JP2016201249A - Fuel cell system - Google Patents

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藥丸　雄一
Yuichi Kusumaru
雄一 藥丸
鵜飼　邦弘
Kunihiro Ukai
邦弘 鵜飼
章典 行正
Akinori Yukimasa
章典 行正
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a fuel cell system in which a power generation section performing autonomous power generation operation during electric outage of a power system can be stopped appropriately.SOLUTION: A fuel cell system includes a power generation unit connected with a power system, and supplying power obtained by power generation based on the electrochemical reaction of a supplied fuel and air to the power system, a switch for making the power generation unit parallel off from the power system during electric outage of the power system, and a controller. A stop process for stopping the autonomous power generation operation of the power generation unit, when the controller determines that the temperature of the power generation unit has gone below a predetermined temperature, in such a case where the power generation unit is made parallel off from the power system by the switch, and the power generation unit performs autonomous power generation operation.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料電池システムに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell system.

燃料電池システムは、発電部として機能する燃料電池本体（セルスタック）に、水素含有ガスと酸素含有ガスとを供給し、水素と酸素との電気化学反応を進行させ、これによって発生した化学的なエネルギーを、電気的なエネルギーとして取り出すシステムである。高効率発電とともに、発電運転の際に発生する熱エネルギーを簡単に利用できるため、高いエネルギー利用効率を実現できる分散型の発電システムとして開発及び商品化が進められている。   A fuel cell system supplies a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas to a fuel cell main body (cell stack) that functions as a power generation unit, and advances an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, thereby generating a chemical generated. This is a system that extracts energy as electrical energy. In addition to high-efficiency power generation, thermal energy generated during power generation operation can be easily used, and therefore, development and commercialization are being promoted as a distributed power generation system that can achieve high energy use efficiency.

例えば、電力系統の停電時に自立発電運転を行っている燃料電池（発電部）を安全に停止させることができる燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示された燃料電池システムでは、燃料電池本体で発電された電力を電力系統に連系させる系統連系リレーを備え、電力系統の停電時には系統連系リレーを開放して燃料電池を電力系統から解列させた状態で、燃料電池の自立発電運転を行えるように構成されている。特許文献１に係る燃料電池システムは、燃料電池の自立発電運転停止処理用の電源となる蓄電池を備えている。そして、特許文献１に係る燃料電池システムでは、自立発電運転の停止命令があったときに、蓄電池に蓄電された電力を用いて燃料電池の発電運転停止処理を実行させる。   For example, a fuel cell system that can safely stop a fuel cell (power generation unit) that is performing a self-sustaining power generation operation at the time of a power failure in a power system has been proposed (for example, Patent Document 1). The fuel cell system disclosed in Patent Document 1 includes a grid interconnection relay that links the power generated by the fuel cell main body to the power grid. When the power grid fails, the grid grid relay is opened to remove the fuel cell. The fuel cell is configured to perform a self-sustaining power generation operation in a state where it is disconnected from the power system. The fuel cell system according to Patent Document 1 includes a storage battery serving as a power source for a self-sustaining power generation operation stop process of the fuel cell. In the fuel cell system according to Patent Document 1, when there is a command to stop the independent power generation operation, the power generation operation stop process of the fuel cell is executed using the power stored in the storage battery.

特開２０１３−９７９４２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-97942

本発明は、一例として、電力系統の停電時に自立発電運転を行っている発電部を適切に停止させることができる燃料電池システムを提案する。   The present invention proposes, as an example, a fuel cell system that can appropriately stop a power generation unit that performs a self-sustained power generation operation at the time of a power failure in an electric power system.

本発明に係る燃料電池システムの一態様（ａｓｐｅｃｔ）は、電力系統と接続され、供給された燃料と空気との電気化学的反応による発電で得られた電力を該電力系統へ供給する発電部と、前記電力系統の停電時に前記発電部を該電力系統から解列させる開閉器と、制御器と、を備え、前記発電部が前記開閉器によって前記電力系統から解列され、自立発電運転を行っている場合において、前記制御器が前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定したときに該発電部の自立発電運転を停止させる停止工程を、該自立発電運転で得られた電力を用いて行う。   An aspect of the fuel cell system according to the present invention is an electricity generation unit connected to an electric power system and supplying electric power obtained by electric power generation by an electrochemical reaction between supplied fuel and air to the electric power system. A switch that disconnects the power generation unit from the power system in the event of a power failure of the power system, and a controller, and the power generation unit is disconnected from the power system by the switch and performs a self-sustaining power generation operation In the case where the controller determines that the temperature of the power generation unit has become equal to or lower than a predetermined temperature, a stop step of stopping the self-power generation operation of the power generation unit is performed using the electric power obtained in the self-power generation operation. Do it.

本発明の一態様に係る燃料電池システムによれば、電力系統の停電時に自立発電運転を行っている発電部を適切に停止させることができるという効果を奏する。   According to the fuel cell system of one aspect of the present invention, there is an effect that the power generation unit performing the self-sustaining power generation operation at the time of power failure of the power system can be appropriately stopped.

図１は、本発明の実施形態１に係る燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 1 of the present invention. 図２は、図１に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an example of a stop process of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system shown in FIG. 本発明の実施形態２に係る燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of schematic structure of the fuel cell system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図４は、図３に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止処理に関する制御器の制御プロセスの一例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of a control process of the controller related to the stop processing of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system shown in FIG. 図５は、図３に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a process of stopping the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system illustrated in FIG. 図６は、本発明の実施形態３に係る燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 3 of the present invention. 図７は、図６に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止処理に関する制御器の制御プロセスの一例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing an example of a control process of the controller related to the stop processing of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system shown in FIG. 図８は、図６に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of a stop process of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system shown in FIG. 図９は、本発明の実施形態４に係る燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 4 of the present invention. 図１０は、図９に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止処理に関する制御器の制御プロセスの一例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a control process of the controller relating to the stop processing of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system illustrated in FIG. 9. 図１１は、図９に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing an example of a stop process of the independent power generation operation in the fuel cell system shown in FIG. 図１２は、本発明の実施形態４の変形例に係る燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing an example of a stand-alone power generation stop process in the fuel cell system according to the modification of Embodiment 4 of the present invention. 図１３は、本発明の実施形態４に係る燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 4 of the present invention. 図１４は、図１３に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止処理に関する制御器の制御プロセスの一例を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of a control process of the controller relating to the stop processing of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system illustrated in FIG. 図１５は、図１３に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing an example of a stop process of the self-sustained power generation operation in the fuel cell system shown in FIG.

（本発明の一形態を得るに至った経緯）
本発明者らは、燃料電池システムの構成に関して鋭意検討を行った。その結果、以下の知見を得た。 (Background to obtaining one embodiment of the present invention)
The present inventors diligently studied on the configuration of the fuel cell system. As a result, the following knowledge was obtained.

特許文献１に係る燃料電池システムでは、自立発電運転状態から発電を停止させる場合、蓄電池に蓄電された電力を用いて、燃料電池の補機である、水、空気、およびガスそれぞれを供給する各供給器と、水、空気、およびガスの各供給経路にそれぞれ設けられた電磁弁と、排熱回収ポンプ等とを動作させることを可能とする。   In the fuel cell system according to Patent Document 1, when power generation is stopped from the self-sustained power generation operation state, each of supplying water, air, and gas, which are auxiliary devices of the fuel cell, using electric power stored in the storage battery It is possible to operate a feeder, a solenoid valve provided in each supply path of water, air, and gas, a waste heat recovery pump, and the like.

しかしながら、蓄電池を設けることは装置の大型化や高コスト化を招くとともに、蓄電池の充電量が不足している場合は、燃料電池の温度低下を十分に行えず、燃料電池を劣化させてしまうという問題を見出した。   However, the provision of a storage battery leads to an increase in size and cost of the device, and if the storage battery is insufficiently charged, the temperature of the fuel cell cannot be sufficiently lowered, and the fuel cell is deteriorated. I found a problem.

そこで、本発明者らは、電力系統の停電時に自立発電運転を行っている燃料電池（発電部）を適切に停止させることができる燃料電池システムについて検討した。特に、蓄電池を設けることなく、発電部の性能低下を防ぎつつ自立発電運転を停止させることができる燃料電池システムについて検討し、その結果、本発明に至った。そして、本発明では具体的には以下に示す態様を提供する。   Accordingly, the present inventors have studied a fuel cell system that can appropriately stop a fuel cell (power generation unit) that is performing a self-sustained power generation operation in the event of a power failure in the power system. In particular, a fuel cell system capable of stopping a self-sustained power generation operation while preventing a decrease in performance of the power generation unit without providing a storage battery has been studied, and as a result, the present invention has been achieved. The present invention specifically provides the following modes.

本発明の第１の態様に係る燃料電池システムは、電力系統と接続され、供給された燃料と空気との電気化学的反応による発電で得られた電力を該電力系統へ供給する発電部と、前記電力系統の停電時に前記発電部を該電力系統から解列させる開閉器と、制御器と、を備え、前記発電部が前記開閉器によって前記電力系統から解列され、自立発電運転を行っている場合において、前記制御器が前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定したときに該発電部の自立発電運転を停止させる停止工程を、該自立発電運転で得られた電力を用いて行う。   A fuel cell system according to a first aspect of the present invention includes a power generation unit that is connected to an electric power system and supplies electric power obtained by power generation by an electrochemical reaction between supplied fuel and air to the electric power system, A switch that disconnects the power generation unit from the power system in the event of a power failure of the power system, and a controller, and the power generation unit is disconnected from the power system by the switch and performs a self-sustaining power generation operation. In the case where the controller determines that the temperature of the power generation unit has become equal to or lower than a predetermined temperature, a stop step of stopping the self-power generation operation of the power generation unit is performed using the power obtained in the self-power generation operation. Do.

また、本発明の第２の態様に係る燃料電池システムは、上記した第１の態様において、前記発電部の温度を検出する発電部温度検出器と、前記発電部に空気を供給する空気供給器と、前記発電部に燃料を供給する燃料供給器と、をさらに備え、前記停止工程では、前記制御器は、前記発電部による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を受け付けると前記発電部への空気の供給量を増加させるように前記空気供給器を制御するとともに、前記発電部への燃料の供給量を低下させるように前記燃料供給器を制御し、前記発電部温度検出器の検出結果に基づき、該発電部の温度が所定温度以下になったと判定した場合、前記発電部の自立発電運転を停止させるように構成されていてもよい。   The fuel cell system according to the second aspect of the present invention is the fuel cell system according to the first aspect described above, wherein the power generation unit temperature detector detects the temperature of the power generation unit, and the air supplier supplies air to the power generation unit. And a fuel supplier for supplying fuel to the power generation unit, and in the stop step, when the controller receives a stop command for instructing to stop the self-sustained power generation operation by the power generation unit, the power generation unit The air supply unit is controlled to increase the amount of air supplied to the power source, and the fuel supply unit is controlled to decrease the amount of fuel supplied to the power generation unit. Based on the result, when it is determined that the temperature of the power generation unit has become equal to or lower than a predetermined temperature, the self-power generation operation of the power generation unit may be stopped.

また、本発明の第３の態様に係る燃料電池システムは、上記した第１の態様において、前記発電部による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を受け付けてからの経過時間を計測する計時部と、前記発電部に空気を供給する空気供給器と、前記発電部に燃料を供給する燃料供給器と、をさらに備え、前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると前記発電部への空気の供給量を増加させるように前記空気供給器を制御するとともに、前記発電部への燃料の供給量を低下させるように前記燃料供給器を制御し、前記計時部により計測された経過時間が所定時間以上となる場合、該発電部の温度が所定温度以下になったと判定し、前記発電部の自立発電運転を停止させるように構成されていてもよい。   Further, the fuel cell system according to a third aspect of the present invention is the time measurement for measuring the elapsed time since receiving the stop instruction instructing the operation stop of the self-sustaining power generation operation by the power generation unit in the first aspect described above. And an air supply unit that supplies air to the power generation unit, and a fuel supply unit that supplies fuel to the power generation unit, and in the stop step, the controller receives the stop command when the stop command is received. The air supply unit is controlled to increase the amount of air supplied to the power generation unit, and the fuel supply unit is controlled to decrease the amount of fuel supply to the power generation unit, which is measured by the time measuring unit. When the elapsed time is equal to or longer than the predetermined time, it may be determined that the temperature of the power generation unit has become equal to or lower than the predetermined temperature, and the self-power generation operation of the power generation unit is stopped.

