JPS6345767A - 燃料電池発電装置の運転方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ発明グ）属する技術分野〕 本発明は、燃料改質器によって水素ガス等の燃料ガスを
生成しこの燃料ガスと空気とを用いて発電を行うように
した小型の燃料電池発電装置の運転方法、特に該発電装
置の運転を円滑、迅速かつ安全に行うことができる方法
に関する。

〔従来技術とそσ〕問問題点 束 上述ヶ）ような小型燃料電池発電装置は七ｎ靜嘗性や高
い総合熱効率の点などから鋭意実用化が図られているが
、発１！装置ζ〕運転方法については未だ定形はない。

このような燃料電池発電装置は、可搬型として形成され
ることもあって少ない人員で運転できろことが必要であ
り、また燃え易い燃料ガスを扱うことになるので、円滑
、迅速かつ安全に運転を行えることが必要である。

〔発明の目的〕

本発明は小型燃料電池発［ｆｃ置の運転を円滑、迅速か
つ安全に行うことができる方法を提供することを目的と
する。

〔発明の要点〕

本発明は、上記目的達成り】ため、燃料改質器によって
燃料ガスを生成してこの燃料ガスと空気とを用いて発電
するようにした燃料電池発１！装置において、この発電
装置を運転する時は、まず起動操作によって燃料改質器
と燃料電池とを加熱して両者の性能の安定化を図り、そ
の後改質原料の燃料改質器への導入、空気の燃料電池ヘ
の導入を順次行つ工燃料電池が安全に発電できるように
し。

しかる後燃料電池の出力電流を次第に大きくして逐に発
電装置の負荷に対応した定状電流値になるようにし、−
万燃料改質器および燃料電池の各温度もそれぞれ一定値
に制御するようにし工、こｇ】結果発電装置が定状運転
状態になるようにしだもＤであり、発電装置を停止させ
る時は、停止操作によりてまず可燃性液体の発電装置へ
の供給を停止すると共に燃料電池から出力される電流を
遮断し、しかる後要部における可燃性ガスの排除と燃料
電池の冷却とを行って全機器を停止させろようにしたも
０である。そうしてこのような運転方法によって燃料電
池発電装置ｆ】起動、運転、停止が円滑、迅速、かつ安
全に行われるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第２図は本発明を適用した燃料電池発電装置の構成図、
第１図は第２図に示した発電装置の動作説明図で、第３
図は第２図における要部の信号入出力状態を説明する説
明図である。

まず第２図について説明する。第２図において。

ｌは触媒２を内蔵した燃料改質器（以後燃料改質器のこ
とをリホーマということがある）で、リホーマ１にはさ
らに触媒２を加熱するためｎリホーマバーナ３が設けら
れ、リホーマバーナ３は第１ポンプ４によって供給され
るメタナール等ｎ液状燃料５と第１ブロア６Ｖｃよって
供給される助燃用空気７とを用いて燃焼を行うようにな
っている。

８は燃料５１７１貯蔵タンクである。９は液状の改質原
料ｌＯをリホーマ２ｒｃ供給するようにした第２ポンプ
、１１は改質原料！Ｏ貯蔵用のタンクで。

ポンプ９１’ｃより℃リホーマＩＫ供給された改質原料
１０は該リホーマの触媒充填部に導かれて水素ガス等の
燃料ガス１２に改質されるようにリホーマ１が構成され
ている。そうしてこのよ５ｖｃ構成されたリホーマｌは
、触媒２ｆ′１温度が高くなると燃料ガス１２の生成性
能が向上する性質を有している。１３は触媒２の温度を
検出するようにした第１温度センサで、１４はリホーマ
バーナ３Ｖｃよる燃焼排ガスを排気するための第１排気
管である。

！５はリホーマｌ″Ｉ１％生成された燃料ガス１２と第
２ブロア１６によって導入される反応用空気１７とを用
いて発電を行う燃料電池で、この燃料電池１５に導入さ
れた燃料ガス１２ｆ）うちの反応用空気１７と反応しな
いで余剰となった、いわゆるオフガス！８はリホーマバ
ーナ３に戻されて燃料５と同様に燃焼させられるように
なっている。１９は一様な経時的燃焼を行うことにより
工燃料電池１５を加熱して該電池の発電性能を向上させ
るようにした電池用バーナ、２０は冷却用空気２１を燃
料電池１５ｖｃ導入することによって該電池を冷却する
ようにした第３ブロアである。ブロア２０は駆動信号２
０ａが入力されると所定速度で回転して一様な経時的送
風を行うようになっている。

