JPH0878031A - Air blower controller of fuel cell power generating device - Google Patents
Air blower controller of fuel cell power generating deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、空気ブロワとタービン
圧縮機を併用する燃料電池発電装置の空気ブロワ制御装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air blower control device for a fuel cell power generator which uses both an air blower and a turbine compressor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】溶融炭酸塩型の燃料電池は、高効率で環
境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特徴
を有しており、水力、火力、原子力に続く発電システム
として注目を集め、現在世界各国で鋭意研究が進められ
ている。2. Description of the Related Art A molten carbonate fuel cell has characteristics that conventional power generators do not have, such as high efficiency and little impact on the environment, and it is attracting attention as a power generation system following hydropower, thermal power, and nuclear power. Has been collected and is now under intense research in various countries around the world.
【０００３】図３は天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型
の燃料電池発電装置の一例を示す図である。図示するよ
うに、発電設備は、天然ガスと水蒸気とを混合した燃料
ガス１を水素を含むアノードガス２に改質する改質器３
と、酸素を含むカソードガス４と前記アノードガス２と
から発電する燃料電池５とを一般に備えており、改質器
３で作られたアノードガス２は燃料電池５のアノードＡ
ｎに供給され、燃料電池５内でその大部分を消費してア
ノード排ガス６となり、アノード排ガスライン７により
燃焼用ガスとして改質器３の燃焼室Ｃｏに供給される。
なお、燃料電池５は格納容器８に格納され可燃性ガス等
の外部への漏洩を防止して安全性を高めている。FIG. 3 is a diagram showing an example of a molten carbonate type fuel cell power generator using natural gas as a fuel. As shown in the figure, the power generation facility includes a reformer 3 for reforming a fuel gas 1 obtained by mixing natural gas and steam into an anode gas 2 containing hydrogen.
And a fuel cell 5 for generating electric power from the cathode gas 4 containing oxygen and the anode gas 2, and the anode gas 2 produced by the reformer 3 is the anode A of the fuel cell 5.
n is supplied to the combustion chamber Co of the reformer 3 as combustion gas through the anode exhaust gas line 7 by consuming most of it in the fuel cell 5.
The fuel cell 5 is stored in the storage container 8 to prevent leakage of combustible gas and the like to the outside to improve safety.
【０００４】改質器３は燃料電池５を出たアノード排ガ
ス６中の可燃成分（水素、一酸化炭素、メタン等）とカ
ソード排ガス９の一部とで燃焼して高温の燃焼排ガス１
０を生成する燃焼室Ｃｏと、内部に改質触媒が充填され
ていて燃焼室Ｃｏからの伝熱により燃料ガス１を改質す
る改質室Ｒｅとからなっており、改質室Ｒｅで改質され
た水素を含む高温のアノードガス２は、燃料加熱器１１
を通り冷却されて燃料電池５のアノードＡｎに供給され
る。一方放熱により温度の下がった燃焼排ガス１０は排
ガス供給ライン１２を通り空気予熱器１３で冷却され、
凝縮器１４および気水分離ドラム１５により水分が除去
され、低温ブロワ１６により加圧され、空気１７と混合
し、空気予熱器１３により加熱され、カソード循環ライ
ン１８に入る。また、気水分離ドラム１５の出口には、
燃焼排ガス１０の圧力が高い時に開く安全弁１９及び排
ガス処理装置２０が接続されている。The reformer 3 burns with combustible components (hydrogen, carbon monoxide, methane, etc.) in the anode exhaust gas 6 discharged from the fuel cell 5 and a part of the cathode exhaust gas 9 to generate a high temperature combustion exhaust gas 1.
The reforming chamber Re includes a combustion chamber Co that generates 0 and a reforming chamber Re that is filled with a reforming catalyst and that reforms the fuel gas 1 by heat transfer from the combustion chamber Co. The high-temperature anode gas 2 containing purified hydrogen is used as the fuel heater 11
And is supplied to the anode An of the fuel cell 5. On the other hand, the combustion exhaust gas 10 whose temperature has dropped due to heat dissipation is cooled by the air preheater 13 through the exhaust gas supply line 12.
Water is removed by the condenser 14 and the steam separation drum 15, pressurized by the low temperature blower 16, mixed with the air 17, heated by the air preheater 13, and enters the cathode circulation line 18. Further, at the outlet of the steam separation drum 15,
A safety valve 19 that opens when the pressure of the combustion exhaust gas 10 is high and an exhaust gas treatment device 20 are connected.
【０００５】カソードガス４は、燃料電池５のカソード
Ｃａで一部が反応して高温のカソード排ガス９となり、
カソード排ガスライン２１により空気１７を圧縮するタ
ービン圧縮機２２に導かれて動力を回収した後、さらに
排熱回収のため蒸気発生器２３で水蒸気２４を発生して
系外に排出される。この水蒸気２４は蒸気ライン２５に
より燃料ガス供給ライン２６に送られ原料ブロワ２７か
ら送られてくる原料ガス２８と混合して燃料ガス１とな
り改質器３に供給される。A part of the cathode gas 4 reacts with the cathode Ca of the fuel cell 5 to become a high temperature cathode exhaust gas 9,
After being guided to the turbine compressor 22 for compressing the air 17 by the cathode exhaust gas line 21 to recover the power, steam 24 is further generated by the steam generator 23 for exhaust heat recovery and is discharged to the outside of the system. The steam 24 is sent to the fuel gas supply line 26 by the steam line 25 and mixed with the raw material gas 28 sent from the raw material blower 27 to become the fuel gas 1 and supplied to the reformer 3.
【０００６】前記燃料電池５のカソード排ガス９の一部
は、カソード循環ライン１８により前記空気予熱器１３
からの空気と合流して高温ブロワ２９により、カソード
ガス４として燃料電池５のカソードＣａに循環供給され
る。A part of the cathode exhaust gas 9 of the fuel cell 5 is supplied to the air preheater 13 by a cathode circulation line 18.
The high temperature blower 29 circulates and supplies the air from the fuel cell 5 to the cathode Ca of the fuel cell 5 as the cathode gas 4.
【０００７】図３において、原料ブロワ２７の出口には
燃料供給弁３０が設けてあり、該燃料供給弁３０の出口
にはＮ2供給弁３１を備えたＮ2パージライン３２が接続
されている。プラント稼動中は、燃料供給弁３０は開と
なり、原料ブロワ２７により原料ガス２８が供給され、
蒸気ライン２５から供給される水蒸気２４と混合して燃
料ガス１となって改質器３の改質室Ｒｅに供給されてい
る。なお、原料ガス２８としては天然ガスなどが用いら
れる。また、プラント停止中は、Ｎ2パージライン３２
からＮ2（窒素）ガスを供給して改質器３及び燃料電池
５内を不活性ガス雰囲気にすることによって安全を図る
ようにしている。[0007] In FIG. 3, the exit of material blower 27 is provided with fuel supply valve 30, N 2 purge line 32 at the outlet of the fuel supply valve 30 with the N 2 supply valve 31 is connected . During operation of the plant, the fuel supply valve 30 is opened, the raw material blower 27 supplies the raw material gas 28,
The fuel gas 1 mixed with the steam 24 supplied from the steam line 25 is supplied to the reforming chamber Re of the reformer 3. Natural gas or the like is used as the source gas 28. Also, while the plant is stopped, the N 2 purge line 32
By supplying N 2 (nitrogen) gas from the inside to make the inside of the reformer 3 and the fuel cell 5 an inert gas atmosphere, safety is ensured.
