[go: up one dir, main page]

JP2019040805A - Power generation device, control device, and control program - Google Patents

Power generation device, control device, and control program Download PDF

Info

Publication number
JP2019040805A
JP2019040805A JP2017163585A JP2017163585A JP2019040805A JP 2019040805 A JP2019040805 A JP 2019040805A JP 2017163585 A JP2017163585 A JP 2017163585A JP 2017163585 A JP2017163585 A JP 2017163585A JP 2019040805 A JP2019040805 A JP 2019040805A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
power
power generation
fuel cell
control unit
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.)
Granted
Application number
JP2017163585A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6892354B2 (en
Inventor
亮 後藤
Ryo Goto
亮 後藤
毅史 山根
Takashi Yamane
毅史 山根
泰孝 秋澤
Yasutaka Akisawa
泰孝 秋澤
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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 Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2017163585A priority Critical patent/JP6892354B2/en
Publication of JP2019040805A publication Critical patent/JP2019040805A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6892354B2 publication Critical patent/JP6892354B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

【課題】異常が発生した際の処理に関して、改善された、発電装置、制御装置及び制御プログラムを提供する。【解決手段】発電装置は、少なくともガスにより発電する燃料電池と、燃料電池の周辺機器である補機と、補機の一部に電力を供給する電源と、補機及び電源を制御する制御部とを備える。制御部は、ガスに関する異常が発生したと判定すると、電源から補機への電力供給を停止させる。【選択図】図1A power generation device, a control device, and a control program are provided which are improved with respect to processing when an abnormality occurs. A power generation device includes at least a fuel cell that generates power using gas, an auxiliary device that is a peripheral device of the fuel cell, a power source that supplies power to a part of the auxiliary device, and a control unit that controls the auxiliary device and the power source. With. When the control unit determines that an abnormality relating to the gas has occurred, the control unit stops power supply from the power source to the auxiliary machine. [Selection] Figure 1

Description

本開示は、発電装置、制御装置及び制御プログラムに関する。より詳細には、本開示は、燃料電池を備える発電装置、燃料電池を備える発電装置の制御装置、及び、このような装置に実行させる制御プログラムに関する。   The present disclosure relates to a power generation device, a control device, and a control program. More specifically, the present disclosure relates to a power generation device including a fuel cell, a control device for the power generation device including a fuel cell, and a control program executed by such a device.

固体酸化物形燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell(以下、「SOFC」と記す))のような燃料電池を備える発電装置は、燃料ガス等を用いて発電する。このような発電装置では、燃料電池の温度が異常に上昇してしまうことがある。そこで、例えば特許文献1では、燃料電池の温度が異常に上昇した場合、発電装置を停止させている。   A power generation apparatus including a fuel cell such as a solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as “SOFC”) generates power using fuel gas or the like. In such a power generator, the temperature of the fuel cell may rise abnormally. Therefore, for example, in Patent Document 1, when the temperature of the fuel cell rises abnormally, the power generation device is stopped.

特開2015−133213号公報JP-A-2015-133213

従来の発電装置には、異常が発生した際の処理に関して、改善の余地がある。   Conventional power generators have room for improvement with regard to processing when an abnormality occurs.

本開示の目的は、異常が発生した際の処理に関して、改善された、発電装置、制御装置及び制御プログラムを提供することにある。   An object of the present disclosure is to provide an improved power generation apparatus, control apparatus, and control program regarding processing when an abnormality occurs.

一実施形態に係る発電装置は、少なくともガスにより発電する燃料電池と、前記燃料電池の周辺機器である補機と、前記補機の一部に電力を供給する電源と、前記補機及び前記電源を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記ガスに関する異常が発生したと判定すると、前記電源から前記補機への電力供給を停止させる。   A power generation device according to an embodiment includes at least a fuel cell that generates power using gas, an auxiliary device that is a peripheral device of the fuel cell, a power source that supplies power to a part of the auxiliary device, the auxiliary device, and the power source And a control unit for controlling. When the control unit determines that an abnormality relating to the gas has occurred, the control unit stops power supply from the power source to the auxiliary machine.

一実施形態に係る制御装置は、発電装置を制御する制御装置である。前記発電装置は、少なくともガスにより発電する燃料電池と、前記燃料電池の周辺機器である補機と、前記補機の一部に電力を供給する電源とを備える。前記制御装置は、前記ガスに関する異常が発生したと判定すると、前記電源から前記補機への電力供給を停止させる。   The control apparatus which concerns on one Embodiment is a control apparatus which controls an electric power generating apparatus. The power generation device includes at least a fuel cell that generates power using gas, an auxiliary device that is a peripheral device of the fuel cell, and a power source that supplies power to a part of the auxiliary device. When determining that an abnormality relating to the gas has occurred, the control device stops the power supply from the power source to the auxiliary machine.

一実施形態に係る制御プログラムは、発電装置を制御する制御装置に実行させる制御プログラムである。前記発電装置は、少なくともガスにより発電する燃料電池と、前記燃料電池の周辺機器である補機と、前記補機の一部に電力を供給する電源とを備える。制御プログラムは、前記制御装置に、前記ガスに関する異常が発生したか否か判定するステップと、前記ガスに関する異常が発生したと判定すると、前記電源から前記補機への電力供給を停止させるステップとを実行させる。   The control program which concerns on one Embodiment is a control program performed by the control apparatus which controls an electric power generating apparatus. The power generation device includes at least a fuel cell that generates power using gas, an auxiliary device that is a peripheral device of the fuel cell, and a power source that supplies power to a part of the auxiliary device. The control program determines whether or not an abnormality related to the gas has occurred in the control device, and determines that an abnormality related to the gas has occurred and stops supplying power from the power source to the auxiliary machine. Is executed.

一実施形態によれば、異常が発生した際の処理に関して、改善された、発電装置、制御装置及び制御プログラムを提供することができる。   According to one embodiment, it is possible to provide an improved power generation device, control device, and control program for processing when an abnormality occurs.

本開示の第1実施形態に係る発電装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing roughly the composition of the power generator concerning a 1st embodiment of this indication. 本開示の第1実施形態に係る発電装置の一部をより詳細に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing a part of a power generator concerning a 1st embodiment of this indication in detail. 本開示の第1実施形態に係る発電装置の一部をより詳細に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing a part of a power generator concerning a 1st embodiment of this indication in detail. 本開示の第1実施形態に係る発電装置の一部をより詳細に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing a part of a power generator concerning a 1st embodiment of this indication in detail. 発電装置を、停止処理を経て待機状態に移行させるときの処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process when making a power generation device transfer to a standby state through a stop process. 発電装置を、シャットダウン処理を経て待機状態に移行させるときの処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process at the time of making an electric power generating apparatus transfer to a standby state through a shutdown process. 本開示の第1実施形態に係る発電装置の動作を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an operation of the power generation device according to the first embodiment of the present disclosure. 本開示の第2実施形態に係る発電装置の動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation of a power generation device according to a second embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態に係る発電装置の構成の変形例を概略的に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing roughly the modification of the composition of the power generator concerning a 1st embodiment of this indication.

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本開示の第1実施形態に係る発電装置の構成を説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the power generation device according to the first embodiment of the present disclosure will be described.

(第1実施形態)
図1は、本開示の第1実施形態に係る発電装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図2、図3及び図4は、本開示の第1実施形態に係る発電装置の一部をより詳細に示す機能ブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram schematically illustrating the configuration of the power generation device according to the first embodiment of the present disclosure. 2, 3, and 4 are functional block diagrams illustrating a part of the power generation device according to the first embodiment of the present disclosure in more detail.

図1に示すように、本開示の第1実施形態に係る発電装置1は、貯湯タンク60と、負荷100と、商用電源(grid)200とに接続される。図1に示すように、発電装置1には、外部から原燃料ガス、水及び酸素含有ガスとしての空気が供給される。発電装置1は、供給された原燃料ガス、水及び空気によって発電する。発電装置1は、発電した電力を、負荷100等に供給する。   As shown in FIG. 1, the power generation device 1 according to the first embodiment of the present disclosure is connected to a hot water storage tank 60, a load 100, and a commercial power supply (grid) 200. As shown in FIG. 1, raw fuel gas, water, and air as an oxygen-containing gas are supplied to the power generation apparatus 1 from the outside. The power generation device 1 generates power using the supplied raw fuel gas, water, and air. The power generator 1 supplies the generated power to the load 100 and the like.

図1に示すように、発電装置1は、制御部10と、記憶部12と、燃料電池モジュール20と、ガス供給部32と、空気供給部34と、改質水供給部36と、パワーコンディショナ40と、排熱回収処理部50と、循環水処理部52と、ガスセンサ70とを備える。   As shown in FIG. 1, the power generator 1 includes a control unit 10, a storage unit 12, a fuel cell module 20, a gas supply unit 32, an air supply unit 34, a reforming water supply unit 36, and a power condition. And an exhaust heat recovery processing unit 50, a circulating water processing unit 52, and a gas sensor 70.

発電装置1は、以下にさらに詳細に述べられるように、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、制御部10として少なくとも1つのプロセッサを含む。種々の実施形態によれば、少なくとも1つのプロセッサは、単一の集積回路(IC)として、又は、複数の通信可能に接続された集積回路IC及びディスクリート回路(discrete circuits)として実現されてもよい。少なくとも1つのプロセッサは、種々の既知の技術に従って実現されることが可能である。   The power generation device 1 includes at least one processor as the controller 10 to provide control and processing capabilities for performing various functions, as will be described in further detail below. According to various embodiments, the at least one processor may be implemented as a single integrated circuit (IC) or as a plurality of communicatively connected integrated circuits ICs and discrete circuits. . The at least one processor can be implemented according to various known techniques.

ある実施形態において、プロセッサは、一以上のデータ計算手続及び処理を実行するために構成された、一以上の回路又はユニットを含む。例えば、プロセッサは、一以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ又はこれらの組み合わせ若しくは構成の任意の組み合わせ、又は、他の既知のデバイス若しくは構成の組み合わせを含むことにより、以下に説明する機能を実行してもよい。   In certain embodiments, the processor includes one or more circuits or units configured to perform one or more data computation procedures and processes. For example, a processor can be one or more processors, controllers, microprocessors, microcontrollers, application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors, programmable logic devices, field programmable gate arrays, or any combination or combination thereof. Alternatively, the functions described below may be performed by including other known devices or combinations of configurations.

制御部10は、記憶部12と、燃料電池モジュール20と、ガス供給部32と、空気供給部34と、改質水供給部36と、パワーコンディショナ40と、ガスセンサ70とに接続され、これらの各機能部をはじめとして発電装置1の全体を制御及び管理する。制御部10は、記憶部12に記憶されているプログラムを取得する。制御部10は、取得したプログラムを実行することにより、発電装置1の各部に係る種々の機能を実現する。制御部10と他の機能部との間で制御信号又は各種の情報等が送受信される場合、制御部10と対の機能部とは、有線又は無線により接続されてよい。制御部10が実行する本実施形態に係る制御については、さらに後述する。   The control unit 10 is connected to the storage unit 12, the fuel cell module 20, the gas supply unit 32, the air supply unit 34, the reforming water supply unit 36, the power conditioner 40, and the gas sensor 70. The entire power generation apparatus 1 is controlled and managed including each of the functional units. The control unit 10 acquires a program stored in the storage unit 12. The control part 10 implement | achieves the various functions which concern on each part of the electric power generating apparatus 1 by running the acquired program. When a control signal or various types of information is transmitted and received between the control unit 10 and other function units, the control unit 10 and the pair of function units may be connected by wire or wirelessly. Control according to the present embodiment executed by the control unit 10 will be further described later.

