JPH09320621A - 燃料電池発電装置 - Google Patents

燃料電池発電装置

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JPH09320621A
JPH09320621A JP8128884A JP12888496A JPH09320621A JP H09320621 A JPH09320621 A JP H09320621A JP 8128884 A JP8128884 A JP 8128884A JP 12888496 A JP12888496 A JP 12888496A JP H09320621 A JPH09320621 A JP H09320621A
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fuel cell
power
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Tetsuya Nagai
鉄也 長井
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】改質装置の温度が上昇する事態が生じても、運
転を停止することなく安全に保持し、運転停止に伴う電
池の劣化の危険性を回避する。 【解決手段】改質装置２の運転上限温度を設定する第１
の温度設定器３１Ａの出力と改質装置２の温度を検出す
る温度計６の出力を第１比較器３２Ａへ入力し、改質装
置２の温度が運転上限温度を越えると、電力出力制御器
９に出力増加禁止指令信号を送り、逆変換器８を制御し
て燃料電池本体１の電力出力の増加を禁止する。また、
改質装置２の運転停止温度を設定する第２の温度設定器
３１Ｂと第２比較器３２Ｂとを備え、改質装置２の温度
がさらに上昇して運転停止温度を越えると、発電装置の
運転を制御する工程制御装置１２へ発電停止指令信号を
送り運転を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原燃料を改質する
改質装置の温度を監視し、所定温度に保持する改質装置
温度監視保護装置を備えた燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の燃料電池発電装置の改質
装置の温度監視保護系統の基本構成を示す要部系統図で
ある。外部より供給された原燃料は流量計４、制御バル
ブ３を経て改質装置２へと送られ、水素濃度の高い燃料
ガスへと改質されて燃料電池本体１へ供給される。燃料
電池本体１においては、燃料ガスと別途供給される酸化
剤ガスとにより電気化学反応が生じて、発電され、直流
電力が得られる。得られた直流電力出力は、出力設定器
１１の設定に従って、電力出力制御器９によって制御さ
れる逆変換器８により所定値の交流電力出力に変換され
て電力系統へと送られる。燃料電池本体１へ供給する燃
料ガスと酸化剤ガスは、所要発電電力に見合った量であ
る必要がある。したがって、改質装置２へ供給される原
燃料は、電流計７で測定された燃料電池本体１の出力電
流値を流量制御部５へと送り、この値に比例する流量と
なるように制御バルブ３を制御する方法を用いて所定の
流量に調整されている。
【０００３】改質装置２の加熱には、燃料電池本体１よ
り排出される燃料ガスの排出ガスが用いられ、排出ガス
に含まれる水素量は、供給される燃料ガス量が多いほど
多くなる。したがって、燃料電池本体１の出力電流値が
上昇し、これに伴って原燃料の供給量が増大すると、改
質装置２の加熱量も増大し、改質装置２の温度が上昇す
ることとなる。また、長期にわたり発電運転を継続する
と、電流計７や温度計６の誤差が増大して原燃料の流量
が出力電流値相当分よりも実質的に多くなり温度が上昇
する場合が生じたり、あるいは改質装置２の内部の炎の
形状の変化により温度が上昇する場合が生じる可能性が
増大する。
【０００４】改質装置温度監視保護装置２０は、改質装
置２の温度が過大となって損傷を生じるのを防止するた
めの装置で、温度設定器２１と比較器２２からなり、改
質装置２の温度を計測する温度計６の出力信号と温度設
定器２１の出力信号を比較器２２に入力し、改質装置２
の温度が温度設定器２１の設定温度を越えると燃料電池
発電装置の運転を制御する工程制御装置１２へと発電停
止信号を送り発電装置の運転を停止し、破損の発生を回
避するよう構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとく、従来の
燃料電池発電装置においては、改質装置温度監視保護装
置２０を備えて改質装置２の温度上昇に伴う損傷を防止
している。しかしながら、本構成においては、改質装置
２の温度が設定値以上に上昇すると燃料電池発電装置の
運転を停止する方法をとることとしているので、改質装