【０００８】タービン圧縮機２２の空気圧縮機Ｃに接続
される空気ライン３３には、空気ブロワ３４を有するバ
イパスライン３５が接続されており、燃料電池５の起動
時等のタービン圧縮機２２の容量が不足した時のバック
アップに使用される。A bypass line 35 having an air blower 34 is connected to an air line 33 connected to the air compressor C of the turbine compressor 22, and the capacity of the turbine compressor 22 at the time of starting the fuel cell 5 or the like. Used for backup when there is not enough.
【０００９】前記空気ライン３３とバイパスライン３５
が合流された合流ライン３６は、再び主空気ライン３７
と起動用熱風発生炉用空気ライン３８とに分岐されてお
り、主空気ライン３７は主空気弁３９を介して空気１７
を排ガス供給ライン１２の低温ブロワ１６の出口に供給
し、また起動用熱風発生炉用空気ライン３８は起動用熱
風発生炉用空気弁４０を介して起動用熱風発生炉４１に
空気１７を供給するようにしている。The air line 33 and the bypass line 35
The merging line 36, where the
And a hot air generating furnace air line 38 for start-up, and the main air line 37 is connected to the air 17 via a main air valve 39.
Is supplied to the outlet of the low temperature blower 16 of the exhaust gas supply line 12, and the hot-air generating furnace air line 38 for starting supplies air 17 to the hot-air generating furnace 41 for starting through the hot-air generating furnace air valve 40 for starting. I am trying.
【００１０】起動用熱風発生炉４１には、原料ブロワ２
７出口の原料ガス２８の一部が、起動用熱風発生炉用燃
料供給弁４２を備えた起動用燃料ライン４３を介して供
給されるようになっており、燃料電池５の起動時に前記
起動用熱風発生炉用空気ライン３８からの空気１７によ
って燃焼を行い、その高温の燃焼ガスで、カソード循環
ライン１８に備えた熱交換器４４により循環しているカ
ソードガス４を加熱し、燃料電池５が使用可能温度（ほ
ぼ５８０℃以上）になるまで昇温させるようにしてい
る。また、熱交換器４４でカソードガス４の加熱を行っ
た燃焼ガスは、タービン圧縮機２２に導かれるようにな
っている。In the hot air generator 41 for starting, the raw material blower 2
A part of the raw material gas 28 at the 7th outlet is supplied through a starting fuel line 43 equipped with a starting hot air generating furnace fuel supply valve 42, and is used for starting the fuel cell 5 at the time of starting. Combustion is performed by the air 17 from the hot-air generating furnace air line 38, and the high-temperature combustion gas heats the circulating cathode gas 4 by the heat exchanger 44 provided in the cathode circulation line 18, and the fuel cell 5 The temperature is raised until it reaches a usable temperature (approximately 580 ° C or higher). Further, the combustion gas obtained by heating the cathode gas 4 in the heat exchanger 44 is introduced into the turbine compressor 22.
【００１１】また、前記起動用燃料ライン４３は改質器
用燃料供給弁４５を介して原料ガス２８の一部をアノー
ド排ガスライン７に供給するよう接続されており、起動
時に燃焼室Ｃｏでの燃焼により改質器３の昇温を行うよ
うにしている。The starting fuel line 43 is connected via the reformer fuel supply valve 45 so as to supply a part of the raw material gas 28 to the anode exhaust gas line 7, and at the time of starting, combustion in the combustion chamber Co is performed. Therefore, the temperature of the reformer 3 is raised.
【００１２】前記空気ブロワ３４は、燃料電池５の起動
時を含む低負荷運転時等のタービン圧縮機２２に送られ
るカソード排ガス９の流量が少ない時にも、空気１７の
要求量が満たされるように、空気圧縮機Ｃによる不足分
を補足する作動を行うものであり、よって空気ブロワ３
４は起動と停止を繰り返すように運転されている。前記
空気ブロワ３４は、空気ブロワ回転数制御装置４６から
の回転数制御信号４７によって回転が制御されるように
なっている。The air blower 34 is designed so that the required amount of air 17 is satisfied even when the flow rate of the cathode exhaust gas 9 sent to the turbine compressor 22 during the low load operation including the startup of the fuel cell 5 is small. , The air compressor C performs an operation to supplement the shortage, and thus the air blower 3
No. 4 is operated so as to repeat start and stop. The rotation of the air blower 34 is controlled by a rotation speed control signal 47 from an air blower rotation speed control device 46.
【００１３】又、前記バイパスライン３５の空気ブロワ
３４の出口には、空気ブロワ圧力調節弁４８を備えて大
気に連通した空気放出管４９が接続してあり、前記空気
ブロワ圧力調節弁４８が圧力制御装置５０からの圧力制
御信号５０ａによって制御されるようになっている。Further, an air blower pressure adjusting valve 48 is connected to the outlet of the air blower 34 of the bypass line 35, and an air discharge pipe 49 communicating with the atmosphere is connected to the air blower pressure adjusting valve 48. It is adapted to be controlled by a pressure control signal 50a from the controller 50.
【００１４】図４は従来の前記空気ブロワ回転数制御装
置４６の一例を示したもので、合流ライン３６の全空気
流量を検出する空気流量計５１を設けると共に、燃料電
池５に対する出力指令５３を取入れて関数変換して出力
指令５３に見合った空気流量の指令信号５５を出す関数
変換器５４を設け、前記全空気流量信号５２から指令信
号５５を減算して差の信号５７を出す減算器５６を備
え、且つ該減算器５６からの差の信号５７が零になるよ
うに回転数制御信号４７を出すＰＩ調節計５８を備え、
更に前記回転数制御信号４７を手動・自動切替器５９を
介して空気ブロワ３４に出すようにしている。FIG. 4 shows an example of the conventional air blower rotation speed control device 46. An air flow meter 51 for detecting the total air flow rate of the merging line 36 is provided and an output command 53 for the fuel cell 5 is provided. A function converter 54 is provided which takes in and converts the function into an air flow rate command signal 55 corresponding to the output command 53, and subtracts the command signal 55 from the total air flow rate signal 52 to output a difference signal 57. And a PI controller 58 that outputs a rotation speed control signal 47 so that the difference signal 57 from the subtractor 56 becomes zero.
