JP4945145B2 - Fuel cell power generator - Google Patents

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Description

この発明は、燃料電池本体からの発電出力によって所定の電力を供給する燃料電池装置において、改質ガスを供給するためのガス改質部の温度と、供給する電力とにもとづいて装置各部と装置運転の制御とを行う燃料電池発電装置に関するものである。   The present invention relates to a fuel cell device that supplies predetermined power by power generation output from a fuel cell main body, and each part and device of the device based on the temperature of the gas reforming unit for supplying the reformed gas and the supplied power The present invention relates to a fuel cell power generator that controls operation.

燃料電池の種類は、燃料電池本体に用いる電解質層の種類によって、りん酸形(りん酸電解質形)、アルカリ形(アルカリ電解質形)、固体高分子形(固体高分子電解質形)、溶融炭酸塩形、固体酸化物形などに分かれ、りん酸形と固体高分子形との実用構成が知られており、固体高分子形の燃料電池本体に上記の制御を設けた燃料電池発電装置100(以下、第1従来技術という)が周知である。   The type of fuel cell is phosphoric acid type (phosphoric acid electrolyte type), alkaline type (alkaline electrolyte type), solid polymer type (solid polymer electrolyte type), molten carbonate, depending on the type of electrolyte layer used in the fuel cell body. The fuel cell power generation apparatus 100 (hereinafter referred to as a fuel cell power generation apparatus 100) that is divided into a solid oxide type and a solid oxide type is known. The first prior art) is well known.

図6において、◎印で示した各制御は制御部30による各部動作の制御機能を構成要素の該当箇所に記載して理解し易くしたものであり、また、黒☆印で示した箇所は制御部30による装置運転を停止する制御機能を構成要素の該当箇所に記載して理解し易くしたものである。   In FIG. 6, each control indicated by ◎ is a control function of each part by the control unit 30 described in the corresponding part of the component for easy understanding, and a part indicated by black ☆ is a control. The control function for stopping the operation of the apparatus by the unit 30 is described in the corresponding part of the component for easy understanding.

そして、図6の第1従来技術の構成において、ガス改質部11は、原燃料1、例えば、天然ガまたは液化石油ガス(LPG)と、図示していない高純度の水とを与えるとともに、加熱部11Bで加熱することにより、これらを反応させて、水素(H)を多量に含んだ改質ガス11Aを生成する。 Then, in the first prior art arrangement of Figure 6, the gas reforming unit 11, raw fuel 1, for example, a natural gas or liquefied petroleum gas (LPG), with giving a high-purity water which is not shown These are reacted by heating in the heating unit 11B to generate a reformed gas 11A containing a large amount of hydrogen (H 2 ).

そして、生成した改質ガス11Aを燃料電池本体50に与えるとともに、酸化剤供給部13から発電反応に要する酸化用ガス13A、例えば、加湿空気を与えることにより発電出力51を得ている。この発電出力51によって、装置を動作させるための動作電源部40に所要の電力を供給するとともに、電力変換部52で発電出力51を電力供給52Aする電力の種別に対応する交流電力または直流電力に変換して、図示しない電力負荷に供給している。   The generated reformed gas 11A is supplied to the fuel cell main body 50, and an oxidizing gas 13A required for a power generation reaction, for example, humidified air, is supplied from the oxidant supply unit 13 to obtain a power generation output 51. The power generation output 51 supplies necessary power to the operation power supply unit 40 for operating the apparatus, and the power conversion unit 52 converts the power generation output 51 into AC power or DC power corresponding to the type of power supplied 52A. It is converted and supplied to a power load (not shown).

加熱部11Bの加熱は、主として、原燃料1の一部を与えて、その燃焼により加熱しているが、改質ガス11Aを燃料電池本体50で発電反応させた後に燃料電池本体50から排出される排出流体11Cには加熱部11Bで利用できるガス成分が含まれているので、このガス成分を開閉弁11Dを介して加熱部11Bに与えることにより上記の加熱を補助している。   Heating of the heating unit 11B is mainly performed by giving a part of the raw fuel 1 and heating it by combustion. The reformed gas 11A is generated from the fuel cell main body 50 and then discharged from the fuel cell main body 50. Since the exhaust fluid 11C contains a gas component that can be used in the heating unit 11B, the gas component is supplied to the heating unit 11B via the on-off valve 11D to assist the above heating.

燃料電池本体50は、動作機能上、電池冷却水53Aで冷却しており、例えば、燃料電池本体50の要部の温度を、温度検出器T2、例えば、温度計により検出した温度を所定の温度、例えば、70℃にするように、定常の動作による制御(以下、定常制御という)2Aによって、電池冷却水53Aの循環ポンプ53Bの運転を制御するとともに、冷却後の電池冷却水53Aを放熱部53Cで放熱させて冷却に要する温度に戻している。なお、循環ポンプ53Bは動作電源部40から与えられる電力によって動作している。   The fuel cell main body 50 is cooled by the battery cooling water 53A in terms of operation function. For example, the temperature detected by the temperature detector T2, for example, a thermometer, is used to determine the temperature of the main part of the fuel cell main body 50 at a predetermined temperature. For example, the operation of the circulating pump 53B of the battery cooling water 53A is controlled by a control by steady operation (hereinafter referred to as steady control) 2A so that the temperature is 70 ° C., and the cooled battery cooling water 53A is supplied to the heat radiating unit. The heat is released at 53C to return to the temperature required for cooling. The circulation pump 53B is operated by electric power supplied from the operation power supply unit 40.

こうした構成において、電力変換部52から出力する電力供給52Aを所定の電力にすることと、改質部11の過熱による故障を防止することとを両立させるために、制御部30によって、◎印で示した定常制御21〜23・定常制御2A・低減制御24と、黒☆印で示した運転停止制御2Bを行っている。   In such a configuration, in order to make the power supply 52A output from the power conversion unit 52 have a predetermined power and to prevent a failure due to overheating of the reforming unit 11, the control unit 30 indicates The steady control 21 to 23, the steady control 2A, the reduction control 24 shown, and the operation stop control 2B shown by black asterisks are performed.

なお、制御部30は、例えば、CPUにより制御処理を行う1つの制御部で構成し、所定値などのデータはCPUのデータ用メモリに予め記憶するように構成して制御処理する構成と、同様の制御処理機能を、制御対象の種別によって、個別に仕分けた複数の制御部で処理するような複数処理構成に変形構成し、または、個別の比較器と制御器とによって処理するような個別制御機能にして構成する構成とが、従来技術として周知である。   Note that the control unit 30 is configured by, for example, one control unit that performs control processing by the CPU, and is configured to store data such as a predetermined value in the data memory of the CPU in advance. The control processing function is modified into a multiple processing configuration that is processed by a plurality of control units individually sorted according to the type of control target, or individual control such that processing is performed by an individual comparator and controller A configuration that is functionally configured is well known in the prior art.

そして、定常制御21では、ガス改質部11に供給している原燃料1の流量を流量検出器F1により検出した流量値のデータ、ガス改質部11の温度を温度検出器T1により検出した温度値のデータ(以下、「温度データT1」という)、電力変換部52に対する発電出力51の供給電流を電流検出器C1により検出した電流値のデータ、電力変換部52から出力している電力供給52Aの電力を電力検出器W1により検出した電力値のデータなどを取り込んで、温度データT1 を、所定の第1の温度Ta、例えば、700℃と、温度Taよりも高い所定の第2の温度Tb、例えば、710℃とに対して比較判断しながら制御する。   In the steady control 21, the flow rate data obtained by detecting the flow rate of the raw fuel 1 supplied to the gas reforming unit 11 by the flow rate detector F1 and the temperature of the gas reforming unit 11 are detected by the temperature detector T1. Temperature value data (hereinafter referred to as “temperature data T1”), current value data obtained by detecting the supply current of the power generation output 51 to the power converter 52 by the current detector C1, and power supply output from the power converter 52 The data of the power value detected by the power detector W1 for the power of 52A is taken in, and the temperature data T1 is set to a predetermined first temperature Ta, for example, 700 ° C., a predetermined second temperature higher than the temperature Ta. Control is performed while making a comparative judgment with respect to Tb, for example, 710 ° C.

