JPH07282828A - Fuel cell power generating system - Google Patents

Fuel cell power generating system

Info

Publication number
JPH07282828A
JPH07282828A JP6067506A JP6750694A JPH07282828A JP H07282828 A JPH07282828 A JP H07282828A JP 6067506 A JP6067506 A JP 6067506A JP 6750694 A JP6750694 A JP 6750694A JP H07282828 A JPH07282828 A JP H07282828A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
amount
calculation unit
signal
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6067506A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Sato
嘉一 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP6067506A priority Critical patent/JPH07282828A/en
Publication of JPH07282828A publication Critical patent/JPH07282828A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PURPOSE:To maintain a reforming catalyst part in a fuel gas supply device at a desirable temperature even if load variation occurs. CONSTITUTION:A fuel cell power generating system 1 has an output current collector 31 Hall DCCT in addition to use of a fuel gas supply device 4A and a controller 2 to a traditional fuel cell power generating system. The fuel gas supply device 4A has a fuel reformer 41A having a reforming tube 411 in which a reforming catalyst is accommodated and a heating device 412 for supplying a combustion gas for heating the reforming tube 411 to a desirable temperature. The output current detector 31 is installed in an output current passage 92 and outputs a signal 31a corresponding to an output current 9A value. The controller 2 inputs a signal 62a outputted by a flow meter 62 and a signal 31a and outputs a signal 2a corresponding to required air supply amount supplied by an air supply device 8. The air supply device 8 inputs the signal 2a and supplies combustion air 8a whose amount is determined by the signal 2a to the heating device 412.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、燃料電池発電装置に
係わり、燃料電池の出力電流値が変動したとしても燃料
ガス供給装置を所望の温度条件で安定して運転すること
が可能となるように改良された燃料電池発電装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power generator, and enables a fuel gas supply device to be stably operated under desired temperature conditions even if the output current value of the fuel cell fluctuates. The present invention relates to an improved fuel cell power generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、燃料が持っている化学的エネルギ
ーを直接に電気エネルギーに変換する燃料電池が知られ
るようになり、他のエネルギー機関と比較して、エネル
ギーの回収効率が比較的高く、しかも炭酸ガスや窒素酸
化物等の大気汚染物質の排出量が少ないことから、いわ
ゆるクリーン・エネルギー源として期待されている。こ
の燃料電池としては、これに使用される電解質の種類に
より、固体高分子電解質型,りん酸型,溶融炭酸塩型,
固体酸化物型などの各種の燃料電池が既に知られてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, fuel cells that directly convert the chemical energy of fuel into electric energy have become known, and their energy recovery efficiency is relatively high compared to other energy institutions. Moreover, the emission of carbon dioxide, nitrogen oxides, and other air pollutants is small, so it is expected as a so-called clean energy source. As the fuel cell, depending on the type of electrolyte used, a solid polymer electrolyte type, phosphoric acid type, molten carbonate type,
Various types of fuel cells such as solid oxide type are already known.

【0003】以下に、電解質としてりん酸を用いている
りん酸型燃料電池を主たる対象として、従来例による燃
料電池発電装置について説明する。図9は、従来例の燃
料電池発電装置の要部の構成をその負荷装置と共に示す
ブロック図である。図9において、9は、周知のりん酸
型燃料電池4、燃料ガス供給装置4B、酸化剤ガス供給
装置5、原燃料供給管路6、燃料排ガス供給手段である
ところの燃料排ガス供給管路7、空気供給装置8、制御
装置91を備えた燃料電池発電装置である。燃料ガス供
給装置4Bは、燃料改質器41Bと、必要に応じて設置
されるものであるシフトコンバータ42を備えており、
りん酸型燃料電池(以降、単に燃料電池と略称すること
がある。)4に燃料ガス4aを供給する。
A fuel cell power generator according to a conventional example will be described below mainly for a phosphoric acid fuel cell using phosphoric acid as an electrolyte. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a main part of a conventional fuel cell power generator together with its load device. In FIG. 9, 9 is a known phosphoric acid fuel cell 4, a fuel gas supply device 4B, an oxidant gas supply device 5, a raw fuel supply pipe 6, and a fuel exhaust gas supply pipe 7 which is a fuel exhaust gas supply means. , The air supply device 8, and the control device 91. The fuel gas supply device 4B includes a fuel reformer 41B and a shift converter 42 that is installed as necessary,
A fuel gas 4a is supplied to a phosphoric acid fuel cell (hereinafter sometimes simply referred to as a fuel cell) 4.

【0004】燃料改質器41Bは、原燃料供給管路6か
ら供給された、例えば天然ガス等の原燃料61aを改質
触媒により改質して水素に富む改質ガス41aに改質す
る装置であり、改質触媒が収容されている改質管41
1、改質触媒を所望の温度に加熱するための熱媒を供給
する加熱装置412、改質触媒の温度を検知する熱電対
等の温度検出器413を備えている。燃料改質器41B
は、所望の温度に加熱された改質管411に、原燃料6
1aを通流させて改質触媒によって例えば水蒸気改質を
行い、水素に富む改質ガス41aを得ている。加熱装置
412は、燃料排ガス供給管路7を経て供給される燃料
ガス4aの排ガスである燃料排ガス7aを、空気供給装
置8から供給された燃焼用空気8aによって燃焼させ、
燃焼ガスとしての熱媒を生成して改質管411を加熱す
る。
The fuel reformer 41B is a device for reforming a raw fuel 61a such as natural gas, which is supplied from the raw fuel supply pipe 6, by a reforming catalyst to reform into a hydrogen-rich reformed gas 41a. And the reforming pipe 41 containing the reforming catalyst.
1, a heating device 412 for supplying a heating medium for heating the reforming catalyst to a desired temperature, and a temperature detector 413 such as a thermocouple for detecting the temperature of the reforming catalyst. Fuel reformer 41B
Is fed to the reforming pipe 411 heated to a desired temperature.
1a is passed and steam reforming is performed by the reforming catalyst to obtain hydrogen-rich reformed gas 41a. The heating device 412 burns the fuel exhaust gas 7a, which is the exhaust gas of the fuel gas 4a supplied through the fuel exhaust gas supply pipeline 7, with the combustion air 8a supplied from the air supply device 8,
A heating medium as combustion gas is generated to heat the reforming pipe 411.

【0005】シフトコンバータ42は、改質ガス41a
中に含まれることがある一酸化炭素等の燃料電池4にと
っての有害成分を除去するために,必要に応じて設置さ
れるものであり、シフトコンバータ42によって有害成
分を除去された改質ガス41aは、水素に富む燃料ガス
4aとなって燃料電池4に供給される。また、酸化剤ガ
ス供給装置5は燃料電池4に酸素を多く含む大気等の酸
化剤ガス5aを供給するブロワ等を含む装置である。原
燃料供給管路6には、図示しない原燃料供給源から原燃
料61aの供給を受けると共に、原燃料61aの供給量
を調整するための供給量調整手段としての流量調整弁6
1と、原燃料61aの供給量に対応する信号62aを出
力する原燃料供給量検出装置としての流量計62を備え
ている。
The shift converter 42 includes a reformed gas 41a.
The reformed gas 41a, which is installed as needed to remove harmful components such as carbon monoxide contained in the fuel cell 4 for the fuel cell 4, and has the harmful components removed by the shift converter 42 Is supplied to the fuel cell 4 as a hydrogen-rich fuel gas 4a. The oxidant gas supply device 5 is a device including a blower or the like that supplies the fuel cell 4 with an oxidant gas 5a such as the atmosphere containing a large amount of oxygen. The raw fuel supply pipe 6 receives the raw fuel 61a from a raw fuel supply source (not shown), and the flow rate adjusting valve 6 as a supply amount adjusting means for adjusting the supply amount of the raw fuel 61a.
1 and a flow meter 62 as a raw fuel supply amount detection device that outputs a signal 62a corresponding to the supply amount of the raw fuel 61a.

【0006】りん酸型燃料電池4は、既によく知られて
いるように、電解質であるりん酸を含んだ図示しない多
孔質の電解質層を間に挟んで対峙して配置された,燃料
電極と酸化剤電極とからなる単位燃料電池セルの積層体
を備えている。このように構成された燃料電池4は、燃
料ガス4aを燃料電極に通流させ、また、酸化剤ガス5
aを酸化剤電極に通流させ、電解質層を介して燃料ガス
4a中の水素と、酸化剤ガス5a中の酸素とを電気化学
反応させることにより、燃料電極と酸化剤電極との間に
直流電気を発生させる。なお、燃料電極中を通流して水
素を前記の反応のために消費して,水素濃度が低減した
燃料ガス4aは、燃料排ガス供給管路7を通流されて燃
料排ガス7aとして回収される。また、酸化剤電極中を
通流して酸素を前記の反応のために消費した酸化剤ガス
5aは、排ガス5bとして燃料電池発電装置9の外部に
排出される。さらに、燃料電池4で発電された直流電気
に基づく出力電流9Aは、出力電流路92を経て負荷装
置99に供給される。
As is well known, the phosphoric acid fuel cell 4 has a fuel electrode and a fuel electrode, which are arranged to face each other with a porous electrolyte layer (not shown) containing phosphoric acid as an electrolyte interposed therebetween. A stack of unit fuel cells including an oxidant electrode is provided. The fuel cell 4 configured in this manner allows the fuel gas 4a to flow through the fuel electrode, and the oxidant gas 5
a through an oxidant electrode, and electrochemically reacting hydrogen in the fuel gas 4a with oxygen in the oxidant gas 5a through the electrolyte layer to form a direct current between the fuel electrode and the oxidant electrode. Generate electricity. The fuel gas 4a, which has passed through the fuel electrode and consumes hydrogen for the above reaction, and has a reduced hydrogen concentration, is passed through the fuel exhaust gas supply pipe 7 and recovered as the fuel exhaust gas 7a. In addition, the oxidant gas 5a, which has flowed through the oxidant electrode and consumed oxygen for the above reaction, is discharged to the outside of the fuel cell power generator 9 as the exhaust gas 5b. Further, the output current 9A based on the DC electricity generated by the fuel cell 4 is supplied to the load device 99 via the output current path 92.

【0007】燃料電池4への燃料ガス4aの供給量は、
原燃料61aの供給量が、燃料電池発電装置9に対して
上位に在る図示しない中央制御装置等から発令された制
御信号6Aに従って流量調整弁61の弁開度が調整され
ることによって定められている。また、酸化剤ガス5a
の燃料電池4への供給量は、図示しない前記の中央制御
装置等から発令された制御信号5Aに従って、酸化剤ガ
ス供給装置5による供給量が調整されることによって定
められている。制御装置91は、流量計62から出力さ
れた信号62a、および、温度検出器413から出力さ
れた改質管411の温度,あるいは,改質管411に収
納された改質触媒の温度に対応する信号413aを入力
し、これ等の信号62a,413aから燃焼用空気8a
の所要供給量を演算し、この演算結果に従う制御信号9
1aを空気供給装置8に出力する。
The amount of fuel gas 4a supplied to the fuel cell 4 is
The supply amount of the raw fuel 61a is determined by adjusting the valve opening degree of the flow rate adjusting valve 61 according to a control signal 6A issued from a central control device (not shown) or the like that is higher than the fuel cell power generator 9. ing. Also, the oxidant gas 5a
The amount supplied to the fuel cell 4 is determined by adjusting the amount supplied by the oxidant gas supply device 5 in accordance with a control signal 5A issued from the central control device (not shown). The control device 91 responds to the signal 62a output from the flow meter 62, the temperature of the reforming pipe 411 output from the temperature detector 413, or the temperature of the reforming catalyst housed in the reforming pipe 411. The signal 413a is input, and the combustion air 8a is output from these signals 62a and 413a.
Of the required supply amount of the control signal 9
1a is output to the air supply device 8.

【0008】前述の構成を備えた燃料電池発電装置9に
おいては、上位に在る図示しない中央制御装置等から発
令された制御信号6A,5Aに従った供給量の燃料ガス
4aおよび酸化剤ガス5aが燃料電池4に供給され、こ
れ等の供給量に対応した値の出力電流9Aが、出力電流
路92を経て負荷装置99に供給されることになる。そ
の際に、原燃料61aを所望の温度条件で改質するため
に、改質管411は加熱装置412から供給された,燃
料排ガス7aと燃焼用空気8aとの燃焼ガスである熱媒
によって加熱されている。
In the fuel cell power generator 9 having the above-mentioned structure, the supply amount of the fuel gas 4a and the oxidant gas 5a in accordance with the control signals 6A and 5A issued from the central control unit (not shown) or the like which is in the higher order. Are supplied to the fuel cell 4, and the output current 9A having a value corresponding to these supply amounts is supplied to the load device 99 via the output current path 92. At that time, in order to reform the raw fuel 61a under a desired temperature condition, the reforming pipe 411 is heated by a heat medium which is a combustion gas of the fuel exhaust gas 7a and the combustion air 8a supplied from the heating device 412. Has been done.

【0009】ところで、負荷装置99が要求する電流値
が変化した場合には、制御信号5A,6Aが変更される
ことになる。例えば、制御信号6Aが原燃料61aの供
給量を増加する内容の信号であった場合には、制御信号
6Aを受けて流量調整弁61の弁開度が広くなり、原燃
料61aの供給量は直ちに増量される。しかしながら、
燃料ガス4aの供給量は、燃料ガス供給装置4B内の流
体抵抗,流体通路の容積による遅延時間等が原因となっ
て、直ちに増量されることは無い。従って、制御信号5
A,6Aが増量方向に変更されたとしても、負荷装置9
9に供給する出力電流9Aは直ちに増大されることは無
く、変換装置等の図示しない負荷制御装置によって、あ
る時間の後に増大させるように出力電流値の制御を行う
ことが一般である。
By the way, when the current value required by the load device 99 changes, the control signals 5A and 6A are changed. For example, when the control signal 6A is a signal for increasing the supply amount of the raw fuel 61a, the valve opening degree of the flow rate adjusting valve 61 is widened in response to the control signal 6A, and the supply amount of the raw fuel 61a is increased. The dose will be increased immediately. However,
The supply amount of the fuel gas 4a is not immediately increased due to the fluid resistance in the fuel gas supply device 4B, the delay time due to the volume of the fluid passage, and the like. Therefore, control signal 5
Even if A and 6A are changed in the increasing direction, the load device 9
The output current 9A supplied to 9 is not increased immediately, but the output current value is generally controlled by a load control device (not shown) such as a converter so as to increase after a certain time.

【0010】このような制御を行うことによって、原燃
料61aの増量が行われた直後においては、出力電流9
A値が増大されるまでの間において、燃料排ガス7a中
に含まれる燃料成分の割合である燃料成分量は、徐々に
増大することになる。この増大された燃料成分量に対応
させて、燃料排ガス7a中の燃料成分を完全燃焼させる
ために燃焼用空気8aは増量される必要が有る。またさ
らに、燃料排ガス7aおよび燃焼用空気8aによる加熱
量が増大することにより改質管411が過熱されること
になり得るので、改質管411の温度を所望値に保持す
るためにも燃焼用空気8aを増量して燃焼ガスの温度を
低下させる必要があるのである。この制御を司っている
のが制御装置91である。制御装置91は、信号62a
によって原燃料61aの供給量の変化度を検知すると共
に、信号413aによって改質管411等の温度の実際
値を検知して、これ等に対応して必要となる燃焼用空気
8aの供給量を演算して、この演算結果に従う制御信号
91aを出力するようにしているのである。
By performing such control, the output current 9 is increased immediately after the amount of the raw fuel 61a is increased.
Until the A value is increased, the fuel component amount, which is the ratio of the fuel component contained in the fuel exhaust gas 7a, gradually increases. The combustion air 8a needs to be increased in amount in order to completely burn the fuel component in the fuel exhaust gas 7a in accordance with the increased fuel component amount. Furthermore, since the reforming pipe 411 may be overheated by increasing the amount of heating by the fuel exhaust gas 7a and the combustion air 8a, in order to keep the temperature of the reforming pipe 411 at a desired value, It is necessary to increase the amount of air 8a to lower the temperature of the combustion gas. The control device 91 controls this control. The control device 91 receives the signal 62a.
Detects the degree of change of the supply amount of the raw fuel 61a, detects the actual value of the temperature of the reforming pipe 411 and the like by the signal 413a, and determines the supply amount of the combustion air 8a required corresponding to these. The calculation is performed and the control signal 91a according to the calculation result is output.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る燃料電池発電装置9においては、負荷装置99で消費
される電力値が中央制御装置等からによる運転条件に従
っている場合においては、所定値の出力電流9Aを負荷
装置99に供給すると共に、燃料ガス供給装置4Bの運
転状態も所望の条件で行われることになる。しかしなが
ら、負荷装置99が中央制御装置等からによる運転条件
に従わず、例えば、中央制御装置等からによる燃料電池
発電装置9の運転条件に対応する出力電流9Aよりも少
ない量しか消費しない負荷装置の異常な運転状態が発生
した場合には、次記するような問題が発生する。すなわ
ち、このような場合には、出力電流9Aの値に比例して
消費される燃料ガス4a中の燃料成分量が減少すること
になるので、燃料排ガス7a中の燃料成分量が増大して
しまうことになる。従って、この場合には、制御装置9
1が演算を行っている前提条件が崩れるために、燃料ガ
ス供給装置4Bが備える改質管411の温度,あるい
は,改質管411に収納された改質触媒の温度が、所望
の温度よりも過度に上昇することとなる。
In the fuel cell power generator 9 according to the above-mentioned prior art, when the power value consumed by the load device 99 is in accordance with the operating condition from the central control unit or the like, the output of the predetermined value is output. The current 9A is supplied to the load device 99, and the operation state of the fuel gas supply device 4B is also performed under desired conditions. However, if the load device 99 does not comply with the operating conditions from the central control device or the like, and consumes less than the output current 9A corresponding to the operating conditions of the fuel cell power generator 9 from the central control device or the like, for example, When an abnormal operating state occurs, the following problems occur. That is, in such a case, the amount of fuel component in the fuel gas 4a consumed is reduced in proportion to the value of the output current 9A, so that the amount of fuel component in the fuel exhaust gas 7a increases. It will be. Therefore, in this case, the control device 9
The temperature of the reforming pipe 411 included in the fuel gas supply device 4B or the temperature of the reforming catalyst housed in the reforming pipe 411 is lower than the desired temperature because the precondition for the calculation of 1 is broken. It will rise excessively.

