JPH08167419A - Fuel cell power plant and its exhaust device - Google Patents

Fuel cell power plant and its exhaust device

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JPH08167419A
JPH08167419A JP6310839A JP31083994A JPH08167419A JP H08167419 A JPH08167419 A JP H08167419A JP 6310839 A JP6310839 A JP 6310839A JP 31083994 A JP31083994 A JP 31083994A JP H08167419 A JPH08167419 A JP H08167419A
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JP
Japan
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exhaust
fuel cell
power plant
pressure
exhaust fan
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Application number
JP6310839A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidemasa Ishii
英正 石井
Yoshizo Shiraiwa
義三 白岩
Mitsuo Sato
光雄 佐藤
Kiyoshi Hoshino
清 星野
Naoki Shiobara
直樹 塩原
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Toshiba Corp
Toshiba Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08167419A publication Critical patent/JPH08167419A/en
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • 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

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Abstract

PURPOSE: To reduce the number of delivery ports from a power plant by exhausting air by mixing exhaust gas proper to a system and discharge air from ventilating air of respective cells. CONSTITUTION: A change in generating full pressure of an exhaust fan 4 is detected by a micropressure sensor 6 installed at a control point, and this detecting pressure is converted into a control signal corresponding to a difference between pressure preset by being inputted to a controller 7 and detecting pressure. This control signal is impressed on an inverter 8, and supply electric power to an exhaust fan driving motor 9 is changed in a frequency of AC output corresponding to the control signal. As a result, the number of generating times of surplus wind pressure Hs 2 is avoided, and performance of the exhaust fan 4 can be reduced to a performance level corresponding to a loss in weight of mixed gas C.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池パワープラン
トにおいて、可燃ガス反応器とポンプ駆動モータ等の通
電機器をエンクロージャ内に設けた二つ以上の隔室内へ
配置するとともに、可燃ガスと通電機器との接触を回避
する目的でそれぞれの隔室へ独立した換気システムを装
備して外部の清浄な空気をエンクロージャ内へ取入れて
隔室内換気を行うと同時に、喚起用空気と燃料電池固有
の排ガスとの混合ガスとして外部へ排出する燃料電池パ
ワープラントに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power plant, in which a combustible gas reactor and energizing devices such as a pump driving motor are arranged in two or more compartments provided in an enclosure, and a combustible gas and an energizing member are energized. In order to avoid contact with equipment, each compartment is equipped with an independent ventilation system to take in clean outside air into the enclosure to ventilate the compartment, while at the same time stimulating air and fuel cell-specific exhaust gas. The present invention relates to a fuel cell power plant that discharges to the outside as a mixed gas with.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池パワープラントからの排ガスに
は、発電に関わる固有の排ガスと、燃料電池パワープラ
ントをいくつかの隔室に区画して、それぞれの独立の換
気システムで換気し、不足の場合の通電機器と可燃ガス
の接触を避けるように構成している。
2. Description of the Related Art Exhaust gas from a fuel cell power plant is divided into several compartments that are specific to power generation and the fuel cell power plant, and are ventilated by independent ventilation systems. In this case, it is configured to avoid contact between combustible gas and energized equipment.

【0003】屋外設置プラントにおいて、それぞれの排
気は適切な排出箇所から排出していることが望ましく、
このため多数の排出口が設けられていた。燃料電池パワ
ープラントが屋内に設置される場合には、パワープラン
ト内壁室換気用空気と燃料電池固有の排ガスを屋外に排
出する目的で、パワープラントの排気ダクトが屋内空間
を長距離に亘って付設される。
In an outdoor plant, it is desirable that each exhaust gas is discharged from an appropriate discharge point,
For this reason, many discharge ports were provided. When the fuel cell power plant is installed indoors, the exhaust duct of the power plant is installed over a long distance in the indoor space for the purpose of exhausting ventilation air inside the power plant inner wall room and exhaust gas specific to the fuel cell to the outside. To be done.

【0004】この場合には、排気ダクトの亘長、断面サ
イズ等の設備条件及び排出ガス量等の条件によって、排
気ダクト内における圧力損失は異なってくる。この圧力
損失に見合う圧力を付与する目的で排気ダクトの途中に
換気ファンの設置が必要となる。
In this case, the pressure loss in the exhaust duct varies depending on the equipment conditions such as the length of the exhaust duct, the cross-sectional size, etc., and the exhaust gas amount. It is necessary to install a ventilation fan in the middle of the exhaust duct in order to apply a pressure commensurate with this pressure loss.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、多数の排出口
は数少ないいくつかの排出口にまとめた方が望ましい。
特に屋内設置のプラントにおいては、プラント排出ガス
を室外へ排出するためにも、各種の排気ガスの排出ダク
トはまとめてその数を少なくしたいという要望があっ
た。
However, it is desirable to combine a large number of outlets into a small number of outlets.
In particular, in a plant installed indoors, there has been a demand to reduce the number of exhaust ducts for various exhaust gases collectively in order to exhaust the plant exhaust gas to the outside.

【0006】また、発電に係わる固有の排ガスは水分を
含んでおり、排出ダクトを移動中にダクト壁面に水滴と
なって凝縮し、ダクトを腐食させることがあるため、水
滴の発生を防止又は少なくしたいという要望があった。
Further, the exhaust gas peculiar to power generation contains water, and while moving the exhaust duct, it may be condensed as water droplets on the wall surface of the duct, which may corrode the duct, thus preventing or reducing the generation of water droplets. There was a request to do so.

