”を出力する。
【００３２】論理積回路３０は、各比較器３１〜３４の
出力を夫々入力し、全てが“１”になったとき警報を発
報すると共にシステム全体に対して起動停止指令を出力
する。
出力を夫々入力し、全てが“１”になったとき警報を発
報すると共にシステム全体に対して起動停止指令を出力
する。
【００３３】このことは、次のようなことを意味する。
すなわち、システムの起動中において、電池冷却水系統
ＣＳそとから燃料処理系統ＦＳへの改質蒸気が供給され
るまでは、電池冷却水系統ＣＳは閉ループであり、保有
水の減少が認められた場合、これは即ち電池冷却水系統
ＣＳから燃料処理系統ＦＳも含めた外部への水漏れが発
生したことを意味する。よって、予防保全手段４０は、
警報を自動発報し、システムの起動停止指令を出力する
ので、システムが速やかにかつ自動的に停止される。
すなわち、システムの起動中において、電池冷却水系統
ＣＳそとから燃料処理系統ＦＳへの改質蒸気が供給され
るまでは、電池冷却水系統ＣＳは閉ループであり、保有
水の減少が認められた場合、これは即ち電池冷却水系統
ＣＳから燃料処理系統ＦＳも含めた外部への水漏れが発
生したことを意味する。よって、予防保全手段４０は、
警報を自動発報し、システムの起動停止指令を出力する
ので、システムが速やかにかつ自動的に停止される。
【００３４】図３は燃料電池発電システムの発電中の予
防保全手段４０の制御機能を説明するための図である。
予防保全手段４０は、図２の減算器２１〜２４及び図２
の比較器３１〜３４以外に、減算器２５〜２９と、比較
器３５〜３９と、論理和回路４１と、論理積回路４２が
新たに追加されている。
防保全手段４０の制御機能を説明するための図である。
予防保全手段４０は、図２の減算器２１〜２４及び図２
の比較器３１〜３４以外に、減算器２５〜２９と、比較
器３５〜３９と、論理和回路４１と、論理積回路４２が
新たに追加されている。
【００３５】減算器２５は、脱硫器温度センサ１２で測
定された現在の温度と、過去の測定値例えば脱硫器温度
センサ１２によるシステムが起動直後の温度が入力さ
れ、両者の温度の差が求められる。比較器３５は、減算
器２５からの出力が予め設定された敷居値を超えるかど
うかを判断し敷居値を超える場合には、“１”を出力
し、敷居値以下のときは“０”を出力する。
定された現在の温度と、過去の測定値例えば脱硫器温度
センサ１２によるシステムが起動直後の温度が入力さ
れ、両者の温度の差が求められる。比較器３５は、減算
器２５からの出力が予め設定された敷居値を超えるかど
うかを判断し敷居値を超える場合には、“１”を出力
し、敷居値以下のときは“０”を出力する。
【００３６】減算器２６は、一酸化炭素変成器温度セン
サ１３で測定された現在の温度と、過去の測定値例えば
一酸化炭素変成器温度センサ１３によるシステムが起動
直後の温度が入力され、両者の温度の差が求められる。
比較器３６は、減算器２６からの出力が予め設定された
敷居値を超えるかどうかを判断し敷居値を超える場合に
は、“１”を出力し、敷居値以下のときは“０”を出力
する。
サ１３で測定された現在の温度と、過去の測定値例えば
一酸化炭素変成器温度センサ１３によるシステムが起動
直後の温度が入力され、両者の温度の差が求められる。
比較器３６は、減算器２６からの出力が予め設定された
敷居値を超えるかどうかを判断し敷居値を超える場合に
は、“１”を出力し、敷居値以下のときは“０”を出力
する。
【００３７】減算器２７は、燃料極入口温度センサ１４
で測定された現在の温度と、過去の測定値例えば燃料極
入口温度センサ１４によるシステムが起動直後の温度が
入力され、両者の温度の差が求められる。比較器３７
は、減算器２７からの出力が予め設定された敷居値を超
えるかどうかを判断し敷居値を超える場合には、“１”
を出力し、敷居値以下のときは“０”を出力する。
で測定された現在の温度と、過去の測定値例えば燃料極
入口温度センサ１４によるシステムが起動直後の温度が
入力され、両者の温度の差が求められる。比較器３７
は、減算器２７からの出力が予め設定された敷居値を超
えるかどうかを判断し敷居値を超える場合には、“１”
を出力し、敷居値以下のときは“０”を出力する。
【００３８】減算器２８は、燃料系統圧力センサ１５で
測定された現在の圧力と、過去の測定値例えば燃料系統
圧力センサ１５によるシステムが起動直後の圧力が入力
され、両者の圧力の差が求められる。比較器３８は、減