Further, the rotation speed control signal 47 is output to the air blower 34 via a manual / automatic switch 59.
【００１５】燃料電池５の起動時には、まず起動用熱風
発生炉４１が作動されるが、この時点ではタービン圧縮
機２２に供給される排ガスは起動用熱風発生炉４１から
の燃焼ガスのみであるため、タービン圧縮機２２では殆
ど空気が供給されず、従って空気１７の殆ど総てが空気
ブロワ３４によって供給されている。At the time of starting the fuel cell 5, the starting hot air generating furnace 41 is first operated. At this time, the exhaust gas supplied to the turbine compressor 22 is only the combustion gas from the starting hot air generating furnace 41. The turbine compressor 22 supplies almost no air, and therefore almost all of the air 17 is supplied by the air blower 34.
【００１６】従って、上記起動時には、前記空気ブロワ
回転数制御装置４６において、指令信号５５に対して全
空気流量信号５２が小さいために、回転数を上昇させる
回転数制御信号４７が空気ブロワ３４に出されて、空気
ブロワ３４は最大負荷で回転される。また、燃料電池５
が使用可能温度に上昇されてカソードＣａ側に空気１７
が供給されるようになってタービン圧縮機２２の回転が
徐々に上昇されるようになってきて空気圧縮機Ｃからの
空気１７が増加すると、その分だけ空気ブロワ３４によ
る空気１７の量が少なくなるように前記空気ブロワ回転
数制御装置４６により自動的に調節されて、合流ライン
３６を流れる全体空気量が出力指令に基づいた指令信号
５５に一致するよう制御される。Therefore, at the time of starting, since the total air flow rate signal 52 is smaller than the command signal 55 in the air blower rotation speed control device 46, the rotation speed control signal 47 for increasing the rotation speed is sent to the air blower 34. Out, the air blower 34 is rotated at maximum load. In addition, the fuel cell 5
Is heated to the usable temperature and air 17 is supplied to the cathode Ca side.
When the rotation of the turbine compressor 22 is gradually increased and the amount of the air 17 from the air compressor C increases, the amount of the air 17 by the air blower 34 decreases accordingly. As described above, the air blower rotation speed control device 46 automatically adjusts so that the total amount of air flowing through the merging line 36 is controlled to match the command signal 55 based on the output command.
【００１７】又、図５は前記従来の圧力制御装置５０の
一例を示したもので、空気ブロワ３４の入口と出口に入
口圧力計６０と出口圧力計６１を設け、入口圧力計６０
からの入口圧力信号６２と、出口圧力計６１からの出口
圧力信号６３とを減算器６４に取入れて圧力差（差圧）
を求め、その圧力差信号６５から、減算器６６、ＰＩ調
節計６７、手動・自動切替器６８を介して空気ブロワ圧
力調節弁４８に圧力制御信号５０ａを出すようにしてい
る。FIG. 5 shows an example of the conventional pressure control device 50. An inlet pressure gauge 60 and an outlet pressure gauge 61 are provided at the inlet and outlet of the air blower 34, and the inlet pressure gauge 60 is provided.
The inlet pressure signal 62 from the outlet and the outlet pressure signal 63 from the outlet pressure gauge 61 are taken into the subtractor 64 to obtain a pressure difference (differential pressure).
The pressure control signal 50a is output from the pressure difference signal 65 to the air blower pressure control valve 48 via the subtractor 66, the PI controller 67, and the manual / automatic switch 68.
【００１８】前記減算器６６には、０．２ｋｇ／ｃｍ2
Ｇの差圧設定信号６９を発する信号発生器７０からの信
号が出されて、前記圧力差信号６５から差圧設定信号６
９が減算されるようになっており、従って、前記圧力差
信号６５が０．２ｋｇ／ｃｍ 2Ｇ以上の値になると、差
圧過剰分信号６６ａがＰＩ調節計６７に出され、ＰＩ調
節計６７は前記差圧過剰分信号６６ａに応じて空気ブロ
ワ圧力調節弁４８を開けて空気１７の一部を空気放出管
４９により大気に放出するようにしている。これによ
り、前記空気ブロワ３４の入口と出口の圧力差が常に
０．２ｋｇ／ｃｍ2Ｇ以内に保持されて空気ブロワ３４
の過負荷が防止されるようになっている。In the subtractor 66, 0.2 kg / cm2
The signal from the signal generator 70 that issues the G differential pressure setting signal 69.
Is issued, the differential pressure setting signal 6 is output from the differential pressure signal 65.
9 is subtracted, and therefore the pressure difference
Signal 65 is 0.2 kg / cm 2When the value exceeds G, the difference
The overpressure signal 66a is output to the PI controller 67, and the PI adjustment is performed.
The node meter 67 responds to the differential pressure excess signal 66a by an air blower.
(5) Open the pressure control valve 48 to release a part of the air 17 from the air discharge pipe.
It is designed to be released to the atmosphere by 49. This
Therefore, the pressure difference between the inlet and outlet of the air blower 34 is always
0.2 kg / cm2Air blower 34 kept within G
Overload is prevented.
【００１９】[0019]
【発明が解決しようとする課題】従来の空気ブロワの制
御装置では、空気ブロワ３４の出口に空気ブロワ圧力調
節弁４８を備えた空気放出管４９を設け、空気ブロワ３
４の入口と出口に設けた入口圧力計６０と出口圧力計６
１によって検出した圧力差信号６５が差圧設定信号６９
（０．２ｋｇ／ｃｍ2Ｇ）を超えた時に、空気ブロワ圧
力調節弁４８を開けて空気を大気に逃がすことにより、
空気ブロワ３４の過負荷を防止する圧力制御装置５０を
備えた構成としているので、空気ブロワ３４により圧縮
した空気１７の一部を大気に放出してしまうために動力
損失の問題を有していると共に、前記空気放出管４９及
び空気ブロワ圧力調節弁４８を設ける必要があり、更に
空気ブロワ回転数制御装置４６の他に、空気ブロワ圧力
調節弁４８を調節するための圧力制御装置５０を別個に
設ける必要があって、構成が複雑化するといった問題を
有していた。In the conventional air blower control device, an air discharge pipe 49 equipped with an air blower pressure control valve 48 is provided at the outlet of the air blower 34, and an air blower 3 is provided.
Inlet pressure gauge 60 and outlet pressure gauge 6 provided at the inlet and outlet of 4
The pressure difference signal 65 detected by 1 is the differential pressure setting signal 69
When the pressure exceeds (0.2 kg / cm 2 G), the air blower pressure control valve 48 is opened to let air escape to the atmosphere.