記憶部12は、制御部10から取得した情報を記憶する。また、記憶部12は、制御部10によって実行されるプログラム等も記憶する。その他、記憶部12は、例えば制御部10による演算結果等の、各種データも記憶する。以下、記憶部12は、制御部10が動作する際のワークメモリ等もさらに含むことができるものとして説明する。記憶部12は、例えば、半導体メモリ又は磁気ディスク等により構成され得る。しかしながら、これに限定されず、記憶部12は、任意の記憶装置であってよい。例えば、記憶部12は、光ディスクのような光学記憶装置であってよいし、光磁気ディスク等であってよい。   The storage unit 12 stores information acquired from the control unit 10. The storage unit 12 also stores programs executed by the control unit 10. In addition, the storage unit 12 also stores various data such as a calculation result by the control unit 10, for example. Hereinafter, description will be made assuming that the storage unit 12 can further include a work memory when the control unit 10 operates. The storage unit 12 can be configured by, for example, a semiconductor memory or a magnetic disk. However, the present invention is not limited to this, and the storage unit 12 may be any storage device. For example, the storage unit 12 may be an optical storage device such as an optical disk, a magneto-optical disk, or the like.

図1に示す燃料電池モジュール20は、図2により詳細に示すように、改質器22A,22Bと、セルスタック24A,24Bと、温度センサ26A,26Bと、温度センサ27A,27Bと、着火ヒータ28A,28Bとを備える。図2には、図1に示す制御部10、燃料電池モジュール20、ガス供給部32及び電源43のみを示す。以下、改質器22Aと改質器22Bとを特に区別しない場合、単に「改質器22」と記す。同様に、セルスタック24Aとセルスタック24Bとを特に区別しない場合、単に「セルスタック24」と記す。同様に、温度センサ26Aと温度センサ26Bとを特に区別しない場合、単に「温度センサ26」と記す。同様に、温度センサ27Aと温度センサ27Bとを特に区別しない場合、単に「温度センサ27」と記す。同様に、着火ヒータ28Aと着火ヒータ28Bとを特に区別しない場合、単に「着火ヒータ28」と記す。   As shown in more detail in FIG. 2, the fuel cell module 20 shown in FIG. 1 includes reformers 22A and 22B, cell stacks 24A and 24B, temperature sensors 26A and 26B, temperature sensors 27A and 27B, and an ignition heater. 28A and 28B. FIG. 2 shows only the control unit 10, the fuel cell module 20, the gas supply unit 32, and the power source 43 shown in FIG. Hereinafter, when the reformer 22A and the reformer 22B are not particularly distinguished, they are simply referred to as “reformer 22”. Similarly, when the cell stack 24A and the cell stack 24B are not particularly distinguished, they are simply referred to as “cell stack 24”. Similarly, when the temperature sensor 26A and the temperature sensor 26B are not particularly distinguished, they are simply referred to as “temperature sensor 26”. Similarly, when the temperature sensor 27A and the temperature sensor 27B are not particularly distinguished, they are simply referred to as “temperature sensor 27”. Similarly, when the ignition heater 28A and the ignition heater 28B are not particularly distinguished, they are simply referred to as “ignition heater 28”.

燃料電池モジュール20は、セルスタック24によって発電する。燃料電池モジュール20は、発電した直流電力を、図1に示すパワーコンディショナ40に供給する。燃料電池モジュール20は、ホットモジュールとも呼ばれる。燃料電池モジュール20において、セルスタック24は、発電に伴い発熱する。本実施形態において、実際に発電を行うセルスタック24を、適宜、「燃料電池」と記す。また、本開示において、セルスタック24を含めた任意の機能部も、適宜、「燃料電池」と総称することがある。例えば、「燃料電池」としては、他に、単体のセル又は燃料電池モジュール等が挙げられる。   The fuel cell module 20 generates power by the cell stack 24. The fuel cell module 20 supplies the generated DC power to the power conditioner 40 shown in FIG. The fuel cell module 20 is also called a hot module. In the fuel cell module 20, the cell stack 24 generates heat with power generation. In the present embodiment, the cell stack 24 that actually generates power is referred to as a “fuel cell” as appropriate. In the present disclosure, any functional unit including the cell stack 24 may be collectively referred to as “fuel cell” as appropriate. For example, as the “fuel cell”, a single cell or a fuel cell module may be cited.

改質器22は、図1に示す改質水供給部36から供給された改質水を用いて水蒸気を生成する。さらに、改質器22は、生成した水蒸気を用いた水蒸気改質により、ガス供給部32から供給される原燃料ガスを用いて、水素及び/又は一酸化炭素を生成する。すなわち、改質器22は、ガス供給部32から供給される原燃料ガスを、水蒸気改質によって、燃料ガスに改質する。なお、本実施形態では、原燃料ガスと、燃料電池が発電に用いるガス(燃料ガス又は酸素含有ガスとしての空気)とを特に区別しない場合、単に「ガス」と記す。改質器22は、生成した水素及び一酸化炭素をセルスタック24に供給する。セルスタック24は、改質器22から供給された水素及び/又は一酸化炭素と、図1に示す空気供給部34から供給される空気中の酸素とを反応させることにより、発電する。言い換えれば、本実施形態において、燃料電池のセルスタック24は、電気化学反応により発電する。なお、改質器22は、前述の水蒸気改質を行う改質器に限定されない。例えば、改質器22は、酸素を含む空気等を用いて水素を生成する部分酸化改質(Partial Oxidation(POX))を行う改質器であってもよい。   The reformer 22 generates steam using the reformed water supplied from the reformed water supply unit 36 shown in FIG. Further, the reformer 22 generates hydrogen and / or carbon monoxide by using the raw fuel gas supplied from the gas supply unit 32 by steam reforming using the generated steam. That is, the reformer 22 reforms the raw fuel gas supplied from the gas supply unit 32 into a fuel gas by steam reforming. In the present embodiment, the raw fuel gas and the gas used by the fuel cell for power generation (air as fuel gas or oxygen-containing gas) are simply described as “gas”. The reformer 22 supplies the generated hydrogen and carbon monoxide to the cell stack 24. The cell stack 24 generates power by reacting hydrogen and / or carbon monoxide supplied from the reformer 22 with oxygen in the air supplied from the air supply unit 34 shown in FIG. In other words, in the present embodiment, the cell stack 24 of the fuel cell generates power by an electrochemical reaction. The reformer 22 is not limited to the reformer that performs the steam reforming described above. For example, the reformer 22 may be a reformer that performs partial oxidation reforming (Partial Oxidation (POX)) that generates hydrogen using air containing oxygen or the like.

以下、セルスタック24は、SOFC(固体酸化物形燃料電池)であるものとして説明する。しかしながら、本実施形態に係るセルスタック24は、SOFCに限定されない。本実施形態に係るセルスタック24は、例えば、固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell(PEFC))、リン酸形燃料電池(Phosphoric Acid Fuel Cell(PAFC))及び溶融炭酸塩形燃料電池(Molten Carbonate Fuel Cell(MCFC))等のような燃料電池で構成されてもよい。また、本実施形態において、燃料電池モジュール20は、例えば、単体で700W程度の発電ができるセルスタックを4つ備えてもよい。この場合、燃料電池モジュール20は、全体として3kW程度の電力を出力することができる。   Hereinafter, the cell stack 24 will be described as being an SOFC (solid oxide fuel cell). However, the cell stack 24 according to the present embodiment is not limited to the SOFC. The cell stack 24 according to the present embodiment includes, for example, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), and a molten carbonate fuel cell (PAFC). A fuel cell such as Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) may be used. In the present embodiment, the fuel cell module 20 may include, for example, four cell stacks that can generate about 700 W of power alone. In this case, the fuel cell module 20 can output about 3 kW of electric power as a whole.

本実施形態に係る燃料電池モジュール20及びセルスタック24は、上述のような構成に限定されない。種々の構成を、燃料電池モジュール20及びセルスタック24に採用することができる。例えば、燃料電池モジュール20は、セルスタック24を1つのみ備えてもよい。本実施形態において、発電装置1は、少なくともガスを用いて発電する燃料電池を備えていればよい。燃料電池が発電に用いるガスは、例えば、燃料ガス(水素)又は酸素含有ガスとしての空気である。従って、例えば、発電装置1は、燃料電池として、セルスタック24ではなく、単に燃料電池セル1つのみを備えるものであってよい。また、本実施形態に係る燃料電池は、PEFCのように、改質器を有しないモジュール(ケース)に含まれる燃料電池であってよい。   The fuel cell module 20 and the cell stack 24 according to the present embodiment are not limited to the configuration described above. Various configurations can be employed for the fuel cell module 20 and the cell stack 24. For example, the fuel cell module 20 may include only one cell stack 24. In this embodiment, the electric power generating apparatus 1 should just be provided with the fuel cell which produces electric power using gas at least. The gas that the fuel cell uses for power generation is, for example, fuel gas (hydrogen) or air as an oxygen-containing gas. Therefore, for example, the power generation apparatus 1 may include only one fuel cell instead of the cell stack 24 as a fuel cell. Further, the fuel cell according to the present embodiment may be a fuel cell included in a module (case) that does not have a reformer, such as PEFC.

温度センサ26Aは、セルスタック24Aの上方においてガスが燃焼する部分(以下、「燃焼部」と記す)の温度を検出する。温度センサ26Aは、セルスタック24Aの付近、例えば、セルスタック24Aの上方に設置される。温度センサ26Bは、セルスタック24Bの燃焼部の温度を検出する。温度センサ26Bは、セルスタック24Bの付近、例えば、セルスタック24Bの上方に設置される。温度センサ26は、検出した燃焼部の温度を、制御部10に出力する。   The temperature sensor 26A detects the temperature of the portion where the gas burns above the cell stack 24A (hereinafter referred to as “combustion portion”). The temperature sensor 26A is installed near the cell stack 24A, for example, above the cell stack 24A. The temperature sensor 26B detects the temperature of the combustion part of the cell stack 24B. The temperature sensor 26B is installed near the cell stack 24B, for example, above the cell stack 24B. The temperature sensor 26 outputs the detected temperature of the combustion unit to the control unit 10.

温度センサ27Aは、セルスタック24Aの中心付近の温度(以下、「中心温度」と記す)を検出する。温度センサ27Aは、例えば、セルスタック24Aの中心付近に配置される。温度センサ27Bは、セルスタック24Bの中心温度を検出する。温度センサ27Bは、セルスタック24Bの中心付近に配置される。   The temperature sensor 27A detects the temperature near the center of the cell stack 24A (hereinafter referred to as “center temperature”). The temperature sensor 27A is disposed, for example, near the center of the cell stack 24A. The temperature sensor 27B detects the center temperature of the cell stack 24B. The temperature sensor 27B is disposed near the center of the cell stack 24B.

着火ヒータ28Aは、制御部10からの制御信号に基づいて、セルスタック24Aを構成する各セルの開口から漏れ出る未反応燃料に着火する。同様に、着火ヒータ28Bは、制御部10からの制御信号に基づいて、セルスタック24Bを構成する各セルの開口から漏れ出る未反応燃料に着火する。   The ignition heater 28 </ b> A ignites unreacted fuel leaking from the opening of each cell constituting the cell stack 24 </ b> A based on a control signal from the control unit 10. Similarly, the ignition heater 28 </ b> B ignites unreacted fuel leaking from the opening of each cell constituting the cell stack 24 </ b> B based on a control signal from the control unit 10.

