JP2020161305A - Fuel cell system - Google Patents

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覚 上野山
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毅 越智
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Abstract

To provide a fuel cell system compatible of all operation modes, and capable of determining gas leakage with a convenient configuration without stopping operation.SOLUTION: A fuel cell system includes a fuel cell device X having an operation control section C for controlling operation of a solid oxide fuel cell 1, and a fuel level indicator Y having a measurement section Fb for measuring the total flow rate of fuel supplied to the solid oxide fuel cell 1 and other fuel consumption apparatuses 11, K via fuel supply passages L1, L6. The operation control section C is configured to be able to execute multiple operation modes, and regardless of execution of any operation mode, executes an abnormality determination operation mode for supplying a specified quantity of fuel to the solid oxide fuel cell 1 instead of the operation mode, and if a cumulative time when the total flow rate is within a prescribed range is less than a prescribed time during a prescribed period, a determination unit H determines that the fuel supply passages L1, L6 are abnormal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、運転により発生した電力を電力負荷部に供給できると共に、運転により発生した熱を熱負荷部に供給できる固体酸化物形燃料電池を備えた燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system including a solid oxide fuel cell capable of supplying electric power generated by operation to a power load unit and supplying heat generated by operation to a heat load unit.

従来、固体酸化物形燃料電池(SOFC)を備えた発電効率の高い燃料電池システムが知られている。この燃料電池システムは、改質器において原燃料を改質して生成された水素と酸素を含む空気とを反応させて発電した電力を電力負荷部に供給し、該反応により発生した熱を給湯用途や暖房用途である熱負荷部に供給する。この熱負荷部には、固体酸化物形燃料電池の運転により発生した熱を用いて加温された湯水が供給される。また、燃料電池システムは、該湯水の温度が熱負荷部で要求される湯水の温度よりも低いとき、燃焼装置を駆動して、熱負荷部へ供給される湯水の温度が所望の温度となるように制御している。 Conventionally, a fuel cell system having high power generation efficiency including a solid oxide fuel cell (SOFC) is known. In this fuel cell system, electricity generated by reacting hydrogen generated by reforming raw fuel in a reformer with air containing oxygen is supplied to a power load unit, and the heat generated by the reaction is supplied to hot water. It is supplied to the heat load section, which is used for applications and heating. Hot water heated by using the heat generated by the operation of the solid oxide fuel cell is supplied to this heat load unit. Further, in the fuel cell system, when the temperature of the hot water is lower than the temperature of the hot water required by the heat load section, the temperature of the hot water supplied to the heat load section by driving the combustion device becomes a desired temperature. It is controlled like this.

これら固体酸化物形燃料電池の改質器、及び、上記燃焼装置やガスコンロ等のガス機器には商用ガス(例えば都市ガス13A)が供給されており、この商用ガスは、一般的に、ガスの漏洩を検知して警報やガス遮断動作等を行う保護機能を備えたガス漏洩検知装置を介して供給される。従来、ガス漏洩検知装置としては、ガス供給管に設けられたマイコン機能付きのガスメータ(以下、「マイコンメータ」と称する)が用いられている(例えば、特許文献1〜3参照)。 Commercial gas (for example, city gas 13A) is supplied to the reformer of these solid oxide fuel cells and gas appliances such as the combustion device and the gas stove, and the commercial gas is generally of gas. It is supplied via a gas leak detection device equipped with a protection function that detects leaks and performs alarms and gas shutoff operations. Conventionally, as a gas leak detection device, a gas meter with a microcomputer function provided in a gas supply pipe (hereinafter, referred to as “microcomputer meter”) has been used (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

マイコンメータには種々の安全機能が搭載されているが、その1つに「所定時間ガスが流れ続けたときに警報を発する機能」が備わっている。これは、例えばゴム管やガス管に損傷がありガスが微量に漏れ続けた場合にガス漏れを検出することが目的とされている機能であり、一定時間以上(例えば30日間)の連続したガスの微流出を検知して警報を発するという機能である。 The microcomputer meter is equipped with various safety functions, one of which is "a function to issue an alarm when gas continues to flow for a predetermined time". This is a function aimed at detecting a gas leak when, for example, a rubber pipe or a gas pipe is damaged and a small amount of gas continues to leak, and the gas is continuously used for a certain period of time or longer (for example, 30 days). It is a function that detects a slight outflow of gas and issues an alarm.

この警報が発せられると、警報の解除のため、ガス供給事業者による点検が必要となる場合が多く、また警報の解除には所定時間(例えば3分以上)、ガス流量の無い状態が必要となる。この解除作業はユーザーへの負担であることに加え、連続的にガスを使用している燃料電池システムを一時的に停止させる措置が必要となる。一旦、燃料電池システムの運転が停止してしまうと定常運転の状態に戻るまでに時間がかかり、特に固体酸化物形燃料電池の場合、停止行程に10時間、再起動行程に2〜3時間程度必要となることもある。このため、その間の電力負荷を発電により補うことができず、燃料電池システムを導入したメリットが充分に活かされない。そこで、特許文献1〜3には、マイコンメータの保護機能を無効にすることなく、マイコンメータによる警報の発生を回避して、燃料電池システムの運用効率の低下を抑制する制御方法が開示されている。 When this alarm is issued, it is often necessary for the gas supply company to inspect it in order to cancel the alarm, and it is necessary to have no gas flow rate for a predetermined time (for example, 3 minutes or more) to cancel the alarm. Become. In addition to the burden on the user, this release work requires measures to temporarily stop the fuel cell system that continuously uses gas. Once the operation of the fuel cell system is stopped, it takes time to return to the state of steady operation. Especially in the case of solid oxide fuel cell, it takes about 10 hours for the stop stroke and about 2 to 3 hours for the restart stroke. It may be necessary. Therefore, the power load during that period cannot be supplemented by power generation, and the merit of introducing the fuel cell system cannot be fully utilized. Therefore, Patent Documents 1 to 3 disclose a control method for avoiding the generation of an alarm by the microcomputer meter and suppressing a decrease in the operational efficiency of the fuel cell system without disabling the protection function of the microcomputer meter. There is.

特許文献1に記載の燃料電池システムは、燃料電池システムの運転停止の候補日を複数設け、予め記憶した電力需要や給湯需要のパターンから演算を行い、最適な停止日を選ぶ技術である。しかし、運転停止期間を長く設定すると燃料電池システムを導入したメリットが薄れ、運転停止期間を短く設定するとガスコンロ等のガス機器の作動によりガス漏れの誤判定を招くおそれがある。 The fuel cell system described in Patent Document 1 is a technique in which a plurality of candidate dates for stopping the operation of the fuel cell system are provided, calculations are performed from patterns of electric power demand and hot water supply demand stored in advance, and an optimum stop date is selected. However, if the operation stop period is set long, the merit of introducing the fuel cell system is diminished, and if the operation stop period is set short, there is a risk that gas leakage may be erroneously determined due to the operation of gas appliances such as a gas stove.

一方、特許文献2に記載の燃料電池システムは、発電停止期間を短くするための季節判定手段を備えており、ガス機器の使用率の低い夏場の発電停止期間を短縮している。これにより、ガス漏れの誤判定を防止すると共に、燃料電池システムを導入したメリット損失を軽減している。 On the other hand, the fuel cell system described in Patent Document 2 is provided with a seasonal determination means for shortening the power generation suspension period, and shortens the power generation suspension period in the summer when the usage rate of gas appliances is low. This prevents erroneous determination of gas leaks and reduces the loss of merit of introducing a fuel cell system.

また、特許文献3に記載の燃料電池システムは、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う負荷追従運転モードの実行中に、ガス流量が口火登録機能の固定流量範囲付近にある場合には、固定流量運転モードで連続運転を行っている。これにより、固定流量運転モードにおける連続運転の累積時間が基準時間以上であれば、ガス漏れと判断しない。 Further, when the fuel cell system described in Patent Document 3 is in the vicinity of the fixed flow rate range of the ignition registration function during the execution of the load following operation mode in which the fuel cell system operates at a gas flow rate that follows the power load, Continuous operation is performed in the fixed flow rate operation mode. As a result, if the cumulative time of continuous operation in the fixed flow rate operation mode is equal to or longer than the reference time, it is not determined to be a gas leak.

特開2005−353292号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-353292 特開2016−223690号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-223690 特開2012−209137号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-209137

特許文献1〜2に記載の燃料電池システムにあっては、燃料電池システムの運転を一時的に停止させる必要があるため、特に、定常運転の状態に戻るまで時間を要する固体酸化物形燃料電池の場合、燃料電池システムを導入したメリットが薄れ、改善の余地がある。また、特許文献3に記載の燃料電池システムにあっては、負荷追従運転モードの実行中にガス流量が固定流量範囲付近に変動したときに固定流量で運転しており、ガス流量の変動が無い定格出力運転モードには対応できない。さらに、特許文献3に記載の燃料電池システムにあっては、負荷追従運転モードから固定流量運転モードに移行するための制御が複雑であるばかりか、負荷追従運転モードと固定流量運転モードとが頻繁に切り替わるおそれがあり運転時間の管理も煩雑である。 In the fuel cell system described in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to temporarily stop the operation of the fuel cell system, and therefore, in particular, a solid oxide fuel cell that takes time to return to a steady operation state. In this case, the merit of introducing the fuel cell system diminishes, and there is room for improvement. Further, in the fuel cell system described in Patent Document 3, when the gas flow rate fluctuates near the fixed flow rate range during the execution of the load following operation mode, the fuel cell system is operated at a fixed flow rate, and the gas flow rate does not fluctuate. It cannot support the rated output operation mode. Further, in the fuel cell system described in Patent Document 3, not only the control for shifting from the load following operation mode to the fixed flow rate operation mode is complicated, but also the load following operation mode and the fixed flow rate operation mode are frequently performed. There is a risk of switching to, and management of operating time is complicated.

