JP2011113831A - Fuel cell device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell device.
近年、次世代エネルギーとして、水素含有ガス(燃料ガス)と空気(酸素含有ガス)とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを収納してなる燃料電池装置が種々提案されている。 2. Description of the Related Art In recent years, various fuel cell devices that contain fuel cells that can obtain electric power using hydrogen-containing gas (fuel gas) and air (oxygen-containing gas) as next-generation energy have been proposed.
このような燃料電池装置においては、総合効率のよい燃料電池装置を提供するにあたり、燃料電池装置の運転に伴って生じる排ガスと水とで熱交換するための熱交換器を具備し、熱交換により生成される凝縮水を、改質器に供給する燃料電池装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In such a fuel cell device, in order to provide a fuel cell device with high overall efficiency, the fuel cell device is equipped with a heat exchanger for exchanging heat between exhaust gas and water generated during operation of the fuel cell device. A fuel cell device that supplies the generated condensed water to a reformer has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、改質器に水を供給するための水ポンプと改質器との間に、水ポンプより供給される水の量を測定するための流量計を備えるとともに、水ポンプの動作を制御するための制御装置を備える燃料電池装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, a flow meter for measuring the amount of water supplied from the water pump is provided between the water pump for supplying water to the reformer and the reformer, and the operation of the water pump is controlled. There has been proposed a fuel cell device including a control device for this purpose (see, for example, Patent Document 2).
排ガスと水との熱交換によって生じる凝縮水には各種気体が溶存しているが、燃料電池の排ガス成分の一種である二酸化炭素が特に溶存している。ここで、燃料電池装置の運転を一旦停止した場合に、改質器に水を供給するための水供給管中に二酸化炭素が気泡として生じる場合がある。 Various gases are dissolved in the condensed water generated by heat exchange between the exhaust gas and water, but carbon dioxide, which is a kind of exhaust gas component of the fuel cell, is particularly dissolved. Here, when the operation of the fuel cell device is once stopped, carbon dioxide may be generated as bubbles in the water supply pipe for supplying water to the reformer.
水供給管に気泡が存在する状態で燃料電池装置の再起動させた場合、この気泡が流量計に流れ込むことで、前記制御装置からの信号に基づいて水ポンプが供給すべき水の流量が流量計にて検知されず、制御装置が水ポンプが故障していると誤検知し、燃料電池装置の運転が停止する場合があった。 When the fuel cell device is restarted in the state where bubbles are present in the water supply pipe, the bubbles flow into the flow meter, so that the flow rate of water to be supplied by the water pump is determined based on the signal from the control device. In some cases, the control device erroneously detected that the water pump was broken, and the operation of the fuel cell device was stopped.
それゆえ、本発明は、燃料電池装置の再起動中において、水ポンプが故障していると誤検知された場合であっても、運転が停止することを抑制できる燃料電池装置を提供することにある。 Therefore, the present invention provides a fuel cell device that can prevent the operation from stopping even if the water pump is erroneously detected as having failed during restart of the fuel cell device. is there.
