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JP2003303608A - Fuel cell power generation system and control method for fuel cell power generation system - Google Patents

Fuel cell power generation system and control method for fuel cell power generation system

Info

Publication number
JP2003303608A
JP2003303608A JP2003031627A JP2003031627A JP2003303608A JP 2003303608 A JP2003303608 A JP 2003303608A JP 2003031627 A JP2003031627 A JP 2003031627A JP 2003031627 A JP2003031627 A JP 2003031627A JP 2003303608 A JP2003303608 A JP 2003303608A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reformer
fuel cell
temperature
raw material
supply means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003031627A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Ueda
哲也 上田
Masataka Ozeki
正高 尾関
Shinji Miyauchi
伸二 宮内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2003031627A priority Critical patent/JP2003303608A/en
Publication of JP2003303608A publication Critical patent/JP2003303608A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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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  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の燃料電池発電システムでは、毎回の運
転停止時における窒素パージ動作のため、大型の窒素ボ
ンベを用意すると共に、定期的に交換・補充する必要が
あり、イニシャルコストおよびランニングコストがかか
る。 【解決手段】 原料を改質反応することによって水素リ
ッチガスを発生させる改質器51と、改質器51に前記
原料を供給する原料ガス供給手段54と、前記改質反応
を促進するため前記改質器の温度を調節するバーナ52
と、改質器51に空気を供給する空気供給手段55と、
改質器51の温度を検出する温度センサ51と、前記水
素リッチガスによって発電を行う燃料電池56と、温度
センサ51の検出する温度に基づき、改質器51、原料
ガス供給手段54、空気供給手段、バーナ52および燃
料電池56の動作を制御する制御手段512とを備え
た。
(57) [Problem] In a conventional fuel cell power generation system, it is necessary to prepare a large-sized nitrogen cylinder and periodically exchange / refill it for the nitrogen purge operation at every operation stop. Cost and running costs are incurred. SOLUTION: A reformer 51 for generating a hydrogen-rich gas by reforming a raw material, a raw material gas supply means 54 for supplying the raw material to the reformer 51, and a reformer for accelerating the reforming reaction. Burner 52 for adjusting the temperature of the porcelain
Air supply means 55 for supplying air to the reformer 51;
A temperature sensor 51 for detecting the temperature of the reformer 51, a fuel cell 56 for generating electric power using the hydrogen-rich gas, and a reformer 51, a raw material gas supply means 54, and an air supply means based on the temperature detected by the temperature sensor 51. , Burner 52 and control means 512 for controlling the operation of the fuel cell 56.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原料ガスから生成
した水素リッチガスと酸化剤ガスとを反応させて発電す
る燃料電池発電システムに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell power generation system for reacting a hydrogen-rich gas generated from a raw material gas with an oxidant gas to generate electric power.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の燃料電池発電システムは、図7の
ような構成をしていた(例えば、特許文献1を参照)。
すなわち原料ガスから水素リッチガスを生成させる改質
器41と、改質器41を加熱するバーナ42と、改質器
41上流に窒素供給管44および遮断弁45を介して接
続された窒素設備46と、改質器41の下流に改質ガス
供給管47を介して接続され空気中の酸素と生成した水
素とを反応させて発電する燃料電池43とを備え、燃料
電池43の燃料極43a側の下流は排水素接続管48を
介してバーナ42へ接続されていた。
2. Description of the Related Art A conventional fuel cell power generation system has a configuration as shown in FIG. 7 (for example, see Patent Document 1).
That is, a reformer 41 that generates hydrogen-rich gas from a raw material gas, a burner 42 that heats the reformer 41, and a nitrogen facility 46 that is connected upstream of the reformer 41 via a nitrogen supply pipe 44 and a shutoff valve 45. A fuel cell 43 connected downstream of the reformer 41 via a reformed gas supply pipe 47 to generate oxygen by reacting oxygen in the air with generated hydrogen. The downstream side was connected to the burner 42 via an exhaust hydrogen connecting pipe 48.

【0003】一般の燃料電池発電システムにおいて、運
転を停止させる時はまず原料ガスの供給を停止させる
が、この時改質器41〜改質ガス供給管47〜燃料電池
43の燃料極43a〜排水素接続管48の経路中に水素
リッチガスが滞留することになり、大気開放されたバー
ナ42から自然対流によって水素リッチガス経路内に空
気が流入した場合、水素が激しく酸化反応する恐れがあ
った。
In a general fuel cell power generation system, when the operation is stopped, the supply of the raw material gas is first stopped. At this time, the reformer 41 to the reformed gas supply pipe 47 to the fuel electrode 43a of the fuel cell 43 to the drainage. The hydrogen-rich gas is retained in the path of the element connecting pipe 48, and when air flows into the hydrogen-rich gas path from the burner 42 opened to the atmosphere by natural convection, there is a fear that hydrogen will undergo a vigorous oxidation reaction.

【0004】そこで、この従来の燃料電池発電システム
のように、運転停止時に遮断弁45を開き、窒素設備4
6から窒素供給管44を介して不活性ガスとしての窒素
を改質器41〜改質ガス供給管47〜燃料電池43の燃
料極43a〜排水素接続管48の経路に供給し、水素リ
ッチガスを全て排出しバーナ42で燃焼させていた。
Therefore, like this conventional fuel cell power generation system, the shutoff valve 45 is opened when the operation is stopped, and the nitrogen equipment 4
Nitrogen as an inert gas is supplied from 6 through the nitrogen supply pipe 44 to the path of the reformer 41 to the reformed gas supply pipe 47 to the fuel electrode 43a of the fuel cell 43 to the exhaust hydrogen connecting pipe 48 to supply the hydrogen rich gas. All were discharged and burned by the burner 42.

【0005】このように、従来の燃料電池発電システム
では、毎回の運転停止時に窒素によるパージ動作を行
い、水素と空気とが直接反応することを未然に防止し、
安全性を確保していた。
As described above, in the conventional fuel cell power generation system, the purging operation using nitrogen is performed every time the operation is stopped to prevent direct reaction between hydrogen and air.
The safety was secured.

【0006】[0006]

【特許文献1】特開平3−257762号公報[Patent Document 1] JP-A-3-257762

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池発電シ
ステムでは、毎回の運転停止時における窒素パージ動作
のため大型の窒素ボンベなどの窒素設備46を具備する
必要があり、例えば家庭用定置型分散発電や電気自動車
用電源などに用いた場合、大きなスペースが必要で機器
のイニシャルコストがかかるという課題がある。また、
窒素ボンベを定期的に交換・補充する必要もあり、ラン
ニングコストもかかるという課題がある。
In the conventional fuel cell power generation system, it is necessary to provide a nitrogen facility 46 such as a large-sized nitrogen cylinder for the nitrogen purging operation at every operation stop. When used as a power source for electric power generation or electric vehicles, there is a problem that a large space is required and the initial cost of the device is high. Also,
There is a problem that it is necessary to replace and replenish the nitrogen cylinders regularly, and running costs are high.

【0008】本発明は、上記従来の課題を考慮し、窒素
などの不活性ガスを使わず、残留する水素リッチガスに
対する安全性を十分確保した上で、設置スペースを小さ
くしイニシャルコストとランニングコストを低減した燃
料電池発電システム等を提供することを目的とする。
In consideration of the above conventional problems, the present invention does not use an inert gas such as nitrogen and sufficiently secures the residual hydrogen-rich gas, and also reduces the installation space to reduce the initial cost and running cost. An object is to provide a reduced fuel cell power generation system and the like.

【0009】[0009]

【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、第1の本発明は、原料を改質反応することによっ
て水素リッチガスを発生させる改質器(51)と、前記
改質器に前記原料を供給する原料供給手段(54)と、
前記改質反応を促進するため前記改質器の温度を調節す
る温度調節手段(52,53,510)と、前記改質器
に空気を供給する第1の空気供給手段(55)と、前記
改質器の温度を検出する温度検出手段(511)と、前
記水素リッチガスによって発電を行う燃料電池(56)
と、前記温度検出手段の検出する温度に基づき、前記改
質器、前記原料供給手段、前記第1の空気供給手段、前
記温度調節手段および前記燃料電池の動作を制御する制
御手段(512)とを備え、前記制御手段は、前記燃料
電池の運転を停止するときに、少なくとも前記原料供給
手段が前記原料の供給を所定時間継続したまま、前記改
質器の温度が所定温度以下になるよう制御を行い、その
後、前記第1の空気供給手段から空気を前記改質器およ
び前記燃料電池へ供給するよう制御を行う燃料電池発電
システムである。
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is a reformer (51) for generating a hydrogen rich gas by reforming a raw material, and the reformer. A raw material supply means (54) for supplying the raw material to
Temperature adjusting means (52, 53, 510) for adjusting the temperature of the reformer for promoting the reforming reaction, first air supplying means (55) for supplying air to the reformer, and Temperature detecting means (511) for detecting the temperature of the reformer, and a fuel cell (56) for generating power by the hydrogen-rich gas.
And a control means (512) for controlling the operations of the reformer, the raw material supply means, the first air supply means, the temperature adjusting means and the fuel cell based on the temperature detected by the temperature detecting means. When the operation of the fuel cell is stopped, the control means controls the temperature of the reformer to be equal to or lower than a predetermined temperature while at least the raw material supply means continues supplying the raw material for a predetermined time. Is performed, and then control is performed so that air is supplied from the first air supply means to the reformer and the fuel cell.