【0012】この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的は、負荷変動が発生し
たとしても、燃料ガス供給装置が備える改質触媒部を所
望の温度に保持することが可能な燃料電池発電装置を提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to keep the reforming catalyst portion provided in the fuel gas supply device at a desired temperature even if a load change occurs. It is to provide a fuel cell power generation device capable of doing the above.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明では前述の目的
は、 1)燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて直流電気を発
生する燃料電池装置と、原燃料を改質触媒によって改質
することで燃料ガスを生成する装置であって,この改質
触媒を加熱する加熱装置を有する燃料ガス供給装置と、
燃料電池装置に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装
置と、燃料電池装置から排出された燃料ガスの排ガスを
前記の加熱装置に供給する燃料排ガス供給手段と、前記
の加熱装置に燃焼用空気を供給する空気供給装置と、燃
料ガス供給装置に供給される原燃料の供給量を検出し,
この原燃料の供給量に対応する信号を出力する原燃料供
給量検出装置とを備えた燃料電池発電装置において、燃
料電池装置が出力する出力電流の値を検出し,この出力
電流値に対応する信号を出力する出力電流検出装置と、
出力電流検出装置が出力した信号および原燃料供給量検
出装置が出力した信号を基にして,加熱装置における空
気の所要量を演算し,この所要空気量に対応する信号を
出力する制御装置とを備え、制御装置が出力した信号に
基づいて空気供給装置が供給する空気量を制御してなる
構成としたこと、または 2)前記1項に記載の手段において、制御装置は、原燃
料供給量検出装置が出力した信号を基に燃料ガス供給装
置で生成される燃料ガス中の燃料成分量を演算し,この
燃料成分生成量に対応する信号を出力する燃料成分生成
量演算部と、出力電流検出装置が出力した信号を基に燃
料電池装置で消費される燃料ガス中の燃料成分量を演算
し,この燃料成分消費量に対応する信号を出力する燃料
成分消費量演算部と、燃料成分生成量演算部が出力した
信号および燃料成分消費量演算部が出力した信号とを基
にして,燃料成分生成量と燃料成分消費量の差を演算
し,この差である燃料排ガス中における燃料成分量に対
応する信号を出力する排ガス中燃料成分量演算部と、排
ガス中燃料成分量演算部が出力した信号を基にして,加
熱装置における燃焼用空気の所要量を演算し,所要の燃
焼用空気量に対応する信号を出力する燃焼用空気量演算
部と、排ガス中燃料成分量演算部が出力した信号および
原燃料供給量検出装置が出力した信号とを基にして,燃
料ガス供給装置が有する改質触媒部を所望の温度に保持
するのに必要となる冷却空気量を演算し,この冷却空気
量に対応する信号を出力する改質触媒部冷却空気量演算
部と、改質触媒部冷却空気量演算部が出力した信号およ
び前記の燃焼用空気量演算部が出力した信号とを基にし
て,所要の改質触媒部冷却空気量と所要の燃焼用空気量
の和を演算し,この和である空気供給装置が供給すべき
所要空気量に対応する信号をこの制御装置の信号として
出力する所要空気量演算部とを備える構成としたこと、
または 3)前記2項に記載の手段において、制御装置が備える
改質触媒部冷却空気量演算部は、排ガス中燃料成分量演
算部が出力した信号を基にして,この燃料排ガス中の燃
料成分量により生成され得る熱量を演算し,この熱量に
対応する信号を出力する燃料排ガス発生熱量演算部と、
少なくとも排ガス中燃料成分量演算部が出力した信号お
よび原燃料供給量検出装置が出力した信号とを基にし
て,燃料ガス供給装置が有する改質触媒部を所望の温度
に保持するのに必要となる加熱量を演算する改質触媒部
加熱量演算部と、燃料排ガス発生熱量演算部が出力した
信号および改質触媒部加熱量演算部が出力した信号とを
基にして,燃料排ガス中の燃料成分量による発生熱量と
改質触媒部を所望温度に保持するための所要加熱量との
差である過剰加熱量を演算し,この過剰加熱量に対応す
る信号を出力する過剰加熱量演算部と、この過剰熱量演
算部が出力した信号を基にして,燃料ガス供給装置を所
望の温度に保持するのに必要となる冷却空気量を演算
し,この冷却空気量に対応する信号を,この改質触媒部
冷却空気量演算部の信号として出力する冷却空気量演算
部とを備える構成としたこと、または 4)燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて直流電気を発
生する燃料電池装置と、原燃料を改質触媒によって改質
することで燃料ガスを生成する装置であって,この改質
触媒を加熱する加熱装置を有する燃料ガス供給装置と、
燃料電池装置に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装
置と、燃料電池装置から排出された燃料ガスの排ガスを
前記の加熱装置に供給する燃料排ガス供給手段と、前記
の加熱装置に燃焼用空気を供給する空気供給装置と、燃
料ガス供給装置に供給される原燃料の供給量を検出し,
この原燃料の供給量に対応する信号を出力する原燃料供
給量検出装置とを備えた燃料電池発電装置において、燃
料電池装置が出力する出力電流の値を検出し,この出力
電流値に対応する信号を出力する出力電流検出装置と、
燃料排ガス供給手段が有する燃料排ガスが通流する流路
に設置され,加熱装置に供給される燃料排ガスの供給量
を調整する流量調整装置と、出力電流検出装置が出力し
た信号および原燃料供給量検出装置が出力した信号を基
にして,加熱装置における燃料排ガスの所要量を演算
し,この所要燃料排ガス量に対応する信号を出力する制
御装置とを備え、制御装置が出力した信号に基づいて流
量調整装置を調整し,加熱装置に供給される燃料排ガス
の供給量を制御してなる構成としたこと、または 5)前記4項に記載の手段において、制御装置は、原燃
料供給量検出装置が出力した信号を基に燃料ガス供給装
置で生成される燃料ガス中の燃料成分量を演算し,この
燃料成分生成量に対応する信号を出力する燃料成分生成
量演算部と、出力電流検出装置が出力した信号を基に燃
料電池装置で消費される燃料ガス中の燃料成分量を演算
し,この燃料成分消費量に対応する信号を出力する燃料
成分消費量演算部と、燃料成分生成量演算部が出力した
信号および燃料成分消費量演算部が出力した信号とを基
にして,燃料成分生成量と燃料成分消費量の差を演算
し,この差である燃料排ガス中における燃料成分量に対
応する信号を出力する排ガス中燃料成分量演算部と、排
ガス中燃料成分量演算部が出力した信号を基にして,こ
の燃料排ガス中の燃料成分量により生成され得る熱量を
演算し,この熱量に対応する信号を出力する燃料排ガス
発生熱量演算部と、排ガス中燃料成分量演算部が出力し
た信号および原燃料供給量検出装置が出力した信号とを
基にして,燃料ガス供給装置が有する改質触媒部を所望
の温度に保持するのに必要となる所要の加熱量を演算
し,この加熱量に対応する信号を出力する改質触媒部加
熱量演算部と、改質触媒部加熱量演算部が出力した信号
および前記の燃料排ガス発生熱量演算部が出力した信号
を基にし,燃料排ガス中の燃料成分量による発生熱量と
改質触媒部の所要加熱量との差である過剰加熱量を演算
し,この過剰加熱量に対応する信号を出力する過剰加熱
量演算部と、および燃料排ガス発生熱量演算部が出力し
た信号とを基にして,過剰加熱量を零とする燃料ガス供
給装置への燃料排ガス供給量に対応する流量調整装置の
調整量を演算し,この所要燃料排ガス供給量に対応する
信号をこの制御装置の信号として出力する所要燃料排ガ
ス供給量演算部とを備える構成としたこと、または 6)燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて直流電気を発
生する燃料電池装置と、原燃料を改質触媒によって改質
することで燃料ガスを生成する装置であって,この改質
触媒を加熱する加熱装置を有する燃料ガス供給装置と、
燃料電池装置に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装
置と、燃料電池装置から排出された燃料ガスの排ガスを
前記の加熱装置に供給する燃料排ガス供給手段と、前記
の加熱装置に燃焼用空気を供給する空気供給装置と、燃
料ガス供給装置に供給される原燃料の供給量を検出し,
この原燃料の供給量に対応する信号を出力する原燃料供
給量検出装置とを備えた燃料電池発電装置において、燃
料電池装置が出力する出力電流の値を検出し,この出力
電流値に対応する信号を出力する出力電流検出装置と、
加熱装置に補助燃料を供給する装置であって,この補助
燃料の供給量を調整する流量調整装置を有する補助燃料
供給手段と、出力電流検出装置が出力した信号および原
燃料供給量検出装置が出力した信号を基にして,加熱装
置における補助燃料の所要量を演算し,この所要補助燃
料供給量に対応する信号を出力する制御装置とを備え、
制御装置が出力した信号に基づいて流量調整装置を調整
し,加熱装置に供給される補助燃料の供給量を制御して
なる構成としたこと、さらにまたは 7)前記6項に記載の手段において、制御装置は、原燃
料供給量検出装置が出力した信号を基に燃料ガス供給装
置で生成される燃料ガス中の燃料成分量を演算し,この
燃料成分生成量に対応する信号を出力する燃料成分生成
量演算部と、出力電流検出装置が出力した信号を基に燃
料電池装置で消費される燃料ガス中の燃料成分量を演算
し,この燃料成分消費量に対応する信号を出力する燃料
成分消費量演算部と、燃料成分生成量演算部が出力した
信号および燃料成分消費量演算部が出力した信号とを基
にして,燃料成分生成量と燃料成分消費量の差を演算
し,この差である燃料排ガス中における燃料成分量に対
応する信号を出力する排ガス中燃料成分量演算部と、排
ガス中燃料成分量演算部が出力した信号を基にして,こ
の燃料排ガス中の燃料成分量により生成され得る熱量を
演算し,この熱量に対応する信号を出力する燃料排ガス
発生熱量演算部と、排ガス中燃料成分量演算部が出力し
た信号および原燃料供給量検出装置が出力した信号とを
基にして燃料ガス供給装置が有する改質触媒部を所望の
温度に保持するのに必要となる所要の加熱量を演算し,
この加熱量に対応する信号を出力する改質触媒部加熱量
演算部と、改質触媒部加熱量演算部が出力した信号およ
び前記の燃料排ガス発生熱量演算部が出力した信号を基
にし,燃料排ガス中の燃料成分量による発生熱量と改質
触媒部の所要加熱量との差である不足加熱量を演算し,
この不足加熱量に対応する信号を出力する不足加熱量演
算部と、この不足熱量演算部が出力した信号を基にし,
不足加熱量を零とする燃料ガス供給装置への補助燃料の
供給量を演算し,この所要補助燃料供給量に対応する信
号を出力する所要補助燃料供給量演算部とを備える構成
としたこと、により達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, the above-mentioned objects are as follows: 1) A fuel cell device for receiving a supply of a fuel gas and an oxidant gas to generate direct current electricity, and reforming a raw fuel with a reforming catalyst. And a fuel gas supply device having a heating device for heating the reforming catalyst,
An oxidant gas supply device that supplies an oxidant gas to the fuel cell device, a fuel exhaust gas supply means that supplies the exhaust gas of the fuel gas discharged from the fuel cell device to the heating device, and a combustion air to the heating device. To detect the amount of raw fuel supplied to the fuel gas supply device and the air supply device that supplies
In a fuel cell power generator equipped with a raw fuel supply amount detection device that outputs a signal corresponding to this raw fuel supply amount, the value of the output current output by the fuel cell device is detected, and the output current value is detected. An output current detection device that outputs a signal,
A controller for calculating the required amount of air in the heating device based on the signal output by the output current detection device and the signal output by the raw fuel supply amount detection device, and outputting a signal corresponding to this required air amount. The air supply device controls the amount of air supplied by the air supply device based on a signal output by the control device, or 2) In the means described in the above item 1, the control device detects the raw fuel supply amount. A fuel component generation amount calculation unit that calculates the fuel component amount in the fuel gas generated by the fuel gas supply device based on the signal output by the device, and outputs a signal corresponding to this fuel component generation amount, and output current detection A fuel component consumption amount calculation unit that calculates the fuel component amount in the fuel gas consumed in the fuel cell device based on the signal output by the device and outputs a signal corresponding to this fuel component consumption amount, and a fuel component generation amount The calculation section is output Based on the applied signal and the signal output by the fuel component consumption amount calculation unit, the difference between the fuel component generation amount and the fuel component consumption amount is calculated, and the signal corresponding to the difference is the fuel component amount in the fuel exhaust gas. Calculating the required amount of combustion air in the heating device based on the signals output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit and the exhaust gas fuel component amount calculation unit, and corresponding to the required combustion air amount A reforming catalyst unit included in a fuel gas supply device based on a combustion air amount calculation unit that outputs a signal, a signal output by an exhaust gas fuel component amount calculation unit, and a signal output by a raw fuel supply amount detection device. And a reforming catalyst section cooling air amount calculating section for calculating a cooling air amount necessary for maintaining the temperature of the catalyst at a desired temperature and outputting a signal corresponding to the cooling air amount. The signal output by and the combustion The sum of the required reforming catalyst cooling air amount and the required combustion air amount is calculated based on the signal output from the air amount calculation unit, and the sum of the sum is the required air amount to be supplied by the air supply device. A configuration including a required air amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the signal as a signal of the control device,
Or 3) in the means described in the above item 2, the reforming catalyst section cooling air amount calculating section provided in the control device is based on a signal output from the exhaust gas fuel component amount calculating section, and the fuel component in the fuel exhaust gas is Calculating a heat quantity that can be generated by the quantity and outputting a signal corresponding to this heat quantity;
Based on at least the signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit and the signal output from the raw fuel supply amount detection device, it is necessary to maintain the reforming catalyst unit of the fuel gas supply device at a desired temperature. Of the fuel in the exhaust gas on the basis of the signal output from the reforming catalyst heating amount calculation unit that calculates the heating amount An excess heating amount calculation unit that calculates an excess heating amount that is the difference between the amount of heat generated by the component amount and the required heating amount for maintaining the reforming catalyst unit at a desired temperature, and outputs a signal corresponding to this excess heating amount. Based on the signal output from the excess heat amount calculation unit, the amount of cooling air required to maintain the fuel gas supply device at a desired temperature is calculated, and the signal corresponding to this cooling air amount is changed to this modified value. Quality of the cooling air amount calculator Or a fuel cell device that generates direct current electricity by receiving supply of fuel gas and oxidant gas, and reforms raw fuel with a reforming catalyst. And a fuel gas supply device having a heating device for heating the reforming catalyst,
An oxidant gas supply device that supplies an oxidant gas to the fuel cell device, a fuel exhaust gas supply means that supplies the exhaust gas of the fuel gas discharged from the fuel cell device to the heating device, and a combustion air to the heating device. To detect the amount of raw fuel supplied to the fuel gas supply device and the air supply device that supplies
In a fuel cell power generator equipped with a raw fuel supply amount detection device that outputs a signal corresponding to this raw fuel supply amount, the value of the output current output by the fuel cell device is detected, and the output current value is detected. An output current detection device that outputs a signal,
A flow rate adjusting device installed in a flow path of the fuel exhaust gas supply means through which the fuel exhaust gas flows, and adjusting the supply amount of the fuel exhaust gas supplied to the heating device, a signal output by the output current detection device, and a raw fuel supply amount And a controller for calculating the required amount of fuel exhaust gas in the heating device based on the signal output by the detection device and outputting a signal corresponding to this required fuel exhaust gas amount, based on the signal output by the controller. The flow rate adjusting device is adjusted to control the supply amount of the fuel exhaust gas supplied to the heating device, or 5) In the means described in the above item 4, the control device is a raw fuel supply amount detecting device. A fuel component generation amount calculation unit that calculates the fuel component amount in the fuel gas generated by the fuel gas supply device based on the signal output by the fuel gas supply device and outputs a signal corresponding to this fuel component generation amount; A fuel component consumption amount calculation unit that calculates the fuel component amount in the fuel gas consumed in the fuel cell device based on the signal output by the device and outputs a signal corresponding to this fuel component consumption amount, and a fuel component generation amount The difference between the fuel component production amount and the fuel component consumption amount is calculated based on the signal output by the calculation unit and the signal output by the fuel component consumption amount, and the difference is calculated as the fuel component amount in the fuel exhaust gas. Based on the signals output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit that outputs the corresponding signal and the exhaust gas fuel component amount calculation unit, the heat amount that can be generated by the fuel component amount in this fuel exhaust gas is calculated, and this heat amount is calculated. Based on the signal output from the fuel exhaust gas heat generation amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the above, the signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit, and the signal output from the raw fuel supply amount detection device. Quality catalyst Is output to the reforming catalyst unit heating amount calculation unit that calculates the required heating amount required to maintain the desired temperature and outputs a signal corresponding to this heating amount. Based on the signal output from the above-mentioned signal and the signal output from the fuel exhaust gas heat generation amount calculation unit, the excess heating amount, which is the difference between the heat generation amount due to the fuel component amount in the fuel exhaust gas and the required heating amount of the reforming catalyst unit, is calculated, Based on the signal output from the excess heating amount calculation unit that outputs a signal corresponding to this excess heating amount, and the signal output from the fuel exhaust gas heat generation amount calculation unit, the fuel exhaust gas to the fuel gas supply device that makes the excess heating amount zero Or a required fuel exhaust gas supply amount calculation unit for calculating an adjustment amount of the flow rate adjusting device corresponding to the supply amount and outputting a signal corresponding to the required fuel exhaust gas supply amount as a signal of the control device, or 6) With fuel gas A fuel cell device that receives a supply of an agent gas to generate direct current electricity and a device that generates a fuel gas by reforming a raw fuel with a reforming catalyst, and a heating device that heats the reforming catalyst. A fuel gas supply device having
An oxidant gas supply device that supplies an oxidant gas to the fuel cell device, a fuel exhaust gas supply means that supplies the exhaust gas of the fuel gas discharged from the fuel cell device to the heating device, and a combustion air to the heating device. To detect the amount of raw fuel supplied to the fuel gas supply device and the air supply device that supplies
In a fuel cell power generator equipped with a raw fuel supply amount detection device that outputs a signal corresponding to this raw fuel supply amount, the value of the output current output by the fuel cell device is detected, and the output current value is detected. An output current detection device that outputs a signal,
A device for supplying auxiliary fuel to a heating device, the auxiliary fuel supply means having a flow rate adjusting device for adjusting the supply amount of the auxiliary fuel, a signal output by the output current detection device and a raw fuel supply amount detection device output A controller for calculating a required amount of auxiliary fuel in the heating device based on the signal, and outputting a signal corresponding to the required auxiliary fuel supply amount,
The flow rate adjusting device is adjusted based on the signal output by the control device to control the supply amount of the auxiliary fuel supplied to the heating device, or 7) in the means described in 6 above, The control device calculates the fuel component amount in the fuel gas generated by the fuel gas supply device based on the signal output by the raw fuel supply amount detection device, and outputs a signal corresponding to this fuel component generation amount. Fuel component consumption that calculates the fuel component amount in the fuel gas consumed in the fuel cell device based on the signal output from the production amount calculation unit and the output current detection device and outputs a signal corresponding to this fuel component consumption amount The difference between the fuel component generation amount and the fuel component consumption amount is calculated based on the amount calculation unit, the signal output by the fuel component generation amount calculation unit, and the signal output by the fuel component consumption amount calculation unit. In a certain fuel exhaust gas The amount of heat that can be generated by the fuel component amount in the fuel exhaust gas is calculated based on the signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the fuel component amount and the exhaust gas fuel component amount calculation unit Then, the fuel gas supply device based on the fuel exhaust gas generation heat amount calculation unit that outputs a signal corresponding to this heat amount, and the signal output by the exhaust gas fuel component amount calculation unit and the signal output by the raw fuel supply amount detection device. Calculates the required amount of heating required to keep the reforming catalyst part of the
Based on the signals output by the reforming catalyst heating amount calculation unit that outputs a signal corresponding to this heating amount, the reforming catalyst heating amount calculation unit, and the signals output by the fuel exhaust gas heat generation amount calculation unit described above, Calculate the underheating amount, which is the difference between the amount of heat generated by the amount of fuel components in the exhaust gas and the required amount of heating for the reforming catalyst,
Based on the insufficient heating amount calculation unit that outputs a signal corresponding to this insufficient heating amount and the signal output by this insufficient heat amount calculation unit,
A required auxiliary fuel supply amount calculation unit that calculates the amount of auxiliary fuel supplied to the fuel gas supply device that makes the underheating amount zero and outputs a signal corresponding to this required auxiliary fuel supply amount. Achieved by