算器２８からの出力が予め設定された敷居値を超えるか
どうかを判断し敷居値を超える場合には、“１”を出力
し、敷居値以下のときは“０”を出力する。
測定された現在の圧力と、過去の測定値例えば燃料系統
圧力センサ１５によるシステムが起動直後の圧力が入力
され、両者の圧力の差が求められる。比較器３８は、減
算器２８からの出力が予め設定された敷居値を超えるか
どうかを判断し敷居値を超える場合には、“１”を出力
し、敷居値以下のときは“０”を出力する。
【００３９】減算器２９は、電池電圧センサ１６で測定
された現在の電圧と、過去の測定値例えば電池電圧セン
サ１６によるシステムが起動直後の電圧が入力され、両
者の電圧の差が求められる。比較器３９は、減算器２９
からの出力が予め設定された敷居値を超えるかどうかを
判断し敷居値を超える場合には、“１”を出力し、敷居
値以下のときは“０”を出力する。
された現在の電圧と、過去の測定値例えば電池電圧セン
サ１６によるシステムが起動直後の電圧が入力され、両
者の電圧の差が求められる。比較器３９は、減算器２９
からの出力が予め設定された敷居値を超えるかどうかを
判断し敷居値を超える場合には、“１”を出力し、敷居
値以下のときは“０”を出力する。
【００４０】論理和回路４１は、比較器３５〜３７の出
力を入力し、このうち少なくとも比較器の一つから信号
が出力されたとき、“１”を出力する。論理積回路４２
は、比較器３１〜３４及び３８，３９の出力を入力し、
これらの全てが出力を生じたとき警報を発報すると共
に、システム停止指令を出力する。
力を入力し、このうち少なくとも比較器の一つから信号
が出力されたとき、“１”を出力する。論理積回路４２
は、比較器３１〜３４及び３８，３９の出力を入力し、
これらの全てが出力を生じたとき警報を発報すると共
に、システム停止指令を出力する。
【００４１】このようにシステムの発電中において、電
池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統ＦＳへの水漏れが発
生した場合、水漏れの箇所にもよるが、脱硫器温度、一
酸化炭素変成器温度、燃料極入口温度の少なくとも一つ
の温度は下降し、浸水した水が圧力損失要素となること
で、燃料処理系統ＦＳの圧力は上昇し、燃料極５ａに適
切なガスが供給されなくなることで、電池電圧は下降
し、水タンク７から電池冷却水系統ＣＳへの補給水が増
加することで、水タンク水位、気水分離器水位は低下
し、給水ポンプ８のオンタイム、給水弁９のオンタイム
は増加する現象が見られる。よって、発電中において
は、予防保全手段４０は脱硫器温度、一酸化炭素変成器
温度、燃料極入口温度、電池電圧、水タンク水位、気水
分離器水位、給水ポンプ８のオンタイム、給水弁９のオ
ンタイムの現在値と、これらの過去の値とを、減算器２
１〜２９および比較器３１〜３９を用いることで比較
し、この結果、電池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統Ｆ
Ｓへの水漏れが認められた場合に、警報を自動発報し、
システムを速やかにかつ自動的に停止させる指令を出力
する。
池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統ＦＳへの水漏れが発
生した場合、水漏れの箇所にもよるが、脱硫器温度、一
酸化炭素変成器温度、燃料極入口温度の少なくとも一つ
の温度は下降し、浸水した水が圧力損失要素となること
で、燃料処理系統ＦＳの圧力は上昇し、燃料極５ａに適
切なガスが供給されなくなることで、電池電圧は下降
し、水タンク７から電池冷却水系統ＣＳへの補給水が増
加することで、水タンク水位、気水分離器水位は低下
し、給水ポンプ８のオンタイム、給水弁９のオンタイム
は増加する現象が見られる。よって、発電中において
は、予防保全手段４０は脱硫器温度、一酸化炭素変成器
温度、燃料極入口温度、電池電圧、水タンク水位、気水
分離器水位、給水ポンプ８のオンタイム、給水弁９のオ
ンタイムの現在値と、これらの過去の値とを、減算器２
１〜２９および比較器３１〜３９を用いることで比較
し、この結果、電池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統Ｆ
Ｓへの水漏れが認められた場合に、警報を自動発報し、
システムを速やかにかつ自動的に停止させる指令を出力
する。