本発明の燃料電池装置は、燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なう燃料電池セル、該燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための水蒸気改質を行なう改質器、前記燃料電池セルからの排ガスと水とで熱交換するための熱交換器、前記改質器に供給する水として前記熱交換器での熱交換により生成される凝縮水を貯水するための凝縮水タンク、該凝縮水タンクと前記改質器とを接続する水供給管、該水供給管に設けられ、前記凝縮水タンクに貯水された凝縮水を前記改質器に供給するための水ポンプ、該水ポンプの動作を制御する信号を発信する制御装置および前記水ポンプから供給される水の流量を測定するための流量計を備える発電ユニットと、熱交換後の水を貯水するための貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、前記熱交換器と前記貯湯タンクとの間で水を循環させるための循環配管とを備える燃料電池装置であって、前記制御装置は、前記燃料電池装置の定常運転時において、前記制御装置からの信号に基づいて前記水ポンプが供給すべき水の流量が前記流量計にて検知されていない場合に、前記燃料電池装置の運転を停止させる制御を行なうとともに、前記燃料電池装置の再起動中において、前記水ポンプの駆動を開始する信号を送ってから所定時間の間は、前記制御装置からの信号に基づいて前記水ポンプが供給すべき水の流量が前記流量計にて検知されるまで、前記燃料電池装置の運転を停止しない制御を行なうことを特徴とする。 The fuel cell apparatus according to the present invention includes a fuel cell that generates power using a fuel gas and an oxygen-containing gas, a reformer that performs steam reforming to generate fuel gas to be supplied to the fuel cell, and the fuel cell. A heat exchanger for exchanging heat with the exhaust gas from the water and water, a condensed water tank for storing condensed water generated by heat exchange in the heat exchanger as water to be supplied to the reformer, the condensation A water supply pipe for connecting a water tank and the reformer, a water pump provided in the water supply pipe for supplying condensed water stored in the condensed water tank to the reformer, A hot water storage unit including a control device for transmitting a signal for controlling the operation, a power generation unit including a flow meter for measuring a flow rate of water supplied from the water pump, and a hot water storage tank for storing water after heat exchange And the heat exchanger A fuel cell device comprising a circulation pipe for circulating water between the hot water storage tank, wherein the control device is based on a signal from the control device during steady operation of the fuel cell device. When the flow rate of water to be supplied by the water pump is not detected by the flow meter, the control of stopping the operation of the fuel cell device is performed, and during the restart of the fuel cell device, the water pump During a predetermined time after sending a signal to start driving, the flow rate of water to be supplied by the water pump is detected by the flow meter based on the signal from the control device. Control is performed without stopping the operation.
このような燃料電池装置においては、燃料電池装置の再起動中において、制御装置が水ポンプの駆動を開始する信号を送ってから所定時間の間は、制御装置からの信号に基づいて水ポンプが供給すべき水の流量が流量計にて検知されるまで、燃料電池装置の運転を停止しない制御を行なうことから、制御装置が水ポンプの故障を誤検知した場合であっても、燃料電池装置の再起動を継続して行なうことができる。それにより、再起動中における運転の停止を抑制することができる燃料電池装置とすることができる。 In such a fuel cell device, during the restart of the fuel cell device, the water pump is operated based on the signal from the control device for a predetermined time after the control device sends a signal to start driving the water pump. Until the flow rate of water to be supplied is detected by the flow meter, the fuel cell device is controlled so that the operation of the fuel cell device is not stopped. Therefore, even if the control device erroneously detects a failure of the water pump, the fuel cell device Can be restarted continuously. Thereby, it can be set as the fuel cell apparatus which can suppress the stop of the driving | operation during a restart.
また、本発明の燃料電池装置は、前記制御装置は、前記燃料電池装置の再起動中において、前記水ポンプの駆動を開始する信号を送ってから所定時間の間に、前記制御装置からの信号に基づいて前記水ポンプが供給すべき水の流量が前記流量計にて検知された後、前記制御装置からの信号に基づいて前記水ポンプが供給すべき水の流量が前記流量計にて検知されなくなった場合に、前記燃料電池装置の運転を停止させる制御を行なうことが好ましい。 Further, in the fuel cell device of the present invention, the control device receives a signal from the control device during a predetermined time after sending a signal to start driving the water pump during restart of the fuel cell device. After the flow rate of water to be supplied by the water pump is detected by the flow meter based on the flow rate, the flow rate of water to be supplied by the water pump is detected by the flow meter based on the signal from the control device It is preferable to perform control to stop the operation of the fuel cell device when it is not performed.
このような燃料電池装置においては、燃料電池装置の再起動中において、制御装置が水ポンプの駆動を開始する信号を送ってから所定時間の間に、制御装置からの信号に基づいて水ポンプが供給すべき水の流量が流量計にて検知された場合は、水ポンプが正常に作動していると判定することができる。そして、水ポンプが正常に作動していると判定された後、制御装置からの信号に基づいて水ポンプが供給すべき水の流量が流量計にて検知されなくなった場合は、水ポンプが故障していると判定することができる。この場合において、制御装置は、燃料電池装置の運転を停止させる制御を行なうことにより、効率のよい運転を行なうことができる。 In such a fuel cell device, during the restart of the fuel cell device, the water pump is operated based on the signal from the control device during a predetermined time after the control device sends a signal to start driving the water pump. When the flow rate of water to be supplied is detected by the flow meter, it can be determined that the water pump is operating normally. Then, after it is determined that the water pump is operating normally, if the flow rate of water to be supplied by the water pump is no longer detected by the flow meter based on the signal from the control device, the water pump has failed. Can be determined. In this case, the control device can perform an efficient operation by performing a control to stop the operation of the fuel cell device.