【0010】また、第2の本発明は、原料を改質反応す
ることによって水素リッチガスを発生させる改質器(5
1)と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給手段
(54)と、前記改質反応を促進するため前記改質器の
温度を調節する温度調節手段(52,53,510)
と、前記改質器に空気を供給する第1の空気供給手段
(55)と、前記改質器の温度を検出する温度検出手段
(511)と、前記水素リッチガスによって発電を行う
燃料電池(56)と、前記温度検出手段の検出する温度
に基づき、前記改質器、前記原料供給手段、前記第1の
空気供給手段、前記温度調節手段および前記燃料電池の
動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段(51
2)は、前記燃料電池の運転が開始するまでに、前記改
質器の温度が所定温度の状態で、前記原料供給手段より
前記原料の供給を所定時間行うよう制御を行い、その
後、前記改質器の温度を前記所定温度より高くするとと
もに、前記燃料電池の運転を開始させる制御を行う燃料
電池発電システムである。
The second aspect of the present invention is a reformer (5) for generating a hydrogen-rich gas by reforming a raw material.
1), a raw material supply means (54) for supplying the raw material to the reformer, and a temperature control means (52, 53, 510) for controlling the temperature of the reformer to promote the reforming reaction.
A first air supply means (55) for supplying air to the reformer, a temperature detection means (511) for detecting the temperature of the reformer, and a fuel cell (56) for generating power by the hydrogen-rich gas. ) And a control means for controlling the operations of the reformer, the raw material supply means, the first air supply means, the temperature adjusting means, and the fuel cell based on the temperature detected by the temperature detecting means. , The control means (51
In 2), before the operation of the fuel cell is started, control is performed such that the raw material is supplied from the raw material supply means for a predetermined time while the temperature of the reformer is at a predetermined temperature, and then the modification is performed. The fuel cell power generation system is configured to control the temperature of the pesticide to be higher than the predetermined temperature and to start the operation of the fuel cell.

【0011】また、第3の本発明は、前記温度調節手段
は、バーナ(52)と、前記バーナに燃焼用の空気を供
給する第2の空気供給手段(53)とを有し、前記制御
手段は、前記第2の空気供給手段の前記バーナへの空気
供給量を過剰にすることにより、前記所定温度以下にな
るよう制御を行う第1または第2の本発明の燃料電池発
電システムである。
According to a third aspect of the present invention, the temperature adjusting means has a burner (52) and a second air supplying means (53) for supplying combustion air to the burner, and the control is provided. The means is the fuel cell power generation system according to the first or second aspect of the present invention, which controls the temperature to be equal to or lower than the predetermined temperature by making the air supply amount of the second air supply means to the burner excessive. .

【0012】また、第4の本発明は、前記バーナは、前
記燃料電池または前記改質器からの排出ガスにより燃焼
する第3の本発明の燃料電池発電システムである。
The fourth aspect of the present invention is the fuel cell power generation system according to the third aspect of the present invention, in which the burner burns with exhaust gas from the fuel cell or the reformer.

【0013】また、第5の本発明は、前記燃料電池また
は前記改質器からの排出ガスにより燃焼する第2のバー
ナ(62)を備えた第1または第2の本発明の燃料電池
発電システムである。
The fifth aspect of the present invention is the fuel cell power generation system according to the first or second aspect of the present invention, which is equipped with a second burner (62) that burns with the exhaust gas from the fuel cell or the reformer. Is.

【0014】また、第6の本発明は、前記温度調節手段
は、前記改質器に水蒸気を供給する水蒸気供給手段(5
10)を有し、前記改質器は前記改質反応を水蒸気改質
により行うものであり、前記制御手段は、前記水蒸気供
給手段の前記改質器への水蒸気供給量を過剰にすること
により、前記改質器の温度が前記所定温度以下になるよ
う制御を行う第1または第2の本発明の燃料電池発電シ
ステムである。
Further, in a sixth aspect of the present invention, the temperature adjusting means is steam supply means (5) for supplying steam to the reformer.
10), wherein the reformer performs the reforming reaction by steam reforming, and the control means controls the steam supply amount of the steam supply means to the reformer to be excessive. The fuel cell power generation system according to the first or second aspect of the present invention controls the temperature of the reformer to be equal to or lower than the predetermined temperature.

【0015】また、第7の本発明は、前記改質器と前記
燃料電池との間に設けられた、前記改質器が発生した水
素リッチガスに含まれる一酸化炭素を除去する一酸化炭
素除去器(531)と、前記一酸化炭素除去器と前記燃
料電池との間の流路を遮断する流路遮断手段(532,
533)とをさらに備え、前記制御手段は、前記燃料電
池の運転開始時に、前記改質器の温度を前記所定温度よ
り高くした後、前記水素リッチガスに含まれる一酸化炭
素が前記一酸化炭素除去器によって十分除去されるよう
になるまでの間、前記一酸化炭素除去器から出力された
水素リッチガスが前記燃料電池に導入されないように、
前記流路遮断手段により前記流路を遮断する制御を行う
第1または第2の本発明の燃料電池発電システムであ
る。
The seventh aspect of the present invention is a carbon monoxide removing device for removing carbon monoxide contained in the hydrogen-rich gas generated by the reformer, which is provided between the reformer and the fuel cell. Device (531) and a flow path blocking means (532, for blocking the flow path between the carbon monoxide remover and the fuel cell).
533), and the control means increases the temperature of the reformer at a temperature higher than the predetermined temperature at the start of operation of the fuel cell, and then the carbon monoxide contained in the hydrogen-rich gas removes the carbon monoxide. Until the hydrogen rich gas output from the carbon monoxide remover is not introduced into the fuel cell until it is sufficiently removed by the reactor.
It is the fuel cell power generation system according to the first or second aspect of the present invention, in which the flow path blocking means controls the flow path to be blocked.

【0016】また、第8の本発明は、前記制御手段は、
システムが運転を開始する前に前記燃料電池内に予め前
記原料を供給する制御を行うとともに、前記燃料電池内
に前記原料が封入された後、前記流路遮断手段により、
前記遮断の制御を行う第7の本発明の燃料電池発電シス
テムである。
In the eighth aspect of the present invention, the control means is
While performing control to supply the raw material in advance into the fuel cell before the system starts operation, after the raw material is sealed in the fuel cell, by the flow path blocking means,
It is a fuel cell power generation system according to a seventh aspect of the present invention, which controls the shutoff.

【0017】また、第9の本発明は、前記原料供給手段
と前記第1の空気供給手段とは、前記改質器に接続され
た同一の供給路(521,521a,522)を共有し
ており、前記供給路は、前記原料供給手段として用いら
れる場合は前記原料が前記改質器に供給されるように切
り替えられ、前記第1の空気供給手段として用いられる
場合は前記空気が前記改質器に供給されるように切り替
えられる第1または第2の本発明の燃料電池発電システ
ムである。
In the ninth aspect of the present invention, the raw material supply means and the first air supply means share the same supply path (521, 521a, 522) connected to the reformer. The supply passage is switched so that the raw material is supplied to the reformer when used as the raw material supply means, and the air is reformed when used as the first air supply means. 2 is a fuel cell power generation system according to the first or second aspect of the present invention, which is switched so as to be supplied to a reactor.

【0018】また、第10の本発明は、前記原料供給手
段と前記改質器との間に設けられた脱硫手段(542)
をさらに備えた第1または第2の本発明の燃料電池発電
システムである。
The tenth aspect of the present invention is desulfurization means (542) provided between the raw material supply means and the reformer.
Is a fuel cell power generation system according to the first or second aspect of the present invention.

【0019】また、第11の本発明は、原料を改質反応
することによって水素リッチガスを発生させる改質器
と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給手段と、
前記改質反応を促進するため前記改質器の温度を調節す
る温度調節手段と、前記改質器に空気を供給する第1の
空気供給手段と、前記改質器の温度を検出する温度検出
手段と、前記水素リッチガスによって発電を行う燃料電
池とを備えた燃料電池発電システムの制御方法であっ
て、前記温度検出手段の検出する温度に基づき、前記改
質器、前記原料供給手段、前記第1の空気供給手段、前
記温度調節手段および前記燃料電池の動作を制御する制
御工程を備え、前記制御工程は、前記燃料電池の運転を
停止するときに、少なくとも前記原料供給手段が前記原
料の供給を所定時間継続したまま、前記改質器の温度が
所定温度以下になるよう制御を行い、その後、前記第1
の空気供給手段から空気を前記改質器および前記燃料電
池へ供給するよう制御を行う燃料電池発電システムの制
御方法である。
The eleventh aspect of the present invention is a reformer for generating a hydrogen-rich gas by reforming a raw material, and a raw material supply means for supplying the raw material to the reformer.
Temperature control means for controlling the temperature of the reformer to promote the reforming reaction, first air supply means for supplying air to the reformer, and temperature detection for detecting the temperature of the reformer. A method of controlling a fuel cell power generation system comprising means and a fuel cell for generating power with the hydrogen-rich gas, the reformer, the raw material supply means, and the first means based on the temperature detected by the temperature detection means. No. 1 air supply means, the temperature control means, and a control step of controlling the operation of the fuel cell, wherein the control step is such that at least the raw material supply means supplies the raw material when the operation of the fuel cell is stopped. Is continued for a predetermined time, the temperature of the reformer is controlled to be a predetermined temperature or less, and then the first
Is a method for controlling a fuel cell power generation system, in which air is supplied from the air supply means to the reformer and the fuel cell.

【0020】また、第12の本発明は、原料を改質反応
することによって水素リッチガスを発生させる改質器
と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給手段と、
前記改質反応を促進するため前記改質器の温度を調節す
る温度調節手段と、前記改質器に空気を供給する第1の
空気供給手段と、前記改質器の温度を検出する温度検出
手段と、前記水素リッチガスによって発電を行う燃料電
池とを備えた燃料電池発電システムの制御方法であっ
て、前記温度検出手段の検出する温度に基づき、前記改
質器、前記原料供給手段、前記第1の空気供給手段、前
記温度調節手段および前記燃料電池の動作を制御する制
御工程を備え、前記制御工程は、前記燃料電池の運転が
開始するまでに、前記改質器の温度が所定温度の状態
で、前記原料供給手段より前記原料の供給を所定時間行
うよう制御を行い、その後、前記改質器の温度を前記所
定温度より高くするとともに、前記燃料電池の運転を開
始させる制御を行う燃料電池発電システムの制御方法で
ある。
A twelfth aspect of the present invention is a reformer for generating a hydrogen-rich gas by reforming a raw material, and a raw material supply means for supplying the raw material to the reformer.
Temperature control means for controlling the temperature of the reformer to promote the reforming reaction, first air supply means for supplying air to the reformer, and temperature detection for detecting the temperature of the reformer. A method of controlling a fuel cell power generation system comprising means and a fuel cell for generating power with the hydrogen-rich gas, the reformer, the raw material supply means, and the first means based on the temperature detected by the temperature detection means. No. 1 air supply unit, the temperature adjusting unit, and a control process for controlling the operation of the fuel cell. In the control process, the temperature of the reformer is kept at a predetermined temperature before the operation of the fuel cell is started. In this state, control is performed so that the raw material is supplied from the raw material supply means for a predetermined time, and thereafter, the temperature of the reformer is raised to be higher than the predetermined temperature and the operation of starting the fuel cell is controlled. A method of controlling cell power generation system.