【0014】[0014]

【作用】この発明においては、燃料電池発電装置におい
て、 (1)燃料電池装置が出力する出力電流の値を検出し,
この出力電流値に対応する信号を出力する出力電流検出
装置と、出力電流検出装置が出力した信号および原燃料
供給量検出装置が出力した信号を基にして,加熱装置に
おける空気の所要量を演算し,この所要空気量に対応す
る信号を出力する制御装置とを備え、この制御装置は、
例えば、原燃料供給量検出装置が出力した信号を基に燃
料ガス供給装置で生成される燃料ガス中の燃料成分量を
演算し,この燃料成分生成量に対応する信号を出力する
燃料成分生成量演算部と、出力電流検出装置が出力した
信号を基に燃料電池装置で消費される燃料ガス中の燃料
成分量を演算し,この燃料成分消費量に対応する信号を
出力する燃料成分消費量演算部と、燃料成分生成量演算
部が出力した信号および燃料成分消費量演算部が出力し
た信号とを基にして,燃料成分生成量と燃料成分消費量
の差を演算し,この差である燃料排ガス中における燃料
成分量に対応する信号を出力する排ガス中燃料成分量演
算部と、排ガス中燃料成分量演算部が出力した信号を基
にして,加熱装置における燃焼用空気の所要量を演算
し,所要の燃焼用空気量に対応する信号を出力する燃焼
用空気量演算部と、排ガス中燃料成分量演算部が出力し
た信号および原燃料供給量検出装置が出力した信号を基
にして,燃料ガス供給装置が有する改質触媒部を所望の
温度に保持するのに必要となる冷却空気量を演算し,こ
の冷却空気量に対応する信号を出力する改質触媒部冷却
空気量演算部と、改質触媒部冷却空気量演算部が出力し
た信号および前記の燃焼用空気量演算部が出力した信号
とを基にして,所要の改質触媒部冷却空気量と所要の燃
焼用空気量の和を演算し,この和である空気供給装置が
供給すべき所要空気量に対応する信号をこの制御装置の
信号として出力する所要空気量演算部とを備えるもので
あり、ここで、改質触媒部冷却空気量演算部は、例え
ば、排ガス中燃料成分量演算部が出力した信号を基にし
て,この燃料排ガス中の燃料成分量により生成され得る
熱量を演算し,この熱量に対応する信号を出力する燃料
排ガス発生熱量演算部と、少なくとも排ガス中燃料成分
量演算部が出力した信号および原燃料供給量検出装置が
出力した信号とを基にして,燃料ガス供給装置が有する
改質触媒部を所望の温度に保持するのに必要となる加熱
量を演算する改質触媒部加熱量演算部と、燃料排ガス発
生熱量演算部が出力した信号および改質触媒部加熱量演
算部が出力した信号とを基にして,燃料排ガス中の燃料
成分量による発生熱量と改質触媒部を所望温度に保持す
るための所要加熱量との差である過剰加熱量を演算し,
この過剰加熱量に対応する信号を出力する過剰加熱量演
算部と、この過剰熱量演算部が出力した信号を基にし
て,燃料ガス供給装置を所望の温度に保持するのに必要
となる冷却空気量を演算し,この冷却空気量に対応する
信号を,この改質触媒部冷却空気量演算部の信号として
出力する冷却空気量演算部とを備えるものであり、この
制御装置が出力した信号に基づいて空気供給装置が供給
する空気量を制御してなる構成としたことにより、出力
電流値の変動は出力電流検出装置によって常時検知され
ている。出力電流検出装置によって検知された出力電流
値と、原燃料供給量検出装置が検知した原燃料供給量と
に基づいて、制御装置においては、後者からは、燃料ガ
ス中の燃料成分量が、また、前者からは、良く知られた
ファラデーの法則から,燃料電池装置の燃料電極で消費
される燃料成分量がそれぞれの演算部で演算される。こ
れ等の燃料ガス中の燃料成分量と燃料電極で消費される
燃料成分量の差が、取りも直さず燃料排ガス中の燃料成
分量であり、この燃料成分量を知ると、よく知られてい
る化学反応に関する知見等を基にして、この燃料排ガス
を燃焼するために必要となる所要の燃焼用空気量が該当
する演算部で演算される。
According to the present invention, in the fuel cell power generator, (1) the value of the output current output by the fuel cell device is detected,
Calculate the required amount of air in the heating device based on the output current detection device that outputs a signal corresponding to this output current value, and the signal output by the output current detection device and the signal output by the raw fuel supply amount detection device And a control device that outputs a signal corresponding to the required air amount.
For example, the fuel component generation amount that calculates the fuel component amount in the fuel gas generated by the fuel gas supply device based on the signal output by the raw fuel supply amount detection device and outputs a signal corresponding to this fuel component generation amount. A fuel component consumption amount calculation that calculates the fuel component amount in the fuel gas consumed in the fuel cell device based on the signal output from the calculation unit and the output current detection device and outputs a signal corresponding to this fuel component consumption amount And a signal output by the fuel component generation amount calculation unit and a signal output by the fuel component consumption amount calculation unit, a difference between the fuel component generation amount and the fuel component consumption amount is calculated, and the difference between the fuel component generation amount and the fuel component consumption amount is calculated. The required amount of combustion air in the heating device is calculated based on the signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the fuel component amount in the exhaust gas and the exhaust gas fuel component amount calculation unit. , Required combustion air Based on the signal output from the combustion air amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the amount, the signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit, and the signal output by the raw fuel supply amount detection device. Reforming catalyst part cooling air amount calculating part for calculating the cooling air amount necessary for maintaining the quality catalyst part at a desired temperature and outputting a signal corresponding to this cooling air amount, and the reforming catalyst part cooling air The sum of the required reforming catalyst cooling air amount and the required combustion air amount is calculated based on the signal output by the amount calculation unit and the signal output by the combustion air amount calculation unit, and this sum is calculated. And a required air amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the required air amount to be supplied by the air supply device as a signal of this control device, where the reforming catalyst unit cooling air amount calculation unit is , For example, the output of the fuel component amount calculation unit in the exhaust gas Based on the signal, the amount of heat that can be generated by the amount of fuel component in the fuel exhaust gas is calculated, and the fuel exhaust gas generated heat amount calculation unit that outputs a signal corresponding to this amount of heat and at least the exhaust gas fuel component amount calculation unit outputs Reforming catalyst unit that calculates the amount of heating required to maintain the reforming catalyst unit of the fuel gas supply device at a desired temperature based on the signal output from the raw fuel supply amount detection device and the signal output from the raw fuel supply amount detection device. Based on the heating amount calculation unit, the signal output by the fuel exhaust gas heat generation amount calculation unit, and the signal output by the reforming catalyst unit heating amount calculation unit, the amount of heat generated by the fuel component amount in the fuel exhaust gas and the reforming catalyst unit Calculate the excess heating amount, which is the difference from the required heating amount to maintain the desired temperature
On the basis of the signal output from this excess heat amount calculation unit that outputs a signal corresponding to this excess heat amount, the cooling air required to keep the fuel gas supply device at the desired temperature And a cooling air amount calculation unit for calculating the amount and outputting a signal corresponding to this cooling air amount as a signal of the reforming catalyst unit cooling air amount calculation unit. Since the configuration is such that the amount of air supplied by the air supply device is controlled based on this, the fluctuation in the output current value is always detected by the output current detection device. Based on the output current value detected by the output current detection device and the raw fuel supply amount detected by the raw fuel supply amount detection device, in the control device, the fuel component amount in the fuel gas is From the former, the amount of fuel component consumed in the fuel electrode of the fuel cell device is calculated by each calculation unit according to the well-known Faraday's law. The difference between the fuel component amount in the fuel gas and the fuel component amount consumed in the fuel electrode is the fuel component amount in the fuel exhaust gas without correction, and it is well known if this fuel component amount is known. Based on the knowledge of the existing chemical reaction and the like, the required amount of combustion air required for burning this fuel exhaust gas is calculated by the corresponding calculation unit.

【0015】また、原燃料供給量検出装置が出力した信
号および燃料排ガス中の燃料成分量等に基づいて、制御
装置においては該当する演算部で次の演算が実施され
る。すなわち、前者からは、この原燃料を改質触媒と同
等の温度に加熱するのに要する所要加熱量、および、こ
の原燃料を水蒸気改質する際の吸熱量(改質触媒を用い
て行われる炭化水素系原燃料の水蒸気改質は、よく知ら
れているように、吸熱反応である。)が、原燃料の物性
値等を基にして演算される。後者からは、まず、燃料排
ガスから発生され得る発生熱量が化学反応に関する知見
等を基にして演算される。後者からは、また、燃料排ガ
スを燃焼するために必要となる燃焼用空気と燃料排ガス
とから生成された燃焼ガスによって、燃料ガス供給装置
から奪い去られる熱量が、燃焼ガスの排出温度・物性値
等を基にして演算される。さらに、原燃料供給量検出装
置が出力した信号および燃料排ガス中の燃料成分量とは
独立して、改質触媒を所望の温度に維持するにあたり、
燃料ガス供給装置から大気等へ放散される熱量が、燃料
ガス供給装置の断熱構造等を考慮した放熱係数を基にし
て演算される。
Further, based on the signal output from the raw fuel supply amount detecting device, the amount of fuel component in the fuel exhaust gas, etc., the following arithmetic operation is executed in the corresponding arithmetic unit in the control device. That is, from the former, the required heating amount required to heat this raw fuel to a temperature equivalent to that of the reforming catalyst, and the endothermic amount when steam reforming this raw fuel (using the reforming catalyst) As is well known, steam reforming of a hydrocarbon-based raw fuel is an endothermic reaction.) Is calculated based on the physical properties of the raw fuel and the like. From the latter, first, the amount of heat generated that can be generated from the fuel exhaust gas is calculated based on the knowledge regarding the chemical reaction and the like. From the latter, the amount of heat taken away from the fuel gas supply device by the combustion gas generated from the combustion air and the fuel exhaust gas required for burning the fuel exhaust gas is the exhaust gas temperature / physical property value of the combustion gas. It is calculated based on etc. Furthermore, independently of the signal output from the raw fuel supply amount detection device and the amount of fuel component in the fuel exhaust gas, in maintaining the reforming catalyst at a desired temperature,
The amount of heat radiated from the fuel gas supply device to the atmosphere or the like is calculated based on the heat dissipation coefficient in consideration of the heat insulating structure of the fuel gas supply device.

【0016】さらに、前記した燃料排ガスから発生され
る発生熱量と、原燃料の加熱量・水蒸気改質時の吸熱
量,燃焼ガスによって奪い去られる熱量,燃料ガス供給
装置からの放散熱量等の総和である所要加熱量との差か
ら、過剰となる加熱量が演算される。この過剰となる加
熱量を基にして、燃料ガス供給装置が有する改質触媒部
を所望に温度に保持するために必要となる所要の冷却空
気量が、冷却空気の物性値等を基にして演算されて、所
要冷却空気量が求められる。
Furthermore, the sum of the amount of heat generated from the above-mentioned fuel exhaust gas, the amount of heat of the raw fuel, the amount of heat absorbed during steam reforming, the amount of heat taken away by the combustion gas, the amount of heat dissipated from the fuel gas supply device, etc. The excess heating amount is calculated from the difference from the required heating amount. Based on this excess heating amount, the required amount of cooling air required to keep the reforming catalyst part of the fuel gas supply device at a desired temperature is based on the physical properties of the cooling air, etc. The required amount of cooling air is calculated and calculated.