温度データT1が、所定の第1の温度Ta以下ときは、定常制御22によって、電力変換部52を所定の定常の電力供給52Aを行う制御状態とし、定常制御23によって、流量制御弁1Aを所定の定常の原燃料1を供給する制御状態とするように制御する。 When the temperature data T1 is equal to or lower than the predetermined first temperature Ta, the steady state control 22 sets the power converter 52 to a control state in which the steady state power supply 52A is performed, and the steady state control 23 controls the flow control valve 1A. Control is performed so that a predetermined steady raw fuel 1 is supplied.

温度データT1が、所定の第1の温度Taと、所定の第2の温度Tbとの間にあるときは、低減制御24によって、電力変換部52を所定の定常の電力供給52Aよりも所定量だけ低減した動作を行うように制御する。   When the temperature data T1 is between the predetermined first temperature Ta and the predetermined second temperature Tb, the reduction control 24 causes the power conversion unit 52 to have a predetermined amount more than the predetermined steady power supply 52A. Control is performed to reduce the operation only.

温度データT1が、所定の第2の温度Tbを超えているときは、運転停止制御2Bによって、黒☆印で示した各部の動作を所定の順序によって停止するように構成している。   When the temperature data T1 exceeds the predetermined second temperature Tb, the operation stop control 2B is configured to stop the operation of each part indicated by black asterisks in a predetermined order.

また、上記の第1従来技術の構成に付加して、燃料電池本体50の発電動作に伴って排出される水分を高純度化して高純度水をガス改質部11・酸化剤供給部13などに与えるための水処理機能を設けた構成(以下、第2従来技術という)が周知である。
特許第3646407号公報 この特許文献1は、上記の第1従来技術の構成を開示している。 特開2005−129334号公報 この特許文献2は、上記の第2従来技術の構成を開示している。
Further, in addition to the configuration of the first prior art described above, the water discharged with the power generation operation of the fuel cell main body 50 is highly purified to convert the high purity water into the gas reforming unit 11, the oxidant supply unit 13, and the like. A structure provided with a water treatment function (hereinafter referred to as second prior art) is well known.
Japanese Patent No. 3646407 This Patent Document 1 discloses the configuration of the first prior art. JP, 2005-129334, A This patent documents 2 is indicating the composition of the above-mentioned 2nd prior art.

上記の第1従来技術・第2従来技術の構成では、ガス改質部11が過熱された場合の事故防止策を講じているものであるが、これとは逆に、発電出力51の変動時に各部の温度が不適切な状態になりガス改質部11の温度が低下し、または、加熱部11Bの燃焼不良・燃焼中断などによってガス改質部11の温度が低下すると、発電動作に関係する各部に異常が生じて、装置全体が動作不良状態になる可能性があるため、装置の運転停止制御を行っている。 In the configuration of the first conventional technology and the second conventional technology, measures are taken to prevent accidents when the gas reforming unit 11 is overheated. On the contrary, when the power generation output 51 fluctuates, temperature of each portion the temperature of the gas reforming section 11 becomes incorrect status is reduced, or, if the temperature of the gas reforming section 11 such as by incomplete combustion and combustion interruption of the heating unit 11B is reduced, related to the power generating operation Since there is a possibility that an abnormality occurs in each part and the entire apparatus becomes in a malfunctioning state, the operation stop control of the apparatus is performed.

しかしながら、こうした従来の構成では、この温度低下が単なる過渡的なものであるときにも、装置の運転停止制御を行ってしまうため、装置を始動し直さなければならないという不都合があった。
このため、こうした不都合のない燃料電池発電装置の提供が望まれているという課題がある。
However, in such a conventional configuration, even when the temperature drop is merely transient, the operation stop control of the apparatus is performed, and thus the apparatus has to be restarted.
For this reason, there is a problem that it is desired to provide a fuel cell power generator without such inconvenience.

この発明は、上記のような、燃料電池本体の発電出力を、電力変換部によって、電力供給すべき電力の種別に対応する交流電力または直流電力に変換して、電力負荷である電力需要先へ所定の電力供給を行うとともに、
前記燃料電池本体からの発電出力によって燃料電池発電装置を動作させるための動作電源部に、発電出力の一部を供給し、かつ
前記燃料電池本体に改質ガスを与えるためのガス改質部の温度と、前記電力供給すべき電力需要先への電力値とにもとづいて前記発電出力を制御する
ようにした燃料電池発電装置であって、
前記電力変換部から電力需要先へ向かう電力変換部の直後に電力検出手段を介して設けた電力需要手段と、
前記電力需要先へ電力供給すべき電力値を所要電力値に増加するために、前記発電出力を漸増するように制御を行う漸増手段と、
前記漸増を行っているときに、前記ガス改質部の温度が定常の運転時の所定温度値よりも低い、発電動作を続ければ、燃料電池本体に必要な改質ガスを供給できなくなる、異常低温判別温度である第1の所定温度値以下になったとき前記第1の所定温度値以下になったときから計時してその、前記ガス改質部の温度低下が一時的なものではなく復旧見込みがない装置異常であると判別されるのに要する最少時間である故障判別時間が経過するまでの時間内で先制的に前記発電出力の漸増を中断して前記電力値を現状維持する現状電力維持手段と、
検出中の前記ガス改質部の温度が、前記電力値の現状維持を行ったところから計時してその、前記故障判別時間が経過するまでの時間内で、前記定常の運転時の所定温度値よりも低いが、前記第1の所定温度値よりも高く、かつ、発電動作を続けても、燃料電池発電装置を運転し続けることができる、復旧判別温度である第2の所定温度値以上になったとき、前記発電出力の漸増を復旧させる漸増復旧手段と、
前記故障判別時間が経過したときまでに、前記温度が前記第2の所定温度値に達しないとき装置の運転を停止する運転停止手段と
を具備し、
前記所要電力値は、電力需要先から前記電力需要手段へ送られてくる電力需要信号の電力データと前記電力検出手段の検出電力との差を検出して得るように構成し、
前記所要電力値を増大に伴い、前記発電出力の漸増を行っているときに、ガス改質部の温度が第1の所定温度値以下になると、装置が故障して停止する前でも、先制的に前記発電出力の漸増を中断する先制制御を行い、前記故障判別時間の範囲内で、前記現状電力維持手段を制御して前記発電出力の漸増を停止し現状維持するとともに、
前記故障判別時間の範囲内で、その後に、ガス改質部の温度が定常運転時の温度よりも低いが第1の所定温度値よりも高い第2の所定温度値以上になると、漸増状態に戻るように、前記漸増復旧手段を制御し、かつ、
前記故障判別時間が経過したときまでに、前記温度が前記第2の所定温度値に達しないときは、装置が故障して停止する前でも装置の運転を停止させるように、前記運転停止手段を制御する、
制御部 を設ける第の構成と、
In the present invention, the power generation output of the fuel cell main body as described above is converted into AC power or DC power corresponding to the type of power to be supplied by the power conversion unit, to the power demand destination that is the power load. While providing a predetermined power supply,
A part of the power generation output is supplied to the operation power supply unit for operating the fuel cell power generation device by the power generation output from the fuel cell main body, and
Controlling the power generation output based on the temperature of the gas reforming section for supplying the reformed gas to the fuel cell main body and the power value to the power demand destination to which the power is to be supplied ,
A fuel cell power generator configured as described above,
A power demand means provided via a power detection means immediately after the power conversion section from the power conversion section to the power demand destination,
Gradual increase means for performing control to gradually increase the power generation output in order to increase the power value to be supplied to the power demand destination to a required power value;
When performing said increasing the temperature of the gas reforming unit is lower than a predetermined temperature value during operation of the constant, Continuing power generation operation, can not be supplied to the reformed gas required for the fuel cell main body, when it is less than the first predetermined temperature value is abnormal low discrimination temperature, after its been timed from when it becomes less than the first predetermined temperature value, the temperature drop of the gas reforming unit is temporary Within a period of time until the failure determination time, which is the minimum time required to determine that there is a device abnormality that is not expected to be recovered, elapses before the gradual increase of the power generation output is preliminarily interrupted. Current power maintenance means to maintain the current status,
Temperature of the gas reforming unit in the detection, after the then timed from was carried out maintaining the status quo of the power values, within a time until the failure determination time has elapsed, a predetermined temperature during operation of the constant than the value lower Iga, the first rather higher than a predetermined temperature value, and, even continuing the power generation operation can continue to operate the fuel cell power generation system, the second predetermined temperature is a recovery determination temperature when it is above the value, and increasing the recovery means for recovering the gradual increase of the generator output,
By the time the said failure determination time has elapsed, the operation stop means for stopping the operation of the device when the temperature does not reach the second predetermined temperature value,
Equipped with,
The required power value is configured to detect and obtain a difference between power data of a power demand signal sent from a power demand destination to the power demand means and detection power of the power detection means,
When the power generation output is gradually increased as the required power value is increased, if the temperature of the gas reforming unit becomes equal to or lower than the first predetermined temperature value, the preemptive operation is performed even before the apparatus breaks down and stops. And preemptive control to interrupt the gradual increase of the power generation output, within the range of the failure determination time, controlling the current power maintenance means to stop the gradual increase of the power generation output and maintain the current status,
Within the range of the failure determination time, after that, when the temperature of the gas reforming section becomes lower than the temperature during steady operation but becomes higher than the second predetermined temperature value higher than the first predetermined temperature value, the state gradually increases. Control the incremental recovery means to return, and
If the temperature does not reach the second predetermined temperature value by the time when the failure determination time has elapsed, the operation stopping means is arranged to stop the operation of the device even before the device has failed and stopped. Control,
A first configuration providing a control unit ;