【0021】また、第13の本発明は、前記燃料発電シ
ステムの前記温度調節手段は、バーナと、前記バーナに
燃焼用の空気を供給する第2の空気供給手段とを有し、
前記制御工程は、前記第2の空気供給手段の前記バーナ
への空気供給量を過剰にすることにより、前記改質器の
温度が前記所定温度以下になるよう制御を行う第11ま
たは第12の本発明の燃料電池発電システムの制御方法
である。
In the thirteenth aspect of the present invention, the temperature adjusting means of the fuel power generation system has a burner and a second air supply means for supplying combustion air to the burner.
In the control step, the temperature of the reformer is controlled to be equal to or lower than the predetermined temperature by making the amount of air supplied to the burner of the second air supply unit excessive. It is a control method of the fuel cell power generation system of the present invention.

【0022】また、第14の本発明は、前記燃料発電シ
ステムは、前記改質器に水蒸気を供給する水蒸気供給手
段をさらに備え、前記改質器が前記改質反応を水蒸気改
質により行うものであり、前記制御工程は、前記水蒸気
供給手段の前記改質器への水蒸気供給量を過剰にするこ
とにより、前記改質器の温度が前記所定温度以下になる
よう制御を行う第11または第12の本発明の燃料電池
発電システムの制御方法である。
In the fourteenth aspect of the present invention, the fuel power generation system further comprises steam supply means for supplying steam to the reformer, and the reformer performs the reforming reaction by steam reforming. In the control step, the temperature of the reformer is controlled to be equal to or lower than the predetermined temperature by increasing the amount of steam supplied to the reformer by the steam supply means. 12 is a control method of the fuel cell power generation system according to the present invention.

【0023】また、第15の本発明は、第1の本発明の
燃料電池発電システムの、前記温度検出手段の検出する
温度に基づき、前記改質器、前記原料供給手段、前記第
1の空気供給手段、前記温度調節手段および前記燃料電
池の動作を制御する制御手段としてコンピュータを機能
させるためのプログラムである。
The fifteenth aspect of the present invention is based on the temperature detected by the temperature detecting means of the fuel cell power generation system of the first aspect of the present invention, wherein the reformer, the raw material supply means, and the first air are used. It is a program for causing a computer to function as a control unit that controls the operations of the supply unit, the temperature adjusting unit, and the fuel cell.

【0024】また、第16の本発明は、第2の本発明の
燃料電池発電システムの、前記温度検出手段の検出する
温度に基づき、前記改質器、前記原料供給手段、前記第
1の空気供給手段、前記温度調節手段および前記燃料電
池の動作を制御する制御手段としてコンピュータを機能
させるためのプログラムである。
The sixteenth aspect of the present invention is based on the temperature detected by the temperature detecting means of the fuel cell power generation system of the second aspect of the invention, and is based on the temperature of the reformer, the raw material supply means, and the first air. It is a program for causing a computer to function as a control unit that controls the operations of the supply unit, the temperature adjusting unit, and the fuel cell.

【0025】また、第17の本発明は、第15または第
16の本発明のプログラムを担持した記録媒体であっ
て、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
The seventeenth invention is a recording medium carrying the program of the fifteenth or sixteenth invention, which can be processed by a computer.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面にもとづいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1における燃料電池発電システムのシステム構成図
である。図に示すように、改質器51は、原料ガスから
改質反応によって水素リッチガスを発生させる手段であ
るバーナ52および、バーナ52へ燃焼用空気を供給す
るバーナ送風機53が備えつけられ、上流側には原料ガ
ス供給手段54と空気供給手段55が設けられている。
燃料電池56は、改質器51の下流側に設けられた手段
であって、燃料極56aおよび酸素極56bからなり、
燃料極56aには改質器51から発生した水素リッチガ
スを供給し、酸素極56bには送風手段57から酸化剤
ガスとしての空気を供給し、この水素リッチガスと空気
とを反応させて発電するものである。排出経路58は、
燃料電池56の燃料極56aの下流側に接続された手段
で、バーナ52の燃料供給経路59に接続されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a system configuration diagram of a fuel cell power generation system according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in the figure, the reformer 51 is equipped with a burner 52, which is a means for generating hydrogen-rich gas from a raw material gas by a reforming reaction, and a burner blower 53 that supplies combustion air to the burner 52, and is provided on the upstream side. Is provided with a source gas supply means 54 and an air supply means 55.
The fuel cell 56 is a means provided on the downstream side of the reformer 51, and includes a fuel electrode 56a and an oxygen electrode 56b,
Hydrogen rich gas generated from the reformer 51 is supplied to the fuel electrode 56a, and air serving as an oxidant gas is supplied to the oxygen electrode 56b from the blower unit 57 to react the hydrogen rich gas with air to generate electricity. Is. The discharge route 58 is
The means connected to the downstream side of the fuel electrode 56a of the fuel cell 56 is connected to the fuel supply path 59 of the burner 52.

【0028】本実施の形態における改質反応は一例とし
て水蒸気改質方式を用いており、改質器51には水蒸気
発生器510が接続されている。また、温度センサ51
1は改質器51内の温度を検出する手段である。さらに
制御手段512は、温度センサ511の検出温度に基づ
いて、改質器51,バーナ52,バーナ送風機53、原
料ガス供給手段54、送風手段57および水蒸気発生器
510の動作を制御する手段である。
The reforming reaction in the present embodiment uses a steam reforming system as an example, and a steam generator 510 is connected to the reformer 51. In addition, the temperature sensor 51
1 is a means for detecting the temperature in the reformer 51. Further, the control unit 512 is a unit that controls the operations of the reformer 51, the burner 52, the burner blower 53, the raw material gas supply unit 54, the blower 57, and the steam generator 510 based on the temperature detected by the temperature sensor 511. .

【0029】なお、改質器51と燃料電池56の燃料極
56aとの間に一酸化炭素除去器を設けても良い。
A carbon monoxide remover may be provided between the reformer 51 and the fuel electrode 56a of the fuel cell 56.

【0030】つぎに、本実施の形態1における動作を説
明する。発電運転を行う場合、制御手段512の制御に
より、原料ガス供給手段54より炭化水素などの原料ガ
スを改質器51に供給し、バーナ52で加熱され改質反
応によって水素リッチガスを発生させ、燃料電池56の
燃料極56aに供給する。一方、燃料電池56の酸素極
56bには送風手段57から酸化剤ガスとしての空気が
供給される。燃料電池56内では、燃料極56aに供給
された水素と酸素極56bに供給された空気中の酸素と
を反応させ発電を行うものである。燃料電池56の燃料
極56aで大半の水素は反応に消費されるが、反応に使
われなかった水素オフガスは排出経路58、燃料供給経
路59を通ってバーナ52に供給され、改質器51の加
熱燃料として利用される。なお、原料ガスの代わりに、
アルコール、LPG、液体燃料の炭化水素化合物を用い
ても良い。すなわち、原料は、ガスの形態によらず、液
体の形態であってもよく、これは以下の各実施の形態に
おいても同様である。
Next, the operation of the first embodiment will be described. When the power generation operation is performed, the raw material gas supply means 54 supplies a raw material gas such as hydrocarbon to the reformer 51 by the control of the control means 512, and the burner 52 heats the raw material gas to generate a hydrogen-rich gas by the reforming reaction to generate a fuel. It is supplied to the fuel electrode 56a of the battery 56. On the other hand, the oxygen electrode 56b of the fuel cell 56 is supplied with air as an oxidant gas from the blower unit 57. In the fuel cell 56, hydrogen supplied to the fuel electrode 56a reacts with oxygen in the air supplied to the oxygen electrode 56b to generate electricity. Most of the hydrogen is consumed in the reaction at the fuel electrode 56a of the fuel cell 56, but the hydrogen off-gas not used in the reaction is supplied to the burner 52 through the discharge path 58 and the fuel supply path 59, and the hydrogen of the reformer 51 is discharged. Used as heating fuel. In addition, instead of raw material gas,
Alcohol, LPG, and hydrocarbon compounds of liquid fuel may be used. That is, the raw material may be in the liquid form regardless of the gas form, and this is the same in each of the following embodiments.

【0031】つぎに、燃料電池56の運転を停止させる
時の動作について説明する。まず、制御手段512の制
御により、原料ガス供給手段54の原料ガス供給を継続
したまま、改質器51の温度を低下させ、改質反応によ
り水素リッチガスが発生しないか、空気に曝されても反
応しない程度の濃度の水素リッチガスの量が発生する所
定温度以下になるようにし、その状態を維持する。この
とき、反応しない原料ガスが炭化して炭化物として残留
することを防ぐため、水蒸気発生器510からの水蒸気
の供給を続けることが望ましい。ただし原料ガスが炭化
しない限り、水蒸気の供給を停止しても良い。
Next, the operation for stopping the operation of the fuel cell 56 will be described. First, under the control of the control means 512, the temperature of the reformer 51 is lowered while continuing the supply of the raw material gas from the raw material gas supply means 54 so that the hydrogen-rich gas is not generated by the reforming reaction or is exposed to the air. The amount of the hydrogen-rich gas having such a concentration that does not react is controlled to be equal to or lower than a predetermined temperature at which it is generated, and the state is maintained. At this time, in order to prevent the unreacted raw material gas from being carbonized and remaining as a carbide, it is desirable to continue supplying the steam from the steam generator 510. However, the supply of steam may be stopped as long as the raw material gas is not carbonized.

