JP2009277407A - Stationary fuel cell system - Google Patents
Stationary fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009277407A JP2009277407A JP2008125556A JP2008125556A JP2009277407A JP 2009277407 A JP2009277407 A JP 2009277407A JP 2008125556 A JP2008125556 A JP 2008125556A JP 2008125556 A JP2008125556 A JP 2008125556A JP 2009277407 A JP2009277407 A JP 2009277407A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell system
- gas
- control unit
- impact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は燃料ガスまたは燃料を改質したガスを用いて発電する燃料電池と、貯湯などの排熱利用ユニットを具備した定置用燃料電池システムに関するものである。 The present invention relates to a stationary fuel cell system including a fuel cell that generates power using fuel gas or a gas obtained by reforming fuel, and a waste heat utilization unit such as hot water storage.
燃料電池を利用した定置用燃料電池システムは、エネルギー変換効率が高く環境負荷低減に有効なため盛んに開発が行われている。定置用燃料電池システムは可燃性の燃料ガスまたは可燃性の燃料改質したガスを使用するため、一般家庭への普及のためには、安全性・信頼性の確保が重要な課題となっている。 BACKGROUND ART A stationary fuel cell system using a fuel cell has been actively developed because it has high energy conversion efficiency and is effective for reducing environmental load. Because stationary fuel cell systems use flammable fuel gas or flammable fuel reformed gas, ensuring safety and reliability is an important issue for popularization in general households. .
これらの異常を検知する手段としては、燃料ガスの漏洩を検知するガスセンサー、漏水を検知する漏水センサーが一般的である。たとえばガスセンサーは燃料電池スタック近傍または燃料を改質する燃料改質器近傍またはガス配管近傍に一般に設置される。漏水センサーは、燃料電池、改質器、貯湯などの排熱利用ユニットなどさまざまな部分で湯水が使用されるため、一般には燃料電池システムの底部付近に配置されている。これらのセンサーは、異常発生の要因を限定せずガス、水の異常を検知するセンサーであり、異常の検知により燃料電池システムの停止や待機などの制御を行うことになる。また電気的な異常に対しては複数のブレーカの配置や、出力電圧・電流（電力）のモニターなどにより、システム内部の異常を検知し、異常発生後に前記システムの制御を行っている。 As means for detecting these abnormalities, a gas sensor for detecting fuel gas leakage and a water leakage sensor for detecting water leakage are generally used. For example, a gas sensor is generally installed in the vicinity of a fuel cell stack, in the vicinity of a fuel reformer that reforms fuel, or in the vicinity of a gas pipe. The water leakage sensor is generally disposed near the bottom of the fuel cell system because hot water is used in various parts such as a fuel cell, a reformer, and a waste heat utilization unit such as hot water storage. These sensors are sensors that detect an abnormality of gas and water without limiting the cause of the abnormality, and control of stopping or waiting of the fuel cell system is performed by detecting the abnormality. For electrical anomalies, an abnormality in the system is detected by arranging a plurality of breakers, monitoring output voltage / current (power), etc., and the system is controlled after the anomaly occurs.
一方、車両用など移動を伴う燃料電池システムでは、衝突事故など外部起因の異常発生が想定され、たとえば特許文献１に示されるような燃料電池スタックに加速度センサーなどの衝撃センサーを設けることが開示されている。また特許文献２に開示された車両用燃料電池では衝撃を検知した後の燃料水素ガスの二次災害を防止するため、ガスの供給停止や改質器を不活性ガスでパージする安全装置が開示されている。
従来の定置用燃料電池システムには、異常発生した後の漏洩ガス、漏水、電気的な漏電など異常に対応した事後検知の手段、制御が考えられているが、例えば地震や触媒などの貴金属を狙った窃盗など外部起因の異常をいち早く検知しシステムの制御を行うためには、十分とはいえない。また定置用燃料電池システムは多くの場合屋外に設置されるため、事故などによる外部からの外力を受ける可能性もあり、各種の異常に対して事前の対策をとることが重要な課題となる。 In conventional stationary fuel cell systems, post-detection means and controls that respond to abnormalities such as leaked gas, water leakage, and electrical leakage after occurrence of an abnormality are considered.For example, precious metals such as earthquakes and catalysts can be used. It is not enough to quickly detect external anomalies such as targeted theft and control the system. Moreover, since the stationary fuel cell system is often installed outdoors, there is a possibility of receiving external force from the outside due to an accident or the like, and it is important to take measures in advance for various abnormalities.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、衝撃検知手段を備え、地震や事故などの外部からの衝撃をいち早く検知することにより、高い安全性と信頼性を有する定置用燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a stationary fuel cell system having high safety and reliability by including an impact detection means and quickly detecting an external impact such as an earthquake or an accident. The purpose is to provide.