置２の加熱は停止し安全に保持されるが、電池冷却用の
冷却水循環ポンプの作動をバックアップする外部電源を
備えている場合を除いて、燃料電池本体１は冷却水も停
止して高温の運転温度に放置されることとなるので、電
池が劣化して所定の性能が得られなくなるという危険性
がある。
【０００６】本発明の目的は、改質装置の温度が上昇す
る事態が生じても、運転を停止することなく安全に保持
され、運転停止に伴う電池の劣化の危険性が回避される
燃料電池発電装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、 （１）原燃料を水素濃度の高い燃料ガスに改質する改質
装置と、改質装置からの燃料ガスと酸化剤ガスを受けて
電気化学反応により発電する燃料電池本体と、燃料電池
本体での発電により得られた直流出力を交流出力に変換
して電力系統に供給する逆変換器と、逆変換器の出力が
出力設定器の設定値に追従するように制御する電力出力
制御器を備えた燃料電池発電装置において、改質装置の
運転上限温度を設定する温度設定器と、改質装置の温度
を検出する温度計の出力と温度設定器の出力とを受け、
温度計の検出温度が温度設定器の設定温度を越えたとき
電力出力制御器に燃料電池本体の発電出力の増加を禁止
する出力増加禁止指令信号を発する比較器とを有する改
質装置温度監視保護装置を備えることとする。
【０００８】（２）さらに、上記の改質装置温度監視保
護装置に、改質装置の運転停止温度を設定する第２の温
度設定器と、温度計の出力と第２の温度設定器の出力と
を受け、温度計の検出温度が第２の温度設定器の設定温
度を越えたとき発電装置の発電運転を停止する発電停止
指令信号を発する比較器とを備え、運転停止温度を運転
上限温度より高く設定することとする。
【０００９】上記（１）のごとくにすれば、改質装置の
温度が上昇し、設定された運転上限温度を越えると、発
電出力の増加が禁止され、発電出力はその値以下に制限
されるので、改質装置に供給される原燃料の流量も増大
することはない。したがって、改質装置の温度は装置の
運転を停止しなくともほぼ上記の設定温度に保持され、
発電出力が低下すれば低下することとなる。
【００１０】また上記（２）のごとくにすれば、改質装
置の温度が上昇し、設定された運転上限温度を越える
と、発電出力の増加が禁止され、改質装置の温度はほぼ
上記の設定温度以下に保持され、仮に万が一、改質装置
の温度がさらに上昇する事態が生じても、運転停止温度
を越えれば発電運転が停止されるので、改質装置の破損
が回避されることとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の燃料電池発電装
置の改質装置の温度監視保護系統の基本構成を示す要部
系統図である。本図において、図２に示した従来例と同
一機能を備えた構成部品には同一符号が付されており、
重複する説明は省略する。図１に示した本発明の構成と
図２の従来例の構成との差異は、改質装置温度監視保護
装置の構成にある。すなわち、本発明の構成の改質装置
温度監視保護装置３０は、改質装置２の運転上限温度を
設定する第１温度設定器３１Ａと第１比較器３２Ａ、改
質装置２の運転停止温度を設定する第２温度設定器３１
Ｂと第２比較器３２Ｂからなる。第１比較器３２Ａは、
第１温度設定器３１Ａの出力信号と、温度計６で検出さ
れた改質装置２の温度出力信号を受けて、検出温度が設
定された運転上限温度を越えたとき、逆変換器８を制御
する電力出力制御部９に出力増加禁止指令信号を送る機
能を備えている。また、第２比較器３２Ｂは、第２温度
設定器３１Ｂの出力信号と、温度計６で検出された改質
装置２の温度出力信号を受けて、検出温度が設定された
運転停止温度を越えたとき、発電装置の運転を制御する
工程制御装置１２に発電停止指令信号を送る機能を備え
ている。また、上記において、運転停止温度は運転上限
温度より高く設定して用いられる。
【００１２】したがって、この改質装置温度監視保護装
置３０を備えた燃料電池発電装置においては、電力出力
の増大による原燃料の流量の増大等の要因によって改質
装置２の温度上昇が生じる時、検出温度が第１温度設定
器３１Ａで設定された運転上限温度を越えれば、発電出
力の増加が禁止され、発電出力はその値以下に制限され
るので、改質装置２に供給される原燃料の流量も増大す
ることはない。したがって、装置の運転を停止しなくて
も、改質装置２の温度はほぼ上記の運転上限温度に保持
され、発電出力が低下すれば低下するので、継続して運
転を持続することができ、運転停止に伴う電池の劣化の
危険性が回避されることとなる。また、第２温度設定器
３１Ｂで設定された運転停止温度を越えれば発電運転が
停止されるので、万が一、改質装置２の温度がさらに上
昇する事態が生じても、改質装置２の温度上昇による破