また、本発明の第４の態様に係る燃料電池システムは、上記した第１から第３のいずれか１つの態様において、供給された前記燃料を改質して改質ガスを生成する改質器と、前記改質器に前記燃料の改質に利用する改質水を供給する水供給器と、を備え、前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると前記改質器への改質水の供給量を低下させるように前記水供給器を制御し、前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定した場合、前記発電部の自立発電運転を停止させる請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。   A fuel cell system according to a fourth aspect of the present invention is the reformer for reforming the supplied fuel to generate a reformed gas in any one of the first to third aspects described above. And a water supply for supplying reforming water to be used for reforming the fuel to the reformer, and in the stop step, the controller receives the stop command to the reformer. The self-power generation operation of the power generation unit is stopped when it is determined that the water supply unit is controlled so as to reduce the supply amount of the reforming water and the temperature of the power generation unit is equal to or lower than a predetermined temperature. 4. The fuel cell system according to any one of 3.

また、本発明の第５の態様に係る燃料電池システムは、上記した第４の態様において、前記制御器は、前記停止工程において、前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定した後であって、前記発電部の自立発電運転を停止させる前に、前記空気供給器による前記空気の供給と、前記水供給器による前記改質水の供給とを停止するように制御し、前記燃料供給器により供給される燃料によって前記発電部内をパージするように構成されていてもよい。   The fuel cell system according to a fifth aspect of the present invention is the fuel cell system according to the fourth aspect, after the controller determines that the temperature of the power generation unit has become equal to or lower than a predetermined temperature in the stop step. And controlling the supply of the air by the air supply unit and the supply of the reforming water by the water supply unit before stopping the self-sustaining power generation operation of the power generation unit, and supplying the fuel The power generation unit may be purged with fuel supplied by a generator.

また、本発明の第６の態様に係る燃料電池システムは、上記した第１から第５の態様のいずれか１つの態様において、前記発電部で発生した排熱と水との間で熱交換させ、該水を加熱する熱交換器と、前記熱交換器によって加熱された水を貯留する貯湯タンクと、前記水が有する熱を外気へと放散させるラジエータと、前記ラジエータに前記外気を送り込むラジエータファンと、前記貯湯タンク内の前記水が前記熱交換器および前記ラジエータを介して該貯湯タンク内に戻るように設けられた循環流路と、前記循環流路を通じて前記貯湯タンク内の前記水を循環させる循環ポンプと、を備え、前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると、出力を上げるように前記ラジエータファンおよび前記循環ポンプを制御するように構成されていてもよい。   The fuel cell system according to the sixth aspect of the present invention is the fuel cell system according to any one of the first to fifth aspects described above, wherein heat is exchanged between the exhaust heat generated in the power generation unit and water. A heat exchanger that heats the water, a hot water storage tank that stores water heated by the heat exchanger, a radiator that dissipates the heat of the water to the outside air, and a radiator fan that sends the outside air to the radiator A circulation channel provided so that the water in the hot water storage tank returns to the hot water storage tank via the heat exchanger and the radiator, and circulates the water in the hot water storage tank through the circulation channel A circulating pump that controls the radiator fan and the circulating pump to increase the output when the controller receives the stop command. It may have been made.

また、本発明の第７の態様に係る燃料電池システムは、上記した第１から第６の態様のいずれか１つの態様において、前記所定温度は、通常発電運転時の前記発電部の温度よりも低い温度であってもよい。   The fuel cell system according to a seventh aspect of the present invention is the fuel cell system according to any one of the first to sixth aspects, wherein the predetermined temperature is higher than a temperature of the power generation unit during a normal power generation operation. It may be a low temperature.

以下、実施形態の具体例について、図面を参照して説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一または対応する構成部材には同一の参照符号を付して、その説明については省略する場合がある。   Hereinafter, a specific example of the embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding components are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and the description thereof may be omitted.

［実施形態１］
（燃料電池システムの構成）
まず、図１を参照して本発明の実施形態１に係る燃料電池システム１００の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る燃料電池システム１００の概略構成の一例を示すブロック図である。図１において、電力回路を実線で示し、外部から供給される空気および燃料の流通経路を矢印で示している。 [Embodiment 1]
(Configuration of fuel cell system)
First, the configuration of a fuel cell system 100 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a fuel cell system 100 according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the power circuit is indicated by a solid line, and the flow paths of air and fuel supplied from the outside are indicated by arrows.

図１に示すように、本実施の形態における燃料電池システム１００は、電力系統１と接続され、供給された燃料と空気（酸化剤ガス）との電気化学的反応による発電で得られた電力を該電力系統１へ供給する発電部５と、電力系統１の停電時に発電部５を該電力系統１から解列させる開閉器２と、制御器３と、を備えている。   As shown in FIG. 1, a fuel cell system 100 in the present embodiment is connected to a power system 1 and uses electric power obtained by power generation by an electrochemical reaction between supplied fuel and air (oxidant gas). A power generation unit 5 that supplies power to the power system 1, a switch 2 that disconnects the power generation unit 5 from the power system 1 when a power failure occurs in the power system 1, and a controller 3 are provided.

発電部５は、例えば燃料電池の本体部を構成するセルスタックである。発電部５に供給される燃料としては、例えば、不図示の水素生成装置等で生成した水素含有ガスが例示できる。   The power generation unit 5 is, for example, a cell stack that constitutes a main body of a fuel cell. Examples of the fuel supplied to the power generation unit 5 include a hydrogen-containing gas generated by a hydrogen generator (not shown).

電力系統１は、例えば、電力を需要家の受電設備に供給するための、発電、変電、送電、配電を統合したシステムである。燃料電池システム１００では、電力系統１が停電しておらず、かつ、発電部５が発電運転を行っている場合、開閉器２を短絡することで、発電部５で発電された電力を、開閉器２を介して電力系統１へ供給することができる。そして、燃料電池システム１００では、発電部５で発電された電力を、例えば電力系統１側へ売電することができる。   The power system 1 is, for example, a system that integrates power generation, power transformation, power transmission, and power distribution to supply power to a power receiving facility of a consumer. In the fuel cell system 100, when the power system 1 is not out of power and the power generation unit 5 is performing a power generation operation, the power generated by the power generation unit 5 can be opened and closed by short-circuiting the switch 2. It can be supplied to the power system 1 via the device 2. In the fuel cell system 100, the power generated by the power generation unit 5 can be sold to, for example, the power system 1 side.

さらにまた、燃料電池システム１００では、発電部５で発電された電力を、図１では特に図示していないが燃料電池システム１００が有する、例えば補機類等の各部材、ならびに、この補機類等の各部材の各種制御を行う制御器３にも供給することができる。   Furthermore, in the fuel cell system 100, the electric power generated by the power generation unit 5 is not particularly illustrated in FIG. 1, but the fuel cell system 100 has components such as auxiliary machines, and the auxiliary machines. It is also possible to supply the controller 3 that performs various controls of each member.

なお、発電部５は、発電部５で発電され、得られた電力を、電力系統１において使用できる電力に変換する機器であるパワーコンディショナを備えていてもよい。パワーコンディショナは、発電部５での発電で得られた直流電力（例えばＤＣ８０〜１６０Ｖ）を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ、および補機類等に供給する直流電力（例えばＤＣ１２〜２４Ｖ）を生成するＤＣ−ＤＣコンバータを有した第２電源基盤と、この第２電源基盤で、例えばＤＣ２２０Ｖ程度に昇圧された直流電力を電力系統１に供給するために交流電力（例えば単相ＡＣ２００Ｖ）に変換するＤＣ−ＡＣインバータを有した第１電源基盤とを備えた構成としてもよい。   The power generation unit 5 may include a power conditioner that is a device that converts the electric power generated by the power generation unit 5 into electric power that can be used in the power system 1. The power conditioner generates DC power (for example, DC 12 to 24 V) to be supplied to a DC-DC converter that boosts DC power (for example, DC 80 to 160 V) obtained by power generation in the power generation unit 5 and auxiliary equipment. A DC that converts a DC power boosted to, for example, about 220V DC to AC power (for example, single-phase AC200V) by using the second power source board having a DC-DC converter and supplying the DC power boosted to about 220V DC to the power system 1, for example. -It is good also as a structure provided with the 1st power supply base | substrate which has AC inverter.

制御器３は、燃料電池システム１００が備える各部の各種制御を行う。特に、詳細は後述するが、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程を実施するように燃料電池システム１００が備える各部を制御することができる。   The controller 3 performs various controls of each part provided in the fuel cell system 100. In particular, as will be described in detail later, the controller 3 can control each unit included in the fuel cell system 100 so as to perform a stop process for stopping the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5.

制御器３は、制御機能を有するものであればどのような構成であってもよい。例えば、制御器３は、不図示の演算処理部と、制御プログラムを記憶する不図示の記憶部とを備える構成であってもよい。演算処理部としては、例えば、１つ以上の演算回路からなる構成が例示できる。演算回路は、例えば、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）、またはＣＰＵ等が挙げられる。記憶部は、例えば、１つ以上の記憶回路からなる構成が例示できる。記憶回路としては、例えば、半導体メモリ等が挙げられる。制御器３は、燃料電池システム１００の各部に対して集中制御を行う単独の制御部で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御部から構成されていてもよい。   The controller 3 may have any configuration as long as it has a control function. For example, the controller 3 may include a calculation processing unit (not shown) and a storage unit (not shown) that stores a control program. As an arithmetic processing part, the structure which consists of one or more arithmetic circuits can be illustrated, for example. Examples of the arithmetic circuit include an MPU (microprocessor) or a CPU. For example, the storage unit may be configured by one or more storage circuits. Examples of the memory circuit include a semiconductor memory. The controller 3 may be configured by a single control unit that performs centralized control on each unit of the fuel cell system 100, or may be configured by a plurality of control units that perform distributed control in cooperation with each other. .

一方、発電部５による発電運転が停止している場合は、この発電部５から燃料電池システム１００を構成する各部材に電力を供給することができない。この場合、燃料電池システム１００を構成する各部材には、開閉器２を介して接続されている電力系統１から電力が供給される構成としてもよい。このように構成される場合、例えば、不図示のパワーコンディショナが有する第１電源基盤のＤＣ−ＡＣインバータを逆動作させて直流電力を生成させ、この直流電力から第２電源基盤が、例えば、ＤＣ１２ＶとＤＣ２４Ｖを生成し、燃料電池システム１００が備える補機類等の各部材および制御器３に供給してもよい。   On the other hand, when the power generation operation by the power generation unit 5 is stopped, power cannot be supplied from the power generation unit 5 to each member constituting the fuel cell system 100. In this case, each member constituting the fuel cell system 100 may be configured to be supplied with power from the power system 1 connected via the switch 2. When configured in this way, for example, a DC power supply inverter (not shown) having a first power supply base DC-AC inverter is reversely operated to generate DC power, and from this DC power, the second power supply base is, for example, DC12V and DC24V may be generated and supplied to each member such as auxiliary equipment included in the fuel cell system 100 and the controller 3.