前記の課題を解決するために、本発明の定置用燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電を行う定置用燃料電池システムであって、
発電を行うスタックと、
制御部と、
少なくとも前記スタック及び前記制御部を収納する筐体と、
発電の排熱を利用する廃熱利用ユニットと、
前記筐体に配置された筐体の衝撃を検知する衝撃検知手段とを少なくとも有し、
前記衝撃検知手段が制御部に記憶された所定値以上の加速度を検知した際に、発電のために前記定置用燃料電池システムに供給されるガス、電気、水のうち少なくともひとつを遮断する制御を制御部が行うことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a stationary fuel cell system of the present invention is a stationary fuel cell system that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas,
A stack for generating electricity,
A control unit;
A housing for storing at least the stack and the control unit;
A waste heat utilization unit that uses waste heat of power generation;
And at least an impact detection means for detecting an impact of the casing disposed in the casing,
Control that shuts off at least one of gas, electricity, and water supplied to the stationary fuel cell system for power generation when the impact detection means detects an acceleration greater than a predetermined value stored in the control unit. It is characterized by being performed by the control unit.
本発明の定置用燃料電池システムは、地震や事故などの外部からの衝撃をいち早く検知することができ、これによりシステムは事前の策としてシステム停止や待機の制御を行うことができるため、高い安全性と信頼性を確保することができる。 The stationary fuel cell system of the present invention can quickly detect external impacts such as earthquakes and accidents, and as a result, the system can control the system stop and standby as a proactive measure. And reliability can be ensured.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、実施形態の中で説明されている技術的特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. Note that the present invention is not limited to the embodiments, and all combinations of technical features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention.
図１は、本発明の第1の実施形態に係る定置用燃料電池システムを示す。定置用燃料電池システム１０は、燃料電池セルの積層体である燃料電池スタック１と、燃料電池スタック１の発電により発生する熱を有効に利用するための排熱利用ユニット２を有している。燃料は改質器３を通じて改質され燃料電池スタック１に供給される。制御部４は、燃料電池スタック１、排熱利用ユニット２、改質器３を制御していて、燃料電池スタック１については使用する電力に応じて発電量の制御を行っている。また、排熱利用ユニット２については貯湯されている湯量、貯湯温度、給排水量の制御を行っている。改質器３については燃料電池スタック１の発電量に応じて、燃料ガスの供給量や改質温度の制御を行っている。 FIG. 1 shows a stationary fuel cell system according to a first embodiment of the present invention. The stationary fuel cell system 10 includes a fuel cell stack 1 that is a stack of fuel cells, and an exhaust heat utilization unit 2 that effectively uses heat generated by power generation of the fuel cell stack 1. The fuel is reformed through the reformer 3 and supplied to the fuel cell stack 1. The control unit 4 controls the fuel cell stack 1, the exhaust heat utilization unit 2, and the reformer 3, and the power generation amount of the fuel cell stack 1 is controlled according to the power used. The exhaust heat utilization unit 2 controls the amount of hot water stored, the temperature of stored hot water, and the amount of water supply / drainage. The reformer 3 controls the supply amount of fuel gas and the reforming temperature in accordance with the power generation amount of the fuel cell stack 1.
前記燃料電池スタック１、排熱利用ユニット及び前記制御部４などは筐体１１に収納されている。筐体１１には、筐体にかかる衝撃を検知する衝撃検知手段１２が配置されている。衝撃検知手段１２は衝撃を加速度として検知し、前記制御部に伝達している。制御部４は、予め記憶された所定値以上の加速度を検知した際に燃料電池スタック１、排熱利用ユニット２、改質器３の制御を行っている。 The fuel cell stack 1, the exhaust heat utilization unit, the control unit 4, and the like are housed in a housing 11. The housing 11 is provided with impact detection means 12 for detecting an impact applied to the housing. The impact detection means 12 detects the impact as acceleration and transmits it to the control unit. The control unit 4 controls the fuel cell stack 1, the exhaust heat utilization unit 2, and the reformer 3 when detecting an acceleration equal to or higher than a predetermined value stored in advance.
筐体１１には衝撃検知手段１２からの出力信号に基づいて作動する警報手段１３が配置されており、制御部４は警報の動作を制御している。 The casing 11 is provided with alarm means 13 that operates based on an output signal from the impact detection means 12, and the control unit 4 controls the alarm operation.