また、本発明の燃料電池装置は、前記制御装置は、前記燃料電池装置の再起動中において、前記水ポンプの駆動を開始する信号を発信してから所定時間経過後においても、前記制御装置からの信号に基づいて前記水ポンプが供給すべき水の流量が前記流量計にて検知されていない場合に、前記燃料電池装置の運転を停止させる制御を行なうことが好ましい。 In the fuel cell device of the present invention, the control device may receive a signal from the control device even after a predetermined time has elapsed since the start of driving the water pump during the restart of the fuel cell device. When the flow rate of water to be supplied by the water pump is not detected by the flow meter based on the signal, it is preferable to perform control to stop the operation of the fuel cell device.
このような燃料電池装置においては、燃料電池装置の再起動中において、水ポンプの駆動を開始する信号を送ってから所定時間経過後においても、制御装置からの信号に基づいて水ポンプが供給すべき水の流量が流量計にて検知されていない場合には、水ポンプに異常(故障)が生じていると判定することができる。それゆえ、このような場合に、制御装置が燃料電池装置の運転を停止する制御を行なうことにより、効率のよい運転を行なうことができる。 In such a fuel cell device, the water pump supplies the water pump based on the signal from the control device even after a predetermined time elapses after the signal to start driving the water pump is sent during the restart of the fuel cell device. When the flow rate of water to be detected is not detected by the flow meter, it can be determined that an abnormality (failure) has occurred in the water pump. Therefore, in such a case, the control device can perform efficient operation by performing control to stop the operation of the fuel cell device.
本発明の燃料電池装置は、燃料電池装置の再起動中において、水ポンプの駆動を開始する信号を送ってから所定時間の間は、制御装置からの信号に基づいて水ポンプが供給すべき水の流量が流量計にて検知されるまで、燃料電池装置の運転を停止しない制御を行なう制御装置を備えることにより、効率のよい運転を行なうことができる。 According to the fuel cell device of the present invention, during the restart of the fuel cell device, the water pump should supply water based on the signal from the control device for a predetermined time after sending the signal to start driving the water pump. Efficient operation can be performed by providing a control device that performs control that does not stop the operation of the fuel cell device until the flow rate is detected by the flow meter.
図1は、本発明の燃料電池装置の構成の一例を示した構成図である。なお、以降の図において同一の部材については同一の番号を付するものとする。まず、図1を用いて本発明の燃料電池装置の構成の一例について説明する。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the fuel cell device of the present invention. In the following drawings, the same numbers are assigned to the same members. First, an example of the configuration of the fuel cell device of the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示す燃料電池装置は、発電を行なう発電ユニットと、熱交換後の湯水を貯湯する貯湯ユニットと、これらのユニット間を水が循環するための循環配管とから構成されている。 The fuel cell device shown in FIG. 1 includes a power generation unit that generates power, a hot water storage unit that stores hot water after heat exchange, and a circulation pipe that circulates water between these units.