また、発電部５が発電運転中に電力系統１が停電した場合、燃料電池システム１００では、発電部５で得られた電力を電力系統１に供給することができない。つまり、電力系統１が停電している場合、発電部５で得られた電力をこの電力系統１に売電することが禁止されている。そのため、燃料電池システム１００では、開閉器２を開放させて発電部５を電力系統１から解列させるとともに、電力系統１から解列された状態で発電部５による発電運転を継続させる。なお、本明細書では、電力系統１から解列された状態で、発電部５により得られた電力を、例えばパワーコンディショナ等を介して燃料電池システム１００が有する各部材に供給し、発電部５の発電を維持することを自立発電運転と称する。   Further, when the power system 1 fails during the power generation operation of the power generation unit 5, the fuel cell system 100 cannot supply the power obtained by the power generation unit 5 to the power system 1. That is, when the power system 1 has a power failure, it is prohibited to sell the power obtained by the power generation unit 5 to the power system 1. Therefore, in the fuel cell system 100, the switch 2 is opened to disconnect the power generation unit 5 from the power system 1, and the power generation operation by the power generation unit 5 is continued while being disconnected from the power system 1. In the present specification, the power obtained by the power generation unit 5 in a state disconnected from the power system 1 is supplied to each member of the fuel cell system 100 via, for example, a power conditioner, and the power generation unit Maintaining the power generation of 5 is referred to as a self-sustaining power generation operation.

燃料電池システム１００では、発電部５の自立発電運転中に、不図示の入力部を操作して外部から停止命令が入力されると、この自立発電運転の停止工程を実施するように構成されている。以下において、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程について図２を参照して説明する。図２は、図１に示す燃料電池システム１００における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。なお、停止命令を入力するための入力部は、例えば、操作ボタン等の入力装置が例示できる。   The fuel cell system 100 is configured to perform a stop process of the self-sustaining power generation operation when a stop command is input from the outside by operating an input unit (not shown) during the self-sustaining power generation operation of the power generation unit 5. Yes. Hereinafter, a stop process for stopping the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a stop process of the self-sustained power generation operation in the fuel cell system 100 shown in FIG. An example of the input unit for inputting the stop command is an input device such as an operation button.

（停止工程）
電力系統１が停電し、この電力系統１から発電部５が解列されると、燃料電池システム１００では発電部５が自立発電運転を行う（ステップＳ１１）。そして、この発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて、以下に示す停止工程を行う。 (Stop process)
When the power system 1 fails and the power generation unit 5 is disconnected from the power system 1, the power generation unit 5 performs the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system 100 (step S11). And the stop process shown below is performed using the electric power obtained by the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5.

つまり、発電部５が自立発電運転を行っているとき、制御器３が発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下か否か判定する（ステップＳ１２）。そして、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となったと判定した場合（ステップＳ１２において「ＹＥＳ」）、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる（ステップＳ１３）。発電部５の自立発電運転の停止は、例えば、制御器３が、燃料電池システム１００が備える補機類等を停止させ発電部５への空気および燃料等の供給を停止させることで行うことができる。   That is, when the power generation unit 5 is performing the self-sustaining power generation operation, the controller 3 determines whether or not the temperature T1 of the power generation unit 5 is equal to or lower than the predetermined temperature Tx (step S12). When it is determined that the temperature T1 of the power generation unit 5 has become equal to or lower than the predetermined temperature Tx (“YES” in step S12), the controller 3 stops the independent power generation operation of the power generation unit 5 (step S13). The self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 can be stopped, for example, by the controller 3 stopping the auxiliary machinery included in the fuel cell system 100 and stopping the supply of air, fuel, and the like to the power generation unit 5. it can.

ステップＳ１２において「ＮＯ」の場合は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまでステップＳ１２の判定処理を繰り返し行う。   If “NO” in the step S12, the determination process of the step S12 is repeatedly performed until the temperature T1 of the power generation unit 5 becomes equal to or lower than the predetermined temperature Tx.

なお、所定温度Ｔｘは、発電部５における通常の発電運転時の温度よりも低い温度であってもよい。つまり所定温度Ｔｘは、通常の発電運転時の発電部５の温度（例えば、７００℃）よりも低く、発電部５を安全に停止させることができる温度（例えば５５０℃）として設定することができる。   The predetermined temperature Tx may be lower than the temperature during normal power generation operation in the power generation unit 5. That is, the predetermined temperature Tx is lower than the temperature of the power generation unit 5 during normal power generation operation (for example, 700 ° C.) and can be set as a temperature at which the power generation unit 5 can be safely stopped (for example, 550 ° C.). .

以上のように、実施形態１に係る燃料電池システム１００では、発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて停止工程が実施されるため、例えば、特許文献１の燃料電池システムのように蓄電池を備える必要がない。このため、装置の大型化や高コスト化を防ぐことができる。   As described above, in the fuel cell system 100 according to the first embodiment, the stopping process is performed using the electric power obtained by the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5, and thus, for example, as in the fuel cell system of Patent Document 1 There is no need to provide a storage battery. For this reason, the enlargement and cost increase of the apparatus can be prevented.

また、制御器３は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまで自立発電運転を停止させない。このため、発電部５が高温の状態のまま、その自立発電運転を停止させて該発電部５を劣化させてしまうことを防ぐことができる。   Further, the controller 3 does not stop the self-sustaining power generation operation until the temperature T1 of the power generation unit 5 becomes equal to or lower than the predetermined temperature Tx. For this reason, it is possible to prevent the power generation unit 5 from being deteriorated by stopping the self-sustaining power generation operation while the power generation unit 5 is in a high temperature state.

したがって、実施形態１に係る燃料電池システム１００は、電力系統１の停電時に自立発電運転を行っている発電部５を適切に停止させることができる。   Therefore, the fuel cell system 100 according to Embodiment 1 can appropriately stop the power generation unit 5 that is performing the self-sustaining power generation operation when the power system 1 is powered off.

［実施形態２］
（燃料電池システムの構成）
次に、図３、４を参照して本発明の実施形態２に係る燃料電池システム１１０の構成について説明する。図３は、本発明の実施形態２に係る燃料電池システム１１０の概略構成の一例を示すブロック図である。図４は、図３に示す燃料電池システム１１０における自立発電運転の停止処理に関する制御器３の制御プロセスの一例を示すブロック図である。 [Embodiment 2]
(Configuration of fuel cell system)
Next, the configuration of the fuel cell system 110 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the fuel cell system 110 according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a control process of the controller 3 relating to the stop processing of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system 110 illustrated in FIG.

実施形態２に係る燃料電池システム１１０の構成は、実施形態１に係る燃料電池システム１００の構成と比較して、さらに発電部温度検出器８と、空気供給器６と、燃料供給器７と、を備えている点で異なる。それ以外の点については、燃料電池システム１１０の構成は、燃料電池システム１００の構成と同様である。したがって、燃料電池システム１１０において燃料電池システム１００と同様の部材に対しては同じ符号を付し、その説明は省略する。   Compared to the configuration of the fuel cell system 100 according to the first embodiment, the configuration of the fuel cell system 110 according to the second embodiment further includes a power generation unit temperature detector 8, an air supplier 6, a fuel supplier 7, It differs in that it has. Regarding other points, the configuration of the fuel cell system 110 is the same as the configuration of the fuel cell system 100. Therefore, in the fuel cell system 110, the same reference numerals are given to the same members as those in the fuel cell system 100, and the description thereof is omitted.

発電部温度検出器８は、発電部５の温度を検出する。発電部温度検出器８は、発電部５の所定位置に設けられた、例えば、熱電対またはサーミスタ等の温度センサが例示できる。なお、燃料電池システム１１０では、発電部温度検出器８を、発電部５の所定位置に設けた構成としているが発電部温度検出器８が設けられる位置はこれに限定されるものではない。例えば、発電部温度検出器８は、発電部５の温度変化と相関のある場所に設けられていてもよい。発電部５の温度変化と相関のある場所としては、例えば、燃料電池システム１１０が発電部５の発電に伴い発生する排熱を利用して加熱される部材を備えている場合は、その部材に設けられていてもよい。   The power generation unit temperature detector 8 detects the temperature of the power generation unit 5. The power generation unit temperature detector 8 can be exemplified by a temperature sensor such as a thermocouple or a thermistor provided at a predetermined position of the power generation unit 5. In the fuel cell system 110, the power generation unit temperature detector 8 is provided at a predetermined position of the power generation unit 5, but the position where the power generation unit temperature detector 8 is provided is not limited to this. For example, the power generation unit temperature detector 8 may be provided at a location correlated with the temperature change of the power generation unit 5. For example, when the fuel cell system 110 includes a member that is heated using exhaust heat generated by the power generation of the power generation unit 5 as a place that has a correlation with the temperature change of the power generation unit 5, It may be provided.

空気供給器６は、発電部５に空気を供給する。発電部５には空気を流通させるための不図示の空気流路が接続されており、この空気流路において発電部５よりも上流側に空気供給器６は設けられている。空気供給器６としては、例えば、発電部５に空気を送出するエアポンプを例示できる。   The air supply unit 6 supplies air to the power generation unit 5. An air flow path (not shown) for circulating air is connected to the power generation unit 5, and an air supplier 6 is provided upstream of the power generation unit 5 in the air flow path. Examples of the air supply device 6 include an air pump that sends air to the power generation unit 5.

燃料供給器７は、発電部５に燃料を供給する。発電部５には燃料を流通させるための不図示の燃料流路が接続されており、この燃料流路において発電部５よりも上流側に燃料供給器７は設けられている。燃料供給器７としては、例えば、発電部５に燃料（例えば、水素含有ガス）を送出する燃料ポンプを例示できる。   The fuel supplier 7 supplies fuel to the power generation unit 5. A fuel flow path (not shown) for circulating fuel is connected to the power generation section 5, and a fuel supplier 7 is provided upstream of the power generation section 5 in the fuel flow path. Examples of the fuel supplier 7 include a fuel pump that sends fuel (for example, hydrogen-containing gas) to the power generation unit 5.

また、上記した構成を有する燃料電池システム１１０は、自立発電運転の停止工程の制御処理が、実施形態１に係る燃料電池システム１００とは異なる。具体的には、図４に示すように、燃料電池システム１１０が備える制御器３は、以下のように各部を制御して停止工程を実施する。   Further, the fuel cell system 110 having the above-described configuration is different from the fuel cell system 100 according to the first embodiment in the control process of the self-sustaining power generation operation stop process. Specifically, as shown in FIG. 4, the controller 3 included in the fuel cell system 110 controls each part as follows to perform the stop process.

すなわち、制御器３は、発電部５による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を、例えば不図示の入力部から受け付けると、発電部５への空気の供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、発電部５への燃料の供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。また、制御器３は、発電部温度検出器８から発電部５の温度の検出結果を逐次、受信しており、この検出結果に基づき、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合、発電部５の自立発電運転を停止させる。具体的には、制御器３は、空気の供給停止を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、燃料の供給停止を指示する制御信号を燃料供給器７に送信することで自立発電運転を停止させる。   That is, when the controller 3 receives a stop command for instructing to stop the self-sustained power generation operation by the power generation unit 5 from, for example, an input unit (not shown), the control signal for instructing an increase in the amount of air supplied to the power generation unit 5 Is transmitted to the air supplier 6, and a control signal for instructing a decrease in the amount of fuel supplied to the power generation unit 5 is transmitted to the fuel supplier 7. Further, the controller 3 sequentially receives the detection results of the temperature of the power generation unit 5 from the power generation unit temperature detector 8, and based on this detection result, the temperature T1 of the power generation unit 5 becomes equal to or lower than the predetermined temperature Tx. If determined, the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 is stopped. Specifically, the controller 3 transmits a control signal instructing to stop the supply of air to the air supplier 6 and transmits a control signal instructing to stop the supply of fuel to the fuel supplier 7, thereby generating self-sustained power generation. Stop operation.

（停止工程）
次に、図５を参照して、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程の処理フローについて説明する。図５は、図３に示す燃料電池システム１１０における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。 (Stop process)
Next, with reference to FIG. 5, the process flow of the stop process which stops the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an example of a stop process of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system 110 shown in FIG.

電力系統１が停電し、この電力系統１から発電部５が解列されると、燃料電池システム１１０では発電部５が自立発電運転を行う（ステップＳ２１）。そして、制御器３が、停止命令を受け付けると（ステップＳ２２において「ＹＥＳ」）、この発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて、以下に示す停止工程を行う。なお、制御器３が停止命令を受け付けていない間（ステップＳ２２において「ＮＯ」の間）は、ステップＳ２１に戻り、発電部５による自立発電運転が継続される。   When the power system 1 fails and the power generation unit 5 is disconnected from the power system 1, in the fuel cell system 110, the power generation unit 5 performs a self-sustaining power generation operation (step S21). And if the controller 3 receives a stop command ("YES" in step S22), the stop process shown below is performed using the electric power obtained by the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5. In addition, while the controller 3 has not received the stop command (during “NO” in Step S22), the process returns to Step S21, and the self-sustaining power generation operation by the power generation unit 5 is continued.