２２・２３はいずれも燃料電池１５に設けたそれぞれ第
２排気管、第３排気管で、第２排気管２２は電池用バー
ナ１９の燃焼排ガスおよび冷却用空気２１を排気するも
ので、第３排気管２３は反応用空気１７０）未反応余剰
分を排気するものである。

燃料電池１５にはさらに内部温度検出用の第２温度セン
サ２４が設けられている。

２５は燃料電池１５の出力電圧を所定周期Ｔで開閉して
電池１５の出力電流Ｉｆを制御するよう［した、直ｍチ
ョッパを用いたＤＣ／ＤＣコンバータで、このコンバー
タ２５はコンバータ制御部２６の出力信号２６ａＶｃよ
って周期τｑ）うちの閉となる時間で（Ｏｎ）を変えＣ
１６ｆＥＩｆを制御するようになっている。そうしてコ
ンバータ制御部２６は、中央制御部２７から出力される
電流設定信号２９と、電流Ｉｆを検出してこの電流に応
じた電流検出信号２８ａを出力する電流検出部２８の出
力信号２８ａとが入力されて信号２６ａを出力し、この
結果コンバータ２５が動作することによって。

電流Ｉｆを電流設定信号２９に対応した設定電流値Ｉ、
　［一致させるように“する定値制御を行うよ５に構成
されている。なお第３ブロア２０を駆動する駆動信号２
０ｍは中央側（ｉＸＩｇ２７から出力される信号である
。３０はコンバータ２５０出力電流によって浮動充電さ
れる二次電池、彎３１ａ。

３１ｂは本燃料電池発電装置の出力端子で、３２と電流
検出部２８とからなり、燃料電池１５グ］出゛力電流Ｉ
ｆ　を電流設定信号２９によって設定された設定電流値
Ｉ、に定値制御する電流制御装置である。図示していな
いが、温度センサ１３．１４σ）各出力信号はいずれも
中央制御部２７に入力され、中央制御部２７は駆動信号
２０ａおよび電流設定信号２９を出力するほか、後述す
る手ｊ貝にしたがって第１ポンプ駆動信号４ａ、第２ポ
ンプ駆動信号９ａ、ａｌｌブロア駆動信号６ａ、第２ブ
ロア駆動信号１６１％１池用バーナ駆動信号１９ａをも
出力するように構成され℃いる。３４．３５はそれぞれ
中央制御部２７に起動信号３４ａ、停止信号３５ａを入
力する起動スイッチ、停止スイッチで１．上述した所か
ら明らかなように、中央制御部２７における信号の入出
力状態は第３図に示したよ５Ｗｃなる。

次に第１図と第２図とを参照しなからｗ、２図の発電装
置Ｑ〕運転方法を説明する。すなわち、まず起動スイッ
チ３４を操作して起動信号３４ｍを中央制御部２７に入
力する。この時刻を１．とする。

すると制御部２７から第１ポンプ駆動信号４ａと第１ブ
ロア駆動信号６ａと電池用バーナ駆動信号１９１１とが
出力され、これによってリホーマバーナ３．電池用バー
ナ１９がそれぞれ点火されてリホーマ１１燃料電池１５
の各加熱が開始される。

前述したようにバーナ！９は一様な経時的燃焼を行うバ
ーナで、このため信号１９ａはバーナ！９０点火あるい
は消火を駆動する信号となっているが、ポンプ４．ブロ
ア６はそれぞれ信号４ａ、６ａ　’７）各位に応じた流
量の燃料５．助燃用空気７を吐出あるいは送風するよう
に構成されていて１時刻１．で信号４ａがポンプ４に入
力されると、該ポンプは所定の大流量Ｑｐ□の燃料５を
吐出するよ５にこの時の信号４８の値が設定されている
。そうしてこ０時、第１ブロア６からは燃料流−Ｉ　Ｑ
、１を燃焼させるＯＫ適当な流量Ｑｂ□（以後燃焼させ
るグ）に適当な流量を単に対応する流量と表現すること
がある）の空気７が送風されるように、信号６ａ　’７
）値が設定されている。流量Ｑ、１＋ｘ　ＩＪホーマ１
の温度θ、を速かに上昇させるために必要な流量である
。