そこで、あらゆる運転モードにも対応可能で、運転を停止させることなく簡便な構成でガス漏れ判定ができる燃料電池システムが望まれている。 Therefore, there is a demand for a fuel cell system that can support all operation modes and can determine gas leakage with a simple configuration without stopping the operation.

本発明に係る燃料電池システムの特徴構成は、運転により発生した電力を電力負荷部に供給できると共に、運転により発生した熱を熱負荷部に供給できる固体酸化物形燃料電池と、当該固体酸化物形燃料電池の運転を制御する運転制御部と、を有する燃料電池装置と、前記固体酸化物形燃料電池及び他の燃料消費機器に燃料供給路を介して供給される燃料の合計流量を計測する計測部と、当該計測部で計測された前記合計流量に基づいて前記燃料供給路の異常の有無を判定する判定部と、を有する燃料計と、を備え、前記運転制御部は、複数の運転モードを実行可能に構成されており、何れの前記運転モードを実行しているかに関らず、前記運転モードに代えて前記固体酸化物形燃料電池に所定量の燃料を供給する異常判定運転モードを実行し、前記判定部は、前記合計流量が所定範囲内にある累積時間が所定期間中に所定時間以上であるとき、前記累積時間をリセットし、前記累積時間が前記所定期間中に前記所定時間未満であるとき、前記燃料供給路が異常であると判定する点にある。 The characteristic configuration of the fuel cell system according to the present invention is a solid oxide fuel cell capable of supplying the electric power generated by the operation to the electric power load unit and the heat generated by the operation to the heat load unit, and the solid oxide. A fuel cell device having an operation control unit for controlling the operation of the fuel cell, and the total flow rate of fuel supplied to the solid oxide fuel cell and other fuel consuming devices via the fuel supply path are measured. The operation control unit includes a measurement unit, a fuel meter having a determination unit for determining the presence or absence of an abnormality in the fuel supply path based on the total flow rate measured by the measurement unit, and the operation control unit. The mode is configured to be executable, and an abnormality determination operation mode in which a predetermined amount of fuel is supplied to the solid oxide fuel cell in place of the operation mode regardless of which operation mode is being executed. When the cumulative time in which the total flow rate is within the predetermined range is equal to or longer than the predetermined time during the predetermined period, the determination unit resets the cumulative time, and the cumulative time reaches the predetermined time during the predetermined period. When it is less than the time, it is determined that the fuel supply path is abnormal.

本構成では、運転制御部が何れの運転モードを実行しているかに関らず、固体酸化物形燃料電池に所定量の燃料を供給する異常判定運転モードを実行する。この異常判定運転モードは、固体酸化物形燃料電池に所定量の燃料を供給するため、他の燃料消費機器で燃料を使用していない限り、燃料計で計測される燃料の合計流量は所定範囲内となる。そして、判定部は、合計流量が所定範囲内にある累積時間が所定期間中に所定時間以上であるとき、燃料供給路が正常であると判定し、累積時間をリセット(誤検知を防止)する。一方、燃料供給路からガス漏れが発生している場合は、異常判定運転モードにおいて燃料計で計測される燃料の合計流量は所定範囲外となる。そして、合計流量が所定範囲内にある累積時間が所定期間中に所定時間未満であるとき、判定部は燃料供給路が異常であると判定する。 In this configuration, the abnormality determination operation mode for supplying a predetermined amount of fuel to the solid oxide fuel cell is executed regardless of which operation mode the operation control unit is executing. Since this abnormality determination operation mode supplies a predetermined amount of fuel to the solid oxide fuel cell, the total flow rate of fuel measured by the fuel gauge is within a predetermined range unless fuel is used in other fuel consuming equipment. Be inside. Then, when the cumulative time during which the total flow rate is within the predetermined range is equal to or longer than the predetermined time, the determination unit determines that the fuel supply path is normal and resets the cumulative time (prevents false detection). .. On the other hand, when a gas leak occurs from the fuel supply path, the total flow rate of the fuel measured by the fuel gauge in the abnormality determination operation mode is out of the predetermined range. Then, when the cumulative time in which the total flow rate is within the predetermined range is less than the predetermined time during the predetermined period, the determination unit determines that the fuel supply path is abnormal.

つまり、燃料電池装置の通常運転により発電を継続している最中に、異常判定運転モードを強制的に実行することにより、燃料供給路からのガス漏れを検知することが可能となる。また、合計流量が所定範囲内にある累積時間が所定期間中に所定時間以上であることを条件としているので、燃料供給路からのガス漏れを確実に検出することができる。よって、あらゆる運転モードにも対応可能で、燃料電池装置の運転を停止させることなく簡便な構成でガス漏れ判定ができる燃料電池システムを提供できた。 That is, it is possible to detect a gas leak from the fuel supply path by forcibly executing the abnormality determination operation mode while the power generation is being continued by the normal operation of the fuel cell device. Further, since it is a condition that the cumulative time during which the total flow rate is within the predetermined range is equal to or longer than the predetermined time during the predetermined period, gas leakage from the fuel supply path can be reliably detected. Therefore, it has been possible to provide a fuel cell system that can support all operation modes and can determine gas leakage with a simple configuration without stopping the operation of the fuel cell device.

他の特徴構成は、前記運転制御部は、前記所定量として、燃料の流量が異なる複数の流量パターンを組み合わせて前記異常判定運転モードを実行する点にある。 Another characteristic configuration is that the operation control unit executes the abnormality determination operation mode by combining a plurality of flow patterns having different fuel flow rates as the predetermined amount.

本構成のように、燃料の流量が異なる複数の流量パターンを組み合わせて異常判定運転モードを実行すれば、固体酸化物形燃料電池に供給された燃料の流量が所定範囲内となる確率が高まり、燃料計で計測された燃料の合計流量の温度等による変動誤差を吸収することができる。よって、燃料供給路からのガス漏れをより確実に検出することができる。 If the abnormality determination operation mode is executed by combining a plurality of flow patterns having different fuel flow rates as in this configuration, the probability that the flow rate of the fuel supplied to the solid oxide fuel cell will be within the predetermined range will increase. It is possible to absorb fluctuation errors due to the temperature of the total flow rate of fuel measured by the fuel gauge. Therefore, gas leakage from the fuel supply path can be detected more reliably.

他の特徴構成は、前記運転制御部は、設定された運転時間に基づいて前記異常判定運転モードを実行する点にある。 Another feature configuration is that the operation control unit executes the abnormality determination operation mode based on the set operation time.

本構成では、10日毎に6時間や毎日10分間等の様々な異常判定運転モードを実行することが可能であり、導入先における燃料電池装置の利用形態に応じて最適な運用ができる。よって、燃料電池装置の効率的な運転を実現できる。 In this configuration, it is possible to execute various abnormality determination operation modes such as 6 hours every 10 days and 10 minutes every day, and the optimum operation can be performed according to the usage pattern of the fuel cell device at the introduction destination. Therefore, efficient operation of the fuel cell device can be realized.

他の特徴構成は、前記運転制御部と前記判定部との間で通信する通信機構をさらに備え、前記運転制御部は、前記通信機構を介して前記判定部による判定結果を取得し、前記運転制御部は、前記累積時間が前記所定期間中に前記所定時間以上であるとき、前記異常判定運転モードを解除する点にある。 Another characteristic configuration further includes a communication mechanism for communicating between the operation control unit and the determination unit, and the operation control unit acquires a determination result by the determination unit via the communication mechanism and performs the operation. The control unit releases the abnormality determination operation mode when the cumulative time is equal to or longer than the predetermined time during the predetermined period.

本構成のように、合計流量が所定範囲内にある累積時間が所定期間中に所定時間以上である条件を満足した時点で燃料電池装置の異常判定運転モードを解除すれば、解除時から次回の判定までの間は通常運転が可能となり、燃料電池装置の効率的な運転を実現できる。 If the abnormality determination operation mode of the fuel cell device is canceled when the condition that the cumulative time during which the total flow rate is within the predetermined range is equal to or longer than the predetermined time is satisfied as in this configuration, the next time from the release time. Normal operation is possible until the judgment, and efficient operation of the fuel cell device can be realized.

他の特徴構成は、前記判定部は、前記通信機構を介して前記異常判定運転モードを検出する点にある。 Another feature configuration is that the determination unit detects the abnormality determination operation mode via the communication mechanism.

本構成では、異常判定運転モードをリアルタイムに検出できる。その結果、燃料計は、燃料電池装置が異常判定運転モードであるときに判定部を機能させることにより、燃料供給路からのガス漏れをより確実に検出することができる。 In this configuration, the abnormality determination operation mode can be detected in real time. As a result, the fuel gauge can more reliably detect a gas leak from the fuel supply path by operating the determination unit when the fuel cell device is in the abnormality determination operation mode.

燃料電池システムの全体構成図である。It is an overall block diagram of a fuel cell system. 制御フロー図である。It is a control flow diagram. 異常判定運転モードの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an abnormality determination operation mode. 異常判定運転モードの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an abnormality determination operation mode.

以下に、本発明に係る燃料電池システムの実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、燃料電池システムの一例として、固体酸化物形燃料電池1(SOFC)を有する燃料電池装置Xを備えた燃料電池システムについて説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。 Hereinafter, embodiments of the fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, as an example of the fuel cell system, a fuel cell system including a fuel cell device X having a solid oxide fuel cell 1 (SOFC) will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.