ステップＳ２２において「ＹＥＳ」と判定した場合、制御器３は、空気供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、燃料供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。空気供給器６は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する空気の供給量を増加させる。一方、燃料供給器７は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する燃料の供給量を低下させる（ステップＳ２３）。   When it determines with "YES" in step S22, the controller 3 transmits the control signal which instruct | indicates the increase in the air supply amount to the air supply device 6, and sends the control signal which instruct | indicates the fall of a fuel supply amount to a fuel supplier. 7 to send. When receiving the control signal from the controller 3, the air supplier 6 increases the amount of air supplied to the power generation unit 5. On the other hand, when receiving the control signal from the controller 3, the fuel supplier 7 decreases the amount of fuel supplied to the power generation unit 5 (step S23).

燃料電池システム１１０では、発電部５への空気の供給量を増加させることで、供給された空気により発電部５を冷却していくことができる。また、発電部５への燃料の供給量を低下させることで、この発電部５における発電量を低下させ、発電に伴い発生する俳熱の有する熱量を低下させることで、結果として発電部５の温度を低下させることができる。   In the fuel cell system 110, the power generation unit 5 can be cooled by the supplied air by increasing the amount of air supplied to the power generation unit 5. In addition, by reducing the amount of fuel supplied to the power generation unit 5, the power generation amount in the power generation unit 5 is reduced, and the amount of heat generated by the heat generated by the power generation is reduced. The temperature can be lowered.

次に、制御器３は、発電部温度検出器８から発電部５の温度に関する検出結果を受信し、この検出結果に基づき、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったか否か判定する（ステップＳ２４）。ここで、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合（ステップＳ２４において「ＹＥＳ」）、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる（ステップＳ２５）。一方、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定していない場合（ステップＳ２４において「ＮＯ」）は、制御器３は、ステップＳ２３にもどり、発電部５への空気供給量の増加と燃料供給量の低下とを継続させる。   Next, the controller 3 receives a detection result related to the temperature of the power generation unit 5 from the power generation unit temperature detector 8, and determines whether or not the temperature T1 of the power generation unit 5 has become equal to or lower than a predetermined temperature Tx based on the detection result. (Step S24). Here, if it is determined that the temperature T1 of the power generation unit 5 has become equal to or lower than the predetermined temperature Tx (“YES” in step S24), the controller 3 stops the independent power generation operation of the power generation unit 5 (step S25). On the other hand, when it is not determined that the temperature T1 of the power generation unit 5 has become equal to or lower than the predetermined temperature Tx (“NO” in step S24), the controller 3 returns to step S23 and the air supply amount to the power generation unit 5 is reduced. Continue to increase and decrease fuel supply.

以上のように、実施形態２に係る燃料電池システム１１０では、発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて停止工程が実施されるため、例えば、特許文献１の燃料電池システムのように蓄電池を備える必要がない。このため、装置の大型化や高コスト化を防ぐことができる。   As described above, in the fuel cell system 110 according to the second embodiment, the stopping process is performed using the electric power obtained by the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5, and thus, for example, like the fuel cell system of Patent Document 1 There is no need to provide a storage battery. For this reason, the enlargement and cost increase of the apparatus can be prevented.

また、燃料電池システム１１０では、停止命令を受け付けると、制御器３から送信された制御信号に応じて空気供給器６は発電部５への空気の供給量を増加させ、燃料供給器７は発電部５への燃料の供給量を低下させることができる。このため、発電部５の温度を低下させていくことができる。   In the fuel cell system 110, when the stop command is received, the air supply unit 6 increases the amount of air supplied to the power generation unit 5 according to the control signal transmitted from the controller 3, and the fuel supply unit 7 generates power. The amount of fuel supplied to the section 5 can be reduced. For this reason, the temperature of the power generation unit 5 can be decreased.

また、燃料電池システム１１０では、制御器３は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまで自立発電運転を停止させない。このため、発電部５が高温の状態のまま、その自立発電運転を停止させて該発電部５を劣化させてしまうことを防ぐことができる。   In the fuel cell system 110, the controller 3 does not stop the self-sustaining power generation operation until the temperature T1 of the power generation unit 5 becomes equal to or lower than the predetermined temperature Tx. For this reason, it is possible to prevent the power generation unit 5 from being deteriorated by stopping the self-sustaining power generation operation while the power generation unit 5 is in a high temperature state.

したがって、実施形態２に係る燃料電池システム１１０は、電力系統１の停電時に自立発電運転を行っている発電部５を適切に停止させることができる。   Therefore, the fuel cell system 110 according to Embodiment 2 can appropriately stop the power generation unit 5 that is performing the self-sustaining power generation operation when the power system 1 is powered off.

［実施形態３］
（燃料電池システムの構成）
次に、図６、７を参照して本発明の実施形態３に係る燃料電池システム１２０の構成について説明する。図６は、本発明の実施形態３に係る燃料電池システム１２０の概略構成の一例を示すブロック図である。図７は、図６に示す燃料電池システム１２０における自立発電運転の停止処理に関する制御器３の制御プロセスの一例を示すブロック図である。 [Embodiment 3]
(Configuration of fuel cell system)
Next, the configuration of the fuel cell system 120 according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the fuel cell system 120 according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a control process of the controller 3 relating to the stop processing of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system 120 illustrated in FIG.

実施形態３に係る燃料電池システム１２０の構成は、実施形態２に係る燃料電池システム１１０の構成と比較して、発電部温度検出器８を備えておらず、計時部１０を設けている点で異なる。それ以外の点については、燃料電池システム１２０の構成は、燃料電池システム１１０の構成と同様である。したがって、燃料電池システム１２０において燃料電池システム１１０と同様の部材に対しては同じ符号を付し、その説明は省略する。   The configuration of the fuel cell system 120 according to the third embodiment is different from the configuration of the fuel cell system 110 according to the second embodiment in that the power generation unit temperature detector 8 is not provided and the time measuring unit 10 is provided. Different. Regarding other points, the configuration of the fuel cell system 120 is the same as the configuration of the fuel cell system 110. Therefore, in the fuel cell system 120, the same reference numerals are given to the same members as those in the fuel cell system 110, and the description thereof is omitted.

計時部１０は、発電部５による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を受け付けてからの経過時間を計測するタイマーである。   The timekeeping unit 10 is a timer that measures an elapsed time after receiving a stop command that instructs the power generation unit 5 to stop operation of the self-sustained power generation operation.

また、上記した構成を有する燃料電池システム１２０は、自立発電運転の停止工程の制御処理が、実施形態２に係る燃料電池システム１１０とは異なる。具体的には、図７に示すように、燃料電池システム１２０が備える制御器３は、以下のように各部を制御して停止工程を実施する。   In addition, the fuel cell system 120 having the above-described configuration is different from the fuel cell system 110 according to the second embodiment in the control process of the self-sustaining power generation operation stop process. Specifically, as shown in FIG. 7, the controller 3 included in the fuel cell system 120 controls each part as follows to carry out a stop process.

すなわち、制御器３は、発電部５による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を、例えば不図示の入力部から受け付けると、発電部５への空気の供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、発電部５への燃料の供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。また、制御器３は、停止命令を受け付けた際に計時部１０に時間の計測開始を指示する制御信号を送信しており、計時部１０により計測された経過時間ｔ１が所定時間ｔｘ以上となる場合、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定する。そして、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる。   That is, when the controller 3 receives a stop command for instructing to stop the self-sustained power generation operation by the power generation unit 5 from, for example, an input unit (not shown), the control signal for instructing an increase in the amount of air supplied to the power generation unit 5. Is transmitted to the air supplier 6, and a control signal for instructing a decrease in the amount of fuel supplied to the power generation unit 5 is transmitted to the fuel supplier 7. Further, the controller 3 transmits a control signal for instructing the time measurement unit 10 to start measuring time when a stop command is received, and the elapsed time t1 measured by the time measurement unit 10 is equal to or greater than the predetermined time tx. In this case, it is determined that the temperature T1 of the power generation unit 5 has become equal to or lower than the predetermined temperature Tx. Then, the controller 3 stops the independent power generation operation of the power generation unit 5.

なお、燃料電池システム１２０では、発電部５へ供給する空気の増加量と燃料の低下量とに対応づけられた発電部５の温度の時間的変化を調べ、発電部５が自立発電運転を安全に停止できる温度となるまでに必要な経過時間を予め求め、例えば、不図示の記憶装置にその経過時間を示すデータを記憶している。そして、制御器３はこのデータを参照し、計時部１０により計測された経過時間から発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったか否か判定することができる。   In the fuel cell system 120, the temporal change in the temperature of the power generation unit 5 associated with the amount of increase in the air supplied to the power generation unit 5 and the amount of decrease in the fuel is examined, and the power generation unit 5 makes the independent power generation operation safe. The elapsed time required to reach a temperature at which it can be stopped is obtained in advance, and for example, data indicating the elapsed time is stored in a storage device (not shown). And the controller 3 can determine whether the temperature T1 of the electric power generation part 5 became below predetermined temperature Tx from the elapsed time measured by the time measuring part 10 with reference to this data.

（停止工程）
次に、図８を参照して、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程の処理フローについて説明する。図８は、図６に示す燃料電池システム１２０における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。 (Stop process)
Next, with reference to FIG. 8, the process flow of the stop process which stops the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 will be described. FIG. 8 is a flowchart showing an example of a stop process of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system 120 shown in FIG.

電力系統１が停電し、この電力系統１から発電部５が解列されると、燃料電池システム１２０では発電部５が自立発電運転を行う（ステップＳ３１）。そして、制御器３が、停止命令を受け付けると（ステップＳ３２において「ＹＥＳ」）、この発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて、以下に示す停止工程を行う。なお、制御器３が停止命令を受け付けていない間（ステップＳ３２において「ＮＯ」の間）は、ステップＳ３１に戻り、発電部５が自立発電運転を継続する。   When the power system 1 fails and the power generation unit 5 is disconnected from the power system 1, the power generation unit 5 performs the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system 120 (step S31). Then, when the controller 3 receives a stop command (“YES” in step S32), the following stop process is performed using the electric power obtained by the self-sustaining power generation operation of the power generation unit 5. Note that while the controller 3 has not received a stop command (“NO” in step S32), the process returns to step S31, and the power generation unit 5 continues the self-sustained power generation operation.

ステップＳ３２において「ＹＥＳ」と判定した場合、制御器３は、空気供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、燃料供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。空気供給器６は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する空気の供給量を増加させる。一方、燃料供給器７は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する燃料の供給量を低下させる（ステップＳ３３）。また、制御器３は、ステップＳ３２において「ＹＥＳ」と判定した場合、計時部１０に時間の計測開始を指示する制御信号を送信する。この制御信号により計時部１０は停止命令を受け付けてからの時間経過を計測する。   When it determines with "YES" in step S32, the controller 3 transmits the control signal which instruct | indicates the increase in the air supply amount to the air supply device 6, and sends the control signal which instruct | indicates the fall of a fuel supply amount to a fuel supplier. 7 to send. When receiving the control signal from the controller 3, the air supplier 6 increases the amount of air supplied to the power generation unit 5. On the other hand, when receiving the control signal from the controller 3, the fuel supplier 7 decreases the amount of fuel supplied to the power generation unit 5 (step S33). Moreover, the controller 3 transmits the control signal which instruct | indicates the measurement start to the time measuring part 10, when it determines with "YES" in step S32. With this control signal, the time measuring unit 10 measures the passage of time after receiving the stop command.

