JP4254159B2

JP4254159B2 - 燃料電池システムを用いた給湯装置の表示装置

Info

Publication number: JP4254159B2
Application number: JP2002241422A
Authority: JP
Inventors: 昭仁大谷
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2004079454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を用いて発電を行う燃料電池の発電システムの表示に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下に従来の燃料電池システムについて説明する。
【０００３】
図４に示すように、従来この種の燃料電池システムは、天然ガスやメタノールなどの原料燃料および水蒸気改質反応に必要な原料水から水素に富んだガスを生成する水素生成器１と、酸化剤ガスとしての空気を供給するためのブロアファンで構成される送風器２と、供給空気を加湿する空気加湿器３と、水素生成器１で得られた生成ガスと送風器２からの酸化剤ガスとを反応させて発電する燃料電池４と、燃料電池４にて発電された直流電力を交流２００Ｖに変換するインバータ６と、水素生成器１で得られた生成ガス、送風器２からの酸化剤ガスおよび燃料電池４から、それぞれの熱を回収し給湯する貯湯タンク７と、起動から発電までの一連の動作を制御する制御器８と、「起動中」、「燃焼中」「発電中」および「異常」などを状態ごとに表示する表示器（ＬＥＤあるいは液晶）９と、運転のＯＮ／ＯＦＦを入力するスイッチ入力器１０で構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、表示器においてその状態ごとに「起動中」、「燃焼中」「発電中」および「異常」のみしか文字表示あるいはＬＥＤ表示していなかった。したがって、燃料電池発電の一連の進行状況、燃料電池の運転の一連の流れが分からず、現在動作中の表示がはっきりとわからない、意味がつかめないという問題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、一連の進行状況および発電状態を表示し、しかも文字やＬＥＤ表示だけでなく、絵表示や数字を使って視覚的に一連の動作の流れを表示することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、一連の進行状況および発電状態を表示し、しかも文字やＬＥＤ表示だけでなく、絵表示や数字を使って視覚的に一連の動作の流れを表示するものである。
【０００７】
これにより表示器を見るだけで燃料電池発電と給湯の一連の動作の進行状況を把握することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、炭化水素系原料燃料と水から水素に富んだガスを生成する水素生成器と、前記水素生成器で得られた生成ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行う燃料電池と、前記生成ガスと前記酸化剤ガスと前記燃料電池とから熱を回収し給湯する貯湯タンクと、起動から発電までの一連の動作を制御する制御器と、前記燃料電池側と給湯装置側との情報を一体に表示した表示器を備え、前記表示器は起動から発電までと給湯作動中の一連の進行状況および発電状態を文字と絵文字と数字とで表示し、前記一連の進行状況の表示は、各動作状況を示す表示と前記各動作状況の順序を示す表示とで一連の動作の流れを示す表示と、前記一連の動作の流れを示す表示と関連して現在の動作状況を知らせる表示とにより行う構成としたものであり、起動から発電までと給湯作動中の一連の進行状況を表示し、しかも文字だけでなく絵文字や数字を使って視覚的に表示することにより、燃料電池発電と給湯の一連の動作の進行状況を一目で把握することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記表示器は、発電までの時間、発電後の時間および発電出力電力および貯湯温度を数字表示する構成としたものであり、運転開始後、水素生成器での水素生成状況、ＣＯ除去状況および主要箇所の温度上昇データを計測し、起動から発電までの時間を算出して、発電までの時間を推測して数字表示する。また発電後の時間経過、さらに発電出力を数字表示することにより、よりリアルに数字的にしかも正確に発電状況を知らせることが可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記表示器は、省エネルギー状況を表示する構成としたものであり、原料燃料の供給量および出力電力から発電効率を、また貯湯タンク中の給湯の温度上昇による貯湯効率をそれぞれ算出し、省エネ指数として表示する。