【0017】この所要冷却空気量と,前記の所要燃焼用
空気量とに基づいて、この総和を該当する演算部で演算
することで、燃料電池発電装置の所要の全空気量を得る
ことができ、この所要全空気量に関する演算結果に対応
する信号が、制御装置から常時出力されることになる。
この発明においては、制御装置が出力したこの信号に基
づいて、空気供給装置から供給される空気量が、この所
要全空気量と合致するように常時制御されることによ
り、中央制御装置等からによる燃料電池発電装置の運転
条件に対応する出力電流と異なる異常な運転状態が負荷
装置に発生した場合であっても、燃料ガス供給装置が有
する改質触媒部の温度を所望の温度に保持することが可
能となるのである。また、 (2)燃料電池装置が出力する出力電流の値を検出し,
この出力電流値に対応する信号を出力する出力電流検出
装置と、燃料排ガス供給手段が有する燃料排ガスが通流
する流路に設置され,加熱装置に供給される燃料排ガス
の供給量を調整する流量調整装置と、出力電流検出装置
が出力した信号および原燃料供給量検出装置が出力した
信号を基にして,加熱装置における燃料排ガスの所要量
を演算し,この所要燃料排ガス量に対応する信号を出力
する制御装置とを備え、この制御装置は、例えば、原燃
料供給量検出装置が出力した信号を基に燃料ガス供給装
置で生成される燃料ガス中の燃料成分量を演算し,この
燃料成分生成量に対応する信号を出力する燃料成分生成
量演算部と、出力電流検出装置が出力した信号を基に燃
料電池装置で消費される燃料ガス中の燃料成分量を演算
し,この燃料成分消費量に対応する信号を出力する燃料
成分消費量演算部と、燃料成分生成量演算部が出力した
信号および燃料成分消費量演算部が出力した信号とを基
にして,燃料成分生成量と燃料成分消費量の差を演算
し,この差である燃料排ガス中における燃料成分量に対
応する信号を出力する排ガス中燃料成分量演算部と、排
ガス中燃料成分量演算部が出力した信号を基にして,こ
の燃料排ガス中の燃料成分量により生成され得る熱量を
演算し,この熱量に対応する信号を出力する燃料排ガス
発生熱量演算部と、排ガス中燃料成分量演算部が出力し
た信号および原燃料供給量検出装置が出力した信号とを
基にして,燃料ガス供給装置が有する改質触媒部を所望
の温度に保持するのに必要となる所要の加熱量を演算
し,この加熱量に対応する信号を出力する改質触媒部加
熱量演算部と、改質触媒部加熱量演算部が出力した信号
および前記の燃料排ガス発生熱量演算部が出力した信号
を基にし,燃料排ガス中の燃料成分量による発生熱量と
改質触媒部の所要加熱量との差である過剰加熱量を演算
し,この過剰加熱量に対応する信号を出力する過剰加熱
量演算部と、過剰加熱量演算部が出力した信号および燃
料排ガス発生熱量演算部が出力した信号とを基にして,
過剰加熱量を零とする燃料ガス供給装置への燃料排ガス
供給量に対応する流量調整装置の調整量を演算し,この
所要燃料排ガス供給量に対応する信号をこの制御装置の
信号として出力する所要燃料排ガス供給量演算部とを備
えるものであり、この制御装置が出力した信号に基づい
て流量調整装置を調整し,加熱装置に供給される燃料排
ガスの供給量を制御してなる構成としたことにより、出
力電流値の変動は出力電流検出装置によって常時検知さ
れていること、出力電流検出装置によって検知された出
力電流値と,原燃料供給量検出装置が検知した原燃料供
給量とに基づいて、燃料排ガス中の燃料成分量が演算さ
れることは、前記の(1)項の場合と全く同様である。
また、燃料排ガス中の燃料成分量と原燃料供給量検出装
置が出力した信号とに基づいて、過剰となる加熱量が演
算されることも、前記の(1)項の場合と全く同様であ
る。この(2)項の場合においては、該当する演算部で
得られた過剰加熱量と、燃料排ガス発生熱量演算部が出
力した信号に基づく燃料排ガス発生熱量(燃料排ガスの
全量によって発生され得る熱量である。)とを基にし
て、燃料排ガスの燃料ガス供給装置へ供給される比率が
まず演算される。この結果を基にして、流量制御装置の
調整特性等を勘案して、流量制御装置の調整量が演算さ
れる。この流量制御装置の調整量であるところの所要燃
料排ガス量に対応する信号が、制御装置から常時出力さ
れることになる。
The required total air amount of the fuel cell power generator can be obtained by calculating the sum in the corresponding calculation unit based on the required cooling air amount and the required combustion air amount. A signal corresponding to the calculation result regarding the required total air amount is always output from the control device.
In the present invention, based on this signal output from the control device, the air amount supplied from the air supply device is constantly controlled so as to match the required total air amount, so that the central control device, etc. To maintain the temperature of the reforming catalyst part of the fuel gas supply device at a desired temperature even when an abnormal operating state different from the output current corresponding to the operating condition of the fuel cell power generator occurs in the load device. Is possible. Also, (2) detecting the value of the output current output by the fuel cell device,
An output current detection device that outputs a signal corresponding to this output current value, and a flow rate that is installed in the flow path of the fuel exhaust gas supply means through which the fuel exhaust gas flows and that adjusts the supply amount of the fuel exhaust gas supplied to the heating device. The required amount of fuel exhaust gas in the heating device is calculated based on the signal output from the adjustment device, the output current detection device, and the signal output from the raw fuel supply amount detection device, and a signal corresponding to this required fuel exhaust gas amount is calculated. And a control device that outputs the fuel component. The control device, for example, calculates the fuel component amount in the fuel gas generated by the fuel gas supply device based on the signal output by the raw fuel supply amount detection device. The fuel component generation amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the generation amount, and the fuel component amount in the fuel gas consumed in the fuel cell device is calculated based on the signal output by the output current detection device. Based on the fuel component consumption calculation unit that outputs a signal corresponding to the cost amount, the signal output by the fuel component generation amount calculation unit, and the signal output by the fuel component consumption amount calculation unit, the fuel component generation amount and the fuel Based on the signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit that calculates the difference in component consumption amount and outputs a signal corresponding to the fuel component amount in the fuel exhaust gas, which is the difference, and the signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit. Then, the calorific value that can be generated by the fuel component amount in the fuel exhaust gas is calculated and a signal corresponding to this calorific value is output, and the signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation part and the raw fuel are output. Based on the signal output from the supply amount detection device, the required heating amount required to maintain the reforming catalyst portion of the fuel gas supply device at a desired temperature is calculated, and this heating amount is handled. Output signal Based on the signal output by the reforming catalyst heating amount calculation unit, the signal output by the reforming catalyst heating amount calculation unit and the signal output by the fuel exhaust gas heat generation amount calculation unit, the heat generation amount by the fuel component amount in the fuel exhaust gas An excess heating amount calculation unit that calculates an excess heating amount that is a difference from the required heating amount of the reforming catalyst unit and outputs a signal corresponding to this excess heating amount, and a signal output by the excess heating amount calculation unit and the fuel exhaust gas. Based on the signal output from the calorific value calculator,
It is necessary to calculate the adjustment amount of the flow rate adjustment device that corresponds to the fuel exhaust gas supply amount to the fuel gas supply device that makes the excess heating amount zero, and to output the signal corresponding to this required fuel exhaust gas supply amount as the signal of this control device. A fuel exhaust gas supply amount calculation unit is provided, and the flow control device is adjusted based on the signal output from this control device to control the supply amount of the fuel exhaust gas supplied to the heating device. Therefore, the fluctuation of the output current value is always detected by the output current detection device, and based on the output current value detected by the output current detection device and the raw fuel supply amount detected by the raw fuel supply amount detection device. The calculation of the fuel component amount in the fuel exhaust gas is exactly the same as in the case of the above item (1).
Further, the excessive heating amount is calculated based on the amount of the fuel component in the fuel exhaust gas and the signal output from the raw fuel supply amount detecting device, which is exactly the same as the case of the above item (1). . In the case of the item (2), the excessive heating amount obtained by the corresponding calculation unit and the fuel exhaust gas generation heat amount based on the signal output from the fuel exhaust gas generation heat amount calculation unit (the heat amount that can be generated by the total amount of the fuel exhaust gas The ratio of the fuel exhaust gas supplied to the fuel gas supply device is calculated first. Based on this result, the adjustment amount of the flow rate control device is calculated in consideration of the adjustment characteristics and the like of the flow rate control device. A signal corresponding to the required fuel exhaust gas amount, which is the adjustment amount of the flow rate control device, is always output from the control device.

【0018】この発明においては、制御装置が出力した
この信号に基づいて、流量調整装置が調整され、加熱装
置に供給される燃料排ガスの供給量が,燃料ガス供給装
置の有する改質触媒部を所望の温度に保持するのに適正
な量となるように常時制御されることにより、中央制御
装置等からによる燃料電池発電装置の運転条件に対応す
る出力電流と異なる異常な運転状態が負荷装置に発生し
た場合であっても、燃料ガス供給装置が有する改質触媒
部の温度を所望の温度に保持することが可能となるので
ある。さらにまた、 (3)燃料電池装置が出力する出力電流の値を検出し,
この出力電流値に対応する信号を出力する出力電流検出
装置と、加熱装置に補助燃料を供給する装置であって,
この補助燃料の供給量を調整する流量調整装置を有する
補助燃料供給手段と、出力電流検出装置が出力した信号
および原燃料供給量検出装置が出力した信号を基にし
て,加熱装置における補助燃料の所要量を演算し,この
所要補助燃料供給量に対応する信号を出力する制御装置
とを備え、この制御装置は、例えば、原燃料供給量検出
装置が出力した信号を基に燃料ガス供給装置で生成され
る燃料ガス中の燃料成分量を演算し,この燃料成分生成
量に対応する信号を出力する燃料成分生成量演算部と、
出力電流検出装置が出力した信号を基に燃料電池装置で
消費される燃料ガス中の燃料成分量を演算し,この燃料
成分消費量に対応する信号を出力する燃料成分消費量演
算部と、燃料成分生成量演算部が出力した信号および燃
料成分消費量演算部が出力した信号とを基にして,燃料
成分生成量と燃料成分消費量の差を演算し,この差であ
る燃料排ガス中における燃料成分量に対応する信号を出
力する排ガス中燃料成分量演算部と、排ガス中燃料成分
量演算部が出力した信号を基にして,この燃料排ガス中
の燃料成分量により生成され得る熱量を演算し,この熱
量に対応する信号を出力する燃料排ガス発生熱量演算部
と、排ガス中燃料成分量演算部が出力した信号および原
燃料供給量検出装置が出力した信号とを基にして燃料ガ
ス供給装置が有する改質触媒部を所望の温度に保持する
のに必要となる所要の加熱量を演算し,この加熱量に対
応する信号を出力する改質触媒部加熱量演算部と、改質
触媒部加熱量演算部が出力した信号および前記の燃料排
ガス発生熱量演算部が出力した信号を基にし,燃料排ガ
ス中の燃料成分量による発生熱量と改質触媒部の所要加
熱量との差である不足加熱量を演算し,この不足加熱量
に対応する信号を出力する不足加熱量演算部と、この不
足熱量演算部が出力した信号を基にし,不足加熱量を零
とする燃料ガス供給装置への補助燃料の供給量を演算
し,この所要補助燃料供給量に対応する信号を出力する
所要補助燃料供給量演算部とを備えるものであり、この
制御装置が出力した信号に基づいて流量調整装置を調整
し,加熱装置に供給される補助燃料の供給量を制御して
なる構成としたことにより、出力電流値の変動は出力電
流検出装置によって常時検知されていること、出力電流
検出装置によって検知された出力電流値と,原燃料供給
量検出装置が検知した原燃料供給量とに基づいて、燃料
排ガス中の燃料成分量が演算されることは、前記の
(1)項の場合と全く同様である。また、該当する演算
部において、燃料排ガス中の燃料成分量に基づいて、燃
料排ガスから発生され得る発生熱量が演算されること、
および、燃料排ガス中の燃料成分量と原燃料供給量検出
装置が出力した信号とに基づいて、原燃料の加熱量・水
蒸気改質時の吸熱量,燃焼ガスによって奪い去られる熱
量,燃料ガス供給装置からの放散熱量等の総和である所
要加熱量が演算されることも、前記の(1)項の場合と
全く同様である。
In the present invention, the flow rate adjusting device is adjusted based on this signal output from the control device, and the supply amount of the fuel exhaust gas supplied to the heating device is controlled by the reforming catalyst section of the fuel gas supply device. By constantly controlling so that the amount is appropriate to maintain the desired temperature, an abnormal operating state different from the output current corresponding to the operating condition of the fuel cell power generator from the central control unit, etc. Even if it occurs, it is possible to maintain the temperature of the reforming catalyst part of the fuel gas supply device at a desired temperature. Furthermore, (3) detecting the value of the output current output by the fuel cell device,
An output current detection device that outputs a signal corresponding to this output current value, and a device that supplies auxiliary fuel to the heating device,
Based on the signal output from the output current detecting device and the signal output from the raw fuel supply amount detecting device, the auxiliary fuel supplying means having a flow rate adjusting device for adjusting the supply amount of the auxiliary fuel, And a control device for calculating a required amount and outputting a signal corresponding to the required auxiliary fuel supply amount. This control device is, for example, a fuel gas supply device based on a signal output by the raw fuel supply amount detection device. A fuel component generation amount calculation unit that calculates a fuel component amount in the generated fuel gas and outputs a signal corresponding to the fuel component generation amount;
A fuel component consumption amount calculation unit that calculates the fuel component amount in the fuel gas consumed in the fuel cell device based on the signal output by the output current detection device and outputs a signal corresponding to this fuel component consumption amount; The difference between the fuel component generation amount and the fuel component consumption amount is calculated based on the signal output by the component generation amount calculation unit and the signal output by the fuel component consumption amount calculation unit. The amount of heat that can be generated by the fuel component amount in the fuel exhaust gas is calculated based on the signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the component amount and the exhaust gas fuel component amount calculation unit. A fuel gas supply device based on a signal output from the fuel exhaust gas generation heat amount calculation unit that outputs a signal corresponding to this heat amount, a signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit, and a signal output from the raw fuel supply amount detection device. Have A heating amount calculation unit for the reforming catalyst unit that calculates the required heating amount required to maintain the reforming catalyst unit at a desired temperature and outputs a signal corresponding to this heating amount. Based on the signal output by the calculation unit and the signal output by the fuel exhaust gas generated heat amount calculation unit, the insufficient heating amount that is the difference between the generated heat amount due to the fuel component amount in the fuel exhaust gas and the required heating amount of the reforming catalyst unit. Is calculated and outputs a signal corresponding to the insufficient heating amount, and an auxiliary fuel to the fuel gas supply device that makes the insufficient heating amount zero based on the signal output by the insufficient heating amount calculation unit. And a required auxiliary fuel supply amount calculation unit that outputs a signal corresponding to this required auxiliary fuel supply amount, and adjusts the flow rate adjusting device based on the signal output by this control device. , Of the auxiliary fuel supplied to the heating device Due to the configuration in which the supply amount is controlled, the fluctuation of the output current value is always detected by the output current detection device, the output current value detected by the output current detection device, and the raw fuel supply amount detection device. The fuel component amount in the fuel exhaust gas is calculated based on the raw fuel supply amount detected by the same as in the case of the above item (1). Further, in the corresponding calculation unit, the amount of heat generated that can be generated from the fuel exhaust gas is calculated based on the amount of the fuel component in the fuel exhaust gas,
Also, based on the amount of the fuel component in the fuel exhaust gas and the signal output from the raw fuel supply amount detection device, the amount of heating of the raw fuel, the amount of heat absorbed during steam reforming, the amount of heat taken away by the combustion gas, the fuel gas supply The calculation of the required amount of heat, which is the sum of the amount of heat dissipated from the device, is exactly the same as in the case of the above item (1).

【0019】この(3)項の場合においては、該当する
演算部で得られた不足加熱量の、燃料排ガス発生熱量演
算部が出力した信号に基づく燃料排ガス発生熱量に対す
る比率が該当する演算部でまず演算され、これから、不
足加熱量を零とすべき、所要補助燃料供給量が演算され
る。この結果を基にして、流量制御装置の調整特性等を
勘案して、流量制御装置の調整量が演算される。この流
量制御装置の調整量であるところの所要補助燃料供給量
に対応する信号が、制御装置から常時出力されることに
なる。
In the case of the item (3), the ratio of the insufficient heating amount obtained by the corresponding calculation unit to the fuel exhaust gas generation heat amount based on the signal output from the fuel exhaust gas generation heat amount calculation unit is calculated by the corresponding calculation unit. First, it is calculated, and from this, the required auxiliary fuel supply amount for which the underheating amount should be zero is calculated. Based on this result, the adjustment amount of the flow rate control device is calculated in consideration of the adjustment characteristics and the like of the flow rate control device. A signal corresponding to the required auxiliary fuel supply amount, which is the adjustment amount of the flow rate control device, is always output from the control device.

【0020】この発明においては、制御装置が出力した
この信号に基づいて、流量調整装置が調整され、加熱装
置に供給される補助燃料の供給量が,燃料ガス供給装置
の有する改質触媒部を所望の温度に保持するのに適正な
量となるように常時制御されることにより、中央制御装
置等からによる燃料電池発電装置の運転条件に対応する
出力電流と異なる異常な運転状態が負荷装置に発生した
場合であっても、燃料ガス供給装置が有する改質触媒部
の温度を所望の温度に保持することが可能となるのであ
る。
In the present invention, the flow rate adjusting device is adjusted based on this signal output from the control device, and the amount of auxiliary fuel supplied to the heating device is adjusted by the reforming catalyst portion of the fuel gas supply device. By constantly controlling so that the amount is appropriate to maintain the desired temperature, an abnormal operating state different from the output current corresponding to the operating condition of the fuel cell power generator from the central control unit, etc. Even if it occurs, it is possible to maintain the temperature of the reforming catalyst part of the fuel gas supply device at a desired temperature.

【0021】[0021]

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。実施例1;図1は、請求項1〜3に対応す
るこの発明の一実施例による燃料電池発電装置の要部の
構成をその負荷装置と共に示すブロック図であり、図2
は、図1中に示した制御装置のブロック回路図である。
図1において、図9に示した従来例による燃料電池発電
装置等と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略
する。なお、図1中には、図9で付した符号について
は、代表的な符号のみを記した。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Embodiment 1; FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 3 together with its load device.
FIG. 2 is a block circuit diagram of the control device shown in FIG. 1.
In FIG. 1, the same parts as those of the conventional fuel cell power generator shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In addition, in FIG. 1, only the representative reference numerals are shown for the reference numerals given in FIG. 9.