次に、制御器３は、計時部１０の計測結果に基づき、停止命令を受け付けた時点からの経過時間ｔ１が所定時間ｔｘ以上となるか否か判定する（ステップＳ３４）。ここで、上述したように所定時間ｔｘは、停止命令を受け付けてから発電部５が自立発電運転を安全に停止できる温度となるまでに必要な経過時間である。   Next, the controller 3 determines whether or not the elapsed time t1 from the time when the stop command is received is equal to or longer than the predetermined time tx based on the measurement result of the time measuring unit 10 (step S34). Here, as described above, the predetermined time tx is an elapsed time necessary until the power generation unit 5 reaches a temperature at which the self-sustained power generation operation can be safely stopped after receiving the stop command.

ここで、停止命令を受け付けた時点からの経過時間ｔ１が所定時間ｔｘ以上となると判定した場合（ステップＳ３４において「ＹＥＳ」）、制御器３は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定する。そして、次のステップＳ３５に進み、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる（ステップＳ３５）。   Here, when it is determined that the elapsed time t1 from when the stop command is received is equal to or longer than the predetermined time tx (“YES” in step S34), the controller 3 causes the temperature T1 of the power generation unit 5 to be equal to or lower than the predetermined temperature Tx. It is determined that it has become. Then, the process proceeds to the next step S35, and the controller 3 stops the self-sustaining power generation operation of the power generation unit 5 (step S35).

一方、停止命令を受け付けた時点からの経過時間ｔ１が所定時間ｔｘに達していない場合（ステップＳ３４において「ＮＯ」）は、制御器３は、ステップＳ３３にもどり、発電部５への空気供給量の増加と燃料供給量の低下とを継続させる。   On the other hand, when the elapsed time t1 from when the stop command is received does not reach the predetermined time tx (“NO” in step S34), the controller 3 returns to step S33 to supply the air supply amount to the power generation unit 5 Increase and decrease in fuel supply.

以上のように、実施形態３に係る燃料電池システム１２０では、発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて停止工程が実施されるため、例えば、特許文献１の燃料電池システムのように蓄電池を備える必要がない。このため、装置の大型化や高コスト化を防ぐことができる。   As described above, in the fuel cell system 120 according to the third embodiment, the stopping process is performed using the electric power obtained by the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5, and thus, for example, like the fuel cell system of Patent Document 1 There is no need to provide a storage battery. For this reason, the enlargement and cost increase of the apparatus can be prevented.

また、燃料電池システム１２０では、停止命令を受け付けると、制御器３から送信された制御信号に応じて空気供給器６は発電部５への空気の供給量を増加させ、燃料供給器７は発電部５への燃料の供給量を低下させることができる。このため、発電部５の温度を低下させていくことができる。   In the fuel cell system 120, when the stop command is received, the air supply unit 6 increases the amount of air supplied to the power generation unit 5 according to the control signal transmitted from the controller 3, and the fuel supply unit 7 generates power. The amount of fuel supplied to the section 5 can be reduced. For this reason, the temperature of the power generation unit 5 can be decreased.

また、燃料電池システム１２０では、制御器３は、停止命令を受け付けた時点からの経過時間ｔ１が所定時間ｔｘ以上となるまで、すなわち、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまで自立発電運転を停止させない。このため、発電部５が高温の状態のまま、その自立発電運転を停止させて該発電部５を劣化させてしまうことを防ぐことができる。   In the fuel cell system 120, the controller 3 is independent until the elapsed time t1 from when the stop command is received becomes equal to or greater than the predetermined time tx, that is, until the temperature T1 of the power generation unit 5 becomes equal to or lower than the predetermined temperature Tx. Do not stop power generation operation. For this reason, it is possible to prevent the power generation unit 5 from being deteriorated by stopping the self-sustaining power generation operation while the power generation unit 5 is in a high temperature state.

また、自立発電運転の停止の判定のために、発電部温度検出器８が設ける必要がないため、装置のコストをさらに低減させることができる。   Further, since it is not necessary to provide the power generation unit temperature detector 8 for determining whether to stop the self-sustaining power generation operation, the cost of the apparatus can be further reduced.

したがって、実施形態３に係る燃料電池システム１２０は、電力系統１の停電時に自立発電運転を行っている発電部５を適切に停止させることができる。   Therefore, the fuel cell system 120 according to the third embodiment can appropriately stop the power generation unit 5 performing the self-sustaining power generation operation when the power system 1 is powered off.

［実施形態４］
（燃料電池システム）
次に、図９、１０を参照して本発明の実施形態４に係る燃料電池システム１３０の構成について説明する。図９は、本発明の実施形態４に係る燃料電池システム１３０の概略構成の一例を示すブロック図である。図１０は、図９に示す燃料電池システム１３０における自立発電運転の停止処理に関する制御器３の制御プロセスの一例を示すブロック図である。 [Embodiment 4]
(Fuel cell system)
Next, the configuration of the fuel cell system 130 according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the fuel cell system 130 according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a control process of the controller 3 relating to the stop processing of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system 130 illustrated in FIG. 9.

実施形態４に係る燃料電池システム１３０の構成は、図３に示す実施形態２に係る燃料電池システム１１０の構成と比較して、さらに改質器４と水供給器９とを備える点で異なる。また、燃料が燃料供給器７から改質器４を介して発電部４に供給される点で異なる。それ以外の点については、燃料電池システム１３０の構成は、燃料電池システム１１０の構成と同様である。したがって、燃料電池システム１３０において燃料電池システム１１０と同様の部材に対しては同じ符号を付し、その説明は省略する。   The configuration of the fuel cell system 130 according to the fourth embodiment is different from the configuration of the fuel cell system 110 according to the second embodiment shown in FIG. 3 in that the reformer 4 and the water supplier 9 are further provided. Further, the difference is that fuel is supplied from the fuel supplier 7 to the power generation unit 4 via the reformer 4. In other respects, the configuration of the fuel cell system 130 is the same as the configuration of the fuel cell system 110. Therefore, in the fuel cell system 130, the same reference numerals are given to the same members as those in the fuel cell system 110, and the description thereof is omitted.

改質器４は供給された燃料を改質して改質ガスを生成する。改質器４に供給される燃料としては、例えば、メタンを主成分とする都市ガス、天然ガス、ＬＰＧ、ＬＮＧなどの少なくとも炭素および水素から構成される有機化合物を含むガス、炭化水素、およびメタノールなどのアルコールが例示される。改質器４は、燃料と水（水蒸気）による水蒸気改質反応を進行させ、改質ガスを生成するものであってもよい。改質器４で生成された改質ガスは発電部５に供給される。   The reformer 4 reforms the supplied fuel to generate a reformed gas. Examples of the fuel supplied to the reformer 4 include city gas mainly composed of methane, natural gas, gas containing an organic compound composed of at least carbon and hydrogen, such as LPG and LNG, hydrocarbon, and methanol. Alcohols such as are exemplified. The reformer 4 may generate a reformed gas by advancing a steam reforming reaction using fuel and water (steam). The reformed gas generated by the reformer 4 is supplied to the power generation unit 5.

なお、改質器４において水蒸気改質反応を進行させるためには、該改質器４を所定の温度となるように加熱する必要がある。そこで、燃料電池システム１３０では、改質器４を、発電部５の発電により生じた排熱により加熱する構成としてもよい。   In order to cause the steam reforming reaction to proceed in the reformer 4, it is necessary to heat the reformer 4 so as to reach a predetermined temperature. Therefore, the fuel cell system 130 may be configured such that the reformer 4 is heated by exhaust heat generated by the power generation of the power generation unit 5.

水供給器９は、改質器４に燃料の改質に利用する改質水を供給する。発電部５には改質器４を介して燃料を流通させるための不図示の燃料流路が接続されており、この燃料流路において改質器４よりも上流側に水供給器９は設けられている。水供給器９としては、例えば、改質器４に水を送出する水ポンプを例示できる。   The water supplier 9 supplies the reformer 4 with reforming water used for fuel reforming. A fuel flow path (not shown) for circulating fuel through the reformer 4 is connected to the power generation unit 5, and a water supply device 9 is provided upstream of the reformer 4 in the fuel flow path. It has been. Examples of the water supply device 9 include a water pump that sends water to the reformer 4.

また実施形態４に係る燃料電池システム１３０では、自立発電運転の停止工程の制御処理が、実施形態２に係る燃料電池システム１１０と異なる。具体的には、図１０に示すように、燃料電池システム１３０が備える制御器３は、以下のように各部を制御して停止工程を実施する。   Further, in the fuel cell system 130 according to the fourth embodiment, the control process of the stop process of the independent power generation operation is different from that of the fuel cell system 110 according to the second embodiment. Specifically, as shown in FIG. 10, the controller 3 included in the fuel cell system 130 controls each part as follows to perform the stop process.

すなわち、制御器３は、発電部５による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を、例えば不図示の入力部から受け付けると、発電部５への空気の供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、発電部５への燃料の供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。さらに制御器３は、改質器４への改質水の供給量の低下を指示する制御信号を水供給器９に送信する。また、制御器３は、発電部温度検出器８から発電部５の温度の検出結果を逐次、受信しており、この検出結果に基づき、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合、発電部５の自立発電運転を停止させる。   That is, when the controller 3 receives a stop command for instructing to stop the self-sustained power generation operation by the power generation unit 5 from, for example, an input unit (not shown), the control signal for instructing an increase in the amount of air supplied to the power generation unit 5. Is transmitted to the air supplier 6, and a control signal for instructing a decrease in the amount of fuel supplied to the power generation unit 5 is transmitted to the fuel supplier 7. Furthermore, the controller 3 transmits a control signal instructing a decrease in the amount of reforming water supplied to the reformer 4 to the water supplier 9. Further, the controller 3 sequentially receives the detection results of the temperature of the power generation unit 5 from the power generation unit temperature detector 8, and based on this detection result, the temperature T1 of the power generation unit 5 becomes equal to or lower than the predetermined temperature Tx. If determined, the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 is stopped.

（停止工程）
次に、図１１を参照して、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程の処理フローについて説明する。図１１は、図９に示す燃料電池システム１３０における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。 (Stop process)
Next, with reference to FIG. 11, the process flow of the stop process which stops the independent electric power generation operation of the electric power generation part 5 is demonstrated. FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a process of stopping the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system 130 illustrated in FIG. 9.

電力系統１が停電し、この電力系統１から発電部５が解列されると、燃料電池システム１３０では発電部５が自立発電運転を行う（ステップＳ４１）。そして、制御器３が、停止命令を受け付けると（ステップＳ４２において「ＹＥＳ」）、この発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて、以下に示す停止工程を行う。なお、制御器３が停止命令を受け付けていない間（ステップＳ４２において「ＮＯ」の間）は、ステップＳ４１に戻り、発電部５が自立発電運転を継続する。   When the power system 1 fails and the power generation unit 5 is disconnected from the power system 1, in the fuel cell system 130, the power generation unit 5 performs a self-sustaining power generation operation (step S41). Then, when the controller 3 receives a stop command (“YES” in step S42), the following stop process is performed using the power obtained by the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5. In addition, while the controller 3 has not received the stop command (during “NO” in step S42), the process returns to step S41, and the power generation unit 5 continues the autonomous power generation operation.

ステップＳ４２において「ＹＥＳ」と判定した場合、制御器３は、空気供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、燃料供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。空気供給器６は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する空気の供給量を増加させる。一方、燃料供給器７は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する燃料の供給量を低下させる（ステップＳ４３）。   When it determines with "YES" in step S42, the controller 3 transmits the control signal which instruct | indicates the increase in the air supply amount to the air supply device 6, and sends the control signal which instruct | indicates the fall of a fuel supply amount to a fuel supplier. 7 to send. When receiving the control signal from the controller 3, the air supplier 6 increases the amount of air supplied to the power generation unit 5. On the other hand, when receiving the control signal from the controller 3, the fuel supplier 7 reduces the amount of fuel supplied to the power generation unit 5 (step S43).

さらに、制御器３は、改質水供給量の低下を指示する制御信号を水供給器９に送信する。水供給器９は、制御器３から制御信号を受信すると、改質器４に供給する改質水の供給量を低下させる（ステップＳ４４）。   Furthermore, the controller 3 transmits a control signal instructing a decrease in the reforming water supply amount to the water supplier 9. When receiving the control signal from the controller 3, the water supplier 9 decreases the supply amount of the reforming water supplied to the reformer 4 (step S44).