図1に示す燃料電池装置は、複数個の燃料電池セル(例えば中空平板型の燃料電池セル等)を組み合わせてなる燃料電池セルスタック1(以下、セルスタックと略す場合がある。)、天然ガス等の原燃料を供給する原燃料供給手段2、セルスタック1を構成する燃料電池セルに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給手段3、原燃料と水蒸気により水蒸気改質する改質器4を具備している。なお、改質器4は、後述する水ポンプ5により供給される水(純水、以下適宜水と略す場合がある。)を気化し、原燃料供給手段2から供給された原燃料と水蒸気とを混合するための気化部と、内部に改質触媒を備え、混合された原燃料と水蒸気とを反応させて燃料ガス(水素含有ガス)を生成するための改質部とを備えている。
The fuel cell apparatus shown in FIG. 1 includes a fuel cell stack 1 (hereinafter sometimes abbreviated as “cell stack”), a natural gas, which is a combination of a plurality of fuel cells (for example, hollow plate type fuel cells). A raw fuel supply means 2 for supplying raw fuel such as, an oxygen-containing gas supply means 3 for supplying an oxygen-containing gas to the fuel cells constituting the
なお、図1において、セルスタック1や改質器4を収納容器内に収納することで、本発明の燃料電池装置を構成する燃料電池モジュールが構成される。なお図1においては、燃料電池モジュールを構成する各装置類を二点鎖線により囲って示している(図1においてMで示している)。
In FIG. 1, the
また、図1に示す燃料電池装置(発電ユニット)においては、セルスタック1を構成する燃料電池セルの発電により生じた排ガス(排熱)と循環配管12を流れる水とで熱交換を行なう熱交換器6、熱交換器6で生成された凝縮水を純水に処理するための凝縮水処理装置15、凝縮水処理装置15にて処理された水(純水)を貯水するための水タンク7とが設けられており、水タンク7と熱交換器6とが凝縮水供給管14により接続されている。なお、熱交換器6での熱交換により生成される凝縮水の水質によっては、凝縮水処理装置15を設けない構成とすることもできる。また、凝縮水処理装置15が水を貯水する機能を有する場合には、水タンク7を設けない構成とすることもできる。
Further, in the fuel cell device (power generation unit) shown in FIG. 1, heat exchange is performed by exchanging heat between exhaust gas (exhaust heat) generated by power generation of the fuel cells constituting the
水タンク7に貯水された水は、水タンク7と改質器4とを接続する水供給管17に備えられた水ポンプ5により改質器4(気化部、図示せず。)に供給される。なお、改質器4と水ポンプ5との間における水供給管17に、水ポンプ5により供給される水の流量を測定するための流量計16が配置されている。
The water stored in the
さらに図1に示す燃料電池装置は、燃料電池セルにて発電された直流電力を交流電力に変換し、変換された電流の外部負荷への供給量を調整するための供給電力調整部(パワーコンディショナ)8、熱交換器6の出口に設けられ熱交換器6の出口を流れる水(循環水流)の水温を測定するための出口水温センサ10のほか、制御装置9が設けられており、循環配管12内で水を循環させる循環ポンプ11とあわせて発電ユニットが構成されている。なお、制御装置9については後に詳述する。そして、これら発電ユニットを構成する各装置を、外装ケース内に収納することで、設置や持ち運び等が容易な発電ユニットとすることができる(図示せず)。なお、貯湯ユニットは、熱交換後の湯水を貯湯するための貯湯タンク13を具備して構成されている。
Furthermore, the fuel cell device shown in FIG. 1 converts a DC power generated by the fuel cell into an AC power, and adjusts the supply amount of the converted current to an external load (power condition unit). Na) 8, In addition to the outlet
また、セルスタック1と熱交換器6との間には、燃料電池セル(セルスタック1)の運転に伴い生じる排ガスを処理するための排ガス処理装置が設けられている(図示せず)。なお、排ガス処理装置は、収納容器内に排ガス処理手段を収納してなり、排ガス処理手段としては、一般的に公知の燃焼触媒を用いることができる。
Moreover, between the
図中の矢印は、原燃料、酸素含有ガス、水の流れ方向を示したものであり、また破線は制御装置9に伝送される主な信号経路、または制御装置9より伝送(発信)される主な信号経路を示している。
The arrows in the figure indicate the flow directions of raw fuel, oxygen-containing gas, and water, and the broken lines are transmitted (transmitted) from the main signal path transmitted to the
ここで、図1に示した燃料電池システムの運転方法について説明する。燃料電池セルの発電に用いられる燃料ガスを生成するために水蒸気改質を行なうにあたり、改質器4で使用される水は、熱交換器6において燃料電池セル(セルスタック1)の運転に伴って生じた排ガスと循環配管12を流れる水との熱交換により生成される凝縮水が用いられる。熱交換器6にて生成された凝縮水は、凝縮水処理装置15により処理されて(純水とされて)水タンク7に供給される。水タンク7に貯水された水は、水ポンプ5により改質器4に供給され、原燃料供給手段2より供給される原燃料とで水蒸気改質が行われ、生成された燃料ガスが燃料電池セルに供給される。燃料電池セルにおいては、燃料ガスと酸素含有ガス供給手段3より供給される酸素含有ガスとを用いて発電が行われる。このように凝縮水を有効に利用することにより、水自立運転を行なうことができる。