図1に示すガス供給部32は、図2に示す燃料電池モジュール20の改質器22に原燃料ガスを供給する。このとき、ガス供給部32は、制御部10からの制御信号に基づいて、改質器22に供給する原燃料ガスの量を制御する。本実施形態において、ガス供給部32は、例えば、ガスラインによって構成されてもよい。また、本実施形態において、ガス供給部32は、原燃料ガスの脱硫処理を行ってもよいし、原燃料ガスを予備的に加熱してもよい。原燃料ガスを加熱する熱源として、セルスタック24の排熱が利用されてもよい。原燃料ガスは、例えば、都市ガス又はLPG等であるが、これに限定されない。例えば、原燃料ガスは、燃料電池に応じて、天然ガス又は石炭ガス等であってもよい。   1 supplies raw fuel gas to the reformer 22 of the fuel cell module 20 shown in FIG. At this time, the gas supply unit 32 controls the amount of raw fuel gas supplied to the reformer 22 based on a control signal from the control unit 10. In this embodiment, the gas supply part 32 may be comprised by the gas line, for example. Moreover, in this embodiment, the gas supply part 32 may perform the desulfurization process of raw fuel gas, and may heat raw fuel gas preliminarily. The exhaust heat of the cell stack 24 may be used as a heat source for heating the raw fuel gas. The raw fuel gas is, for example, city gas or LPG, but is not limited thereto. For example, the raw fuel gas may be natural gas or coal gas depending on the fuel cell.

ガス供給部32は、図2により詳細に示すように、流量計91A,91Bと、ガスポンプ92A,92Bとを備える。ガス供給部32は、図2に示すように、制御部10と有線又は無線により通信可能である。また、ガス供給部32は、電源43から供給される電力によって駆動する。図2に示すガス供給部32は、2つの流量計91A及び流量計91Bと、2つのガスポンプ92A及びガスポンプ92Bとを備える。しかしながら、ガス供給部32が備える流量計及びガスポンプの数は、これに限定されず、例えば、それぞれ1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。以下、流量計91Aと流量計91Bとを特に区別しない場合、単に「流量計91」と記す。同様に、ガスポンプ92Aとガスポンプ92Bとを特に区別しない場合、単に「ガスポンプ92」と記す。   The gas supply unit 32 includes flow meters 91A and 91B and gas pumps 92A and 92B, as shown in more detail in FIG. As shown in FIG. 2, the gas supply unit 32 can communicate with the control unit 10 by wire or wirelessly. Further, the gas supply unit 32 is driven by electric power supplied from the power supply 43. The gas supply unit 32 shown in FIG. 2 includes two flow meters 91A and 91B, and two gas pumps 92A and 92B. However, the number of flow meters and gas pumps included in the gas supply unit 32 is not limited to this, and may be one or three or more, for example. Hereinafter, when the flow meter 91A and the flow meter 91B are not particularly distinguished, they are simply referred to as “flow meter 91”. Similarly, when the gas pump 92A and the gas pump 92B are not particularly distinguished, they are simply referred to as “gas pump 92”.

図2に示すように、ガス供給部32に供給される原燃料ガスは、1つの供給源から2つの経路に分岐されて、流量計91Aと、流量計91Bとにそれぞれ供給される。しかしながら、例えば、流量計91A及び流量計91Bに、それぞれ別個の供給源から原燃料ガスが供給されてもよい。   As shown in FIG. 2, the raw fuel gas supplied to the gas supply unit 32 is branched from one supply source into two paths, and supplied to the flow meter 91A and the flow meter 91B, respectively. However, for example, the raw fuel gas may be supplied from separate sources to the flow meter 91A and the flow meter 91B.

流量計91Aは、流量計91Aを経て流れる原燃料ガスの量を測定する。流量計91Bは、流量計91Bを経て流れる原燃料ガスの量を測定する。流量計91が測定した原燃料ガスの流量の情報は、制御部10に送信される。制御部10は、流量計91から取得した原燃料ガスの流量に基づいて、ガスポンプ92によって改質器22に供給する原燃料ガスの量を制御することができる。原燃料ガスの流量を測定可能なものであれば、任意のものを流量計91に採用することができる。   The flow meter 91A measures the amount of raw fuel gas flowing through the flow meter 91A. The flow meter 91B measures the amount of raw fuel gas flowing through the flow meter 91B. Information on the flow rate of the raw fuel gas measured by the flow meter 91 is transmitted to the control unit 10. The control unit 10 can control the amount of raw fuel gas supplied to the reformer 22 by the gas pump 92 based on the flow rate of the raw fuel gas acquired from the flow meter 91. Any flowmeter 91 can be used as long as it can measure the flow rate of the raw fuel gas.

ガスポンプ92Aは、流量計91Aを経て原燃料ガスを、改質器22Aに送出する。ガスポンプ92Bは、流量計91Bを経た原燃料ガスを、改質器22に送出する。ガスポンプ92A及びガスポンプ92Bは、電源43から供給される電力によって駆動する。ガスを送出可能なものであれば、任意のものを、ガスポンプ92に採用することができる。   The gas pump 92A sends the raw fuel gas to the reformer 22A via the flow meter 91A. The gas pump 92B sends the raw fuel gas that has passed through the flow meter 91B to the reformer 22. The gas pump 92 </ b> A and the gas pump 92 </ b> B are driven by electric power supplied from the power supply 43. Any gas pump 92 can be used as long as it can deliver gas.

なお、ガス供給部32が備えるポンプは、原燃料ガスを改質器22に送出するガスポンプ92に限定されない。例えば、ガス供給部32が備えるポンプは、改質器22に発電に用いるガスとしての空気を送出する空気ポンプを含んでもよい。   The pump provided in the gas supply unit 32 is not limited to the gas pump 92 that sends the raw fuel gas to the reformer 22. For example, the pump provided in the gas supply unit 32 may include an air pump that sends air as a gas used for power generation to the reformer 22.

図1に示す空気供給部34は、図3に示すように、燃料電池モジュール20のセルスタック24に、酸素含有ガスとして空気を供給する。このとき、空気供給部34は、制御部10からの制御信号に基づいて、セルスタック24に供給する空気の量を制御する。本実施形態において、空気供給部34は、例えば、空気ラインによって構成されてもよい。また、空気供給部34は、外部から取り込んだ空気を予備的に加熱して、セルスタック24に供給してもよい。本実施形態において、空気供給部34は、セルスタック24が発電する際の電気化学反応に用いられる空気を供給する。なお、空気供給部34は、空気以外の酸素含有ガスをセルスタック24に供給してもよい。又は、空気供給部34は、酸素のみをセルスタック24に供給してもよい。   As shown in FIG. 3, the air supply unit 34 shown in FIG. 1 supplies air as an oxygen-containing gas to the cell stack 24 of the fuel cell module 20. At this time, the air supply unit 34 controls the amount of air supplied to the cell stack 24 based on a control signal from the control unit 10. In this embodiment, the air supply part 34 may be comprised by the air line, for example. The air supply unit 34 may preliminarily heat the air taken from the outside and supply the air to the cell stack 24. In the present embodiment, the air supply unit 34 supplies air used for an electrochemical reaction when the cell stack 24 generates power. Note that the air supply unit 34 may supply an oxygen-containing gas other than air to the cell stack 24. Alternatively, the air supply unit 34 may supply only oxygen to the cell stack 24.

空気供給部34は、図3により詳細に示すように、空気ブロワ93A,93Bと、流量計94A,94Bとを備える。図3には、図1に示す制御部10、燃料電池モジュール20、空気供給部34及び電源43のみを示す。空気供給部34は、図3に示すように、制御部10と有線又は無線により通信可能に接続される。また、空気供給部34は、電源43から供給される電力によって駆動する。図3に示す空気供給部34は、2つの空気ブロワ93A及び空気ブロワ93Bと、2つの流量計94A及び流量計94Bとを備える。しかしながら、空気供給部34が備える空気ブロワ及び流量計の数は、これに限定されず、例えば、それぞれ1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。以下、空気ブロワ93Aと空気ブロワ93Bとを特に区別しない場合、単に「空気ブロワ93」と記す。同様に、流量計94Aと流量計94Bとを特に区別しない場合、単に「流量計94」と記す。   As shown in more detail in FIG. 3, the air supply unit 34 includes air blowers 93A and 93B and flow meters 94A and 94B. 3 shows only the control unit 10, the fuel cell module 20, the air supply unit 34, and the power source 43 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the air supply unit 34 is connected to the control unit 10 in a communicable manner by wire or wirelessly. The air supply unit 34 is driven by power supplied from the power supply 43. The air supply unit 34 shown in FIG. 3 includes two air blowers 93A and 93B, and two flow meters 94A and 94B. However, the number of air blowers and flow meters included in the air supply unit 34 is not limited to this, and may be one or three or more, for example. Hereinafter, when the air blower 93A and the air blower 93B are not particularly distinguished, they are simply referred to as “air blower 93”. Similarly, when there is no particular distinction between the flow meter 94A and the flow meter 94B, it is simply referred to as “flow meter 94”.

図3に示すように、空気供給部34に供給される空気は、1つの供給源から2つの経路に分岐されて、空気ブロワ93Aと、空気ブロワ93Bとにそれぞれ供給される。しかしながら、例えば、空気ブロワ93A及び空気ブロワ93Bに、それぞれ別個の供給源から空気が供給されてもよい。   As shown in FIG. 3, the air supplied to the air supply unit 34 is branched into two paths from one supply source, and is supplied to the air blower 93 </ b> A and the air blower 93 </ b> B, respectively. However, for example, air may be supplied to the air blower 93A and the air blower 93B from separate sources.

空気ブロワ93Aは、空気供給部34に供給された空気を、流量計94Aを経て、セルスタック24Aに送出する。空気ブロワ93Bは、空気供給部34に供給された空気を、流量計94Bを経て、セルスタック24Bに送出する。空気ブロワ93A及び空気ブロワ93Bは、電源43から供給される電力によって駆動する。なお、空気を送出可能なものであれば、任意のものを、空気ブロワ93に採用することができる。   The air blower 93A sends the air supplied to the air supply unit 34 to the cell stack 24A via the flow meter 94A. The air blower 93B sends the air supplied to the air supply unit 34 to the cell stack 24B via the flow meter 94B. The air blower 93 </ b> A and the air blower 93 </ b> B are driven by electric power supplied from the power supply 43. Any air blower 93 can be used as long as it can deliver air.

流量計94Aは、流量計94Aを経て流れる空気の量を測定する。流量計94Bは、流量計94Bを経て流れる空気の量を測定する。流量計94が測定した空気の流量の情報は、制御部10に送信される。制御部10は、流量計94から取得した空気の流量に基づいて、空気ブロワ93によってセルスタック24に供給する空気の量を制御することができる。空気の流量を測定可能なものであれば、任意のものを、流量計94に採用することができる。   The flow meter 94A measures the amount of air flowing through the flow meter 94A. The flow meter 94B measures the amount of air flowing through the flow meter 94B. Information on the air flow rate measured by the flow meter 94 is transmitted to the control unit 10. The control unit 10 can control the amount of air supplied to the cell stack 24 by the air blower 93 based on the air flow rate acquired from the flow meter 94. Any flowmeter 94 can be used as long as it can measure the air flow rate.