Since the pressure control device 50 for preventing the overload of the air blower 34 is provided, a part of the air 17 compressed by the air blower 34 is discharged to the atmosphere, which causes a problem of power loss. At the same time, it is necessary to provide the air discharge pipe 49 and the air blower pressure control valve 48, and in addition to the air blower rotation speed control device 46, a pressure control device 50 for adjusting the air blower pressure control valve 48 is separately provided. There is a problem in that the configuration becomes complicated because it is necessary to provide it.
【００２０】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、空気ブロワにより圧縮した空気の大気放出を
なくして動力の損失を防止し、同時に空気放出管及び空
気ブロワ圧力調節弁の設置を省略し、且つ制御装置を簡
略化して構成の簡素化を図り得る燃料電池発電装置の空
気ブロワ制御装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and prevents the loss of power by eliminating the atmospheric release of the air compressed by an air blower, and at the same time installs an air discharge pipe and an air blower pressure control valve. It is an object of the present invention to provide an air blower control device for a fuel cell power generation device that can omit the above and simplifies the control device to simplify the configuration.
【００２１】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料電池５の
カソード排ガス９により駆動されるタービン圧縮機２２
と、該タービン圧縮機２２の空気圧縮機Ｃに連通する空
気ライン３３に接続したバイパスライン３５に備えてい
る空気ブロワ３４とを併用して空気１７の供給を行うよ
うにしている燃料電池発電装置の空気ブロワ制御装置で
あって、空気圧縮機Ｃ出口と空気ブロワ３４出口の合流
ライン３６の空気流量を検出して全空気流量信号５２を
出す空気流量計５１と、燃料電池５に対する出力指令５
３を関数変換して出力指令５３に見合った空気流量の指
令信号５５を出す関数変換器５４と、前記全空気流量信
号５２から指令信号５５を減算して差の信号５７を出す
減算器５６と、前記差の信号５７を零にするための制御
信号７２ｂを空気ブロワ３４に出すＰＩ調節計５８と、
空気ブロワ３４の入口圧力を検出して入口圧力信号を６
２を出す入口圧力計６０と、空気ブロワ３４の出口圧力
を検出して出口圧力信号６３を出す出口圧力計６１と、
前記出口圧力信号６３と入口圧力信号６２を減算して圧
力差信号６５を出す減算器６４と、差圧設定信号６９を
出す信号発生器７０と、前記圧力差信号６５から差圧設
定信号６９を減算して差圧過剰分信号７８を出す減算器
６６と、前記差圧過剰分信号７８を零にするための制御
信号７２ａを空気ブロワ３４に出力するＰＩ調節計６７
と、前記制御信号７２ａ，７２ｂを取入れて、起動時切
替信号７７により起動時は制御信号７２ａを空気ブロワ
３４に出力し、それ以外の時は制御信号７２ｂを空気ブ
ロワ３４に出力するよう切替える切替器７３とを備えた
ことを特徴とする燃料電池発電装置の空気ブロワ制御装
置、に係るものである。The present invention is directed to a turbine compressor 22 driven by the cathode exhaust gas 9 of a fuel cell 5.
And the air blower 34 provided in the bypass line 35 connected to the air line 33 communicating with the air compressor C of the turbine compressor 22 so as to supply the air 17 together. Which is an air blower control device for detecting the air flow rate of the air line C at the outlet of the air compressor C and the outlet of the air blower 34 and outputs a total air flow rate signal 52, and an output command 5 to the fuel cell 5.
A function converter 54 for converting 3 into a function to output a command signal 55 of an air flow rate corresponding to the output command 53; and a subtractor 56 for subtracting the command signal 55 from the total air flow rate signal 52 and outputting a difference signal 57. , A PI controller 58 which outputs a control signal 72b to the air blower 34 for zeroing the difference signal 57,
The inlet pressure signal is detected by detecting the inlet pressure of the air blower 34.
2 and an outlet pressure gauge 61 which detects the outlet pressure of the air blower 34 and outputs an outlet pressure signal 63,
A subtracter 64 that subtracts the outlet pressure signal 63 and the inlet pressure signal 62 to output a pressure difference signal 65, a signal generator 70 that outputs a differential pressure setting signal 69, and a differential pressure setting signal 69 from the pressure difference signal 65. A subtracter 66 that subtracts and outputs a differential pressure excess signal 78, and a PI controller 67 that outputs a control signal 72a for zeroing the differential pressure excess signal 78 to the air blower 34.
And a switch for taking in the control signals 72a and 72b and outputting the control signal 72a to the air blower 34 at the time of start-up by the start-up switching signal 77, and outputting the control signal 72b to the air blower 34 at other times. And an air blower control device for a fuel cell power generation device.
【００２２】[0022]
【作用】本発明では、起動用熱風発生炉４１の運転中の
信号７４と主空気弁３９の全閉の信号７５の何れかが発
生している起動時は、空気ブロワ３４の入口圧力計６０
の入口圧力信号６２と、出口の出口圧力計６１の出口圧
力信号６３との圧力差信号６５が、信号発生器７０から
の差圧設定信号６９より大きいと、その差圧過剰分信号
７８が零になるようにＰＩ調節計６７から出される制御
信号７２ａによって空気ブロワ３４の回転数を減少させ
るように制御することにより、空気ブロワ３４の過負荷
が防止される。According to the present invention, the inlet pressure gauge 60 of the air blower 34 is activated at the time of activation when either the signal 74 indicating that the hot air generating furnace 41 for start-up is operating or the signal 75 indicating that the main air valve 39 is fully closed.
When the pressure difference signal 65 between the inlet pressure signal 62 of the output pressure gauge 62 and the outlet pressure signal 63 of the outlet pressure gauge 61 of the outlet is larger than the differential pressure setting signal 69 from the signal generator 70, the excess pressure difference signal 78 is zero. By controlling the rotation speed of the air blower 34 by the control signal 72a output from the PI controller 67 so as to become, the overload of the air blower 34 is prevented.
【００２３】また、前記起動用熱風発生炉４１の運転中
の信号７４と主空気弁３９の全閉の信号７５の何れもな
くなって、タービン圧縮機２２が自立できるようになっ
た以後は、空気流量計５１からの全空気流量信号５２か
ら、出力指令５３に基づいて関数変換された関数変換器
５４の指令信号５５が減算器５６により減算され、その
差の信号５７が零になるようにＰＩ調節計５８から出力
される制御信号７２ｂにより空気ブロワ３４の回転数が
制御されるようになり、よってタービン圧縮機２２の自
立以後は、タービン圧縮機２２の空気圧縮機Ｃからの空
気１７の不足分だけが空気ブロワ３４によって供給され
るようになる。Further, after neither the signal 74 during the operation of the hot air generating furnace 41 for start-up nor the signal 75 for the full closing of the main air valve 39 disappears and the turbine compressor 22 becomes independent, air From the total air flow rate signal 52 from the flow meter 51, the command signal 55 of the function converter 54, which has been function-converted based on the output command 53, is subtracted by the subtractor 56, and the difference signal 57 becomes zero so that PI The rotation speed of the air blower 34 is controlled by the control signal 72b output from the controller 58. Therefore, after the turbine compressor 22 becomes independent, the air 17 from the air compressor C of the turbine compressor 22 is insufficient. Only the minutes will be supplied by the air blower 34.