やが℃リホーマｌの温度θ璽が上昇して第１１設定温度
θ■に到達したことがセンサ１３を介して中央制御部２
７で検出されると、制御部２７は。

温度θ、が設定温度θ１．に到達した時刻１に以降、燃
料５０）流量Ｑｐがリホーマ温度θＫに逆比例した流量
となるような信号４ａを出力する。また制御部２７は１
時刻ｔ、以降、第１ブロア６ｒＪ送風流量Ｑｂが流量Ｑ
ｐに対応した流量となるような信号６ａも出力する。そ
うし″にり】場合の流量Ｑ。

は（１）式を満足するような流量で、（１）式における
θＩ。

はθ１１よりも高い温度ｆ】第１２設゛定温度、Ｑｐ□
は流量Ｑｐ１よりも少ない所定り２小流量である。

時刻ｔ、以降、′流量Ｑｐが温度θ、に逆比例するよう
にする℃は、リホーマ１Ｉ７１温度θｍの上昇度合いが
過大になることを防止すやためである。

Ｑｂｚは燃料５の流量Ｑ、２に対応する送風流量−であ
る。

リホーマ−の温度θ、が引き続いて上昇して時刻ｔ！で
設定温度θ、に到ｉしたことをセンサー３を介して制御
部２７が検出すると、この時流ｆＱ。

はＱ、２になっていて、制御部２７は時刻ｔ、以降流量
Ｑ　がＱｐ２Ｖｃなるような信号４ａを出力し、また制
御部２７は時刻ｔ！以降送風流量Ｑｂ　”Ｑｂ２に′な
るような信号６ａを出力する。ここＶｃＱｂ２は流量Ｑ
、２に対応する送風流量である。時刻ｔ、以降流量Ｑ　
がＱ、２に維持されるようにする操作も。

温度０１の異常上昇度合いを低減することを目的として
いる。　　　　　　′ 温度θ、が設定温度θ、！よりもさらに上昇して時刻ｔ
、で第１３設定温度０１１に到達したことをセンサー３
を介して制御部２フが検出すると、制御部２７は時刻ｔ
、以降再び流量Ｑ　をＱ、１にし流ｔＱｂをＱｂｌｖｃ
する信号４ａｓ６ａを出力する。

これは設定温度θ、、かりホーマーで改質原料１６の改
質を行ってもよい最低限度の温度となっているので、こ
Ｑまため、時刻ｔ、から第１設定時間Ｔ。

だげ経過した時刻ｔ４以降に行う改質原料１０のリホー
マ１への導入に備え工予めリホーマｌに対する加熱量を
増大させて０重を上昇させておき。

これによって原料ｌＯをリホーマＩＫ導入した際温度θ
、がθ２．よりも低くなってリホーマ１１ｒ）改質性能
が悪化するのを防止することを目的としている。時間Ｔ
１は１時刻ｔ４Ｃおいて改質原料１０をリホーマ１に導
入した時′温度θ、が設定温度θ１ｓを下まわることｆ
】ない程度にまでθ、をθ１．から上昇させるのに必要
な時間である。

温度θ、が設定温度θ３．よりもさらに上昇して時刻１
．で第１４設定温度θ１．ニ到達したことをセンサ１３
を介して制御部２７が検出すると、制御部２７は、時刻
１．以降、再び流量Ｑ、が温度θ、に逆比例した流量と
なるような信号４ａを出力し、また流量Ｑｂが温度θｌ
に逆比例した流量Ｑ、に対応した流量となるような信号
６ａを出力する。そうしてこの場合の流量Ｑｐは（ｚ式
を満足するような流量で、ＧＯ式におけるθ１．はθ、
４よりも高い温度の第１５設定温度、Ｑ　は流量Ｑ、１
よりも少ない所定の小流量である。流量Ｑ、３　はＱ、
２に等しい流量としても差し支えない。

時刻ｔＩ以降、流ｔＱｐが温度θ、ＶＣ逆比例するよ５
にするのは、後述するようにして１時刻１゜よりも早い
時刻ｔ４以降リホーマーＶＣ改質原料１Ｇが導入されて
、この結果時刻ｔ、ではリホーマバーナ３においてオフ
ガス１８の燃焼が始まっているからである。空ｆｉ７１
Ｆ’）流量Ｑｂｓは燃料流量Ｑ２３に対応する流量であ
る。