図1に示す改質水供給部36は、改質水を、図4に示すように、燃料電池モジュール20の改質器22に供給する。このとき、改質水供給部36は、制御部10からの制御信号に基づいて、改質器22に供給する改質水の量を制御する。本実施形態において、改質水供給部36は、例えば、改質水ラインによって構成されてもよい。改質水供給部36は、セルスタック24の排気から回収された水を原料として改質水を生成してもよい。改質水を生成する熱源として、セルスタック24の排熱が利用されてもよい。   The reforming water supply unit 36 shown in FIG. 1 supplies the reforming water to the reformer 22 of the fuel cell module 20 as shown in FIG. At this time, the reforming water supply unit 36 controls the amount of reforming water supplied to the reformer 22 based on the control signal from the control unit 10. In the present embodiment, the reforming water supply unit 36 may be configured by a reforming water line, for example. The reforming water supply unit 36 may generate reforming water using water collected from the exhaust gas from the cell stack 24 as a raw material. The exhaust heat of the cell stack 24 may be used as a heat source for generating the reformed water.

改質水供給部36は、図4により詳細に示すように、改質水ポンプ95A,95Bと、気泡センサ96A,96Bとを備える。図4には、図1に示す制御部10、燃料電池モジュール20、改質水供給部36及び電源43のみを示す。改質水供給部36は、図4に示すように、制御部10と有線又は無線により通信可能に接続される。また、改質水供給部36は、電源43から供給される電力によって駆動する。図4に示す改質水供給部36は、2つの改質水ポンプ95A及び改質水ポンプ95Bと、2つの気泡センサ96A及び気泡センサ96Bとを備える。しかしながら、改質水供給部36が備える改質水ポンプ及び気泡センサの数は、これに限定されず、例えば、それぞれ1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。以下、改質水ポンプ95Aと改質水ポンプ95Bとを特に区別しない場合、単に「改質水ポンプ95」と記す。同様に、気泡センサ96Aと気泡センサ96Bとを特に区別しない場合、単に「気泡センサ96」と記す。   The reforming water supply unit 36 includes reforming water pumps 95A and 95B and bubble sensors 96A and 96B, as shown in more detail in FIG. 4 shows only the control unit 10, the fuel cell module 20, the reforming water supply unit 36, and the power source 43 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the reforming water supply unit 36 is connected to the control unit 10 so as to be communicable by wire or wirelessly. The reforming water supply unit 36 is driven by electric power supplied from the power supply 43. The reforming water supply unit 36 shown in FIG. 4 includes two reforming water pumps 95A and a reforming water pump 95B, and two bubble sensors 96A and a bubble sensor 96B. However, the numbers of the reforming water pumps and the bubble sensors included in the reforming water supply unit 36 are not limited to this, and may be one or three or more, for example. Hereinafter, when there is no particular distinction between the reforming water pump 95A and the reforming water pump 95B, they are simply referred to as “reforming water pump 95”. Similarly, when the bubble sensor 96A and the bubble sensor 96B are not particularly distinguished, they are simply referred to as “bubble sensor 96”.

図4に示すように、改質水供給部36に供給される改質水は、1つの供給源から2つの経路に分岐されて、改質水ポンプ95Aと、改質水ポンプ95Bとにそれぞれ供給される。しかしながら、例えば、改質水ポンプ95A及び改質水ポンプ95Bに、それぞれ別個の供給源から改質水が供給されてもよい。   As shown in FIG. 4, the reforming water supplied to the reforming water supply unit 36 is branched into two paths from one supply source, and is supplied to the reforming water pump 95A and the reforming water pump 95B, respectively. Supplied. However, for example, the reforming water may be supplied to the reforming water pump 95A and the reforming water pump 95B from separate sources.

改質水ポンプ95Aは、改質水供給部36に供給された改質水を、気泡センサ94Aを経て、改質器22Aに送出する。改質水ポンプ95Bは、改質水供給部36に供給された改質水を、気泡センサ94Bを経て、改質器22Aに送出する。改質水ポンプ95A及び改質水ポンプ95Bは、電源43から供給される電源によって駆動する。なお、改質水を送出可能なものであれば、任意のものを、改質水ポンプ95に採用することができる。   The reforming water pump 95A sends the reforming water supplied to the reforming water supply unit 36 to the reformer 22A via the bubble sensor 94A. The reforming water pump 95B sends the reforming water supplied to the reforming water supply unit 36 to the reformer 22A via the bubble sensor 94B. The reforming water pump 95 </ b> A and the reforming water pump 95 </ b> B are driven by the power supplied from the power source 43. Any reforming water pump 95 can be used as long as it can deliver the reforming water.

気泡センサ96Aは、気泡センサ96Aを経て流れる改質水の中の気泡を検出する。気泡センサ96Aは、検出結果を、制御部10に送信する。気泡センサ96Bは、気泡センサ96Bを経て流れる改質水の中の気泡を検出する。気泡センサ96Bは、検出結果を、制御部10に送信する。改質水の気泡を検出可能なものであれば、任意のものを、気泡センサ96に採用することができる。   The bubble sensor 96A detects bubbles in the reformed water flowing through the bubble sensor 96A. The bubble sensor 96 </ b> A transmits the detection result to the control unit 10. The bubble sensor 96B detects bubbles in the reformed water flowing through the bubble sensor 96B. The bubble sensor 96B transmits the detection result to the control unit 10. Any bubble sensor 96 can be used as long as it can detect the bubbles of the reformed water.

図1に示すパワーコンディショナ40は、図2に示す燃料電池モジュール20のセルスタック24に接続される。パワーコンディショナ40は、セルスタック24が発電した直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナ40から出力される交流電力は、分電盤等を介して、負荷100に供給される。負荷100は、分電盤等を介して、パワーコンディショナ40から出力された電力を受電する。図1では、負荷100は、1つの部材として図示しているが、負荷を構成する任意の個数の各種電気機器であってよい。また、負荷100は、分電盤等を介して、商用電源200から受電することもできる。   The power conditioner 40 shown in FIG. 1 is connected to the cell stack 24 of the fuel cell module 20 shown in FIG. The power conditioner 40 converts the DC power generated by the cell stack 24 into AC power. The AC power output from the power conditioner 40 is supplied to the load 100 via a distribution board or the like. The load 100 receives power output from the power conditioner 40 via a distribution board or the like. In FIG. 1, the load 100 is illustrated as a single member, but may be an arbitrary number of various electrical devices that constitute the load. The load 100 can also receive power from the commercial power supply 200 via a distribution board or the like.

図1に示すように、パワーコンディショナ40は、コンバータ41と、インバータ42と、電源43とを備える。   As shown in FIG. 1, the power conditioner 40 includes a converter 41, an inverter 42, and a power source 43.

コンバータ41は、例えば、DC−DCコンバータである。コンバータ41は、図2に示す燃料電池モジュール20のセルスタック24に接続される。コンバータ41は、セルスタック24から供給される直流電圧を、所定の直流電圧に変換する。コンバータ41は、電圧変換後の直流電力を、インバータ42に供給する。また、コンバータ41は、電圧変換後の直流電力の一部を、電源43に供給することも可能である。   The converter 41 is a DC-DC converter, for example. The converter 41 is connected to the cell stack 24 of the fuel cell module 20 shown in FIG. The converter 41 converts the DC voltage supplied from the cell stack 24 into a predetermined DC voltage. Converter 41 supplies DC power after voltage conversion to inverter 42. The converter 41 can also supply a part of the DC power after voltage conversion to the power supply 43.

インバータ42は、コンバータ41に接続される。インバータ42は、コンバータ41から供給される直流電力を、交流電力に変換する。インバータ42は、変換後の交流電力を、分電盤等を介して、負荷100等に供給する。なお、インバータ42は、双方向インバータであってもよい。この場合、インバータ42は、商用電源200から供給される交流電力を直流電力に変換してもよい。さらに、インバータ42は、変換後の直流電力を、電源43に供給してもよい。   Inverter 42 is connected to converter 41. Inverter 42 converts the DC power supplied from converter 41 into AC power. The inverter 42 supplies the converted AC power to the load 100 or the like via a distribution board or the like. The inverter 42 may be a bidirectional inverter. In this case, the inverter 42 may convert AC power supplied from the commercial power source 200 into DC power. Further, the inverter 42 may supply the converted DC power to the power source 43.

電源43は、例えば、二次電池である。電源43は、コンバータ41を経て、図2に示すセルスタック24から供給される電力によって、充電され得る。また、電源43は、インバータ42が双方向インバータである場合、インバータ42を経て、商用電源200から供給される電力によっても充電され得る。なお、電源43は二次電池でなくてもよい。パワーコンディショナ内のコンバータ41又はインバータ42には、商用電源200からの電力又はセルスタックにより発電した電力が供給されてもよい。   The power source 43 is a secondary battery, for example. The power supply 43 can be charged by the power supplied from the cell stack 24 shown in FIG. In addition, when the inverter 42 is a bidirectional inverter, the power source 43 can be charged by electric power supplied from the commercial power source 200 via the inverter 42. The power source 43 may not be a secondary battery. The converter 41 or the inverter 42 in the power conditioner may be supplied with power from the commercial power source 200 or power generated by the cell stack.

電源43は、充電された電力を放電することによって、補機の一部に電力を供給する。本実施形態において、補機は、燃料電池の周辺機器である。電源43が電力を供給する補機は、例えば、ガス供給部32、空気供給部34、改質水供給部36及び循環水処理部52を含む。しかしながら、電源43が電力を供給する補機は、これに限定されない。例えば、電源43が電力を供給する補機は、ガスラインに取り付けられる電磁弁、空気ラインに取り付けられる電磁弁、及び、改質水ラインに取り付けられる電磁弁等を含んでもよい。   The power source 43 supplies power to a part of the auxiliary machine by discharging the charged power. In the present embodiment, the auxiliary machine is a peripheral device of the fuel cell. The auxiliary equipment to which the power source 43 supplies power includes, for example, a gas supply unit 32, an air supply unit 34, a reformed water supply unit 36, and a circulating water treatment unit 52. However, the auxiliary machine to which the power supply 43 supplies power is not limited to this. For example, the auxiliary machine to which the power source 43 supplies power may include a solenoid valve attached to the gas line, a solenoid valve attached to the air line, a solenoid valve attached to the reforming water line, and the like.

排熱回収処理部50は、図2に示すセルスタック24の発電により生じる排気から排熱を回収する。排熱回収処理部50は、例えば、熱交換器等で構成されてよい。排熱回収処理部50は、循環水処理部52及び貯湯タンク60に接続される。   The exhaust heat recovery processing unit 50 recovers exhaust heat from the exhaust generated by the power generation of the cell stack 24 shown in FIG. The exhaust heat recovery processing unit 50 may be configured with, for example, a heat exchanger or the like. The exhaust heat recovery processing unit 50 is connected to the circulating water processing unit 52 and the hot water storage tank 60.

循環水処理部52は、循環水ポンプ54を含む。循環水処理部52は、循環水ポンプ54によって、貯湯タンク60から排熱回収処理部50へ水を循環させる。循環水ポンプ54は、電源43から供給される電力によって駆動する。排熱回収処理部50に供給された水は、排熱回収処理部50で回収された熱によって加熱され、貯湯タンク60に戻る。排熱回収処理部50は、排熱を回収した排気を、外部に排出する。また、上述したように、排熱回収処理部50で回収された熱は、ガス、空気又は改質水の加熱等に用いることができる。   The circulating water treatment unit 52 includes a circulating water pump 54. The circulating water processing unit 52 circulates water from the hot water storage tank 60 to the exhaust heat recovery processing unit 50 by the circulating water pump 54. The circulating water pump 54 is driven by electric power supplied from the power supply 43. The water supplied to the exhaust heat recovery processing unit 50 is heated by the heat recovered by the exhaust heat recovery processing unit 50 and returns to the hot water storage tank 60. The exhaust heat recovery processing unit 50 exhausts the exhaust from which the exhaust heat has been recovered to the outside. Further, as described above, the heat recovered by the exhaust heat recovery processing unit 50 can be used for heating gas, air, or reformed water.