以下、各構成要素を説明する。 Hereinafter, each component will be described.
燃料電池スタック１は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池セルの積層体である。燃料ガスは、水素ガスまたは少なくとも水素を含む燃料ガスまたは天然ガス、都市ガスなどを改質した燃料ガスが用いられる。酸化剤ガスは酸素ガスまたは少なくとも酸素を含む酸化剤ガスが用いられるが、一般的には空気を用いることができる。 The fuel cell stack 1 is a stack of fuel cells that generate power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas. As the fuel gas, hydrogen gas or fuel gas containing at least hydrogen, or natural gas, city gas, or the like is used. As the oxidant gas, an oxygen gas or an oxidant gas containing at least oxygen is used. Generally, air can be used.
改質器３は、燃料ガスが天然ガス、都市ガス、灯油など直接燃料ガスとして利用できない場合に設置される。上記燃料は種々の炭素化合物、窒素化合物、硫黄化合物を含み、これらは一般に燃料電池セルの発電特性、寿命特性に悪影響を与えるためできる限り除去する必要がある。改質器３はこれらの燃料を純粋な水素ガスに近い燃料ガスに改質し燃料電池スタック１に供給している。改質器３の前後には必要に応じて不純物除去のためのフィルターや燃料ガス、酸化剤ガスを加湿するための加湿器を設けてもよい。 The reformer 3 is installed when the fuel gas cannot be used directly as a fuel gas such as natural gas, city gas, or kerosene. The above-mentioned fuel contains various carbon compounds, nitrogen compounds, and sulfur compounds, which generally need to be removed as much as possible because they adversely affect the power generation characteristics and life characteristics of fuel cells. The reformer 3 reforms these fuels into fuel gas close to pure hydrogen gas and supplies it to the fuel cell stack 1. A filter for removing impurities and a humidifier for humidifying the oxidant gas may be provided before and after the reformer 3 as necessary.
排熱利用ユニット２は、燃料電池スタック１からの発熱を有効に利用するために設けられる。排熱の利用手段としては、蓄熱、熱電変換など種々の利用手段があるが、家庭用としては水を熱交換して湯として貯湯するための貯湯ユニットが好適である。貯湯ユニットの湯は、家庭内で給湯、暖房などに利用される。 The exhaust heat utilization unit 2 is provided in order to effectively use the heat generated from the fuel cell stack 1. As exhaust heat utilization means, there are various utilization means such as heat storage and thermoelectric conversion. For home use, a hot water storage unit for exchanging water and storing it as hot water is preferable. Hot water of the hot water storage unit is used for hot water supply and heating at home.
制御部４は、これらの燃料電池スタック１、排熱利用ユニット２と改質器３などの制御を行っている。例えば、家庭内の電力の利用量に応じて燃料電池スタックの発電量を変える場合は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給量と改質器の制御が必要である。貯湯ユニットについては、湯量、湯温の設定が必要である。実際には、発電量が多い時は発熱も多く効率的に熱交換が可能であるが、発電量が少ない場合には発熱量が減るので熱交換速度に応じた給排水量の制御が必要になる。また利用される湯量によって、燃料電池スタックの発熱量が不足する場合を想定して内部に別途ヒータを設置する場合もあり、ヒータも含めて湯量や湯温の制御を行う。 The control unit 4 controls the fuel cell stack 1, the exhaust heat utilization unit 2, the reformer 3, and the like. For example, when the power generation amount of the fuel cell stack is changed in accordance with the amount of electric power used in the home, it is necessary to control the supply amount of fuel gas and oxidant gas and the reformer. About hot water storage unit, setting of hot water quantity, hot water temperature is necessary. Actually, when the amount of power generation is large, heat can be generated and heat can be exchanged efficiently. However, when the amount of power generation is small, the amount of heat generation decreases, so it is necessary to control the amount of water supply and drainage according to the heat exchange rate. . In addition, a heater may be separately installed inside assuming that the amount of heat generated by the fuel cell stack is insufficient depending on the amount of hot water used, and the amount of hot water and the temperature of the hot water are controlled including the heater.
このように燃料電池システムは可燃性の燃料ガス、電力、湯を扱うため、燃料電池システムの起動、停止やエラー発生時などの際、安全性確保のために制御部４は改質器３、燃料電池スタック１、貯湯ユニット２、ガスの供給、給排水、発電給電を複雑に制御している。 Since the fuel cell system handles flammable fuel gas, electric power, and hot water in this way, the control unit 4 is provided with the reformer 3 to ensure safety when the fuel cell system is started, stopped, or when an error occurs. The fuel cell stack 1, hot water storage unit 2, gas supply, water supply / drainage, and power generation / power supply are controlled in a complex manner.