図1は、燃料電池装置Xを含む燃料電池システムの構成を示す図である。燃料電池システムは、燃料電池装置Xと燃料計Yとを備えている。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fuel cell system including a fuel cell device X. The fuel cell system includes a fuel cell device X and a fuel gauge Y.

〔燃料電池装置X〕
燃料電池装置Xは、運転により発生した電力を電力負荷部3に供給すると共に運転により発生した熱を熱負荷部4に供給する固体酸化物形燃料電池1と、固体酸化物形燃料電池1を含む燃料電池装置Xの運転を制御する運転制御装置C(運転制御部の一例)と、外気温を計測する外気温度センサT1とを備える。電力負荷部3は、固体酸化物形燃料電池1から供給される電力に加えて、商用電源15から供給される電力も消費することが可能である。また、熱負荷部4は、固体酸化物形燃料電池1から発生する熱に加えて、原燃料を燃焼して熱を発生する補助熱源装置11から供給される熱を消費することもできる。運転制御装置Cは、情報処理機能,情報記憶機能及び情報通信機能(通信機構の一例)等を有するハードウェア及びソフトウェアで構成される。
[Fuel cell device X]
The fuel cell device X supplies the solid oxide fuel cell 1 and the solid oxide fuel cell 1 that supply the electric power generated by the operation to the electric power load unit 3 and the heat generated by the operation to the heat load unit 4. It includes an operation control device C (an example of an operation control unit) that controls the operation of the fuel cell device X including the fuel cell device X, and an outside air temperature sensor T1 that measures the outside air temperature. The electric power load unit 3 can consume the electric power supplied from the commercial power source 15 in addition to the electric power supplied from the solid oxide fuel cell 1. Further, the heat load unit 4 can also consume the heat supplied from the auxiliary heat source device 11 that burns the raw fuel to generate heat, in addition to the heat generated from the solid oxide fuel cell 1. The operation control device C is composed of hardware and software having an information processing function, an information storage function, an information communication function (an example of a communication mechanism), and the like.

固体酸化物形燃料電池1は、供給される改質用水を蒸発させる気化器1bと、原燃料(炭化水素を含むガス、例えば都市ガス13A)を水蒸気改質して燃料ガス(水素を含むガス)を生成する改質器1aと、改質器1aで生成された燃料ガスを用いて発電する複数の燃料電池セルSを有するセルスタックと、セルスタックからのオフガスを燃焼する燃焼部1cと、を容器1Aの内部に備える。この容器1Aは、断熱性を有する材料を用いて構成されていることが好ましい。セルスタックはインバータ12に電気的に接続される。 In the solid oxide fuel cell 1, the vaporizer 1b that evaporates the supplied reforming water and the raw material fuel (gas containing hydrocarbons, for example, city gas 13A) are steam reformed and the fuel gas (gas containing hydrogen) is reformed. ), A cell stack having a plurality of fuel cell cells S that generate power using the fuel gas generated by the reformer 1a, and a combustion unit 1c that burns off gas from the cell stack. Is provided inside the container 1A. The container 1A is preferably constructed using a material having heat insulating properties. The cell stack is electrically connected to the inverter 12.

セルスタックは、改質器1aで生成された燃料ガスが通流する燃料通流部(図示せず)を有するアノード50と、酸素(空気)が通流する空気通流部(図示せず)を有するカソード60とを備えた燃料電池セルSを、複数個電気的に直列接続した状態で備えている。図示は省略するが、燃料電池セルSは、アノード50とカソード60との間に固体電解質層を備えた固体酸化物形に構成される。燃料通流部を燃料ガスが通流することでアノード50に燃料ガスが供給され、空気通流部を空気が通流することでカソード60に酸素が供給される。セルスタックは、複数の燃料電池セルSが燃料通流部の燃料ガス排出口50a及び空気通流部の空気排出口60aが上向きになる姿勢で横方向に並ぶ状態で、容器1Aの内部に設置されている。 The cell stack has an anode 50 having a fuel passage (not shown) through which the fuel gas generated by the reformer 1a passes, and an air passage (not shown) through which oxygen (air) passes. A plurality of fuel cell S including the cathode 60 having the above are electrically connected in series. Although not shown, the fuel cell S is composed of a solid oxide fuel cell having a solid electrolyte layer between the anode 50 and the cathode 60. The fuel gas is supplied to the anode 50 by passing the fuel gas through the fuel passage portion, and oxygen is supplied to the cathode 60 by passing the air through the air passage portion. The cell stack is installed inside the container 1A in a state in which a plurality of fuel cell S are arranged side by side with the fuel gas discharge port 50a of the fuel passage portion and the air discharge port 60a of the air passage portion facing upward. Has been done.

セルスタックの下部には、改質器1aから燃料ガス流路L4を通して供給される燃料ガスを受け入れるガスマニホールド1eが設けられる。複数の燃料電池セルSは、ガスマニホールド1eの上方側に上述のように並ぶ状態で配置され、ガスマニホールド1eと複数の燃料電池セルSにおける燃料通流部の下端のガス導入口(図示せず)とが連通接続されている。そして、ガスマニホールド1eに供給された燃料ガスが複数の燃料電池セルSの夫々の燃料通流部に対して下端のガス導入口から供給されて、各燃料通流部に対して燃料ガスが下方側から上方側に通流して発電反応に供される。発電反応に供されたのちの排出燃料ガスは、上端の燃料ガス排出口50aから排出される。 A gas manifold 1e that receives the fuel gas supplied from the reformer 1a through the fuel gas flow path L4 is provided in the lower part of the cell stack. The plurality of fuel cell S are arranged on the upper side of the gas manifold 1e in a state of being arranged as described above, and the gas inlets at the lower ends of the fuel flow portions in the gas manifold 1e and the plurality of fuel cell S (not shown). ) Is connected in communication. Then, the fuel gas supplied to the gas manifold 1e is supplied from the gas introduction port at the lower end to each fuel passage portion of the plurality of fuel cell S, and the fuel gas is downward to each fuel passage portion. It flows from the side to the upper side and is used for the power generation reaction. The discharged fuel gas after being subjected to the power generation reaction is discharged from the fuel gas discharge port 50a at the upper end.

固体酸化物形燃料電池1には、空気導入部70が設けられる、その空気導入部70には空気供給流路L5が接続される。空気供給流路L5の途中には、エアフィルタ21とエアブロア22とエア流量計23とが設けられる。エアブロア22の作動により、空気が空気供給流路L5を通して容器1A内に供給される。エアフィルタ21は、エアブロア22によって空気供給流路L5に吸い込まれた空気中の塵などの異物を捕らえる。エア流量計23は、容器1A内に供給される空気の単位時間当たりの流量を測定する。複数の燃料電池セルSの夫々における空気通流部の下端部近傍には、容器1A内と空気通流部内とを連通する空気供給孔(図示せず)が設けられている。複数の燃料電池セルSの夫々の空気通流部には容器1A内の空気がこの空気供給孔を通して供給されて、各空気通流部に対して空気が下方側から上方側に通流して発電反応に供される。発電反応に供されたのちの排空気は、上端の空気排出口60aから排出される。エア流量計23の測定結果は運転制御装置Cに伝達され、エアブロア22の動作は運転制御装置Cが制御する。 The solid oxide fuel cell 1 is provided with an air introduction unit 70, and an air supply flow path L5 is connected to the air introduction unit 70. An air filter 21, an air blower 22, and an air flow meter 23 are provided in the middle of the air supply flow path L5. By the operation of the air blower 22, air is supplied into the container 1A through the air supply flow path L5. The air filter 21 catches foreign matter such as dust in the air sucked into the air supply flow path L5 by the air blower 22. The air flow meter 23 measures the flow rate of air supplied into the container 1A per unit time. An air supply hole (not shown) that communicates the inside of the container 1A and the inside of the air passage portion is provided in the vicinity of the lower end portion of the air passage portion in each of the plurality of fuel cell S. The air in the container 1A is supplied to each of the air passages of the plurality of fuel cell S through the air supply holes, and the air flows from the lower side to the upper side to each air passage to generate electricity. Subject to reaction. The exhaust air after being subjected to the power generation reaction is discharged from the air discharge port 60a at the upper end. The measurement result of the air flow meter 23 is transmitted to the operation control device C, and the operation of the air blower 22 is controlled by the operation control device C.

セルスタックの上方には、燃料ガス排出口50aから排出される発電反応に用いられなかった水素を含む排出燃料ガスと、空気排出口60aから排出される排空気と、を燃焼させる燃焼空間が形成される。これら排出燃料ガスと排空気とが、セルスタックからのオフガスとなる。この燃焼空間には点火器1dも設けられる。つまり、セルスタックの上方の燃焼空間によって、セルスタックからのオフガスを燃焼する燃焼部1cが実現される。加えて、一体で構成された気化器1bと改質器1aとが、燃焼部1cとして機能するセルスタックの上方の燃焼空間に隣接して設けられている。点火器1dの動作は運転制御装置Cが制御する。燃焼温度センサT4は燃焼部1cの温度を測定し、その測定結果は運転制御装置Cに伝達される。そして、燃焼部1cでの燃焼が適正に行われているか否かの判定などに用いられる。 Above the cell stack, a combustion space is formed for burning the discharged fuel gas containing hydrogen that was not used in the power generation reaction discharged from the fuel gas discharge port 50a and the exhaust air discharged from the air discharge port 60a. Will be done. These discharged fuel gas and exhaust air become off-gas from the cell stack. An igniter 1d is also provided in this combustion space. That is, the combustion space 1c above the cell stack realizes the combustion unit 1c that burns the off-gas from the cell stack. In addition, an integrally configured carburetor 1b and reformer 1a are provided adjacent to the combustion space above the cell stack that functions as the combustion unit 1c. The operation of the igniter 1d is controlled by the operation control device C. The combustion temperature sensor T4 measures the temperature of the combustion unit 1c, and the measurement result is transmitted to the operation control device C. Then, it is used for determining whether or not the combustion in the combustion unit 1c is properly performed.