上記の第1の構成に加えて、
前記燃料電池本体に与えている酸化用ガスの流入量と前記改質ガスの流入量とを漸増させる制御を行うことにより前記発電出力を漸増させる流入量漸増手段を具備する、
第2の構成と、
In addition to the first configuration described above,
Inflow amount gradually increasing means for gradually increasing the power generation output by performing control to gradually increase the inflow amount of the oxidizing gas and the inflow amount of the reformed gas given to the fuel cell main body,
A second configuration;

上記の第1の構成に加えて、
前記燃料電池発電装置は、自動車を含む移動体に具備するとともに、
外部電源からの電力を前記動作電源部の電源種別に対応する電力に変換して動作電源部に一時的に付与することで、燃料電池発電装置の起動を行う、起動投入部をさらに備え、
動作電源部は、移動体に設けた蓄電池で構成し、
外部電源は前記移動体に備える電源で構成する、
の構成とにより、上記の課題を解決したものである。
In addition to the first configuration described above,
The fuel cell power generator is provided in a moving body including an automobile,
It further includes a start-up unit that converts the power from the external power source into power corresponding to the power source type of the operation power supply unit and temporarily applies the operation power supply unit to start the fuel cell power generation device,
The operating power supply consists of a storage battery provided on the moving body,
The external power source is configured with a power source provided for the moving body.
The third configuration solves the above problem.

この発明では、ガス改質部11の加熱部11B内の燃焼不良・燃料供給不足などによって、一時的に、加熱不足になるときもあることに着目したものであり、発電出力を漸増状態に制御しておき、ガス改質部11の温度が定常の運転時の温度よりも低い第1の所定温度値以下になったときは、先制的に、発電出力の漸増を停止して現状維持させ、その後に、ガス改質部11の温度が定常の運転時の温度よりも低いが第1の所定温度値よりも高い第2の所定温度値以上になったときは、漸増状態に復旧させている。 The present invention pays attention to the fact that there may be a temporary shortage of heating due to poor combustion in the heating section 11B of the gas reforming section 11 or insufficient fuel supply, and the power generation output is controlled to gradually increase. In addition, when the temperature of the gas reforming unit 11 becomes equal to or lower than a first predetermined temperature value lower than the temperature during steady operation, the current generation output is gradually stopped to maintain the current state. After that, when the temperature of the gas reforming unit 11 is lower than the temperature during steady operation but becomes higher than the second predetermined temperature value higher than the first predetermined temperature value, the state is gradually restored. .

したがって、従来の装置のように、一時的な加熱不足にもかかわらず、装置の運転停止を行ってしまい、装置を起動し直すような事態になること未然に防止し得るという効果がある。   Therefore, unlike the conventional apparatus, there is an effect that it is possible to prevent a situation in which the operation of the apparatus is stopped and the apparatus is restarted despite the temporary shortage of heating.

この発明を実施するための最良の形態を、以下、図1〜図5の実施例によって説明する。なお、図1において、図6と同一符号で示す部分は、図6で説明した同一符号の部分と同一の機能を有する部分である。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS. In FIG. 1, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 6 are portions having the same functions as the portions denoted by the same reference numerals described in FIG. 6.

また、定常制御21・22・23と、運転停止制御2Bとは、制御のための入力線と出力線とを途中で省略してあるが、実際には、図6と同様に構成されているものである。   In addition, the steady control 21, 22, 23 and the operation stop control 2B are omitted in the middle of the control input and output lines, but are actually configured similarly to FIG. Is.

この実施例の構成が、図6の従来技術の構成と異なる箇所は、次の箇所である。つまり、第1には、低減制御24の構成を削除して、電力漸増制御25・上昇中断制御26・現状維持制御27・運転停止制御2Cを設けた箇所であり、また、入力操作36・起動操作63の各操作を、装置を運転操作する操作者が必要に応じて操作するように構成した箇所である。   The difference between the configuration of this embodiment and the configuration of the prior art of FIG. 6 is the following. That is, the first is a place where the configuration of the reduction control 24 is deleted, and a power gradual increase control 25, a rise interruption control 26, a current state maintenance control 27, and an operation stop control 2C are provided. Each operation of the operation 63 is a place where an operator who operates the apparatus operates as necessary.

第2には、電力漸増制御25・上昇中断制御26・現状維持制御27を容易にするために、燃料電池本体50に酸化用ガス13Aを流入させている流路に流入量調整部13B、例えば、ポンプの回転速度を変化させて酸化用ガス13Aの流入量を調整する機構部分を設けるとともに、流量制御弁1Aによって燃料1の流量を調整することにより燃料電池本体50に流入させている改質ガス11Aの流入量を調整する構成部分を設けた箇所である。   Second, in order to facilitate the electric power gradual increase control 25, the rise interruption control 26, and the current state maintenance control 27, the inflow amount adjusting unit 13B, for example, the flow path through which the oxidizing gas 13A flows into the fuel cell main body 50, for example, A mechanism for adjusting the inflow amount of the oxidizing gas 13A by changing the rotational speed of the pump is provided, and the reforming that is caused to flow into the fuel cell main body 50 by adjusting the flow rate of the fuel 1 by the flow rate control valve 1A. This is a place where a component for adjusting the inflow amount of the gas 11A is provided.

第3には、上記の電力漸増制御25・上昇中断制御26・現状維持制御27・運転停止制御2Bの具体的な制御構成を、制御部30に、例えば、図5のような制御処理フローによる制御処理を行わせることにより、図2・図3のような動作を行わせるように構成した箇所である。   Third, the specific control configuration of the above-described power gradual increase control 25, the rise interruption control 26, the current state maintenance control 27, and the operation stop control 2B is transmitted to the control unit 30 by, for example, a control processing flow as shown in FIG. This is a portion configured to perform the operations as shown in FIGS. 2 and 3 by performing the control process.