本発明の燃料電池システムの筐体１１には、衝撃検知手段１２が設けられている。衝撃検知手段１２は、燃料電池スタック１、排熱利用ユニット２、改質器３などに複数設けてもよいが、筐体１０に設けることで、外部からの衝撃を高感度に検知することが可能であり、いち早く燃料電池システムへのフィードバックが可能となるので好ましい。また燃料電池システムは屋外に設置されることが多く、防風雨、防塵のため衝撃検知手段１２は筐体１１の内壁に設置することが好ましい。 The casing 11 of the fuel cell system of the present invention is provided with impact detection means 12. A plurality of impact detection means 12 may be provided in the fuel cell stack 1, the exhaust heat utilization unit 2, the reformer 3, etc., but by providing the impact detection means 12 in the housing 10, it is possible to detect external impact with high sensitivity. This is preferable because it is possible to provide feedback to the fuel cell system as soon as possible. Further, the fuel cell system is often installed outdoors, and the impact detection means 12 is preferably installed on the inner wall of the housing 11 for wind and rain protection.
衝撃検知手段１２としては、エアーバックやロボット、カーナビゲーションシステムに利用される加速度センサーを用いてよい。加速度センサーは、一軸加速度センサー、三軸加速度センサー、角加速度センサーなどの種類があるが、筐体に設置してあれば外部からの衝撃の検知は可能でありその種類や個数は上記に限定されない。このうち一軸加速度センサーは、特に安全性に関わる部分や衝撃に弱い部分や方向を想定し、目的に応じて筐体の特定箇所に選択的に設置する場合に好適である。また、三軸加速度センサーは全方向からの衝撃について信号検知が可能であり、設置個数を少なくできるので特に好ましく用いることができる。これらの加速度センサーの設置箇所は限定されないが、筐体上部に設置すれば揺れが大きく高感度な衝撃検知が可能となるので好ましい。 As the impact detection means 12, an acceleration sensor used for an air bag, a robot, or a car navigation system may be used. There are various types of acceleration sensors, such as a single-axis acceleration sensor, a three-axis acceleration sensor, and an angular acceleration sensor. However, if they are installed in a housing, they can detect external impacts, and the types and number of them are not limited to the above. . Among these, the uniaxial acceleration sensor is particularly suitable for a case where a part relating to safety, a part vulnerable to shock, or a direction is assumed, and is selectively installed at a specific part of the housing according to the purpose. In addition, the triaxial acceleration sensor can detect signals with respect to impacts from all directions, and can be particularly preferably used because the number of installations can be reduced. The installation location of these acceleration sensors is not limited, but it is preferable to install the acceleration sensor on the upper part of the casing because the vibration is large and highly sensitive impact detection is possible.
本発明の燃料電池システムの筐体１には、警報手段１３が設けられている。警報手段１３は警報器や回転灯、信号灯を用いてよい。警報音、回転灯の点滅パターンや色は限定されないが、複数のパターンや色をもつものであれば、警報の種類を複数設定できるのでより好ましく用いることができる。 The casing 1 of the fuel cell system of the present invention is provided with alarm means 13. The alarm means 13 may use an alarm device, a rotating lamp, or a signal lamp. The alarm sound and the blinking pattern and color of the revolving light are not limited. However, any type having a plurality of patterns and colors can be used more preferably because a plurality of types of alarms can be set.