【0032】この所定温度は、改質器51の構成にも依
存するが、約300度とすれば、発生する水素リッチガ
スの発生を抑えて、充分に安全性を確保することができ
る。また、空気に曝されても反応しない程度の濃度の水
素リッチガスの量とは、改質器51内のガスにおける、
発生した水素リッチガスの割合、すなわち(水素リッチ
ガスの量/(供給された原料ガスの量+水素リッチガス
の量))として表され、これが0〜4%程度の値となる
量である。
Although the predetermined temperature depends on the structure of the reformer 51, if the predetermined temperature is about 300 degrees, the hydrogen-rich gas generated can be suppressed and sufficient safety can be ensured. Further, the amount of hydrogen-rich gas having a concentration that does not react even when exposed to air means the amount of hydrogen-rich gas in the gas in the reformer 51.
It is expressed as a ratio of the generated hydrogen-rich gas, that is, (amount of hydrogen-rich gas / (amount of supplied raw material gas + amount of hydrogen-rich gas)), which is a value of about 0 to 4%.

【0033】この時、原料ガス供給手段54より供給さ
れた原料ガスは改質器51内で水素リッチガスに転換さ
れず、原料ガスのまま改質器51、燃料電池56の燃料
極56a、排出経路58、燃料供給経路59、バーナ5
2の順に流れ、滞留していた水素リッチガスを排出し経
路内を原料ガスに置換する。バーナ52においては、原
料ガスに押し出された水素リッチガスが燃焼し、消費さ
れる。つづいて原料ガスが排出されるようになると、原
料ガスが燃焼し、消費される。
At this time, the raw material gas supplied from the raw material gas supply means 54 is not converted into the hydrogen-rich gas in the reformer 51, and the reformer 51, the fuel electrode 56a of the fuel cell 56, and the discharge path remain as the raw material gas. 58, fuel supply path 59, burner 5
Flowing in the order of 2, the accumulated hydrogen-rich gas is discharged and the inside of the passage is replaced with the raw material gas. In the burner 52, the hydrogen-rich gas extruded into the raw material gas is burned and consumed. Then, when the raw material gas is discharged, the raw material gas is burned and consumed.

【0034】つぎに、原料ガスの供給を開始してから、
所定時間が経過した後、原料ガスの供給を停止する。次
いで、空気供給手段55から供給されるパージ用空気を
同様に改質器51、燃料電池56の燃料極56a、排出
経路58、燃料供給経路59、バーナ52の順に流し、
各部、経路に残留する原料ガスを全てバーナ52で燃や
し尽くして排出し、各部、経路内を空気に置換させる。
Next, after starting the supply of the raw material gas,
After a predetermined time has elapsed, the supply of the raw material gas is stopped. Next, the purging air supplied from the air supply means 55 is similarly made to flow in the order of the reformer 51, the fuel electrode 56a of the fuel cell 56, the discharge path 58, the fuel supply path 59, and the burner 52,
The burner 52 burns out all the raw material gas remaining in each part and the passage and discharges it, and the air in each part and the passage is replaced.

【0035】ここで、原料ガスの供給を開始してから停
止するまでの上記の所定時間は、少なくともパージ用空
気を改質器51他の各部、経路に導入した際に、供給さ
れた原料ガスにより、各部、経路に残留している水素リ
ッチガスと、パージ用空気との間に原料ガスの層を形成
され、原料ガスとパージ用空気とが混合しない状態を作
り出されるのに必要な程度の時間を意味する。例えば、
改質器51内を原料ガスで置換するのに足る時間であば
十分であるが、さらに燃料電池56や、燃料供給経路5
9等をも置換できる時間であれば、より完全な置換がで
き、好ましい。
Here, the above-mentioned predetermined time from the start of the supply of the raw material gas to the stop thereof is at least the supply of the raw material gas when the purge air is introduced into the reformer 51 and other parts and paths. As a result, a layer of the raw material gas is formed between the hydrogen-rich gas remaining in each part and the passage and the purging air, and the time required to create a state in which the raw material gas and the purging air are not mixed Means For example,
A sufficient time is sufficient to replace the interior of the reformer 51 with the raw material gas, but further, the fuel cell 56 and the fuel supply path 5 are required.
It is preferable that 9 or the like can be replaced, because more complete replacement can be performed.

【0036】また、直接空気による水素リッチガスの排
出を行わないのは、水素リッチガスと空気との界面で反
応可能な濃度の水素と酸素の混合気体が生じ、改質器5
1内を通過する際に高温雰囲気中で激しく酸化反応する
可能性があるためである。
The reason why the hydrogen-rich gas is not directly discharged by the air is that a mixed gas of hydrogen and oxygen having a concentration capable of reacting at the interface between the hydrogen-rich gas and the air is generated, and the reformer 5
This is because there is a possibility of violent oxidation reaction in a high temperature atmosphere when passing through 1.

【0037】最後に、原料ガスが全て空気で置換された
ことを確認したら、バーナ52およびバーナ送風機53
の動作を停止し、システム全体の動作を停止する。
Finally, when it is confirmed that the raw material gas is completely replaced with air, the burner 52 and the burner blower 53
To stop the operation of the whole system.

【0038】なお、上記の改質器51等の各部、経路内
の水素リッチガスが、上述のように原料ガスに置換され
たと判断できる時間は、あらかじめ経路内の水素リッチ
ガスおよび原料ガスの流量、流速等を測定し、これに基
づいて計算して定めた値であってもよいし、別途濃度計
等を用いて経路内の水素リッチガスの濃度を計測し、こ
れが所定量以下となったときの時間としてもよい。
The time at which it can be determined that the hydrogen-rich gas in each part of the reformer 51 and the passage and the passage is replaced with the raw material gas as described above is the flow rate and flow velocity of the hydrogen-rich gas and the raw material gas in the passage in advance. It may be a value determined by measuring etc. and calculating based on this, or measuring the concentration of hydrogen-rich gas in the route using a separate concentration meter etc. May be

【0039】次に、改質器51の温度を上記所定温度に
低下させる第1の方法としては、バーナ52へ燃焼用空
気を供給するバーナ送風機53の供給空気流量を過剰に
し、改質器51の加熱温度を低下させる方法がある。こ
のとき、供給する空気流量は、以下のようにして定め
る。バーナ52が燃焼する時の燃料(原料ガス、水素リ
ッチガスなど)量Fと、供給する空気流量Aとの当量比
λ=A/Fが、λ=3以上となるようにする。なお、バ
ーナ52が完全燃焼している時のλの値はλ=1であ
る。
Next, as a first method of lowering the temperature of the reformer 51 to the above-mentioned predetermined temperature, the flow rate of the supply air of the burner blower 53 for supplying the combustion air to the burner 52 is made excessive and the reformer 51 is supplied. There is a method of lowering the heating temperature of. At this time, the air flow rate to be supplied is determined as follows. The equivalence ratio λ = A / F between the amount F of fuel (raw material gas, hydrogen-rich gas, etc.) when the burner 52 burns and the supplied air flow rate A is set to λ = 3 or more. The value of λ when the burner 52 is completely burning is λ = 1.

【0040】また、改質器51の温度を、上記所定温度
に低下させる第2の方法としては、水蒸気改質方式にお
いて改質器1へ水蒸気を供給する、本発明の水蒸気供給
手段に相当する水蒸気発生器510に過剰に水を供給
し、改質器51を冷却させる方法がある。
A second method of lowering the temperature of the reformer 51 to the above-mentioned predetermined temperature corresponds to the steam supply means of the present invention for supplying steam to the reformer 1 in the steam reforming system. There is a method of supplying excessive water to the steam generator 510 to cool the reformer 51.

【0041】なお、改質器51の温度を低下させる別の
方法として、単純にバーナ52の加熱量を減少させるた
めに原料ガスの流量を低下させる方法が考えられるが、
この時、改質器51内の被加熱体の流量も低下するた
め、結果として改質器1の温度はあまり低下しない場合
もあり、必ずしも有効とは言えない。
As another method of lowering the temperature of the reformer 51, a method of simply reducing the flow rate of the raw material gas in order to reduce the heating amount of the burner 52 is conceivable.
At this time, the flow rate of the object to be heated in the reformer 51 also decreases, and as a result, the temperature of the reformer 1 may not decrease so much, which is not necessarily effective.

【0042】また、運転開始時に、改質器51や燃料電
池56の各部、経路内の状態が分からない場合(例え
ば、どのような種類のガスが滞留しているか不明である
場合)も、停止時と同様に原料ガスを利用してパージを
行うことが望ましい。この場合、原料ガス供給手段54
の原料ガス供給を開始するまでに、制御手段512の制
御により、改質器51の温度を、改質反応により水素リ
ッチガスが発生しないか、空気に曝されても反応しない
程度の濃度の水素リッチガスの量が発生する所定温度以
下の状態に保ち、この状態で改質器51に原料ガス供給
を行う。
Further, even when the states of the reformer 51, the fuel cell 56, and the inside of the passage are unknown at the start of the operation (for example, when it is unknown what kind of gas is retained), the operation is stopped. It is desirable to perform the purging by using the raw material gas as in the case of the above. In this case, the source gas supply means 54
By the control of the control unit 512, the temperature of the reformer 51 is adjusted to a hydrogen-rich gas concentration of such a level that hydrogen-rich gas is not generated by the reforming reaction or does not react even when exposed to air before starting the supply of the raw material gas. Is maintained at a temperature equal to or lower than a predetermined temperature, at which the raw material gas is supplied to the reformer 51.

【0043】次に、改質器51や燃料電池56の各部、
経路が原料ガスによって置換されたと判断できる所定時
間が経過した後、既に述べた通常の起動時と同様に、改
質器51の温度を改質反応が生じる温度まで上げる制御
を行えば、安全に運転開始を行うことができる。なお、
各部、経路内が原料ガス置換されたと判断できる所定時
間は、停止時の場合と同様にして定めればよい。
Next, each part of the reformer 51 and the fuel cell 56,
After a lapse of a predetermined time period in which it can be determined that the path has been replaced by the raw material gas, it is possible to safely raise the temperature of the reformer 51 to a temperature at which the reforming reaction occurs, as in the case of the normal startup described above. Operation can be started. In addition,
The predetermined period of time during which it can be determined that the source gas has been replaced in each part and the route may be set in the same manner as when stopped.