そして、制御部30は、図4のように、マイクロコンピュータによる処理制御器、例えば、CPUボード(CPU/B)を主体にして構成した制御部であって、各検出部分から得られる各検出信号のデータと、入力操作部分36、例えば、キーボードから入力した操作データ・設定データなどを入出力ポート31から取り込んで、作業用メモリ33に一時的に記憶し、作業メモリ用33に記憶した各データと、処理用メモリ32に予め記憶した制御処理フローによるプログラムと、データ用メモリ34に予め記憶した所定温度値・所定時間値などの基準値データなどと、時計回路35で計時した経過時間などの時間値データなどとにもとづいて、所要の演算処理などを行って得られる各制御信号を入出力ポート31から各制御部分に出力するとともに、作業用メモリ33などに記憶している記憶データの内容から所要のものを表示部分37、例えば、液晶画面による表示部に与えて表示するように構成したものである。
As shown in FIG. 4, the control unit 30 is a control unit mainly composed of a processing controller by a microcomputer, for example, a CPU board (CPU / B), and each detection signal obtained from each detection part. And the operation data / setting data input from the input operation part 36, for example, the keyboard, are temporarily stored in the work memory 33 and stored in the work memory 33. A program based on a control processing flow stored in advance in the processing memory 32, reference value data such as a predetermined temperature value / predetermined time value stored in advance in the data memory 34, an elapsed time measured by the clock circuit 35, etc. Based on the time value data and the like, each control signal obtained by performing required arithmetic processing is output from the input / output port 31 to each control part. Both working memory 33 such as a display portion 37 the required ones from the contents of the storage data stored in, for example, which is constituted to display given on the display unit by the LCD screen.

つまり、上記の電力漸増制御25・上昇中断制御26・現状維持制御27・運転停止制御2Bの具体的な制御構成は、予め、処理用メモリ32に、図5の制御処理フローによるプログラムを記憶し、データ用メモリ34に、図2・図3における復旧判別温度Tx・異常低温判別温度Ty・正常温度Tzなどの各温度値のデータと、電力供給52Aの漸増量Wp、改質ガス11Aの漸増量Gp、酸化用ガス13Aの漸増量Rpなどの各漸増量のデータと、故障判別時間mbなどの時間値のデータを記憶しておくとともに、電力需要検出部55の検出出力55Aによって与えられる所要電力値Wzのデータを検出信号とて入出力ポートに与えるように構成することにより、図2・図3のような動作を行うように構成したものである。   In other words, the specific control configuration of the above-described power gradual increase control 25, the rise interruption control 26, the current state maintenance control 27, and the operation stop control 2B is stored in advance in the processing memory 32 by a program according to the control processing flow of FIG. In the data memory 34, data of each temperature value such as the recovery determination temperature Tx, the abnormally low temperature determination temperature Ty, and the normal temperature Tz in FIGS. 2 and 3, the gradual increase amount Wp of the power supply 52A, and the gradual increase of the reformed gas 11A The data of each increasing amount such as the amount Gp and the increasing amount Rp of the oxidizing gas 13A and the time value data such as the failure determination time mb are stored, and the required value given by the detection output 55A of the power demand detecting unit 55 By configuring the power value Wz data as a detection signal to the input / output port, the operation as shown in FIGS. 2 and 3 is performed.

なお、復旧判別温度Tx・異常低温判別温度Ty・正常温度Tzは、例えば、正常温度Tzを700℃とした場合に、復旧判別温度Txを690℃に、また、異常低温判別温度Tyを680℃に設定してある。   The recovery determination temperature Tx, the abnormal low temperature determination temperature Ty, and the normal temperature Tz are, for example, when the normal temperature Tz is 700 ° C., the recovery determination temperature Tx is 690 ° C., and the abnormal low temperature determination temperature Ty is 680 ° C. It is set to.

ここで、異常低温判別温度Tyは、そのまま、発電動作を所定時間以上、例えば、20分以上続ければ、燃料電池本体に必要な水素を供給できなくなる温度であり、復旧判別温度Txは、そのまま、発電動作を続けても、装置を無事に運転し続けることができる温度である。 Here, the abnormally low temperature determination temperature Ty is a temperature at which it is impossible to supply hydrogen necessary for the fuel cell body if the power generation operation is continued for a predetermined time or longer , for example, 20 minutes or longer, and the recovery determination temperature Tx is unchanged. Even if the power generation operation is continued, the temperature is such that the device can be safely operated.

また、電力需要検出部55は、例えば、図1のように、電力供給52Aの供給先、すなわち、電力需要先から燃料電池発電装置100に送られてくる電力需要信号55Bの電力データと電力検出器W1の検出電力との差を検出して所要電力値Wzを得るように構成してある。   Further, for example, as shown in FIG. 1, the power demand detection unit 55 detects the power data and the power detection of the power demand signal 55 </ b> B sent from the power supply 52 </ b> A supply destination, that is, the power demand destination to the fuel cell power generation apparatus 100. The required power value Wz is obtained by detecting the difference from the detected power of the device W1.

以下、図5の制御処理フローについて説明する。この制御処理フローは、例えば、装置全体の制御処理を行うメイン処理フローのサブルーチンとして構成されており、所定のステップごとに、図5の制御処理フローに移行してくる。   Hereinafter, the control processing flow of FIG. 5 will be described. This control processing flow is configured as, for example, a subroutine of a main processing flow that performs control processing for the entire apparatus, and shifts to the control processing flow of FIG. 5 for each predetermined step.

そして、概略的には、図5の各ステップにおいて、ステップSP1〜ステップSP6では、図1の電力漸増制御25に相当する処理を行い、また、ステップSP7〜ステップSP11では、図1の上昇中断制御25・現状維持制御27に相当する処理を行い、さらに、ステップSP13〜ステップSP14では、図1の運転停止制御2Bに相当する処理を行う。   Schematically, in each step of FIG. 5, in steps SP1 to SP6, processing corresponding to the power gradual increase control 25 of FIG. 1 is performed, and in steps SP7 to SP11, the rise interruption control of FIG. 25. Processing corresponding to the current state maintenance control 27 is performed, and further, in steps SP13 to SP14, processing corresponding to the operation stop control 2B of FIG. 1 is performed.

具体的には、図5の制御処理フローにおいて、
◆ステップSP1では、電力需要信号55Bによる「所要電力値Wz」のデータを取り込んで次のステップSP2に移行する。
◆ステップSP2では、電力検出器W1の検出値のデータ(以下、「W1データ」という)を取り込んで、次のステップSP3に移行する。
Specifically, in the control processing flow of FIG.
In step SP1, the “required power value Wz” data from the power demand signal 55B is taken in, and the process proceeds to the next step SP2.
In step SP2, the data of the detection value of the power detector W1 (hereinafter referred to as “W1 data”) is fetched, and the process proceeds to the next step SP3.

◆ステップSP3では、「W1データ」が「所要電力値Wz」以上になっているか否かを判別する。「所要電力値Wz」以上になっているときは、ステップSP15を経由してメイン処理フローの所定のステップに移行し、そうでないときは次のステップSP4に移行する。   In step SP3, it is determined whether or not “W1 data” is equal to or greater than “required power value Wz”. When it is equal to or greater than “required power value Wz”, the process proceeds to a predetermined step of the main process flow via step SP15, and otherwise, the process proceeds to next step SP4.

なお、ステップSP15を経由させるのは、前回に、このステップSP3を経由してステップSP9で「故障判別時間mb」の開始を行っている場合があるので、その解除を行うためである。
◆ステップSP4では、ガス改質部11の温度検出器T1の検出温度のデータ(以下、「T1データ」という)を取り込んで、次のステップSP5に移行する。
Note that the reason for passing through step SP15 is that the “failure determination time mb” may be started at step SP9 via step SP3 last time, so that the cancellation is performed.
In step SP4, data on the temperature detected by the temperature detector T1 of the gas reforming unit 11 (hereinafter referred to as “T1 data”) is fetched, and the process proceeds to the next step SP5.