温度θ、が設定温度θ、４よりもさらに上昇して時刻ｔ
ｏで第１５設定温度θＩＩＫ到達したことをセンサー３
を介して制御部２７が検出すると、この時流量Ｑ　はＱ
、３になっていて、制御部２７は、時刻ｔ・以降、温度
θ１が設定温度θｌを維持するように信号４ａを出力し
また信号６ａを出力して流量Ｑ、、Ｑｂを制御する。こ
の場合のリホーマ１の状態が該リホーマの正規定状状態
である。

一方、温度θ１が設定温度θｔｓｖｃ到達した時刻１、
から第１設定時間Ｔ８を経過した時刻ｔ４以前にセンサ
２４が検出する燃料電池１５の温度θ。

が第２１設定温度θ１１　Ｋ到達している場合には。

時刻ｔ、において制御部２７から駆動信号９ａが出力さ
れ、燃料電池の温度θ！が時刻ｔ４以前に設定温度θｔ
ｔ　ｖｃ到達していない場合には、温度θ。

が温度θ１１嘲ド到達した時刻に制御部２７から駆動信
号９ａが出力される。纂１図においては、説明の便宜上
時刻ｔ４以前に温度θオがθ□に到達したとしている。

設定温度θ□は燃料電池１５で発電を行ってもよい最低
σ）温度である。そうして、ｇ２ポンプ９は信号９ａの
値に応じた流ｔＱｍＯ改質原料１０を吐出するように構
成されていて、信号９ａはまたその値が時間と共に階段
状に増大するようになっているので１時刻ｔ４以降改質
原料ｌＯのリホーマＩＶｃ供給される流量Ｑｍが信号９
ａに応じて階段状に増大し、こｆ）結果流量Ｑｍに応じ
た流量の燃料ガス１２が燃料電池ｌＫ供給されることに
なる。信号９ａはその値が階段状に増加するのではなく
て曲線状に増加するようなものであってもよい。

制御部２７は信号９ａを出力すると同時ｖｃ、または信
号９ａを出力した後所定Ｑ】短時間Ｔ、をおいて信号１
６ｍを出力して第２ブロア１６を起動する。そうして、
ブロア！６も信号１６ａｎ値に応じた流量Ｑａの反応用
空気１７を送風するように構成されていて、信号ｔ６ａ
はその値が時間と共に階段状に増大してこの階段状の経
時パターンが信号９ａの経時パターンと相似であるよう
になっているので、時刻ｔ、から予め定められた少なく
とも零１ｒ）連れ時間Ｔ、だけ経過した時刻（ｔ、）以
降、燃料電池１５に供給される反応用空気１７ｎ流＠Ｑ
ａが信号１６ａの経時パターンに応じて増大する。した
がりて流量Ｑａグ）経時パターンは流ｉｋＱｍの経時パ
ターンと相似になる。そうＬ℃、こり】場合ｓＱ”の経
時パターンとＱｍｒｎ経時パターンとは、時間Ｔ、を仮
に零とした場合の同一時刻におけるＱａＣ値とＱｍＤ値
とが所定の比率を介して対応することになる関係にある
ように、信号１６　ａの経時パターンが信号９ａＩ／′
）経時パターンに対して形成されているので、燃料電、
池１５は、後述する時刻’４１以降、流量Ｑｍまたは流
量Ｑａと相似の経時パターンを有する電流を電流工ｆと
して出力しつる状態となる。時刻（ｔ、）は１時刻ｔ４
においてポンプ９から吐出された改質原料１０がリホー
マｌで改質されてこれによって生成された燃料ガス１２
が燃料電池１５に到達する時刻よりも前の時刻であるよ
うに設定された時刻で。

このような時刻（ｔ、）に反応用￥気１７を燃料電池１
５に導入するｆ）は、発電に先立って燃料電池１５Ｆ）
空気極に正圧を加え、これによって電池１５に導入され
た燃料ガス１２が空気極へ透過して排気管２３に排出さ
れることを防止するようにしたためである。