さらに金額換算により節約できた金額を算出することにより、より省エネルギー状況を把握しやすくなり、利用率も向上する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、スイッチ入力器を設け、前記スイッチ入力器のある特定の入力操作により、前記表示器は、内蔵部品の交換時期を表示する構成としたものであり、燃料電池システムの運転時間、燃焼時間、発電時間、発電電力、また原料燃料の供給量、空気や水の供給量、貯湯タンクの給湯量、温度上昇量等により燃料電池発電システムの個々の内蔵部品の寿命を算出し、部品の交換時期をある特定のスイッチ操作により表示器にて表示することにより、メンテナンス時期を容易に把握することができ、燃料電池発電システムの故障率も低下させることができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、スイッチ入力器を設け、前記スイッチ入力器のある特定の入力操作により、前記表示器は、前記燃料電池の各セル単位の発電状況を表示する構成としたものであり、燃料電池の各セル単位の電圧を測定し、電圧降下分を算出し、ある特定のスイッチ操作により表示器にて表示することにより、燃料電池発電システムの心臓部である燃料電池の各セル単位での劣化状況が、しかもどのセルがどれだけ劣化しているのかを把握できるようになり、サービスマンのメンテナンスあるいは修理を容易にすることができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、スイッチ入力器を設け、前記スイッチ入力器のある特定の入力操作により、前記表示器は、各補機の動作状況を表示する構成としたものであり、燃料電池発電システムの各補機への指令を受けての、実際の各補機の動作状況をある特定のスイッチ操作により表示器にて表示する。例えば各ファンの回転数、各種ポンプの動作量、弁の開閉量を検出して数字表示する。また各ヒータ、各ポンプ、弁のＯＮ／ＯＦＦ動作状況も表示する。そのことによりサービスマンのメンテナンス、点検に活用することができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、スイッチ入力器を設け、前記スイッチ入力器のある特定の入力操作により、前記表示器は、過去の運転状況および履歴を表示する構成としたものであり、例えば年月日ごとに起動時刻、燃焼時刻、発電時刻、停止時刻をある特定のスイッチ操作により表示器にて表示する。また、その時の燃焼ガスの使用量、発電出力電力、電圧、電流値、さらに運転回数、発電回数および貯湯タンク内の湯量、温度までも、メモリーから読み出して表示するようにすれば、サービスマンはメンテナンス時に、その燃料電池発電システムを運転した家庭の発電記録により、より適切に効率的に活用方法を提案できるようになる。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、スイッチ入力器を設け、前記スイッチ入力器のある特定の入力操作により、前記表示器は、過去の異常の履歴を表示する構成としたものであり、例えば発生年月日、発生時刻における異常内容（異常Ｎｏ．）をある特定のスイッチ操作により表示器にて表示し、あるスイッチを押すごとに古い順番に順次表示していくことにより、故障時の解析に活用することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図において、図４で示した従来の燃料電池システムの表示装置と同じ機能を有するものについては同一符号を付与しており、これらの機能の詳細は図４に順ずるものとする。
【００１８】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の燃料電池システムの表示装置の構成図である。表示器１１にて起動から発電までの一連の進行状況および発電状況、発電状態を表示し、１１にて起動から発電までの進行表示として「起動中」「燃焼中」「発電中」および「給湯中」「貯湯中」「貯湯完了」を表示し、スイッチ入力器１２にて、「通常モード」「省エネモード」「サービスモード」の各設定モードを切り換えることのできる「モード」スイッチ１２Ｂを設ける構成としており、図１に示すように表示器１１Ａにて起動から発電までの動作中であれば「起動中」→「燃焼中」→「発電中」のいずれかを点滅移動表示させ、同様に給湯動作中であれば「給湯中」→「貯湯中」→「貯湯完了」のいずれかを点滅移動表示させて、それぞれの一連の動作状況を明示する。また文字だけでなく進行表示を絵文字を使って表現すれば、より視覚的に把握できるようになる。これらの表示は初期設定表示あるいはスイッチ入力器１２の「モード」スイッチ１２Ｂの切り換えにより「通常モード」表示にて表示する。