◆ステップSP5では、「T1データ」が「正常温度Tz」「復旧判別温度Tx」よりも低い温度に設定した「異常低温判別温度Ty」以下になっているか否かを判別する。「異常低温判別温度Ty」以下になっているときはステップSP7に移行し、そうでないときは次のステップSP6に移行する。   In step SP5, it is determined whether or not the “T1 data” is equal to or lower than the “abnormal low temperature determination temperature Ty” set to a temperature lower than the “normal temperature Tz” and the “recovery determination temperature Tx”. When the temperature is equal to or lower than the “abnormal low temperature determination temperature Ty”, the process proceeds to step SP7. Otherwise, the process proceeds to the next step SP6.

◆ステップSP6では、電力の漸増量Wp、改質ガスの漸増量Gp、加湿空気の漸増量Rpの各漸増量のデータにもとづいて、改質ガス11Aの流入量の漸増と、酸化用ガス13Aの量入量の漸増を行うことにより発電電力51を漸増するとともに、電力変換部52からの電力供給52Aの漸増を行う制御処理、つまり、図1の「電力漸増制御25」を行ってステップSP1に戻る。   In step SP6, based on the data of the gradually increasing amounts of power gradually increasing amount Wp, reforming gas gradually increasing amount Gp and humidified air gradually increasing amount Rp, the inflow amount of reformed gas 11A and oxidizing gas 13A are increased. Step SP1 is carried out by performing a control process for gradually increasing the generated power 51 by gradually increasing the amount of input and at the same time gradually increasing the power supply 52A from the power converter 52, that is, the “power gradually increasing control 25” of FIG. Return to.

なお、各漸増量は、例えば、全増加量を10〜20段階に、細かく区切った細かい階段状の漸増ステップで漸増させる。
また、ここで、ステップSP1に戻すのは、ステップSP1〜ステップSP6の制御処理を行っている間に、所要電力値Wzの変更入力があった場合に対応させるためであり、変更入力があった場合には、図2・図3の「所要電力値Wz」が変更された状態に制御されることになる。
つまり、図2・図3の動作構成は、こうした変更が無かった場合の制御状態を示すものである。
In addition, each incremental increase amount is gradually increased by, for example, a fine stepwise incremental increase step in which the total increase amount is divided into 10 to 20 steps.
Here, the reason for returning to step SP1 is to cope with a change input of the required power value Wz during the control processing of step SP1 to step SP6, and there was a change input. In this case, the “required power value Wz” in FIGS. 2 and 3 is controlled to be changed.
That is, the operation configuration of FIG. 2 and FIG. 3 shows the control state when there is no such change.

したがって、上記の変更入力がなく、「異常低温判別温度Ty」以下にならなければ、ステップSP1〜ステップSP6を繰り返すことにより、発電電力51が漸増されて、「W1データ」が漸増することになるので、図2・図3に点線で示した「正常時の上昇」を行って、電力供給52Aが「所定電力値Wz」に到達することになる。   Therefore, if the above change input is not made and the temperature is not lower than the “abnormal low temperature determination temperature Ty”, the generated power 51 is gradually increased and the “W1 data” is gradually increased by repeating the steps SP1 to SP6. Therefore, the “normal increase” indicated by the dotted line in FIGS. 2 and 3 is performed, and the power supply 52A reaches the “predetermined power value Wz”.

◆ステップSP7では、このステップにくるときは、「T1データ」が「異常低温判別温度Ty」以下になっているので、上記の各漸増を中断して「上昇中断状態」にする制御処理、すなわち、図1における「上昇中断制御(先制制御)26」「現状維持制御27」を行って、次のステップSP8に移行する。この処理によって、図2・図3における各漸増が時点m2で「漸増中断状態」になり、時点m2から、時点m3または時点m5に向かうことになる。   ◆ In step SP7, since the “T1 data” is equal to or lower than the “abnormally low temperature determination temperature Ty” when coming to this step, the above-described control process for interrupting each gradual increase to “increase interrupted state”, that is, Then, “rising interruption control (preemptive control) 26” “current state maintenance control 27” in FIG. 1 is performed, and the process proceeds to the next step SP8. By this processing, each gradual increase in FIG. 2 and FIG. 3 enters the “gradual increase interruption state” at the time point m2, and goes from the time point m2 to the time point m3 or the time point m5.

◆ステップSP8では、前回にステップSP7を経由したことがあって、既に、「故障判別時間mb開始」を行って、その計時中であるか否かを判別する。「故障判別時間mb」を計時中であるときは、ステップSP10に移行し、そうでないときは次のステップSP9に移行する。   In step SP8, since the previous step SP7 was passed, “failure determination time mb start” has already been performed to determine whether or not the time is being measured. If the “failure determination time mb” is being measured, the process proceeds to step SP10, and if not, the process proceeds to the next step SP9.

◆ステップSP9では、このステップにくるときは、前回にステップSP7を経由したことかなく、「故障判別時間mb開始」を行っていないので、「故障判別時間mb」の計時を開始させた後に、次のステップSP10に移行する。
なお、「故障判別時間mb」は、例えば、10分程度の時間に設定してある。
◆ In step SP9, when it comes to this step, since it did not go through step SP7 last time and “failure determination time mb start” has not been performed, after “failure determination time mb” is started, The process proceeds to next step SP10.
The “failure determination time mb” is set to a time of about 10 minutes, for example.

◆ステップSP10では、ステップSP4と同様に、「T1データ」を取り込んで、次のステップSP11に移行する。   In step SP10, as in step SP4, “T1 data” is fetched and the process proceeds to the next step SP11.

◆ステップSP11では、「T1データ」が「正常温度Tz」と「異常低温判別温度Ty」との間の温度に設定した「復旧判別温度Tx」以上になっているか否かを判別する。「復旧判別温度Tx」以上になっているときは次のステップSP12に移行し、そうでないときは次のステップSP13に移行する。   In step SP11, it is determined whether or not “T1 data” is equal to or higher than “recovery determination temperature Tx” set to a temperature between “normal temperature Tz” and “abnormal low temperature determination temperature Ty”. When the temperature is equal to or higher than the “recovery determination temperature Tx”, the process proceeds to the next step SP12. Otherwise, the process proceeds to the next step SP13.

◆ステップSP12では、ステップSP9で開始した「故障判別時間mb」の計時を解除した後に、ステップSP1に戻る。
つまり、このステップにくることは、前のステップSP11で「復旧判別温度Tx」以上になっているので、再び、ステップSP1〜ステップSP6を繰り返すことにより、図1の「電力漸増制御25」を行うので、図2における時点m3から時点m4のように、各漸増が行われ、発電電力51が漸増して、電力供給52Aが「所要電力値Wz」に到達することになる。
In step SP12, after canceling the timing of the “failure determination time mb” started in step SP9, the process returns to step SP1.
In other words, since this step is equal to or higher than the “recovery determination temperature Tx” in the previous step SP11, the “power gradually increasing control 25” in FIG. 1 is performed by repeating the steps SP1 to SP6 again. Therefore, as the time point m3 to the time point m4 in FIG. 2 are gradually increased, the generated power 51 is gradually increased and the power supply 52A reaches the “required power value Wz”.

◆ステップSP13では、ステップSP9で計時を開始した「故障判別時間mb」の経過時間が「故障判別時間mb」の設定値を経過しているか否かを判別する。「故障判別時間mb」を経過しているときは次のステップSP14に移行し、そうでないときはステップSP1に戻る。   In step SP13, it is determined whether or not the elapsed time of the “failure determination time mb” that started timing in step SP9 has passed the set value of the “failure determination time mb”. When the “failure determination time mb” has elapsed, the process proceeds to the next step SP14, and otherwise, the process returns to step SP1.