外部からの衝撃としては、地震や事故による大きな衝撃が想定される。またこのほかに、小さい地震や子供の遊びなどの種々の小さい衝撃を検知する場合が想定される。制御部４に予め所定の加速度を定めておき、所定値以上の加速度を検知した場合に燃料電池システムを制御するようにしておくとよい。所定の加速度以上を検知した場合でも、直後にシステムを停止するのではなく、一定の時間を設けて、一定時間内に一定加速度以上の衝撃を検知しなかった場合、システムが復帰するように制御部４を設定してもよい。また比較的大きな衝撃で、線路付近の家屋の振動や高層ビルの上階の揺れなどで一定時間を超える場合が想定される。このような振動、衝撃は周期性をもつことがよく知られている。衝撃検知手段１２または制御部４が、これらの特定の周期性を持つ振動・衝撃をキャンセルする機能を有することにより、不必要な定置用燃料電池システムの停止を防ぐことができる。学習機能を設けて特定の周期性を持つ振動・衝撃を衝撃検知手段１２または制御部４に記憶させることも可能であり、より信頼性の高い定置用燃料電池システム１０の実現可能性がある。 As an external impact, a large impact due to an earthquake or an accident is assumed. In addition, it is assumed that various small impacts such as small earthquakes and children's play are detected. A predetermined acceleration may be determined in advance in the control unit 4, and the fuel cell system may be controlled when an acceleration greater than a predetermined value is detected. Even if a certain acceleration or more is detected, the system is not stopped immediately, but a certain time is provided so that if an impact exceeding a certain acceleration is not detected within a certain time, the system is controlled to return. Part 4 may be set. In addition, a relatively large impact may be expected to exceed a certain amount of time due to vibrations of houses near the railway or shaking of the upper floors of high-rise buildings. It is well known that such vibration and impact have periodicity. Since the impact detection means 12 or the control unit 4 has a function of canceling vibrations / impacts having these specific periodicities, it is possible to prevent an unnecessary stationary fuel cell system from being stopped. It is possible to store a vibration / impact having a specific periodicity in the impact detecting means 12 or the control unit 4 by providing a learning function, and there is a possibility of realizing a more reliable stationary fuel cell system 10.
以下、本発明の実施の形態に係る定置用燃料電池システム１０の動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the stationary fuel cell system 10 according to the embodiment of the present invention will be described.
例えば地震が発生した場合、ガス会社によるガス供給停止、水道会社による給水停止、災害による給電停止など、ガス、水、電気がシステムの制御と無関係に停止される場合があるが、燃料電池システムは前記のように可燃性の燃料ガス、大電力、大量の湯を取扱うシステムであり、安全性や信頼性確保のためには、可能な限り制御部による制御によって停止、起動などの動作を行うことが好ましい。本発明の実施の形態に係る定置用燃料電池システムは、筐体に設置した衝撃検知手段によりいち早く外部からの衝撃を検知することが可能であり、制御部４が異常発生を検知した場合に、制御部により燃料電池システムの動作を行うものである。 For example, when an earthquake occurs, gas, water, and electricity may be stopped regardless of system control, such as gas supply stop by gas company, water supply stop by water company, power supply stop due to disaster, etc. As mentioned above, it is a system that handles flammable fuel gas, large electric power, and a large amount of hot water, and in order to ensure safety and reliability, operations such as stopping and starting are performed by control by the control unit as much as possible. Is preferred. The stationary fuel cell system according to the embodiment of the present invention can quickly detect an external impact by the impact detection means installed in the housing, and when the control unit 4 detects the occurrence of an abnormality, The operation of the fuel cell system is performed by the control unit.
制御部には予め所定の加速度を定めておき、所定値以上の加速度を検知した際に燃料電池システムを制御する。燃料電池システムが外部から受ける衝撃はさまざまに想定されるので、制御部に定める所定の加速度は複数設定するとよく、加速度の程度によりシステムの制御パターンも複数設けるとより好ましい。例えば地震であっても震度によって、システムへの影響が変わるため、震度によってシステムの制御パターンを変えることが可能となる。特に地震を想定した場合、加速度と同時に揺れの周期を考慮すると地震の震度をより正確に把握でき、より信頼性の高い燃料電池システムを実現できる。 A predetermined acceleration is set in advance in the control unit, and the fuel cell system is controlled when an acceleration greater than a predetermined value is detected. Since the fuel cell system receives various impacts from the outside, it is preferable to set a plurality of predetermined accelerations determined in the control unit, and it is more preferable to provide a plurality of system control patterns depending on the degree of acceleration. For example, even if it is an earthquake, the influence on the system changes depending on the seismic intensity, so that the control pattern of the system can be changed depending on the seismic intensity. In particular, when an earthquake is assumed, taking into account the period of shaking simultaneously with acceleration, the seismic intensity of the earthquake can be grasped more accurately, and a more reliable fuel cell system can be realized.
衝撃を検知した後の燃料電池システムの動作は衝撃の程度、回数などにより、複数パターン設けることが好ましい。例えば、比較的小さい加速度以上を検知した場合、直後にシステムを停止するのではなく、一定の時間（以下、待機状態）を設けて、一定時間内に一定加速度以上の衝撃を検知しなかった場合、システムが復帰するように制御部４を設定してもよい。 The operation of the fuel cell system after detecting the impact is preferably provided with a plurality of patterns depending on the degree and number of impacts. For example, when a relatively small acceleration or more is detected, the system is not stopped immediately, but a certain time (hereinafter referred to as standby state) is provided, and an impact exceeding a certain acceleration is not detected within a certain time. The control unit 4 may be set so that the system returns.