次に中央制御部２７は、時刻ｔ４から所定の第２設定時
間Ｔ、を経過した時刻’４１ｒＣなると、信号の値が改
質原料１０の流量Ｑ　ｍ　Ｆｌ経時パターンに相似の経
時パターンを有する電流設定信号２９を出力する。した
かつ″ＣｉＭ流制御装置３３Ｖｃおける設定電流値Ｉｓ
り；、流ｉ［Ｑｍの経時パターンに相似である電流設定
経時パターンに従って設定されることになる。一方、前
述したよう［、時刻ｔ□以降燃料電池１５は流量ＱｍＯ
パターンと相似の経時パターンを有する電流を電流Ｉｆ
として出力しうる状態となっていて、こＤ場合設定電流
値工。

は燃料電池１５が出力しうる電流の値以下の値に設定さ
れている。したがつ工燃料電池１５から信号２９＃ｆ応
じた経時パターンの電流Ｉｆが出力されることになる。

そうして制御部２７は、設定電流値工、が前述°の電−
流設定経時パターンに従り℃増大して第２図に示した負
荷３２に対応した負荷対応電流値ｌ５ｎｒｃ到達すると
、設定電流値工、をＩ、ｎ［固定するように信号２９を
出力する。Ｘは設定値Ｉ、ｎ［対応する信号２９の値で
ある。上述した第２設定時間Ｔ、は、改質原料ｌＯがポ
ンプ９から吐出され始めた時刻ｔ４から、リホーマｌで
燃料ガス１２が生成され℃こＤガスが燃料電池１５に至
り、電池１５で発生したオフガス１８がな時間Ｔ、を設
けたＩ／）は、オフガス１８がバーナ３Ｖｃ到達する以
前に電池１５から電流工ｆを出力させると、燃料ガス１
２の不足による電池１５１７１出力電圧グ）低下やオフ
ガス１８Ｌｆ）不足に起因するバーナ３′７′）失火が
生じることがあるからである。

中央制御部２７は値ＸＯ倍信号９を出力すると直ちにＸ
に対応した値Ｙ、Ｚをそれぞれ有する信号９ａ＃　　１
６８を出力する。故に改質原料１０の流ｔ　Ｑ　ｍが値
Ｙに対応する流ｔ　Ｑｍｙ　ｒｃ固定され、反応用空気
１７グ）流量Ｑａが値ＺＫ対応する流量Ｑａ□に固定さ
れる。ここに流量Ｑｍｙ、Ｑａ！は前述σ）負荷対応電
流値”ｓｎに等しい大きさｆ）電流Ｉｆを燃料電池１５
から出力するのに充分であるようにした流量である。

燃料電池１５の温度θｔが第２１設定温度θ！負よりも
上昇し″Ｃ第２２設定温度θ、宜に到達したことを？ｎ
ｌＪ　８部２７がセンサ２４を介し℃検出すると、制御
部２７は信号１９ａと信号２０ａとでバー１１９、ブロ
ア２０を動作させることによって温度θ意を温度θｔｔ
’ｌｃ維持するように動作する。信号２０ａはブロア２
０を送風状態にするか停止状態にするかする信号である
。温度θ！が設定温度θｎに維持され、流量Ｑｍ、Ｑａ
がそれぞれＱｍｙ、Ｑａｚに維持され、電流設定信号２
９’７）値がＸに固定されている状態が燃料電池、１５
グ〕正規定状状態である。１．は温度θ、θ！１に到達
した時刻である。

時刻ｔ？よりも遅い時刻１．で停止スイッチ３５を操作
して停止信号３５ａを制御部２７Ｖｃ入力すると、制御
部２７は直ちに信号４ａｅ　９ａによ？てポンプ４．５
の各運転を停止させ、かつ信号１９ａによって電池用バ
ーナ１９を消火状態にする。

故に燃料５のバーナ３への供給が停止され、改質原料１
０のリホーマｌへの供給が停止される。また制御部２７
は時刻ｔ６で電流設定信号２９を設定電流値工ｓが零に
等しくなる値にするので、電池１５Ｆ）出力電流Ｉｆは
時刻１．で零になる。また制御部２７は、時刻１ｓで、
第３設定時間Ｔ。

０間ブロア２０を送風状態にするように信号２０ａを出
力し、また時間Ｔ、の間ブロア６．１６がそれぞれ送風
状態を継続するよ５に信号６ａ＠１６ａを出力する。し
たがって時刻ｔ、から時間Ｔ。