【００２４】従って、従来行われていた空気ブロワ３４
からの空気１７の大気放出がなくなって動力の損失を防
止でき、同時に空気放出管及び空気ブロワ圧力調節弁の
設置を省略し、且つ空気ブロワ３４の制御装置を簡略化
して構成の簡素化を図ることができる。Therefore, the conventional air blower 34 is used.
It is possible to prevent the air 17 from being released into the atmosphere to prevent power loss, at the same time omit the installation of the air discharge pipe and the air blower pressure control valve, and simplify the control device of the air blower 34 to simplify the configuration. be able to.
【００２５】[0025]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２６】図１は本発明を適用した燃料電池発電装置
の一例を示したものであり、図３と同一物には同じ符号
を付して詳細な説明は省略する。FIG. 1 shows an example of a fuel cell power generator to which the present invention is applied. The same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【００２７】図１に示すように、タービン圧縮機２２の
空気圧縮機Ｃに接続される空気ライン３３には、空気ブ
ロワ３４を有するバイパスライン３５が設けられてお
り、燃料電池５の起動時等のタービン圧縮機２２の容量
が不足した時のバックアップに使用されるようになって
いる。As shown in FIG. 1, the air line 33 connected to the air compressor C of the turbine compressor 22 is provided with a bypass line 35 having an air blower 34, for example, when the fuel cell 5 is started. It is designed to be used as a backup when the capacity of the turbine compressor 22 is insufficient.
【００２８】前記空気ライン３３とバイパスライン３５
が合流された合流ライン３６は、再び主空気ライン３７
と起動用熱風発生炉用空気ライン３８とに分岐され、主
空気ライン３７は主空気弁３９を介して排ガス供給ライ
ン１２の低温ブロワ１６の出口に空気１７を供給し、ま
た起動用熱風発生炉用空気ライン３８は起動用熱風発生
炉用空気弁４０を介して起動用熱風発生炉４１に空気１
７を供給するようにしている。The air line 33 and the bypass line 35
The merging line 36, where the
And a hot air generating furnace air line 38 for start-up, the main air line 37 supplies air 17 to the outlet of the low temperature blower 16 of the exhaust gas supply line 12 via a main air valve 39, and a hot air generating furnace for start-up. The air line 38 is connected to the hot air generator 41 for startup via the air valve 40 for hot air generator for startup.
I am trying to supply 7.
【００２９】上記した空気ブロワ３４に、空気ブロワ制
御装置７１を接続し、該空気ブロワ制御装置７１からの
回転数制御信号７２によって前記空気ブロワ３４の回転
数制御を行うようにしている。An air blower control device 71 is connected to the air blower 34, and the rotation speed control signal 72 from the air blower control device 71 controls the rotation speed of the air blower 34.
【００３０】図２は前記空気ブロワ制御装置７１の一例
を示したもので、該空気ブロワ制御装置７１は、図４に
示した空気ブロワ回転数制御装置４６のＰＩ調節計５８
と手動・自動切替器５９との間に、切替器７３を備えた
構成を有している。FIG. 2 shows an example of the air blower controller 71. The air blower controller 71 is a PI controller 58 of the air blower rotation speed controller 46 shown in FIG.
The switch 73 is provided between the manual switch and the manual / automatic switch 59.
【００３１】即ち、合流ライン３６の全空気流量を検出
する空気流量計５１を設け、該空気流量計５１からの全
空気流量信号５２と、燃料電池５に対する出力指令５３
を取入れて出力指令５３に見合った空気流量を関数変換
して出力する関数変換器５４からの指令信号５５とを、
減算器５６に取入れて減算し、減算して得た差の信号５
７が零になるように制御信号７２ｂを出すＰＩ調節計５
８からの制御信号７２ｂが、切替器７３、手動・自動切
替器５９を介して空気ブロワ３４に回転数制御信号４７
として出力されるようになっている。That is, an air flow meter 51 for detecting the total air flow rate of the merging line 36 is provided, and the total air flow rate signal 52 from the air flow meter 51 and the output command 53 to the fuel cell 5 are provided.
A command signal 55 from a function converter 54 that takes in and converts the air flow rate corresponding to the output command 53 into a function, and outputs the function.
The signal 5 of the difference obtained by the subtraction
PI controller 5 which outputs a control signal 72b so that 7 becomes zero
The control signal 72b from 8 is sent to the air blower 34 via the switch 73 and the manual / automatic switch 59 to control the rotation speed 47.
Is output as.
【００３２】また、図５と同様に、空気ブロワ３４の入
口と出口に入口圧力計６０と出口圧力計６１を設け、入
口圧力計６０からの入口圧力信号６２と、出口圧力計６
１からの出口圧力信号６３とを減算器６４に取入れて圧
力の差を求め、該圧力差信号６５を減算器６６に出すよ
うにしている。更に減算器６６には、０．２ｋｇ／ｃｍ
2Ｇの差圧設定信号６９を発する信号発生器７０からの
信号が入力されていて、前記圧力差信号６５から差圧設
定信号６９が減算されて差圧過剰分信号７８がＰＩ調節
計６７に出力され、ＰＩ調節計６７は前記差圧過剰分信
号７８が零になるように制御信号７２ａを切替器７３に
出力し、該制御信号７２ａが前記空気ブロワ３４の回転
数制御信号７２として出力されるようになっている。As in FIG. 5, an inlet pressure gauge 60 and an outlet pressure gauge 61 are provided at the inlet and outlet of the air blower 34, and an inlet pressure signal 62 from the inlet pressure gauge 60 and an outlet pressure gauge 6 are provided.
The outlet pressure signal 63 from 1 is taken into the subtractor 64 to obtain the pressure difference, and the pressure difference signal 65 is outputted to the subtractor 66. Further, the subtractor 66 has 0.2 kg / cm.
A signal from a signal generator 70 that issues a 2 G differential pressure setting signal 69 is input, the differential pressure setting signal 69 is subtracted from the pressure difference signal 65, and an excess differential pressure signal 78 is input to the PI controller 67. The PI controller 67 outputs a control signal 72a to the switch 73 so that the differential pressure excess signal 78 becomes zero, and the control signal 72a is output as the rotation speed control signal 72 of the air blower 34. It has become so.