【００１９】
また図１に示すように表示器１１Ｂにおいて発電までの時間、発電後の時間、発電出力電力および貯湯量、貯湯温度を数字表示し、スイッチ入力器１２の「モード」スイッチ１２Ｂの切り換えにより「通常モード」表示にて表示する構成としており、運転開始後の水素生成器１での水素生成状況、ＣＯ除去状況および主要箇所の温度上昇データを計測し、起動から発電までの時間を算出して、発電までの時間を推測して数字表示として反映させる。ここで主要箇所の温度上昇データとは、水素生成器１を構成する改質器、変成器、浄化器（図示せず）での温度、燃料電池４の出入り口での温度等、燃料電池４での発電条件を満たすための温度を示すものである。また発電後の時間経過、さらに発電出力を数字表示することにより、よりリアルに数字的にしかも正確に発電状況を知らせることが可能となる。
【００２０】
また図２に示すように表示器１１にて、省エネルギー状況を表示し、スイッチ入力器１２の「モード」スイッチ１２Ｂの切り換えにより「省エネモード」表示にて表示する構成としており、原料燃料の供給量および出力電力のデータから発電効率を算出し、また貯湯タンク中の給湯の温度上昇による貯湯効率をそれぞれ算出し、省エネ指数に換算して表示する。さらに省エネ指数や電力料金等により金額換算して節約できた金額を算出し表示することにより、より省エネルギー状況を把握しやすくなり、利用率も向上する。
【００２１】
また図３−（ａ）に示すように表示器１１にて内蔵部品の交換時期を表示し、スイッチ入力器１２は「ＯＮ／ＯＦＦ」スイッチ１２Ａ、「モード」スイッチ１２Ｂ、「切換」スイッチ１２Ｃ、「省エネ設定」スイッチ１２Ｄを有する構成としている。ここで「切換」スイッチ１２Ｃは押すごとに内蔵する部品名を切換表示するためのスイッチである。また「省エネ設定」スイッチ１２Ｄは発電量を抑えて省エネ運転するためのスイッチである。以上の構成において、スイッチ入力器１２を構成するスイッチのある特定の入力操作により、「サービスモード」表示として、表示器１１にて燃料電池システムの内蔵部品の交換時期を表示するものである。そして「切換」スイッチ１２Ｃは押すごとに内蔵する部品名を切換表示する。ここでスイッチ入力器１２を構成するスイッチのある特定の入力操作とは、通常では容易に操作できない操作を意味し、例えば「モード」スイッチ１２Ｂ、「切換」スイッチ１２Ｃ、「省エネ設定」スイッチ１２Ｄの３つのスイッチを同時に押した状態で、「ＯＮ／ＯＦＦ」スイッチ１２Ａを押すことにより、「サービスモード」表示となるものである。そこで燃料電池システムの運転時間、燃焼時間、発電時間、発電電力、また原料燃料の供給量、空気や水の供給量、貯湯タンク７の給湯量、温度上昇量、さらにそれぞれの部品、配管部分での圧力損失のデータ等により、燃料電池発電システムの個々の内蔵部品の寿命を算出し、部品の交換時期を表示器１１にて表示することにより、メンテナンス時期を容易に把握することができ、燃料電池発電システムの故障率も低下させることができる。ここで燃料電池システムの内蔵部品は図示していないが、浄化空気ポンプ、改質水ポンプ、変成水ポンプ、浄化水ポンプ、冷却水ポンプ、貯湯循環ポンプ等のポンプ類、比例弁、電磁弁、混合弁等の弁類、冷却水ヒータ、変成ヒータ、浄化ヒータ等のヒータ類、ブースタ、燃焼ファン、冷却ファン等のファンモータ類などなど燃料電池システムを構成する部品類である。
【００２２】
表示例として、部品名が「燃焼ファン」、交換時期として、あと「３」年「６」ヶ月という表示になる。
【００２３】
また図３−（ｂ）に示すように表示器１１にて、燃料電池４の各セル単位の発電状況を表示する構成としている。スイッチ入力器１２を構成するスイッチのある特定の入力操作、例えば「モード」スイッチ１２Ｂ、「切換」スイッチ１２Ｃ、「省エネ設定」スイッチ１２Ｄの３つのスイッチを同時に押した状態で、「ＯＮ／ＯＦＦ」スイッチ１２Ａを押すことにより、「サービスモード」表示とした状態で、「切換」スイッチ１２Ｃは押すごとに燃料電池４のセルＮｏ．を順次切換表示する。そこで、燃料電池４の各セル単位の発電電圧を測定し、初期電圧からの電圧降下分を算出し、発電電圧と電圧降下量を表示器１１にて表示するものである。表示例としては、セルＮｏ．「１３」での発電電圧が「７５０」ｍＶで、初期電圧からの電圧降下量は「３０」ｍＶという表示になる。これにより燃料電池発電システムの心臓部である燃料電池４の各セル単位での劣化状況が、しかもどのセルがどれだけ劣化しているのかを把握できるようになり、サービスマンのメンテナンスあるいは修理、燃料電池４自体の交換時期を判断することが容易となる。