ここで、改質器４に供給される改質水の流量が低下すると、改質器４における改質反応で生成される改質ガスの流量が小さくなる。このため、発電部５への改質ガスの供給量が低下し、この発電部５における発電量が低下する。発電量が低下すると、発電に伴い発生する俳熱の熱量が低下して発電部５の温度を低下させることができる。また、改質器４が発電部５の発電に伴い発生した排熱により加熱される構成となっている場合、排熱の熱量が低下すると、改質器４を十分に加熱することができず、結果として水蒸気改質反応で生成される改質ガスの流量がさらに小さくなる。   Here, when the flow rate of the reforming water supplied to the reformer 4 is decreased, the flow rate of the reformed gas generated by the reforming reaction in the reformer 4 is decreased. For this reason, the supply amount of the reformed gas to the power generation unit 5 decreases, and the power generation amount in the power generation unit 5 decreases. When the amount of power generation decreases, the amount of heat generated by the power generation decreases, and the temperature of the power generation unit 5 can be decreased. Further, when the reformer 4 is configured to be heated by the exhaust heat generated by the power generation of the power generation unit 5, the reformer 4 cannot be sufficiently heated when the amount of exhaust heat is reduced. As a result, the flow rate of the reformed gas produced by the steam reforming reaction is further reduced.

次に、制御器３は、発電部温度検出器８から発電部５の温度に関する検出結果を受信し、この検出結果に基づき、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったか否か判定する（ステップＳ４５）。ここで、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合（ステップＳ４５において「ＹＥＳ」）、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる（ステップＳ４６）。一方、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定していない場合（ステップＳ４５において「ＮＯ」）は、制御器３は、ステップＳ４３にもどり、発電部５への空気供給量の増加と、燃料供給量の低下と、改質水の供給量の低下とを継続させる。   Next, the controller 3 receives a detection result related to the temperature of the power generation unit 5 from the power generation unit temperature detector 8, and determines whether or not the temperature T1 of the power generation unit 5 has become equal to or lower than a predetermined temperature Tx based on the detection result. (Step S45). Here, if it is determined that the temperature T1 of the power generation unit 5 has become equal to or lower than the predetermined temperature Tx (“YES” in step S45), the controller 3 stops the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 (step S46). On the other hand, when it is not determined that the temperature T1 of the power generation unit 5 has become equal to or lower than the predetermined temperature Tx (“NO” in step S45), the controller 3 returns to step S43 to determine the air supply amount to the power generation unit 5 The increase, the decrease in the fuel supply amount, and the decrease in the supply amount of reforming water are continued.

以上のように、実施形態４に係る燃料電池システム１３０では、発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて停止工程が実施されるため、例えば、特許文献１の燃料電池システムのように蓄電池を備える必要がない。このため、装置の大型化や高コスト化を防ぐことができる。   As described above, in the fuel cell system 130 according to the fourth embodiment, the stopping process is performed using the electric power obtained by the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5, and thus, for example, like the fuel cell system of Patent Document 1 There is no need to provide a storage battery. For this reason, the enlargement and cost increase of the apparatus can be prevented.

また、燃料電池システム１３０では、停止命令を受け付けると、制御器３から送信された制御信号に応じて空気供給器６は発電部５への空気の供給量を増加させ、燃料供給器７は発電部５への燃料の供給量を低下させる。さらに、制御器か３から送信された制御信号に応じて水供給器９は改質器４への改質水の供給量を低下させることができる。このため、発電部５の温度をより確実かつ迅速に低下させていくことができる。   In the fuel cell system 130, when the stop command is received, the air supply unit 6 increases the amount of air supplied to the power generation unit 5 according to the control signal transmitted from the controller 3, and the fuel supply unit 7 generates power. The amount of fuel supplied to the section 5 is reduced. Further, the water supply unit 9 can reduce the amount of reforming water supplied to the reformer 4 in accordance with a control signal transmitted from the controller 3. For this reason, the temperature of the electric power generation part 5 can be reduced more reliably and rapidly.

また、燃料電池システム１３０では、制御器３は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまで自立発電運転を停止させない。このため、発電部５が高温の状態のまま、その自立発電運転を停止させて該発電部５を劣化させてしまうことを防ぐことができる。   In the fuel cell system 130, the controller 3 does not stop the self-sustaining power generation operation until the temperature T1 of the power generation unit 5 becomes equal to or lower than the predetermined temperature Tx. For this reason, it is possible to prevent the power generation unit 5 from being deteriorated by stopping the self-sustaining power generation operation while the power generation unit 5 is in a high temperature state.

したがって、実施形態４に係る燃料電池システム１３０は、電力系統１の停電時に自立発電運転を行っている発電部５を適切に停止させることができる。   Therefore, the fuel cell system 130 according to Embodiment 4 can appropriately stop the power generation unit 5 that is performing the self-sustaining power generation operation when the power system 1 is powered off.

なお、水供給器９から供給される改質水の流量を低下させるだけで、発電部５の温度を所定の時間内に所定温度Ｔｘまで低下させることができる場合は、図１１に示す停止工程の処理フローにおいてステップＳ４３の処理を省略してもよい。   Note that when the temperature of the power generation unit 5 can be lowered to the predetermined temperature Tx within a predetermined time only by reducing the flow rate of the reforming water supplied from the water supplier 9, the stopping process shown in FIG. In the process flow, step S43 may be omitted.

また、図１１に示す停止工程の処理フローにおけるステップＳ４３およびステップＳ４４の実施順番はこれに限定されるものではなく、ステップＳ４３およびＳ４４を同時に実施してもよいし、ステップＳ４４を先に実施し、その後ステップＳ４３を実施してもよい。   Moreover, the execution order of step S43 and step S44 in the processing flow of the stop process shown in FIG. 11 is not limited to this, and step S43 and S44 may be performed simultaneously, or step S44 is performed first. Thereafter, step S43 may be performed.

（変形例）
また、燃料電池システム１３０の変形例として図１２に示すように、発電部５の自立発電運転を停止させる前に、燃料のみを発電部５に供給し、該燃料により発電部５をパージできる構成としてもよい。図１２は、本発明の実施形態４の変形例に係る燃料電池システム１３０における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。 (Modification)
In addition, as shown in FIG. 12 as a modification of the fuel cell system 130, a configuration in which only the fuel is supplied to the power generation unit 5 and the power generation unit 5 can be purged with the fuel before stopping the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 It is good. FIG. 12 is a flowchart showing an example of a stand-alone power generation operation stop process in the fuel cell system 130 according to a modification of the fourth embodiment of the present invention.

図１２に示す実施形態４の変形例に係る燃料電池システム１３０で実施する自立発電運転の停止工程における、ステップＳ５１からステップＳ５５、ステップＳ５７の各ステップにおける処理は、図１１に示す実施形態４の燃料電池システム１３０で実施する自立発電運転の停止工程におけるステップＳ４１からステップＳ４６までの各ステップにおける処理と同様である。このため、これら各ステップの説明については省略する。   The process in each step from step S51 to step S55 and step S57 in the self-sustaining power generation operation stop process performed by the fuel cell system 130 according to the modification of the fourth embodiment shown in FIG. 12 is the same as that of the fourth embodiment shown in FIG. This is the same as the processing in each step from step S41 to step S46 in the stop process of the independent power generation operation performed in the fuel cell system 130. For this reason, description of each of these steps is omitted.

ステップＳ５５において発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合（ステップＳ５５において「ＹＥＳ」）、制御器３は、空気の供給停止を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、改質水の供給停止を指示する制御信号を水供給器９に送信する。空気供給器６は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５への空気の供給を停止させる。一方、水供給器９は、制御器３から制御信号を受信すると、改質器４への空気の供給を停止させる（Ｓ５６）。このように燃料電池システム１３０では、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した後、空気および改質水の供給を停止させ、燃料のみが該燃料電池システム１３０に供給されることとなる。このため、燃料電池システム１３０では、燃料供給器７により供給される燃料によって発電部５内の不図示の配管をパージすることができる。   When it is determined in step S55 that the temperature T1 of the power generation unit 5 has become equal to or lower than the predetermined temperature Tx (“YES” in step S55), the controller 3 transmits a control signal instructing to stop supplying air to the air supplier 6. At the same time, a control signal instructing to stop the supply of the reforming water is transmitted to the water supplier 9. When receiving the control signal from the controller 3, the air supplier 6 stops the supply of air to the power generation unit 5. On the other hand, when receiving the control signal from the controller 3, the water supplier 9 stops the supply of air to the reformer 4 (S56). As described above, in the fuel cell system 130, after determining that the temperature T1 of the power generation unit 5 has become equal to or lower than the predetermined temperature Tx, the supply of air and reforming water is stopped, and only the fuel is supplied to the fuel cell system 130. It will be. For this reason, in the fuel cell system 130, a pipe (not shown) in the power generation unit 5 can be purged with the fuel supplied from the fuel supplier 7.

このように発電部５内の配管を燃料によってパージすると、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる（ステップＳ５７）。   When the piping in the power generation unit 5 is purged with fuel in this way, the controller 3 stops the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 (step S57).

以上のように、発電部５の自立発電運転を停止させる前に発電部５内の配管を燃料によってパージできるため、発電部５内に残留する酸素を排出することができる。このため、発電部５が酸化したり、劣化したりすることを防ぐことができる。   As described above, since the piping in the power generation unit 5 can be purged with the fuel before the self-sustaining power generation operation of the power generation unit 5 is stopped, oxygen remaining in the power generation unit 5 can be discharged. For this reason, it can prevent that the electric power generation part 5 oxidizes or deteriorates.

なお、実施形態１に係る燃料電池システム１００、実施形態２に係る燃料電池システム１１０、実施形態３に係る燃料電池システム１２０それぞれの停止工程においても、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した後、上記したステップＳ５６の処理を実施し、燃料により発電部５をパージできる構成としてもよい。   Note that the temperature T1 of the power generation unit 5 is equal to or lower than the predetermined temperature Tx also in the stopping process of the fuel cell system 100 according to the first embodiment, the fuel cell system 110 according to the second embodiment, and the fuel cell system 120 according to the third embodiment. After determining that it has become, it is good also as a structure which implements the process of above-mentioned step S56 and can purge the electric power generation part 5 with a fuel.

［実施形態５］
（燃料電池システム）
次に、図１３、１４を参照して本発明の実施形態５に係る燃料電池システム１４０の構成について説明する。図１３は、本発明の実施形態４に係る燃料電池システム１４０の概略構成の一例を示すブロック図である。図１４は、図１３に示す燃料電池システム１４０における自立発電運転の停止処理に関する制御器３の制御プロセスの一例を示すブロック図である。図１３において、後述する貯湯タンク２０内に貯留された水が流通する循環流路２５については破線の矢印で示している。 [Embodiment 5]
(Fuel cell system)
Next, the configuration of the fuel cell system 140 according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a fuel cell system 140 according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of a control process of the controller 3 relating to the stop processing of the self-sustaining power generation operation in the fuel cell system 140 illustrated in FIG. 13. In FIG. 13, a circulation channel 25 through which water stored in a hot water storage tank 20 to be described later circulates is indicated by a dashed arrow.