【0007】屋外設置の場合は凝縮した水滴は空中で白
煙となり、一目を引くのでその白煙を少なくしたいとい
う要望があった。本発明は上記のような要望を満たすべ
きなされたもので、パワープラントからの排出口の数を
少なくすることができ、また固有の排ガス中の蒸気分圧
が混合により低下し、屋内設置の場合は排出ダクト内で
の水分凝縮が少なくできると共に、排気ダクトの腐食を
防止でき、さらに屋外設置の場合は燃料電池固有の排ガ
ス中の蒸気分圧が混合により低下し、水分凝縮を少なく
して白煙発生量を低減させることができる燃料電池パワ
ープラントとその排気装置を提供することを目的とす
る。
In the case of outdoor installation, condensed water droplets become white smoke in the air, which catches the eye, and there has been a demand for reducing the white smoke. The present invention has been made to meet the above demands, and it is possible to reduce the number of outlets from the power plant, and the vapor partial pressure in the exhaust gas peculiar to the power plant decreases due to mixing, and in the case of indoor installation Reduces the condensation of moisture in the exhaust duct, prevents the exhaust duct from corroding, and when installed outdoors, reduces the vapor partial pressure in the exhaust gas peculiar to the fuel cell due to mixing, reducing moisture condensation and reducing whiteness. An object of the present invention is to provide a fuel cell power plant capable of reducing the amount of smoke generation and an exhaust system thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により燃料電池パワープラ
ントとその排気装置を構成するものである。 (1)燃料電池本体、可燃ガス反応装置、熱交換器、ポ
ンプ、プロワ等を用いて発電システムとして構成され、
且つ前記ポンプ、ブロワ等の電動機により駆動される通
電機器と電池本体や反応器等の可燃ガスを扱う機器とを
隔壁で隔離して2つ以上の隔室を構成し、可燃ガスと通
電機器との接触を回避すると共に、各々の隔室に独立し
た換気システムを装備して外部の清浄な空気を供給して
各隔室内を独立に換気するようにした燃料電池パワープ
ラントにおいて、前記電池本体及び反応器から排出され
た燃料電池発電システム固有の排ガスと前記各隔室の換
気空気からの排出空気の少なくとも1つとを混合して排
気する排気手段を設ける。 (2)上記(1)に記載の燃料電池パワープラントにお
いて、パワープラント内壁室換気用空気と燃料電池固有
の排ガスとの混合ガスを屋外に排出するパワープラント
の排気ダクトを付設し、この排気ダクトの途中に排気フ
ァンを設置した排気装置を構成する。 (3)上記(2)に記載の燃料電池パワープラントの排
気装置において、排気ファン吸込み圧力を検出する圧力
センサと、この圧力センサにより検出された吸込み圧力
に対応した検出信号が入力され、この検出信号をもとに
求められた制御信号を出力するコントローラと、このコ
ントローラより入力される制御信号をもとに交流出力周
波数を変化させて、前記排気ファンの駆動用モータの回
転数を制御するインバータとを備えて、前記吸込み側圧
力がほぼ一定となるように前記排気ファンを制御する制
御機能を持たせる。 (4)上記(2)に記載の燃料電池パワープラントの排
気装置において、排気ファン吐出側及び吸込側へ圧力セ
ンサを取付け、これら両圧力センサの検出値を用いて両
者の差圧から排気ファンの発生全圧を求め、対象の燃料
電池パワープラントの定格運転時の混合ガス流量に対す
る排気ファンの発生全圧及びパワープラント部分負荷運
転時の混合ガス流量に対する発生全圧の所定範囲の上下
限に対してリミッタを設置して、発生全圧の下限におい
て排気ファン回転数が最小となるように排気ファン駆動
用モータの回転数を制御して排気ファン吸込み側圧力を
一定に制御する制御機能を持たせる。 (5)上記(2)に記載の燃料電池パワープラントの排
気装置において、排気ファンの発生風圧がファン駆動モ
ータ回転数の2乗に比例することに着目して、微圧セン
サで検出された圧力信号を回転数に換算した信号に変換
してインバータに入力し、このインバータからの交流出
力周波数に対応した駆動モータ回転数を確保して排気フ
ァンを制御する制御機能を持たせる。 (6)上記(2)に記載の燃料電池パワープラントの排
気装置において、燃料電池パワープラントからの排気混
合ガス流量が燃料電池パワープラントの運転負荷に対応
して変化することに着目し、運転負荷条件と排気ファン
発生全圧の関係を予めシミュレーションにより確認して
記憶しておき、燃料電池パワープラントの負荷信号をイ
ンバータに入力し、このインバータからの交流出力周波
数に対応した駆動モータ回転数となるように排気ファン
を制御する制御機能を持たせる。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a fuel cell power plant and its exhaust system by the following means. (1) It is configured as a power generation system using a fuel cell main body, a combustible gas reaction device, a heat exchanger, a pump, a proofer, etc.,
In addition, the energizing device driven by the electric motor such as the pump and the blower and the device that handles the combustible gas such as the battery body and the reactor are separated by a partition wall to form two or more compartments. In the fuel cell power plant in which each compartment is equipped with an independent ventilation system to supply external clean air to independently ventilate each compartment, Exhaust means for mixing and exhausting the exhaust gas specific to the fuel cell power generation system discharged from the reactor and at least one of the exhaust air from the ventilation air in each compartment is provided. (2) In the fuel cell power plant according to the above (1), an exhaust duct of the power plant for exhausting a mixed gas of air for ventilation of the power plant inner wall chamber and exhaust gas specific to the fuel cell to the outside is attached, and this exhaust duct Configure an exhaust device with an exhaust fan installed midway. (3) In the exhaust device for a fuel cell power plant described in (2) above, a pressure sensor for detecting the exhaust fan suction pressure and a detection signal corresponding to the suction pressure detected by this pressure sensor are input, and this detection is performed. A controller that outputs a control signal obtained based on the signal, and an inverter that controls the rotation speed of the exhaust fan drive motor by changing the AC output frequency based on the control signal input from the controller. And a control function for controlling the exhaust fan so that the suction side pressure is substantially constant. (4) In the exhaust system for a fuel cell power plant described in (2) above, pressure sensors are attached to the discharge side and the suction side of the exhaust fan, and the detection values of both pressure sensors are used to determine the exhaust fan's differential pressure from the pressure difference between the two. Calculate the total generated pressure and compare it with the upper and lower limits of the specified range of the exhaust fan generated total pressure for the mixed gas flow rate during rated operation of the target fuel cell power plant and the mixed gas flow rate for the mixed gas flow rate during power plant partial load operation. Limiter is installed to provide a control function to control the exhaust fan drive motor speed so that the exhaust fan speed is minimized at the lower limit of the total generated pressure, and to control the exhaust fan suction side pressure at a constant level. . (5) In the exhaust device for a fuel cell power plant described in (2) above, focusing on the fact that the wind pressure generated by the exhaust fan is proportional to the square of the fan drive motor speed, the pressure detected by the micro pressure sensor. The signal is converted into a signal converted into the number of revolutions and inputted to the inverter, and the control function of controlling the exhaust fan by securing the number of revolutions of the drive motor corresponding to the AC output frequency from the inverter is provided. (6) In the exhaust device for a fuel cell power plant described in (2) above, focusing on the fact that the flow rate of the exhaust gas mixture from the fuel cell power plant changes corresponding to the operating load of the fuel cell power plant, the operating load The relationship between the conditions and the total pressure generated by the exhaust fan is confirmed and stored in advance by simulation, and the load signal of the fuel cell power plant is input to the inverter, and the drive motor speed corresponds to the AC output frequency from this inverter. It has a control function to control the exhaust fan.

【0009】[0009]

【作用】上記(1)のような構成の燃料電池パワープラ
ントにあっては、燃料電池発電システム固有の排ガスと
各隔室の換気空気からの排出空気の少なくとも1つとを
混合して排気することにより、パワープラントからの吐
出口の数を少なくすることができる。
In the fuel cell power plant configured as described above in (1), the exhaust gas specific to the fuel cell power generation system and at least one of the exhaust air from the ventilation air in each compartment are mixed and exhausted. As a result, the number of discharge ports from the power plant can be reduced.