【0044】また、本実施の形態は、図6に示す構成と
しても良い。図6の構成においては、排出経路58の一
部に三方弁61を設け、さらに三方弁61の分岐先に第
2のバーナ62を設けるようにした。これにより、燃料
電池56から排出された水素オフガスを第2のバーナ6
2で燃焼させることができるため、バーナ52を停止さ
せて、上記所定温度まで改質器51を速やかに冷却させ
ることができる。このとき、第2のバーナ62の代わり
に、外部に水素オフガスを廃棄するようにしてもよい。
また、第2のバーナ62は、改質器51と燃料電池56
との間に設けても良い。
Further, the present embodiment may have a configuration shown in FIG. In the configuration of FIG. 6, the three-way valve 61 is provided in a part of the discharge path 58, and the second burner 62 is further provided at the branch destination of the three-way valve 61. As a result, the hydrogen off gas discharged from the fuel cell 56 is supplied to the second burner 6
Since the combustion can be performed at 2, the burner 52 can be stopped and the reformer 51 can be quickly cooled to the predetermined temperature. At this time, instead of the second burner 62, the hydrogen off gas may be discarded to the outside.
In addition, the second burner 62 includes the reformer 51 and the fuel cell 56.
It may be provided between and.

【0045】このように、本実施の形態によれば、燃料
電池56の運転を停止させる際、水素リッチガスを原料
ガスと空気で安全に排出することによって、大型の窒素
ボンベなどの窒素設備を具備する必要がなくイニシャル
コストを低減させ、家庭用定置型分散発電や電気自動車
用電源などに用いた場合でも設置スペースを小さくし、
また、窒素ボンベを定期的に交換・補充する必要もなく
ランニングコストを低減させることができるものであ
る。
As described above, according to the present embodiment, when the operation of the fuel cell 56 is stopped, the hydrogen-rich gas is safely discharged by the raw material gas and the air, thereby providing the nitrogen equipment such as the large-sized nitrogen cylinder. There is no need to reduce the initial cost, and the installation space is reduced even when used for home stationary distributed power generation or electric vehicle power sources.
In addition, it is possible to reduce the running cost without having to regularly replace and replenish the nitrogen cylinder.

【0046】(実施の形態2)図2は、本発明の実施の
形態2における燃料電池発電システムのシステム構成図
である。実施の形態1と同様のものについては、同一符
号を付与し、その説明を省略する。気体供給手段521
は、原料ガス供給手段54と空気供給手段55を兼用し
た手段で、制御手段512の制御により、原料ガス供給
手段54として用いる場合は入口部521aの切替装置
522を原料ガス経路54aに切替え、空気供給手段5
5として用いる場合は切替装置522を空気吸入経路5
5aに切替えるものである。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a system configuration diagram of a fuel cell power generation system according to a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Gas supply means 521
Is a means that also serves as the raw material gas supply means 54 and the air supply means 55. Under the control of the control means 512, when used as the raw material gas supply means 54, the switching device 522 of the inlet portion 521a is switched to the raw material gas path 54a, Supply means 5
5 is used as the air intake path 5
5a.

【0047】気体供給手段521を用いることで原料ガ
ス供給手段54の流路と空気供給手段55の流路とを兼
用させて、燃料電池発電システムの製造コストをさらに
低減させることができるものである。
By using the gas supply means 521, the flow path of the raw material gas supply means 54 and the flow path of the air supply means 55 can be used in common to further reduce the manufacturing cost of the fuel cell power generation system. .

【0048】(実施の形態3)図3は、本発明の実施の
形態3における燃料電池発電システムのシステム構成図
である。実施の形態1と同様のものについては、同一符
号を付与し、その説明を省略する。一酸化炭素除去器5
31は、改質器51で発生した水素リッチガスに含まれ
る一酸化炭素を除去する手段で、改質器51と燃料電池
56の燃料極56aとの間に設けられている。一酸化炭
素除去器531は、一般に変成反応や選択酸化反応を利
用して水素リッチガス中の一酸化炭素を選択的に除去す
るもので、燃料電池56の燃料極56aの触媒が一酸化
炭素に対して被毒されるのを防止する役目を果たすもの
である。バイパス経路532は、一酸化炭素除去器53
1と燃料電池56の燃料極56aとの間に設けられた切
替手段533を介して分岐されて、燃料電池56の排出
経路58に合流しバーナ52の燃料供給経路59に接続
された手段である。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a system configuration diagram of a fuel cell power generation system according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Carbon monoxide remover 5
31 is a means for removing carbon monoxide contained in the hydrogen-rich gas generated in the reformer 51, and is provided between the reformer 51 and the fuel electrode 56a of the fuel cell 56. The carbon monoxide remover 531 generally removes carbon monoxide in the hydrogen-rich gas by utilizing a shift reaction or a selective oxidation reaction, and the catalyst of the fuel electrode 56a of the fuel cell 56 can remove carbon monoxide from the carbon monoxide. It serves to prevent the poisoning of the body. The bypass path 532 is used for the carbon monoxide remover 53.
1 and the fuel electrode 56a of the fuel cell 56 are branched via a switching means 533, joined to the discharge path 58 of the fuel cell 56, and connected to the fuel supply path 59 of the burner 52. .

【0049】つぎに、本実施の形態3において、燃料電
池56の運転を開始させる時の動作について説明する。
まず、原料ガス供給手段54から原料ガスを改質器5
1、一酸化炭素除去器531、燃料電池56の燃料極5
6a、排出経路58、燃料供給経路59、バーナ52の
順に供給し、改質反応により水素リッチガスが発生しな
い温度に所定時間維持しながらバーナ52で燃焼させ、
つぎに、切替手段533によって経路を燃料電池56の
燃料極56aからバイパス経路532に切替え、改質器
1の温度を改質反応によって水素リッチガスが発生する
温度まで高め、その後、水素リッチガスに含まれる一酸
化炭素が一酸化炭素除去器531によって十分除去され
るようになった時に、再び切替手段533によって経路
をバイパス経路532から燃料電池56の燃料極56a
に切替え、燃料電池56の発電を開始させるものであ
る。一酸化炭素が十分除去されていない水素リッチガス
は、バイパス経路532を経てバーナ52へ供給され、
バーナ52の燃焼に用いられる。
Next, the operation of the third embodiment when starting the operation of the fuel cell 56 will be described.
First, the raw material gas is supplied from the raw material gas supply means 54 to the reformer 5.
1, carbon monoxide remover 531 and fuel electrode 5 of fuel cell 56
6a, an exhaust path 58, a fuel supply path 59, and a burner 52 in this order, and burned in the burner 52 while maintaining a temperature at which hydrogen-rich gas is not generated by the reforming reaction for a predetermined time.
Next, the path is switched from the fuel electrode 56a of the fuel cell 56 to the bypass path 532 by the switching means 533, and the temperature of the reformer 1 is raised to a temperature at which hydrogen-rich gas is generated by the reforming reaction, and then included in the hydrogen-rich gas. When carbon monoxide is sufficiently removed by the carbon monoxide remover 531, the switching means 533 again switches the path from the bypass path 532 to the fuel electrode 56a of the fuel cell 56.
The fuel cell 56 is started to generate electricity. The hydrogen-rich gas in which carbon monoxide has not been sufficiently removed is supplied to the burner 52 via the bypass path 532.
It is used to burn the burner 52.

【0050】ここで、はじめに原料ガスを燃料電池56
の燃料極56aに流し、残留する空気のパージが完了し
た後、改質器1の温度が高くなって、改質反応が生じて
も、一旦バイパス経路532に切替えるのは、以下の理
由による。すなわち、改質器51が水素リッチガスを発
生する温度になっても、その下流にある一酸化炭素除去
器531が反応温度に十分達していないときは、一酸化
炭素除去器531から出力される水素リッチガス中には
一酸化炭素が多量に含まれているため、この水素リッチ
ガスが燃料電池56に入力されると、燃料極56aの触
媒が被毒してしまう。そこで、一酸化炭素除去器531
が反応温度に十分達するまで、水素リッチガスをバイパ
ス経路532に送り込むことで、水素リッチガスが燃料
電池56に入力されることを防ぎ、燃料極56aの触媒
が被毒しないようにしている。
First, the raw material gas is supplied to the fuel cell 56.
Even if the temperature of the reformer 1 rises and the reforming reaction occurs after the purging of the remaining air flowing to the fuel electrode 56a of No. 1 is completed, the bypass path 532 is once switched to for the following reason. That is, even if the reformer 51 reaches a temperature at which hydrogen-rich gas is generated, if the carbon monoxide remover 531 located downstream of the reformer 51 does not reach the reaction temperature sufficiently, the hydrogen output from the carbon monoxide remover 531 is output. Since the rich gas contains a large amount of carbon monoxide, when the hydrogen rich gas is input to the fuel cell 56, the catalyst of the fuel electrode 56a is poisoned. Therefore, carbon monoxide remover 531
The hydrogen-rich gas is fed into the bypass path 532 until the temperature reaches the reaction temperature sufficiently to prevent the hydrogen-rich gas from being input to the fuel cell 56 and prevent the catalyst of the fuel electrode 56a from being poisoned.

【0051】以上の一連の運転開始動作によって、燃料
電池56の燃料極56a内にはじめて供給される水素リ
ッチガスが、空気と接触することがないため、安全に運
転を開始することができるものである。
Through the above series of operation starting operations, the hydrogen-rich gas supplied into the fuel electrode 56a of the fuel cell 56 for the first time does not come into contact with the air, so that the operation can be started safely. .

【0052】このように、燃料電池56の運転を開始さ
せる時にも窒素などの不活性ガスを使用する必要がない
ため、設置スペースを小さくしイニシャルコストとラン
ニングコストを低減させることができるものである。
As described above, since it is not necessary to use an inert gas such as nitrogen when starting the operation of the fuel cell 56, the installation space can be reduced and the initial cost and running cost can be reduced. .

【0053】(実施の形態4)図4は、本発明の実施の
形態4における燃料電池発電システムのシステム構成図
である。実施の形態1および3と同様のものについて
は、同一符号を付与し、その説明を省略する。閉止弁5
41は、燃料電池56の排出経路58に設けられた手段
である。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a system configuration diagram of a fuel cell power generation system in Embodiment 4 of the present invention. The same parts as those in Embodiments 1 and 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Stop valve 5
41 is a means provided in the discharge path 58 of the fuel cell 56.

