JP2017152303A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
Description
なお、制御装置15は、補機を駆動して燃料電池システム1の運転を制御する。
蒸発部32は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部32は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部33に供給するものである。改質用原料としては天然ガス(メタンガスを主成分とする)、LPガスなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本実施形態においては天然ガスにて説明する。
(化1)
H2+O2−→H2O+2e−
(化2)
CO+O2−→CO2+2e−
(化3)
1/2O2+2e−→O2−
なお、燃料電池システムは、通常の発電運転中である。
このように、第二燃焼部温度が第二燃焼部温度用第一判定温度TH2a以上である場合に、第一燃焼部36の燃焼状態は、全体的に吹き消え状態である。
なお、第二燃焼部温度用第二判定温度TH2bは、第二燃焼部温度用第一判定温度TH2aより低い値である。第二燃焼部温度用第二判定温度TH2bは、燃料電池温度が燃料電池温度用判定温度TH1a未満である場合に、第一燃焼部36が部分的に吹き消え状態であるか否かを判定する温度に設定されるのが好ましい。
このように、燃料電池温度が燃料電池温度用判定温度TH1a未満であり、かつ、第二燃焼部温度が第二燃焼部温度用第二判定温度TH2b以上かつ第二燃焼部温度用第一判定温度TH2a未満である場合に、第一燃焼部36の燃焼状態は、部分的に吹き消え状態である。
制御装置15は、ステップS118において、酸化剤ガス増大制御部によるカソードエア(酸化剤ガス)の供給量の増大によっても、第一燃焼部36が燃焼復帰しない場合に、酸化剤ガス増大制御部と同様なカソードエアの供給量の増大に加えて、点火ヒータ36a1,36a2を通電して作動させる(点火装置第二作動部)。制御装置15は、この状態を所定時間(例えば5分間)継続する。
これによれば、第一燃焼部36の燃焼復帰制御が必要であるか否かを適切に判定することができる。
これによれば、環境温度も考慮して、第一燃焼部36の燃焼復帰制御が必要であるか否かをより適切に判定することができる。
これによれば、燃料電池34の出力電力量も考慮して、第一燃焼部36の燃焼復帰制御が必要であるか否かをより適切に判定することができる。
これによれば、第一燃焼部36の燃焼復帰をより確実に行うことができる。よって、第一燃焼部36の燃焼性を高効率にて担保することができる。
これによれば、第一燃焼部36の燃焼復帰をより確実に行うことができる。よって、第一燃焼部36の燃焼性を高効率にて担保することができる。
これによれば、第一燃焼部36の燃焼復帰をより確実に行うことができる。よって、第一燃焼部36の燃焼性を高効率にて担保することができる。
これによれば、第一燃焼部36の燃焼復帰をより確実に行うことができる。よって、第一燃焼部36の燃焼性を高効率にて担保することができる。
これによれば、第一燃焼部36の燃焼復帰をより確実に行うことができる。よって、第一燃焼部36の燃焼性を高効率にて担保することができる。
Claims (9)
- 供給源から直接供給される直接燃料、または、供給源から供給される改質用原料が改質され生成された改質燃料と、酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、 前記燃料電池からの未使用の前記各燃料を含む可燃性ガスを導入し酸化剤ガスで燃焼して燃焼ガスを導出する第一燃焼部と、
前記第一燃焼部から排気される未使用の可燃性ガスを導入し燃焼して導出する第二燃焼部と、
通電されることにより前記第一燃焼部を点火する第一点火装置と、
前記直接燃料または前記改質用原料である原燃料を供給する原燃料供給装置と、
前記燃料電池の温度である燃料電池温度を検出する第一温度センサと、
前記第二燃焼部の温度である第二燃焼部温度を検出する第二温度センサと、
前記原燃料供給装置を少なくとも制御する制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、
前記制御装置は、前記第一温度センサによって検出された前記燃料電池温度および前記第二温度センサによって検出された前記第二燃焼部温度から、全体的または部分的に吹き消えている前記第一燃焼部の燃焼復帰を行う燃焼復帰制御が必要であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記燃焼復帰制御が必要であると判定された場合に、前記原燃料供給装置を制御して前記原燃料の供給量を増大させる原燃料増大制御部と、
を備えている燃料電池システム。 - 前記判定部は、前記第二温度センサによって検出された前記第二燃焼部温度が第二燃焼部温度用第一判定温度以上である場合に、または、前記第二温度センサによって検出された前記第二燃焼部温度が前記第二燃焼部温度用第一判定温度より低い第二燃焼部温度用第二判定温度以上でありかつ前記第二燃焼部温度用第一判定温度未満であり、かつ、前記第一温度センサによって検出された前記燃料電池温度が燃料電池温度用判定温度未満である場合に、前記燃焼復帰制御が必要である旨の判定をする請求項1記載の燃料電池システム。
- 前記第二燃焼部温度用第一判定温度および前記第二燃焼部温度用第二判定温度は、前記燃料電池システムの環境温度に応じて補正されている請求項2記載の燃料電池システム。
- 前記第二燃焼部温度用第一判定温度および前記第二燃焼部温度用第二判定温度は、前記燃料電池の出力電力量に応じて補正されている請求項2記載の燃料電池システム。
- 前記制御装置は、前記原燃料増大制御部による前記原燃料の供給量の増大によっても、前記第一燃焼部が燃焼復帰しない場合に、前記原燃料増大制御部による前記原燃料の供給量の増大に加えて、前記第一点火装置を作動させる点火装置第一作動部を、さらに備えている請求項1乃至請求項4の何れか一項記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池システムは、前記酸化剤ガスを前記第一燃焼部に供給する酸化剤ガス供給装置を、さらに備え、
前記制御装置は、前記点火装置第一作動部による前記原燃料の供給量の増大および前記第一点火装置の点火によっても、前記第一燃焼部が燃焼復帰しない場合に、前記酸化剤ガス供給装置を制御して前記第一燃焼部への酸化剤ガスの供給量を増大させる酸化剤ガス増大制御部を、さらに備えている請求項5記載の燃料電池システム。 - 前記制御装置は、前記酸化剤ガス増大制御部による前記酸化剤ガスの供給量の増大によっても、前記第一燃焼部が燃焼復帰しない場合に、前記酸化剤ガス増大制御部による前記酸化剤ガスの供給量の増大に加えて、前記第一点火装置を作動させる点火装置第二作動部を、さらに備えている請求項6記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池システムは、前記燃料電池から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータ装置を、さらに備え、
前記制御装置は、前記点火装置第二作動部による前記酸化剤ガスの供給量の増大および前記第一点火装置の点火によっても、前記第一燃焼部が燃焼復帰しない場合に、前記原燃料供給装置、前記酸化剤ガス供給装置および前記インバータ装置を制御して、前記燃料電池の出力電力を変更する出力電力変更部を、さらに備えている請求項7記載の燃料電池システム。 - 前記出力電力変更部は、出力電力を所定量だけ変更する請求項8記載の燃料電池システム。
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