【0010】また、上記(2)のような構成の燃料電池
パワープラントの排気装置にあっては、固有の排ガス中
の蒸気分圧が混合により低下し、屋内設置の場合は排出
ダクト内での水分凝縮を少なくでき、排気ダクトの腐食
を防止できる。また、屋外設置の場合は燃料電池固有の
排ガス中の蒸気分圧が混合により低下し、水分凝縮が少
なくでき、白煙低減に効果がある。
Further, in the exhaust device of the fuel cell power plant having the above-mentioned configuration (2), the vapor partial pressure in the exhaust gas inherently decreases due to the mixing, and in the case of indoor installation, the vapor partial pressure in the exhaust duct is reduced. Water condensation can be reduced and exhaust duct corrosion can be prevented. Further, in the case of outdoor installation, the vapor partial pressure in the exhaust gas peculiar to the fuel cell is lowered by mixing, water condensation can be reduced, and it is effective in reducing white smoke.

【0011】上記(3)のような構成の燃料電池パワー
プラントの排気装置にあっては、排気ファンの余剰風圧
発生による負圧増大及び負圧領域拡大等の排気システム
の不安定現象発生を防止する目的で、排気ファン吸込み
側流路の一点に制御点を設けて、この制御点の圧力を一
定に維持するように排気ファン性能レベルを制御するこ
とによって、この制御点より上流への負圧増大及び負圧
領域拡大等の波及を防止できる。
In the exhaust system of the fuel cell power plant having the above-mentioned structure (3), the occurrence of an unstable phenomenon of the exhaust system such as an increase in the negative pressure and an expansion of the negative pressure region due to the generation of excess wind pressure of the exhaust fan is prevented. For this purpose, by providing a control point at one point of the exhaust fan suction side flow path and controlling the exhaust fan performance level so as to maintain the pressure at this control point constant, the negative pressure upstream from this control point is controlled. It is possible to prevent the increase and the negative pressure region from spreading.

【0012】上記(4)及び(5)のような構成の燃料
電池パワープラントの排気装置にあっては、燃料電池パ
ワープラントの負荷運転条件によって、燃料電池固有の
排ガス流量が変化することに着目して、燃料電池固有の
排ガスの隔室内換気用空気との混合点より上流の位置に
おける排ガス圧力を検出信号として取り出すと共に、回
転数制御を通じて排気ファン性能レベルを制御すること
により、この排ガス圧力を大略一定に維持することが可
能となる。
In the exhaust system for a fuel cell power plant having the above-mentioned configurations (4) and (5), it is noted that the exhaust gas flow rate peculiar to the fuel cell changes depending on the load operating conditions of the fuel cell power plant. Then, the exhaust gas pressure at the position upstream of the mixing point of the exhaust gas peculiar to the fuel cell with the ventilation air in the compartment is taken out as a detection signal, and the exhaust fan performance level is controlled through the rotation speed control to control the exhaust gas pressure. It becomes possible to maintain it at a substantially constant level.

【0013】上記(6)のような構成の燃料電池パワー
プラントの排気装置にあっては、上記(3)と同様に燃
料電池パワープラントの運転負荷信号をパワープラント
排気装置の制御信号として利用することにより、排出混
合ガスの流量変化に追従する制御動作より、制御速度を
早めることが可能となる。
In the exhaust system of the fuel cell power plant having the above-mentioned configuration (6), the operating load signal of the fuel cell power plant is used as the control signal of the power plant exhaust system as in the case of the above (3). As a result, the control speed can be made faster than the control operation that follows changes in the flow rate of the exhaust gas mixture.

【0014】[0014]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第1の実施例による燃料電池パワー
プラントを特に屋内に設置した場合を概念的に示したも
のである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 conceptually shows a case where the fuel cell power plant according to the first embodiment of the present invention is installed especially indoors.

【0015】図1において、パワープラント・エンクロ
ージャ1の内部に可燃ガス反応器格納隔室及び通電機器
格納隔室等が形成されている。また、パワープラント・
エンクロージャ1の天井部または外部に配設された独立
のダクトにより、隔室内換気用空気及び燃料電池固有の
排ガスの混合ガスを排出する目的で、排気ダクト2と接
続されている。
In FIG. 1, a combustible gas reactor storage compartment, an energization equipment storage compartment and the like are formed inside the power plant enclosure 1. In addition, power plant
An independent duct provided on the ceiling or outside of the enclosure 1 is connected to the exhaust duct 2 for the purpose of discharging a mixed gas of ventilation air in the compartment and exhaust gas specific to the fuel cell.

【0016】排気ダクト2は、屋内空間を長距離に亘っ
て付設され、排気口3まで導かれている。さらに、図1
において、隔壁30で仕切られた隔室内換気用空気及び
燃料電池固有の排ガスの流れを模式的に、それぞれA及
びBで表している。隔室内換気用空気A及び燃料電池固
有の排ガスBは、パワープラント・エンクロージャ1の
天井部において混合ガスCとなり、排気ダクト2の内部
を経由して排気口3より屋外へ排出されるシステムとな
っている。
The exhaust duct 2 is attached to the indoor space over a long distance and is guided to the exhaust port 3. Furthermore, FIG.
In the above, the flow of the ventilation air for the compartment and the exhaust gas specific to the fuel cell, which are partitioned by the partition wall 30, are schematically represented by A and B, respectively. The ventilation air A for the compartment and the exhaust gas B peculiar to the fuel cell become a mixed gas C at the ceiling of the power plant enclosure 1 and are discharged to the outside from the exhaust port 3 via the inside of the exhaust duct 2. ing.

【0017】排気ダクト2の上流部分には、ダクト内部
における混合ガスCの圧力損失に相当する圧力を与える
目的で、排気ファン4が設置される。この排気ファン4
の性能は、混合ガスCの最大流量に見合った風量及びこ
の風量を排気する場合の排気ダクト2内部の圧力損失以
上の風圧を与えるべく設計されている。
An exhaust fan 4 is installed in the upstream portion of the exhaust duct 2 for the purpose of applying a pressure corresponding to the pressure loss of the mixed gas C inside the duct. This exhaust fan 4
The performance of is designed so as to give an air volume corresponding to the maximum flow rate of the mixed gas C and a wind pressure higher than the pressure loss inside the exhaust duct 2 when exhausting this air volume.