ここで、ステップSP1に戻すのは、ステップSP6で述べた理由と同様に、ステップSP1〜ステップSP13の制御処理を行っている間に、所要電力値Wzの変更入力があった場合に対応させるためであり、変更入力があった場合には、図2・図3の「所要電力値Wz」が変更された状態に制御されることになる。
つまり、図2・図3の動作構成は、こうした変更が無かった場合の制御状態を示すものである。
Here, the reason for returning to step SP1 is to respond to a change input of the required power value Wz during the control processing of step SP1 to step SP13, for the same reason as described in step SP6. When there is a change input, the “required power value Wz” in FIGS. 2 and 3 is controlled to be changed.
That is, the operation configuration of FIG. 2 and FIG. 3 shows the control state when there is no such change.

したがって、上記の変更入力がなく、「復旧判別温度Tx」以上にならない間は、ステップSP1〜ステップSP13を繰り返すことになり、図1の「上昇中段制御(先制制御)26」「現状維持制御27」が継続されるので、図2の時点「m2」から時点「m5」に向かうような制御を行うことになる。   Therefore, as long as the change input is not made and the temperature does not exceed the “recovery determination temperature Tx”, the steps SP1 to SP13 are repeated, and the “ascending middle stage control (preemptive control) 26” “current state maintenance control 27” of FIG. ”Is continued, the control is performed from time“ m2 ”to time“ m5 ”in FIG.

◆ステップSP14では、図1の「運転停止制御2C」を行った後に、次のステップSP15に移行する。
この「運転停止制御2C」は、図6の第1従来技術で述べた「運転停止制御2B」と同様に、黒☆印で示した各部の動作を所定の順序によって停止を行うものである。
In step SP14, after performing the “operation stop control 2C” in FIG. 1, the process proceeds to the next step SP15.
This “operation stop control 2C” is to stop the operation of each part indicated by black asterisks in a predetermined order, similarly to “operation stop control 2B” described in the first prior art of FIG.

つまり、このステップSP14にきたときは、ガス改質部11の温度、すなわち、「T1データ」が、例えば、図3における「温度の変化状態」のように、復旧する見込みがないと判断されるので、故障状態と見做し得るため、装置の運転を停止するわけである。
◆ステップSP15では、ステップSP9で開始した「故障判別時間mb」の計時を解除した後に、メイン処理フローの所定のステップに移行する。
That is, when this step SP14 is reached, it is determined that the temperature of the gas reforming unit 11, that is, the “T1 data” is unlikely to be restored, for example, as “temperature change state” in FIG. Therefore, since it can be regarded as a failure state, the operation of the apparatus is stopped.
In step SP15, after canceling the timing of the “failure determination time mb” started in step SP9, the process proceeds to a predetermined step of the main processing flow.

上記の実施例における構成を要約すると、概括的には、第1には、
燃料電池本体10の発電出力51によって所定の電力供給52Aを行うとともに、上記の燃料電池本体50に改質ガス11Aを与えるためのガス改質部11の温度、例えば、「T1データ」と、上記の電力供給52Aの電力値、例えば、「W1テータ」とにもとづいて上記の発電出力51を制御するようにした燃料電池発電装置100において、
To summarize the configuration in the above embodiment, generally, first,
The predetermined power supply 52A is performed by the power generation output 51 of the fuel cell body 10, and the temperature of the gas reforming unit 11 for supplying the reformed gas 11A to the fuel cell body 50, for example, “T1 data” and the above In the fuel cell power generation apparatus 100 configured to control the power generation output 51 based on the power value of the power supply 52A, for example, “W1 data”,

上記の電力値、例えば、「W1データ」を所要電力値、例えば、「所要電力値Wz」に増加するために、上記の発電出力51を漸増するように制御、例えば、「電力漸増制御25」を行う漸増手段と、   In order to increase the power value, for example, “W1 data” to a required power value, for example, “required power value Wz”, control is performed to gradually increase the power generation output 51, for example, “power gradual increase control 25”. Gradually increasing means for performing

上記の漸増、例えば、「電力漸増制御25」を行っているときに、上記の温度、例えば、「T1データ」が定常の運転時の所定温度値、例えば、「正常温度Tz」よりも低い第1の所定温度値、例えば、「異常低温判別温度Ty」以下になったときは、上記の漸増を停止して、上記の電力値、例えば、「W1データ」を現状維持する制御、例えば、「現状維持制御27」を行う現状電力維持手段と、   When the above-described gradual increase, for example, “power gradual increase control 25” is performed, the above-mentioned temperature, for example, “T1 data” is lower than a predetermined temperature value during normal operation, for example, “normal temperature Tz”. When the temperature falls below a predetermined temperature value of 1, for example, “abnormally low temperature determination temperature Ty”, the above-mentioned increase is stopped and the above power value, for example, “W1 data” is maintained as it is. Current power maintenance means for performing “current maintenance control 27”;

上記の現状維持、例えば、「現状維持制御27」を行っているときに、上記の温度が上記の定常の運転時の所定温度値、例えば、「正常温度Tz」よりも低く上記の第1の所定温度値よりも高い第2の所定温度値、例えば、「復旧判別温度Tx」以上になったときは、例えば、「電力漸増制御25」を復旧させて、上記の漸増を復旧させる漸増復旧手段と
を設け上記の第1の構成を構成していることになるものである。
When performing the current status maintenance, for example, “current status maintenance control 27”, the temperature is lower than a predetermined temperature value during the steady operation, for example, “normal temperature Tz”, and the first When the temperature reaches a second predetermined temperature value higher than the predetermined temperature value, for example, “recovery determination temperature Tx” or higher, for example, the “power gradual increase control 25” is recovered to recover the gradual increase. And the above-described first configuration is configured.

また、第2には、上記の第1の構成における漸増復旧手段に代えて、
上記の現状維持、例えば、「現状維持制御27」を行った後、所定の時間、例えば、「故障判別時間mb」が経過する前に、上記の温度、例えば、「T1データ」が上記の定常の運転時の所定温度値、例えば、「正常温度Tz」よりも低く上記の第1の所定温度値、例えば、「異常低温判別温度Ty」よりも高い第2の所定温度値、例えば、「復旧判別温度Tx」以上になったときは、上記の漸増を復旧させる漸増復旧手段と、
Second, instead of the gradual increase recovery means in the first configuration,
After performing the current status maintenance, for example, “current status maintenance control 27”, before the elapse of a predetermined time, for example, “failure determination time mb”, the temperature, for example, “T1 data” is A second predetermined temperature value lower than a predetermined temperature value at the time of operation, for example, “normal temperature Tz” and higher than the first predetermined temperature value, for example, “abnormal low temperature determination temperature Ty”, for example, “recovery” A gradual increase recovery means for recovering the above gradual increase when the temperature becomes equal to or higher than the determination temperature Tx;

上記の所定の時間、例えば、「故障判別時間mb」が経過したときに、上記の温度、例えば、「T1データ」が上記の第2の所定温度値、例えば、「復旧判別温度Tx」に達しないときは、装置の運転を停止する運転停止手段と
を設けた上記の第2の構成を構成していることになるものである。
When the predetermined time, for example, “failure determination time mb” elapses, the temperature, for example, “T1 data” reaches the second predetermined temperature value, for example, “recovery determination temperature Tx”. If not, the above-described second configuration including the operation stop means for stopping the operation of the apparatus is configured.

さらに、第3には、上記の第1の構成、または、上記の第2の構成に加えて、
上記の燃料電池本体50に与えている酸化用ガス13Aの流入量と上記の改質ガス11Aの流入量とを漸増させる制御を行うとにより上記の発電出力51を漸増させる流入量漸増手段
を設けた上記の第3の構成を構成していることになるものである。
Further, thirdly, in addition to the above first configuration or the above second configuration,
Inflow amount gradually increasing means for gradually increasing the power generation output 51 by performing control to gradually increase the inflow amount of the oxidizing gas 13A given to the fuel cell body 50 and the inflow amount of the reformed gas 11A is provided. This constitutes the third configuration described above.