【0022】図1において、1は、図9に示した従来例
による燃料電池発電装置9に対して、燃料ガス供給装置
4B,制御装置91に替えて、燃料ガス供給装置4A,
制御装置2を用いると共に、出力電流検出装置31を備
えるようにした燃料電池発電装置である。燃料ガス供給
装置4Aは、従来例による燃料ガス供給装置4Bに対し
て、燃料改質器41Bに替えて、燃料改質器41Aを備
えている。燃料改質器41Aは、従来例による燃料改質
器41Bに対して、燃焼用空気8aの所要供給量の演算
に使用される,改質管411等の温度を検出するための
温度検出器を、設置していないことのみが異なってい
る。出力電流検出装置31は、例えば、ホールDCC
T,分流器等であって、出力電流路92に設置されて,
出力電流9Aの値に対応した信号31aを出力する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel gas generator 4A, a fuel gas generator 4A, a control unit 91 in place of the fuel cell power generator 9 according to the conventional example shown in FIG.
This is a fuel cell power generation device that uses the control device 2 and includes an output current detection device 31. The fuel gas supply device 4A is provided with a fuel reformer 41A instead of the fuel reformer 41B as compared with the conventional fuel gas supply device 4B. The fuel reformer 41A is different from the conventional fuel reformer 41B in that it has a temperature detector for detecting the temperature of the reforming pipe 411 and the like used for calculating the required supply amount of the combustion air 8a. , The only difference is that it is not installed. The output current detection device 31 is, for example, a hall DCC.
T, a shunt, etc., installed in the output current path 92,
The signal 31a corresponding to the value of the output current 9A is output.

【0023】制御装置2は、図2中に示したごとく、燃
料成分生成量演算部21と、燃料成分消費量演算部22
と、排ガス中燃料成分量演算部23と、燃焼用空気量演
算部24と、改質触媒部冷却空気量演算部25と、所要
空気量演算部26を備えている。さらに、改質触媒部冷
却空気量演算部25は、燃料排ガス発生熱量演算部25
1と、改質触媒部加熱量演算部252と、過剰加熱量演
算部253と、冷却空気量演算部254を備えている。
As shown in FIG. 2, the control device 2 includes a fuel component production amount calculation unit 21 and a fuel component consumption amount calculation unit 22.
An exhaust gas fuel component amount calculation unit 23, a combustion air amount calculation unit 24, a reforming catalyst unit cooling air amount calculation unit 25, and a required air amount calculation unit 26. Further, the reforming catalyst part cooling air amount calculation part 25 includes a fuel exhaust gas generation heat amount calculation part 25.
1, a reforming catalyst unit heating amount calculation unit 252, an excessive heating amount calculation unit 253, and a cooling air amount calculation unit 254.

【0024】燃料成分生成量演算部21は、流量計62
が出力した信号62aを入力し、信号62aを基にし
て,燃料ガス供給装置2で生成される燃料ガス4a中の
燃料成分量を演算して、この燃料成分生成量に対応する
信号21aを出力する。燃料成分消費量演算部22にお
いては、出力電流検出装置31が出力した信号31aを
入力し、燃料電池装置4で消費される燃料ガス4a中の
燃料成分量が演算される。ファラデーの法則から,出力
電流9Aの値と燃料電池装置の燃料電極で消費される燃
料成分量とは、互いに比例する関係に在ることを用い
て、燃料電池装置4で消費される燃料ガス4a中の燃料
成分量を演算することが可能であるのである。この燃料
成分消費量に対応する信号が信号22aとして燃料成分
消費量演算部22から出力される。排ガス中燃料成分量
演算部23は、信号21aと信号22aとを入力して、
これ等の信号を基にして燃料成分生成量と燃料成分消費
量の差を演算する。この差である燃料成分が燃料排ガス
7a中に含まれるべき燃料成分である。この燃料排ガス
7aの燃料成分量に対応する信号が信号23aとして排
ガス中燃料成分量演算部23から出力される。燃焼用空
気量演算部24は、信号23aを入力し、信号23aに
従う燃料排ガス7a中の燃料成分を燃焼するために必要
となる所要の燃焼用空気量が演算される。この演算は、
燃料排ガス7aの燃料成分量に対応する理論空気量に加
えて、必要に応じて加熱装置412の構造等によって定
まる燃料排ガス7aを完全燃焼させるのに必要な過剰空
気量を含めて演算される。この所要燃焼用空気量に対応
する信号が信号24aとして燃焼用空気量演算部24か
ら出力される。
The fuel component production amount calculation unit 21 includes a flow meter 62.
The signal 62a output by the above is input, the fuel component amount in the fuel gas 4a generated in the fuel gas supply device 2 is calculated based on the signal 62a, and the signal 21a corresponding to this fuel component generation amount is output. To do. In the fuel component consumption amount calculation unit 22, the signal 31a output from the output current detection device 31 is input and the fuel component amount in the fuel gas 4a consumed by the fuel cell device 4 is calculated. According to Faraday's law, the value of the output current 9A and the amount of fuel component consumed in the fuel electrode of the fuel cell device are in proportion to each other. It is possible to calculate the amount of the fuel component inside. A signal corresponding to the fuel component consumption amount is output from the fuel component consumption amount calculation unit 22 as a signal 22a. The exhaust gas fuel component amount calculation unit 23 inputs the signal 21a and the signal 22a,
Based on these signals, the difference between the fuel component production amount and the fuel component consumption amount is calculated. The fuel component that is this difference is the fuel component that should be contained in the fuel exhaust gas 7a. A signal corresponding to the fuel component amount of the fuel exhaust gas 7a is output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit 23 as a signal 23a. The signal 23a is input to the combustion air amount calculation unit 24, and a required combustion air amount required to burn the fuel component in the fuel exhaust gas 7a according to the signal 23a is calculated. This operation is
In addition to the theoretical air amount corresponding to the fuel component amount of the fuel exhaust gas 7a, the excess air amount necessary for completely burning the fuel exhaust gas 7a determined by the structure of the heating device 412 and the like is included in the calculation. A signal corresponding to this required combustion air amount is output from the combustion air amount calculation unit 24 as a signal 24a.

【0025】改質触媒部冷却空気量演算部25において
は、まず、燃料排ガス発生熱量演算部251は、信号2
3aを入力し、信号23aに従う燃料排ガス7aを燃焼
することによって燃料排ガス7aから発生され得る発生
熱量が、よく知られた化学反応に関する知見等を基にし
て演算される。この発生熱量に対応する信号が信号25
1aとして燃料排ガス発生熱量演算部251から出力さ
れる。また、改質触媒部加熱量演算部252は、信号6
2a,信号23aおよび後記する冷却空気量演算部25
4が出力する信号254aを入力し、これ等の信号に従
うところの、改質管411あるいは改質管411に収容
されている改質触媒を,所望の温度に保持するのに必要
となる所要の加熱量を演算する。この演算内容は、信号
62aに関しては、原燃料61aを改質管411中の改
質触媒と同等の温度に加熱するのに要する所要加熱量、
および、この原燃料61aを前記改質触媒によって水蒸
気改質が行なわれる際に発生する,よく知られた吸熱量
とが、原燃料の物性値等を基にして演算される。
In the reforming catalyst section cooling air amount calculation unit 25, first, the fuel exhaust gas generation heat amount calculation unit 251 outputs the signal 2
3a is input and the amount of heat that can be generated from the fuel exhaust gas 7a by burning the fuel exhaust gas 7a according to the signal 23a is calculated based on the well-known knowledge about chemical reactions and the like. The signal corresponding to this amount of heat generated is signal 25.
It is output from the fuel exhaust gas heat generation amount calculation unit 251 as 1a. Further, the reforming catalyst unit heating amount calculation unit 252 outputs the signal 6
2a, signal 23a, and cooling air amount calculation unit 25 described later.
4 receives the signals 254a output from the No. 4 and follows the signals 254a required to keep the reforming pipe 411 or the reforming catalyst housed in the reforming pipe 411 at a desired temperature. Calculate the heating amount. Regarding the signal 62a, this calculation content is the required heating amount required to heat the raw fuel 61a to a temperature equivalent to that of the reforming catalyst in the reforming pipe 411,
A well-known heat absorption amount generated when the raw fuel 61a is steam-reformed by the reforming catalyst is calculated based on the physical property value of the raw fuel and the like.

【0026】燃料排ガス7aを燃焼するために必要とな
る燃焼用空気8aと、燃料排ガス7aとから生成された
燃焼ガスは、かなり高温のままで燃料ガス供給装置4A
から排出されるものである。この高温の燃焼ガスがその
排出時にまだ保持している熱量は、燃料ガス供給装置4
Aから奪い去られる熱量の一つである。この燃焼ガスが
奪い去る熱量が、信号23aを基にして、改質触媒部加
熱量演算部252において、燃焼ガスの排出温度・物性
値等を基にして演算される。また、冷却空気量演算部2
54でその供給量が演算される冷却空気は、後記するよ
うに、空気供給装置8から供給された燃焼用空気8aに
含まれて供給されるので、前記燃焼ガスと同一の高温で
燃料ガス供給装置4Aから排出されるものである。従っ
て、この冷却空気が奪い去る熱量も、燃料ガス供給装置
4Aから奪い去られる熱量の一つとして演算される必要
がある。この冷却空気が奪い去る熱量は、信号254a
を基にして、改質触媒部加熱量演算部252において、
冷却空気の排出温度・物性値等を基にして演算される。
The combustion air 8a required for burning the fuel exhaust gas 7a and the combustion gas generated from the fuel exhaust gas 7a remain at a considerably high temperature and the fuel gas supply device 4A
Is emitted from. The amount of heat that this high-temperature combustion gas still retains at the time of discharge is the fuel gas supply device 4
This is one of the amounts of heat taken away from A. The amount of heat taken away by the combustion gas is calculated based on the signal 23a in the reforming catalyst heating amount calculation unit 252 based on the exhaust gas temperature and the physical property value of the combustion gas. In addition, the cooling air amount calculation unit 2
Since the cooling air whose supply amount is calculated in 54 is included in the combustion air 8a supplied from the air supply device 8 and supplied, the fuel gas is supplied at the same high temperature as the combustion gas. It is discharged from the device 4A. Therefore, the amount of heat taken away by the cooling air also needs to be calculated as one of the amounts of heat taken away from the fuel gas supply device 4A. The amount of heat taken away by this cooling air is the signal 254a.
Based on the above, in the reforming catalyst unit heating amount calculation unit 252,
It is calculated based on the exhaust temperature of the cooling air and the physical property values.

【0027】さらに、信号62a,信号23a等の値と
は独立して、前記改質触媒を所望の温度に維持するにあ
たり、燃料ガス供給装置4Aから大気等へ放散される熱
量が、燃料ガス供給装置4Aから奪い去られる熱量の一
つとして存在する。この放熱量が、燃料ガス供給装置4
Aの断熱構造等を考慮した放熱係数,改質管411の温
度等を基にして演算される。改質触媒部加熱量演算部2
52において得られた前記した各種の熱量の総和が、改
質管411あるいは改質管411に収容されている改質
触媒を、所望の温度に保持するのに必要となる所要加熱
量として演算され、この所要加熱量に対応する信号が信
号252aとして改質触媒部加熱量演算部252から出
力される。
Further, independently of the values of the signals 62a, 23a, etc., in maintaining the reforming catalyst at a desired temperature, the amount of heat radiated from the fuel gas supply device 4A to the atmosphere etc. It exists as one of the amounts of heat taken away from the device 4A. This heat radiation amount is the fuel gas supply device 4
It is calculated based on the heat dissipation coefficient, the temperature of the reforming pipe 411, etc. in consideration of the heat insulating structure of A and the like. Reforming catalyst unit heating amount calculation unit 2
The sum of the above-mentioned various heat amounts obtained in 52 is calculated as the required heating amount required to maintain the reforming pipe 411 or the reforming catalyst housed in the reforming pipe 411 at a desired temperature. A signal corresponding to the required heating amount is output from the reforming catalyst unit heating amount calculation unit 252 as a signal 252a.

【0028】次に、過剰加熱量演算部253は、信号2
51a,252aを入力し、信号251aに従う燃料排
ガス7aの発生熱量と、信号252aに従う所要加熱量
の差が演算される。この差は、燃料排ガス7aの発生熱
量が所要加熱量に対して過剰となっている加熱量であ
る。この過剰加熱量に対応する信号が信号253aとし
て過剰加熱量演算部253から出力される。さらに、冷
却空気量演算部254は、信号253aを入力し、信号
253aに従う過剰加熱量を用いて、燃料ガス供給装置
4Aを所望の温度に保持するのに必要となる冷却空気量
が、冷却空気でもある燃焼用空気8aの物性値等を基に
して演算される。なお,この演算は、燃焼用空気8a
が、改質管411あるいは改質管411に収容されてい
る改質触媒を冷却する際の、冷却係数等を考慮した条件
で遂行される。この冷却空気量に対応する信号が信号2
54aとして、冷却空気量演算部254から出力され
る。この信号254aは、また、改質触媒部冷却空気量
演算部25が出力する信号でもある。
Next, the excess heating amount calculation unit 253 outputs the signal 2
51a and 252a are input, and the difference between the heat generation amount of the fuel exhaust gas 7a according to the signal 251a and the required heating amount according to the signal 252a is calculated. This difference is the heating amount at which the heat generation amount of the fuel exhaust gas 7a is excessive with respect to the required heating amount. A signal corresponding to this excess heating amount is output from the excess heating amount calculation unit 253 as a signal 253a. Further, the cooling air amount calculation unit 254 inputs the signal 253a and uses the excess heating amount according to the signal 253a to determine the amount of cooling air required to keep the fuel gas supply device 4A at a desired temperature. However, it is calculated based on the physical properties of the combustion air 8a. Note that this calculation is based on the combustion air 8a.
However, when the reforming pipe 411 or the reforming catalyst housed in the reforming pipe 411 is cooled, it is performed under the conditions that take into consideration the cooling coefficient and the like. The signal corresponding to this cooling air amount is signal 2
54a is output from the cooling air amount calculation unit 254. This signal 254a is also a signal output by the reforming catalyst part cooling air amount calculation part 25.

【0029】所要空気量演算部26は、信号24a,2
54aを入力し、信号24aに基づく燃料排ガス7aを
燃焼させるための所要燃焼用空気量と、信号254aに
基づく燃料ガス供給装置4Aを所望の温度に保持するた
めの所要の冷却空気量との和を演算する。この和は、空
気供給装置8が供給すべき燃焼用空気8aである空気の
所要供給量(所要空気量)であるべきである。この所要
空気量に対応する信号が、制御装置2が出力する信号2
aとして、所要空気量演算部26から出力される。
The required air amount calculation unit 26 uses the signals 24a, 2
54a is input and the sum of the required combustion air amount for burning the fuel exhaust gas 7a based on the signal 24a and the required cooling air amount for maintaining the fuel gas supply device 4A at the desired temperature based on the signal 254a. Is calculated. This sum should be the required supply amount (required air amount) of the air that is the combustion air 8a to be supplied by the air supply device 8. The signal corresponding to this required air amount is the signal 2 output by the control device 2.
It is output from the required air amount calculation unit 26 as a.

【0030】燃料電池発電装置1においては、空気供給
装置8は、制御装置2が出力する信号2aを入力して、
信号2aに従う量の燃焼用空気8aを、燃料改質器41
Aが備える加熱装置412に供給する。図1,図2に示
す実施例では前述の構成としたので、制御装置2が出力
した信号2aに基づいて,空気供給装置8から供給され
る燃焼用空気8aの供給量は、燃料電池4が出力する出
力電流9Aの値を基にしており、この出力電流9A値に
対応する所要空気量と合致するように常時制御されるこ
とになる。これにより、中央制御装置等からによる燃料
電池発電装置の運転条件に対応する出力電流と異なる異
常な運転状態が負荷装置99に発生した場合であって
も、燃料ガス供給装置4Aが有する改質触媒部の温度を
所望の温度に保持することが可能となるのである。
In the fuel cell power generator 1, the air supply device 8 inputs the signal 2a output from the control device 2,
The amount of combustion air 8a according to the signal 2a is supplied to the fuel reformer 41.
A is supplied to the heating device 412. The embodiment shown in FIGS. 1 and 2 has the above-described configuration, so that the fuel cell 4 supplies the combustion air 8a supplied from the air supply device 8 based on the signal 2a output from the control device 2. It is based on the value of the output current 9A, and is constantly controlled so as to match the required air amount corresponding to this output current 9A value. As a result, the reforming catalyst included in the fuel gas supply device 4A is generated even when the load device 99 has an abnormal operating state different from the output current corresponding to the operating condition of the fuel cell power generator from the central control device or the like. It is possible to maintain the temperature of the section at a desired temperature.