【0018】一方、隔室内換気用空気Aの流量はほぼ一
定と考えられるが、燃料電池固有の排ガスBの流量は燃
料電池パワープラントの負荷増減の変動に応じて増減す
るため、混合ガスCの流量も燃料電池の運転負荷に応じ
て変化することになる。したがって、排気ファン4の運
転動作点も変化することになり、混合ガス流量低下に伴
う圧力損失の減少に対しては、排気ファン4の余剰エネ
ルギが排気ファン4の吸込み側で消費されるため、吸込
み側の負圧増大及び負圧領域拡大等の問題を惹起する。
On the other hand, the flow rate of the ventilation air A in the compartment is considered to be almost constant, but the flow rate of the exhaust gas B peculiar to the fuel cell increases or decreases in accordance with the fluctuation of the load increase or decrease of the fuel cell power plant. The flow rate also changes according to the operating load of the fuel cell. Therefore, the operating point of the exhaust fan 4 also changes, and the surplus energy of the exhaust fan 4 is consumed on the suction side of the exhaust fan 4 with respect to the decrease in pressure loss due to the decrease in the mixed gas flow rate. This causes problems such as increase in negative pressure on the suction side and expansion of negative pressure area.

【0019】図2は、排気ファン4の性能曲線と運転動
作点の変化状況を模式的に示すものである。即ち、横軸
に風量Qをとり、縦軸に風圧Hをとった座標において、
排気ファン4の性能曲線をXで表し、排気ダクト2の内
部流路の抵抗曲線をYで表すと、二つの曲線X及びYの
交点O1が排気ファン4の動作点となる。
FIG. 2 schematically shows the performance curve of the exhaust fan 4 and changes in operating points. That is, in the coordinates where the horizontal axis is the air volume Q and the vertical axis is the wind pressure H,
When the performance curve of the exhaust fan 4 is represented by X and the resistance curve of the internal flow path of the exhaust duct 2 is represented by Y, the intersection O1 of the two curves X and Y is the operating point of the exhaust fan 4.

【0020】図2における排気ファン4の動作点O1
は、燃料電池パワープラントの最大負荷運転時の混合ガ
スCの流量が最大となる場合を表している。また、燃料
電池パワープラントの負荷が低下するにつれて、混合ガ
スCの流量もQ1よりQ2へと減少し、排気ファン4の
動作点は、O1よりO2へと移動する。
Operating point O1 of the exhaust fan 4 in FIG.
Indicates a case where the flow rate of the mixed gas C during the maximum load operation of the fuel cell power plant is maximum. Further, as the load of the fuel cell power plant decreases, the flow rate of the mixed gas C also decreases from Q1 to Q2, and the operating point of the exhaust fan 4 moves from O1 to O2.

【0021】この場合、混合ガスCの流量が減少するに
伴って、排気ダクト2内部の所定全圧力損失はHT1よ
りHT2へ変化するが、排気ファン4の発生全圧HT2
のうち、HS2が余剰となるため、排気ファン4の吸込
み側で消費されることになり、排気ファン4の吸込み側
圧力の負圧が増大すると共に、負圧領域を拡大するとい
う問題を惹起する。
In this case, as the flow rate of the mixed gas C decreases, the predetermined total pressure loss inside the exhaust duct 2 changes from HT1 to HT2, but the total pressure generated by the exhaust fan 4 HT2.
Of these, HS2 becomes an excess and is consumed on the suction side of the exhaust fan 4, increasing the negative pressure of the suction side pressure of the exhaust fan 4 and causing a problem of expanding the negative pressure region. .

【0022】そこで、混合ガスCの流量変動(減少)に
伴う排気ファン4の余剰性能に起因した排気ファン4の
吸込み側の負圧増大及び負圧領域拡大現象を回避する目
的で、図2に示すような排気ファン性能と制御機能を保
有する排気装置5を設置する。
Therefore, for the purpose of avoiding the negative pressure increase and the negative pressure region expansion phenomenon on the suction side of the exhaust fan 4 due to the surplus performance of the exhaust fan 4 due to the fluctuation (reduction) of the flow rate of the mixed gas C, FIG. An exhaust device 5 having the exhaust fan performance and control function as shown is installed.

【0023】ここで、上記燃料電池パワープラント排気
装置5のシステム構成を図3に示す。即ち、図3におい
て、排気ファン4の吸込み側に取付けた微圧センサ6、
この微圧センサ6により検出された圧力検出信号をもと
に制御信号を出力するコントローラ7、このコントロー
ラ7より出力される制御信号により制御されるインバー
タ8およびこのインバータ7により運転される排気ファ
ン駆動モータ9とで主要機器を構成している。
Here, the system configuration of the fuel cell power plant exhaust system 5 is shown in FIG. That is, in FIG. 3, the low pressure sensor 6 attached to the suction side of the exhaust fan 4,
A controller 7 that outputs a control signal based on the pressure detection signal detected by the slight pressure sensor 6, an inverter 8 controlled by the control signal output by the controller 7, and an exhaust fan drive operated by the inverter 7. The motor 9 constitutes the main equipment.

【0024】次に上記のように構成された燃料電池パワ
ープラントの作用を説明する。図1および図2に示すよ
うに燃料電池パワープラントの負荷変動等に起因して排
気ダクト2内の混合ガスCの流量がQ1からQ2へと変
化(減少)すると、排気ファン4の運転動作点はO1よ
りO2へと移動する。
Next, the operation of the fuel cell power plant configured as described above will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, when the flow rate of the mixed gas C in the exhaust duct 2 changes (decreases) from Q1 to Q2 due to load fluctuations of the fuel cell power plant, etc., the operating point of the exhaust fan 4 Moves from O1 to O2.

【0025】この場合、排気ファン4の発生全圧は、H
T1からHT2へと変化するが、この発生全圧の変化状
況を模式的に示すと図4のようになる。図4において、
横軸は排気ファン4前後の混合ガスの流路を示し、縦軸
は排気ファン4の発生風圧を示している。
In this case, the total pressure generated by the exhaust fan 4 is H
Although it changes from T1 to HT2, the change situation of the generated total pressure is schematically shown in FIG. In FIG.
The horizontal axis shows the flow path of the mixed gas before and after the exhaust fan 4, and the vertical axis shows the wind pressure generated by the exhaust fan 4.

【0026】図4において、発生全圧HT1に対する吐
出圧力及び吸込み圧力をそれぞれHd1及びHs1で示
し、排気ファン4の吸込み側の制御点Xにおける圧力を
Hc1で表している。
In FIG. 4, the discharge pressure and the suction pressure with respect to the total generated pressure HT1 are shown by Hd1 and Hs1, respectively, and the pressure at the control point X on the suction side of the exhaust fan 4 is shown by Hc1.