実施形態５に係る燃料電池システム１４０の構成は、図９に示す実施形態４に係る燃料電池システム１３０の構成と比較して、貯湯タンク２０と、熱交換器２１と、ラジエータ２２と、循環ポンプ２３と、ラジエータファン２４と、循環流路２５とをさらに備えている点で異なる。また、発電部５の発電により生じた排熱を含む排ガスが発電部５から排出され熱交換器２１を介して系外に排出される点でも異なる。また、発電部５の発電で得られた電力を、循環ポンプ２３およびラジエータファン２４に電力回路を通じて供給できる構成となっている点でも異なる。それ以外の点については、実施形態５に係る燃料電池システム１４０の構成は、実施形態４に係る燃料電池システム１３０の構成と同様である。したがって、実施形態５に係る燃料電池システム１４０において、実施形態４に係る燃料電池システム１３０と同様の部材に対しては同じ符号を付し、その説明は省略する。   Compared with the configuration of the fuel cell system 130 according to Embodiment 4 shown in FIG. 9, the configuration of the fuel cell system 140 according to Embodiment 5 is a hot water storage tank 20, a heat exchanger 21, a radiator 22, and a circulation pump. 23, a radiator fan 24, and a circulation channel 25 are further provided. Another difference is that exhaust gas including exhaust heat generated by the power generation of the power generation unit 5 is discharged from the power generation unit 5 and discharged out of the system via the heat exchanger 21. Another difference is that the power obtained by the power generation of the power generation unit 5 can be supplied to the circulation pump 23 and the radiator fan 24 through a power circuit. In other respects, the configuration of the fuel cell system 140 according to the fifth embodiment is the same as the configuration of the fuel cell system 130 according to the fourth embodiment. Therefore, in the fuel cell system 140 according to Embodiment 5, the same members as those of the fuel cell system 130 according to Embodiment 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

熱交換器２１は、発電部５で発生した排熱と水との間で熱交換させ、水を加熱する。貯湯タンク２０は、熱交換器２１によって加熱された水を貯留する。ラジエータ２２は、水が有する熱を外気へと放散させる。ラジエータファン２４は、ラジエータ２２に外気を送り込むものであり、ラジエータ２２に送り込む外気の流量によってラジエータ２２における水の放熱量を調整することができる。ラジエータファン２４は発電部５の発電により得られた電力によって動作する。   The heat exchanger 21 heats water by exchanging heat between the exhaust heat generated in the power generation unit 5 and water. The hot water storage tank 20 stores the water heated by the heat exchanger 21. The radiator 22 dissipates the heat of water to the outside air. The radiator fan 24 feeds outside air into the radiator 22, and the amount of heat released from the water in the radiator 22 can be adjusted by the flow rate of outside air sent into the radiator 22. The radiator fan 24 is operated by electric power obtained by power generation by the power generation unit 5.

また、循環流路２５は、貯湯タンク２０内の水が熱交換器２１およびラジエータ２２を介して該貯湯タンク２０内に戻るように設けられた流路である。循環ポンプ２３は、循環流路２５を通じて貯湯タンク２０内の水を循環させるポンプであり、発電部５の発電により得られた電力によって動作する。   The circulation channel 25 is a channel provided so that the water in the hot water storage tank 20 returns to the hot water storage tank 20 via the heat exchanger 21 and the radiator 22. The circulation pump 23 is a pump that circulates the water in the hot water storage tank 20 through the circulation flow path 25, and operates by electric power obtained by the power generation of the power generation unit 5.

燃料電池システム１４０は、貯湯タンク２０、熱交換器２１、ラジエータ２２、循環ポンプ２３、ラジエータファン２４、および循環流路２５から構成された、発電部５で発生した排熱を回収する排熱回収機構を備えたコージェネレーションシステムであるといえる。なお、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３の出力の大きさを制御器３によって制御するように構成されている。例えば、燃料電池システム１４０では、発電部５の発電により発生した排熱で加熱された貯湯タンク２０内の水の温度が予め設定された温度（例えば、７０℃）を超えた場合、循環ポンプ２３およびラジエータファン２４の出力を上げ、循環流路２５を流通する水の温度を低下させるように動作する。このようにして、燃料電池システム１４０は貯湯タンク２０内の水が過昇温とならないように温度調整できるように構成されている。   The fuel cell system 140 includes a hot water storage tank 20, a heat exchanger 21, a radiator 22, a circulation pump 23, a radiator fan 24, and a circulation flow path 25, and recovers exhaust heat generated by the power generation unit 5. It can be said that it is a cogeneration system with a mechanism. Note that the fuel cell system 140 according to Embodiment 5 is configured such that the controller 3 controls the magnitudes of the outputs of the radiator fan 24 and the circulation pump 23. For example, in the fuel cell system 140, when the temperature of the water in the hot water storage tank 20 heated by the exhaust heat generated by the power generation of the power generation unit 5 exceeds a preset temperature (for example, 70 ° C.), the circulation pump 23 And it operates to increase the output of the radiator fan 24 and lower the temperature of the water flowing through the circulation passage 25. In this way, the fuel cell system 140 is configured to be able to adjust the temperature so that the water in the hot water storage tank 20 does not overheat.

なお、ラジエータファン２４の出力の大きさは、例えば、ラジエータファン２４の羽を回転させるモータの回転数を変更させることで調整可能となっている。ラジエータファン２４の出力を大きくするとラジエータ２２で水から放散される熱量を大きくすることができる。また、循環ポンプ２３の出力の大きさは、例えば循環ポンプの駆動電動機の回転数を変更させることで調整可能となっている。循環ポンプ２３の出力を大きくするとラジエータ２２を流通する単位時間あたりの水の流量が大きくなる。したがって、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３の出力を大きくすると、ラジエータ２２における水の冷却能力が向上することとなる。   In addition, the magnitude | size of the output of the radiator fan 24 can be adjusted by changing the rotation speed of the motor which rotates the wing | blade of the radiator fan 24, for example. When the output of the radiator fan 24 is increased, the amount of heat dissipated from the water by the radiator 22 can be increased. Moreover, the magnitude | size of the output of the circulation pump 23 can be adjusted by changing the rotation speed of the drive motor of a circulation pump, for example. When the output of the circulation pump 23 is increased, the flow rate of water per unit time flowing through the radiator 22 is increased. Therefore, when the outputs of the radiator fan 24 and the circulation pump 23 are increased, the water cooling capacity of the radiator 22 is improved.

また、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、自立発電運転の停止工程の制御処理が、実施形態４に係る燃料電池システム１３０で実施される自立発電運転の停止工程の制御処理と異なる。具体的には、図１４に示すように、燃料電池システム１４０が備える制御器３は、以下のように各部を制御して停止工程を実施する。   Further, in the fuel cell system 140 according to the fifth embodiment, the control process of the stand-alone power generation operation stop process is different from the control process of the stand-alone power generation operation stop process performed by the fuel cell system 130 according to the fourth embodiment. Specifically, as shown in FIG. 14, the controller 3 included in the fuel cell system 140 controls each part as follows to perform the stop process.

すなわち、制御器３は、発電部５による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を、例えば不図示の入力部から受け付けると、発電部５への空気の供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、発電部５への燃料の供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。さらに制御器３は、改質器４への改質水の供給量の低下を指示する制御信号を水供給器９に送信する。さらにまた、制御器３は、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３に出力を上げるように指示する制御信号を送信する。   That is, when the controller 3 receives a stop command for instructing to stop the self-sustained power generation operation by the power generation unit 5 from, for example, an input unit (not shown), the control signal for instructing an increase in the amount of air supplied to the power generation unit 5. Is transmitted to the air supplier 6, and a control signal for instructing a decrease in the amount of fuel supplied to the power generation unit 5 is transmitted to the fuel supplier 7. Furthermore, the controller 3 transmits a control signal instructing a decrease in the amount of reforming water supplied to the reformer 4 to the water supplier 9. Furthermore, the controller 3 transmits a control signal instructing the radiator fan 24 and the circulation pump 23 to increase the output.

また、制御器３は、発電部温度検出器８から発電部５の温度の検出結果を逐次、受信しており、この検出結果に基づき、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合、発電部５の自立発電運転を停止させる。   Further, the controller 3 sequentially receives the detection results of the temperature of the power generation unit 5 from the power generation unit temperature detector 8, and based on this detection result, the temperature T1 of the power generation unit 5 becomes equal to or lower than the predetermined temperature Tx. If determined, the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 is stopped.

（停止工程）
次に、図１５を参照して、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程の処理フローについて説明する。図１５は、図１３に示す燃料電池システム１４０における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。 (Stop process)
Next, with reference to FIG. 15, the processing flow of the stop process for stopping the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5 will be described. FIG. 15 is a flowchart showing an example of a stop process of the self-sustained power generation operation in the fuel cell system 140 shown in FIG.

燃料電池システム１４０で実施される自立発電運転の停止工程におけるステップＳ６１からステップＳ６４、ステップＳ６６、Ｓ６７の各ステップは、実施形態４に係る燃料電池システム１３０で実施される自立発電運転の停止工程におけるステップＳ４１〜ステップＳ４６の各ステップと同じである。このため、これら各ステップの説明については省略する。   Steps S61 to S64, steps S66, and S67 in the stop process of the self-sustained power generation operation performed in the fuel cell system 140 are performed in the stop process of the self-sustained power generation operation performed in the fuel cell system 130 according to the fourth embodiment. The steps are the same as steps S41 to S46. For this reason, description of each of these steps is omitted.

ステップＳ６２において、制御器３が、停止命令を受け付けると（ステップＳ６２において「ＹＥＳ」）、ステップＳ６３で空気供給器６が発電部５に供給する空気の流量を増加させ、燃料供給器７が改質器４に供給する燃料の流量を低下させる。また、ステップＳ６４で水供給器９が改質器４に供給する改質水の流量を低下させる。さらに、制御器３は、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３に出力を上げるように指示する制御信号を送信する。ラジエータファン２４および循環ポンプ２３は、制御器３から制御信号を受信すると、それぞれ出力をさらに上げる。そして、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３の出力を上げることによって、循環流路２５を流通する水の単位時間あたりの放熱量をさらに大きくすることができる。   In step S62, when the controller 3 receives a stop command (“YES” in step S62), in step S63, the flow rate of air supplied from the air supply unit 6 to the power generation unit 5 is increased, and the fuel supply unit 7 is modified. The flow rate of the fuel supplied to the mass device 4 is reduced. In step S64, the flow rate of the reforming water supplied to the reformer 4 by the water supplier 9 is reduced. Further, the controller 3 transmits a control signal instructing the radiator fan 24 and the circulation pump 23 to increase the output. When the radiator fan 24 and the circulation pump 23 receive a control signal from the controller 3, their outputs are further increased. Then, by increasing the outputs of the radiator fan 24 and the circulation pump 23, the heat radiation amount per unit time of the water flowing through the circulation passage 25 can be further increased.

つまり、発電部５が自立発電運転を実施している間は、循環流路２５を流通する水が発電部５の発電で発生した排熱により加熱され、貯湯タンク２０内の水が予め設定された温度に維持される。また、発電部５が自立発電運転を停止してもしばらくの間は発電部５から余熱が熱交換器２１を介して循環流路２５内の水に伝熱する。しかしながら、自立発電運転の停止後は、発電部５から循環ポンプ２３およびラジエータファン２４に電力が供給されないため、これらの装置を動作させることができない。このため、自立発電運転停止後に貯湯タンク２０内の水が予め設定された温度以上となった場合、この水の温度を低下させることができない。   That is, while the power generation unit 5 is performing the self-sustaining power generation operation, the water flowing through the circulation channel 25 is heated by the exhaust heat generated by the power generation of the power generation unit 5, and the water in the hot water storage tank 20 is set in advance. Temperature. Further, even if the power generation unit 5 stops the independent power generation operation, the remaining heat is transferred from the power generation unit 5 to the water in the circulation flow path 25 through the heat exchanger 21 for a while. However, after the self-sustaining power generation operation is stopped, since no power is supplied from the power generation unit 5 to the circulation pump 23 and the radiator fan 24, these devices cannot be operated. For this reason, when the water in the hot water storage tank 20 becomes equal to or higher than a preset temperature after the self-sustaining power generation operation is stopped, the temperature of the water cannot be lowered.

そこで、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、発電部５が自立発電運転を停止させる前に、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３の出力を上げて、貯湯タンク２０内の水の温度を十分に低下させる。これによって、自立発電運転停止後において発電部５からの余熱が伝熱し、貯湯タンク２０内の水が予め設定された温度以上となってしまうことを防ぐことができる。   Therefore, in the fuel cell system 140 according to Embodiment 5, before the power generation unit 5 stops the self-sustained power generation operation, the outputs of the radiator fan 24 and the circulation pump 23 are increased so that the temperature of the water in the hot water storage tank 20 is sufficiently increased. Reduce. As a result, it is possible to prevent the remaining heat from the power generation unit 5 from being transferred after the self-sustained power generation operation is stopped, and the water in the hot water storage tank 20 to be higher than a preset temperature.

