JPS6297268A - 燃料電池発電プラントの制御装置 - Google Patents
燃料電池発電プラントの制御装置Info
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- JPS6297268A JPS6297268A JP60236685A JP23668585A JPS6297268A JP S6297268 A JPS6297268 A JP S6297268A JP 60236685 A JP60236685 A JP 60236685A JP 23668585 A JP23668585 A JP 23668585A JP S6297268 A JPS6297268 A JP S6297268A
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- flow rate
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、燃料電池発電プラントの制御装置、特に改質
装置燃焼室における安定な燃焼状態を維持し１ｑる燃料
電池発電プラントの制御装置に関するものである。
装置燃焼室における安定な燃焼状態を維持し１ｑる燃料
電池発電プラントの制御装置に関するものである。
［発明の技術的前頭］
燃料電池発電プラントは、改質装置を介して原料ガスか
ら水素ガスを生成し、この水素ガスを電池本体に供給し
て電極反応を行なわせて再び改質装置へ回収し、改質装
置燃焼室（以下燃焼室と言う）の燃料として利用する燃
料系の構成と、圧縮機などで加圧された空気を直接或い
は電池本体を ・経由した後に前記燃焼室の燃焼用空
気として利用する空気系の構成とを有している。
ら水素ガスを生成し、この水素ガスを電池本体に供給し
て電極反応を行なわせて再び改質装置へ回収し、改質装
置燃焼室（以下燃焼室と言う）の燃料として利用する燃
料系の構成と、圧縮機などで加圧された空気を直接或い
は電池本体を ・経由した後に前記燃焼室の燃焼用空
気として利用する空気系の構成とを有している。
ここで燃焼室は原料ガスから水素ガスを生成する際に必
要とする熱エネルギーを適切に供給するためにあるもの
で、燃焼室バーナへの燃焼用空気と燃料との供給量によ
って制御される。
要とする熱エネルギーを適切に供給するためにあるもの
で、燃焼室バーナへの燃焼用空気と燃料との供給量によ
って制御される。
前記熱エネルギー供給についての従来の制御構成の一例
を以下に示す。
を以下に示す。
第３図は従来の燃Ｆｌ極流量制御構成のブロック図であ
る。第３図において、１は負荷或いは電池電流ａに応じ
た燃料極流量設定値すを発生するための設定流量演０器
であり、２及び３は調節器である。本実施例における燃
料極流量設定値ｑは前記９伺に応じた設定ＩＵ ｂと補
正信号ｆとを加算することにより得られる。なお、補正
信号「は改質装置反応室代表温度設定値Ｃとその検出値
ｄとの温度偏差ｅ１．：基づいた調節器２からの出力で
ある。
る。第３図において、１は負荷或いは電池電流ａに応じ
た燃料極流量設定値すを発生するための設定流量演０器
であり、２及び３は調節器である。本実施例における燃
料極流量設定値ｑは前記９伺に応じた設定ＩＵ ｂと補
正信号ｆとを加算することにより得られる。なお、補正
信号「は改質装置反応室代表温度設定値Ｃとその検出値
ｄとの温度偏差ｅ１．：基づいた調節器２からの出力で
ある。
ここで燃料極流量設定値ｑが与えられると、調節器３は
前記設定値ｑと流１検出値りとの流過偏差ｔをもとに、
燃料極流量調節弁４に対して開度指令ｊを与えることに
より、流量制御が行なわれる。
前記設定値ｑと流１検出値りとの流過偏差ｔをもとに、
燃料極流量調節弁４に対して開度指令ｊを与えることに
より、流量制御が行なわれる。
［背景技術の問題点］
上記構成を有する従来装置では、例えば改質装置の代表
温度ｄが低下した場合、燃料極流量は第３図に示した構
成によって増加する。即ち、代表温度ｄが低下したため
温度偏差ｅが大となり、結果として調節器２から出力さ
れる補正信号ｆが大となるためである。
温度ｄが低下した場合、燃料極流量は第３図に示した構
成によって増加する。即ち、代表温度ｄが低下したため
温度偏差ｅが大となり、結果として調節器２から出力さ
れる補正信号ｆが大となるためである。
しかしながら、この場合燃焼室への燃焼用空気量と燃料
極光重とで決まる燃焼室バーナ部での空気過剰率が低下
し、これが時には不完全燃焼に繋がる問題があった。
極光重とで決まる燃焼室バーナ部での空気過剰率が低下
し、これが時には不完全燃焼に繋がる問題があった。
［発明の目的］
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、改質装置燃焼室における空気過剰率の極度の低下、
及び不完全燃焼を回避し１７る燃料電池発電プラントの
制御装置を提供することを目的としている。
り、改質装置燃焼室における空気過剰率の極度の低下、
及び不完全燃焼を回避し１７る燃料電池発電プラントの
制御装置を提供することを目的としている。
［発明の概要］
本発明では、改質装置燃焼室からの燃焼排ガス酸素濃度
を検出する手段を設け、その酸素濃度検出値に応じて燃
焼用空気流吊設定値を変更しようとするものである。
を検出する手段を設け、その酸素濃度検出値に応じて燃