【００３３】空気ブロワ３４の入口と出口の差圧増加に
より空気ブロワ３４に過負荷の問題が生じるのは、燃料
電池５の起動時のように、タービン圧縮機２２が稼働さ
れず、そのため必要空気の殆どを空気ブロワ３４が賄わ
なければならないような高負荷条件で運転される場合で
あり、従って、起動が終盤になって主空気弁３９が開か
れてカソードＣａに空気１７が供給されるようになった
り、燃料電池５が運転できる状態になって起動用熱風発
生炉４１の運転が停止される時点になると、タービン圧
縮機２２は多量の空気１７を送給できるようになるの
で、前記空気ブロワ３４の過負荷の問題は生じなくな
る。The problem of overloading the air blower 34 due to the increase in the differential pressure between the inlet and the outlet of the air blower 34 is that the turbine compressor 22 is not operated as when the fuel cell 5 is started, and therefore the required air Is operated under a high load condition in which the air blower 34 must cover most of the above, so that the main air valve 39 is opened and the air 17 is supplied to the cathode Ca at the end of startup. Or when the fuel cell 5 becomes operable and the operation of the hot air generator 41 for startup is stopped, the turbine compressor 22 can supply a large amount of air 17. The blower 34 overload problem no longer occurs.
【００３４】このため、起動用熱風発生炉４１の運転中
の信号７４と主空気弁３９の全閉の信号７５を入力する
ＯＲ回路７６を設け、前記信号７４，７５の何れかが発
せられているときは、起動時切替信号７７によって制御
信号７２ａが空気ブロワ３４に出力されるようにａ側に
切替器７３を切替えるように構成する。また、前記信号
７４，７５の何れもない時には、切替器７３は制御信号
７２ｂ空気ブロワ３４に出力するようｂ側に切替えられ
るようになっている。Therefore, an OR circuit 76 is provided for inputting the signal 74 in operation of the hot air generating furnace 41 for startup and the signal 75 for fully closing the main air valve 39, and either of the signals 74, 75 is issued. When it is turned on, the switching device 73 is switched to the a side so that the control signal 72a is output to the air blower 34 by the start-up switching signal 77. When neither of the signals 74 and 75 is present, the switch 73 is switched to the b side so as to output the control signal 72b to the air blower 34.
【００３５】次に上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.
【００３６】燃料電池５の起動時には、まず起動用熱風
発生炉用空気弁４０を開けて空気ブロワ３４の作動によ
り空気１７を起動用熱風発生炉４１に供給すると共に、
起動用熱風発生炉用燃料供給弁４２を開けて原料ガス２
８の一部を起動用熱風発生炉４１に供給して燃焼を行
い、その高温の燃焼ガスにて熱交換器４４を介してカソ
ード循環ライン１８のカソードガス４を加熱して燃料電
池５を予熱する。この時主空気弁３９は閉じられてい
る。When the fuel cell 5 is started up, first the air valve 40 for the hot air generating furnace for starting is opened and the air 17 is supplied to the hot air generating furnace 41 for starting by the operation of the air blower 34.
Open the fuel supply valve 42 for the hot air generator for start-up and feed gas 2
8 is supplied to the hot air generator 41 for start-up to perform combustion, and the hot combustion gas heats the cathode gas 4 in the cathode circulation line 18 via the heat exchanger 44 to preheat the fuel cell 5. To do. At this time, the main air valve 39 is closed.
【００３７】前記熱交換器４４でカソードガス４の加熱
を行った起動用熱風発生炉４１からの燃焼ガスは、ター
ビン圧縮機２２に導かれてタービン圧縮機２２の昇温及
び回転に用いられる。この時点ではタービン圧縮機２２
は殆ど仕事をせず、よって空気１７の供給は殆ど総てが
空気ブロワ３４によっている。The combustion gas from the hot-air generating furnace 41 for start-up, which has heated the cathode gas 4 by the heat exchanger 44, is guided to the turbine compressor 22 and used for heating and rotating the turbine compressor 22. At this point the turbine compressor 22
Does little work, so the supply of air 17 is almost entirely due to the air blower 34.
【００３８】一方、改質器用燃料供給弁４５が開けられ
て、改質器３の燃焼室Ｃｏに燃料ガス１の一部が供給さ
れて燃焼が行われることにより改質器３の昇温が行わ
れ、これによる燃焼排ガス１０の量が徐々に増加され、
更にその後起動が終盤になって主空気弁３９が開かれて
カソードＣａに空気１７が供給されるようになると、多
量のカソード排ガス９がタービン圧縮機２２に供給さ
れ、空気圧縮機Ｃからの空気量も増大される。On the other hand, the reformer fuel supply valve 45 is opened, and a part of the fuel gas 1 is supplied to the combustion chamber Co of the reformer 3 for combustion to raise the temperature of the reformer 3. And the amount of combustion exhaust gas 10 is gradually increased.
When the main air valve 39 is opened and the air 17 is supplied to the cathode Ca after the start of the operation, the large amount of cathode exhaust gas 9 is supplied to the turbine compressor 22 and the air from the air compressor C is supplied. The quantity is also increased.
【００３９】上記燃料電池５の起動時には、図２におけ
る起動用熱風発生炉４１の運転中の信号７４と主空気弁
３９の全閉の信号７５の両方とも発生しているので、起
動時切替信号７７によって切替器７３は制御信号７２ａ
を取入れて空気ブロワ３４に出力する。At the time of starting the fuel cell 5, both the signal 74 during operation of the hot air generator 41 for starting and the signal 75 for fully closing the main air valve 39 shown in FIG. 77 causes the switch 73 to control signal 72a
Take in and output to the air blower 34.
【００４０】即ち、空気ブロワ３４の入口に設けた入口
圧力計６０の入口圧力信号６２と、出口に設けた出口圧
力計６１の出口圧力信号６３が減算器６４に入れられ
て、出口圧力信号６３から入口圧力信号６２が減算され
ることにより空気ブロワ３４の入口と出口の圧力差（差
圧）が求められ、この圧力差信号６５が更に減算器６６
に出される。減算器６６には、信号発生器７０からの
０．２ｋｇ／ｃｍ2Ｇの差圧設定信号６９が入れられて
おり、前記圧力差信号６５から差圧設定信号６９が減算
され、前記圧力差信号６５が０．２ｋｇ／ｃｍ2Ｇ以上
の値になったときに、差圧過剰分信号７８がＰＩ調節計
６７に出力され、ＰＩＡ調節計６７は差圧過剰分信号７
８が零になるように制御信号７２ａを切替器７３に出し
て空気ブロワ３４の回転数を減少させるように制御され
る。That is, the inlet pressure signal 62 of the inlet pressure gauge 60 provided at the inlet of the air blower 34 and the outlet pressure signal 63 of the outlet pressure gauge 61 provided at the outlet are put into the subtractor 64, and the outlet pressure signal 63 The pressure difference (pressure difference) between the inlet and the outlet of the air blower 34 is obtained by subtracting the inlet pressure signal 62 from the pressure difference signal 65.