容器1Aには、燃焼部1cにて発生した燃焼排ガスを、熱交換器Eを経由させて外部に排出するための排気部80が下部に形成されている。そして、容器1A内には、排気部80から外部に排出される燃焼排ガス中の一酸化炭素ガス等を除去する燃焼触媒部90(例えば、白金系触媒)が設けられている。雰囲気温度センサT5は容器1A内部の温度、例えば、セルスタックの側方の温度を測定し、その測定結果は運転制御装置Cに伝達される。 In the container 1A, an exhaust unit 80 for exhausting the combustion exhaust gas generated in the combustion unit 1c to the outside via the heat exchanger E is formed at the lower portion. A combustion catalyst unit 90 (for example, a platinum-based catalyst) for removing carbon monoxide gas or the like in the combustion exhaust gas discharged to the outside from the exhaust unit 80 is provided in the container 1A. The atmospheric temperature sensor T5 measures the temperature inside the container 1A, for example, the temperature on the side of the cell stack, and the measurement result is transmitted to the operation control device C.

気化器1bは、供給される改質用水を、燃焼部1cから伝えられる燃焼熱を用いて加熱して蒸発させる。改質用水タンク24に貯えられている改質用水は、改質用水タンク24に連結される改質用水流路L2を介して気化器1bに供給される。具体的には、改質用水ポンプPが動作することで改質用水タンク24に貯えられている改質用水が改質用水流路L2を通流して気化器1bの内部に流入する。改質用水ポンプPの動作は運転制御装置Cが制御する。このように、改質用水ポンプPは、改質器1aに供給する改質用水の単位時間当たりの流量を調節する水流量調節部として機能する。 The vaporizer 1b heats and evaporates the supplied reforming water using the combustion heat transmitted from the combustion unit 1c. The reforming water stored in the reforming water tank 24 is supplied to the vaporizer 1b via the reforming water flow path L2 connected to the reforming water tank 24. Specifically, when the reforming water pump P operates, the reforming water stored in the reforming water tank 24 flows through the reforming water flow path L2 and flows into the inside of the vaporizer 1b. The operation of the reforming water pump P is controlled by the operation control device C. In this way, the reforming water pump P functions as a water flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of reforming water supplied to the reformer 1a per unit time.

気化器1bには原燃料流路L1を介して原燃料も供給される。原燃料流路L1の途中には質量流量計Faと原燃料ブロアBとが設けられている。質量流量計Faには例えば原燃料の熱拡散作用を利用して測定を行う熱式質量流量計が用いられる。更に、原燃料ブロアBの下流側の原燃料流路L1には、原燃料(例えば、都市ガス等)に含まれる硫黄化合物を取り除くための脱硫器20が設けられている。そして、原燃料ブロアBが動作することで、原燃料が原燃料流路L1を通流し且つ脱硫器20で脱硫された後で気化器1bの内部に流入する。質量流量計Faは、気化器1bに供給される原燃料の単位時間当たりの流量を測定し、その測定結果は運転制御装置Cに伝達される。質量流量計Faが熱式質量流量計である場合、運転制御装置Cは、記憶している供給原燃料熱量の値を参照して、原燃料の流量を決定する。運転制御装置Cは、質量流量計Faを用いて測定される原燃料の流量が目標の流量になるように原燃料ブロアB及び後述する開閉バルブV1の動作を制御する。このように、原燃料ブロアB及び開閉バルブV1は、改質器1aに供給する原燃料の単位時間当たりの流量を調節する原燃料流量調節部として機能する。以上のようにして、気化器1bでは、運転制御装置Cによって単位時間当たりの供給量が制御された原燃料及び水蒸気が混合された混合ガスが生成され、混合ガス流路L3を介して改質器1aに供給される。 Raw fuel is also supplied to the vaporizer 1b via the raw material / fuel flow path L1. A mass flow meter Fa and a raw fuel blower B are provided in the middle of the raw material flow path L1. As the mass flow meter Fa, for example, a thermal mass flow meter that measures by utilizing the thermal diffusion action of raw materials and fuel is used. Further, the raw fuel flow path L1 on the downstream side of the raw fuel blower B is provided with a desulfurizer 20 for removing sulfur compounds contained in the raw fuel (for example, city gas). Then, when the raw material blower B operates, the raw material flows through the raw material fuel flow path L1 and is desulfurized by the desulfurizer 20, and then flows into the inside of the vaporizer 1b. The mass flow meter Fa measures the flow rate of the raw material and fuel supplied to the carburetor 1b per unit time, and the measurement result is transmitted to the operation control device C. When the mass flow meter Fa is a thermal mass flow meter, the operation control device C determines the flow rate of the raw fuel with reference to the stored value of the heat supply raw material and fuel. The operation control device C controls the operation of the raw fuel blower B and the on-off valve V1 described later so that the flow rate of the raw fuel measured by using the mass flow meter Fa becomes a target flow rate. In this way, the raw material fuel blower B and the on-off valve V1 function as a raw material fuel flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of the raw material supplied to the reformer 1a per unit time. As described above, in the vaporizer 1b, a mixed gas in which the raw fuel and steam whose supply amount per unit time is controlled by the operation control device C is mixed is generated, and reformed through the mixed gas flow path L3. It is supplied to the vessel 1a.

改質器1aは、気化器1bから供給される混合ガスに含まれる原燃料の水蒸気改質処理を行う。図示は省略するが、改質器1aの内部には改質触媒が充填されており、この改質触媒の触媒作用によって原燃料が改質処理される。また、気化器1bと同様に、改質器1aにも、燃焼部1cで発生した燃焼熱が伝達される。改質温度センサT3は改質器1aの温度(例えば、改質触媒の温度)を測定し、その測定結果は運転制御装置Cに伝達される。そして、改質器1aの温度が適正か否かの判定などに用いられる。 The reformer 1a performs steam reforming treatment of the raw material and fuel contained in the mixed gas supplied from the vaporizer 1b. Although not shown, the reformer 1a is filled with a reforming catalyst, and the raw fuel is reformed by the catalytic action of the reforming catalyst. Further, like the vaporizer 1b, the combustion heat generated in the combustion unit 1c is also transmitted to the reformer 1a. The reforming temperature sensor T3 measures the temperature of the reformer 1a (for example, the temperature of the reforming catalyst), and the measurement result is transmitted to the operation control device C. Then, it is used for determining whether or not the temperature of the reformer 1a is appropriate.

〔電力負荷部3への電力の供給〕
固体酸化物形燃料電池1の発電電力はインバータ12に供給される。インバータ12は、固体酸化物形燃料電池1の発電電力を商用電源15から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数にする。インバータ12の動作は運転制御装置Cが制御する。インバータ12は、発電電力供給ライン13を介して受電電力供給ライン14に電気的に接続される。そして、固体酸化物形燃料電池1からの発電電力がインバータ12,発電電力供給ライン13及び受電電力供給ライン14を介して電力負荷部3に供給される。この受電電力供給ライン14は商用電源15に接続されている。つまり、電力負荷部3には、固体酸化物形燃料電池1及び商用電源15の少なくとも何れか一方から電力が供給される。
[Power supply to power load unit 3]
The generated power of the solid oxide fuel cell 1 is supplied to the inverter 12. The inverter 12 sets the generated power of the solid oxide fuel cell 1 to the same voltage and frequency as the received power received from the commercial power source 15. The operation of the inverter 12 is controlled by the operation control device C. The inverter 12 is electrically connected to the received power supply line 14 via the generated power supply line 13. Then, the generated power from the solid oxide fuel cell 1 is supplied to the power load unit 3 via the inverter 12, the generated power supply line 13, and the received power supply line 14. The received power supply line 14 is connected to the commercial power source 15. That is, power is supplied to the power load unit 3 from at least one of the solid oxide fuel cell 1 and the commercial power source 15.

受電電力供給ライン14には、電力負荷部3の電力負荷を計測する電力負荷計測部16が設けられ、その計測結果が運転制御装置Cに伝達される。そして、運転制御装置Cは、インバータ12により、固体酸化物形燃料電池1から受電電力供給ライン14に供給される発電電力が、電力負荷計測部16で検出される電力負荷と等しくなるような制御を行う(負荷追従運転モード)。また、運転制御装置Cは、固体酸化物形燃料電池1を定格出力(固体酸化物形燃料電池1に供給されるガス流量が120〜130L/h)で動作させることも可能である(定格出力運転モード)。また、運転制御装置Cは、固体酸化物形燃料電池1をアイドリング状態(固体酸化物形燃料電池1に供給されるガス流量が50L/h以下)で動作させることも可能である(アイドリング運転モード)。ただし、負荷追従運転モードにおいて、電力負荷計測部16で計測される電力負荷が、固体酸化物形燃料電池1の最低発電電力(インバータ12により受電電力供給ライン14に供給される最低発電電力)よりも小さい場合、余剰電力が発生する。また、定格出力運転モードにおいて、固体酸化物形燃料電池1を定格出力で動作させ、インバータ12からの出力電力が電力負荷よりも大きい場合にも、余剰電力が発生する。商用電源15への電力の逆潮流が可能な場合には、その余剰電力を商用電源15へ供給しても良い。商用電源15への電力の逆潮流が認められていない場合には、その余剰電力を熱に代えて回収する余剰電力消費用の電気ヒータ9で消費してもよい。 The received power supply line 14 is provided with a power load measuring unit 16 for measuring the power load of the power load unit 3, and the measurement result is transmitted to the operation control device C. Then, the operation control device C is controlled so that the generated power supplied from the solid oxide fuel cell 1 to the received power supply line 14 by the inverter 12 becomes equal to the power load detected by the power load measuring unit 16. (Load follow-up operation mode). Further, the operation control device C can also operate the solid oxide fuel cell 1 at the rated output (the gas flow rate supplied to the solid oxide fuel cell 1 is 120 to 130 L / h) (rated output). Operation mode). Further, the operation control device C can also operate the solid oxide fuel cell 1 in an idling state (the gas flow rate supplied to the solid oxide fuel cell 1 is 50 L / h or less) (idling operation mode). ). However, in the load following operation mode, the power load measured by the power load measuring unit 16 is from the minimum generated power of the solid oxide fuel cell 1 (the minimum generated power supplied to the received power supply line 14 by the inverter 12). If is also small, surplus power is generated. Further, in the rated output operation mode, when the solid oxide fuel cell 1 is operated at the rated output and the output power from the inverter 12 is larger than the power load, surplus power is generated. If reverse power flow to the commercial power source 15 is possible, the surplus power may be supplied to the commercial power source 15. When the reverse power flow of the electric power to the commercial power source 15 is not recognized, the surplus electric power may be consumed by the electric heater 9 for consuming the surplus electric power which is recovered instead of the heat.