焼用空気流吊設定値を変更しようとするものである。
［発明の実施例］
以下図面を参照して実施例を説明する。第１図は本発明
による燃料電池発電プラントの制御装置を説明する一実
施例の構成図であり、燃焼用空気流量制＠機構図である
。図中の符号５〜６及びに〜ｎは第４図に対応しており
、８は調節器である。
による燃料電池発電プラントの制御装置を説明する一実
施例の構成図であり、燃焼用空気流量制＠機構図である
。図中の符号５〜６及びに〜ｎは第４図に対応しており
、８は調節器である。
そして本実施例における調節器８は、改質装置排ガス酸
素濃度設定値０と酸素濃度検出値ｐとの濃度幅差引から
、燃焼用空気流量設定値にに対して補正値ｒを与えるよ
う構成されている。従ってＳは補正後の燃焼用空気流吊
設定値である。
素濃度設定値０と酸素濃度検出値ｐとの濃度幅差引から
、燃焼用空気流量設定値にに対して補正値ｒを与えるよ
う構成されている。従ってＳは補正後の燃焼用空気流吊
設定値である。
なお、酸素１度設定値Ｏは一定値であっても良く、例え
ばΩ荷に応じて変る設定値であっても良い。又、ａ′は
従来例の負荷ａと同一であるか、或いは燃焼用燃料流量
であっても良い。
ばΩ荷に応じて変る設定値であっても良い。又、ａ′は
従来例の負荷ａと同一であるか、或いは燃焼用燃料流量
であっても良い。
次に、本実施例の作用を説明する。先ず、第１図におい
て、酸素濃度検出値ｐが酸素濃度設定値Ｏ以下となった
場合、酸素濃度検出値が大となり、調節器８は空気流量
設定値にに対して設定流量補正値ｒとして増加指令を発
する。従って補正後の空気流量設定値が大となり、その
結果、調節器６の開度指令ｎは開方向に動作し、燃焼用
空気流硲が増加するように作用する。
て、酸素濃度検出値ｐが酸素濃度設定値Ｏ以下となった
場合、酸素濃度検出値が大となり、調節器８は空気流量
設定値にに対して設定流量補正値ｒとして増加指令を発
する。従って補正後の空気流量設定値が大となり、その
結果、調節器６の開度指令ｎは開方向に動作し、燃焼用
空気流硲が増加するように作用する。
又、逆に、酸素濃度検出値ｐが酸素濃度設定値０以上に
なった場合は、前記した場合と全て動作が逆になり、燃
焼用空気流量が減少するように作用する。
なった場合は、前記した場合と全て動作が逆になり、燃
焼用空気流量が減少するように作用する。
そして、本実施例に伴なう上記作用は、改質装置燃焼室
におＦ７ ：、’ｌ空気過剰率を適切に保ち、不完全燃
焼を防止する効果を奏する。
におＦ７ ：、’ｌ空気過剰率を適切に保ち、不完全燃
焼を防止する効果を奏する。
第２図は本発明による他の実施例の構成図である。図中
の符号５〜７、ａ′、に〜ｎ、ｐ、ｒ、Ｓは第１図に対
応している。９は関数発生器、１０は調節器である。
の符号５〜７、ａ′、に〜ｎ、ｐ、ｒ、Ｓは第１図に対
応している。９は関数発生器、１０は調節器である。
本実施例では排ガス酸素濃度下限設定値ｔを設け、これ
と酸素濃度検出値ｐとのａ度偏差Ｕによって、設定流ａ
補正値ｒを与える構成となっている。
と酸素濃度検出値ｐとのａ度偏差Ｕによって、設定流ａ
補正値ｒを与える構成となっている。
又、関数発生器９は、酸素濃度検出値ｐが酸素濃度下限
設定値を以上の場合、即ち、濃度偏差Ｕが負値の場合、
補正後の濃度偏差υに値０を与え、酸素濃度検出値ｐが
酸素濃度下限設定値を以下の場合、即ち、濃度偏差Ｕが
正値の場合、補正後の濃度偏差υに対して濃度偏差Ｕの
値をそのまま与える機能を有する。
設定値を以上の場合、即ち、濃度偏差Ｕが負値の場合、
補正後の濃度偏差υに値０を与え、酸素濃度検出値ｐが
酸素濃度下限設定値を以下の場合、即ち、濃度偏差Ｕが
正値の場合、補正後の濃度偏差υに対して濃度偏差Ｕの
値をそのまま与える機能を有する。
次に、その作用について説明する。先ず、排ガス酸素濃
度検出値ｐが過度に低下して酸素濃度下限設定値を以下
となり、従って濃度偏差Ｕが正値となった場合、関数発
生器９は前記濃度偏差Ｕの値をそのまま補正後の濃度偏
差υとして調節器１０に入力する。ここで、調節器１０
は入力された濃度偏差すによって設定流量補正＃ｉｒを
増加方向に動作させ、結果として燃焼用空気流量が増加
するように作用する。
度検出値ｐが過度に低下して酸素濃度下限設定値を以下
となり、従って濃度偏差Ｕが正値となった場合、関数発
生器９は前記濃度偏差Ｕの値をそのまま補正後の濃度偏
差υとして調節器１０に入力する。ここで、調節器１０
は入力された濃度偏差すによって設定流量補正＃ｉｒを
増加方向に動作させ、結果として燃焼用空気流量が増加
するように作用する。
一方、酸素濃度検出値ｐが排ガス酸素濃度下限設定値を
以上の場合、即ち、濃度偏差Ｕが負値の場合は、補正後
の濃度偏差Ｕは値として０となり、設定流量補正値ｒは
排ガス酸素濃度検出値ｐと無関係に一定となり、第４図
に示した従来の燃焼用空気流量制御構成の場合と同等の
作用をもたらす。
以上の場合、即ち、濃度偏差Ｕが負値の場合は、補正後
の濃度偏差Ｕは値として０となり、設定流量補正値ｒは
排ガス酸素濃度検出値ｐと無関係に一定となり、第４図
に示した従来の燃焼用空気流量制御構成の場合と同等の
作用をもたらす。
本実施例では改質装置排ガス濃度がその酸素濃度下限設
定値を以下に極度に低下した場合に、燃焼用空気が増加
するよう作用するため、改質装置燃焼室における空気過
剰率の極度の低下を防止でき、従って不完全燃焼を防止