なお、図1の構成では、動作電源部40の蓄電容量を小さくして装置を小型に構成するために、鎖線で示したように、起動投入部62の起動操作63を操作して外部電源61の電力を動作電源部40の電源種別に対応する電力に変換した電力を動作電源部40に一時的に与えることにより装置の起動を行えるようにした構成を付加してある。   In the configuration of FIG. 1, in order to reduce the storage capacity of the operating power supply unit 40 and to make the apparatus compact, the start operation 63 of the start-up unit 62 is operated to operate the external power supply 61 as shown by the chain line. A configuration is added in which the apparatus can be started by temporarily providing the operating power supply unit 40 with power obtained by converting the above power into power corresponding to the power supply type of the operating power supply unit 40.

そして、外部電源61は、例えば、装置100が固定型の場合には商用電源を用い、自動車用などの移動体に付設する移動型の場合にはその移動体に設けた電源を用いることになる。   As the external power source 61, for example, a commercial power source is used when the apparatus 100 is a fixed type, and a power source provided on the moving body is used when the apparatus 100 is a moving type attached to a moving body such as an automobile. .

また、起動投入部62は、例えば、外部電源61の電力を動作電源部40の電源種別に対応する電力に変換する変換機能、例えば、外部電源61が商用電源の場合には、変圧器と整流器の組合せと、押しボタンスイッチ、トグルスイッチなどで構成し、その操作ツマミを操作して起動操作63を行うように構成する。   In addition, the start-up unit 62 converts, for example, the power of the external power supply 61 into power corresponding to the power supply type of the operation power supply unit 40. For example, when the external power supply 61 is a commercial power supply, a transformer and a rectifier And a push button switch, a toggle switch, and the like, and the operation knob is operated to perform the start operation 63.

〔変形実施〕
この発明は次のように変形して実施することを含むものである。
(1)実施例の構成における第1従来技術の制御構成を行う部分を、他の制御構成に変更して構成する。
(2)実施例の構成を第2従来技術の構成に適用して構成する。
(3)燃料電池本体50に対する改質ガス11Aの流入量の調整を、図1に点線で示したように、改質ガス11Aの流路の途中に流入量調整部11E、例えば、流量調整弁を設けて調整制御するように変更して構成する。
[Modification]
The present invention includes the following modifications.
(1) The part which performs the control configuration of the first prior art in the configuration of the embodiment is configured by changing to another control configuration.
(2) The configuration of the embodiment is applied to the configuration of the second prior art.
(3) Adjustment of the inflow amount of the reformed gas 11A to the fuel cell main body 50 is performed in the middle of the flow path of the reformed gas 11A, for example, a flow rate adjusting valve, as shown by the dotted line in FIG. It is configured to be changed so that adjustment control is provided.

(4)所要電力値Wzを与える構成部分を、制御部30のデータ用メモリ34に予め記憶した所要電力値Wzを読み出して用いるように変更し、または、入力操作部36から入力した所要電力値Wzを用いるように変更して構成する。
さらに、必要に応じて、これらの構成と、電力需要検出部55の検出出力によって所要電力値Wzを与える構成とを併設するように変更して構成する。
(4) The component that gives the required power value Wz is changed to read and use the required power value Wz stored in the data memory 34 of the control unit 30 in advance, or the required power value input from the input operation unit 36 The configuration is changed to use Wz.
Furthermore, if necessary, these configurations and a configuration that provides the required power value Wz by the detection output of the power demand detection unit 55 are modified so as to be provided side by side.

(5)図5の制御処理フローにおいて、ステップSP1で取り込む所要電力値Wzが頻繁に変化せず、故障判別時間mbの時間よりも長い時間に亘り変化しない場合には、ステップSP1に戻している※印のフローをステップSP2に戻すように変更して構成する。   (5) In the control processing flow of FIG. 5, when the required power value Wz captured in step SP1 does not change frequently and does not change for a time longer than the failure determination time mb, the process returns to step SP1. * Change the flow marked with * to return to step SP2.

上記のように、この発明は、燃料電池発電装置における改質部の温度異常にもとづく不都合の解消に寄与し得るという効果があるので、燃料電池発電装置のみならず、燃料電池発電装置を用いた熱電併給装置(コージェネレーション装置)、燃料電池自動車などの燃料電池による発電力を利用する装置全般に適用して構成することにより、同様の効果を発揮し得るものである。   As described above, the present invention has an effect that it can contribute to the elimination of inconvenience due to the temperature abnormality of the reforming section in the fuel cell power generator, so that not only the fuel cell power generator but also the fuel cell power generator is used. A similar effect can be achieved by applying the present invention to all devices that utilize the power generated by a fuel cell such as a cogeneration device (cogeneration device) or a fuel cell vehicle.

図1〜図5は、この発明の実施例を、また、図6は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりである。
実施例の全体ブロック構成図 実施例の要部動作構成図(ガス改質部11の温度低下が回復した場合) 実施例の要部動作構成図(ガス改質部11の温度低下が回復しない場合) 実施例の要部ブロック構成図 実施例の要部制御処理フロー図 第1従来技術の全体ブロック構成図
1 to 5 show an embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a prior art. The contents of each figure are as follows.
Overall block configuration diagram of the embodiment Main part operation | movement block diagram of Example (when the temperature fall of the gas reforming part 11 recovers) Main part operation | movement block diagram of an Example (when the temperature fall of the gas reforming part 11 does not recover) Block diagram of the main part of the embodiment Main part control processing flow diagram of the embodiment Overall block diagram of the first prior art

符号の説明Explanation of symbols

1 原燃料
1A 流量制御弁
2A 定常制御
2B 運転停止制御
2C 運転停止制御
11 ガス改質部
11A 改質ガス
11B 加熱部
11C 排出流体
11D 開閉弁
13 酸化剤供給部
13A 酸化用ガス
13B 流入量調整部
21 定常制御
22 定常制御
23 定常制御
24 低減制御
25 電力漸増制御
26 上昇中断制御
27 現状維持制御
30 制御部
31 入出力ポート
32 処理用メモリ
33 作業用メモリ
34 データ用メモリ
35 時計回路
36 入力操作部分
37 表示部分
40 動作電源部
50 燃料電池本体
51 発電出力
52 電力変換部
52A 電力供給
53A 電池冷却水
53B 循環ポンプ
53C 放熱部
55 電力需要検出部
55A 検出出力
55B 電力需要信号
61 外部電力
62 起動投入部
63 起動操作
100 燃料電池発電装置
C1 電流検出器
CPU/B CPUボード
F1 流量検出器
Gp 改質ガスの漸増量
m1 時点
m2 時点
m3 時点
m4 時点
m5 時点
mb 故障判別時間
Rp 酸化用ガスの漸増量
T1 温度検出器
T2 温度検出器
Ta 第1の温度
Tb 第2の温度
Tx 復旧判別温度
Ty 異常低温判別温度
Tz 正常温度
W1 電力検出器
Wp 電力供給の漸増量
Wz 所要電力値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw fuel 1A Flow control valve 2A Steady control 2B Operation stop control 2C Operation stop control 11 Gas reforming part 11A Reformed gas 11B Heating part 11C Exhaust fluid 11D On-off valve 13 Oxidant supply part 13A Oxidation gas 13B Inflow amount adjustment part DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Steady-state control 22 Steady-state control 23 Steady-state control 24 Reduction control 25 Power gradual increase control 26 Ascending interruption control 27 Current maintenance control 30 Control part 31 Input / output port 32 Processing memory 33 Work memory 34 Data memory 35 Clock circuit 36 Input operation part 37 display part 40 operation power supply part 50 fuel cell main body 51 power generation output 52 power conversion part 52A power supply 53A battery cooling water 53B circulation pump 53C heat radiation part 55 power demand detection part 55A detection output 55B power demand signal 61 external power 62 start-up input part 63 Start-up operation 100 Fuel cell Power generation device C1 Current detector CPU / B CPU board F1 Flow rate detector Gp Gradual increase amount of reformed gas m1 time point m2 time point m3 time point m4 time point m5 time point mb failure determination time Rp gradual increase amount of oxidizing gas T1 temperature detector T2 temperature detection Ta Ta First temperature Tb Second temperature Tx Recovery discrimination temperature Ty Abnormal low temperature discrimination temperature Tz Normal temperature W1 Power detector Wp Increasing amount of power supply Wz Required power value