【0027】また、排気ファン4の吸込み側の制御点X
における圧力Hc1は、微圧センサ6で検出され、この
圧力Hc1を一定に維持すべく、状況変化に合わせて排
気ファン4の性能レベルを追随的に制御しようとする。
即ち、排気ダクト2内の排出混合ガス流量がQ1よりQ
2へと変化するのに伴い、排気ファン4の発生全圧もH
T1よりHT2へと変化することになるが、この発生全
圧の変化を制御点Xに取付けた微圧センサ6にて検出す
る。
The control point X on the suction side of the exhaust fan 4
The pressure Hc1 at is detected by the slight pressure sensor 6, and the performance level of the exhaust fan 4 is tried to be tracked according to the situation change in order to keep the pressure Hc1 constant.
That is, the flow rate of the exhaust gas mixture in the exhaust duct 2 is Q rather than Q1.
The total pressure generated by the exhaust fan 4 also changes to H
Although it changes from T1 to HT2, this change in generated total pressure is detected by the slight pressure sensor 6 attached to the control point X.

【0028】排気ファン4の発生全圧がHT2に変化す
るのに伴って、制御点Xにおける圧力はHc1よりHc
2へと変化するが、微圧センサ6にて検出した検出信号
Hc2をコントローラ7に入力する。
As the total pressure generated by the exhaust fan 4 changes to HT2, the pressure at the control point X changes from Hc1 to Hc.
Although it changes to 2, the detection signal Hc2 detected by the slight pressure sensor 6 is input to the controller 7.

【0029】このコントローラ7においては、予め設定
した圧力と微圧センサ6より入力される検出圧力との差
(Hc1−Hc2)に見合う制御信号に変換して、イン
バータ8に与える。
The controller 7 converts the control signal into a control signal corresponding to the difference (Hc1-Hc2) between the preset pressure and the detected pressure input from the slight pressure sensor 6, and supplies the control signal to the inverter 8.

【0030】このインバータ8においては、入力された
制御信号に対応する交流出力の周波数に変換して排気フ
ァン駆動モータ9への供給電源を変化させる。排気ファ
ン駆動モータ9は、交流定格であることから、当初の回
転数N1に対して、インバータ8から供給される電源周
波数にマッチングした回転数N2へと変化することにな
る。
In the inverter 8, the frequency of the AC output corresponding to the input control signal is converted to change the power supply to the exhaust fan drive motor 9. Since the exhaust fan drive motor 9 is AC rated, it changes from the initial rotation speed N1 to a rotation speed N2 matching the power supply frequency supplied from the inverter 8.

【0031】この排気ファン駆動モータ9の回転数の変
化(N1→N2)に伴って、排気ファン4の運転動作点
はO2からO22へと移行することになり、排気ファン
4の性能が余剰風圧Hs2だけ減じられた性能に変化す
ることになる。
As the number of revolutions of the exhaust fan drive motor 9 changes (N1 → N2), the operating point of the exhaust fan 4 shifts from O2 to O22, and the performance of the exhaust fan 4 becomes excessive. The performance will be reduced by Hs2.

【0032】即ち、燃料電池パワープラントの運転負荷
の変動等に伴い、排気混合ガスCの流量がQ1からQ2
へと変化(減少)することにより、排気ファン4の運転
動作点がO1からO2へと移行する特性を有しているに
もかかわらず、上述した排気装置の制御動作を通じて排
気ファン4の回転数をN1からN2へと変化させること
により、排気ファン4の運転動作点をO1からO2へと
移行させることが可能となる。
That is, the flow rate of the exhaust gas mixture C changes from Q1 to Q2 in accordance with the fluctuation of the operating load of the fuel cell power plant.
Despite the fact that the operating point of the exhaust fan 4 changes from O1 to O2 by changing (decreasing) to 1, the rotation speed of the exhaust fan 4 is controlled through the above-described control operation of the exhaust device. By changing from N1 to N2, it becomes possible to shift the operating point of the exhaust fan 4 from O1 to O2.

【0033】その結果、排気ファン4の吸込み側の制御
点Xにおける圧力Hc1を大略一定に制御することが可
能となり、吸込み側の負圧増大及び負圧領域拡大現象を
回避することができる。
As a result, the pressure Hc1 at the control point X on the suction side of the exhaust fan 4 can be controlled to be substantially constant, and the negative pressure increase on the suction side and the negative pressure region expansion phenomenon can be avoided.

【0034】このように本実施例では、排気ファン4の
発生全圧の変化を制御点Xに取付けた微圧センサ6にて
検出し、この検出圧力をコントローラ7に入力して予め
設定した圧力と検出圧力との差(Hc1−Hc2)に見
合う制御信号に変換し、これをインバータ8に与えて制
御信号に対応する交流出力の周波数で排気ファン駆動モ
ータ9への供給電源を変化させるようにしたので、次の
ような効果を得ることができる。 (1)排気混合ガスCの流量低下によって、本来ならば
排気ファン4の運転動作点が性能曲線上O1からO2へ
と移行するはずのところ、上述したような制御機能によ
って実際の運転動作点はO22となる。これにより、余
剰風圧Hs2の発生回数を回避して排気ファン4の性能
を混合ガスCの減量に見合う性能レベルまで低下させる
ことが可能となる。 (2)図4に模式的に示す排気ファン4の性能曲線上の
運転動作点に対する圧力分布において、運転動作点が0
1となる場合は、混合ガスCの流量Q1が最大のケース
で、曲線Uのような排気ファン4の回転数N1に対する
ファン特性となる。したがって、排気ファン4の発生全
圧HT1に対して余剰風圧は発生しない。
As described above, in this embodiment, the change in the total pressure generated by the exhaust fan 4 is detected by the slight pressure sensor 6 attached to the control point X, and this detected pressure is input to the controller 7 to set a preset pressure. To a control signal corresponding to the difference (Hc1−Hc2) between the detected pressure and the detected pressure, and apply this to the inverter 8 to change the power supply to the exhaust fan drive motor 9 at the frequency of the AC output corresponding to the control signal. Therefore, the following effects can be obtained. (1) Although the operating point of the exhaust fan 4 should originally shift from O1 to O2 on the performance curve due to the decrease in the flow rate of the exhaust gas mixture C, the actual operating point is It becomes O22. This makes it possible to avoid the number of times of generation of the excess wind pressure Hs2 and reduce the performance of the exhaust fan 4 to a performance level commensurate with the reduction of the mixed gas C. (2) In the pressure distribution with respect to the operating point on the performance curve of the exhaust fan 4 schematically shown in FIG. 4, the operating point is 0.
When the flow rate is 1, the flow rate Q1 of the mixed gas C is the maximum, and the fan characteristic with respect to the rotation speed N1 of the exhaust fan 4 is shown by the curve U. Therefore, no excess wind pressure is generated with respect to the total generated pressure HT1 of the exhaust fan 4.