【００４２】図４は燃料電池発電システムの停止中の予
防保全手段４０の制御機能を説明するための図である。
予防保全手段４０は、図２と同様に減算器２１〜２４
と、比較器３１〜３４と、論理積回路４３とから構成さ
れている。
防保全手段４０の制御機能を説明するための図である。
予防保全手段４０は、図２と同様に減算器２１〜２４
と、比較器３１〜３４と、論理積回路４３とから構成さ
れている。
【００４３】減算器２１〜２４と、比較器３１〜３４の
機能は、図２と同一であり、また論理積回路４１は、比
較器３１〜３４の出力を入力し、この出力が全て“１”
のとき警報を発報するようになっている。
機能は、図２と同一であり、また論理積回路４１は、比
較器３１〜３４の出力を入力し、この出力が全て“１”
のとき警報を発報するようになっている。
【００４４】このようにシステムの停止中においては、
電池冷却水系統ＣＳは閉ループであり、保有水の減少が
認められた場合、これは即ち電池冷却水系統ＣＳから燃
料処理系統ＦＳも含めた外部への水漏れを意味する。よ
って、停止中においては、予防保全手段４０は水タンク
水位、気水分離器水位、給水ポンプのオンタイム、給水
弁のオンタイムの現在値と、これらの過去の値とを、減
算器２１〜２４および比較器３１〜３４を用いることで
比較し、この結果、保有水の減少が認められた場合に、
警報を自動発報する。
電池冷却水系統ＣＳは閉ループであり、保有水の減少が
認められた場合、これは即ち電池冷却水系統ＣＳから燃
料処理系統ＦＳも含めた外部への水漏れを意味する。よ
って、停止中においては、予防保全手段４０は水タンク
水位、気水分離器水位、給水ポンプのオンタイム、給水
弁のオンタイムの現在値と、これらの過去の値とを、減
算器２１〜２４および比較器３１〜３４を用いることで
比較し、この結果、保有水の減少が認められた場合に、
警報を自動発報する。
【００４５】以上述べた実施形態によれば、燃料処理系
統ＦＳと電池冷却水系統ＣＳとの熱交換部分で、配管の
破損などによる電池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統Ｆ
Ｓへ水漏れが発生した場合においても、速やかにこれを
検出し、燃料処理系統ＦＳの各触媒への浸水や、燃料電
池本体５、改質器１１、脱硫器２、一酸化炭素変成器４
の冠水を最小限に留めることが実現可能である。
統ＦＳと電池冷却水系統ＣＳとの熱交換部分で、配管の
破損などによる電池冷却水系統ＣＳから燃料処理系統Ｆ
Ｓへ水漏れが発生した場合においても、速やかにこれを
検出し、燃料処理系統ＦＳの各触媒への浸水や、燃料電
池本体５、改質器１１、脱硫器２、一酸化炭素変成器４
の冠水を最小限に留めることが実現可能である。
【００４６】＜変形例＞本発明は、前述の実施形態に限
定されず、例えば次のように変形して実施できる。前述
の実施形態では、脱硫器２と一酸化炭素変成器４を一体
に形成したものを例にあげて説明したが、脱硫器２と一
酸化炭素変成器４をそれぞれ別体構成としたものでも同
様に実施できる。
定されず、例えば次のように変形して実施できる。前述
の実施形態では、脱硫器２と一酸化炭素変成器４を一体
に形成したものを例にあげて説明したが、脱硫器２と一
酸化炭素変成器４をそれぞれ別体構成としたものでも同
様に実施できる。
【００４７】また、図２の実施形態では、各比較器３１
〜３４の出力を論理積回路２９に入力し論理積回路２９
の出力として警報発報及び起動停止指令を出力するよう
にしたが、論理積回路２９を論理和回路に代えると共
に、各比較器３１〜３４の出力を入力し、該論理和回路
の出力として警報発報及び起動停止指令を出力するよう
にしてもよい。このように構成することにより、前述の
実施形態より信頼性が低下するが、従来の技術の燃料電
池発電システムに比べて電池冷却水系統から燃料処理系
統へ水漏れを速やかに検出することが可能になる。
〜３４の出力を論理積回路２９に入力し論理積回路２９
の出力として警報発報及び起動停止指令を出力するよう
にしたが、論理積回路２９を論理和回路に代えると共
に、各比較器３１〜３４の出力を入力し、該論理和回路
の出力として警報発報及び起動停止指令を出力するよう
にしてもよい。このように構成することにより、前述の
実施形態より信頼性が低下するが、従来の技術の燃料電
池発電システムに比べて電池冷却水系統から燃料処理系
統へ水漏れを速やかに検出することが可能になる。