を経過した時刻ｔ、に至りてプロ７６°、１６．２０の
すべてが停止して、第２図０発電装置は停止状態になる
。時刻ｔ、からｔ、までの間の時間Ｔ。

は、リホーマ１１燃料電池１５内に残存する可能性のあ
る可燃性ガスをブロア６．１６によりて排除して安全を
確保するために設けられており、また電池１５内の電極
をブロア２０によって速かに冷却し℃該電極の損傷を防
止するようにするために設けられている。時刻ｔ８から
１．までの間にｋｌ−ｊる空気７．１７１７１各流ＩＬ
Ｑｂ、Ｑａは、このような流量によって時間Ｔ、の間に
リホーマ！、電池１５のそれぞれから可燃性ガスが排除
されるのに充分な流量であるように設定されている。

第２図の発電装置は上述したようにして運転される。し
たがってこの発電装置においては、起動。

定状運転、停止が円滑かつ迅速であってしかも安全に行
われることが明らかである。

なお上述の説明においては、時刻ｔ、とおいて流量Ｑ、
をＱｐ１ｖｃシ流量Ｑｂ’をＱｂＩＫする信号４３．６
ａを出力するように制御部２７が構成されているとした
が１本発明は、このような流量Ｑ、□。

Ｑｂｘｒｃ限定されるものでなく、この場合の流量Ｑｐ
がＱ　とは異なる流量Ｑｐ４であって差し支えないｌ ものである。そうしてＱｐがＱｐ４ｃなると流量Ｑｂを
Ｑ、４に対応するＱｂ４にすること、ｒｃなるのは当然
である。

〔発明の効果〕

上述したように１本発明においては、燃料改質器により
て燃料ガス−を生成してこの燃料ガスと４気とを用いて
発電するようにした燃料電池発電装置において、この発
電装置を運転する時は、まず起動操作によって燃料改質
器と燃料電池とを加熱して両者の性能の安定化を図り、
その後改質原料の燃料改質器への導入、空気の燃料電池
への導入を順次行うて燃料電池が安全に発電できるよう
にし、しかる後燃料電池の出力電流を次第に大きくして
逐に発電装置の負荷に対応した定状電流値になるように
し、一方燃料改質器および燃料電池の各温度もそれぞれ
一定値に制御するようにして。

この結果発電装置が定状運転状態になるよ５［した。童
た発電装置を停止させる時は、停止操作により工まず可
燃性液体の発電装置への供給を停止すると共に燃料電池
から出力される電流を遮断し、しかる後要部における可
燃性ガスの排除と燃料電池グ）冷却とを行って全機器を
停止させるようにした。したがってこのような運転方法
によれば、前