【0054】つぎに、本実施の形態4における動作につ
いて説明する。まず、燃料電池56の運転を開始させる
前に、切替手段533と閉止弁541との間の燃料電池
56の燃料極56a内に予め原料ガスを封入する。燃料
電池56の運転を開始させる時は、まず、原料ガス供給
手段54から原料ガスを改質器51、一酸化炭素除去器
531、バイパス経路532、燃料供給経路59、バー
ナ52の順に供給し、改質器51の温度を改質反応によ
って水素リッチガスが発生する温度まで高め、その後、
水素リッチガスに含まれる一酸化炭素が一酸化炭素除去
器531によって十分除去されるようになった時に、閉
止弁541を開くとともに切替手段33によって経路を
バイパス経路532から燃料電池56の燃料極56aに
切替え、燃料電池56の発電を開始させるものである。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. First, before starting the operation of the fuel cell 56, the raw material gas is sealed in advance in the fuel electrode 56a of the fuel cell 56 between the switching means 533 and the shutoff valve 541. When starting the operation of the fuel cell 56, first, the source gas is supplied from the source gas supply means 54 in the order of the reformer 51, the carbon monoxide remover 531, the bypass path 532, the fuel supply path 59, and the burner 52. The temperature of the reformer 51 is raised to a temperature at which hydrogen-rich gas is generated by the reforming reaction, and thereafter,
When the carbon monoxide contained in the hydrogen-rich gas is sufficiently removed by the carbon monoxide remover 531, the stop valve 541 is opened and the switching means 33 switches the path from the bypass path 532 to the fuel electrode 56a of the fuel cell 56. This is for switching and starting the power generation of the fuel cell 56.

【0055】以上の一連の運転開始動作によって、燃料
電池56の燃料極56a内にはじめて供給される水素リ
ッチガスが空気と接触することがないため、安全に運転
を開始することができるものである。
By the series of operation starting operations described above, the hydrogen-rich gas supplied into the fuel electrode 56a of the fuel cell 56 for the first time does not come into contact with the air, so that the operation can be started safely.

【0056】燃料電池56の運転を開始させる前に、切
替手段533と閉止弁541との間の燃料電池56の燃
料極56a内に予め原料ガスを封入する手段としては、
前回の運転停止方法として実施の形態1に示すような方
法を行う場合、最後に燃料電池56の燃料極56aを原
料ガスが通過する時に、切替手段533を、改質器51
と燃料電池56とが連通するように切替え、原料ガスが
燃料電池内56内に満たされた後に、閉止弁541を閉
止し、原料ガスを燃料電池56の燃料極56a内に封入
することによって、容易に実現することができる。
Before starting the operation of the fuel cell 56, as a means for preliminarily filling the raw material gas in the fuel electrode 56a of the fuel cell 56 between the switching means 533 and the shutoff valve 541,
When the method described in the first embodiment is performed as the previous operation stop method, when the raw material gas finally passes through the fuel electrode 56a of the fuel cell 56, the switching unit 533 is set to the reformer 51.
And the fuel cell 56 are switched to communicate with each other, and after the raw material gas is filled in the fuel cell 56, the stop valve 541 is closed and the raw material gas is sealed in the fuel electrode 56 a of the fuel cell 56. It can be easily realized.

【0057】このように、燃料電池56の運転を開始さ
せる時にも窒素などの不活性ガスを使用する必要がない
ため、設置スペースを小さくしイニシャルコストとラン
ニングコストを低減させることができる。
As described above, since it is not necessary to use an inert gas such as nitrogen when starting the operation of the fuel cell 56, the installation space can be reduced and the initial cost and running cost can be reduced.

【0058】(実施の形態5)図5は、本発明の実施の
形態5における燃料電池発電システムのシステム構成図
である。実施の形態1から4と同様のものについては、
同一符号を付与し、その説明を省略する。542は、原
料ガス供給手段54に設けられた脱硫装置である。脱硫
装置542は、原料ガス中に含まれる付臭剤などの硫黄
成分を除去するもので、改質器51、一酸化炭素除去器
531、燃料電池56の燃料極56aの触媒が硫黄成分
に対して被毒されるのを防止する役目を果たすものであ
る。この脱硫装置542は、実施の形態1から4までの
いずれの原料ガス供給手段54に設けても効果を奏する
ものである。
(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a system configuration diagram of a fuel cell power generation system according to a fifth embodiment of the present invention. Regarding the same as in the first to fourth embodiments,
The same reference numerals are given and the description thereof is omitted. Reference numeral 542 is a desulfurization device provided in the source gas supply means 54. The desulfurizer 542 removes sulfur components such as odorants contained in the raw material gas, and the reformer 51, the carbon monoxide remover 531 and the catalyst of the fuel electrode 56a of the fuel cell 56 react with sulfur components. It serves to prevent the poisoning of the body. The desulfurization device 542 is effective even if it is provided in any of the raw material gas supply means 54 of the first to fourth embodiments.

【0059】実施の形態1から4における運転停止、運
転開始方法においては、原料ガスを直接一酸化炭素除去
器531や燃料電池56の燃料極56aに供給するた
め、原料ガス中に付臭剤などの硫黄成分が含まれる場合
は、本実施の形態の脱硫装置542によって触媒の被毒
を未然に防止し、性能を維持することができるものであ
る。
In the operation stop and operation start methods of Embodiments 1 to 4, since the raw material gas is directly supplied to the carbon monoxide remover 531 and the fuel electrode 56a of the fuel cell 56, an odorant or the like is contained in the raw material gas. When the sulfur component is included, the desulfurization device 542 of the present embodiment can prevent the catalyst from being poisoned and maintain the performance.

【0060】また、本発明の実施の形態1において、原
料ガス供給手段54は本発明の原料供給手段の一例であ
り、バーナ52は本発明の温度調節手段の一例であり、
バーナ送風機53は本発明の第2の空気供給手段の一部
であり、空気供給手段55は本発明の第1の空気供給手
段の一例である。また、温度センサ511は、本発明の
温度検出手段に相当する。
In the first embodiment of the present invention, the raw material gas supply means 54 is an example of the raw material supply means of the present invention, and the burner 52 is an example of the temperature adjusting means of the present invention.
The burner blower 53 is a part of the second air supply unit of the present invention, and the air supply unit 55 is an example of the first air supply unit of the present invention. The temperature sensor 511 corresponds to the temperature detecting means of the present invention.

【0061】また、本発明の実施の形態2において、気
体供給手段521、切替装置522および入口部521
aは本発明の供給路の一例である。
Further, in the second embodiment of the present invention, the gas supply means 521, the switching device 522 and the inlet portion 521.
a is an example of the supply path of the present invention.

【0062】また、本発明の実施の形態3において、切
替手段533およびパイパス経路532は本発明の流路
遮断手段の一例である。ただし本発明の流路遮断手段の
構成はこれに限定されるものではなく、バイパス経路5
32を省略して、切替手段533の切替により、一酸化
炭素が十分除去されていない水素リッチガスを外部に放
出する、もしくは一時的に蓄積するようにしてもよい。
要するに、水素リッチガスに含まれる一酸化炭素が一酸
化炭素除去器531によって十分除去されるようになる
までの間、一酸化炭素除去器531から出力された水素
リッチガスが燃料電池56に導入されないように、一酸
化炭素除去器と燃料電池との間の、水素リッチガスの流
路を遮断できるものであればよい。
Further, in the third embodiment of the present invention, the switching means 533 and the bypass path 532 are examples of the flow path blocking means of the present invention. However, the structure of the flow path blocking means of the present invention is not limited to this, and the bypass path 5
By omitting 32, by switching the switching means 533, the hydrogen-rich gas in which carbon monoxide is not sufficiently removed may be released to the outside or may be temporarily accumulated.
In short, the hydrogen-rich gas output from the carbon monoxide remover 531 is prevented from being introduced into the fuel cell 56 until the carbon monoxide contained in the hydrogen-rich gas is sufficiently removed by the carbon monoxide remover 531. It suffices that the flow path of the hydrogen-rich gas between the carbon monoxide remover and the fuel cell can be blocked.

【0063】なお、上記の各実施の形態1〜5において
は、本発明の一例として、燃料電池発電システムとして
の構成及び動作の説明を行ったが、本発明は燃料電池発
電システムの制御方法として、改質器51,燃料ガス供
給手段54,空気供給手段55,水蒸気発生器510,
バーナ52,バーナ送風機53、温度センサ511の各
手段の動作制御を実現する方法として実現してもよい。
また、改質器51が水蒸気改質を行わないタイプのもの
である場合、水蒸気発生器510は省いた構成として実
現してもよい。
In each of the above-described first to fifth embodiments, the configuration and operation of the fuel cell power generation system has been described as an example of the present invention, but the present invention is a method of controlling the fuel cell power generation system. , Reformer 51, fuel gas supply means 54, air supply means 55, steam generator 510,
It may be realized as a method for realizing operation control of each unit of the burner 52, the burner blower 53, and the temperature sensor 511.
When the reformer 51 is of a type that does not perform steam reforming, the steam generator 510 may be realized by omitting it.

【0064】また、本発明の温度調節手段はバーナ5
2,バーナ送風機53および水蒸気発生器510である
として説明を行ったが、温度調節手段は電気ヒータ、冷
却器等によって実現してもよい。この場合、排出経路5
8等の、燃料電池56もしくは一酸化炭素除去器531
から改質器を加熱するための排出ガス供給路を省略する
ことが可能となる。
The temperature adjusting means of the present invention is the burner 5
Although the burner fan 53 and the steam generator 510 have been described above, the temperature adjusting means may be realized by an electric heater, a cooler, or the like. In this case, discharge route 5
8 etc., fuel cell 56 or carbon monoxide remover 531
Therefore, it becomes possible to omit the exhaust gas supply path for heating the reformer.

【0065】なお、本発明にかかるプログラムは、上述
した本発明の燃料電池発電システムの全部または一部の
手段(または、装置、素子、回路、部等)の機能をコン
ピュータにより実行させるためのプログラムであって、
コンピュータと協働して動作するプログラムであっても
よい。
The program according to the present invention is a program for causing a computer to execute the functions of all or part of the above-mentioned fuel cell power generation system of the present invention (or devices, elements, circuits, sections, etc.). And
It may be a program that operates in cooperation with a computer.