【００４８】さらに、図３の実施形態では、各比較器３
５〜３７の出力を夫々論理和回路３９に入力し、かつ各
比較器３５〜３７の出力を夫々論理和回路３０に入力
し、比較器３１〜３４及び３８並びに論理和回路３９の
出力を論理積回路３０に入力するように構成し、論理積
回路３０の出力として警報発報及びシステム停止指令を
出力するようにした例をあげたが、論理和回路３９と論
理積回路３０を設けず、この代わりに一つの論理和回路
だけで構成し、該論理和回路の出力とし警報発報及びシ
ステム停止指令を出力するようにしてもよい。このよう
に構成することにより、前述の実施形態より信頼性が低
下するが、従来の技術の燃料電池発電システムに比べて
電池冷却水系統から燃料処理系統へ水漏れを速やかに検
出することが可能になる。
５〜３７の出力を夫々論理和回路３９に入力し、かつ各
比較器３５〜３７の出力を夫々論理和回路３０に入力
し、比較器３１〜３４及び３８並びに論理和回路３９の
出力を論理積回路３０に入力するように構成し、論理積
回路３０の出力として警報発報及びシステム停止指令を
出力するようにした例をあげたが、論理和回路３９と論
理積回路３０を設けず、この代わりに一つの論理和回路
だけで構成し、該論理和回路の出力とし警報発報及びシ
ステム停止指令を出力するようにしてもよい。このよう
に構成することにより、前述の実施形態より信頼性が低
下するが、従来の技術の燃料電池発電システムに比べて
電池冷却水系統から燃料処理系統へ水漏れを速やかに検
出することが可能になる。
【００４９】また、図４の実施形態では各比較器３１〜
３４の出力を論理積回路４０に入力するようにし、該論
理積回路４０の出力として警報発報を出力するようにし
たが、論理積回路２９を論理和回路に代えると共に、各
比較器３１〜３４の出力を、入力するようにし、該論理
和回路の出力として警報発報を出力するようにしてもよ
い。このように構成することにより、前述の実施形態よ
り信頼性が低下するが、従来の技術の燃料電池発電シス
テムに比べて電池冷却水系統から燃料処理系統へ水漏れ
を速やかに検出することが可能になる。
３４の出力を論理積回路４０に入力するようにし、該論
理積回路４０の出力として警報発報を出力するようにし
たが、論理積回路２９を論理和回路に代えると共に、各
比較器３１〜３４の出力を、入力するようにし、該論理
和回路の出力として警報発報を出力するようにしてもよ
い。このように構成することにより、前述の実施形態よ
り信頼性が低下するが、従来の技術の燃料電池発電シス
テムに比べて電池冷却水系統から燃料処理系統へ水漏れ
を速やかに検出することが可能になる。
【００５０】さらに、前述した各実施形態はいずれも各
比較器３１〜３４、３５〜３９の出力を論理積回路、論
理和回路、これらの組み合わせたものを例にあげたが、
これらの論理回路に入力せず、各比較器３１〜３４、３
５〜３９の出力を直接出力し、これを操作者が見て判断
するようにしてもよい。このように構成することによ
り、前述の実施形態より信頼性が低下するが、従来の技
術の燃料電池発電システムに比べて電池冷却水系統から
燃料処理系統へ水漏れを速やかに検出することが可能に
なる。
比較器３１〜３４、３５〜３９の出力を論理積回路、論
理和回路、これらの組み合わせたものを例にあげたが、
これらの論理回路に入力せず、各比較器３１〜３４、３
５〜３９の出力を直接出力し、これを操作者が見て判断
するようにしてもよい。このように構成することによ
り、前述の実施形態より信頼性が低下するが、従来の技
術の燃料電池発電システムに比べて電池冷却水系統から
燃料処理系統へ水漏れを速やかに検出することが可能に
なる。
【００５１】また、前述の実施形態で説明した給水ポン
プ回転数センサまたはオンタイムセンサ１９、給水弁開
度センサまたはオンタイムセンサ２０は、新たに設けな
い場合には前述した図示しない気水分離器制御器の指令
値や計算値で代用することも可能である。
プ回転数センサまたはオンタイムセンサ１９、給水弁開
度センサまたはオンタイムセンサ２０は、新たに設けな
い場合には前述した図示しない気水分離器制御器の指令
値や計算値で代用することも可能である。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、燃料処理系統と電池冷
却水系統との熱交換部分で、配管の破損などによる電池
冷却水系統から燃料処理系統へ水漏れが発生した場合に
おいても、速やかにこれを検出し、燃料処理系統の各触