することが可能である。
定値を以下に極度に低下した場合に、燃焼用空気が増加
するよう作用するため、改質装置燃焼室における空気過
剰率の極度の低下を防止でき、従って不完全燃焼を防止
することが可能である。
［発明の効果］
以上説明した如く、本発明によれば改質装置燃焼室から
の燃焼排ガス酸素濃度を検出し、この検出値に応じて燃
焼用空気流吊設定値を変更するように構成したので、改
質装置燃焼室での空気過剰率の低下を防止でき、従って
不完全燃焼を防止して、より安定な燃焼状態を実現でき
る。更に燃料電池発電プラントでは作動ガスの成分組成
が変化し、燃料と空気の流量比だけでは燃焼状態を正確
に把握しがたい点に対し、燃焼排ガスの酸素濃度で空気
流量を補正することから、より確実に安定な燃焼状態を
保つことが可能となる。
の燃焼排ガス酸素濃度を検出し、この検出値に応じて燃
焼用空気流吊設定値を変更するように構成したので、改
質装置燃焼室での空気過剰率の低下を防止でき、従って
不完全燃焼を防止して、より安定な燃焼状態を実現でき
る。更に燃料電池発電プラントでは作動ガスの成分組成
が変化し、燃料と空気の流量比だけでは燃焼状態を正確
に把握しがたい点に対し、燃焼排ガスの酸素濃度で空気
流量を補正することから、より確実に安定な燃焼状態を
保つことが可能となる。
第１１図は本発明による燃料電池発電プラントの制御装
置の一実施例構成図、第２図は他の実施例構成図、第３
図は従来の燃料電池発電プラントの燃料極流量制御の構
成例図、第４図は従来の燃料電池発電プラントの改質装
置における燃焼用空気流量制御の構成例図である。 １．５・・・設定流量演算器 ２．３．６．８．１０・・・調節器 ４・・・燃Ｆｌ極流量調節弁 ７・・・燃焼用空気流量調節弁 ９・・・関数発生器
置の一実施例構成図、第２図は他の実施例構成図、第３
図は従来の燃料電池発電プラントの燃料極流量制御の構
成例図、第４図は従来の燃料電池発電プラントの改質装
置における燃焼用空気流量制御の構成例図である。 １．５・・・設定流量演算器 ２．３．６．８．１０・・・調節器 ４・・・燃Ｆｌ極流量調節弁 ７・・・燃焼用空気流量調節弁 ９・・・関数発生器
Claims (1)
- 燃料極及び空気極を有する燃料電池と、原料から水素ガ
スを生成する改質装置と、前記改質装置の燃焼室に供給
する空気流量を調節する制御手段とを備えた燃料電池発
電プラントにおいて、前記改質装置の燃焼排ガス中の酸
素濃度を検出し、その検出値に基づいて前記供給空気流
量の設定値を変更することを特徴とする燃料電池発電プ
ラントの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60236685A JPS6297268A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 燃料電池発電プラントの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60236685A JPS6297268A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 燃料電池発電プラントの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6297268A true JPS6297268A (ja) | 1987-05-06 |
Family
ID=17004256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60236685A Pending JPS6297268A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 燃料電池発電プラントの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6297268A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0393694A2 (en) * | 1989-04-21 | 1990-10-24 | International Fuel Cells Corporation | Fuel cell power plant |
| JP2006073215A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP60236685A patent/JPS6297268A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0393694A2 (en) * | 1989-04-21 | 1990-10-24 | International Fuel Cells Corporation | Fuel cell power plant |
| JP2006073215A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP4742540B2 (ja) * | 2004-08-31 | 2011-08-10 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
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