以上のように、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて停止工程が実施されるため、例えば、特許文献１の燃料電池システムのように蓄電池を備える必要がない。このため、装置の大型化や高コスト化を防ぐことができる。   As described above, in the fuel cell system 140 according to the fifth embodiment, the stopping process is performed using the power obtained by the self-sustained power generation operation of the power generation unit 5, and thus, for example, like the fuel cell system of Patent Document 1 There is no need to provide a storage battery. For this reason, the enlargement and cost increase of the apparatus can be prevented.

また、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、停止命令を受け付けると、制御器３から送信された制御信号に応じて空気供給器６は発電部５への空気の供給量を増加させ、燃料供給器７は発電部５への燃料の供給量を低下させる。さらに、制御器か３から送信された制御信号に応じて水供給器９は改質器４への改質水の供給量を低下させることができる。このため、発電部５の温度をより確実かつ迅速に低下させていくことができる。   In the fuel cell system 140 according to the fifth embodiment, when the stop command is received, the air supply unit 6 increases the amount of air supplied to the power generation unit 5 in accordance with the control signal transmitted from the controller 3, and The supplier 7 reduces the amount of fuel supplied to the power generation unit 5. Further, the water supply unit 9 can reduce the amount of reforming water supplied to the reformer 4 in accordance with a control signal transmitted from the controller 3. For this reason, the temperature of the electric power generation part 5 can be reduced more reliably and rapidly.

また、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、制御器３は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまで自立発電運転を停止させない。このため、発電部５が高温の状態のまま、その自立発電運転を停止させて該発電部５を劣化させてしまうことを防ぐことができる。   In the fuel cell system 140 according to the fifth embodiment, the controller 3 does not stop the self-sustained power generation operation until the temperature T1 of the power generation unit 5 becomes equal to or lower than the predetermined temperature Tx. For this reason, it is possible to prevent the power generation unit 5 from being deteriorated by stopping the self-sustaining power generation operation while the power generation unit 5 is in a high temperature state.

また、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、発電部５の自立発電運転を停止させる前に、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３の出力を上げて、貯湯タンク２０内の水の温度を十分に低下させることができる。このため、自立発電運転停止後にラジエータファン２４および循環ポンプ２３が停止したとしても、貯湯タンク２０内の水が過昇温となったり沸騰したりすることを防止しすることができる。   Further, in the fuel cell system 140 according to the fifth embodiment, the temperature of the water in the hot water storage tank 20 is sufficiently increased by increasing the outputs of the radiator fan 24 and the circulation pump 23 before stopping the independent power generation operation of the power generation unit 5. Can be reduced. For this reason, even if the radiator fan 24 and the circulation pump 23 are stopped after the self-sustaining power generation operation is stopped, it is possible to prevent the water in the hot water storage tank 20 from being overheated or boiled.

したがって、実施形態５に係る燃料電池システム１４０は、電力系統１の停電時に自立発電運転を行っている発電部５を適切に停止させることができる。   Therefore, the fuel cell system 140 according to Embodiment 5 can appropriately stop the power generation unit 5 that is performing the self-sustaining power generation operation when the power system 1 is powered off.

なお、図１５に示す停止工程の処理フローにおけるステップＳ６３からステップＳ６５の実施順番はこれに限定されるものではなく、例えば、ステップＳ６３、Ｓ６４、Ｓ６５を同時に実施してもよい。あるいは、ステップＳ６４を先に実施し、その後ステップＳ６３、Ｓ６５を実施してもよい。またはステップＳ６５を先に実施し、その後ステップＳ６３、Ｓ６４を実施してもよい。すなわち、ステップＳ６３、Ｓ６４、Ｓ６５の実施順番は任意であってもよい。   In addition, the execution order of step S63 to step S65 in the process flow of the stop process shown in FIG. 15 is not limited to this, For example, you may implement step S63, S64, and S65 simultaneously. Alternatively, step S64 may be performed first, and then steps S63 and S65 may be performed. Alternatively, step S65 may be performed first, and then steps S63 and S64 may be performed. That is, the execution order of steps S63, S64, and S65 may be arbitrary.

また、ステップＳ６７において自立発電運転を停止させる前に、実施形態４に係る燃料電池システム１３０と同様に、発電部５への空気および改質水の供給を停止させ、燃料により該発電部５内をパージする構成としてもよい。   Further, before stopping the self-sustained power generation operation in step S67, the supply of air and reformed water to the power generation unit 5 is stopped and fuel is generated in the power generation unit 5 by the fuel, similarly to the fuel cell system 130 according to the fourth embodiment. It is good also as a structure which purges.

本発明の一態様に係る燃料電池システムは、電力系統の停電時に自立発電運転を行う、定置用途または車両用途などの燃料電池システムに利用できる。   The fuel cell system according to one embodiment of the present invention can be used for a fuel cell system such as a stationary application or a vehicle application that performs a self-sustained power generation operation at the time of a power failure of the power system.

１ 電力系統
２ 開閉器
３ 制御器
４ 改質器
５ 発電部
６ 空気供給器
７ 燃料供給器
８ 発電部温度検出器
９ 水供給器
１０ 計時部
２０ 貯湯タンク
２１ 熱交換器
２２ ラジエータ
２３ 循環ポンプ
２４ ラジエータファン
２５ 循環流路
１００ 燃料電池システム
１１０ 燃料電池システム
１２０ 燃料電池システム
１３０ 燃料電池システム
１４０ 燃料電池システム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power system 2 Switch 3 Controller 4 Reformer 5 Power generation part 6 Air supply 7 Fuel supply 8 Power generation part temperature detector 9 Water supply 10 Timekeeping part 20 Hot water storage tank 21 Heat exchanger 22 Radiator 23 Circulation pump 24 Radiator fan 25 Circulation channel 100 Fuel cell system 110 Fuel cell system 120 Fuel cell system 130 Fuel cell system 140 Fuel cell system

Claims (7)

電力系統と接続され、供給された燃料と空気との電気化学的反応による発電で得られた電力を該電力系統へ供給する発電部と、
前記電力系統の停電時に前記発電部を該電力系統から解列させる開閉器と、
制御器と、を備え、
前記発電部が前記開閉器によって前記電力系統から解列され、自立発電運転を行っている場合において、前記制御器が前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定したときに該発電部の自立発電運転を停止させる停止工程を、該自立発電運転で得られた電力を用いて行う燃料電池システム。 A power generation unit that is connected to the power system and supplies power obtained by power generation by an electrochemical reaction between the supplied fuel and air to the power system;
A switch that disconnects the power generation unit from the power system in the event of a power failure of the power system;
A controller, and
When the power generation unit is disconnected from the power system by the switch and performing a self-sustained power generation operation, when the controller determines that the temperature of the power generation unit is equal to or lower than a predetermined temperature, the power generation unit A fuel cell system that performs a stopping process for stopping a self-sustained power generation operation using electric power obtained by the self-sustained power generation operation. 前記発電部の温度を検出する発電部温度検出器と、
前記発電部に空気を供給する空気供給器と、
前記発電部に燃料を供給する燃料供給器と、をさらに備え、
前記停止工程では、前記制御器は、前記発電部による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を受け付けると前記発電部への空気の供給量を増加させるように前記空気供給器を制御するとともに、前記発電部への燃料の供給量を低下させるように前記燃料供給器を制御し、前記発電部温度検出器の検出結果に基づき、該発電部の温度が所定温度以下になったと判定した場合、前記発電部の自立発電運転を停止させる請求項１に記載の燃料電池システム。 A power generation unit temperature detector for detecting the temperature of the power generation unit;
An air supply for supplying air to the power generation unit;
A fuel supplier for supplying fuel to the power generation unit,
In the stop step, the controller controls the air supply unit to increase the supply amount of air to the power generation unit when receiving a stop command instructing the operation stop of the independent power generation operation by the power generation unit. The fuel supply unit is controlled to reduce the amount of fuel supplied to the power generation unit, and based on the detection result of the power generation unit temperature detector, it is determined that the temperature of the power generation unit has become a predetermined temperature or less. The fuel cell system according to claim 1, wherein self-power generation operation of the power generation unit is stopped. 前記発電部による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を受け付けてからの経過時間を計測する計時部と、
前記発電部に空気を供給する空気供給器と、
前記発電部に燃料を供給する燃料供給器と、をさらに備え、
前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると前記発電部への空気の供給量を増加させるように前記空気供給器を制御するとともに、前記発電部への燃料の供給量を低下させるように前記燃料供給器を制御し、前記計時部により計測された経過時間が所定時間以上となる場合、該発電部の温度が所定温度以下になったと判定し、前記発電部の自立発電運転を停止させる請求項１に記載の燃料電池システム。 A time measuring unit that measures an elapsed time after receiving a stop instruction that instructs to stop the self-sustained power generation operation by the power generation unit;
An air supply for supplying air to the power generation unit;
A fuel supplier for supplying fuel to the power generation unit,
In the stopping step, when the controller receives the stop command, the controller controls the air supply unit to increase the supply amount of air to the power generation unit and decreases the supply amount of fuel to the power generation unit. When the elapsed time measured by the time measuring unit is equal to or longer than a predetermined time, it is determined that the temperature of the power generation unit has become a predetermined temperature or less, and the power generation unit is operated independently. The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell system is stopped. 供給された前記燃料を改質して改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器に前記燃料の改質に利用する改質水を供給する水供給器と、を備え、
前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると前記改質器への改質水の供給量を低下させるように前記水供給器を制御し、前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定した場合、前記発電部の自立発電運転を停止させる請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。 A reformer for reforming the supplied fuel to generate a reformed gas;
A water supply unit for supplying reforming water to be used for reforming the fuel to the reformer,
In the stop step, the controller controls the water supply unit to reduce the supply amount of reforming water to the reformer when receiving the stop command, and the temperature of the power generation unit is equal to or lower than a predetermined temperature. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein when it is determined that the self-sustained power generation operation of the power generation unit is stopped. 前記制御器は、前記停止工程において、前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定した後であって、前記発電部の自立発電運転を停止させる前に、前記空気供給器による前記空気の供給と、前記水供給器による前記改質水の供給とを停止するように制御し、前記燃料供給器により供給される燃料によって前記発電部内をパージする、請求項４に記載の燃料電池システム。   The controller, after determining that the temperature of the power generation unit has become equal to or lower than a predetermined temperature in the stopping step, before stopping the self-power generation operation of the power generation unit, The fuel cell system according to claim 4, wherein the supply and the supply of the reforming water by the water supplier are controlled to be stopped, and the inside of the power generation unit is purged by the fuel supplied by the fuel supplier. 前記発電部で発生した排熱と水との間で熱交換させ、該水を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器によって加熱された水を貯留する貯湯タンクと、
前記水が有する熱を外気へと放散させるラジエータと、
前記ラジエータに前記外気を送り込むラジエータファンと、
前記貯湯タンク内の前記水が前記熱交換器および前記ラジエータを介して該貯湯タンク内に戻るように設けられた循環流路と、
前記循環流路を通じて前記貯湯タンク内の前記水を循環させる循環ポンプと、を備え、
前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると、出力を上げるように前記ラジエータファンおよび前記循環ポンプを制御する請求項１から５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。 Heat exchange between the exhaust heat generated in the power generation unit and water, and heat the water;
A hot water storage tank for storing water heated by the heat exchanger;
A radiator that dissipates the heat of the water to the outside air;
A radiator fan for sending the outside air to the radiator;
A circulation channel provided so that the water in the hot water storage tank returns to the hot water storage tank via the heat exchanger and the radiator;
A circulation pump for circulating the water in the hot water storage tank through the circulation channel,
6. The fuel cell system according to claim 1, wherein, in the stopping step, the controller controls the radiator fan and the circulation pump to increase an output when receiving the stop command. 7. 前記所定温度は、通常発電運転時の前記発電部の温度よりも低い温度である、請求項１から６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 6, wherein the predetermined temperature is lower than a temperature of the power generation unit during a normal power generation operation.
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