電気ヒータ9は、複数の抵抗加熱器から構成され、排熱回収用ポンプ7の作動により排熱回収路6を通流する湯水を加熱する。電気ヒータ9のON/OFFは、インバータ12の出力側に接続された作動スイッチ10により切り換えられる。また、作動スイッチ10は、固体酸化物形燃料電池1の余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ9の消費電力が大きくなるように切り換えられる。この作動スイッチ10の動作は運転制御装置Cが制御する。 The electric heater 9 is composed of a plurality of resistance heaters, and heats hot water flowing through the exhaust heat recovery path 6 by operating the exhaust heat recovery pump 7. ON / OFF of the electric heater 9 is switched by the operation switch 10 connected to the output side of the inverter 12. Further, the operation switch 10 is switched so that the power consumption of the electric heater 9 increases as the magnitude of the surplus power of the solid oxide fuel cell 1 increases. The operation of the operation switch 10 is controlled by the operation control device C.

なお、電力負荷部3にどのような装置を含めるのかは適宜設定可能である。例えば、固体酸化物形燃料電池1を運転するために用いられる補機や、熱負荷部4へ供給する湯水の凍結を防止する凍結防止用ヒータ等を、電力負荷部3から除外するような設定も可能である。また、電力負荷部3の待機電力を、電力負荷計測部16で計測する電力負荷から減算してもよい。 It should be noted that what kind of device is included in the power load unit 3 can be appropriately set. For example, an auxiliary machine used for operating the solid oxide fuel cell 1 and an antifreezing heater for preventing freezing of hot water supplied to the heat load unit 4 are excluded from the power load unit 3. Is also possible. Further, the standby power of the power load unit 3 may be subtracted from the power load measured by the power load measurement unit 16.

〔熱負荷部4への熱の供給〕
貯湯タンク2には、固体酸化物形燃料電池1で発生した熱が湯水の形態で蓄えられる。つまり、貯湯タンク2は、固体酸化物形燃料電池1の運転により発生した熱を用いて加温された湯水が貯留される。貯湯タンク2の下部には、給水路17を介して上水が供給される。この給水路17には、上水温度を計測する上水温度センサT2が設けられている。本実施形態における貯湯タンク2には、温度成層を形成する状態で湯水が貯えられる。つまり、貯湯タンク2の内部では、相対的に低温の湯水がその下部に貯えられ、相対的に高温の湯水がその上部に貯えられるように構成されている。貯湯タンク2に貯えられている湯水は、排熱回収路6を通って固体酸化物形燃料電池1の燃焼排ガスが流通する熱交換器Eと貯湯タンク2との間で循環する。排熱回収路6における湯水の流動は、排熱回収用ポンプ7によって行われる。排熱回収用ポンプ7の動作は運転制御装置Cが制御する。例えば、運転制御装置Cは、固体酸化物形燃料電池1の運転を開始して、固体酸化物形燃料電池1から排出される熱の回収を行う必要が生じると、排熱回収用ポンプ7を動作させて、貯湯タンク2の下部に貯えられている相対的に低温の湯水を排熱回収路6に流す。そして、排熱回収路6を流れる相対的に低温の湯水は、固体酸化物形燃料電池1から排出される熱を回収し(固体酸化物形燃料電池1の排熱によって湯水は昇温され)、相対的に高温の湯水となって貯湯タンク2の上部へと流入する。
[Supplying heat to the heat load unit 4]
The heat generated by the solid oxide fuel cell 1 is stored in the hot water storage tank 2 in the form of hot water. That is, the hot water storage tank 2 stores hot water heated by using the heat generated by the operation of the solid oxide fuel cell 1. Clean water is supplied to the lower part of the hot water storage tank 2 via the water supply channel 17. The water supply channel 17 is provided with a water supply temperature sensor T2 for measuring the water supply temperature. Hot water is stored in the hot water storage tank 2 in the present embodiment in a state of forming a temperature stratification. That is, inside the hot water storage tank 2, relatively low temperature hot water is stored in the lower part thereof, and relatively high temperature hot water is stored in the upper part thereof. The hot water stored in the hot water storage tank 2 circulates between the heat exchanger E and the hot water storage tank 2 through which the combustion exhaust gas of the solid oxide fuel cell 1 flows through the exhaust heat recovery path 6. The flow of hot water in the exhaust heat recovery path 6 is performed by the exhaust heat recovery pump 7. The operation of the exhaust heat recovery pump 7 is controlled by the operation control device C. For example, when the operation control device C needs to start the operation of the solid oxide fuel cell 1 and recover the heat discharged from the solid oxide fuel cell 1, the exhaust heat recovery pump 7 is used. By operating the hot water, the relatively low temperature hot water stored in the lower part of the hot water storage tank 2 is flowed to the exhaust heat recovery path 6. Then, the relatively low temperature hot water flowing through the exhaust heat recovery path 6 recovers the heat discharged from the solid oxide fuel cell 1 (the hot water is heated by the exhaust heat of the solid oxide fuel cell 1). , It becomes relatively hot water and flows into the upper part of the hot water storage tank 2.

排熱回収路6の途中には、排熱回収路6を通って貯湯タンク2から熱交換器Eへと流れる湯水からの放熱を行うための放熱器8が設置されている。運転制御装置Cは、貯湯タンク2から熱交換器Eへと流れる湯水の温度が設定上限温度未満の場合には、この放熱器8の動作を停止させている。一方、運転制御装置Cは、貯湯タンク2から熱交換器Eへと流れる湯水の温度が設定上限温度以上である場合には、この放熱器8を放熱作動させて湯水の温度を低下させる。また、電気ヒータ9に通電することで発生したジュール熱は、排熱回収路6の途中の、熱交換器Eから貯湯タンク2へと流れる湯水によって回収されるように構成されている。 In the middle of the exhaust heat recovery path 6, a radiator 8 for dissipating heat from hot water flowing from the hot water storage tank 2 to the heat exchanger E through the exhaust heat recovery path 6 is installed. When the temperature of the hot water flowing from the hot water storage tank 2 to the heat exchanger E is less than the set upper limit temperature, the operation control device C stops the operation of the radiator 8. On the other hand, when the temperature of the hot water flowing from the hot water storage tank 2 to the heat exchanger E is equal to or higher than the set upper limit temperature, the operation control device C causes the radiator 8 to dissipate heat to lower the temperature of the hot water. Further, the Joule heat generated by energizing the electric heater 9 is configured to be recovered by hot water flowing from the heat exchanger E to the hot water storage tank 2 in the middle of the exhaust heat recovery path 6.

貯湯タンク2の上部に貯留されている相対的に高温の湯水は、貯湯タンク2の上部に接続されている湯水供給路5及び補助熱源装置11を介して熱負荷部4に供給される。 The relatively high temperature hot water stored in the upper part of the hot water storage tank 2 is supplied to the heat load unit 4 via the hot water supply path 5 and the auxiliary heat source device 11 connected to the upper part of the hot water storage tank 2.

熱負荷部4は、給湯用途や暖房用途等である。熱負荷部4が給湯用途の場合、湯水は貯湯タンク2へ帰還しない。熱負荷部4が暖房用途の場合、湯水が保有している熱のみが消費されて、湯水は貯湯タンク2へと帰還することもある。湯水供給路5には、その湯水供給路5を流れる湯水を加熱するための補助熱源装置11が設けられている。運転制御装置Cは、貯湯タンク2の上部から流出した湯水の温度が、熱負荷部4で要求される湯水の温度よりも低いとき、補助熱源装置11を運転して、熱負荷部4へ供給される湯水の温度が所望の温度となるような制御を行う。運転制御装置Cは、補助熱源装置11の運転を制御する。 The heat load unit 4 is used for hot water supply, heating, and the like. When the heat load unit 4 is used for hot water supply, the hot water does not return to the hot water storage tank 2. When the heat load unit 4 is used for heating, only the heat possessed by the hot water is consumed, and the hot water may return to the hot water storage tank 2. The hot water supply path 5 is provided with an auxiliary heat source device 11 for heating the hot water flowing through the hot water supply path 5. When the temperature of the hot water flowing out from the upper part of the hot water storage tank 2 is lower than the temperature of the hot water required by the heat load unit 4, the operation control device C operates the auxiliary heat source device 11 to supply the hot water to the heat load unit 4. Control is performed so that the temperature of the hot water to be produced becomes a desired temperature. The operation control device C controls the operation of the auxiliary heat source device 11.