貯湯タンク60は、排熱回収処理部50及び循環水処理部52に接続される。貯湯タンク60は、図2に示すセルスタック24等から回収された排熱を利用して生成された湯を、貯えることができる。   The hot water storage tank 60 is connected to the exhaust heat recovery processing unit 50 and the circulating water processing unit 52. The hot water storage tank 60 can store hot water generated using exhaust heat recovered from the cell stack 24 shown in FIG.

ガスセンサ70は、発電装置1の内部においてガス漏れを検知する。ガスセンサ70は、ガス漏れを検知すると、検知信号を、制御部10に送信する。   The gas sensor 70 detects a gas leak inside the power generation apparatus 1. When the gas sensor 70 detects a gas leak, the gas sensor 70 transmits a detection signal to the control unit 10.

次に、制御部10の動作について説明する。   Next, the operation of the control unit 10 will be described.

制御部10は、発電装置1の運転中、外部から運転停止指示を受信したり又は比較的軽度な異常を検出したりすると、停止処理を実行する。また、制御部10は、発電装置1の運転中、比較的重度の異常を検出すると、シャットダウン処理を実行する。また、制御部10は、発電装置1の運転中、ガスに関する異常すなわち重度の異常を検出すると、電源43から補機への電力供給を停止させる処理を実行する。   When the control unit 10 receives an operation stop instruction from the outside or detects a relatively mild abnormality during the operation of the power generation apparatus 1, the control unit 10 executes a stop process. Moreover, the control part 10 will perform a shutdown process, if a comparatively serious abnormality is detected during the driving | operation of the electric power generating apparatus 1. FIG. In addition, when the control unit 10 detects an abnormality related to gas, that is, a serious abnormality during the operation of the power generation apparatus 1, the control unit 10 performs a process of stopping the power supply from the power supply 43 to the auxiliary machine.

発電装置1は、停止処理、シャットダウン処理又は電源43から補機への電力供給を停止させる処理を経て、待機状態に移行する。待機状態とは、発電装置1が、発電を停止させた状態で、外部から運転開始指示等を待っている状態である。以下、停止処理、シャットダウン処理及び電源43から補機への電力供給を停止させる処理について、説明する。   The power generation device 1 shifts to a standby state through a stop process, a shutdown process, or a process of stopping power supply from the power source 43 to the auxiliary machine. The standby state is a state in which the power generation apparatus 1 is waiting for an operation start instruction or the like from the outside in a state where power generation is stopped. Hereinafter, the stop process, the shutdown process, and the process of stopping the power supply from the power source 43 to the auxiliary machine will be described.

<停止処理>
制御部10は、発電装置1の運転中、外部から運転停止指示を受信したり又は比較的軽度な異常を検出したりすると、停止処理を実行する。比較的軽度な異常は、例えば、発電状態において、燃焼部の温度が低下してしまうこと等である。発電装置1は、停止処理を経て、待機状態に移行する。このときの制御部10の処理を、図5を参照して説明する。
<Stop processing>
When the control unit 10 receives an operation stop instruction from the outside or detects a relatively mild abnormality during the operation of the power generation apparatus 1, the control unit 10 executes a stop process. A relatively mild abnormality is, for example, a decrease in the temperature of the combustion section in a power generation state. The power generation device 1 shifts to a standby state through a stop process. Processing of the control unit 10 at this time will be described with reference to FIG.

図5は、発電装置1を、停止処理を経て待機状態に移行させるときの処理を説明するための図である。図5において、横軸は、セルスタック24の中心温度T1である。中心温度T1は、図2に示すセルスタック24Aの中心温度及びセルスタック24Bの中心温度うち、高い方の温度であってもよい。又は、中心温度T1は、セルスタック24Aの中心温度とセルスタック24Bの中心温度との平均値であってもよい。   FIG. 5 is a diagram for explaining a process when the power generation device 1 is shifted to a standby state through a stop process. In FIG. 5, the horizontal axis is the center temperature T1 of the cell stack 24. The center temperature T1 may be the higher of the center temperature of the cell stack 24A and the center temperature of the cell stack 24B shown in FIG. Alternatively, the center temperature T1 may be an average value of the center temperature of the cell stack 24A and the center temperature of the cell stack 24B.

停止処理では、制御部10は、まず、セルスタック24の発電を停止させる。さらに、制御部10は、例えば発電装置1内の換気ファンによって、燃料電池モジュール20を冷却する。燃料電池モジュール20を冷却することによって、中心温度T1は、徐々に低下する。   In the stop process, the control unit 10 first stops the power generation of the cell stack 24. Furthermore, the control part 10 cools the fuel cell module 20 with the ventilation fan in the electric power generating apparatus 1, for example. By cooling the fuel cell module 20, the center temperature T1 gradually decreases.

制御部10は、中心温度T1が300℃以上であるときは、ガス供給部32、空気供給部34及び改質水供給部36を稼働状態に維持する。制御部10は、中心温度T1が300℃を下回ると、最初にガス供給部32を停止させ、次に改質水供給部36を停止させる。   When the center temperature T1 is 300 ° C. or higher, the control unit 10 maintains the gas supply unit 32, the air supply unit 34, and the reforming water supply unit 36 in an operating state. When the center temperature T1 falls below 300 ° C., the control unit 10 first stops the gas supply unit 32 and then stops the reforming water supply unit 36.

制御部10は、中心温度T1が135℃を下回ると、空気供給部34によってパージ処理を実行する。パージ処理とは、燃料電池モジュール20内に残留しているガス等を、燃料電池モジュール20の外に排出する処理である。   When the center temperature T1 falls below 135 ° C., the control unit 10 performs a purge process using the air supply unit 34. The purge process is a process for discharging the gas remaining in the fuel cell module 20 to the outside of the fuel cell module 20.

制御部10は、中心温度T1が100℃を下回ると、発電装置1を待機状態にする。待機状態では、セルスタック24の中心温度が100℃から60℃までの範囲にあるとき、制御部10は、燃料電池モジュール20において結露を防止する処理(以下、「結露防止処理」と記す)を、空気供給部34によって実行する。また、待機状態において、セルスタック24の中心温度が60℃を下回ると、制御部10は、ガス供給部32、空気供給部34及び改質水供給部36の全てを停止させる。   When the center temperature T1 falls below 100 ° C., the control unit 10 places the power generator 1 in a standby state. In the standby state, when the center temperature of the cell stack 24 is in the range from 100 ° C. to 60 ° C., the control unit 10 performs processing for preventing condensation in the fuel cell module 20 (hereinafter referred to as “condensation prevention processing”). This is executed by the air supply unit 34. In the standby state, when the center temperature of the cell stack 24 falls below 60 ° C., the control unit 10 stops all of the gas supply unit 32, the air supply unit 34, and the reforming water supply unit 36.

<シャットダウン処理>
制御部10は、発電装置1の運転中、比較的重度の異常を検出すると、シャットダウン処理を実行する。比較的重度の異常は、例えば、発電状態において、燃焼部が失火した場合に、失火回復制御を実行しても、燃焼部が失火から回復しない等である。発電装置1は、シャットダウン処理を経て、待機状態に移行する。このときの制御部10の処理を、図6を参照して説明する。
<Shutdown processing>
When the control unit 10 detects a relatively severe abnormality during the operation of the power generation device 1, the control unit 10 executes a shutdown process. The relatively severe abnormality is, for example, that when the combustion section misfires in the power generation state, the combustion section does not recover from misfire even if misfire recovery control is executed. The power generation device 1 shifts to a standby state through a shutdown process. Processing of the control unit 10 at this time will be described with reference to FIG.

図6は、発電装置1を、シャットダウン処理を経て待機状態に移行させるときの処理を説明するための図である。図6において、横軸は、図5と同様に、中心温度T1である。   FIG. 6 is a diagram for explaining processing when the power generation device 1 is shifted to the standby state through the shutdown processing. In FIG. 6, the horizontal axis is the center temperature T1 as in FIG.

シャットダウン処理では、まず、制御部10は、セルスタック24の発電を停止させるとともに、ガス供給部32も停止させる。その後、制御部10は、停止処置と同様に、例えば発電装置1内の換気ファンによって、燃料電池モジュール20を冷却する。燃料電池モジュール20を冷却することによって、中心温度T1は、徐々に低下する。   In the shutdown process, first, the control unit 10 stops the power generation of the cell stack 24 and also stops the gas supply unit 32. Thereafter, the control unit 10 cools the fuel cell module 20 by, for example, a ventilation fan in the power generation device 1 in the same manner as the stop treatment. By cooling the fuel cell module 20, the center temperature T1 gradually decreases.

シャットダウン処理では、制御部10は、中心温度T1が300℃以上であるとき、酸化防止処理を実行する。酸化防止処理は、残留している酸素によって、燃料電池モジュール20内の部材が酸化してしまうことを低減させるための処理である。酸化防止処理では、制御部10は、30分に一回程度、改質水供給部36を動作させて、燃料電池モジュール20に改質水を供給する。改質水は、燃料電池モジュール20の内部で水蒸気となり得る。この水蒸気によって、燃料電池モジュール20内に残留している酸素が排出され得る。さらに、制御部10は、この酸化防止処理では、空気供給部34を停止させる。   In the shutdown process, the control unit 10 executes the oxidation prevention process when the center temperature T1 is 300 ° C. or higher. The oxidation prevention process is a process for reducing the oxidation of the members in the fuel cell module 20 due to the remaining oxygen. In the oxidation prevention process, the control unit 10 operates the reforming water supply unit 36 about once every 30 minutes to supply reforming water to the fuel cell module 20. The reformed water can become water vapor inside the fuel cell module 20. Oxygen remaining in the fuel cell module 20 can be discharged by the water vapor. Further, the control unit 10 stops the air supply unit 34 in the oxidation prevention process.

制御部10は、中心温度T1が300℃を下回ると、ガス供給部32及び空気供給部34に加えて、改質水供給部36も停止させる。   When the center temperature T1 falls below 300 ° C., the control unit 10 stops the reforming water supply unit 36 in addition to the gas supply unit 32 and the air supply unit 34.

制御部10は、中心温度T1が100℃を下回ると、発電装置1を待機状態にする。待機状態では、制御部10は、上述の停止処理と同様の処理を実行する。   When the center temperature T1 falls below 100 ° C., the control unit 10 places the power generator 1 in a standby state. In the standby state, the control unit 10 executes a process similar to the above-described stop process.