【００２４】
また図３−（ｃ）に示すように表示器１１にて、各補機（アクチュエータ）の動作状況を表示する構成としている。スイッチ入力器１２を構成するスイッチのある特定の入力操作、例えば「モード」スイッチ１２Ｂ、「切換」スイッチ１２Ｃ、「省エネ設定」スイッチ１２Ｄの３つのスイッチを同時に押した状態で、「ＯＮ／ＯＦＦ」スイッチ１２Ａを押すことにより、「サービスモード」表示とした状態で各補機の動作状況を表示する。また「切換」スイッチ１２Ｃは押すごとに各補機名を順次切換表示する。ここでその補機が動作中であれば点滅表示となる。そこで燃料電池発電システムの制御器８から各補機への指令を受けての、前述した各ファンの実際の回転数、各種ポンプの動作量、弁の開閉量を検出して数字表示する。また各ヒータ、各ポンプ、弁のＯＮ／ＯＦＦ動作状況も表示する。そのことによりサービスマンのメンテナンス、点検に活用することができる。表示例としては、補機名が「燃焼ファン」、指令値として「４０」ｒｐｍ、実動作量が「３８．５」ｒｐｍという表示になる。
【００２５】
また図３−（ｄ）に示すように表示器１１にて、過去の運転状況および履歴を表示する構成としている。スイッチ入力器１２を構成するスイッチのある特定の入力操作、例えば「モード」スイッチ１２Ｂ、「切換」スイッチ１２Ｃ、「省エネ設定」スイッチ１２Ｄの３つのスイッチを同時に押した状態で、「ＯＮ／ＯＦＦ」スイッチ１２Ａを押すことにより、「サービスモード」表示とした状態で過去の運転状況および履歴を表示する。また「切換」スイッチ１２Ｃは押すごとに過去運転した年月日とその状況を順次切換表示する。そこで過去運転した時の状況として、その時の燃焼ガスの使用量、発電出力電力、電圧、電流値。さらに運転回数、発電回数および貯湯タンク内の湯量、温度までも、記憶素子（メモリー）から読み出して表示するようにする。例えば表示例として、運転年月日が「０２．６．２０」、起動時間が「６：３０」、発電時刻が「７：００」、停止時刻が「１１：００」、ガスの使用量が「２０」Ｌ、発電電力量が「９００」Ｗ、電圧が「５０」Ｖ、電流が「２０」Ａ、貯湯タンク量が「１８０」Ｌ、貯湯温度が「４０」℃、運転回数が「６０」回、発電回数が「５０」回という表示になる。そうすればサービスマンはメンテナンス時に、その燃料電池発電システムを運転した家庭の発電記録により、より適切に効率的に活用方法を提案できるようになる。
【００２６】
また図３−（ｅ）に示すように表示器１１にて、過去の異常の履歴を表示する構成としている。スイッチ入力器１２を構成するスイッチのある特定の入力操作、例えば「モード」スイッチ１２Ｂ、「切換」スイッチ１２Ｃ、「省エネ設定」スイッチ１２Ｄの３つのスイッチを同時に押した状態で、「ＯＮ／ＯＦＦ」スイッチ１２Ａを押すことにより、「サービスモード」表示とした状態で過去の異常の履歴を表示する。また「切換」スイッチ１２Ｃは押すごとに過去異常発生した年月日を順次切換表示する。ここで発生したすべての異常の発生年月日、発生時刻における異常内容（異常Ｎｏ．）を表示器１１にて表示する。そうすれば故障時の解析に大いに活用することができるものである。例えば表示例として、異常発生した年月日が「０２．６．２０」、発生時刻が「６：３０」、異常Ｎｏ．が「１３」、異常内容が「タンクの水不足」という表示になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、表示器にて、起動から発電までと給湯作動中の一連の進行状況を表示し、しかも文字だけでなく絵文字や数字を使って視覚的に表示することにより、燃料電池発電と給湯の一連の動作の進行状況を一目で把握することができる。また表示器にて、発電までの時間、発電後の時間および発電出力電力および貯湯温度を数字表示することにより、よりリアルに数字的にしかも正確に発電状況を知らせることが可能となる。
【００２８】
また表示器にて、省エネルギー状況として省エネ指数および金額換算により節約できた金額を表示することにより、より省エネルギー状況を把握しやすくなり、利用率も向上する。
【００２９】
またある特定の入力操作により、表示器にて、燃料電池発電システムの個々の内蔵部品の寿命を算出し、部品の交換時期を表示することにより、メンテナンス時期を容易に把握することができ、燃料電池発電システムの故障率も低下させることができる。
【００３０】