〔燃料計Y〕
燃料計Yは、固体酸化物形燃料電池1に原燃料流路L1(燃料供給路の一例)を介して供給される原燃料(燃料)、及び、補助熱源装置11やガスコンロK等で構成される他の燃料消費機器に原燃料流路L6(燃料供給路の一例)を介して供給される原燃料(燃料)の合計体積(合計流量の一例、固体酸化物形燃料電池1及び他の燃料消費機器で消費される原燃料の体積流量の合計値、以下単に「合計体積」と言う)を計測する体積流量計Fb(計測部の一例)を備える。この体積流量計Fbは、少なくとも「所定時間ガスが流れ続けたときに警報を発する機能」を含む安全機能を有するマイコンメータで構成される。この安全機能の1つとして、所定の期間中(例えば30日間)に、ごく微量以下の流量(合計体積)となる累積時間が所定の時間(例えば1時間)に達していないときに警報を発し、所定の時間に達していれば累積時間をリセットする(累積時間をゼロにする)機能を備えている。また、安全機能の1つとして、所定の期間中(例えば30日間)に、口火登録可能な範囲内で設定された設定流量(例えば、30L/h)に対して所定の範囲(例えば、±10%)にある流量(合計体積)となる累積時間が所定の時間(例えば1時間)に達していないときに警報を発し、所定の時間に達していれば累積時間をリセットする(累積時間をゼロにする)機能を備えている。
[Fuel gauge Y]
The fuel meter Y is composed of a raw material (fuel) supplied to the solid oxide fuel cell 1 via a raw material fuel flow path L1 (an example of a fuel supply path), an auxiliary heat source device 11, a gas controller K, and the like. Total volume of raw material (fuel) supplied to other fuel consuming equipment via the raw material flow path L6 (example of fuel supply path) (example of total flow rate, solid oxide fuel cell 1 and other fuels) It is provided with a volume flow meter Fb (an example of a measuring unit) that measures the total value of the volume flow rate of raw materials and fuel consumed by the consumer equipment, hereinafter simply referred to as "total volume"). This volumetric flow meter Fb is composed of a microcomputer meter having a safety function including at least "a function of issuing an alarm when gas continues to flow for a predetermined time". As one of the safety functions, an alarm is issued when the cumulative time for a flow rate (total volume) of a very small amount or less has not reached a predetermined time (for example, 1 hour) during a predetermined period (for example, 30 days). , It has a function to reset the cumulative time (make the cumulative time zero) when the predetermined time is reached. In addition, as one of the safety functions, during a predetermined period (for example, 30 days), a predetermined range (for example, ± 10) is provided with respect to a set flow rate (for example, 30 L / h) set within a range in which a fire can be registered. An alarm is issued when the cumulative time for the flow rate (total volume) at (%) has not reached the predetermined time (for example, 1 hour), and the cumulative time is reset when the predetermined time is reached (cumulative time is zero). It has a function.

燃料計Yは、体積流量計Fbで計測された原燃料の合計体積に基づいて原燃料流路L1,L6の異常の有無を判定する異常判定部H(判定部の一例)を備える。体積流量計Fbは、2つの計量室を仕切る可動式の膜の動作回数から原燃料の使用量(合計体積)を計測する膜式ガスメータ、又は、超音波センサによりガスの流速を測定して原燃料の使用量(合計体積)を計測する超音波式ガスメータで構成される。体積流量計Fbを超音波式ガスメータで構成した場合、装置を小型にできると共に、原燃料の使用量を瞬時に計測することができる。 The fuel gauge Y includes an abnormality determination unit H (an example of the determination unit) for determining the presence or absence of an abnormality in the raw material / fuel flow paths L1 and L6 based on the total volume of the raw material and fuel measured by the volume flow meter Fb. The volume flow meter Fb is a membrane gas meter that measures the amount of raw fuel used (total volume) from the number of operations of the movable membrane that separates the two measuring chambers, or a membrane gas meter that measures the gas flow velocity with an ultrasonic sensor. It consists of an ultrasonic gas meter that measures the amount of fuel used (total volume). When the volume flow meter Fb is composed of an ultrasonic gas meter, the device can be miniaturized and the amount of raw materials and fuel used can be measured instantly.

固体酸化物形燃料電池1に原燃料を供給する原燃料流路L1には、燃料計Yと質量流量計Faとの間に原燃料の流通を遮断可能な電磁式の開閉バルブV1が設けられている。補助熱源装置11に原燃料を供給する原燃料流路L6には、原燃料の供給量を調整可能な電磁バルブV2が設けられている。ガスコンロK等で構成される複数の燃料消費機器に原燃料を供給する各原燃料流路L6には、原燃料の供給量を調整可能な電磁バルブV3が夫々設けられている。 The raw fuel flow path L1 for supplying raw fuel to the solid oxide fuel cell 1 is provided with an electromagnetic opening / closing valve V1 capable of blocking the flow of raw fuel between the fuel gauge Y and the mass flow meter Fa. ing. The raw fuel flow path L6 for supplying raw fuel to the auxiliary heat source device 11 is provided with an electromagnetic valve V2 capable of adjusting the supply amount of raw fuel. Solenoid valves V3 capable of adjusting the supply amount of the raw fuel are provided in each of the raw material flow paths L6 for supplying the raw fuel to a plurality of fuel consuming devices composed of the gas stove K and the like.

〔運転形態〕
上述したように運転制御装置Cは、複数の運転モード(負荷追従運転モード、定格出力運転モード、アイドリング運転モード等)を実行可能に構成されている。本実施形態における運転制御装置Cは、何れの運転モードを実行しているかに関らず、実行している運転モードに代えて、固体酸化物形燃料電池1に原燃料流路L1を介して所定量(例えば45L/h)の原燃料を供給する異常判定運転モードを強制的に実行する(図3参照)。つまり、運転制御装置Cは、何れかの運転モードに代えて、原燃料流路L1を流れる原燃料が所定量となるように原燃料ブロアB等の動作を制御する。この所定量の設定にあたっては、口火登録可能な範囲内(50L/h以下)で、ユーザー又はガス供給事業者が任意に設定できるように構成しても良いし、固体酸化物形燃料電池1の運転実績に基づいて機械学習した人工知能により設定しても良い。
[Driving mode]
As described above, the operation control device C is configured to be capable of executing a plurality of operation modes (load follow-up operation mode, rated output operation mode, idling operation mode, etc.). The operation control device C in the present embodiment is connected to the solid oxide fuel cell 1 via the raw material / fuel flow path L1 instead of the executing operation mode regardless of which operation mode is being executed. An abnormality determination operation mode for supplying a predetermined amount (for example, 45 L / h) of raw fuel is forcibly executed (see FIG. 3). That is, the operation control device C controls the operation of the raw material fuel blower B and the like so that the amount of raw material flowing through the raw material fuel flow path L1 becomes a predetermined amount instead of any operation mode. In setting this predetermined amount, the user or the gas supplier may arbitrarily set the amount within the range that can be registered as a starter (50 L / h or less), or the solid oxide fuel cell 1 may be set. It may be set by artificial intelligence machine-learned based on the driving performance.

また、運転制御装置Cは、設定された運転時間(例えば、10日毎に6時間連続、又は、毎日20分間等)に基づいて異常判定運転モードを実行する。この運転時間の設定にあたっては、ユーザー又はガス供給事業者が任意に設定できるように構成しても良いし、固体酸化物形燃料電池1の運転実績に基づいて機械学習した人工知能により設定しても良い。 Further, the operation control device C executes the abnormality determination operation mode based on the set operation time (for example, every 10 days for 6 hours continuously, or every day for 20 minutes, etc.). The operation time may be set arbitrarily by the user or the gas supply company, or may be set by machine-learned artificial intelligence based on the operation results of the solid oxide fuel cell 1. Is also good.

燃料計Yの異常判定部Hは、体積流量計Fbで計測した原燃料の合計体積が所定範囲内(例えば45L/h±5%)にある累積時間が、所定期間中(例えば30日間)に所定時間(例えば1時間)以上である所定の条件を満足していないとき、原燃料流路L1,L6からガス漏れが発生している(異常である)と判定し、ガス漏れの警報を発する。また、異常判定部Hは、体積流量計Fbで計測した原燃料の合計体積が所定範囲内(例えば45L/h±5%)にある累積時間が、所定期間中(例えば30日間)に所定時間(例えば1時間)以上である所定の条件を満足しているとき、原燃料流路L1,L6からガス漏れが発生していない(正常である)と判定し、累積時間をリセットして次回の所定期間となるまで異常判定運転モードの実行を停止する。 In the abnormality determination unit H of the fuel gauge Y, the cumulative time during which the total volume of the raw fuel measured by the volume flow meter Fb is within a predetermined range (for example, 45 L / h ± 5%) is during a predetermined period (for example, 30 days). When the predetermined condition of the predetermined time (for example, 1 hour) or more is not satisfied, it is determined that a gas leak has occurred (abnormal) from the raw material / fuel flow paths L1 and L6, and a gas leak alarm is issued. .. Further, in the abnormality determination unit H, the cumulative time during which the total volume of the raw materials and fuels measured by the volume flow meter Fb is within a predetermined range (for example, 45 L / h ± 5%) is a predetermined time during a predetermined period (for example, 30 days). When the predetermined condition of (for example, 1 hour) or more is satisfied, it is determined that no gas leak has occurred from the raw material / fuel flow paths L1 and L6 (normal), and the cumulative time is reset to the next time. The execution of the abnormality determination operation mode is stopped until the predetermined period is reached.