損は回避される。
【００１３】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、 （１）燃料電池発電装置に、請求項１に記載のごとく、
改質装置の運転上限温度を設定する温度設定器と、改質
装置の温度を検出する温度計の出力と温度設定器の出力
とを受けて温度計の検出温度が温度設定器の設定温度を
越えたとき電力出力制御器に燃料電池本体の発電出力の
増加を禁止する出力増加禁止指令信号を発する比較器と
を有する改質装置温度監視保護装置を備えることとした
ので、改質装置の温度が上昇する事態が生じても、運転
を停止することなく安全に保持され、運転停止に伴う電
池の劣化の危険性が回避される燃料電池発電装置が得ら
れることとなった。
【００１４】（２）また上記の燃料電池発電装置に、請
求項２に記載のごとく、改質装置の運転停止温度を設定
する第２の温度設定器と、温度計の出力と第２の温度設
定器の出力とを受けて温度計の検出温度が第２の温度設
定器の設定温度を越えたとき発電装置の発電運転を停止
する発電停止指令信号を発する比較器とを備え、運転停
止温度を運転上限温度より高く設定することとすれば、
万が一改質装置の温度がさらに上昇する事態が生じて
も、破損が防止されるので、より好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料電池発電装置の改質装置の温度監
視保護系統の基本構成を示す要部系統図
【図２】従来の燃料電池発電装置の改質装置の温度監視
保護系統の基本構成を示す要部系統図
【符号の説明】
１ 燃料電池本体 ２ 改質装置 ３ 制御バルブ ４ 流量計 ５ 流量制御部 ６ 温度計 ７ 電流計 ８ 逆変換器 ９ 電力出力制御器 １０ 電力計 １１ 出力設定器 １２ 工程制御装置 ３０ 改質装置温度監視保護装置 ３１Ａ 第１温度設定器 ３１Ｂ 第２温度設定器 ３２Ａ 第１比較器 ３２Ｂ 第２比較器 ３３ 発電停止指令信号 ３４ 出力増加禁止指令信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】原燃料を水素濃度の高い燃料ガスに改質す
    る改質装置と、改質装置からの燃料ガスと酸化剤ガスを
    受けて電気化学反応により発電する燃料電池本体と、燃
    料電池本体での発電により得られた直流出力を交流出力
    に変換して電力系統に供給する逆変換器と、逆変換器の
    出力が出力設定器の設定値に追従するように制御する電
    力出力制御器を備えた燃料電池発電装置において、 前記改質装置の運転上限温度を設定する温度設定器と、 改質装置の温度を検出する温度計の出力と前記温度設定
    器の出力とを受け、温度計の検出温度が温度設定器の設
    定温度を越えたとき前記電力出力制御器に燃料電池本体
    の発電出力の増加を禁止する出力増加禁止指令信号を発
    する比較器とを有する改質装置温度監視保護装置を備え
    たことを特徴とする燃料電池発電装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の燃料電池発電装置におい
    て、前記改質装置温度監視保護装置に、 改質装置の運転停止温度を設定する第２の温度設定器
    と、 前記温度計の出力と第２の温度設定器の出力とを受け、
    温度計の検出温度が第２の温度設定器の設定温度を越え
    たとき発電装置の発電運転を停止する発電停止指令信号
    を発する比較器とを備え、運転停止温度を前記運転上限
    温度より高く設定したことを特徴とする燃料電池発電装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016070407A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 ダイキン工業株式会社 油圧ユニット又は油冷却ユニット
JP2020027714A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 アイシン精機株式会社 燃料電池システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016070407A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 ダイキン工業株式会社 油圧ユニット又は油冷却ユニット
JP2020027714A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 アイシン精機株式会社 燃料電池システム

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