Here, an operation method of the fuel cell system shown in FIG. 1 will be described. When steam reforming is performed to generate fuel gas used for power generation of the fuel cell, water used in the reformer 4 is accompanied by operation of the fuel cell (cell stack 1) in the
上述のような燃料電池装置においては、制御装置9は、セルスタック1の発電量に対応して必要となる酸素含有ガスを供給するように酸素含有ガス供給手段3の動作を制御し、あわせて、改質器4にて、セルスタック1の発電量に対応して必要となる燃料ガスを生成する(水蒸気改質する)ように、原燃料供給手段2の動作を制御するとともに、水ポンプ5の動作を制御する。
In the fuel cell device as described above, the
ここで、改質器4に供給される水の量が想定量よりも少ない場合に、改質器4にて十分量の燃料ガスを生成できず、セルスタック1において、外部負荷に供給する電流量を発電できないおそれや、セルスタック1が破損するおそれ等がある。
Here, when the amount of water supplied to the reformer 4 is smaller than the expected amount, a sufficient amount of fuel gas cannot be generated in the reformer 4, and the current supplied to the external load in the
それゆえ、本発明の燃料電池装置においては、定常運転時において、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知されていない場合には、制御装置9は、水ポンプ5に異常(故障)が生じていると判定して、燃料電池装置の運転を停止させる制御を行なう。それにより、効率の悪い運転を停止するとともに、セルスタック1の破損を抑制することができる。
Therefore, in the fuel cell device of the present invention, when the flow rate of water to be supplied by the water pump 5 is not detected by the
ところで、上述のような凝縮水を用いて水自立運転を行なう燃料電池装置(発電ユニット)においては、凝縮水中に、セルスタック1より排気される排ガス中に含まれる各種気体が溶存する。このような排ガス中に含まれる成分の代表例としては二酸化炭素を例示することができる。
By the way, in the fuel cell device (power generation unit) that performs water self-sustained operation using the condensed water as described above, various gases contained in the exhaust gas exhausted from the
このような燃料電池装置において、燃料電池装置の運転を一旦停止した場合に、水タンク7と改質器4(特には水タンク7と水ポンプ5)とを接続する水供給管17に残存する水に溶存した二酸化炭素が気泡として生じる場合がある。
In such a fuel cell device, when the operation of the fuel cell device is temporarily stopped, the fuel cell device remains in the water supply pipe 17 that connects the
水タンク7と改質器4(特には水タンク7と水ポンプ5)とを接続する水供給管17に残存する水に気泡が生じている場合に、燃料電池装置を再起動すると、この気泡が流量計16に流れ込むことで、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知されず、制御装置9が水ポンプ5に異常を生じている(故障している)と誤検知し、燃料電池装置の運転(再起動)を停止してしまう場合があった。
When air bubbles are generated in the water remaining in the water supply pipe 17 that connects the
それゆえ、本発明においては、燃料電池装置の再起動中において、水ポンプ5が故障していると誤検知された場合であっても、燃料電池装置の運転(再起動)が停止することを抑制できる燃料電池装置を提供する。 Therefore, in the present invention, even when it is erroneously detected that the water pump 5 has failed during the restart of the fuel cell device, the operation (restart) of the fuel cell device is stopped. A fuel cell device capable of being suppressed is provided.
なお、本発明において燃料電池装置の再起動中とは、燃料電池装置の再起動を開始してから、セルスタック1が発電開始可能(定常運転可能)となるまでの工程を意味しており、例えば、セルスタック1に供給する燃料ガスを生成する改質器4の温度が、水蒸気改質可能な温度となるように、原燃料供給手段2より原燃料を供給する工程や水ポンプ5より水を供給する工程、モジュールM内の温度が所定の温度以上となるように、原燃料供給手段2より原燃料を供給する工程や酸素含有ガス供給手段3より酸素含有ガスを供給する工程等を含む。
In the present invention, during the restart of the fuel cell device means a process from the start of restart of the fuel cell device until the
図2および図3は、本発明の燃料電池装置における制御の流れの一例を示すフローチャートである。以下に図2および図3に示すフローチャートを用いて、本発明の燃料電池装置における制御の一例について説明する。 2 and 3 are flowcharts showing an example of the flow of control in the fuel cell device of the present invention. Hereinafter, an example of control in the fuel cell device of the present invention will be described using the flowcharts shown in FIGS. 2 and 3.
