JPH0349161A - 燃料電池発電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、燃！Ｆ！ｌ電池と改質装置とを備えて構成さ
れる燃料電池発電システムに係り、特に改質装置燃焼室
に流入する圧縮機吐出空気あるいは酸化剤極から排出さ
れる排空気あるいは燃焼室に流入する総空気の変動に伴
なう改質装置燃焼室での燃焼状態の動揺（燃焼温度の変
動）を速やかに抑制し、プラントの安定した運転状態を
保持し得るようにした燃料電池発電システムに関する。

（従来の技術） 第３図は従来の電池燃料極供給ガス流量制御と、改質装
置燃焼室への燃焼用空気、燃料供給システムの一例を示
す図である。

第３図において１は燃料電池、２は酸化剤極。

３は燃料極、４は燃料改質系である。本構成において、
燃料極供給ガス基準設定流量６は、例えば負荷あるいは
電池電流ａに基づき燃料極供給ガス基準設定流量演算部
５により計算される。ス、例えば負荷あるいは電池電流
ａに基づき改質装置内部設定代表温度演算部６により与
えられる改質装置内部代表温度設定値Ｃと、改質装置内
部代表温度検出値ｄとの温度偏差ｅから調節器７により
燃料極供給ガス流量補正値ｆが与えられ、これと前記燃
料極供給ガス基準設定流量６との和を燃料極供給ガス流
量設定値ｇとしている。燃料極供給ガス流量調節弁１０
への開度指令ｊは、燃料極供給ガス流量設定値ｇと流量
検出器８の検出値である燃料極供給ガス流量検出値りと
の流量偏差ｉから調節器９により与えられる。これによ
り燃料極供給ガス流量制御がなされる。ス、改質装置燃
焼室１１へは、燃料極からの排燃料ｋが燃焼用燃料とし
て、又、圧８機吐出空気ｌと酸化剤極からの排空気ｍの
混合ガスが燃焼用空気として夫々供給される構成を有し
ている。

（発明が解決しようとする課題） 電池燃料極供給ガス流量制御及び改質装置燃焼室への燃
焼用空気、燃料供給システムが第３図の構成を有する従
来装置では、例えば圧縮機吐出空気１あるいは酸化剤極
からの排空気ｍが大幅に減少した場合、改質装置燃焼室
１１での燃焼温度の過度の上昇あるいは不完全燃焼が生
じ、プラントを安定に運転することが困難であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、改質装
置燃焼室へ供給される燃焼用空気流量の変動、特に流量
の大幅な減少に伴なう改質装置燃焼室での不安定な燃焼
状態を速やかに抑制し、安定した運転状態を保持し得る
燃料電池発電システムを提供することを目的としている
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、前記目的を達成するために、改質装置燃焼室
に流入する圧８機吐出空気あるいは酸化剤極からの排空
気の少なくともどちらか一方の流量を検出する手段、あ
るいは改質装置燃焼室に流入する総空気流量を検出する
手段を設け、これら検出値に基づき、燃料極供給ガス流
量を補正することを特徴とする。

（作　用） 上記構成において、例えば改質装置燃焼室に流入する空
気流量（圧ｉｎ吐出空気あるいは酸化剤極からの排空気
あるいは燃焼室に流入する総空気）が大幅に減少した場
合、調節器により燃￥−１極供給ガス流量調節弁を作動
して燃料極へのガスの流量を減少させるよう作用する。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明による燃料電池発電システムの一実施例
の構成図である。

第１図において、改質装置燃焼室への燃焼用空気、燃料
供給システムは、第３図に示す従来システムの一例と同
一である。なお第３図との共通部分については同一の符
号を付してその部分についての説明は省略する。

本実施例では、例えば負荷あるいは電池電流ａから改質
装置燃焼室入口基準空気流量演算部１２により改質装置
燃焼室入口基準空気流量Ｑを算出し、これを流量検出器
１３の検出値である改質装置燃焼室入口空気流量検出値
ｐとの流量偏差９から、改質装置燃焼室入口空気流量に
基づく燃料極供給ガス流量補正値演算部１４により、改
質装置燃焼室入口空気流量に基づく燃料極供給ガス流量
補正値ｒを手える構成である。ここで燃料極供給ガス流
量補正値演算部１４は、改質装置燃焼室入口空気流量検
出値Ｐと改質装置燃焼室入口基準空気流量０との流量偏
差ｑが予め定めた流量偏差制限値を逸脱した時（改質装
置燃焼室入口空気流量検出値ｐく改質装置燃焼室入口基
準空気流量０）、上記流量偏差ｑに基づき燃料極供給ガ
ス流量を減少させる補正値を発生する。