【0066】また、本発明は、上述した本発明の燃料電
池発電システムの全部または一部の手段の全部または一
部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログ
ラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取
り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピ
ュータと協動して前記機能を実行する媒体であってもよ
い。
Further, the present invention is a medium carrying a program for causing a computer to execute all or part of the functions of all or part of the above-mentioned fuel cell power generation system of the present invention, and is read by the computer. It may be a medium that allows the read program to execute the function in cooperation with the computer.

【0067】なお、本発明の上記「一部の手段(また
は、装置、素子、回路、部等)」、本発明の上記「一部
のステップ(または、工程、動作、作用等)」とは、そ
れらの複数の手段またはステップの内の、幾つかの手段
またはステップを意味し、あるいは、一つの手段または
ステップの内の、一部の機能または一部の動作を意味す
るものである。
The "partial means (or device, element, circuit, section, etc.)" of the present invention and the "partial step (or process, operation, action, etc.)" of the present invention mean It means some of the plurality of means or steps, or some of the functions or some of the operations of one means or steps.

【0068】また、本発明の一部の装置(または、素
子、回路、部等)とは、それらの複数の装置の内の、幾
つかの装置を意味し、あるいは、一つの装置の内の、一
部の手段(または、素子、回路、部等)を意味し、ある
いは、一つの手段の内の、一部の機能を意味するもので
ある。
Further, some devices (or elements, circuits, parts, etc.) of the present invention mean some devices out of the plurality of devices, or one device. , Means a part of means (or an element, a circuit, a part, etc.) or means a part of the function of one means.

【0069】また、本発明のプログラムを記録した、コ
ンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれ
る。
A computer-readable recording medium in which the program of the present invention is recorded is also included in the present invention.

【0070】また、本発明のプログラムの一利用形態
は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録
され、コンピュータと協働して動作する態様であっても
良い。
Further, one usage form of the program of the present invention may be a mode in which the program is recorded in a computer-readable recording medium and operates in cooperation with the computer.

【0071】また、本発明のプログラムの一利用形態
は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとら
れ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良
い。
Further, one usage form of the program of the present invention may be a mode in which the program is transmitted through a transmission medium, read by a computer, and operates in cooperation with the computer.

【0072】また、記録媒体としては、ROM等が含ま
れ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送機構、
光・電波・音波等が含まれる。
Further, the recording medium includes a ROM and the like, and the transmission medium includes a transmission mechanism such as the Internet.
Light, radio waves, sound waves, etc. are included.

【0073】また、上述した本発明のコンピュータは、
CPU等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウ
ェアや、OS、更に周辺機器を含むものであっても良
い。
The computer of the present invention described above is
The hardware is not limited to pure hardware such as a CPU, and may include firmware, an OS, and peripheral devices.

【0074】なお、以上説明した様に、本発明の構成
は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア
的に実現しても良い。
As described above, the configuration of the present invention may be realized by software or hardware.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明は、燃料電池発電システムにおい
て、イニシャルコストとランニングコストを低減させる
ことができるという効果を奏するものである。
The present invention has the effect of reducing the initial cost and running cost in a fuel cell power generation system.

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

【図1】本発明の実施の形態1における、燃料電池発電
システムのシステム構成図
FIG. 1 is a system configuration diagram of a fuel cell power generation system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態2における、燃料電池発電
システムのシステム構成図
FIG. 2 is a system configuration diagram of a fuel cell power generation system according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態3における、燃料電池発電
システムのシステム構成図
FIG. 3 is a system configuration diagram of a fuel cell power generation system according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態4における、燃料電池発電
システムのシステム構成図
FIG. 4 is a system configuration diagram of a fuel cell power generation system according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態5における、燃料電池発電
システムのシステム構成図
FIG. 5 is a system configuration diagram of a fuel cell power generation system according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態1における、燃料電池発電
システムの他のシステム構成図
FIG. 6 is another system configuration diagram of the fuel cell power generation system according to the first embodiment of the present invention.

【図7】従来の燃料電池発電システムのシステム構成図FIG. 7 is a system configuration diagram of a conventional fuel cell power generation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51 改質器 52 バーナ 53 バーナ送風機 54 原料ガス供給手段 54a 原料ガス経路 55 空気供給手段 55a 空気吸入経路 56 燃料電池 58 排出経路 61 三方弁 62 第2のバーナ 510 水蒸気発生器 511 温度センサ 512 制御手段 521 気体供給手段 521a 入口部 522 切替装置 531 一酸化炭素除去器 532 バイパス経路 533 切替手段 541 閉止弁 542 脱硫装置 51 reformer 52 burners 53 burner blower 54 Source Gas Supply Means 54a Source gas path 55 Air supply means 55a Air intake path 56 fuel cell 58 Discharge route 61 three-way valve 62 Second burner 510 steam generator 511 Temperature sensor 512 control means 521 Gas supply means 521a entrance 522 switching device 531 carbon monoxide remover 532 Bypass route 533 switching means 541 Stop valve 542 Desulfurization equipment

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮内 伸二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H027 AA02 BA01 BA09 BA16 KK42 MM01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shinji Miyauchi             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 5H027 AA02 BA01 BA09 BA16 KK42                       MM01