Claims (3)

燃料電池本体の発電出力を、電力変換部によって、電力供給すべき電力の種別に対応する交流電力または直流電力に変換して、電力負荷である電力需要先へ所定の電力供給を行うとともに、
前記燃料電池本体からの発電出力によって燃料電池発電装置を動作させるための動作電源部に、発電出力の一部を供給し、かつ
前記燃料電池本体に改質ガスを与えるためのガス改質部の温度と、前記電力供給すべき電力需要先への電力値とにもとづいて前記発電出力を制御する
ようにした燃料電池発電装置であって、
前記電力変換部から電力需要先へ向かう電力変換部の直後に電力検出手段を介して設けた電力需要手段と、
前記電力需要先へ電力供給すべき電力値を所要電力値に増加するために、前記発電出力を漸増するように制御を行う漸増手段と、
前記漸増を行っているときに、前記ガス改質部の温度が定常の運転時の所定温度値よりも低い、発電動作を続ければ、燃料電池本体に必要な改質ガスを供給できなくなる、異常低温判別温度である第1の所定温度値以下になったとき前記第1の所定温度値以下になったときから計時してその、前記ガス改質部の温度低下が一時的なものではなく復旧見込みがない装置異常であると判別されるのに要する最少時間である故障判別時間が経過するまでの時間内で先制的に前記発電出力の漸増を中断して前記電力値を現状維持する現状電力維持手段と、
検出中の前記ガス改質部の温度が、前記電力値の現状維持を行ったところから計時してその、前記故障判別時間が経過するまでの時間内で、前記定常の運転時の所定温度値よりも低いが、前記第1の所定温度値よりも高く、かつ、発電動作を続けても、燃料電池発電装置を運転し続けることができる、復旧判別温度である第2の所定温度値以上になったとき、前記発電出力の漸増を復旧させる漸増復旧手段と、
前記故障判別時間が経過したときまでに、前記温度が前記第2の所定温度値に達しないとき装置の運転を停止する運転停止手段と
を具備し、
前記所要電力値は、電力需要先から前記電力需要手段へ送られてくる電力需要信号の電力データと前記電力検出手段の検出電力との差を検出して得るように構成し、
前記所要電力値を増大に伴い、前記発電出力の漸増を行っているときに、ガス改質部の温度が第1の所定温度値以下になると、装置が故障して停止する前でも、先制的に前記発電出力の漸増を中断する先制制御を行い、前記故障判別時間の範囲内で、前記現状電力維持手段を制御して前記発電出力の漸増を停止し現状維持するとともに、
前記故障判別時間の範囲内で、その後に、ガス改質部の温度が定常運転時の温度よりも低いが第1の所定温度値よりも高い第2の所定温度値以上になると、漸増状態に戻るように、前記漸増復旧手段を制御し、かつ、
前記故障判別時間が経過したときまでに、前記温度が前記第2の所定温度値に達しないときは、装置が故障して停止する前でも装置の運転を停止させるように、前記運転停止手段を制御する、
制御部を備えた
ことを特徴とする燃料電池発電装置。
The power generation output of the fuel cell main body is converted into AC power or DC power corresponding to the type of power to be supplied by the power conversion unit, and predetermined power supply is performed to a power demand destination that is a power load .
A part of the power generation output is supplied to the operation power supply unit for operating the fuel cell power generation device by the power generation output from the fuel cell main body, and
Controlling the power generation output based on the temperature of the gas reforming section for supplying the reformed gas to the fuel cell main body and the power value to the power demand destination to which the power is to be supplied ,
A fuel cell power generator configured as described above,
A power demand means provided via a power detection means immediately after the power conversion section from the power conversion section to the power demand destination,
Gradual increase means for performing control to gradually increase the power generation output in order to increase the power value to be supplied to the power demand destination to a required power value;
When performing said increasing the temperature of the gas reforming unit is lower than a predetermined temperature value during operation of the constant, Continuing power generation operation, can not be supplied to the reformed gas required for the fuel cell main body, when it is less than the first predetermined temperature value is abnormal low discrimination temperature, after its been timed from when it becomes less than the first predetermined temperature value, the temperature drop of the gas reforming unit is temporary Within a period of time until the failure determination time, which is the minimum time required to determine that there is a device abnormality that is not expected to be recovered, elapses before the gradual increase of the power generation output is preliminarily interrupted. Current power maintenance means to maintain the current status,
Temperature of the gas reforming unit in the detection, after the then timed from was carried out maintaining the status quo of the power values, within a time until the failure determination time has elapsed, a predetermined temperature during operation of the constant than the value lower Iga, the first rather higher than a predetermined temperature value, and, even continuing the power generation operation can continue to operate the fuel cell power generation system, the second predetermined temperature is a recovery determination temperature when it is above the value, and increasing the recovery means for recovering the gradual increase of the generator output,
By the time the said failure determination time has elapsed, the operation stop means for stopping the operation of the device when the temperature does not reach the second predetermined temperature value,
Equipped with,
The required power value is configured to detect and obtain a difference between power data of a power demand signal sent from a power demand destination to the power demand means and detection power of the power detection means,
When the power generation output is gradually increased as the required power value is increased, if the temperature of the gas reforming unit becomes equal to or lower than the first predetermined temperature value, the preemptive operation is performed even before the apparatus breaks down and stops. And preemptive control to interrupt the gradual increase of the power generation output, within the range of the failure determination time, controlling the current power maintenance means to stop the gradual increase of the power generation output and maintain the current status,
Within the range of the failure determination time, after that, when the temperature of the gas reforming section becomes lower than the temperature during steady operation but becomes higher than the second predetermined temperature value higher than the first predetermined temperature value, the state gradually increases. Control the incremental recovery means to return, and
If the temperature does not reach the second predetermined temperature value by the time when the failure determination time has elapsed, the operation stopping means is arranged to stop the operation of the device even before the device has failed and stopped. Control,
Fuel cell power generation apparatus characterized by comprising a control unit.
前記燃料電池本体に与えている酸化用ガスの流入量と前記改質ガスの流入量とを漸増させる制御を行うことにより前記発電出力を漸増させる流入量漸増手段を具備する、
ことを特徴とする請求項記載の燃料電池発電装置。
Inflow amount gradually increasing means for gradually increasing the power generation output by performing control to gradually increase the inflow amount of the oxidizing gas and the inflow amount of the reformed gas given to the fuel cell main body,
The fuel cell power generator according to claim 1 .
前記燃料電池発電装置は、自動車を含む移動体に具備するとともに、The fuel cell power generator is provided in a moving body including an automobile,
外部電源からの電力を前記動作電源部の電源種別に対応する電力に変換して動作電源部に一時的に付与することで、燃料電池発電装置の起動を行う、起動投入部をさらに備え、It further includes a start-up unit that converts the power from the external power source into power corresponding to the power source type of the operation power supply unit and temporarily applies the operation power supply unit to start the fuel cell power generation device,
動作電源部は、移動体に設けた蓄電池で構成し、The operating power supply consists of a storage battery provided on the moving body,
外部電源は前記移動体に備える電源で構成する、The external power source is configured with a power source provided for the moving body.
ことを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電装置。The fuel cell power generator according to claim 1.
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