<電源から補機への電力供給を停止させる処理>
制御部10は、発電装置1の運転中、ガスに関する異常が発生したと判定すると、電源43から補機への電力供給を停止させる。第1実施形態に係るガスに関する異常は、燃料電池において着火処理を実行していない状態で、燃料電池付近の温度が低いにも関わらず、燃焼部の温度が高い状態である。このような状態は、着火処理を実行していないにも関わらず、燃焼部においてガスが燃焼している可能性が高い状態である。このような状態では、着火ヒータが故障して着火ヒータが常時ОNになっている蓋然性、燃焼部の熱電対が故障している蓋然性、又は、発電装置1の内部にガスが漏れ出している蓋然性が高い。また、ガス漏れの場合であれば補機に加えられている電源43の電圧が、漏れ出したガスに引火してしまう可能性がある。
<Process to stop power supply from power supply to auxiliary equipment>
When the control unit 10 determines that an abnormality relating to gas has occurred during the operation of the power generation device 1, the control unit 10 stops the power supply from the power supply 43 to the auxiliary machine. The abnormality related to the gas according to the first embodiment is a state where the temperature of the combustion part is high in spite of the low temperature in the vicinity of the fuel cell in a state where the ignition process is not executed in the fuel cell. Such a state is a state in which there is a high possibility that the gas is combusted in the combustion section even though the ignition process is not executed. In such a state, there is a probability that the ignition heater has failed and the ignition heater is always ON, a probability that the thermocouple in the combustion section has failed, or a probability that gas has leaked into the power generator 1. Is expensive. In the case of a gas leak, the voltage of the power supply 43 applied to the auxiliary machine may ignite the leaked gas.

そこで、本実施形態では、制御部10は、燃料電池において着火処理を実行していない状態で、燃料電池付近の温度が低いにも関わらず、燃焼部の温度が高い状態であると判定すると、電源43から補機への電力供給を停止させる。燃料電池付近の温度は、例えば、燃料電池内の温度、及び、燃料電池外のうち燃料電池と隣接する領域の温度である。燃料電池内の温度は、例えば、単体のセルの中心温度、及び、セルスタック24の中心温度等である。以下、燃料電池付近の温度は、セルスタック24の中心温度であるものとする。   Therefore, in the present embodiment, when the control unit 10 determines that the temperature of the combustion unit is high in spite of the low temperature near the fuel cell in a state where the ignition process is not performed in the fuel cell, The power supply from the power source 43 to the auxiliary machine is stopped. The temperature in the vicinity of the fuel cell is, for example, the temperature inside the fuel cell and the temperature in the region adjacent to the fuel cell outside the fuel cell. The temperature in the fuel cell is, for example, the center temperature of a single cell, the center temperature of the cell stack 24, or the like. Hereinafter, the temperature near the fuel cell is assumed to be the center temperature of the cell stack 24.

具体的には、制御部10は、セルスタック24において着火処理を実行していない状態で、セルスタック24の中心温度が第1温度を下回り、かつ燃焼部の温度が第2温度を超えるとき、電源43から補機への電力供給を停止させる。第1温度は、セルスタック24が発電していないと判定され得る温度である。第1温度は、例えば、250℃程度である。第2温度は、セルスタック24においてガスが燃焼していると判定され得る温度である。第2温度は、例えば、500℃程度である。   Specifically, when the control unit 10 does not perform the ignition process in the cell stack 24, the center temperature of the cell stack 24 is lower than the first temperature, and the temperature of the combustion unit exceeds the second temperature, The power supply from the power source 43 to the auxiliary machine is stopped. The first temperature is a temperature at which it can be determined that the cell stack 24 is not generating power. The first temperature is about 250 ° C., for example. The second temperature is a temperature at which it can be determined that the gas is burning in the cell stack 24. The second temperature is, for example, about 500 ° C.

なお、制御部10は、セルスタック24Aの中心温度及びセルスタック24Bの中心温度のうち、高い方の温度を、ガスに関する異常を判定する処理に用いてもよい。又は、制御部10は、セルスタック24Aの中心温度とセルスタック24Bの中心温度との平均値を、ガスに関する異常を判定する処理に用いてもよい。さらに、制御部10は、セルスタック24Aの燃焼部の温度及びセルスタック24Bの燃焼部の温度のうち、低い方の温度を、ガスに関する異常を判定する処理に用いてもよい。又は、制御部10は、セルスタック24Aの燃焼部の温度とセルスタック24Bの燃焼部の温度との平均値を、ガスに関する異常を判定する処理に用いてもよい。   The control unit 10 may use the higher one of the center temperature of the cell stack 24A and the center temperature of the cell stack 24B for the process of determining an abnormality related to the gas. Alternatively, the control unit 10 may use the average value of the center temperature of the cell stack 24A and the center temperature of the cell stack 24B for processing for determining an abnormality related to the gas. Further, the control unit 10 may use the lower one of the temperature of the combustion unit of the cell stack 24A and the temperature of the combustion unit of the cell stack 24B for the process of determining an abnormality related to the gas. Or the control part 10 may use the average value of the temperature of the combustion part of cell stack 24A, and the temperature of the combustion part of cell stack 24B for the process which determines abnormality regarding gas.

また、制御部10は、ガスに関する異常が発生したと判定したとき、上述のシャットダウン処理と並行して、電源43から補機への電力供給を停止させる処理を行ってもよい。この場合、制御部10は、ガスに関する異常が発生したと判定したとき、シャットダウン処理におけるセルスタック24の発電を停止させるとともに、電源43から補機への電力供給を停止させる処理を行ってもよい。   Moreover, when it determines with the abnormality regarding gas having generate | occur | produced, the control part 10 may perform the process which stops the electric power supply from the power supply 43 to an auxiliary machine in parallel with the above-mentioned shutdown process. In this case, when it is determined that an abnormality relating to gas has occurred, the control unit 10 may perform a process of stopping the power generation of the cell stack 24 in the shutdown process and stopping the power supply from the power supply 43 to the auxiliary machine. .

図7は、本開示の第1実施形態に係る発電装置1の動作を示すフローチャートである。以下、セルスタック24において着火処理を実行していない状態は、待機状態であるものとして説明する。しかしながら、セルスタック24において着火処理を実行していない状態は、待機状態に限定されない。   FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of the power generation device 1 according to the first embodiment of the present disclosure. Hereinafter, the state where the ignition process is not executed in the cell stack 24 will be described as the standby state. However, the state where the ignition process is not executed in the cell stack 24 is not limited to the standby state.

制御部10は、発電装置1が待機状態であるか否か判定する(ステップS10)。制御部10は、発電装置1が待機状態であると判定したとき、(ステップS10:Yes)、ステップS11の処理に進む。一方、制御部10は、発電装置1が待機状態ではないと判定したとき(ステップS11:No)、処理を終了する。   The control part 10 determines whether the electric power generating apparatus 1 is a standby state (step S10). When it determines with the electric power generating apparatus 1 being a standby state (step S10: Yes), the control part 10 progresses to the process of step S11. On the other hand, the control part 10 complete | finishes a process, when it determines with the electric power generating apparatus 1 not being in a standby state (step S11: No).

ステップS11の処理では、制御部10は、温度センサ27によって、セルスタック24の中心温度T1を取得する。ステップS12の処理では、制御部10は、温度センサ26によって、燃焼部の温度T2を取得する。   In the process of step S <b> 11, the control unit 10 acquires the center temperature T <b> 1 of the cell stack 24 by the temperature sensor 27. In the process of step S12, the control unit 10 acquires the temperature T2 of the combustion unit by the temperature sensor 26.

ステップS13の処理では、制御部10は、中心温度T1が第1温度を下回り、かつ燃焼部の温度T2が第2温度を超えるか否か判定する。制御部10は、中心温度T1が第1温度を下回り、かつ燃焼部の温度T2が第2温度を超えると判定したとき(ステップS13:Yes)、ステップS14の処理に進む。一方、制御部10は、中心温度T1が第1温度を下回り、かつ燃焼部の温度T2が第2温度を超えると判定しないとき(ステップS13:No)、処理を終了する。   In the process of step S13, the control unit 10 determines whether the center temperature T1 is lower than the first temperature and the temperature T2 of the combustion unit exceeds the second temperature. When it is determined that the center temperature T1 is lower than the first temperature and the temperature T2 of the combustion unit exceeds the second temperature (step S13: Yes), the control unit 10 proceeds to the process of step S14. On the other hand, when it is not determined that the center temperature T1 is lower than the first temperature and the temperature T2 of the combustion unit exceeds the second temperature (No at Step S13), the control unit 10 ends the process.

ステップS14の処理では、制御部10は、電源43から補機への電力供給を停止させる。制御部10は、上述のシャットダウン処理と並行して、電源43から補機への電力供給を停止させてもよい。   In the process of step S14, the control unit 10 stops the power supply from the power source 43 to the auxiliary machine. The control unit 10 may stop the power supply from the power supply 43 to the auxiliary machine in parallel with the above-described shutdown process.

以上のように、第1実施形態に係る発電装置1は、セルスタック24において着火処理を実行していない状態で、セルスタック24の中心温度が第1温度を下回り、かつ燃焼部の温度が第2温度を上回るとき、電源43から補機への電力供給を停止させる。言い換えれば、本実施形態に係る発電装置1は、着火処理を実行していないにも関わらず、セルスタック24においてガスが燃焼している可能性が高い状態であると判定すると、電源43から補機への電力供給を停止させる。このような制御によって、発電装置1の内部にガスが漏れ出している蓋然性が高い場合であっても、補機に加えられている電源43の電圧が、漏れ出したガスに引火してしまう可能性を低減させることができる。従って、本実施形態によれば、異常が発生した際の処理に関して、改善された、発電装置1が提供され得る。着火処理を実行していないにも関わらず、セルスタック24においてガスが燃焼している可能性が高い状態は、着火ヒータが常時ОNになるような着火ヒータの故障、燃焼部の熱電対の故障又はガス漏れ等によって生じ得る。   As described above, in the power generation device 1 according to the first embodiment, the center temperature of the cell stack 24 is lower than the first temperature and the temperature of the combustion unit is the first in a state where the ignition process is not performed in the cell stack 24. When the temperature exceeds 2, the power supply from the power source 43 to the auxiliary machine is stopped. In other words, the power generation device 1 according to the present embodiment compensates from the power source 43 when it is determined that there is a high possibility that gas is burning in the cell stack 24 even though the ignition process is not performed. Stop the power supply to the machine. By such control, even when there is a high probability that gas has leaked into the power generation device 1, the voltage of the power source 43 applied to the auxiliary machine may ignite the leaked gas. Can be reduced. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the power generation apparatus 1 that is improved with respect to processing when an abnormality occurs. A state in which there is a high possibility that the gas is burning in the cell stack 24 even though the ignition process is not executed is a failure in the ignition heater such that the ignition heater is always ON, or a failure in the thermocouple in the combustion section. Or it may be caused by a gas leak or the like.

ここで、一般的に、発電装置では、発電状態であるときは、ガスに関する異常への監視が強化されていることが多い。しかしながら、発電装置では、発電状態ではないときは、ガスに関する異常への監視が強化されていないことが多い。   Here, in general, in a power generation apparatus, monitoring for abnormalities related to gas is often strengthened when the power generation state is set. However, in the power generation device, monitoring for abnormalities related to gas is often not enhanced when the power generation state is not in effect.

これに対し、第1実施形態に係る発電装置1は、待機状態といったセルスタック24において着火処理を実行していない状態であるときに、すなわち、発電状態ではないとき、ガスに関する異常が発生したか否か判定する。従って、本実施形態に係る発電装置1は、待機状態のような発電状態ではないときも、ガスに関する異常への監視が強化され得る。従って、本実施形態によれば、ガスに関する異常に関して、安全性により優れた発電装置1が提供され得る。   On the other hand, when the power generation device 1 according to the first embodiment is in a state where the ignition process is not performed in the cell stack 24 such as the standby state, that is, when the power generation state is not, has an abnormality related to gas occurred? Judge whether or not. Therefore, even when the power generation apparatus 1 according to the present embodiment is not in a power generation state such as a standby state, monitoring for abnormalities related to gas can be enhanced. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the power generation apparatus 1 that is more excellent in safety with respect to abnormality related to gas.