燃料電池装置の制御において、制御装置9は、燃料電池装置が再起動中であるか否かを判定する(ステップS1)。ここで、燃料電池装置が再起動中ではない、すなわち定常運転中であると判定された場合には、図3で示すように、制御装置9は、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知されたか否かを判定する(ステップS9)。ここで、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知された場合には、制御装置9は水ポンプ5が正常に作動していると判定し、引き続き定常運転を継続する(ステップS10)。
In the control of the fuel cell device, the
一方、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知されない場合には、制御装置9は水ポンプ5に異常(故障)が生じていると判定して、燃料電池装置の運転を停止する制御を行なう(ステップS11)。
On the other hand, if the flow rate of water to be supplied by the water pump 5 is not detected by the
以上のような制御を行なうことにより、燃料電池装置が定常運転を行なっている場合において、効率のよい運転を行なうことができる。 By performing the control as described above, an efficient operation can be performed when the fuel cell device is performing a steady operation.
制御装置9は、燃料電池装置が再起動中であると判定された場合には、続いて水ポンプ5の駆動開始から所定時間内であるか否かを判定する(ステップS2)。なお、水ポンプ5の駆動開始から所定時間とは、水ポンプ5の性能、水供給管17の大きさ、燃料電池装置(燃料電池モジュールM)の大きさ等に基づいて適宜設定することができ、例えば水ポンプ5の駆動開始から1〜10分後とすることができる。
When it is determined that the fuel cell device is being restarted, the
水ポンプ5の駆動開始から所定時間内であると判定された場合には、続いてステップS3に進み、制御装置9は、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知されたか否かを判定する。
If it is determined that the water pump 5 is within a predetermined time from the start of driving, the process proceeds to step S3, and the
ここで、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知された場合には、制御装置9は水ポンプ5が正常に作動していると判定することができ、燃料電池装置の再起動を継続するように制御する(ステップS4)。
Here, when the flow rate of water to be supplied by the water pump 5 is detected by the
燃料電池装置の再起動中において、水ポンプ5の駆動開始から所定時間の間は、水供給管17に存在する気泡等により、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量を流量計16が検知できず、制御装置9が水ポンプ5の故障を誤検知する場合がある。ここで、水ポンプ5の故障を誤検知した場合に、燃料電池装置の運転を停止するように制御すると、水ポンプ5が故障していないにもかかわらず、燃料電池装置の運転が停止してしまうおそれがある。
During the restart of the fuel cell device, water to be supplied by the water pump 5 based on a signal from the
それゆえ、水ポンプ5の駆動開始から所定時間の間は、ステップS3において、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知されない場合であっても、制御装置9は引き続き燃料電池装置の再起動を継続するように制御する(ステップS5)。それにより、制御装置9は、燃料電池装置の再起動中において、水ポンプ5の駆動を開始する信号を送ってから所定時間の間は、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知されるまで、燃料電池装置の運転を停止しない制御を行なうことから、水ポンプ5の故障を誤検知した場合であっても、燃料電池装置の再起動を継続して行なうことができる。それにより、再起動中における燃料電池装置の運転の停止を抑制することができる。
Therefore, the period from the start of driving of the water pump 5 is a case where the
その後、ステップS2に戻り、制御装置9は、続いて水ポンプ5の駆動開始から所定時間内であるか否かを再度判定する。
Then, it returns to step S2 and the
制御装置9は、ステップS2にて、水ポンプ5の駆動開始から所定時間が経過していると判定された場合には、続いてステップS6に進み、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知された否かを判定する。
When it is determined in step S2 that the predetermined time has elapsed since the start of driving of the water pump 5, the
ここで、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知された場合には、制御装置9は水ポンプ5が正常に作動していると判定することができ再起動を継続する。
Here, when the flow rate of water to be supplied by the water pump 5 is detected by the
その後、ステップS7に進み、燃料電池装置の再起動が終了した否かを判定する。再起動が終了した場合には、再起動を終了して、燃料電池装置の定常運転を開始する(図3に示すステップS9に進む)。一方、制御装置9は、燃料電池装置の再起動が終了していないと判定された場合には、ステップS6に戻り、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知されたか否かを判定する。
Then, it progresses to step S7 and it is determined whether restart of the fuel cell apparatus was complete | finished. When the restart is finished, the restart is finished and the steady operation of the fuel cell device is started (proceeding to step S9 shown in FIG. 3). On the other hand, when it is determined that the restart of the fuel cell device has not ended, the
ステップS6において、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知されない場合には、制御装置9は、水ポンプ5に異常(故障)が生じていると判定して、燃料電池装置の運転を停止する制御を行なう(ステップS8)。