【0031】実施例2;図3は、請求項4,5に対応す
るこの発明の一実施例による燃料電池発電装置の要部の
構成をその負荷装置と共に示すブロック図であり、図4
は、図3中に示した制御装置のブロック回路図である。
図3,図4において、図1,図2に示した請求項1〜3
に対応するこの発明の一実施例による燃料電池発電装置
と同一部分、および、図9に示した従来例による燃料電
池発電装置と同一部分には同じ符号を付し、その説明を
省略する。なお、図3中には、図1,図9で付した符号
については、代表的な符号のみを記した。
Embodiment 2; FIG. 3 is a block diagram showing the construction of the main part of a fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 4 and 5, together with its load device.
FIG. 4 is a block circuit diagram of the control device shown in FIG. 3.
In FIGS. 3 and 4, claims 1 to 3 shown in FIGS.
The same parts as those of the fuel cell power generator according to the embodiment of the present invention and parts corresponding to those of the fuel cell power generator according to the conventional example shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In addition, in FIG. 3, only the typical reference numerals are shown for the reference numerals given in FIGS. 1 and 9.

【0032】図3において、1Aは、図1に示した請求
項1〜3に対応するこの発明による燃料電池発電装置1
に対して、制御装置2に替えて、制御装置2Aを用いる
と共に、流量制御装置としての三方調整弁71を備える
ようにした燃料電池発電装置である。三方調整弁71
は、燃料排ガス供給管路7に設置され、加熱装置412
に供給される燃料排ガス7aの供給量を制御装置2Aが
出力する信号に応じて調整するものである。
In FIG. 3, 1A is a fuel cell power generator 1 according to the present invention corresponding to the first to third aspects shown in FIG.
On the other hand, it is a fuel cell power generation device in which the control device 2A is used instead of the control device 2 and the three-way regulating valve 71 as a flow rate control device is provided. Three-way regulating valve 71
Is installed in the fuel exhaust gas supply line 7, and is heated by the heating device 412.
The supply amount of the fuel exhaust gas 7a supplied to the control unit 2A is adjusted according to the signal output from the control device 2A.

【0033】制御装置2Aは、図4中に示したごとく、
制御装置2に対して、冷却空気量演算部254にに替え
て、所要燃料排ガス供給量演算部27を用いると共に、
制御装置2における,燃焼用空気量演算部24と所要空
気量演算部26を使用しないようにしている。所要燃料
排ガス供給量演算部27は、信号251a,253aを
入力し、信号253aに基づく過剰加熱量の、信号25
1aに基づく燃料排ガス7aの発生熱量に対する比率が
演算され、これから、過剰加熱量を零とすべき、燃料ガ
ス供給装置4Aへの燃料排ガス7aのあるべき供給量が
演算される。続いて、燃料排ガス7aのこのあるべき供
給量を基にして、三方調整弁71の流量調整特性等を勘
案して、三方調整弁71の調整されるべき調整量が演算
される。この三方調整弁71の調整されるべき調整量に
関する信号が、制御装置2Aにおける所要空気量に対応
する信号であって、制御装置2Aが出力する信号2Aa
として、所要燃料排ガス供給量演算部27から出力され
る。
The controller 2A, as shown in FIG.
For the control device 2, a required fuel exhaust gas supply amount calculation unit 27 is used instead of the cooling air amount calculation unit 254, and
The combustion air amount calculation unit 24 and the required air amount calculation unit 26 in the control device 2 are not used. The required fuel exhaust gas supply amount calculation unit 27 inputs the signals 251a and 253a, and outputs the signal 25 of the excessive heating amount based on the signal 253a.
The ratio to the heat generation amount of the fuel exhaust gas 7a based on 1a is calculated, and from this, the ideal supply amount of the fuel exhaust gas 7a to the fuel gas supply device 4A at which the excessive heating amount should be zero is calculated. Then, based on this desired supply amount of the fuel exhaust gas 7a, the adjustment amount to be adjusted by the three-way adjusting valve 71 is calculated in consideration of the flow rate adjusting characteristics of the three-way adjusting valve 71 and the like. The signal relating to the adjustment amount to be adjusted by the three-way adjusting valve 71 is a signal corresponding to the required air amount in the control device 2A, and the signal 2Aa output by the control device 2A.
Is output from the required fuel exhaust gas supply amount calculation unit 27.

【0034】燃料電池発電装置1Aにおいては、三方調
整弁71は、制御装置2Aが出力する信号2Aaを入力
して、信号2Aaに従う量の燃料排ガス7aを、燃料改
質器41Aが備える加熱装置412に供給する。加熱装
置412に供給されない余分の燃料排ガス7bは、三方
調整弁71から、直接あるいは何らかの燃焼装置を介す
るなどして、燃料電池発電装置1Aの外部に排出され
る。
In the fuel cell power generator 1A, the three-way regulating valve 71 receives the signal 2Aa output by the controller 2A and supplies the fuel exhaust gas 7a in an amount according to the signal 2Aa to the heating device 412 provided in the fuel reformer 41A. Supply to. Excess fuel exhaust gas 7b that is not supplied to the heating device 412 is discharged to the outside of the fuel cell power generation device 1A from the three-way regulating valve 71, directly or through some combustion device.

【0035】なお、燃料電池発電装置1Aにおいては、
空気供給装置8は、前記の中央制御装置等から発令され
た制御信号8Aに従って動作を行い、制御信号8Aに従
う量の燃焼用空気8aを、燃料改質器41Aが備える加
熱装置412に供給する。また、制御信号6Aに従って
供給される原燃料61aの供給量は、負荷装置99の急
増に充分対応できる十分な量に設定されることが好まし
いものである。
In the fuel cell power generator 1A,
The air supply device 8 operates according to the control signal 8A issued from the central control device or the like, and supplies the combustion air 8a in an amount according to the control signal 8A to the heating device 412 included in the fuel reformer 41A. Further, it is preferable that the supply amount of the raw fuel 61a supplied according to the control signal 6A is set to a sufficient amount capable of sufficiently responding to the sudden increase in the load device 99.

【0036】図3,図4に示す実施例では前述の構成と
したので、制御装置2Aが出力した信号2Aaに基づい
て、三方調整弁71から加熱装置412に供給される燃
料排ガス7aの供給量は、燃料電池4が出力する出力電
流9Aの値を基にして、この出力電流9A値に対応する
所要燃料排ガス供給量と合致するように常時制御される
ことになる。これにより、中央制御装置等からによる燃
料電池発電装置の運転条件に対応する出力電流と異なる
異常な運転状態が負荷装置99に発生した場合であって
も、燃料ガス供給装置4Aが有する改質触媒部の温度を
所望の温度に保持することが可能となるのである。
Since the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 has the above-mentioned configuration, the supply amount of the fuel exhaust gas 7a supplied from the three-way regulating valve 71 to the heating device 412 based on the signal 2Aa output from the control device 2A. Is always controlled based on the value of the output current 9A output from the fuel cell 4 so as to match the required fuel exhaust gas supply amount corresponding to this output current 9A value. As a result, the reforming catalyst included in the fuel gas supply device 4A is generated even when the load device 99 has an abnormal operating state different from the output current corresponding to the operating condition of the fuel cell power generator from the central control device or the like. It is possible to maintain the temperature of the section at a desired temperature.

【0037】なお、この実施例2による構成とした場合
には、改質触媒温度の過度の上昇を防止するにあたり、
加熱装置412に供給する燃料排ガス7aの供給量を直
接減少させるようにしている。ところで、実施例1によ
る構成とした場合においては、改質触媒温度の過度の上
昇を防止するためには、大きな容量を扱うブロアを含ん
でいる空気供給装置8が供給する燃焼用空気8aの供給
量を減少することで行っている。従って、この実施例2
による構成とした場合には、加熱装置412が供給する
加熱量を減少するのにあたり、実施例1による構成とし
た場合に対して、その制御動作を比較的に容易に行うこ
とが可能となるものである。
When the structure according to the second embodiment is adopted, in order to prevent the reforming catalyst temperature from rising excessively,
The supply amount of the fuel exhaust gas 7a supplied to the heating device 412 is directly reduced. By the way, in the case of the configuration according to the first embodiment, in order to prevent the reforming catalyst temperature from rising excessively, the supply of the combustion air 8a supplied by the air supply device 8 including the blower handling a large capacity is supplied. This is done by reducing the amount. Therefore, this Example 2
In the case of the configuration according to (1), the control operation can be relatively easily performed when the amount of heat supplied by the heating device 412 is reduced, as compared with the configuration according to the first embodiment. Is.

【0038】実施例3;図5は、請求項6,7に対応す
るこの発明の一実施例による燃料電池発電装置の要部の
構成をその負荷装置と共に示すブロック図であり、図6
は、図5中に示した制御装置のブロック回路図である。
図5,図6において、図1,図2に示した請求項1〜3
に対応するこの発明の一実施例による燃料電池発電装置
と同一部分、図3,図4に示した請求項4,5に対応す
るこの発明の一実施例による燃料電池発電装置と同一部
分、および、図9に示した従来例による燃料電池発電装
置と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略す
る。なお、図5中には、図1,図9で付した符号につい
ては、代表的な符号のみを記した。
[Embodiment 3] FIG. 5 is a block diagram showing the construction of the essential parts of a fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 6 and 7 together with its load device.
FIG. 6 is a block circuit diagram of the control device shown in FIG. 5.
In FIGS. 5 and 6, claims 1 to 3 shown in FIGS.
Corresponding to the fuel cell power generator according to one embodiment of the present invention, the same portion as the fuel cell power generator according to one embodiment of the present invention corresponding to claims 4 and 5 shown in FIGS. 3 and 4, and The same parts as those of the conventional fuel cell power generator shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In addition, in FIG. 5, as for the reference numerals given in FIGS. 1 and 9, only representative reference numerals are shown.

【0039】図5において、1Bは、図3に示した請求
項4,5に対応するこの発明による燃料電池発電装置1
Aに対して、制御装置2Aに替えて、制御装置2Bを用
いると共に、燃料排ガス供給管路7への三方調整弁71
の設置を止め、補助燃料供給手段としての補助燃料供給
管路6Bを備えるようにした燃料電池発電装置である。
補助燃料供給管路6Bには調整弁69が設置されてお
り、加熱装置412に供給される補助燃料6Baの供給
量を制御装置2Bが出力する信号に応じて調整するよう
にしている。
In FIG. 5, 1B is a fuel cell power generator 1 according to the present invention corresponding to claims 4 and 5 shown in FIG.
For A, the control device 2B is used instead of the control device 2A, and the three-way regulating valve 71 to the fuel exhaust gas supply pipeline 7 is used.
Is installed and an auxiliary fuel supply pipe line 6B as an auxiliary fuel supply means is provided.
An adjusting valve 69 is installed in the auxiliary fuel supply line 6B, and the supply amount of the auxiliary fuel 6Ba supplied to the heating device 412 is adjusted according to the signal output from the control device 2B.

【0040】制御装置2Bは、図6中に示したごとく、
制御装置2Aに対して、過剰加熱量演算部253に替え
て,不足加熱量演算部28を、および、所要燃料燃料排
ガス供給量演算部27に替えて,所要補助燃料供給量演
算部29を用いるようにしている。不足加熱量演算部2
8は、信号251a,252aを入力し、信号251a
に従う燃料排ガス7aの発生熱量と、信号252aに従
う所要加熱量の差が演算される。この差は、燃料排ガス
7aの発生熱量が所要加熱量に対して不足となっている
加熱量である。この不足加熱量に対応する信号が信号2
8aとして不足加熱量演算部28から出力される。所要
補助燃料供給量演算部29は、信号251a,28aを
入力し、信号28aに基づく不足加熱量の、信号251
aに基づく燃料排ガス7aの発生熱量に対する比率が演
算され、これから、不足加熱量を零とすべき、燃料ガス
供給装置4Aへの補助燃料6Baのあるべき供給量が演
算される。続いて、補助燃料6Baのこのあるべき供給
量を基にして、調整弁69の流量調整特性等を勘案し
て、調整弁69の調整されるべき調整量が演算される。
この調整弁69の調整されるべき調整量に関する信号
が、制御装置2Bにおける所要補助燃料供給量に対応す
る信号であって、制御装置2Bが出力する信号2Baと
して、所要補助燃料供給量演算部29から出力される。
The controller 2B, as shown in FIG.
For the control device 2A, an excessive heating amount calculation unit 253 is used instead of the insufficient heating amount calculation unit 28, and a required fuel / fuel exhaust gas supply amount calculation unit 27 is used to use the required auxiliary fuel supply amount calculation unit 29. I am trying. Underheating amount calculation unit 2
8 receives the signals 251a and 252a, and the signal 251a
The difference between the heat generation amount of the fuel exhaust gas 7a according to the above and the required heating amount according to the signal 252a is calculated. This difference is the heating amount at which the heat generation amount of the fuel exhaust gas 7a is insufficient with respect to the required heating amount. The signal corresponding to this insufficient heating amount is signal 2
8a is output from the insufficient heating amount calculation unit 28. The required auxiliary fuel supply amount calculation unit 29 inputs the signals 251a and 28a, and outputs the signal 251 of the insufficient heating amount based on the signal 28a.
The ratio to the heat generation amount of the fuel exhaust gas 7a based on a is calculated, and from this, the ideal supply amount of the auxiliary fuel 6Ba to the fuel gas supply device 4A at which the insufficient heating amount should be zero is calculated. Subsequently, the adjustment amount to be adjusted by the adjustment valve 69 is calculated on the basis of the desired supply amount of the auxiliary fuel 6Ba, in consideration of the flow rate adjustment characteristics of the adjustment valve 69 and the like.
The signal related to the adjustment amount to be adjusted by the adjusting valve 69 is a signal corresponding to the required auxiliary fuel supply amount in the control device 2B, and is the required auxiliary fuel supply amount calculation unit 29 as the signal 2Ba output by the control device 2B. Is output from.

【0041】燃料電池発電装置1Bにおいては、調整弁
69は、制御装置2Bが出力する信号2Baを入力し
て、信号2Baに従う量の補助燃料6Baを、燃料改質
器41Aが備える加熱装置412に供給する。従って、
加熱装置412には、燃料排ガス7aと,補助燃料6B
aとが燃焼ガス用の燃料として供給されることになる。
なお、燃料電池発電装置1Bにおいては、空気供給装置
8は、前記の中央制御装置等から発令された制御信号8
Aに従って動作を行い、制御信号8Aに従う量の燃焼用
空気8aを、燃料改質器41Aが備える加熱装置412
に供給する。また、制御信号6Aに従って供給される原
燃料61aの供給量は、負荷装置99の急増に対応する
ことができる量に対してやや少なめに設定されることが
好ましいものである。
In the fuel cell power generator 1B, the regulating valve 69 inputs the signal 2Ba output by the controller 2B and supplies the auxiliary fuel 6Ba in an amount according to the signal 2Ba to the heating device 412 provided in the fuel reformer 41A. Supply. Therefore,
The heating device 412 includes the fuel exhaust gas 7a and the auxiliary fuel 6B.
a and are supplied as fuel for combustion gas.
In addition, in the fuel cell power generator 1B, the air supply device 8 uses the control signal 8 issued from the central control device or the like.
A heating device 412 provided in the fuel reformer 41A with the combustion air 8a in an amount according to the control signal 8A.
Supply to. Further, it is preferable that the supply amount of the raw fuel 61a supplied according to the control signal 6A is set to be slightly smaller than the amount that can cope with the sudden increase of the load device 99.

【0042】図5,図6に示す実施例では前述の構成と
したので、制御装置2Bが出力した信号2Baに基づい
て、調整弁69から供給される補助燃料6Baの供給量
は、燃料電池4が出力する出力電流9Aの値を基にし
て、この出力電流9A値に対応する所要補助燃料供給量
と合致するように常時制御されることになる。これによ
り、中央制御装置等からによる燃料電池発電装置の運転
条件に対応する出力電流と異なる異常な運転状態が負荷
装置99に発生した場合であっても、燃料ガス供給装置
4Aが有する改質触媒部の温度を所望の温度に保持する
ことが可能となるのである。
Since the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 has the above-mentioned configuration, the supply amount of the auxiliary fuel 6Ba supplied from the adjusting valve 69 is based on the signal 2Ba output by the control device 2B. On the basis of the value of the output current 9A output by the engine, it is constantly controlled so as to match the required auxiliary fuel supply amount corresponding to this output current 9A value. As a result, the reforming catalyst included in the fuel gas supply device 4A is generated even when the load device 99 has an abnormal operating state different from the output current corresponding to the operating condition of the fuel cell power generator from the central control device or the like. It is possible to maintain the temperature of the section at a desired temperature.

【0043】なお、この実施例3による構成とした場合
には、加熱装置412が供給する加熱量を増加するのに
あたり、補助燃料6Baを加熱装置412に直接供給す
るようにしている。ところで、実施例1による構成とし
た場合においては、加熱装置412が供給する加熱量を
増加する際には、原燃料61aの供給量をまず増加し、
これにより燃料排ガス7a中に含まれる燃料成分量を増
加することで行っている。従って、この実施例3による
構成とした場合には、加熱装置412が供給する加熱量
を増加するのにあたり、実施例1による構成とした場合
に対して、極めて短時間の応答遅れ時間により対応する
ことが可能となるのである。
In the case of the configuration according to the third embodiment, the auxiliary fuel 6Ba is directly supplied to the heating device 412 when the heating amount supplied by the heating device 412 is increased. By the way, in the case of the configuration according to the first embodiment, when the heating amount supplied by the heating device 412 is increased, the supply amount of the raw fuel 61a is first increased,
This is done by increasing the amount of the fuel component contained in the fuel exhaust gas 7a. Therefore, in the case of the configuration according to the third embodiment, when the heating amount supplied by the heating device 412 is increased, the response delay time of an extremely short time corresponds to the configuration according to the first embodiment. It becomes possible.