【0035】また、排気制御を行わない場合には、運転
動作点O2、混合ガス流量Q2、排気ファン回転数N1
の運転条件下で曲線Vのように余剰風圧Hs2が発生
し、その結果排気ファン4の吸込み側の負圧増大及び負
圧領域拡大現象を惹起することが想定される。
When exhaust control is not performed, the operating operating point O2, the mixed gas flow rate Q2, the exhaust fan rotation speed N1.
It is assumed that the excessive wind pressure Hs2 is generated under the operating condition of the curve V as shown by the curve V, and as a result, the negative pressure increase and the negative pressure region expansion phenomenon on the suction side of the exhaust fan 4 are caused.

【0036】さらに、運転動作点022、混合ガス流量
Q2、排気ファン回転数N2の運転条件のもと、前述し
た排気ファン性能制御機能を付与した結果、回転数をN
1→N2のように減少させることにより、曲線Wのよう
に排気ファン4の性能が混合ガスの減量に見合うレベル
まで低下するため、余剰風圧Hs2は消滅し、排気ファ
ン4の吸込み側の負圧増大及び負圧領域拡大現象の発生
が防止される。
Further, as a result of adding the above-mentioned exhaust fan performance control function under the operating conditions of the operation operating point 022, the mixed gas flow rate Q2, and the exhaust fan rotation speed N2, the rotation speed is N.
By decreasing as 1 → N2, the performance of the exhaust fan 4 decreases to a level commensurate with the reduction of the mixed gas as shown by the curve W, so that the excess wind pressure Hs2 disappears and the negative pressure on the suction side of the exhaust fan 4 is reduced. It is possible to prevent the increase and the negative pressure region expansion phenomenon from occurring.

【0037】図5は、本発明の第2の実施例を説明する
ための排気ファン4の性能曲線に対してリミッタを設置
した状況を模式的に示すものである。第2の実施例で
は、燃料電池パワープラントが定格負荷運転時の混合ガ
ス流量が最大となること、換気用空気のみ流れる場合に
混合ガス流量が最小になることに着目して、最大及び最
小流量時の排気ファン吐出し圧力に対してリミッタを設
置し、吐出圧力の上限において排気ファン回転数が最大
となり、下限において排気ファン回転数が最小となるよ
うに制御するようにしたものである。この場合、図3に
示すコントローラ7にリミッタ回路を設け、このリミッ
タ回路に微圧センサにより検出された検出圧力を入力し
て前述同様の制御信号を得ることで実現できる。
FIG. 5 schematically shows a situation in which a limiter is installed on the performance curve of the exhaust fan 4 for explaining the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, paying attention to the fact that the mixed gas flow rate at the time of rated load operation of the fuel cell power plant is maximum and that the mixed gas flow rate is minimum when only ventilation air flows, the maximum and minimum flow rates are set. A limiter is installed for the discharge pressure of the exhaust fan at this time, and the exhaust fan rotation speed is maximized at the upper limit of the discharge pressure, and the exhaust fan rotation speed is controlled at the lower limit of the discharge pressure. In this case, it can be realized by providing a limiter circuit in the controller 7 shown in FIG. 3 and inputting the detected pressure detected by the slight pressure sensor to this limiter circuit to obtain the same control signal as described above.

【0038】図6は、本発明の第3の実施例による燃料
電池パワープラントを特に屋内に設置した場合を概念的
に示したもので、図1と同一部には同一符号を付してそ
の説明を省略する。
FIG. 6 conceptually shows a case where the fuel cell power plant according to the third embodiment of the present invention is installed indoors in particular. The same parts as those in FIG. The description is omitted.

【0039】第3の実施例では、燃料電池パワープラン
トの運転負荷条件によって、燃料電池固有の排ガス流量
が変化することに着目して、隔室内換気用空気との混合
点より上流の位置に微圧センサ6を取付けて、燃料電池
固有の排ガス圧力を検出すると共に、排気装置の制御機
能を通して燃料電池固有の排ガス圧力を一定に維持する
ようにしたものである。
In the third embodiment, paying attention to the fact that the flow rate of exhaust gas peculiar to the fuel cell changes depending on the operating load condition of the fuel cell power plant, a slight increase in the position upstream of the mixing point with the ventilation air in the compartment is performed. A pressure sensor 6 is attached to detect the exhaust gas pressure peculiar to the fuel cell and to maintain the exhaust gas pressure peculiar to the fuel cell constant through the control function of the exhaust device.

【0040】即ち、図6に示すようにパワープラントエ
ンクロージャー1内の燃料電池固有の排ガス圧力を圧力
(HB)制御点として図示しない微圧センサ6により検
出し、その検出信号をコントローラに入力して排気ファ
ン4の回転数を制御するものである。
That is, as shown in FIG. 6, the exhaust gas pressure peculiar to the fuel cell in the power plant enclosure 1 is detected as a pressure (HB) control point by a micro pressure sensor 6 not shown, and the detection signal is input to the controller. The number of revolutions of the exhaust fan 4 is controlled.

【0041】図7は、本発明の第4の実施例による燃料
電池パワープラントの制御を説明するための図である。
第4の実施例では、燃料電池パワープラントの運転負荷
と混合ガス流量との関係を予めシミュレーションで確認
しておき、パワープラントの運転負荷信号を直接インバ
ータへ入力して、インバータの交流出力周波数を変化さ
せ、排気ファンモータ駆動回転数を制御するようにした
ものである。
FIG. 7 is a diagram for explaining the control of the fuel cell power plant according to the fourth embodiment of the present invention.
In the fourth embodiment, the relationship between the operating load of the fuel cell power plant and the mixed gas flow rate is confirmed in advance by simulation, and the operating load signal of the power plant is directly input to the inverter to determine the AC output frequency of the inverter. The number of rotations of the exhaust fan motor is changed to control it.