またある特定の入力操作により、表示器にて燃料電池の各セル単位の発電状況を表示することにより、燃料電池発電システムの心臓部である燃料電池の各セル単位での劣化状況が、しかもどのセルがどれだけ劣化しているのかを把握できるようになり、サービスマンのメンテナンスあるいは修理および燃料電池自体の交換時期を判断することが容易となる。
【００３１】
またある特定の入力操作により、表示器にて、各補機の動作状況すなわち各ファンの回転数、各種ポンプの動作量、弁の開閉量を検出して数字表示する。また各ヒータ、各ポンプ、弁のＯＮ／ＯＦＦ動作状況も表示する。そのことによりサービスマンのメンテナンス、点検に活用することができる。
【００３２】
またある特定の入力操作により、表示器にて、過去の運転状況および履歴を表示する。すなわち、その時の燃焼ガスの使用量、発電出力電力、電圧、電流値。さらに運転回数、発電回数および貯湯タンク内の湯量、温度までも、メモリーから読み出して表示するようにすれば、サービスマンはメンテナンス時に、その燃料電池発電システムを運転した家庭の発電記録により、より適切に効率的に活用方法を提案できるようになる。
【００３３】
またある特定の入力操作により、表示器にて、過去の異常の履歴を表示する。すなわち発生年月日、発生時刻における異常Ｎｏ．および異常内容を表示していくことにより、故障時の解析に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における燃料電池システムの表示装置のブロック構成図
【図２】本発明の実施例１における燃料電池システムの表示器を示す図
【図３】本発明の実施例１における燃料電池システムの表示器を示す図
【図４】従来の燃料電池システムの表示装置のブロック構成図
【符号の説明】
１水素生成器
２送風器
３加湿器
４燃料電池
７貯湯タンク
８制御器
１１表示器
１２スイッチ入力器

Claims

炭化水素系原料燃料と水から水素に富んだガスを生成する水素生成器と、前記水素生成器で得られた生成ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行う燃料電池と、前記生成ガスと前記酸化剤ガスと前記燃料電池とから熱を回収し給湯する貯湯タンクと、起動から発電までの一連の動作を制御する制御器と、前記燃料電池側と給湯装置側との情報を一体に表示した表示器を備え、前記表示器は起動から発電までと給湯作動中の一連の進行状況および発電状態を文字と絵文字と数字とで表示し、前記一連の進行状況の表示は、各動作状況を示す表示と前記各動作状況の順序を示す表示とで一連の動作の流れを示す表示と、前記一連の動作の流れを示す表示と関連して現在の動作状況を知らせる表示とにより行うことを特徴とする燃料電池システムを用いた給湯装置の表示装置。
前記表示器は、発電までの時間、発電後の時間および発電出力電力および貯湯温度を数字表示することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムを用いた給湯装置の表示装置。
前記表示器は、省エネルギー状況を表示することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムを用いた給湯装置の表示装置。
スイッチ入力器を設け、前記スイッチ入力器のある特定の入力操作により、前記表示器は、内蔵部品の交換時期を表示することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムを用いた給湯装置の表示装置。
スイッチ入力器を設け、前記スイッチ入力器のある特定の入力操作により、前記表示器は、前記燃料電池の各セル単位の発電状況を表示することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムを用いた給湯装置の表示装置。
スイッチ入力器を設け、前記スイッチ入力器のある特定の入力操作により、前記表示器は、各補機の動作状況を表示することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムを用いた給湯装置の表示装置。
スイッチ入力器を設け、前記スイッチ入力器のある特定の入力操作により、前記表示器は、過去の運転状況および履歴を表示することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムを用いた給湯装置の表示装置。
スイッチ入力器を設け、前記スイッチ入力器のある特定の入力操作により、前記表示器は、過去の異常の履歴を表示することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムを用いた給湯装置の表示装置。