さらに、第1実施形態に係る発電装置1は、ガスに関する異常が発生したと判定すると、電源43から補機への電力供給を停止させる。電源43から補機への電力供給を停止させることで、電源43の電力によって駆動するガス供給部32を、速やかに停止させることができる。ガス供給部32を速やかに停止させることで、例えばガス供給部32からガス漏れが発生していても、速やかにガス漏れを停止させることができる。従って、本実施形態によれば、ガスに関する異常に関して、安全性により優れた発電装置1が提供され得る。   Furthermore, if it determines with the electric power generating apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment having generate | occur | produced abnormality regarding gas, the electric power supply from the power supply 43 to an auxiliary machine will be stopped. By stopping the power supply from the power source 43 to the auxiliary machine, the gas supply unit 32 driven by the power of the power source 43 can be quickly stopped. By quickly stopping the gas supply unit 32, for example, even if a gas leak occurs from the gas supply unit 32, the gas leak can be stopped quickly. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the power generation apparatus 1 that is more excellent in safety with respect to abnormality related to gas.

加えて、第1実施形態では、電源43から補機への電力供給を停止させることで、ガス供給部32、空気供給部34及び改質水供給部36といった補機を停止させることができる。このような制御によって、本実施形態では、補機を停止させる処理が簡易化され得る。   In addition, in the first embodiment, by stopping power supply from the power source 43 to the auxiliary machine, auxiliary machines such as the gas supply unit 32, the air supply unit 34, and the reforming water supply unit 36 can be stopped. With this control, in the present embodiment, the process of stopping the auxiliary machine can be simplified.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る発電装置について説明する。第2実施形態に係る発電装置は、第1実施形態に係る発電装置1と同様の構成を採用することができる。従って、以下では、図1から図4を参照しつつ、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, the power generator according to the second embodiment will be described. The power generation device according to the second embodiment can employ the same configuration as that of the power generation device 1 according to the first embodiment. Therefore, the following description will focus on differences from the first embodiment with reference to FIGS. 1 to 4.

第2実施形態と第1実施形態とでは、検出対象とするガスに関する異常の内容が異なる。第2実施形態では、検出対象とするガスに関する異常は、ガス供給部32の動作を停止させているにも関わらず、ガス供給部32から原燃料ガスが流れ出ている状態である。このような状態は、図2に示すガスポンプ92が故障してしまったり、ガスラインに取り付けられる電磁弁が故障してしまったりしたとき等に生じ得る。このような状態では、発電装置1の内部にガスが漏れ出している蓋然性が高い。さらに、補機に加えられている電源43の電圧が、漏れ出したガスに引火してしまう可能性がある。   The second embodiment is different from the first embodiment in the content of abnormality relating to the gas to be detected. In the second embodiment, the abnormality related to the gas to be detected is a state in which the raw fuel gas flows out from the gas supply unit 32 even though the operation of the gas supply unit 32 is stopped. Such a state may occur when the gas pump 92 shown in FIG. 2 fails or when the solenoid valve attached to the gas line fails. In such a state, there is a high probability that gas has leaked into the power generation device 1. Furthermore, the voltage of the power supply 43 applied to the auxiliary machine may ignite the leaked gas.

そこで、第2実施形態では、制御部10は、ガス供給部32を停止させているにも関わらず、ガス供給部32から原燃料ガスが流れ出ていると判定すると、電源43から補機への電力供給を停止させる。   Therefore, in the second embodiment, when the control unit 10 determines that the raw fuel gas is flowing out from the gas supply unit 32 even though the gas supply unit 32 is stopped, the control unit 10 supplies power to the auxiliary machine from the power source 43. Stop power supply.

具体的には、制御部10は、ガス供給部32を停止させて所定時間経過した後、ガス供給部32から流れ出る原燃料ガスの流量が所定量を超えると判定したとき、電源43から補機への電力供給を停止させる。所定時間は、ガスラインの構成等を考慮して設定され得る。所定量は、例えば、所定時間を考慮して設定され得る。例えば、所定時間が1分未満であれば、所定量は1[NL/min]である。また、例えば、所定時間が1分以上であれば、所定量は0.25[NL/min]である。   Specifically, when the control unit 10 stops the gas supply unit 32 and a predetermined time has elapsed, and determines that the flow rate of the raw fuel gas flowing out from the gas supply unit 32 exceeds a predetermined amount, the control unit 10 supplies the auxiliary device from the power source 43. Stop power supply to. The predetermined time can be set in consideration of the configuration of the gas line and the like. The predetermined amount can be set in consideration of a predetermined time, for example. For example, if the predetermined time is less than 1 minute, the predetermined amount is 1 [NL / min]. For example, if the predetermined time is 1 minute or more, the predetermined amount is 0.25 [NL / min].

なお、制御部10は、発電装置1が発電状態ではないときに、原燃料ガスに関する異常が発生したか否か判定してもよい。具体的には、制御部10は、発電装置1の待機状態、起動状態又は停止状態において、原燃料ガスに関する異常が発生したか否か判定してもよい。   Note that the control unit 10 may determine whether an abnormality relating to the raw fuel gas has occurred when the power generation device 1 is not in the power generation state. Specifically, the control unit 10 may determine whether an abnormality relating to the raw fuel gas has occurred in the standby state, the start state, or the stop state of the power generation device 1.

また、制御部10は、第2実施形態でも第1実施形態と同様に、原燃料ガスに関する異常が発生したと判定したとき、上述のシャットダウン処理と並行して、電源43から補機への電力供給を停止させる処理を行ってもよい。   Further, similarly to the first embodiment, when the controller 10 determines that an abnormality relating to the raw fuel gas has occurred, the power from the power source 43 to the auxiliary machine is parallel to the shutdown process described above. You may perform the process which stops supply.

図8は、本開示の第2実施形態に係る発電装置1の動作を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of the power generation device 1 according to the second embodiment of the present disclosure.

制御部10は、発電装置1が発電状態であるか否か判定する(ステップS20)。制御部10は、発電装置1が発電状態ではないと判定したとき(ステップS20:No)、すなわち、発電装置1が待機状態、起動状態又は停止状態であると判定したとき、ステップS21の処理に進む。一方、制御部10は、発電装置1が発電状態であると判定したとき(ステップS20:Yes)、処理を終了する。   The control unit 10 determines whether or not the power generation device 1 is in a power generation state (step S20). When the control unit 10 determines that the power generation device 1 is not in the power generation state (step S20: No), that is, when it is determined that the power generation device 1 is in the standby state, the start state, or the stop state, the control unit 10 performs the process of step S21. move on. On the other hand, the control part 10 complete | finishes a process, when it determines with the electric power generating apparatus 1 being a power generation state (step S20: Yes).

ステップS21の処理では、制御部10は、ガス供給部32を停止させる。制御部10は、ガス供給部32を停止させて所定時間経過した後(ステップS22)、流量計91によって原燃料ガスの流量を取得する(ステップS23)。   In the process of step S21, the control unit 10 stops the gas supply unit 32. After the control unit 10 stops the gas supply unit 32 and a predetermined time has elapsed (step S22), the flow rate of the raw fuel gas is acquired by the flow meter 91 (step S23).

制御部10は、取得した原燃料ガスの流量が所定量を超えているか否か判定する(ステップS24)。制御部10は、取得した原燃料ガスの流量が所定量を超えていると判定したとき(ステップS24:Yes)、ステップS25の処理に進む。一方、制御部10は、取得した原燃料ガスの流量が所定量以下であると判定したとき(ステップS24:No)、処理を終了する。   The control unit 10 determines whether or not the flow rate of the acquired raw fuel gas exceeds a predetermined amount (step S24). When it is determined that the flow rate of the obtained raw fuel gas exceeds the predetermined amount (step S24: Yes), the control unit 10 proceeds to the process of step S25. On the other hand, when it determines with the flow volume of the acquired raw fuel gas being below predetermined amount (step S24: No), the control part 10 complete | finishes a process.

ステップS25の処理では、制御部10は、電源43から補機への電力供給を停止させる。制御部10は、上述のシャットダウン処理と並行して、電源43から補機への電力供給を停止させてもよい。   In the process of step S25, the control unit 10 stops the power supply from the power source 43 to the auxiliary machine. The control unit 10 may stop the power supply from the power supply 43 to the auxiliary machine in parallel with the above-described shutdown process.

以上のように、第2実施形態に係る発電装置1は、ガス供給部32を停止させて所定時間経過した後、ガス供給部32から流れ出る原燃料ガスの流量が所定量を超えていると判定したとき、電源43から補機への電力供給を停止させる。言い換えれば、制御部10は、ガス供給部32を停止させているにも関わらず、ガス供給部32から原燃料ガスが流れ出ていると判定すると、電源43から補機への電力供給を停止させる。このような制御によって、発電装置1の内部にガスが漏れ出している蓋然性が高い場合であっても、補機に加えられた電源43の電圧が、漏れ出したガスに引火してしまう可能性を低減させることができる。従って、第2実施形態によれば、異常が発生した際の処理に関して、改善された、発電装置1が提供され得る。   As described above, the power generation apparatus 1 according to the second embodiment determines that the flow rate of the raw fuel gas flowing out from the gas supply unit 32 exceeds a predetermined amount after the gas supply unit 32 is stopped and a predetermined time has elapsed. When this happens, the power supply from the power source 43 to the auxiliary machine is stopped. In other words, when the control unit 10 determines that the raw fuel gas is flowing out from the gas supply unit 32 even though the gas supply unit 32 is stopped, the control unit 10 stops the power supply from the power supply 43 to the auxiliary machine. . By such control, even when there is a high probability that gas has leaked into the power generation device 1, the voltage of the power supply 43 applied to the auxiliary machine may ignite the leaked gas. Can be reduced. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to provide the power generation apparatus 1 that is improved with respect to processing when an abnormality occurs.

ここで、第1実施形態にて説明したように、一般的に、発電装置では、発電状態であるときは、ガスに関する異常への監視が強化されていることが多い。しかしながら、発電装置では、発電状態ではないときは、ガスに関する異常への監視が強化されていないことが多い。   Here, as described in the first embodiment, generally, in a power generation device, monitoring for abnormalities related to gas is often strengthened when the power generation state is set. However, in the power generation device, monitoring for abnormalities related to gas is often not enhanced when the power generation state is not in effect.

これに対して、第2実施形態に係る発電装置1は、待機状態、起動状態又は停止状態のような発電状態ではないときに、原燃料ガスに関する異常が発生したと判定する。従って、本実施形態に係る発電装置1は、待機状態、起動状態又は停止状態のような発電状態ではないときも、ガスに関する異常への監視が強化され得る。従って、本実施形態によれば、ガスに関する異常に関して、安全性により優れた発電装置1が提供され得る。   In contrast, the power generation device 1 according to the second embodiment determines that an abnormality relating to the raw fuel gas has occurred when the power generation state is not in the standby state, the start state, or the stop state. Therefore, even when the power generation device 1 according to the present embodiment is not in a power generation state such as a standby state, a start state, or a stop state, monitoring for abnormalities related to gas can be enhanced. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the power generation apparatus 1 that is more excellent in safety with respect to abnormality related to gas.