【0044】実施例4;図7は、請求項4〜7に対応す
るこの発明の一実施例による燃料電池発電装置の要部の
構成をその負荷装置と共に示すブロック図であり、図8
は、図7中に示した制御装置のブロック回路図である。
図7,図8において、図1,図2に示した請求項1〜3
に対応するこの発明の一実施例による燃料電池発電装置
と同一部分、図3,図4に示した請求項4,5に対応す
るこの発明の一実施例による燃料電池発電装置と同一部
分、図5,図6に示した請求項6,7に対応するこの発
明の一実施例による燃料電池発電装置と同一部分、およ
び、図9に示した従来例による燃料電池発電装置と同一
部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、
図7中には、図1,図4,図6および図9で付した符号
については、代表的な符号のみを記した。
Embodiment 4; FIG. 7 is a block diagram showing the construction of the main part of a fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 4 to 7 together with its load device.
FIG. 8 is a block circuit diagram of the control device shown in FIG. 7.
In FIGS. 7 and 8, claims 1 to 3 shown in FIGS.
The same portion as the fuel cell power generator according to one embodiment of the present invention corresponding to the above, the same portion as the fuel cell power generator according to one embodiment of the present invention corresponding to claims 4 and 5 shown in FIGS. 5, the same parts as the fuel cell power generator according to one embodiment of the present invention corresponding to claims 6 and 7 shown in FIG. 6 and the same parts as the fuel cell power generator according to the conventional example shown in FIG. 9 are the same. The reference numerals are given and the description thereof is omitted. In addition,
In FIG. 7, of the reference numerals given in FIGS. 1, 4, 6 and 9, only representative reference numerals are shown.

【0045】図7において、1Cは、図3に示した請求
項4,5に対応するこの発明による燃料電池発電装置1
Aに対して、制御装置2Aに替えて、制御装置2Cを用
いると共に、補助燃料供給手段としての補助燃料供給管
路6Bを備えるようにした燃料電池発電装置である。制
御装置2Cは、図8中に示したごとく、制御装置2Aに
対して、不足加熱量演算部28と、所要補助燃料供給量
演算部29を追加して備えるようにしている。従って、
制御装置2Cからは、所要空気量に対応する信号である
信号2Aaと、所要補助燃料供給量に対応する信号であ
る信号2Baとが出力される。
In FIG. 7, 1C is a fuel cell power generator 1 according to the present invention corresponding to claims 4 and 5 shown in FIG.
In contrast to A, the control device 2C is used in place of the control device 2A, and the auxiliary fuel supply pipe line 6B as an auxiliary fuel supply means is provided. As shown in FIG. 8, the control device 2C is provided with a deficiency heating amount calculation unit 28 and a required auxiliary fuel supply amount calculation unit 29 in addition to the control device 2A. Therefore,
The control device 2C outputs a signal 2Aa which is a signal corresponding to the required air amount and a signal 2Ba which is a signal corresponding to the required auxiliary fuel supply amount.

【0046】燃料電池発電装置1Cにおいては、燃料ガ
ス供給装置4Aが備える加熱装置412には、負荷装置
99が急増して加熱装置412で発生する加熱量が不足
となった場合には、信号2Baに従う量の補助燃料6B
aが供給され、また、負荷装置99が急減して加熱装置
412で発生する加熱量が過剰となった場合には、信号
2Aaに従う量に燃料排ガス7aの供給量が減少される
ことになる。
In the fuel cell power generator 1C, if the heating device 412 provided in the fuel gas supply device 4A has a sudden increase in the load device 99 and the heating amount generated in the heating device 412 becomes insufficient, the signal 2Ba is output. Amount of auxiliary fuel 6B according to
When a is supplied and the load device 99 is suddenly reduced and the heating amount generated in the heating device 412 becomes excessive, the supply amount of the fuel exhaust gas 7a is reduced to the amount according to the signal 2Aa.

【0047】図7,図8に示す実施例では前述の構成と
したので、制御装置2Cが出力した信号2Aa,2Ba
に基づいて、加熱装置412に供給される燃料排ガス7
a,または,補助燃料6Baの供給量は、燃料電池4が
出力する出力電流9Aの値を基にして、この出力電流9
A値に対応する所要供給量と合致するように,燃料排ガ
ス7aの過不足の状態に応じて常時制御されることにな
る。これにより、中央制御装置等からによる燃料電池発
電装置の運転条件に対応する出力電流と異なる異常な運
転状態が負荷装置99に発生した場合であっても、燃料
ガス供給装置4Aが有する改質触媒部の温度を所望の温
度に保持することが可能となるのである。
Since the embodiments shown in FIGS. 7 and 8 have the above-mentioned configuration, the signals 2Aa and 2Ba output by the controller 2C are output.
Based on the fuel exhaust gas 7 supplied to the heating device 412
a or the supply amount of the auxiliary fuel 6Ba is based on the value of the output current 9A output from the fuel cell 4
In order to match the required supply amount corresponding to the A value, the fuel exhaust gas 7a is constantly controlled according to the excess / deficiency state. As a result, the reforming catalyst included in the fuel gas supply device 4A is generated even when the load device 99 has an abnormal operating state different from the output current corresponding to the operating condition of the fuel cell power generator from the central control device or the like. It is possible to maintain the temperature of the section at a desired temperature.

【0048】実施例1〜4において説明した制御装置
2,2A,2B,2Cは、例えば、MPUを用いたデジ
タル式電子制御装置であってよく、その場合、制御装置
2,2A,2B,2Cが備える演算部には必要に応じて
ROMを搭載し、それぞれの演算に用いられる関数,係
数等をこのROMに収納させてもよいものである。
The control devices 2, 2A, 2B, 2C described in the first to fourth embodiments may be, for example, digital electronic control devices using MPU, in which case the control devices 2, 2A, 2B, 2C. If necessary, a ROM may be mounted in the arithmetic unit provided in, and the functions, coefficients, etc. used for each arithmetic may be stored in this ROM.

【0049】[0049]

【発明の効果】この発明においては、前述の構成とした
ので次記する効果が有る。すなわち、 制御装置が出力した信号に基づいて、燃料ガス供給装
置が備える加熱装置に供給されるところの、冷却空気と
しての空気の供給量,燃料排ガスの供給量,あるいは,
補助燃料の供給量は、いずれも燃料電池発電装置の出力
電流値に対応するよう制御されることにより、中央制御
装置等からによる燃料電池発電装置の運転条件に対応す
る出力電流と異なる異常な運転状態が負荷装置に発生し
た場合であっても、燃料ガス供給装置が有する改質触媒
部の温度を所望の温度に保持することが可能となる。
Since the present invention has the above-mentioned structure, it has the following effects. That is, based on the signal output by the control device, the supply amount of air as cooling air, the supply amount of fuel exhaust gas, or the supply amount of fuel exhaust gas, which is supplied to the heating device provided in the fuel gas supply device, or
The supply amount of auxiliary fuel is controlled so as to correspond to the output current value of the fuel cell power generator, so that an abnormal operation different from the output current corresponding to the operating condition of the fuel cell power generator from the central control unit, etc. Even if the state occurs in the load device, it becomes possible to maintain the temperature of the reforming catalyst portion of the fuel gas supply device at a desired temperature.

【0050】制御装置が出力するところの、過剰加熱
量を零とする燃料ガス供給装置への燃料排ガス供給量に
対応する信号に基づいて、燃料排ガス供給管路に設置さ
れた流量調整装置を調整し、加熱装置に供給される燃料
排ガスの供給量を制御してなる構成とすることにより、
加熱装置が供給すべき加熱量を減少するのにあたり、そ
の制御動作を比較的に容易に行うことが可能となる。
The flow rate adjusting device installed in the fuel exhaust gas supply pipeline is adjusted based on the signal output from the control device, which corresponds to the fuel exhaust gas supply amount to the fuel gas supply device that makes the excess heating amount zero. However, by having a configuration in which the supply amount of the fuel exhaust gas supplied to the heating device is controlled,
When reducing the amount of heat to be supplied by the heating device, the control operation can be performed relatively easily.

【0051】制御装置が出力するところの、不足加熱
量を零とする燃料ガス供給装置への補助燃料供給量に対
応する信号に基づいて、補助燃料供給管路に設置された
流量調整装置を調整し、加熱装置に供給される補助燃料
の供給量を制御してなる構成とすることにより、加熱装
置が供給すべき加熱量を増加するのにあたり、その制御
応答遅れ時間を短縮することが可能となる。
The flow rate adjusting device installed in the auxiliary fuel supply line is adjusted on the basis of the signal output from the control device, which corresponds to the auxiliary fuel supply amount to the fuel gas supply device for making the insufficient heating amount zero. However, by adopting a configuration in which the supply amount of the auxiliary fuel supplied to the heating device is controlled, it is possible to shorten the control response delay time when increasing the heating amount to be supplied by the heating device. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1〜3に対応するこの発明の一実施例に
よる燃料電池発電装置の要部の構成をその負荷装置と共
に示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 3 together with its load device.

【図2】図1中に示した制御装置のブロック回路図FIG. 2 is a block circuit diagram of the control device shown in FIG.

【図3】請求項4,5に対応するこの発明の一実施例に
よる燃料電池発電装置の要部の構成をその負荷装置と共
に示すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a main part of a fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 4 and 5 together with its load device.

【図4】図3中に示した制御装置のブロック回路図FIG. 4 is a block circuit diagram of the control device shown in FIG.

【図5】請求項6,7に対応するこの発明の一実施例に
よる燃料電池発電装置の要部の構成をその負荷装置と共
に示すブロック図
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a main part of a fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 6 and 7 together with its load device.

【図6】図5中に示した制御装置のブロック回路図FIG. 6 is a block circuit diagram of the control device shown in FIG.

【図7】請求項4〜7に対応するこの発明の一実施例に
よる燃料電池発電装置の要部の構成をその負荷装置と共
に示すブロック図
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a main part of a fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 4 to 7 together with its load device.

【図8】図7中に示した制御装置のブロック回路図FIG. 8 is a block circuit diagram of the control device shown in FIG.

【図9】従来例の燃料電池発電装置の要部の構成をその
負荷装置と共に示すブロック図
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a main part of a conventional fuel cell power generator together with its load device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料電池発電装置 2 制御装置 2a 信号 31 出力電流検出装置 31a 信号 4A 燃料ガス供給装置 41A 燃料改質器 411 改質管 412 加熱装置 62 流量計 62a 信号 8 空気供給装置 8a 燃焼用空気 9A 出力電流 92 出力電流路 1 Fuel Cell Power Generation Device 2 Control Device 2a Signal 31 Output Current Detection Device 31a Signal 4A Fuel Gas Supply Device 41A Fuel Reformer 411 Reforming Tube 412 Heating Device 62 Flowmeter 62a Signal 8 Air Supply Device 8a Combustion Air 9A Output Current 92 Output current path