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原料を改質反応することによって水素リ
ッチガスを発生させる改質器と、 前記改質器に前記原料を供給する原料供給手段と、 前記改質反応を促進するため前記改質器の温度を調節す
る温度調節手段と、 前記改質器に空気を供給する第1の空気供給手段と、 前記改質器の温度を検出する温度検出手段と、 前記水素リッチガスによって発電を行う燃料電池と、 前記温度検出手段の検出する温度に基づき、前記改質
器、前記原料供給手段、前記第1の空気供給手段、前記
温度調節手段および前記燃料電池の動作を制御する制御
手段とを備え、 前記制御手段は、前記燃料電池の運転を停止するとき
に、少なくとも前記原料供給手段が前記原料の供給を所
定時間継続したまま、前記改質器の温度が所定温度以下
になるよう制御を行い、その後、前記第1の空気供給手
段から空気を前記改質器および前記燃料電池へ供給する
よう制御を行う燃料電池発電システム。
1. A reformer for generating a hydrogen-rich gas by reforming a raw material, a raw material supply means for supplying the raw material to the reformer, and the reformer for promoting the reforming reaction. Temperature adjusting means for adjusting the temperature of the reformer, first air supplying means for supplying air to the reformer, temperature detecting means for detecting the temperature of the reformer, and a fuel cell for generating electricity by the hydrogen-rich gas. And a control means for controlling the operations of the reformer, the raw material supply means, the first air supply means, the temperature adjusting means, and the fuel cell based on the temperature detected by the temperature detecting means, When stopping the operation of the fuel cell, the control means controls the temperature of the reformer to be equal to or lower than a predetermined temperature while at least the raw material supply means continues supplying the raw material for a predetermined time. Thereafter, the first fuel cell power generation system that performs control so as to supply air from the air supply means to the reformer and the fuel cell.
【請求項2】 原料を改質反応することによって水素リ
ッチガスを発生させる改質器と、 前記改質器に前記原料を供給する原料供給手段と、 前記改質反応を促進するため前記改質器の温度を調節す
る温度調節手段と、 前記改質器に空気を供給する第1の空気供給手段と、 前記改質器の温度を検出する温度検出手段と、 前記水素リッチガスによって発電を行う燃料電池と、 前記温度検出手段の検出する温度に基づき、前記改質
器、前記原料供給手段、前記第1の空気供給手段、前記
温度調節手段および前記燃料電池の動作を制御する制御
手段とを備え、 前記制御手段は、前記燃料電池の運転が開始するまで
に、前記改質器の温度が所定温度の状態で、前記原料供
給手段より前記原料の供給を所定時間行うよう制御を行
い、その後、前記改質器の温度を前記所定温度より高く
するとともに、前記燃料電池の運転を開始させる制御を
行う燃料電池発電システム。
2. A reformer for generating a hydrogen-rich gas by reforming a raw material, a raw material supply means for supplying the raw material to the reformer, and the reformer for promoting the reforming reaction. Temperature adjusting means for adjusting the temperature of the reformer, first air supplying means for supplying air to the reformer, temperature detecting means for detecting the temperature of the reformer, and a fuel cell for generating electricity by the hydrogen-rich gas. And a control means for controlling the operations of the reformer, the raw material supply means, the first air supply means, the temperature adjusting means, and the fuel cell based on the temperature detected by the temperature detecting means, The control means performs control such that the raw material is supplied from the raw material supply means for a predetermined time in a state where the temperature of the reformer is a predetermined temperature before the operation of the fuel cell is started, and then, Reforming With a temperature higher than the predetermined temperature, the fuel cell power generation system performs control to start the operation of the fuel cell.
【請求項3】 前記温度調節手段は、バーナと、前記バ
ーナに燃焼用の空気を供給する第2の空気供給手段とを
有し、 前記制御手段は、前記第2の空気供給手段の前記バーナ
への空気供給量を過剰にすることにより、前記所定温度
以下になるよう制御を行う請求項1または2に記載の燃
料電池発電システム。
3. The temperature adjusting means includes a burner and a second air supply means for supplying combustion air to the burner, and the control means includes the burner of the second air supply means. The fuel cell power generation system according to claim 1 or 2, wherein control is performed so that the temperature becomes equal to or lower than the predetermined temperature by excessively supplying air to the fuel cell power generation system.
【請求項4】 前記バーナは、前記燃料電池または前記
改質器からの排出ガスにより燃焼する請求項3に記載の
燃料電池発電システム。
4. The fuel cell power generation system according to claim 3, wherein the burner burns with exhaust gas from the fuel cell or the reformer.
【請求項5】 前記燃料電池または前記改質器からの排
出ガスにより燃焼する第2のバーナを備えた請求項1ま
たは2に記載の燃料電池発電システム。
5. The fuel cell power generation system according to claim 1, further comprising a second burner that burns with exhaust gas from the fuel cell or the reformer.
【請求項6】 前記温度調節手段は、前記改質器に水蒸
気を供給する水蒸気供給手段を有し、 前記改質器は前記改質反応を水蒸気改質により行うもの
であり、 前記制御手段は、前記水蒸気供給手段の前記改質器への
水蒸気供給量を過剰にすることにより、前記改質器の温
度が前記所定温度以下になるよう制御を行う請求項1ま
たは2に記載の燃料電池発電システム。
6. The temperature adjusting means has a steam supply means for supplying steam to the reformer, the reformer performing the reforming reaction by steam reforming, and the control means. The fuel cell power generation according to claim 1 or 2, wherein the temperature of the reformer is controlled to be equal to or lower than the predetermined temperature by making the amount of steam supplied to the reformer of the steam supply means excessive. system.
【請求項7】 前記改質器と前記燃料電池との間に設け
られた、前記改質器が発生した水素リッチガスに含まれ
る一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器と、 前記一酸化炭素除去器と前記燃料電池との間の流路を遮
断する流路遮断手段とをさらに備え、 前記制御手段は、前記燃料電池の運転開始時に、前記改
質器の温度を前記所定温度より高くした後、前記水素リ
ッチガスに含まれる一酸化炭素が前記一酸化炭素除去器
によって十分除去されるようになるまでの間、前記一酸
化炭素除去器から出力された水素リッチガスが前記燃料
電池に導入されないように、前記流路遮断手段により前
記流路を遮断する制御を行う請求項1または2に記載の
燃料電池発電システム。
7. A carbon monoxide remover provided between the reformer and the fuel cell for removing carbon monoxide contained in the hydrogen-rich gas generated by the reformer, and the carbon monoxide. The control means further comprises a flow path blocking means for blocking a flow path between the remover and the fuel cell, wherein the control means makes the temperature of the reformer higher than the predetermined temperature when the operation of the fuel cell is started. After that, until the carbon monoxide contained in the hydrogen-rich gas is sufficiently removed by the carbon monoxide remover, the hydrogen-rich gas output from the carbon monoxide remover is not introduced into the fuel cell. The fuel cell power generation system according to claim 1 or 2, further comprising: controlling the flow path to be blocked by the flow path blocking means.
【請求項8】 前記制御手段は、システムが運転を開始
する前に前記燃料電池内に予め前記原料を供給する制御
を行うとともに、 前記燃料電池内に前記原料が封入された後、前記流路遮
断手段により、前記遮断の制御を行う請求項7に記載の
燃料電池発電システム。
8. The control means controls the supply of the raw material into the fuel cell in advance before the system starts operating, and after the raw material is sealed in the fuel cell, the flow path is controlled. The fuel cell power generation system according to claim 7, wherein the shutoff means controls the shutoff.
【請求項9】 前記原料供給手段と前記第1の空気供給
手段とは、前記改質器に接続された同一の供給路を共有
しており、 前記供給路は、前記原料供給手段として用いられる場合
は前記原料が前記改質器に供給されるように切り替えら
れ、前記第1の空気供給手段として用いられる場合は前
記空気が前記改質器に供給されるように切り替えられる
請求項1または2に記載の燃料電池発電システム。
9. The raw material supply means and the first air supply means share the same supply path connected to the reformer, and the supply path is used as the raw material supply means. The case is switched so that the raw material is supplied to the reformer, and the case where the raw material is used as the first air supply means is switched so that the air is supplied to the reformer. The fuel cell power generation system described in 1.
【請求項10】 前記原料供給手段と前記改質器との間
に設けられた脱硫手段をさらに備えた請求項1または2
に記載の燃料電池発電システム。
10. The method according to claim 1, further comprising desulfurization means provided between the raw material supply means and the reformer.
The fuel cell power generation system described in 1.
【請求項11】 原料を改質反応することによって水素
リッチガスを発生させる改質器と、前記改質器に前記原
料を供給する原料供給手段と、前記改質反応を促進する
ため前記改質器の温度を調節する温度調節手段と、前記
改質器に空気を供給する第1の空気供給手段と、前記改
質器の温度を検出する温度検出手段と、前記水素リッチ
ガスによって発電を行う燃料電池とを備えた燃料電池発
電システムの制御方法であって、 前記温度検出手段の検出する温度に基づき、前記改質
器、前記原料供給手段、前記第1の空気供給手段、前記
温度調節手段および前記燃料電池の動作を制御する制御
工程を備え、 前記制御工程は、前記燃料電池の運転を停止するとき
に、少なくとも前記原料供給手段が前記原料の供給を所
定時間継続したまま、前記改質器の温度が所定温度以下
になるよう制御を行い、その後、前記第1の空気供給手
段から空気を前記改質器および前記燃料電池へ供給する
よう制御を行う燃料電池発電システムの制御方法。
11. A reformer for generating a hydrogen-rich gas by reforming a raw material, a raw material supply means for supplying the raw material to the reformer, and the reformer for promoting the reforming reaction. Temperature adjusting means for adjusting the temperature of the reformer, first air supplying means for supplying air to the reformer, temperature detecting means for detecting the temperature of the reformer, and a fuel cell for generating electricity by the hydrogen-rich gas. A method of controlling a fuel cell power generation system, comprising: the reformer, the raw material supply means, the first air supply means, the temperature control means, and the temperature control means based on the temperature detected by the temperature detection means. A control step of controlling the operation of the fuel cell, wherein the control step, when stopping the operation of the fuel cell, at least while the raw material supply means continues the supply of the raw material for a predetermined time, the reforming Temperature performs control so as to be below a predetermined temperature, then the control method of the fuel cell power generation system that performs control so as to supply air from said first air supply means to said reformer and said fuel cell.
【請求項12】 原料を改質反応することによって水素
リッチガスを発生させる改質器と、前記改質器に前記原
料を供給する原料供給手段と、前記改質反応を促進する
ため前記改質器の温度を調節する温度調節手段と、前記
改質器に空気を供給する第1の空気供給手段と、前記改
質器の温度を検出する温度検出手段と、前記水素リッチ
ガスによって発電を行う燃料電池とを備えた燃料電池発
電システムの制御方法であって、 前記温度検出手段の検出する温度に基づき、前記改質
器、前記原料供給手段、前記第1の空気供給手段、前記
温度調節手段および前記燃料電池の動作を制御する制御
工程を備え、 前記制御工程は、前記燃料電池の運転が開始するまで
に、前記改質器の温度が所定温度の状態で、前記原料供
給手段より前記原料の供給を所定時間行うよう制御を行
い、その後、前記改質器の温度を前記所定温度より高く
するとともに、前記燃料電池の運転を開始させる制御を
行う燃料電池発電システムの制御方法。
12. A reformer for generating a hydrogen-rich gas by reforming a raw material, a raw material supply means for supplying the raw material to the reformer, and the reformer for promoting the reforming reaction. Temperature adjusting means for adjusting the temperature of the reformer, first air supplying means for supplying air to the reformer, temperature detecting means for detecting the temperature of the reformer, and a fuel cell for generating electricity by the hydrogen-rich gas. A method of controlling a fuel cell power generation system, comprising: the reformer, the raw material supply means, the first air supply means, the temperature control means, and the temperature control means based on the temperature detected by the temperature detection means. A control step of controlling the operation of the fuel cell, wherein the control step supplies the raw material from the raw material supply means in a state where the temperature of the reformer is at a predetermined temperature until the operation of the fuel cell is started. Where Performs control so as to perform time, then the temperature of the reformer as well as higher than the predetermined temperature, the control method of the fuel cell power generation system performs control to start the operation of the fuel cell.
【請求項13】 前記燃料発電システムの前記温度調節
手段は、バーナと、前記バーナに燃焼用の空気を供給す
る第2の空気供給手段とを有し、 前記制御工程は、前記第2の空気供給手段の前記バーナ
への空気供給量を過剰にすることにより、前記改質器の
温度が前記所定温度以下になるよう制御を行う請求項1
1または12に記載の燃料電池発電システムの制御方
法。
13. The temperature adjusting means of the fuel power generation system includes a burner and a second air supply means for supplying combustion air to the burner, and the control step includes the second air supply. The control for controlling the temperature of the reformer to be equal to or lower than the predetermined temperature by making the air supply amount of the supply means to the burner excessive.
13. The method for controlling the fuel cell power generation system according to 1 or 12.
【請求項14】 前記燃料発電システムは、前記改質器
に水蒸気を供給する水蒸気供給手段をさらに備え、前記
改質器が前記改質反応を水蒸気改質により行うものであ
り、 前記制御工程は、前記水蒸気供給手段の前記改質器への
水蒸気供給量を過剰にすることにより、前記改質器の温
度が前記所定温度以下になるよう制御を行う請求項11
または12に記載の燃料電池発電システムの制御方法。
14. The fuel power generation system further comprises steam supply means for supplying steam to the reformer, wherein the reformer carries out the reforming reaction by steam reforming. The control of controlling the temperature of the reformer to be equal to or lower than the predetermined temperature by increasing the amount of steam supplied to the reformer by the steam supply means.
Alternatively, the method of controlling the fuel cell power generation system according to Item 12.
【請求項15】 請求項1に記載の燃料電池発電システ
ムの、前記温度検出手段の検出する温度に基づき、前記
改質器、前記原料供給手段、前記第1の空気供給手段、
前記温度調節手段および前記燃料電池の動作を制御する
制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログ
ラム。
15. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the reformer, the raw material supply means, and the first air supply means are based on the temperature detected by the temperature detection means.
A program for causing a computer to function as control means for controlling the operations of the temperature adjusting means and the fuel cell.
【請求項16】 請求項2に記載の燃料電池発電システ
ムの、前記温度検出手段の検出する温度に基づき、前記
改質器、前記原料供給手段、前記第1の空気供給手段、
前記温度調節手段および前記燃料電池の動作を制御する
制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログ
ラム。
16. The fuel cell power generation system according to claim 2, wherein the reformer, the raw material supply means, and the first air supply means are based on the temperature detected by the temperature detection means.
A program for causing a computer to function as control means for controlling the operations of the temperature adjusting means and the fuel cell.
【請求項17】 請求項15または16に記載のプログ
ラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより
処理可能な記録媒体。
17. A recording medium carrying the program according to claim 15 or 16, which can be processed by a computer.
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