媒への浸水や、燃料電池本体、改質器、脱硫器、一酸化
炭素変成器の冠水を最小限に留めることが可能な燃料電
池発電システムを提供することができる。
却水系統との熱交換部分で、配管の破損などによる電池
冷却水系統から燃料処理系統へ水漏れが発生した場合に
おいても、速やかにこれを検出し、燃料処理系統の各触
媒への浸水や、燃料電池本体、改質器、脱硫器、一酸化
炭素変成器の冠水を最小限に留めることが可能な燃料電
池発電システムを提供することができる。
【図１】本発明の燃料電池発電システムの第１の実施形
態の概略構成を示す系統図。
態の概略構成を示す系統図。
【図２】図１のシステムが起動中の予防保全手段の制御
機能を説明するための図。
機能を説明するための図。
【図３】図１のシステムが発電中の予防保全手段の制御
機能を説明するための図。
機能を説明するための図。
【図４】図１のシステムが停止中の予防保全手段の制御
機能を説明するための図。
機能を説明するための図。
【図５】従来の燃料電池発電システムの概略構成を示す
系統図。
系統図。
１…原燃料
２…脱硫器
３…改質器
４…一酸化炭素変成器
５…燃料電池本体
５ａ…燃料極
５ｂ…酸化剤極
５ｃ…冷却体
６…気水分離器
７…水タンク
８…給水ポンプ
９…給水弁
１０…改質蒸気
１２…脱硫器温度センサ
１３…一酸化炭素変成器温度センサ
１４…燃料極入口温度センサ
１５…燃料系圧力センサ
１６…電池電圧センサ
１７…水タンク水位センサ
１８…気水分離器水位センサ
１９…給水ポンプ回転数センサまたはオンタイムセンサ
２０…給水弁開度センサまたはオンタイムセンサ
２１〜２９…減算器
３１〜３９…比較器
３０，４２，４３…論理積回路
４０…予防保全手段
４１…論理和回路
ＣＳ…電池冷却水系統
ＦＳ…燃料処理系統
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 奥村 実
東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社
東芝本社事務所内
Ｆターム(参考） 5H027 AA02 BA01 BA09 BA16 CC06
KK00 KK10 KK41 KK54
Claims (6)
- 【請求項１】 燃料極と酸化剤極を備え、水素と酸素か
ら電気を発生させる燃料電池本体に対して燃料を供給す
るための燃料処理系統と、前記燃料電池本体を適切な温
度に保つための電池冷却水系統を備えた燃料電池発電シ
ステムであって、 前記燃料処理系統は、原燃料に含まれる硫黄分を除去す
る脱硫器と、前記原燃料を水素濃度の高い改質ガスに改
質して、前記燃料極に供給するとともに、前記燃料電池
本体における未反応の水素を燃焼させ、自身の温度を適
切に保つ改質器と、前記改質ガスに含まれる一酸化炭素
を低減させ、前記燃料極に供給する一酸化炭素変成器と
からなり、 前記電池冷却水系統は、前記燃料電池本体を冷却するた
めの水を供給する水タンクと、前記水タンクの水を導入
し前記改質器及び前記一酸化炭素変成器に夫々必要な蒸
気を供給するための気水分離器と、前記気水分離器と前
記水タンク間に配設され前記気水分離器の水面を一定に
保つための給水ポンプ及び給水弁とからなり、 前記燃料電池システムの起動中において、前記水タンク
の水位、前記気水分離器の水位、前記給水ポンプの運転
時間、前記給水弁の動作時間の少なくとも一つを監視
し、前記燃料電池システムの電池冷却水系から燃料処理
系統への水漏れを検出する予防保全手段を備えた燃料電
池発電システム。 - 【請求項２】 前記予防保全手段は、前記水タンクの水
位を測定するセンサ、前記気水分離器の水位を測定する
センサ、前記給水ポンプの運転時間を測定するセンサ、
前記給水弁の動作時間を測定するセンサで測定された測
定値の少なくとも一つと設定値を減算し、この減算結果
が所定範囲を超えたとき、警報を発報すると共に、前記
燃料電池発電システムに対して起動中止指令を出力する
ものである請求項１記載の燃料電池発電システム。 - 【請求項３】 燃料極と酸化剤極を備え、水素と酸素か
ら電気を発生させる燃料電池本体に対して燃料を供給す
るための燃料処理系統と、前記燃料電池本体を適切な温
度に保つための電池冷却水系統を備えた燃料電池発電シ
ステムであって、 前記燃料処理系統は、原燃料に含まれる硫黄分を除去す
る脱硫器と、前記原燃料を水素濃度の高い改質ガスに改