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて直流
電気を発生する燃料電池装置と、原燃料を改質触媒によ
って改質することで燃料ガスを生成する装置であって,
この改質触媒を加熱する加熱装置を有する燃料ガス供給
装置と、燃料電池装置に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガ
ス供給装置と、燃料電池装置から排出された燃料ガスの
排ガスを前記の加熱装置に供給する燃料排ガス供給手段
と、前記の加熱装置に燃焼用空気を供給する空気供給装
置と、燃料ガス供給装置に供給される原燃料の供給量を
検出し,この原燃料の供給量に対応する信号を出力する
原燃料供給量検出装置とを備えた燃料電池発電装置にお
いて、 燃料電池装置が出力する出力電流の値を検出し,この出
力電流値に対応する信号を出力する出力電流検出装置
と、出力電流検出装置が出力した信号および原燃料供給
量検出装置が出力した信号を基にして,加熱装置におけ
る空気の所要量を演算し,この所要空気量に対応する信
号を出力する制御装置とを備え、制御装置が出力した信
号に基づいて空気供給装置が供給する空気量を制御して
なることを特徴とする燃料電池発電装置。
1. A fuel cell device for generating direct current electricity supplied with a fuel gas and an oxidant gas, and a device for producing a fuel gas by reforming a raw fuel with a reforming catalyst,
A fuel gas supply device having a heating device for heating the reforming catalyst, an oxidant gas supply device for supplying an oxidant gas to the fuel cell device, and an exhaust gas of the fuel gas discharged from the fuel cell device as described above. To detect the supply amount of the raw fuel supplied to the fuel gas supply device, the air supply device that supplies combustion air to the heating device, and the fuel gas supply device, and respond to the supply amount of the raw fuel In the fuel cell power generation device including a raw fuel supply amount detection device that outputs a signal to output, an output current detection device that detects the value of the output current output by the fuel cell device and outputs a signal corresponding to this output current value And the signal output from the output current detection device and the signal output from the raw fuel supply amount detection device, calculate the required amount of air in the heating device and output a signal corresponding to this required air amount. A fuel cell power generation device comprising: a control device, wherein the air supply device controls the amount of air supplied by the air supply device based on a signal output from the control device.
【請求項2】請求項1に記載の燃料電池発電装置におい
て、 制御装置は、原燃料供給量検出装置が出力した信号を基
に燃料ガス供給装置で生成される燃料ガス中の燃料成分
量を演算し,この燃料成分生成量に対応する信号を出力
する燃料成分生成量演算部と、出力電流検出装置が出力
した信号を基に燃料電池装置で消費される燃料ガス中の
燃料成分量を演算し,この燃料成分消費量に対応する信
号を出力する燃料成分消費量演算部と、燃料成分生成量
演算部が出力した信号および燃料成分消費量演算部が出
力した信号とを基にして,燃料成分生成量と燃料成分消
費量の差を演算し,この差である燃料排ガス中における
燃料成分量に対応する信号を出力する排ガス中燃料成分
量演算部と、排ガス中燃料成分量演算部が出力した信号
を基にして,加熱装置における燃焼用空気の所要量を演
算し,所要の燃焼用空気量に対応する信号を出力する燃
焼用空気量演算部と、排ガス中燃料成分量演算部が出力
した信号および原燃料供給量検出装置が出力した信号と
を基にして,燃料ガス供給装置が有する改質触媒部を所
望の温度に保持するのに必要となる冷却空気量を演算
し,この冷却空気量に対応する信号を出力する改質触媒
部冷却空気量演算部と、改質触媒部冷却空気量演算部が
出力した信号および前記の燃焼用空気量演算部が出力し
た信号とを基にして,所要の改質触媒部冷却空気量と所
要の燃焼用空気量の和を演算し,この和である空気供給
装置が供給すべき所要空気量に対応する信号をこの制御
装置の信号として出力する所要空気量演算部とを備える
ことを特徴とする燃料電池発電装置。
2. The fuel cell power generator according to claim 1, wherein the control device determines the fuel component amount in the fuel gas generated by the fuel gas supply device based on the signal output from the raw fuel supply amount detection device. A fuel component generation amount calculation unit that calculates and outputs a signal corresponding to this fuel component generation amount, and calculates the fuel component amount in the fuel gas consumed in the fuel cell device based on the signal output by the output current detection device Then, based on the fuel component consumption amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the fuel component consumption amount, the signal output by the fuel component generation amount calculation unit, and the signal output by the fuel component consumption amount calculation unit, An exhaust gas fuel component amount calculation unit that calculates the difference between the component production amount and the fuel component consumption amount, and outputs a signal corresponding to the fuel component amount in the fuel exhaust gas, which is the difference, and an exhaust gas fuel component amount calculation unit output Based on the signal Combustion air amount calculation unit that calculates the required amount of combustion air in the heating device and outputs a signal corresponding to the required combustion air amount, and the signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation unit and raw fuel supply amount Based on the signal output from the detection device, the amount of cooling air required to maintain the reforming catalyst part of the fuel gas supply device at a desired temperature is calculated, and the signal corresponding to this cooling air amount is calculated. Based on the reforming catalyst cooling air amount calculating unit that outputs, the signal output by the reforming catalyst cooling air amount calculating unit, and the signal output by the combustion air amount calculating unit, the required reforming catalyst A required air amount calculation unit for calculating a sum of the partial cooling air amount and the required combustion air amount and outputting a signal corresponding to the required air amount to be supplied by the air supply device as a signal of this control device A fuel cell power generator equipped with .
【請求項3】請求項2に記載の燃料電池発電装置におい
て、 制御装置が備える改質触媒部冷却空気量演算部は、排ガ
ス中燃料成分量演算部が出力した信号を基にして,この
燃料排ガス中の燃料成分量により生成され得る熱量を演
算し,この熱量に対応する信号を出力する燃料排ガス発
生熱量演算部と、少なくとも排ガス中燃料成分量演算部
が出力した信号および原燃料供給量検出装置が出力した
信号とを基にして,燃料ガス供給装置が有する改質触媒
部を所望の温度に保持するのに必要となる加熱量を演算
する改質触媒部加熱量演算部と、燃料排ガス発生熱量演
算部が出力した信号および改質触媒部加熱量演算部が出
力した信号とを基にして,燃料排ガス中の燃料成分量に
よる発生熱量と改質触媒部を所望温度に保持するための
所要加熱量との差である過剰加熱量を演算し,この過剰
加熱量に対応する信号を出力する過剰加熱量演算部と、
この過剰熱量演算部が出力した信号を基にして,燃料ガ
ス供給装置を所望の温度に保持するのに必要となる冷却
空気量を演算し,この冷却空気量に対応する信号を,こ
の改質触媒部冷却空気量演算部の信号として出力する冷
却空気量演算部とを備えることを特徴とする燃料電池発
電装置。
3. The fuel cell power generator according to claim 2, wherein the reforming catalyst part cooling air amount calculation part provided in the control device is based on a signal output from the exhaust gas fuel component amount calculation part. A fuel exhaust gas generation calorie calculator that calculates the amount of heat that can be generated by the amount of fuel component in the exhaust gas and outputs a signal corresponding to this calorific value, and at least the signal output by the fuel component in exhaust gas amount calculator and the raw fuel supply amount detection A reforming catalyst heating amount calculation unit for calculating a heating amount required to keep the reforming catalyst unit of the fuel gas supply device at a desired temperature based on a signal output from the device; Based on the signal output by the heat generation amount calculation unit and the signal output by the reforming catalyst unit heat amount calculation unit, the amount of heat generated by the amount of fuel components in the fuel exhaust gas and the temperature of the reforming catalyst unit are maintained at a desired temperature. Required heating amount and An excess heating amount calculation unit that calculates an excess heating amount that is the difference between the two, and outputs a signal corresponding to this excess heating amount;
Based on the signal output by this excess heat amount calculation unit, the amount of cooling air required to maintain the fuel gas supply device at the desired temperature is calculated, and the signal corresponding to this amount of cooling air is used as the reforming amount. A fuel cell power generation device, comprising: a cooling air amount calculation unit that outputs the catalyst unit cooling air amount calculation unit as a signal.
【請求項4】燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて直流
電気を発生する燃料電池装置と、原燃料を改質触媒によ
って改質することで燃料ガスを生成する装置であって,
この改質触媒を加熱する加熱装置を有する燃料ガス供給
装置と、燃料電池装置に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガ
ス供給装置と、燃料電池装置から排出された燃料ガスの
排ガスを前記の加熱装置に供給する燃料排ガス供給手段
と、前記の加熱装置に燃焼用空気を供給する空気供給装
置と、燃料ガス供給装置に供給される原燃料の供給量を
検出し,この原燃料の供給量に対応する信号を出力する
原燃料供給量検出装置とを備えた燃料電池発電装置にお
いて、 燃料電池装置が出力する出力電流の値を検出し,この出
力電流値に対応する信号を出力する出力電流検出装置
と、燃料排ガス供給手段が有する燃料排ガスが通流する
流路に設置され,加熱装置に供給される燃料排ガスの供
給量を調整する流量調整装置と、出力電流検出装置が出
力した信号および原燃料供給量検出装置が出力した信号
を基にして,加熱装置における燃料排ガスの所要量を演
算し,この所要燃料排ガス量に対応する信号を出力する
制御装置とを備え、制御装置が出力した信号に基づいて
流量調整装置を調整し,加熱装置に供給される燃料排ガ
スの供給量を制御してなることを特徴とする燃料電池発
電装置。
4. A fuel cell device for generating direct current electricity by receiving supply of a fuel gas and an oxidant gas, and a device for producing a fuel gas by reforming raw fuel with a reforming catalyst,
A fuel gas supply device having a heating device for heating the reforming catalyst, an oxidant gas supply device for supplying an oxidant gas to the fuel cell device, and an exhaust gas of the fuel gas discharged from the fuel cell device as described above. To detect the supply amount of the raw fuel supplied to the fuel gas supply device, the air supply device that supplies combustion air to the heating device, and the fuel gas supply device, and respond to the supply amount of the raw fuel In the fuel cell power generation device including a raw fuel supply amount detection device that outputs a signal to output, an output current detection device that detects the value of the output current output by the fuel cell device and outputs a signal corresponding to this output current value And a flow rate adjusting device installed in a flow path of the fuel exhaust gas supply means through which the fuel exhaust gas flows, for adjusting the supply amount of the fuel exhaust gas supplied to the heating device, and a signal output by the output current detecting device. And a control device that calculates a required amount of fuel exhaust gas in the heating device based on the signal output from the raw fuel supply amount detection device and outputs a signal corresponding to the required fuel exhaust gas amount. A fuel cell power generator characterized in that the flow rate adjusting device is adjusted based on the signal, and the supply amount of the fuel exhaust gas supplied to the heating device is controlled.
【請求項5】請求項4に記載の燃料電池発電装置におい
て、 制御装置は、原燃料供給量検出装置が出力した信号を基
に燃料ガス供給装置で生成される燃料ガス中の燃料成分
量を演算し,この燃料成分生成量に対応する信号を出力
する燃料成分生成量演算部と、出力電流検出装置が出力
した信号を基に燃料電池装置で消費される燃料ガス中の
燃料成分量を演算し,この燃料成分消費量に対応する信
号を出力する燃料成分消費量演算部と、燃料成分生成量
演算部が出力した信号および燃料成分消費量演算部が出
力した信号とを基にして,燃料成分生成量と燃料成分消
費量の差を演算し,この差である燃料排ガス中における
燃料成分量に対応する信号を出力する排ガス中燃料成分
量演算部と、排ガス中燃料成分量演算部が出力した信号
を基にして,この燃料排ガス中の燃料成分量により生成
され得る熱量を演算し,この熱量に対応する信号を出力
する燃料排ガス発生熱量演算部と、排ガス中燃料成分量
演算部が出力した信号および原燃料供給量検出装置が出
力した信号とを基にして,燃料ガス供給装置が有する改
質触媒部を所望の温度に保持するのに必要となる所要の
加熱量を演算し,この加熱量に対応する信号を出力する
改質触媒部加熱量演算部と、改質触媒部加熱量演算部が
出力した信号および前記の燃料排ガス発生熱量演算部が
出力した信号を基にし,燃料排ガス中の燃料成分量によ
る発生熱量と改質触媒部の所要加熱量との差である過剰
加熱量を演算し,この過剰加熱量に対応する信号を出力
する過剰加熱量演算部と、過剰加熱量演算部が出力した
信号および燃料排ガス発生熱量演算部が出力した信号と
を基にして,過剰加熱量を零とする燃料ガス供給装置へ
の燃料排ガス供給量に対応する流量調整装置の調整量を
演算し,この所要燃料排ガス供給量に対応する信号をこ
の制御装置の信号として出力する所要燃料排ガス供給量
演算部とを備えることを特徴とする燃料電池発電装置。
5. The fuel cell power generator according to claim 4, wherein the control device determines the fuel component amount in the fuel gas generated by the fuel gas supply device based on the signal output from the raw fuel supply amount detection device. A fuel component generation amount calculation unit that calculates and outputs a signal corresponding to this fuel component generation amount, and calculates the fuel component amount in the fuel gas consumed in the fuel cell device based on the signal output by the output current detection device Then, based on the fuel component consumption amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the fuel component consumption amount, the signal output by the fuel component generation amount calculation unit, and the signal output by the fuel component consumption amount calculation unit, An exhaust gas fuel component amount calculation unit that calculates the difference between the component production amount and the fuel component consumption amount, and outputs a signal corresponding to the fuel component amount in the fuel exhaust gas, which is the difference, and an exhaust gas fuel component amount calculation unit output Based on the signal The fuel exhaust gas heat generation amount calculation unit that calculates the amount of heat that can be generated by the fuel component amount in this fuel exhaust gas and outputs a signal corresponding to this heat amount, and the signal output by the fuel component amount in exhaust gas amount calculation unit and the raw fuel supply amount Based on the signal output by the detection device, the required heating amount required to maintain the reforming catalyst part of the fuel gas supply device at the desired temperature is calculated, and the signal corresponding to this heating amount is calculated. Generated by the amount of fuel component in the fuel exhaust gas based on the output signal of the reforming catalyst part heating amount calculation part, the signal output by the reforming catalyst part heating amount calculation part and the signal output by the fuel exhaust gas generation heat amount calculation part The excess heating amount calculation unit that calculates the excess heating amount that is the difference between the heat amount and the required heating amount of the reforming catalyst unit and outputs a signal corresponding to this excess heating amount, and the signal output by the excess heating amount calculation unit Calorific value of fuel exhaust gas Based on the signal output from the calculation unit, calculate the adjustment amount of the flow rate adjustment device that corresponds to the fuel exhaust gas supply amount to the fuel gas supply device that makes the excess heating amount zero, and correspond to this required fuel exhaust gas supply amount And a required fuel exhaust gas supply amount calculation unit that outputs a signal to be output as a signal of the control device.
【請求項6】燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて直流
電気を発生する燃料電池装置と、原燃料を改質触媒によ
って改質することで燃料ガスを生成する装置であって,
この改質触媒を加熱する加熱装置を有する燃料ガス供給
装置と、燃料電池装置に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガ
ス供給装置と、燃料電池装置から排出された燃料ガスの
排ガスを前記の加熱装置に供給する燃料排ガス供給手段
と、前記の加熱装置に燃焼用空気を供給する空気供給装
置と、燃料ガス供給装置に供給される原燃料の供給量を
検出し,この原燃料の供給量に対応する信号を出力する
原燃料供給量検出装置とを備えた燃料電池発電装置にお
いて、 燃料電池装置が出力する出力電流の値を検出し,この出
力電流値に対応する信号を出力する出力電流検出装置
と、加熱装置に補助燃料を供給する装置であって,この
補助燃料の供給量を調整する流量調整装置を有する補助
燃料供給手段と、出力電流検出装置が出力した信号およ
び原燃料供給量検出装置が出力した信号を基にして,加
熱装置における補助燃料の所要量を演算し,この所要補
助燃料供給量に対応する信号を出力する制御装置とを備
え、制御装置が出力した信号に基づいて流量調整装置を
調整し,加熱装置に供給される補助燃料の供給量を制御
してなることを特徴とする燃料電池発電装置。
6. A fuel cell device for generating direct current electricity when supplied with a fuel gas and an oxidant gas, and a device for producing a fuel gas by reforming raw fuel with a reforming catalyst,
A fuel gas supply device having a heating device for heating the reforming catalyst, an oxidant gas supply device for supplying an oxidant gas to the fuel cell device, and an exhaust gas of the fuel gas discharged from the fuel cell device as described above. To detect the supply amount of the raw fuel supplied to the fuel gas supply device, the air supply device that supplies combustion air to the heating device, and the fuel gas supply device, and respond to the supply amount of the raw fuel In the fuel cell power generation device including a raw fuel supply amount detection device that outputs a signal to output, an output current detection device that detects the value of the output current output by the fuel cell device and outputs a signal corresponding to this output current value A device for supplying auxiliary fuel to the heating device, the auxiliary fuel supply means having a flow rate adjusting device for adjusting the supply amount of the auxiliary fuel, the signal output by the output current detecting device, and the raw fuel supply. And a controller for calculating a required amount of auxiliary fuel in the heating device based on the signal output by the amount detection device and outputting a signal corresponding to the required auxiliary fuel supply amount. A fuel cell power generator characterized in that the flow rate adjusting device is adjusted based on the flow rate adjusting device to control the amount of auxiliary fuel supplied to the heating device.
【請求項7】請求項6に記載の燃料電池発電装置におい
て、 制御装置は、原燃料供給量検出装置が出力した信号を基
に燃料ガス供給装置で生成される燃料ガス中の燃料成分
量を演算し,この燃料成分生成量に対応する信号を出力
する燃料成分生成量演算部と、出力電流検出装置が出力
した信号を基に燃料電池装置で消費される燃料ガス中の
燃料成分量を演算し,この燃料成分消費量に対応する信
号を出力する燃料成分消費量演算部と、燃料成分生成量
演算部が出力した信号および燃料成分消費量演算部が出
力した信号とを基にして,燃料成分生成量と燃料成分消
費量の差を演算し,この差である燃料排ガス中における
燃料成分量に対応する信号を出力する排ガス中燃料成分
量演算部と、排ガス中燃料成分量演算部が出力した信号
を基にして,この燃料排ガス中の燃料成分量により生成
され得る熱量を演算し,この熱量に対応する信号を出力
する燃料排ガス発生熱量演算部と、排ガス中燃料成分量
演算部が出力した信号および原燃料供給量検出装置が出
力した信号とを基にして燃料ガス供給装置が有する改質
触媒部を所望の温度に保持するのに必要となる所要の加
熱量を演算し,この加熱量に対応する信号を出力する改
質触媒部加熱量演算部と、改質触媒部加熱量演算部が出
力した信号および前記の燃料排ガス発生熱量演算部が出
力した信号を基にし,燃料排ガス中の燃料成分量による
発生熱量と改質触媒部の所要加熱量との差である不足加
熱量を演算し,この不足加熱量に対応する信号を出力す
る不足加熱量演算部と、この不足熱量演算部が出力した
信号を基にし,不足加熱量を零とする燃料ガス供給装置
への補助燃料の供給量を演算し,この所要補助燃料供給
量に対応する信号を出力する所要補助燃料供給量演算部
とを備えることを特徴とする燃料電池発電装置。
7. The fuel cell power generator according to claim 6, wherein the control device determines the fuel component amount in the fuel gas generated by the fuel gas supply device based on the signal output from the raw fuel supply amount detection device. A fuel component generation amount calculation unit that calculates and outputs a signal corresponding to this fuel component generation amount, and calculates the fuel component amount in the fuel gas consumed in the fuel cell device based on the signal output by the output current detection device Then, based on the fuel component consumption amount calculation unit that outputs a signal corresponding to the fuel component consumption amount, the signal output by the fuel component generation amount calculation unit, and the signal output by the fuel component consumption amount calculation unit, An exhaust gas fuel component amount calculation unit that calculates the difference between the component production amount and the fuel component consumption amount, and outputs a signal corresponding to the fuel component amount in the fuel exhaust gas, which is the difference, and an exhaust gas fuel component amount calculation unit output Based on the signal The fuel exhaust gas heat generation amount calculation unit that calculates the amount of heat that can be generated by the fuel component amount in this fuel exhaust gas and outputs a signal corresponding to this heat amount, and the signal output by the fuel component amount in exhaust gas amount calculation unit and the raw fuel supply amount Based on the signal output from the detection device, the required heating amount required to keep the reforming catalyst part of the fuel gas supply device at the desired temperature is calculated, and the signal corresponding to this heating amount is output. Based on the signal output by the reforming catalyst heating amount calculation unit, the signal output by the reforming catalyst heating amount calculation unit, and the signal output by the fuel exhaust gas heat generation amount calculation unit described above, the amount of heat generated by the fuel component amount in the fuel exhaust gas And the required heating amount of the reforming catalyst unit, an insufficient heating amount is calculated, and a signal corresponding to this insufficient heating amount is output, and a signal output by this insufficient heating amount calculation unit is used as a basis. And set the underheating amount to zero. Fuel supply quantity of the auxiliary fuel to the gas supply apparatus calculates a fuel cell power generation system characterized by comprising a predetermined auxiliary fuel supply amount calculating unit for outputting a signal corresponding to the required auxiliary fuel supply amount.
JP6067506A 1994-04-06 1994-04-06 Fuel cell power generating system Pending JPH07282828A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6067506A JPH07282828A (en) 1994-04-06 1994-04-06 Fuel cell power generating system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6067506A JPH07282828A (en) 1994-04-06 1994-04-06 Fuel cell power generating system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07282828A true JPH07282828A (en) 1995-10-27

Family

ID=13346946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6067506A Pending JPH07282828A (en) 1994-04-06 1994-04-06 Fuel cell power generating system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07282828A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012038474A (en) * 2010-08-04 2012-02-23 Eneos Celltech Co Ltd Fuel cell system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012038474A (en) * 2010-08-04 2012-02-23 Eneos Celltech Co Ltd Fuel cell system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007111123A1 (en) Reforming apparatus
JP4147659B2 (en) Control device for reformer
US20020081470A1 (en) Control method for heating processing system
JP4533747B2 (en) Fuel control for steam generation in fuel processor in low temperature fuel cell power plant
JP2004006093A (en) Fuel treating equipment and fuel cell power generation system
JPH07296834A (en) Fuel cell power plant and operating method for reformer of plant
JP4296741B2 (en) Cogeneration system
JP2005209547A (en) Fuel cell power generator and operating method for fuel cell power generator
JP2004047438A (en) Operation control method of fuel cell generator
JP5794206B2 (en) Fuel cell system
JPH07192742A (en) Catalyst layer temperature control system of fuel reformer for fuel cell
US20020160243A1 (en) Control system for fuel cell
JP4450563B2 (en) Fuel cell reformer
JP4742540B2 (en) Fuel cell system
JP2007200771A (en) Reforming catalyst temperature control system and control method of fuel cell power generator
JPH07282828A (en) Fuel cell power generating system
JP2004196611A (en) Fuel reforming apparatus and fuel cell system
JP6520252B2 (en) Fuel cell system
JP4135243B2 (en) Control device for reformer
JP2006120421A (en) Fuel cell power generation system
JP3921391B2 (en) Fuel cell power generation system and power generation method using fuel cell
JPH08255621A (en) Power generating device for fuel cell
JP5592760B2 (en) Fuel cell power generation system
JPS6348774A (en) Combustion gas controller of fuel reformer
JP5021895B2 (en) Fuel cell power generation system