次に本実施例の作用を説明する０本実施例では例えば改
質装置燃焼室入口空気流星検出Ｖｉｐと改質装置燃焼室
入口基準空気流Ｊｔｏとの流星偏差９が、燃料極供給ガ
ス流量補正値演算部１４で設定された流量偏差制限値を
逸脱した場合（改質装置燃焼室入口空気流量検出値ｐく
改質装置燃焼室入口基準空気流量０）、燃料極供給ガス
流量補正値演算部１４により、上記流量偏差ｑに基づき
燃料極供給ガス流量を減少させるように作用する、本実
施例によれば、改質装置燃焼室に流入する燃料極からの
排燃料ｋが減少し、上記改質装置燃焼室入口空気流量の
減少に伴なう改質装置η燃焼室での燃焼温度の過度の上
昇、めるいは不完全燃焼を速やかに抑制することが可能
となる。

第２図は本発明の第２の４１町例を示す構成図であり、
改質装置燃焼室へ（１７′）燃焼用空気、燃料供給シス
テムは第１図及び第３図の構成と同　て゛ちる。

第１図及び第３７　＝：：　”’共通部分につい“（は
同一の符号を付しているため、その部分につい“Ｃの説
明は省略する。

本実施例では、例えば負荷あるいは電池電流ａから改質
装置燃焼室人口空気流量下限値演算部１５により改質装
置燃焼室入口空気流量下限値Ｓを算出し、これと流量検
出器１３の検出値である改質装置燃焼室入口空気流量検
出値ｐとの流１１藩差りを高値リミッタ回路１６に人力
する。そして本高値すミッタ回Ｆ＃１１６の出力である
高値リミγ夕回路後の流量偏差Ｕに基づき、比例要素１
１により、改質装置燃焼室入口空気流量に基づく燃料極
供給ガス流量補正値ｒを与える構成である。

次に本実施例の作用を説明する。本実施例では例えば改
質装置燃焼室入口空気流量検出値Ｐが改質装置燃焼室人
口空気流量下限値Ｓに満たない場合、その流量偏差１」
に基づき燃料極供給ガス流量を減少させるように作用す
る。

本実施例によれば、改質装置燃焼室入口空気流量の減少
に伴なう改質装置燃焼室でのｍ焼温度の過度の上昇、あ
るいは不完全燃焼を速やかに抑制することが可能となる
。

［発明の効果］ 以上説明したごとく、本発明によれば改’ｆｆ装置燃焼
室に流入する圧縮機吐出空気あるいは酸化剤極からの排
空気の少なくともどちらか一方の流量を検出する手段、
あるいは改質装置燃焼室に流入する総空気流量を検出す
る手段を設け、これらの検出値に基づき燃料極供給ガス
流量を補正するよう構成したので、改質装置燃焼室に流
入する空気流量の変動に伴なう改質装置燃焼室での燃焼
温度の過度の上昇、あるいは不完全燃焼を速やかに抑制
でき、よって安定な：ｔプラント転状態を保持す

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料電池発電システムの一実施例
の構成図、第２図は他の実施例の構成図、第３図は従来
装置を説明する図である。 １・・・燃料電池　　　　　　２・・・酸化剤極３・・
・燃料極　　　　　　　４・・・燃料改質系５・・・燃
料極供給ガス基準設定流量演算部６・・・改質装置内部
設定代表温度演算部７．９・・・調節ａ　　　　　　８
，１３・・・流量検出器１０・・・燃料極供給ガス流量
調節弁 １１・・・改質装置燃焼室 １２・・・改質装置燃焼室入口基準空気流量演算部１４
・・・改質装置燃焼室入口空気流量に基づく燃料極供給
ガス流量補正値演算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機からの吐出空気あるいは酸化剤極から排出される
   排空気の少なくともどちらか一方の少なくとも一部を酸
   素源として燃焼させる燃焼室を有し、ここで得られた熱
   エネルギーにより原料ガスを改質して水素リッチな改質
   ガスを生成する改質装置と、この改質装置で得られた改
   質ガスを燃料ガスとして燃料極へ、又、酸化剤ガスを酸
   化剤極に夫々導入し、この時起こる電気化学的反応によ
   り電気エネルギーを発生する燃料電池発電システムにお
   いて、上記燃焼室に流入する圧縮機吐出空気あるいは酸
   化剤極から排出される排空気の少なくともどちらか一方
   の流量を検出する手段あるいは上記燃焼室に流入する総
   空気流量を検出する手段と、これらのいずれかの検出値
   に基づき燃料極へ供給する燃料ガス流量を補正する演算
   手段とを設けたことを特徴とする燃料電池発電システム
   。