【0042】即ち、パワープラント負荷P1,P2,…
…Piと混合ガス流量との関係を予めシミュレーション
により求めておき、排気ファンモータ駆動回転数N1,
N2,……Niを制御する。
That is, the power plant loads P1, P2, ...
... The relationship between Pi and the flow rate of the mixed gas is previously obtained by simulation, and the exhaust fan motor drive rotation speed N1,
N2 ... Controls Ni.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上述べた本発明による燃料電池パワー
プラントの排気装置によれば、次のような効果を得るこ
とができる。 (1)パワープラントからの吐出口の数を少なくするこ
とができる。また、固有の排ガス中の蒸気分圧が混合に
より低下し、屋内設置の場合は排出ダクト内での水分凝
縮少なくでき、排気ダクトの腐食を防止できる。また、
屋外設置の場合は燃料電池固有の排ガス中の蒸気分圧が
混合により低下し、水分凝縮が少なくでき、白煙低減に
効果がある。 (2)この燃料電池パワープラントの運転負荷変動等に
起因して、排気混合ガス流量が変化(減少)する場合、
本来ならば排気ファンの運転動作点は性能曲線上の所定
流量の位置へ変化するはずのところ、微圧センサ、イン
バータ及び排気ファン駆動モータを組合せて構成した排
気ファン回転数制御機能によって実際の運転動作点を余
剰風圧(Hs2)の発生を回避する点(022)へ移行
させることが可能となる。即ち、排気ファンの性能を混
合ガスの減量に見合う性能レベルまで低下させることに
よって、排気ファンの余剰風圧の発生を回避することが
可能となる。 (3)排気ファンの余剰風圧発生による負圧増大及び負
圧領域拡大等の排気システム不安定現象発生を防止する
目的で、排気ファン吸込み側流路の一点に制御点を設け
て、この制御点の圧力を一定に維持するように排気ファ
ン性能レベルを制御することによって、この制御点より
上流への負圧増大及び負圧領域拡大等の波及を防止でき
る。 (4)燃料電池パワープラントの負荷運転条件によっ
て、燃料電池固有の排ガス流量が変化することに着目し
て、燃料電池固有の排ガスの隔室内換気用空気との混合
点より上流の位置における排ガス圧力を検出信号として
取り出すと共に、回転数制御を通じて排気ファン性能レ
ベルを制御することにより、この排ガス圧力を大略一定
に維持することが可能となる。 (5)上記(3)と同様に燃料電池パワープラントの運
転負荷信号をパワープラント排気装置の制御信号として
利用することにより、排出混合ガスの流量変化に追従す
る制御動作より、制御速度を早めることも可能となる。
According to the exhaust system for a fuel cell power plant according to the present invention described above, the following effects can be obtained. (1) The number of discharge ports from the power plant can be reduced. Further, the vapor partial pressure in the exhaust gas inherently decreases due to mixing, and in the case of indoor installation, water condensation in the exhaust duct can be reduced and corrosion of the exhaust duct can be prevented. Also,
In the case of outdoor installation, the partial pressure of vapor in the exhaust gas peculiar to the fuel cell is reduced by mixing, water condensation can be reduced, and it is effective in reducing white smoke. (2) When the flow rate of the exhaust gas mixture changes (decreases) due to changes in the operating load of the fuel cell power plant,
Originally, the operating point of the exhaust fan should change to the position of the specified flow rate on the performance curve, but the actual operation is performed by the exhaust fan rotation speed control function configured by combining the low pressure sensor, the inverter and the exhaust fan drive motor. It becomes possible to shift the operating point to the point (022) at which the generation of excess wind pressure (Hs2) is avoided. That is, by reducing the performance of the exhaust fan to a performance level commensurate with the reduction of the mixed gas, it becomes possible to avoid the generation of excess wind pressure of the exhaust fan. (3) A control point is provided at one point of the exhaust fan suction side flow path for the purpose of preventing the occurrence of an instability phenomenon of the exhaust system such as an increase in the negative pressure and an expansion of the negative pressure area due to the generation of excess wind pressure of the exhaust fan. By controlling the exhaust fan performance level so as to maintain the pressure at constant, it is possible to prevent the negative pressure increase upstream of the control point and the negative pressure region from spreading. (4) Exhaust gas pressure at a position upstream of the mixing point of the exhaust gas specific to the fuel cell with the ventilation air in the compartment, paying attention to the fact that the flow rate of the exhaust gas specific to the fuel cell changes depending on the load operating conditions of the fuel cell power plant. It is possible to maintain the exhaust gas pressure at a substantially constant level by taking out as a detection signal and controlling the exhaust fan performance level through rotation speed control. (5) As in the case of (3) above, by using the operation load signal of the fuel cell power plant as the control signal of the power plant exhaust device, the control speed is made faster than the control operation that follows the change in the flow rate of the exhaust gas mixture. Will also be possible.

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

【図1】本発明による燃料電池パワープラントの排気装
置の第1の実施例の概略を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a first embodiment of an exhaust device for a fuel cell power plant according to the present invention.

【図2】同実施例において、排気ファンの性能曲線と運
転動作点の変化状況を模式的に示す曲線図。
FIG. 2 is a curve diagram schematically showing a performance curve of an exhaust fan and a change situation of a driving operation point in the embodiment.

【図3】同実施例において、排気ファンの制御システム
を示す構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an exhaust fan control system in the embodiment.

【図4】同実施例において、排気ファンの発生全圧の変
化状況を模式的に示す曲線図。
FIG. 4 is a curve diagram schematically showing how the total pressure generated by the exhaust fan changes in the embodiment.