図2には、運転制御装置C及び燃料計Yの制御形態の一例が示される。まず、運転制御装置Cは、複数の運転モード(負荷追従運転モード、定格出力運転モード、アイドリングモード等)のうち何れかの運転モードで固体酸化物形燃料電池1を制御する(#21)。そして、運転制御装置Cは、固体酸化物形燃料電池1による設定された運転時間に基づいて異常判定運転モードを実行するか否かを判定する(#22)。 FIG. 2 shows an example of a control mode of the operation control device C and the fuel gauge Y. First, the operation control device C controls the solid oxide fuel cell 1 in any of a plurality of operation modes (load follow-up operation mode, rated output operation mode, idling mode, etc.) (# 21). Then, the operation control device C determines whether or not to execute the abnormality determination operation mode based on the operation time set by the solid oxide fuel cell 1 (# 22).

#22の判定の結果、何れかの運転モードから異常判定運転モードに移行すると判定されたとき(#22Yes)、運転制御装置Cは、固体酸化物形燃料電池1に原燃料流路L1を介して所定量(45L/h)の原燃料を供給する異常判定運転モードを強制的に実行する(#23)。そして、質量流量計Faで原燃料流路L1に供給される原燃料の流量を測定し、運転制御装置Cは、質量流量計Faの測定値が目標の流量になるように原燃料ブロアB等の動作を制御する(#24)。 When it is determined as a result of the determination of # 22 that the mode shifts from any operation mode to the abnormality determination operation mode (# 22Yes), the operation control device C connects the solid oxide fuel cell 1 to the solid oxide fuel cell 1 via the raw fuel flow path L1. The abnormality determination operation mode for supplying a predetermined amount (45 L / h) of raw material and fuel is forcibly executed (# 23). Then, the flow rate of the raw fuel supplied to the raw material flow path L1 is measured by the mass flow meter Fa, and the operation control device C uses the raw fuel blower B or the like so that the measured value of the mass flow meter Fa becomes the target flow rate. Controls the operation of (# 24).

次いで、燃料計Yの体積流量計Fbは、固体酸化物形燃料電池1に原燃料流路L1を介して供給される原燃料、及び、補助熱源装置11やガスコンロK等で構成される他の燃料消費機器に原燃料流路L6を介して供給される原燃料の合計体積を計測する(#25)。次いで、図3に示すように、燃料計Yの異常判定部Hは、体積流量計Fbの計測値(合計体積)が所定範囲内(45L/h±5%)にある累積時間が、所定期間中(30日間)に所定時間(1時間)以上である所定の条件を満足しているか否かを判定する(#26)。 Next, the volume flow meter Fb of the fuel gauge Y is composed of the raw fuel supplied to the solid oxide fuel cell 1 via the raw fuel flow path L1, the auxiliary heat source device 11, the gas controller K, and the like. The total volume of the raw material and fuel supplied to the fuel consuming device via the raw material and fuel flow path L6 is measured (# 25). Next, as shown in FIG. 3, the abnormality determination unit H of the fuel gauge Y has a cumulative time during which the measured value (total volume) of the volume flow meter Fb is within a predetermined range (45 L / h ± 5%) for a predetermined period. It is determined whether or not the predetermined condition of the predetermined time (1 hour) or more is satisfied in the middle (30 days) (# 26).

固体酸化物形燃料電池1に原燃料流路L1を介して所定量の原燃料を供給する異常判定運転モードにおいて、他の燃料消費機器が使用されることがある。この場合、体積流量計Fbの計測値(合計体積)が所定範囲外となるため、本実施形態では、ガス漏れがない限り、異常判定運転モードの累積運転時間が所定期間中(30日間)に所定時間(1時間)となるように、余裕を持って運転時間が設定されている。これにより、原燃料流路L1,L6からのガス漏れを確実に検出できる。しかも、異常判定部Hの異常判定における所定の条件として、体積流量計Fbの計測値(合計体積)が所定範囲内にある累積時間で規定しているため、電力負荷部3の電力負荷が小さいときに異常判定運転モードを実行することが可能となり、燃料電池装置Xの効率的な運転を実現できる。 Another fuel consuming device may be used in the abnormality determination operation mode in which a predetermined amount of raw material fuel is supplied to the solid oxide fuel cell 1 via the raw material fuel flow path L1. In this case, the measured value (total volume) of the volume flow meter Fb is out of the predetermined range. Therefore, in the present embodiment, the cumulative operation time of the abnormality determination operation mode is during the predetermined period (30 days) unless there is a gas leak. The operation time is set with a margin so as to be a predetermined time (1 hour). As a result, gas leaks from the raw material and fuel channels L1 and L6 can be reliably detected. Moreover, since the measured value (total volume) of the volume flow meter Fb is defined by the cumulative time within the predetermined range as a predetermined condition in the abnormality determination of the abnormality determination unit H, the power load of the power load unit 3 is small. Occasionally, the abnormality determination operation mode can be executed, and efficient operation of the fuel cell device X can be realized.

#26の判定の結果、体積流量計Fbの計測値(合計体積)が所定範囲内(45L/h±5%)にある累積時間が所定時間(1時間)に到達していなければ(#26No)、異常判定部Hは、所定期間(30日間)が経過しているか否かを判定する(#27)。所定期間(30日間)が経過していなければ(#27No)、#22〜#26の行程を繰り返し、所定期間(30日間)が経過していれば(#27Yes)、異常判定部Hは、原燃料流路L1,L6からガス漏れが発生している(異常である)と判定する(#28)。異常判定部Hは、原燃料流路L1,L6からガス漏れが発生していると判定した場合、ガス漏れの警報を発し、ガス遮断動作を実行する。 As a result of the determination of # 26, if the cumulative time in which the measured value (total volume) of the volume flow meter Fb is within the predetermined range (45 L / h ± 5%) has not reached the predetermined time (1 hour) (# 26No. ), The abnormality determination unit H determines whether or not a predetermined period (30 days) has elapsed (# 27). If the predetermined period (30 days) has not passed (# 27No), the steps # 22 to # 26 are repeated, and if the predetermined period (30 days) has passed (# 27Yes), the abnormality determination unit H determines the abnormality. It is determined that a gas leak has occurred (abnormal) from the raw material / fuel flow paths L1 and L6 (# 28). When the abnormality determination unit H determines that a gas leak has occurred from the raw material / fuel flow paths L1 and L6, the abnormality determination unit H issues a gas leak alarm and executes a gas shutoff operation.

#26の判定の結果、体積流量計Fbの計測値(合計体積)が所定範囲内(45L/h±5%)にある累積時間が所定時間(1時間)に到達していれば(#26Yes)、異常判定部Hはガス漏れがないと判定し、累積時間をリセット(累積時間をゼロに)して次回の所定期間となるまで異常判定運転モードの実行を停止する(#29)。 As a result of the determination of # 26, if the cumulative time within the predetermined range (45 L / h ± 5%) of the measured value (total volume) of the volume flow meter Fb has reached the predetermined time (1 hour) (# 26Yes). ), The abnormality determination unit H determines that there is no gas leak, resets the cumulative time (sets the cumulative time to zero), and stops the execution of the abnormality determination operation mode until the next predetermined period is reached (# 29).

このように、本実施形態では、運転制御装置Cが何れの運転モードを実行しているかに関らず、固体酸化物形燃料電池1に所定量の原燃料を供給する異常判定運転モードを実行する。この異常判定運転モードは、固体酸化物形燃料電池1に所定量の原燃料を供給するため、他の燃料消費機器で原燃料を使用していない限り、燃料計Yで計測される原燃料の合計体積は所定範囲内となる。一方、原燃料流路L1,L6からガス漏れが発生している場合は、異常判定運転モードにおいて燃料計Yで計測される原燃料の合計体積は所定範囲外となる。その結果、異常判定部Hは、所定の条件を満足していないとして、原燃料流路L1,L6が異常であると判定する。 As described above, in the present embodiment, the abnormality determination operation mode for supplying a predetermined amount of raw fuel to the solid oxide fuel cell 1 is executed regardless of which operation mode the operation control device C is executing. To do. In this abnormality determination operation mode, since a predetermined amount of raw fuel is supplied to the solid oxide fuel cell 1, unless the raw fuel is used in other fuel consuming devices, the raw fuel measured by the fuel gauge Y The total volume is within a predetermined range. On the other hand, when gas leaks from the raw material / fuel flow paths L1 and L6, the total volume of the raw material and fuel measured by the fuel gauge Y in the abnormality determination operation mode is out of the predetermined range. As a result, the abnormality determination unit H determines that the raw material / fuel flow paths L1 and L6 are abnormal, assuming that the predetermined conditions are not satisfied.

つまり、燃料電池装置Xの通常運転により発電を継続している最中に、異常判定運転モードを強制的に実行することにより、原燃料流路L1,L6からのガス漏れを検知することが可能となる。よって、あらゆる運転モードにも対応可能で、燃料電池装置Xの運転を停止させることなく簡便な構成でガス漏れ判定ができる燃料電池システムを提供できた。 That is, it is possible to detect a gas leak from the raw material / fuel flow paths L1 and L6 by forcibly executing the abnormality determination operation mode while the power generation is being continued by the normal operation of the fuel cell device X. It becomes. Therefore, it has been possible to provide a fuel cell system that can support all operation modes and can determine gas leakage with a simple configuration without stopping the operation of the fuel cell device X.