第2実施形態に係る発電装置1において、その他の効果及び制御は、第1実施形態に係る発電装置1と同様である。   In the power generator 1 according to the second embodiment, other effects and controls are the same as those of the power generator 1 according to the first embodiment.

本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形及び修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部及びステップ等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。   Although the present disclosure has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various variations and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each functional unit, each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of functional units, steps, etc. are combined or divided into one. It is possible. In addition, each of the embodiments of the present invention described above is not limited to being performed faithfully to each of the embodiments described above, and is implemented by appropriately combining the features or omitting some of the features. You can also.

例えば、ガスに関する異常は、第1実施形態及び第2実施形態において説明したものに限定されない。例えば、ガスに関する異常は、発電装置1内においてガス漏れが発生していることであってもよい。この場合、制御部10は、図1に示すガスセンサ70から検知信号を受信すると、電源43から補機への電力供給を停止させてもよい。また、制御部10は、シャットダウン処理と並列して、電源43から補機への電力供給を停止させる処理を実行してもよい。ガスセンサ70は、待機状態、起動状態、発電状態及び停止状態の何れにおいても、発電装置1内においてガス漏れを検知するように構成されてもよい。   For example, the abnormality relating to the gas is not limited to that described in the first embodiment and the second embodiment. For example, the abnormality related to the gas may be that a gas leak has occurred in the power generation device 1. In this case, the control part 10 may stop the electric power supply from the power supply 43 to an auxiliary machine, if a detection signal is received from the gas sensor 70 shown in FIG. Moreover, the control part 10 may perform the process which stops the electric power supply from the power supply 43 to an auxiliary machine in parallel with the shutdown process. The gas sensor 70 may be configured to detect a gas leak in the power generation apparatus 1 in any of the standby state, the start state, the power generation state, and the stop state.

例えば、本開示の実施形態は、燃料電池を備えずに、燃料電池を外部から制御する、制御装置として実現することもできる。このような実施形態の一例を、図9に示す。図9に示すように、本実施形態に係る制御装置2は、例えば、制御部10と、記憶部12とを含んで構成される。制御装置2は、燃料電池を備える外部の発電装置1を制御する。すなわち、本実施形態に係る制御装置2は、ガスに関する異常が発生したと判定すると、電源43から補機への電力供給を停止させる。   For example, the embodiment of the present disclosure can be realized as a control device that controls a fuel cell from the outside without including the fuel cell. An example of such an embodiment is shown in FIG. As illustrated in FIG. 9, the control device 2 according to the present embodiment includes, for example, a control unit 10 and a storage unit 12. The control device 2 controls an external power generation device 1 including a fuel cell. That is, if it determines with the control apparatus 2 which concerns on this embodiment having detected abnormality regarding gas, it will stop the electric power supply from the power supply 43 to an auxiliary machine.

さらに、本開示の実施形態は、例えば、上述したような制御装置2に実行させる制御プログラムとして実現することもできる。すなわち、本実施形態に係る制御プログラムは、制御装置2に、ガスに関する異常が発生したか否か判定するステップと、ガスに関する異常が発生したと判定すると、電源43から補機への電力供給を停止させるステップとを実行させる。   Furthermore, the embodiment of the present disclosure can also be realized as a control program executed by the control device 2 as described above, for example. That is, the control program according to the present embodiment determines whether or not a gas-related abnormality has occurred in the control device 2, and determines that a gas-related abnormality has occurred. And executing a step of stopping.

1 発電装置
2 制御装置
10 制御部
12 記憶部
20 燃料電池モジュール
22,22A,22B 改質器
24,24A,24B セルスタック
26,26A,26B 温度センサ
27,27A,27B 温度センサ
28,28A,28B 着火ヒータ
32 ガス供給部
34 空気供給部
36 改質水供給部
40 パワーコンディショナ
41 コンバータ
42 インバータ
43 電源
50 排熱回収処理部
52 循環水処理部
54 循環水ポンプ
60 貯湯タンク
70 ガスセンサ
91,91A,91B 流量計
92,92A,92B ガスポンプ
93,93A,93B 空気ブロワ
94,94A,94B 流量計
95,95A,95B 改質水ポンプ
96,96A,96B 気泡センサ
100 負荷
200 商用電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generator 2 Control apparatus 10 Control part 12 Memory | storage part 20 Fuel cell module 22,22A, 22B Reformer 24,24A, 24B Cell stack 26,26A, 26B Temperature sensor 27,27A, 27B Temperature sensor 28,28A, 28B Ignition heater 32 Gas supply unit 34 Air supply unit 36 Reformed water supply unit 40 Power conditioner 41 Converter 42 Inverter 43 Power supply 50 Waste heat recovery processing unit 52 Circulating water processing unit 54 Circulating water pump 60 Hot water storage tank 70 Gas sensors 91, 91A, 91B Flow meter 92, 92A, 92B Gas pump 93, 93A, 93B Air blower 94, 94A, 94B Flow meter 95, 95A, 95B Reformed water pump 96, 96A, 96B Bubble sensor 100 Load 200 Commercial power supply

Claims (7)

少なくともガスにより発電する燃料電池と、
前記燃料電池の周辺機器である補機と、
前記補機の一部に電力を供給する電源と、
前記補機及び前記電源を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ガスに関する異常が発生したと判定すると、前記電源から前記補機への電力供給を停止させる、発電装置。
A fuel cell that generates electricity using at least gas,
An auxiliary machine that is a peripheral device of the fuel cell;
A power source for supplying power to a part of the auxiliary machine;
A controller for controlling the auxiliary machine and the power source,
When the control unit determines that an abnormality related to the gas has occurred, the control unit stops power supply from the power source to the auxiliary machine.
請求項1に記載の発電装置であって、
前記制御部は、前記燃料電池において着火処理を実行していない状態で、前記燃料電池付近の温度が第1温度を下回り、かつ前記発電装置の燃焼部の温度が前記第1温度よりも高い第2温度を超えると判定したとき、前記ガスに関する異常が発生したと判定する、発電装置。
The power generation device according to claim 1,
The control unit is configured such that the temperature in the vicinity of the fuel cell is lower than the first temperature and the temperature of the combustion unit of the power generator is higher than the first temperature in a state where the ignition process is not performed in the fuel cell. A power generator that determines that an abnormality relating to the gas has occurred when it is determined that the temperature exceeds two temperatures.
請求項2に記載の発電装置であって、
前記着火処理を実行していない状態は、前記発電装置の待機状態である、発電装置。
The power generation device according to claim 2,
The state in which the ignition process is not executed is a power generation device in a standby state of the power generation device.
請求項1から3の何れか一項に記載の発電装置であって、
前記ガスは燃料ガスを含み、
原燃料ガスを前記燃料ガスに改質する改質器をさらに備え、
前記補機は前記改質器に原燃料ガスを供給するガス供給部を含み、
前記制御部は、前記ガス供給部を停止させて所定時間経過した後、前記ガス供給部から流れ出る原燃料ガスの流量が所定量を超えると判定したとき、前記原燃料ガスに関する異常が発生したと判定する、発電装置。
The power generation device according to any one of claims 1 to 3,
The gas includes a fuel gas;
A reformer that reforms the raw fuel gas into the fuel gas;
The auxiliary machine includes a gas supply unit that supplies raw fuel gas to the reformer,
When the control unit determines that the flow rate of the raw fuel gas flowing out from the gas supply unit exceeds a predetermined amount after a lapse of a predetermined time after stopping the gas supply unit, an abnormality relating to the raw fuel gas has occurred. Determine the power generator.
請求項4に記載の発電装置であって、
前記制御部は、前記発電装置が発電状態ではないときに、前記原燃料ガスに関する異常が発生したか否か判定する、発電装置。
The power generation device according to claim 4,
The control unit determines whether or not an abnormality relating to the raw fuel gas has occurred when the power generation device is not in a power generation state.
少なくともガスにより発電する燃料電池と、
前記燃料電池の周辺機器である補機と、
前記補機の一部に電力を供給する電源と、を備える発電装置を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記ガスに関する異常が発生したと判定すると、前記電源から前記補機への電力供給を停止させる、制御装置。
A fuel cell that generates electricity using at least gas,
An auxiliary machine that is a peripheral device of the fuel cell;
A power supply that supplies power to a part of the auxiliary machine, and a control device that controls a power generator,
When the control device determines that an abnormality relating to the gas has occurred, the control device stops power supply from the power source to the auxiliary machine.
少なくともガスにより発電する燃料電池と、
前記燃料電池の周辺機器である補機と、
前記補機の一部に電力を供給する電源と、を備える発電装置を制御する制御装置に、
前記ガスに関する異常が発生したか否か判定するステップと、
前記ガスに関する異常が発生したと判定すると、前記電源から前記補機への電力供給を停止させるステップと、
を実行させる、制御プログラム。
A fuel cell that generates electricity using at least gas,
An auxiliary machine that is a peripheral device of the fuel cell;
A control device for controlling a power generation device including a power source for supplying power to a part of the auxiliary machine,
Determining whether an abnormality relating to the gas has occurred;
Determining that an abnormality relating to the gas has occurred, stopping the power supply from the power source to the auxiliary machine; and
A control program that executes
JP2017163585A 2017-08-28 2017-08-28 Power generator, control device and control program Active JP6892354B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017163585A JP6892354B2 (en) 2017-08-28 2017-08-28 Power generator, control device and control program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017163585A JP6892354B2 (en) 2017-08-28 2017-08-28 Power generator, control device and control program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019040805A true JP2019040805A (en) 2019-03-14
JP6892354B2 JP6892354B2 (en) 2021-06-23

Family

ID=65726614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017163585A Active JP6892354B2 (en) 2017-08-28 2017-08-28 Power generator, control device and control program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6892354B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP6892354B2 (en) 2021-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130189599A1 (en) Power generation system and operation method thereof
JP2011192419A (en) Fuel cell system and its diagnostic method
JP4946015B2 (en) Operation method of fuel cell power generator
JP6503060B2 (en) POWER GENERATOR, POWER GENERATING SYSTEM, AND CONTROL METHOD OF POWER GENERATING SYSTEM
JP6495563B1 (en) Power generation device, control device, and control program
JP2016122507A (en) Solid oxide type fuel battery
JP6942565B2 (en) Power generator, control device and control program
JP6892354B2 (en) Power generator, control device and control program
CN113013447B (en) Fuel cell system
JPWO2019021751A1 (en) Power generation device, control device, and control program
KR101690636B1 (en) Method for Preparing for Emergency Stop of Hybrid Power Generation System which uses Fuel Cell and Engine for Distributed Power Generation
JP2018170148A (en) Control device, fuel cell system, and control method
JP6762251B2 (en) Power generators, fuel cell controls, and fuel cell control programs
JP6912928B2 (en) Power generators, controls, and control programs
JP2019040663A (en) Power generation device, control device, and control program
JP2016201249A (en) Fuel cell system
JP2019009066A (en) Power generation device, control device, and control program
JP5908340B2 (en) Fuel cell power generation system
JP6264182B2 (en) Fuel cell system
JPWO2019003942A1 (en) Power generation device, control device, and control program
JP7195196B2 (en) Unburned gas monitoring method and fuel cell system
JP2019009063A (en) Power generation device, control device, and control program
JP7005628B2 (en) Power generators, controls and control programs
JP2019036487A (en) Power generator, controller, and control program
JP6765340B2 (en) Power generator, control device and control program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210209

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210406

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210511

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210527

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6892354

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150