In step S <b> 6, when the flow rate of water to be supplied by the water pump 5 is not detected by the
制御装置9が、以上のような制御を行なうことにより、燃料電池装置の再起動中において、燃料電池装置の運転の停止を抑制することができ、効率のよい運転を行なうことができる。
By performing the control as described above, the
なお、制御装置9の制御においては、燃料電池装置の再起動において、水ポンプ5の駆動開始の際に、同時に原燃料供給手段2や酸素含有ガス供給手段3の動作を開始するように制御することができるほか、燃料電池装置の再起動において、まず水ポンプ5と流量計16のみ駆動開始して、制御装置9からの信号に基づいて水ポンプ5が供給すべき水の流量が流量計16にて検知された後に、原燃料供給手段2や酸素含有ガス供給手段3の動作を開始するように制御することもできる。
In the control of the
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。 Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、凝縮水の量が不足した場合や、凝縮水の質が低下した場合において、燃料電池装置の運転が停止することを抑制すべく、改質器4に外部からの水(水道水等)を供給するように構成することもできる。この場合においては、水道水を純水に処理するための、活性炭フィルター装置、RO膜、イオン交換樹脂装置等を適宜配置し、適宜改質器4に水を供給するように構成することができる。 For example, when the amount of condensed water is insufficient or when the quality of condensed water is deteriorated, water from the outside (such as tap water) is supplied to the reformer 4 in order to prevent the operation of the fuel cell device from stopping. Can also be configured to supply. In this case, an activated carbon filter device, an RO membrane, an ion exchange resin device, and the like for treating tap water into pure water can be appropriately disposed, and water can be appropriately supplied to the reformer 4. .
1:セルスタック
4:改質器
5:水ポンプ
6:熱交換器
9:制御装置
16:流量計
17:水供給管
1: Cell stack 4: Reformer 5: Water pump 6: Heat exchanger 9: Controller 16: Flow meter 17: Water supply pipe
Claims (3)
熱交換後の水を貯水するための貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、
前記熱交換器と前記貯湯タンクとの間で水を循環させるための循環配管とを備える燃料電池装置であって、
前記制御装置は、前記燃料電池装置の定常運転時において、前記制御装置からの信号に基づいて前記水ポンプが供給すべき水の流量が前記流量計にて検知されていない場合に、前記燃料電池装置の運転を停止させる制御を行なうとともに、
前記燃料電池装置の再起動中において、前記水ポンプの駆動を開始する信号を送ってから所定時間の間は、前記制御装置からの信号に基づいて前記水ポンプが供給すべき水の流量が前記流量計にて検知されるまで、前記燃料電池装置の運転を停止しない制御を行なうことを特徴とする燃料電池装置。 Fuel cell that generates power with fuel gas and oxygen-containing gas, reformer that performs steam reforming to generate fuel gas to be supplied to the fuel cell, heat from exhaust gas and water from the fuel cell A heat exchanger for exchanging, a condensed water tank for storing condensed water generated by heat exchange in the heat exchanger as water to be supplied to the reformer, the condensed water tank and the reformer, A water supply pipe connected to the water supply pipe, a water pump for supplying the reformer with the condensed water stored in the condensed water tank, and a signal for controlling the operation of the water pump A power generation unit comprising a control device and a flow meter for measuring a flow rate of water supplied from the water pump;
A hot water storage unit having a hot water storage tank for storing water after heat exchange;
A fuel cell device comprising a circulation pipe for circulating water between the heat exchanger and the hot water storage tank,
In the steady operation of the fuel cell device, the control device is configured such that the flow rate of water to be supplied by the water pump is not detected by the flow meter based on a signal from the control device. While controlling to stop the operation of the device,
During the restart of the fuel cell device, the flow rate of water to be supplied by the water pump is based on the signal from the control device for a predetermined time after sending the signal to start driving the water pump. A fuel cell device that performs control without stopping operation of the fuel cell device until it is detected by a flow meter.
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