Issued to. The subtractor 66 receives a differential pressure setting signal 69 of 0.2 kg / cm 2 G from the signal generator 70, subtracts the differential pressure setting signal 69 from the pressure difference signal 65, and outputs the pressure difference signal. When 65 becomes a value of 0.2 kg / cm 2 G or more, the differential pressure excess signal 78 is output to the PI controller 67, and the PIA controller 67 outputs the differential pressure excess signal 7
The control signal 72a is output to the switch 73 so that 8 becomes zero, and the rotation speed of the air blower 34 is reduced.
【００４１】これにより、前記空気ブロワ３４の入口と
出口の圧力差が常に０．２ｋｇ／ｃｍ2Ｇ以内に保持さ
れて空気ブロワ３４の過負荷が防止される。As a result, the pressure difference between the inlet and the outlet of the air blower 34 is always kept within 0.2 kg / cm 2 G, and the overload of the air blower 34 is prevented.
【００４２】燃料電池５の温度が５８０℃付近になる
と、燃料電池５の電解質が溶けてウェットシールができ
るようになり、この状態になると主空気弁３９が開かれ
て空気１７が低温ブロワ１６の出口に供給されるように
なり、これによりタービン圧縮機２２が自立できるよう
な状態になると、起動用熱風発生炉用空気弁４０及び起
動用熱風発生炉用燃料供給弁４２が閉じられて起動用熱
風発生炉４１の運転が停止される。When the temperature of the fuel cell 5 reaches around 580 ° C., the electrolyte of the fuel cell 5 melts to enable wet sealing. In this state, the main air valve 39 is opened and the air 17 is cooled by the low temperature blower 16. When the turbine compressor 22 becomes self-sustaining due to being supplied to the outlet, the hot-air generating furnace air valve 40 for startup and the hot-air generating furnace fuel supply valve 42 for startup are closed to start up. The operation of the hot air generating furnace 41 is stopped.
【００４３】すると、起動用熱風発生炉４１の運転中の
信号７４と主空気弁３９の全閉の信号７５の両方とも発
生しなくなるので、起動時切替信号７７がなくなり、よ
って切替器７３は制御信号７２ｂを取入れて空気ブロワ
３４に出力するようになる。Then, neither the signal 74 during the operation of the hot air generating furnace 41 for start-up nor the signal 75 for fully closing the main air valve 39 is generated, so that the switching signal 77 at the time of startup disappears, and thus the switch 73 is controlled. The signal 72b is taken in and output to the air blower 34.
【００４４】即ち、タービン圧縮機２２が自立できるよ
うになった以後は、空気流量計５１からの全空気流量信
号５２から、燃料電池５に対する出力指令５３に基づい
て関数変換された関数変換器５４の指令信号５５が減算
器５６により減算され、その差の信号５７がＰＩ調節計
５８に出力され、ＰＩ調節計５８は前記差の信号５７が
零になるように制御信号７２ｂを切替器７３に出して空
気ブロワ３４の回転数を制御するようになり、従ってタ
ービン圧縮機２２の自立以後は、タービン圧縮機２２の
空気圧縮機Ｃからの空気１７の不足分だけを空気ブロワ
３４によって供給するよう制御される。That is, after the turbine compressor 22 becomes independent, the function converter 54 is function-converted from the total air flow rate signal 52 from the air flow meter 51 based on the output command 53 to the fuel cell 5. Is subtracted by the subtracter 56, and the difference signal 57 is output to the PI controller 58. The PI controller 58 outputs the control signal 72b to the switch 73 so that the difference signal 57 becomes zero. Therefore, after the turbine compressor 22 becomes self-sustaining, only the shortage of the air 17 from the air compressor C of the turbine compressor 22 is supplied by the air blower 34. Controlled.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、起動用
熱風発生炉４１の運転中の信号７４と主空気弁３９の全
閉の信号７５の何れかが発生している起動時は、空気ブ
ロワ３４の入口圧力計６０の入口圧力信号６２と、出口
の出口圧力計６１の出口圧力信号６３との圧力差信号６
５が、信号発生器７０からの差圧設定信号６９より大き
いと、その差圧過剰分信号７８が零になるようにＰＩ調
節計６７から出力される制御信号７２ａによって空気ブ
ロワ３４の回転数を減少させるように制御することによ
り、空気ブロワ３４の過負荷が防止され、また、前記起
動用熱風発生炉４１の運転中の信号７４と主空気弁３９
の全閉の信号７５の何れもなくなってタービン圧縮機２
２が自立できるようになった以後は、空気流量計５１か
らの全空気流量信号５２から、出力指令５３に基づいて
関数変換された関数変換器５４の指令信号５５が減算器
５６により減算され、その差の信号５７が零になるよう
にＰＩ調節計５８から出力される制御信号７２ｂにより
空気ブロワ３４の回転数が制御され、よってタービン圧
縮機２２の自立以後は、タービン圧縮機２２の空気圧縮
機Ｃからの空気１７の不足分だけを空気ブロワ３４によ
って供給する制御を行うよう構成しているので、従来行
われていた空気ブロワ３４による圧縮された空気１７の
大気放出をなくして動力の損失を防止し、同時に空気放
出管及び空気ブロワ圧力調節弁の設置を省略し、且つ制
御装置を簡略化して構成の簡素化を図ることができる等
の優れた効果を奏し得る。As is clear from the above description, when either the signal 74 during operation of the hot air generating furnace 41 for start-up or the signal 75 for fully closing the main air valve 39 is generated, the Pressure difference signal 6 between the inlet pressure signal 62 of the inlet pressure gauge 60 of the blower 34 and the outlet pressure signal 63 of the outlet outlet pressure gauge 61 of the outlet
5 is larger than the differential pressure setting signal 69 from the signal generator 70, the rotational speed of the air blower 34 is controlled by the control signal 72a output from the PI controller 67 so that the differential pressure excess signal 78 becomes zero. By controlling so as to decrease, the overload of the air blower 34 is prevented, and the signal 74 during operation of the hot air generating furnace 41 for starting and the main air valve 39 are controlled.
Turbine compressor 2 without any signal 75
After 2 becomes independent, the subtractor 56 subtracts the command signal 55 of the function converter 54, which has been function-converted based on the output command 53, from the total air flow signal 52 from the air flow meter 51. The rotation speed of the air blower 34 is controlled by the control signal 72b output from the PI controller 58 so that the difference signal 57 becomes zero. Therefore, after the turbine compressor 22 becomes independent, the air compression of the turbine compressor 22 is performed. Since the air blower 34 controls the air blower 34 to supply only the shortage of the air 17 from the machine C, the loss of power by eliminating the atmospheric release of the compressed air 17 by the air blower 34, which has been conventionally performed, is lost. It is possible to prevent the above, simultaneously omit the installation of the air discharge pipe and the air blower pressure control valve, simplify the control device, and simplify the configuration. Get.