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を最もよく表す図で、本図は第２
図に示した発電装置の動作説明図である。 第２図は本発明を適用した燃料電池発電装置０構′　　
成図、第３図は第２図における要部の信号入出力状態説
明図である。 ｌ・・・・・・燃料改質器、４・・・・・・第１ポンプ
、′３・・・・・・液状燃料、６・・・・・・第１ブロ
ア、７・・・・・・助燃用空気。 ９・・・・・・第２ポンプ、１０・・・・・・改質原料
、１２・・・・・・燃料ガス、　　１５・・・・・・燃
料電池、１６・・・・・・第２ブロア、１７・・・・・
・反応用空気、　　１９・・・・・・電池用バーナ、　
　２０・・・第３ブロア％　３３・・・・・・電流制御
装置、θ１・・・・・・燃料改質器ｆ）温度、θ、・・
・・・・燃料電池の温度、θ８．〜θ■・・・・・・第
１１ないし第１５設定温度、θ、１・・・・・・第２１
設定温度、θ１．・・・・・・第２２設定温度、Ｔ１〜
Ｔ。 ・・・・・・第１ないし第３設定時間％　ｔ、・・・・
・・第１時刻。 Ｉｆ・・・・・・出力電流、工、・・・・・・設定電流
値、Ｉ□・・・・・・負荷対応電流値、Ｑｍ・・・・・
・改質原料０流量、Ｑａ・・・・・・反応用空気の流量
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１ポンプによつて供給される液状燃料と第１ブロアに
   よつて供給される助燃用空気とを用いた燃焼によつて加
   熱されて第２ポンプにより導入される液状改質原料を改
   質して燃料ガスを発生する燃料改質器と、前記燃料ガス
   と第２ブロアによつて導入される反応用空気とを用いて
   発電を行う燃料電池と、ほぼ一様な経時的燃焼で前記燃
   料電池を加熱する電池用バーナと、ほぼ一様な経時的送
   風によつて前記燃料電池を冷却する第３ブロアと、前記
   燃料電池の出力電流を所定の設定電流値に定値制御する
   電流制御装置とを備えた燃料電池発電装置において、下
   記の工程に従つて運転を行うことを特徴とする燃料電池
   発電装置の運転方法。 （１）起動操作を行つて、所定の大流量の前記燃料で前
   記燃料改質器を加熱するように前記第１ポンプと前記第
   １ブロアとを運転しかつ前記電池用バーナを燃焼させて
   前記燃料電池を加熱する第１工程。 （２）前記第１工程の過程で前記燃料改質器の温度が上
   昇して第１１設定温度に到達すると、前記燃料改質器の
   温度に対して所定の第１比例定数をもつて逆比例する流
   量の前記燃料で前記燃料改質器を加熱するように前記第
   １ポンプと前記第１ブロアとを運転する第２工程。 （３）前記燃料改質器の温度が前記第１１設定温度より
   も上昇して第１２設定温度に到達すると、前記大流量よ
   りも少ない所定の小流量の前記燃料で前記燃料改質器を
   加熱するように前記第１ポンプと前記第１ブロアとを運
   転する第３工程。 （４）前記燃料改質器の温度が前記第１２設定温度より
   も上昇して第１３設定温度に到達すると、前記第１工程
   におけると同様に前記第１ポンプと前記第１ブロアとを
   運転する第４工程。 （５）前記燃料改質器の温度が前記第１３設定温度より
   も上昇して第１４設定温度に到達すると、前記燃料改質
   器の温度に対して所定の第２比例定数をもつて逆比例す
   る流量の前記燃料で前記燃料改質器を加熱するように前
   記第１ポンプと前記第１ブロアとを運転する第５工程。 （６）前記燃料改質器の温度が前記第１４設定温度より
   も上昇して第１５設定温度に到達すると、前記燃料改質
   器の温度を前記第１５設定温度に維持するように前記第
   １ポンプと前記第１ブロアとを運転する第６工程。 （７）前記燃料改質器の温度が前記第１３設定温度に到
   達した時刻から所定の第１設定時間を経過した第１時刻
   以前に前記燃料電池の温度が第２１設定温度に到達した
   場合には前記第１時刻に前記第２ポンプを起動させ、前
   記燃料電池の温度が前記第１時刻以前に前記第２１設定
   温度に到達していない場合には前記燃料電池の温度が前
   記第２１設定温度に到達した時刻に前記第２ポンプを起
   動させて、前記改質原料の流量が所定の改質原料経時パ
   ターンで経時的に増加するように前記第２ポンプを運転
   する第７工程。 （８）前記第７工程において前記第２ポンプが起動され
   ると予め定められた少なくとも零の遅れ時間をおいて前
   記第２ブロアを起動し、かつ前記反応用空気の流量の経
   時パターンが前記改質原料経時パターンに相似となるよ
   うに前記第２ブロアを運転する第８工程。 （９）前記第８工程において前記第２ポンプが起動され
   た時刻から所定の第２設定時間を経過した後前記設定電
   流値を前記改質原料経時パターンに相似の設定電流経時
   パターンに従つて設定し、前記設定電流値が所定の負荷
   対応電流値に到達すると前記設定電流値を前記負荷対応
   電流値に固定する第９工程。 （１０）前記第９工程において前記設定電流値が前記負
   荷対応電流値に固定されると、前記改質原料および前記
   反応用空気の各流量がそれぞれ前記負荷対応電流値に対
   応した流量になるように前記第２ポンプおよび前記第２
   ブロアを運転する第１０工程。 （１１）前記燃料電池の温度が前記第２１設定温度より
   も上昇して第２２設定温度に到達すると、前記燃料電池
   の温度が前記第２２設定温度を維持するように前記電池
   用バーナと前記第３ブロアとを動作させる第１１工程。 （１２）前記第１ないし第１１工程が実行された後、停
   止操作によつて直ちに前記第１ポンプおよび前記第２ポ
   ンプの運転を停止させかつ前記電池用バーナの動作を停
   止させると共に前記設定電流値を零に設定し、しかる後
   所定の第３設定時間の間前記第１ないし第３ブロアを運
   転する第１２工程。