〔別実施形態〕
<1>
図1に示すように、燃料計Yは、運転制御装置Cに設けられた通信インターフェース(通信機構の一例)と有線又は無線で各種データを送受信可能な通信部I(通信機構の一例)を備えたスマートメータで構成されていても良い。この場合、異常判定部Hは、通信部Iを介して異常判定運転モードを検出する。このように、燃料電池装置Xと燃料計Yとの間で通信機構を備えれば、燃料電池装置Xの流量情報を燃料計Yで取得することが可能となり、異常判定運転モードをリアルタイムに検出できる。その結果、燃料計Yは、燃料電池装置Xが異常判定運転モードであるときに異常判定部Hを機能させることにより、原燃料流路L1,L6からのガス漏れをより確実に検出することができる。
[Another Embodiment]
<1>
As shown in FIG. 1, the fuel gauge Y includes a communication interface (an example of a communication mechanism) provided in the operation control device C and a communication unit I (an example of a communication mechanism) capable of transmitting and receiving various data by wire or wirelessly. It may be composed of a smart meter. In this case, the abnormality determination unit H detects the abnormality determination operation mode via the communication unit I. In this way, if a communication mechanism is provided between the fuel cell device X and the fuel gauge Y, the flow rate information of the fuel cell device X can be acquired by the fuel gauge Y, and the abnormality determination operation mode is detected in real time. it can. As a result, the fuel gauge Y can more reliably detect gas leaks from the raw material and fuel flow paths L1 and L6 by operating the abnormality determination unit H when the fuel cell device X is in the abnormality determination operation mode. it can.

<2>
運転制御装置Cは、上記通信機構を介して異常判定部Hによる判定結果を取得し、運転制御装置Cは、所定期間中(例えば30日間)に所定時間(例えば1時間)以上である所定の条件を満足した肯定結果を取得したとき、異常判定運転モードを解除しても良い。本実施形態のように、所定の条件を満足した肯定結果を取得した時点で燃料電池装置Xの異常判定運転モードを解除すれば、解除時から次回の判定までの間は通常運転が可能となり、燃料電池装置Xの効率的な運転を実現できる。
<2>
The operation control device C acquires a determination result by the abnormality determination unit H via the communication mechanism, and the operation control device C has a predetermined time (for example, 1 hour) or more during a predetermined period (for example, 30 days). When an affirmative result satisfying the conditions is obtained, the abnormality determination operation mode may be canceled. If the abnormality determination operation mode of the fuel cell device X is canceled when an affirmative result satisfying a predetermined condition is obtained as in the present embodiment, normal operation is possible from the release to the next determination. Efficient operation of the fuel cell device X can be realized.

<3>
燃料計Yの体積流量計Fbで計測される原燃料の合計体積は、温度や装置劣化等に応じて変動する。このため、燃料電池装置Xの質量流量計Faで計測される所定量と、燃料計Yの体積流量計Fbで計測される所定量との間で誤差が生じるおそれがある。そこで、異常判定運転モードの所定量として、原燃料の流量が異なる複数の流量パターンを組み合わせても良い。図4には、複数の流量パターンとして45L/h,45L/h×1.08及び45L/h×0.92を組み合わせ、複数の流量パターンを1時間毎に切替える一例が示されている。これにより、固体酸化物形燃料電池1に供給された原燃料の体積が所定範囲内となる確率が高まり、燃料計Yで計測された原燃料の合計体積の変動誤差を吸収することができる。よって、原燃料流路L1,L6からのガス漏れをより確実に検出することができる。なお、外気温度センサT1で計測される外気温に基づいて、複数の流量パターンを変更しても良い。
<3>
The total volume of raw materials and fuel measured by the volume flow meter Fb of the fuel gauge Y varies depending on the temperature, device deterioration, and the like. Therefore, there is a possibility that an error may occur between the predetermined amount measured by the mass flow meter Fa of the fuel cell device X and the predetermined amount measured by the volume flow meter Fb of the fuel gauge Y. Therefore, as a predetermined amount of the abnormality determination operation mode, a plurality of flow rate patterns having different flow rates of raw materials and fuel may be combined. FIG. 4 shows an example in which 45 L / h, 45 L / h × 1.08 and 45 L / h × 0.92 are combined as a plurality of flow rate patterns, and the plurality of flow patterns are switched every hour. As a result, the probability that the volume of the raw material and fuel supplied to the solid oxide fuel cell 1 will be within a predetermined range is increased, and the fluctuation error of the total volume of the raw materials and fuel measured by the fuel gauge Y can be absorbed. Therefore, gas leaks from the raw material and fuel flow paths L1 and L6 can be detected more reliably. A plurality of flow rate patterns may be changed based on the outside air temperature measured by the outside air temperature sensor T1.

<4>
上記実施形態では、具体的な数値を挙げて燃料電池システムで行われる制御例について説明したが、それらの数値は例示目的で記載したものであり適宜変更可能である。
<4>
In the above embodiment, specific numerical values have been given to explain control examples performed in the fuel cell system, but these numerical values are described for exemplification purposes and can be changed as appropriate.

なお、上述した実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 The configuration disclosed in the above-described embodiment (including another embodiment, the same shall apply hereinafter) can be applied in combination with the configuration disclosed in other embodiments as long as there is no contradiction. Moreover, the embodiment disclosed in the present specification is an example, and the embodiment of the present invention is not limited to this, and can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.

本発明は、固体酸化物形燃料電池を備えた燃料電池システムに利用可能である。 The present invention can be applied to a fuel cell system including a solid oxide fuel cell.

1 :固体酸化物形燃料電池
3 :電力負荷部
4 :熱負荷部
11 :補助熱源装置(他の燃料消費機器)
C :運転制御装置(運転制御部、通信機構)
Fb :体積流量計(計測部)
H :異常判定部(判定部)
I :通信部(通信機構)
K :ガスコンロ(他の燃料消費機器)
L1 :原燃料流路(燃料供給路)
L6 :原燃料流路(燃料供給路)
X :燃料電池装置
Y :燃料計
1: Solid oxide fuel cell 3: Power load unit 4: Heat load unit 11: Auxiliary heat source device (other fuel consumption equipment)
C: Operation control device (operation control unit, communication mechanism)
Fb: Volumetric flowmeter (measuring unit)
H: Abnormality judgment unit (judgment unit)
I: Communication unit (communication mechanism)
K: Gas stove (other fuel consuming equipment)
L1: Raw material / fuel flow path (fuel supply path)
L6: Raw material / fuel flow path (fuel supply path)
X: Fuel cell device Y: Fuel gauge

Claims (5)

運転により発生した電力を電力負荷部に供給できると共に、運転により発生した熱を熱負荷部に供給できる固体酸化物形燃料電池と、当該固体酸化物形燃料電池の運転を制御する運転制御部と、を有する燃料電池装置と、
前記固体酸化物形燃料電池及び他の燃料消費機器に燃料供給路を介して供給される燃料の合計流量を計測する計測部と、当該計測部で計測された前記合計流量に基づいて前記燃料供給路の異常の有無を判定する判定部と、を有する燃料計と、を備え、
前記運転制御部は、複数の運転モードを実行可能に構成されており、何れの前記運転モードを実行しているかに関らず、前記運転モードに代えて前記固体酸化物形燃料電池に所定量の燃料を供給する異常判定運転モードを実行し、
前記判定部は、前記合計流量が所定範囲内にある累積時間が所定期間中に所定時間以上であるとき、前記累積時間をリセットし、前記累積時間が前記所定期間中に前記所定時間未満であるとき、前記燃料供給路が異常であると判定する燃料電池システム。
A solid oxide fuel cell capable of supplying the electric power generated by the operation to the power load unit and the heat generated by the operation to the heat load unit, and an operation control unit for controlling the operation of the solid oxide fuel cell. With a fuel cell device,
A measuring unit that measures the total flow rate of fuel supplied to the solid oxide fuel cell and other fuel consuming devices via the fuel supply path, and the fuel supply based on the total flow rate measured by the measuring unit. A fuel gauge having a determination unit for determining the presence or absence of an abnormality in the road is provided.
The operation control unit is configured to be capable of executing a plurality of operation modes, and regardless of which of the operation modes is being executed, a predetermined amount of the solid oxide fuel cell is used instead of the operation mode. Execute the abnormality judgment operation mode to supply the fuel of
When the cumulative time during which the total flow rate is within the predetermined range is equal to or longer than the predetermined time, the determination unit resets the cumulative time, and the cumulative time is less than the predetermined time during the predetermined period. A fuel cell system that determines that the fuel supply path is abnormal.
前記運転制御部は、前記所定量として、燃料の流量が異なる複数の流量パターンを組み合わせて前記異常判定運転モードを実行する請求項1に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1, wherein the operation control unit executes the abnormality determination operation mode by combining a plurality of flow patterns having different fuel flow rates as the predetermined amount. 前記運転制御部は、設定された運転時間に基づいて前記異常判定運転モードを実行する請求項1又は2に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein the operation control unit executes the abnormality determination operation mode based on a set operation time. 前記運転制御部と前記判定部との間で通信する通信機構をさらに備え、
前記運転制御部は、前記通信機構を介して前記判定部による判定結果を取得し、
前記運転制御部は、前記累積時間が前記所定期間中に前記所定時間以上であるとき、前記異常判定運転モードを解除する請求項1〜3の何れか一項に記載の燃料電池システム。
A communication mechanism for communicating between the operation control unit and the determination unit is further provided.
The operation control unit acquires the determination result by the determination unit via the communication mechanism, and obtains the determination result.
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the operation control unit releases the abnormality determination operation mode when the cumulative time is equal to or longer than the predetermined time during the predetermined period.
前記判定部は、前記通信機構を介して前記異常判定運転モードを検出する請求項4に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 4, wherein the determination unit detects the abnormality determination operation mode via the communication mechanism.
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