図２に本発明の実施形態に係る定置用燃料電池システムの動作フロー図を示す。 FIG. 2 shows an operation flowchart of the stationary fuel cell system according to the embodiment of the present invention.
衝撃の程度の大・中・小は、大きな衝撃は車の追突や震度５以上（加速度１００ｃｍ・ｓｅｃ−２以上）、中程度の衝撃は電車の振動や震度３〜５未満の地震（加速度１０以上１００ｃｍ・ｓｅｃ−２未満）、比較的小さい衝撃は窃盗時における初期振動や震度３未満（加速度１０ｃｍ・ｓｅｃ−２未満）が目安となる。 For large, medium and small impacts, large impacts are rear-end collisions and seismic intensity of 5 or higher (acceleration 100 cm · sec -2 or higher), and moderate impacts are train vibrations or earthquakes with an intensity of less than 3-5 (acceleration 10 Above 100 cm · sec −2 ), relatively small impacts are based on initial vibration at the time of theft and seismic intensity less than 3 (acceleration less than 10 cm · sec −2 ).
大きな衝撃を検知した場合は、重大事故につながる可能性が高いため、たとえ１回の検知であってもシステムは停止することが好ましい。また、“ガスと電気”や“水と電気”は複合的に二次災害を起こす可能性があるため、大きな衝撃の場合はガス、水、電気のすべてを遮断するよう制御することが好ましい。この場合、ガス、水、電気をいったん遮断した後、漏水、漏電の異常のチェックを行った後、システムを再起動するよう設定しておくと安全性が確保できるので好ましい。 If a large impact is detected, there is a high possibility that it will lead to a serious accident. Therefore, it is preferable to stop the system even if it is detected once. In addition, since “gas and electricity” and “water and electricity” may cause a secondary disaster in combination, it is preferable to control to shut off all of gas, water, and electricity in the case of a large impact. In this case, it is preferable to set the system so that the system is restarted after the gas, water, and electricity are cut off and then checked for abnormalities in water leakage and leakage.
中程度の衝撃により中程度以上の加速度を検知した場合は、いったんガスの供給を停止し、一定時間内に継続して加速度を検知した場合に電気・水を含めたシステム全体を停止する制御を行うようにすれば、システムの利便性を損なわないので好ましい。（ガス供給を停止した状態を待機状態とする。）待機状態は、衝撃を検知した時のシステムの状態によりいくつかの制御パターンを設定する必要があるが、火災、爆発など大きな二次災害につながる可能性があるガスは優先して停止するとよい。また、待機状態においてガス停止が例えば１０分以内などの短時間であれば、燃料電池スタック内のガスの残存、改質器の保持温度など、システムを再起動するまでの時間が短時間になる。待機状態の時間は、これらシステム復帰に対する影響度と衝撃の程度がシステムに与える影響度を考慮して設定するとより好ましい。 When a medium or higher acceleration is detected due to a medium impact, the gas supply is stopped once, and when the acceleration is detected within a certain period of time, the entire system including electricity and water is stopped. This is preferable because it does not impair the convenience of the system. (The state where the gas supply is stopped is set as the standby state.) In the standby state, it is necessary to set several control patterns depending on the state of the system when an impact is detected. The gas that may be connected should be stopped with priority. In addition, if the gas stop in the standby state is a short time, for example, within 10 minutes, the time until the system is restarted becomes short, such as the remaining gas in the fuel cell stack and the reformer holding temperature. . It is more preferable that the standby time is set in consideration of the degree of influence on the system recovery and the degree of impact on the system.
さらに中程度の衝撃の場合、線路付近の家屋の振動や高層ビルの上階の揺れなど、比較的大きくかつ頻繁に発生する加速度を検知してしまう場合がある。これらの衝撃が周期性ももつことは知られているので、予め制御部に衝撃のパターンを記憶させておいてキャンセルする機能をもたせるとシステムの利便性が向上するので、好ましい。 Furthermore, in the case of a moderate impact, a relatively large and frequently generated acceleration may be detected, such as vibration of a house near the track or shaking of the upper floor of a high-rise building. Since it is known that these impacts also have periodicity, it is preferable to have a function of canceling by storing the impact pattern in advance in the control unit, because the convenience of the system is improved.