【図5】本発明の第2の実施例を説明するための排気フ
ァンの性能曲線に対してリミッタを設置した状況を模式
的に示す曲線図。
FIG. 5 is a curve diagram schematically showing a situation in which a limiter is installed on a performance curve of an exhaust fan for explaining a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例を説明するための構成と
排気ファンによる排ガス流量の曲線図。
FIG. 6 is a curve diagram of an exhaust gas flow rate by an exhaust fan and a configuration for explaining a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例を説明するための構成と
排気ファンによる排ガス流量の曲線図。
FIG. 7 is a curve diagram of an exhaust gas flow rate by an exhaust fan and a configuration for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……パワープラント・エンクロージャ、2……排気ダ
クト、3……排気口、4……排気ファン、30……隔
壁、5……排気装置、6……微圧センサ、7……コント
ローラ、8……インバータ、9……駆動モータ。
1 ... Power plant enclosure, 2 ... Exhaust duct, 3 ... Exhaust port, 4 ... Exhaust fan, 30 ... Partition wall, 5 ... Exhaust device, 6 ... Micro pressure sensor, 7 ... Controller, 8 …… Inverter, 9 …… Drive motor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 光雄 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 星野 清 東京都港区西新橋三丁目7番1号 東芝プ ラント建設株式会社内 (72)発明者 塩原 直樹 東京都港区西新橋三丁目7番1号 東芝プ ラント建設株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuo Sato 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba Headquarters office (72) Inventor Kiyoshi Hoshino 3-7-1 Nishishinbashi, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba Plant Construction Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Shiobara 3-7-1, Nishishimbashi, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba Plant Construction Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池本体、可燃ガス反応装置、熱交
換器、ポンプ、プロワ等を用いて発電システムとして構
成され、且つ前記ポンプ、ブロワ等の電動機により駆動
される通電機器と電池本体や反応器等の可燃ガスを扱う
機器とを隔壁で隔離して2つ以上の隔室を構成し、可燃
ガスと通電機器との接触を回避すると共に、各々の隔室
に独立した換気システムを装備して外部の清浄な空気を
供給して各隔室内を独立に換気するようにした燃料電池
パワープラントにおいて、 前記電池本体及び反応器から排出された燃料電池発電シ
ステム固有の排ガスと前記各隔室の換気空気からの排出
空気の少なくとも1つとを混合して排気する排気手段を
設けたことを特徴とする燃料電池パワープラント。
1. A current-carrying device configured as a power generation system using a fuel cell main body, a combustible gas reaction device, a heat exchanger, a pump, a proofer, etc., and driven by an electric motor such as the pump, a blower, etc., a battery main body, and a reaction. Separate the equipment that handles combustible gas such as a container with a partition wall to form two or more compartments, avoid contact between combustible gas and energized equipment, and equip each compartment with an independent ventilation system. In a fuel cell power plant in which each compartment is independently ventilated by supplying external clean air, the exhaust gas peculiar to the fuel cell power generation system discharged from the cell body and the reactor and each compartment A fuel cell power plant, characterized by comprising exhaust means for mixing and exhausting at least one of exhaust air from ventilation air.
【請求項2】 請求項1記載の燃料電池パワープラント
において、パワープラント内壁室換気用空気と燃料電池
固有の排ガスとの混合ガスを屋外に排出するパワープラ
ントの排気ダクトを付設し、この排気ダクトの途中に排
気ファンを設置したことを特徴とする燃料電池パワープ
ラントの排気装置。
2. The fuel cell power plant according to claim 1, further comprising an exhaust duct of the power plant for exhausting a mixed gas of air for ventilating the power plant inner wall chamber and exhaust gas peculiar to the fuel cell to the outside. An exhaust device for a fuel cell power plant, which is characterized by installing an exhaust fan in the middle of.
【請求項3】 請求項2記載の燃料電池パワープラント
の排気装置において、排気ファン吸込み圧力を検出する
圧力センサと、この圧力センサにより検出された吸込み
圧力に対応した検出信号が入力され、この検出信号をも
とに求められた制御信号を出力するコントローラと、こ
のコントローラより入力される制御信号をもとに交流出
力周波数を変化させて、前記排気ファンの駆動用モータ
の回転数を制御するインバータとを備えて、前記吸込み
側圧力がほぼ一定となるように前記排気ファンを制御す
る制御機能を持たせたことを特徴とする燃料電池パワー
プラントの排気装置。
3. The exhaust system for a fuel cell power plant according to claim 2, wherein a pressure sensor for detecting an exhaust fan suction pressure and a detection signal corresponding to the suction pressure detected by the pressure sensor are input, and the detection is performed. A controller that outputs a control signal obtained based on the signal, and an inverter that controls the rotation speed of the exhaust fan drive motor by changing the AC output frequency based on the control signal input from the controller. And a control function for controlling the exhaust fan so that the suction side pressure is substantially constant.
【請求項4】 請求項2記載の燃料電池パワープラント
の排気装置において、排気ファン吐出側及び吸込側へ圧
力センサを取付け、これら両圧力センサの検出値を用い
て両者の差圧から排気ファンの発生全圧を求め、対象の
燃料電池パワープラントの定格運転時の混合ガス流量に
対する排気ファンの発生全圧及びパワープラント部分負
荷運転時の混合ガス流量に対する発生全圧の所定範囲の
上下限に対してリミッタを設置して、発生全圧の下限に
おいて排気ファン回転数が最小となるように排気ファン
駆動用モータの回転数を制御して排気ファン吸込み側圧
力を一定に制御する制御機能を持たせたことを特徴とす
る燃料電池パワープラントの排気装置。
4. The exhaust system for a fuel cell power plant according to claim 2, wherein pressure sensors are attached to an exhaust fan discharge side and an exhaust fan side, and the detected values of these pressure sensors are used to detect the exhaust fan from the differential pressure between them. Calculate the total generated pressure, and compare the generated total pressure of the exhaust fan with the mixed gas flow rate during rated operation of the target fuel cell power plant and the upper and lower limits of the specified range of the total generated pressure with respect to the mixed gas flow rate during partial load operation of the power plant. A limiter is installed to control the rotation speed of the exhaust fan drive motor so that the exhaust fan rotation speed is minimized at the lower limit of the total generated pressure, and a control function to control the exhaust fan suction side pressure to a constant value is provided. An exhaust device for a fuel cell power plant, which is characterized in that
【請求項5】 請求項2記載の排気装置において、排気
ファンの発生風圧がファン駆動モータ回転数の2乗に比
例することに着目して、微圧センサで検出された圧力信
号を回転数に換算した信号に変換してインバータに入力
し、このインバータからの交流出力周波数に対応した駆
動モータ回転数を確保して排気ファンを制御する制御機
能を持たせたことを特徴とする燃料電池パワープラント
の排気装置。
5. The exhaust device according to claim 2, wherein the pressure signal detected by the slight pressure sensor is used as the rotation speed, paying attention to the fact that the wind pressure generated by the exhaust fan is proportional to the square of the fan drive motor rotation speed. A fuel cell power plant characterized by having a control function of converting the converted signal and inputting it to an inverter, securing a drive motor speed corresponding to the AC output frequency from this inverter, and controlling an exhaust fan Exhaust system.
【請求項6】 請求項2記載の燃料電池パワープラント
の排気装置において、燃料電池パワープラントからの排
気混合ガス流量が燃料電池パワープラントの運転負荷に
対応して変化することに着目し、運転負荷条件と排気フ
ァン発生全圧の関係を予めシミュレーションにより確認
して記憶しておき、燃料電池パワープラントの負荷信号
をインバータに入力し、このインバータからの交流出力
周波数に対応した駆動モータ回転数となるように排気フ
ァンを制御する制御機能を持たせたことを特徴とする燃
料電池パワープラントの排気装置。
6. The operating load of the exhaust system for a fuel cell power plant according to claim 2, wherein the flow rate of the exhaust gas mixture from the fuel cell power plant changes in accordance with the operating load of the fuel cell power plant. The relationship between the conditions and the exhaust fan generated total pressure is confirmed and stored in advance by simulation, and the load signal of the fuel cell power plant is input to the inverter, and the drive motor speed corresponding to the AC output frequency from this inverter is obtained. An exhaust device for a fuel cell power plant, which has a control function for controlling an exhaust fan as described above.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11185783A (en) * 1997-12-24 1999-07-09 Aqueous Reserch:Kk Fuel cell system
JP2002042840A (en) * 2000-07-24 2002-02-08 Toyota Motor Corp Fuel cell type cogeneration system
US7285345B2 (en) 2003-02-20 2007-10-23 Nissan Motor Co., Ltd. Ventilation of fuel cell power plant
JP2008117780A (en) * 2007-11-19 2008-05-22 Equos Research Co Ltd Fuel cell device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11185783A (en) * 1997-12-24 1999-07-09 Aqueous Reserch:Kk Fuel cell system
JP2002042840A (en) * 2000-07-24 2002-02-08 Toyota Motor Corp Fuel cell type cogeneration system
US7285345B2 (en) 2003-02-20 2007-10-23 Nissan Motor Co., Ltd. Ventilation of fuel cell power plant
JP2008117780A (en) * 2007-11-19 2008-05-22 Equos Research Co Ltd Fuel cell device

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