【図１】本発明の燃料電池発電装置の空気ブロワ制御装
置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an air blower control device of a fuel cell power generator of the present invention.
【図２】本発明における空気ブロワ制御装置の回路図で
ある。FIG. 2 is a circuit diagram of an air blower control device according to the present invention.
【図３】従来の燃料電池発電装置の空気ブロワ制御装置
の全体構成図である。FIG. 3 is an overall configuration diagram of an air blower control device of a conventional fuel cell power generator.
【図４】図３の空気ブロワ回転数制御装置の回路図であ
る。4 is a circuit diagram of the air blower rotation speed control device in FIG. 3. FIG.
【図５】図３の圧力制御装置の回路図である。5 is a circuit diagram of the pressure control device of FIG.
５ 燃料電池 ９ カソード排ガス １７ 空気 ２２ タービン圧縮機 ３３ 空気ライン ３４ 空気ブロワ ３５ バイパスライン ３６ 合流ライン ５１ 空気流量計 ５２ 全空気流量信号 ５３ 出力指令 ５４ 関数変換器 ５５ 指令信号 ５６ 減算器 ５７ 差の信号 ５８ ＰＩ調節計 ６０ 入口圧力計 ６１ 出口圧力計 ６２ 入口圧力信号 ６３ 出口圧力信号 ６４ 減算器 ６５ 圧力差信号 ６７ ＰＩ調節計 ６９ 差圧設定信号 ７０ 信号発生器 ７２ａ 制御信号 ７２ｂ 制御信号 ７３ 切替器 ７７ 起動時切替信号 ７８ 差圧過剰分信号 Ｃ 空気圧縮機 5 Fuel cell 9 Cathode exhaust gas 17 Air 22 Turbine compressor 33 Air line 34 Air blower 35 Bypass line 36 Combined line 51 Air flow meter 52 Total air flow rate signal 53 Output command 54 Function converter 55 Command signal 56 Subtractor 57 Difference signal 58 PI controller 60 Inlet pressure gauge 61 Outlet pressure gauge 62 Inlet pressure signal 63 Outlet pressure signal 64 Subtractor 65 Pressure difference signal 67 PI controller 69 Differential pressure setting signal 70 Signal generator 72a Control signal 72b Control signal 73 Switch 77 Start-up switching signal 78 Differential pressure excess signal C Air compressor
Claims (1)
により駆動されるタービン圧縮機（２２）と、該タービ
ン圧縮機（２２）の空気圧縮機（Ｃ）に連通する空気ラ
イン（３３）に接続したバイパスライン（３５）に備え
ている空気ブロワ（３４）とを併用して空気（１７）の
供給を行うようにしている燃料電池発電装置の空気ブロ
ワ制御装置であって、空気圧縮機（Ｃ）出口と空気ブロ
ワ（３４）出口の合流ライン（３６）の空気流量を検出
して全空気流量信号（５２）を出す空気流量計（５１）
と、燃料電池（５）に対する出力指令（５３）を関数変
換して出力指令（５３）に見合った空気流量の指令信号
（５５）を出す関数変換器（５４）と、前記全空気流量
信号（５２）から指令信号（５５）を減算して差の信号
（５７）を出す減算器（５６）と、前記差の信号（５
７）を零にするための制御信号（７２ｂ）を空気ブロワ
（３４）に出すＰＩ調節計（５８）と、空気ブロワ（３
４）の入口圧力を検出して入口圧力信号を（６２）を出
す入口圧力計（６０）と、空気ブロワ（３４）の出口圧
力を検出して出口圧力信号（６３）を出す出口圧力計
（６１）と、前記出口圧力信号（６３）と入口圧力信号
（６２）を減算して圧力差信号（６５）を出す減算器
（６４）と、差圧設定信号（６９）を出す信号発生器
（７０）と、前記圧力差信号（６５）から差圧設定信号
（６９）を減算して差圧過剰分信号（７８）を出す減算
器（６６）と、前記差圧過剰分信号（７８）を零にする
ための制御信号（７２ａ）を空気ブロワ（３４）に出力
するＰＩ調節計（６７）と、前記制御信号（７２ａ）
（７２ｂ）を取入れて、起動時切替信号（７７）により
起動時は制御信号（７２ａ）を空気ブロワ（３４）に出
力し、それ以外の時は制御信号（７２ｂ）を空気ブロワ
（３４）に出力するよう切替える切替器（７３）とを備
えたことを特徴とする燃料電池発電装置の空気ブロワ制
御装置。1. Cathode exhaust gas (9) of a fuel cell (5)
An air blower (34) provided in a turbine compressor (22) driven by the compressor and a bypass line (35) connected to an air line (33) communicating with the air compressor (C) of the turbine compressor (22). ) Is used together to supply air (17), which is an air blower control device for a fuel cell power generation device, the confluence line (36) of the air compressor (C) outlet and the air blower (34) outlet. Air flow meter (51) which detects the air flow rate and outputs a total air flow rate signal (52)
A function converter (54) for function-converting the output command (53) to the fuel cell (5) to output a command signal (55) of an air flow rate corresponding to the output command (53), and the total air flow rate signal ( A subtracter (56) for subtracting the command signal (55) from the signal 52 to produce a difference signal (57);
PI controller (58) which outputs a control signal (72b) to zero the air blower (34), and the air blower (3)
4) An inlet pressure gauge (60) that detects the inlet pressure of the air blower (62) and outputs an inlet pressure signal (62), and an outlet pressure gauge (60) that detects the outlet pressure of the air blower (34) and outputs an outlet pressure signal (63). 61), a subtracter (64) for subtracting the outlet pressure signal (63) and the inlet pressure signal (62) to generate a pressure difference signal (65), and a signal generator (for generating a differential pressure setting signal (69) ( 70), a subtracter (66) for subtracting the differential pressure setting signal (69) from the pressure difference signal (65) to generate an excessive differential pressure signal (78), and the excessive differential pressure signal (78). A PI controller (67) for outputting a control signal (72a) for zeroing to the air blower (34), and the control signal (72a)
Incorporating (72b), the control signal (72a) is output to the air blower (34) at the time of activation by the activation switching signal (77), and the control signal (72b) is output to the air blower (34) at other times. An air blower control device for a fuel cell power generator, comprising a switch (73) for switching to output.
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| JP (1) | JP3508229B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100696686B1 (en) * | 2005-06-24 | 2007-03-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | Collection method amount of flow in fuel feeder for fuel cell system |
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1994
- 1994-09-05 JP JP21108294A patent/JP3508229B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| KR100696686B1 (en) * | 2005-06-24 | 2007-03-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | Collection method amount of flow in fuel feeder for fuel cell system |
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