また、中程度以上の加速度の場合、衝撃検知の記録を残すようにすれば、システムのチェックなどメンテナンスの判断にも役に立つ。さらに制御部に学習機能をもたせ、記録した衝撃の回数、加速度の大きさ、方向、周期、角速度などから、予め想定できない種々の日常的な衝撃に対してキャンセルが可能となりシステムの信頼性が増すのでより好ましい。 In addition, if the acceleration is moderate or higher, keeping a record of the impact detection is useful for maintenance checks such as system checks. In addition, the control unit has a learning function that can cancel various daily impacts that cannot be anticipated in advance, from the number of recorded impacts, the magnitude, direction, period, angular velocity, etc. of the impact, thus increasing the reliability of the system. It is more preferable.
比較的小さい衝撃により比較的小さな加速度を検知した場合は、緊急にシステム停止を行う必要はないが、これらの衝撃は中程度以上の衝撃の前兆となる場合があり、また小さな衝撃が継続する場合は窃盗の可能性もある。小さな衝撃を検知した場合でも、いったんシステムは待機状態とし、一定時間内に一定加速度以上の衝撃の有無により、システムの停止・復帰の制御を行うと好ましい。 If a relatively small acceleration is detected by a relatively small impact, there is no need to urgently shut down the system, but these impacts may be a precursor to moderate or higher impacts, and small impacts continue. May also be stolen. Even when a small impact is detected, it is preferable that the system is once in a standby state, and the stop / return control of the system is performed according to the presence or absence of an impact exceeding a certain acceleration within a certain time.
本発明の実施の形態に係る燃料電池システムの制御は、システムに供給されるガス、電気、水のうち少なくともひとつを遮断するよう動作することが好ましい。ガスは火災、爆発など二次災害の要因になりうるので、特に優先して遮断するように制御することが好ましい。またガスを遮断した後、システム内の残留ガスも危険なので不活性ガスで燃料電池スタックなどをパージすると安全性が向上するので、より好ましい。 The control of the fuel cell system according to the embodiment of the present invention preferably operates so as to shut off at least one of gas, electricity, and water supplied to the system. Since gas can cause secondary disasters such as fires and explosions, it is preferable to control the gas so that it is cut off with priority. Moreover, since the residual gas in the system is also dangerous after the gas is shut off, it is more preferable to purge the fuel cell stack or the like with an inert gas because safety is improved.
本発明の実施の形態に係る定置用燃料電池システムには警報手段１３を設けている。前記したように警報手段は複数の警報パターンを設定しておくことが好ましい。衝撃の程度に応じた警報の発令や、衝撃を検知した後のシステムの制御状態（例えば、小さい衝撃を１回検知した状態、大きな衝撃を検知した状態、揺れ加速の学習中など）を表示する手段として利用可能であり、利用者の利便性を図るために好ましく用いることができる。 The stationary fuel cell system according to the embodiment of the present invention is provided with alarm means 13. As described above, the alarm means preferably sets a plurality of alarm patterns. Display the warning according to the degree of impact and the control status of the system after the impact is detected (for example, the state where a small impact is detected once, the state where a large impact is detected, the learning of shaking acceleration, etc.) It can be used as a means and can be preferably used for the convenience of the user.
また、定置用燃料電池システムは貴金属触媒を利用しており、外部から貴金属を狙った窃盗などの衝撃も想定される。例えば比較的小さい衝撃が短時間に複数回継続した場合や、筐体の開閉部分にセンサーを設置しておいて、衝撃の後に筐体の開閉センサーが開くのを検知した場合に、警告音、通報音などを設定しておくと、燃料電池システムの防犯機能として有効である。 In addition, the stationary fuel cell system uses a noble metal catalyst, and an impact such as theft targeting the noble metal from the outside is also assumed. For example, when a relatively small impact continues several times in a short time, or when a sensor is installed in the opening / closing part of the housing and it is detected that the opening / closing sensor of the housing opens after the impact, Setting a notification sound or the like is effective as a security function for the fuel cell system.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、上記実施の形態には多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment, A various change or improvement is added to the said embodiment. It is clear that this is possible. It is apparent that the embodiment added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
本発明は、燃料ガスまたは燃料を改質したガスを用いて発電する燃料電池と、排熱利用ユニットを具備した定置用燃料電池システムに関し、高い安全性と信頼性を有する定置用燃料電池システムを提供することが可能となる。 The present invention relates to a stationary fuel cell system having a high safety and reliability, and to a fuel cell system that generates power using fuel gas or a gas obtained by reforming fuel and a waste heat utilization unit. It becomes possible to provide.