質して、前記燃料極に供給するとともに、前記燃料電池
本体における未反応の水素を燃焼させ、自身の温度を適
切に保つ改質器と、前記改質ガスに含まれる一酸化炭素
を低減させ、前記燃料極に供給する一酸化炭素変成器と
からなり、 前記電池冷却水系統は、前記燃料電池本体を冷却するた
めの水を供給する水タンクと、前記水タンクの水を導入
し前記改質器及び前記一酸化炭素変成器に夫々必要な蒸
気を供給するための気水分離器と、前記気水分離器と前
記水タンク間に配設され前記気水分離器の水面を一定に
保つための給水ポンプ及び給水弁とからなり、 前記燃料電池システムの発電中において、前記脱硫器の
温度、前記一酸化炭素変成器の温度、前記燃料極の入口
温度、前記燃料処理系統の圧力、前記燃料電池本体の電
圧、前記水タンクの水位、前記気水分離器の水位、前記
給水ポンプの運転時間、前記給水弁の動作時間の少なく
とも一つを監視し、前記燃料電池システムの電池冷却水
系統から燃料処理系統系への水漏れを検出する予防保全
手段を備えた燃料電池発電システム。 - 【請求項４】 前記予防保全手段は、前記脱硫器の温度
を測定するセンサ、前記一酸化炭素変成器の温度を測定
するセンサ、前記燃料極の入口温度を測定するセンサ、
前記燃料処理系統の圧力を測定するセンサ、前記燃料電
池本体の電圧を測定するセンサ、前記水タンクの水位を
測定するセンサ、前記気水分離器の水位を測定するセン
サ、前記給水ポンプの運転時間を測定するセンサ、前記
給水弁の動作時間を測定するセンサの少なくとも一つと
設定値を減算し、この減算結果が所定範囲を超えたと
き、警報を発報すると共に、前記燃料電池発電システム
に対してシステム停止指令を出力するものである請求項
３記載の燃料電池発電システム。 - 【請求項５】 燃料極と酸化剤極を備え、水素と酸素か
ら電気を発生させる燃料電池本体に対して燃料を供給す
るための燃料処理系統と、前記燃料電池本体を適切な温
度に保つための電池冷却水系統を備えた燃料電池発電シ
ステムであって、 前記燃料処理系統は、原燃料に含まれる硫黄分を除去す
る脱硫器と、前記原燃料を水素濃度の高い改質ガスに改
質して、前記燃料極に供給するとともに、前記燃料電池
本体における未反応の水素を燃焼させ、自身の温度を適
切に保つ改質器と、前記改質ガスに含まれる一酸化炭素
を低減させ、前記燃料極に供給する一酸化炭素変成器と
からなり、 前記電池冷却水系統は、前記燃料電池本体を冷却するた
めの水を供給する水タンクと、前記水タンクの水を導入
し前記改質器及び前記一酸化炭素変成器に夫々必要な蒸
気を供給するための気水分離器と、前記気水分離器と前
記水タンク間に配設され前記気水分離器の水面を一定に
保つための給水ポンプ及び給水弁とからなり、 前記燃料電池システムの停止中において、前記水タンク
の水位、前記気水分離器の水位、前記給水ポンプの運転
時間、前記給水弁の動作時間の少なくとも一つを監視
し、前記燃料電池システムの電池冷却水系統から燃料処
理系統への水漏れを検出する予防保全手段を備えた燃料
電池発電システム。 - 【請求項６】 前記予防保全手段は、前記水タンクの水
位を測定するセンサ、前記気水分離器の水位を測定する
センサ、前記給水ポンプの運転時間を測定するセンサ、
前記給水弁の動作時間を測定するセンサで測定された測
定値の少なくとも一つと設定値を減算し、この減算結果
が所定範囲を超えたとき、警報を発報するものである請
求項５記載の燃料電池発電システム。
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| JP2002075011A JP3908573B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 燃料電池発電システム |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003272684A true JP2003272684A (ja) | 2003-09-26 |
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2002
- 2002-03-18 JP JP2002075011A patent/JP3908573B2/ja not_active Expired - Fee Related
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