１ 燃料電池スタック
２ 排熱利用ユニット
３ 改質器
４ 制御部
１０ 定置用燃料電池システム
１１ 筐体
１２ 衝撃検知手段
１３ 警報手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell stack 2 Waste heat utilization unit 3 Reformer 4 Control part 10 Stationary fuel cell system 11 Housing | casing 12 Impact detection means 13 Alarm means
Claims (6)
発電を行うスタックと、
制御部と、
少なくとも前記スタック及び前記制御部を収納する筐体と、
発電の排熱を利用する廃熱利用ユニットと、
前記筐体に配置された筐体の衝撃を検知する衝撃検知手段とを少なくとも有し、
前記衝撃検知手段が制御部に記憶された所定値以上の加速度を検知した際に、発電のために前記定置用燃料電池システムに供給されるガス、電気、水のうち少なくともひとつを遮断する制御を制御部が行うことを特徴とする定置用燃料電池システム。 A stationary fuel cell system that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas,
A stack for generating electricity,
A control unit;
A housing for storing at least the stack and the control unit;
A waste heat utilization unit that uses waste heat of power generation;
And at least an impact detection means for detecting an impact of the casing disposed in the casing,
Control that shuts off at least one of gas, electricity, and water supplied to the stationary fuel cell system for power generation when the impact detection means detects an acceleration greater than a predetermined value stored in the control unit. A stationary fuel cell system, which is performed by a control unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008125556A JP2009277407A (en) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | Stationary fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008125556A JP2009277407A (en) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | Stationary fuel cell system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009277407A true JP2009277407A (en) | 2009-11-26 |
Family
ID=41442665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008125556A Pending JP2009277407A (en) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | Stationary fuel cell system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009277407A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014529856A (en) * | 2011-08-23 | 2014-11-13 | エルジー・ケム・リミテッド | Apparatus and method for improving safety of secondary battery |
| JPWO2018025881A1 (en) * | 2016-08-02 | 2018-08-02 | ダイニチ工業株式会社 | Fuel cell device |
-
2008
- 2008-05-13 JP JP2008125556A patent/JP2009277407A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014529856A (en) * | 2011-08-23 | 2014-11-13 | エルジー・ケム・リミテッド | Apparatus and method for improving safety of secondary battery |
| US9496543B2 (en) | 2011-08-23 | 2016-11-15 | Lg Chem, Ltd. | Secondary battery with movement detection sensor |
| JPWO2018025881A1 (en) * | 2016-08-02 | 2018-08-02 | ダイニチ工業株式会社 | Fuel cell device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW522604B (en) | System and method for early detection of contaminants in a fuel processing system | |
| JP7121700B2 (en) | Nuclear reactor instrumentation system and method for monitoring nuclear power generation system | |
| CN111494840B (en) | Fire early warning and fire extinguishing method for power battery charging cabinet | |
| CN101770680B (en) | Disaster detection alarming device and alarming method thereof | |
| US20220085428A1 (en) | Thermal runaway detection system for batteries within enclosures | |
| CN114284614A (en) | Energy storage system and control method thereof | |
| US20080303532A1 (en) | Combustible-gas sensor, fuel cell system, abnormality detecting method, and fuel cell system control method | |
| EP2916919B1 (en) | Method and system to avoid fire of an electrical device | |
| JP2010067539A5 (en) | ||
| JP2023545632A (en) | Thermal runaway detection system for batteries inside the housing and how to use it | |
| JP2008159462A (en) | Fuel cell device | |
| JP2009043581A (en) | Fuel cell management system, its program, and recording medium recorded with the same | |
| JP2009277407A (en) | Stationary fuel cell system | |
| CN101226375B (en) | Flame-proof explosion-proof control system and method | |
| JP2008309712A (en) | Alarm | |
| JP2002298892A (en) | Fuel cell generation system | |
| CN201340639Y (en) | Fire-alarm | |
| JP5364649B2 (en) | House power supply | |
| JP2011014458A (en) | Fuel cell power generation system | |
| JP2003272684A (en) | Fuel cell generation system | |
| CN116569438A (en) | Thermal runaway detection system for battery within enclosure and method of using same | |
| CA2467012C (en) | System and method for controlling operation of a fuel processing system | |
| JP2004239548A (en) | Combustion system with combustible gas sensor | |
| KR20160038089A (en) | Hydrogen getting apparatus for nuclear power plant | |
| JP2008233951A (en) | Failure information communication system |