JP2019009069A - Power generation device, control device and control program - Google Patents

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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
伸起 堀内
Nobuoki Horiuchi
伸起 堀内
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Abstract

To appropriately control a temperature of combustion catalyst at activation of a power generation device.SOLUTION: A power generation device comprises: a fuel cell; combustion catalyst for burning an unburnt gas included in exhaust air of the fuel cell; a combustion catalyst heater that heats the exhaust air flowing into the combustion catalyst; and a controller. The controller turns on the combustion catalyst heater at activation of the power generation device, and turns off the combustion catalyst heater when such a state that a temperature in the vicinity of the combustion catalyst is equal to or more than a first predetermined temperature continues for a predetermined time period.SELECTED DRAWING: 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。   The present disclosure relates to a power generation device, a control device, and a control program.

固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell（以下、ＳＯＦＣと記す））等のような燃料電池を備える発電装置には、燃焼触媒を備えるものがある（例えば、特許文献１）。   Some power generation apparatuses including a fuel cell such as a solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as SOFC) include a combustion catalyst (for example, Patent Document 1).

燃焼触媒は、セルスタックの発電により生じる排気に含まれる未燃ガスを燃焼させることができる。   The combustion catalyst can burn unburned gas contained in the exhaust gas generated by the power generation of the cell stack.

特開２０１６−１５７５７１号公報JP 2006-157571 A

燃焼触媒が正常に未燃ガスを燃焼するためには、燃焼触媒を所定の温度以上に保つ必要がある。従来、発電装置の起動時における燃焼触媒の温度制御には改善の余地があった。   In order for the combustion catalyst to normally burn the unburned gas, it is necessary to keep the combustion catalyst at a predetermined temperature or higher. Conventionally, there has been room for improvement in the temperature control of the combustion catalyst at the time of starting the power generator.

本開示の目的は、発電装置の起動時において燃焼触媒の温度を適切に制御することができる発電装置、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 a power generation device, a control device, and a control program that can appropriately control the temperature of a combustion catalyst when the power generation device is started.

本開示の一実施形態に係る発電装置は、燃料電池と、前記燃料電池の排気に含まれる未燃ガスを燃焼させる燃焼触媒と、前記燃焼触媒に流入する前記排気を加熱する燃焼触媒ヒータと、制御部と、を備える。前記制御部は、前記発電装置の起動時に前記燃焼触媒ヒータをオンし、前記燃焼触媒付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続すると、前記燃焼触媒ヒータをオフする。   A power generation apparatus according to an embodiment of the present disclosure includes a fuel cell, a combustion catalyst that burns unburned gas contained in exhaust gas from the fuel cell, a combustion catalyst heater that heats the exhaust gas flowing into the combustion catalyst, A control unit. The control unit turns on the combustion catalyst heater when the power generator is started up, and turns off the combustion catalyst heater when a state in which the temperature near the combustion catalyst is equal to or higher than a first predetermined temperature continues for a predetermined time.

本開示の一実施形態に係る制御装置は、燃料電池と、前記燃料電池の排気に含まれる未燃ガスを燃焼させる燃焼触媒と、前記燃焼触媒に流入する前記排気を加熱する燃焼触媒ヒータと、を備える発電装置を制御する。前記制御装置は、前記発電装置の起動時に前記燃焼触媒ヒータをオンし、前記燃焼触媒付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続すると、前記燃焼触媒ヒータをオフする。   A control device according to an embodiment of the present disclosure includes a fuel cell, a combustion catalyst that burns unburned gas contained in exhaust gas from the fuel cell, a combustion catalyst heater that heats the exhaust gas flowing into the combustion catalyst, Is controlled. The control device turns on the combustion catalyst heater when the power generation device is activated, and turns off the combustion catalyst heater when a state in which the temperature near the combustion catalyst is equal to or higher than a first predetermined temperature continues for a predetermined time.

本開示の一実施形態に係る制御プログラムは、燃料電池と、前記燃料電池の排気に含まれる未燃ガスを燃焼させる燃焼触媒と、前記燃焼触媒に流入する前記排気を加熱する燃焼触媒ヒータと、を備える発電装置を制御する制御装置のための制御プログラムである。前記制御プログラムは、前記制御装置に、前記発電装置の起動時に前記燃焼触媒ヒータをオンするステップと、前記燃焼触媒付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続すると、前記燃焼触媒ヒータをオフするステップと、を実行させる。   A control program according to an embodiment of the present disclosure includes a fuel cell, a combustion catalyst that burns unburned gas contained in exhaust gas from the fuel cell, a combustion catalyst heater that heats the exhaust gas flowing into the combustion catalyst, Is a control program for a control device that controls a power generation device. The control program causes the control device to turn on the combustion catalyst heater when the power generation device is started, and when the state in which the temperature near the combustion catalyst is equal to or higher than a first predetermined temperature continues for a predetermined time. And a step of turning off the catalyst heater.

本開示の一実施形態に係る発電装置、制御装置及び制御プログラムによれば、発電装置の起動時において燃焼触媒の温度を適切に制御することができる。   According to the power generation device, the control device, and the control program according to an embodiment of the present disclosure, it is possible to appropriately control the temperature of the combustion catalyst when the power generation device is activated.

本開示の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 the embodiment of this indication. 発電装置の起動時における燃焼触媒の出口付近の温度の時間依存の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time dependence of the temperature of the vicinity of the exit of a combustion catalyst at the time of starting of a power generator. 本開示の実施形態に係る発電装置の動作の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of an operation of a power generation device according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の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。FIG. 10 is a functional block diagram schematically showing a modification of the configuration of the power generation device according to the embodiment of the present disclosure.

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

図１は、本開示の実施形態に係る発電装置１の構成を概略的に示す機能ブロック図である。   FIG. 1 is a functional block diagram schematically illustrating a configuration of a power generation device 1 according to an embodiment of the present disclosure.

図１に示すように、本開示の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。また、図１に示すように、発電装置１は、外部からガス、水、及び空気が供給されることにより発電し、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 an 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, the power generation device 1 generates power by supplying gas, water, and air from the outside, and supplies the generated power to a load 100 or 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、改質水供給部３４と、酸素含有ガスとしての空気を供給する空気供給部３６と、インバータ４０と、燃焼触媒４２と、燃焼触媒ヒータ４４と、排熱回収処理部５０と、循環水処理部５２と、温度センサ７０とを備える。   As shown in FIG. 1, the power generation device 1 supplies a control unit 10, a storage unit 12, a fuel cell module 20, a gas supply unit 32, a reformed water supply unit 34, and air as an oxygen-containing gas. The air supply unit 36, the inverter 40, the combustion catalyst 42, the combustion catalyst heater 44, the exhaust heat recovery processing unit 50, the circulating water processing unit 52, and the temperature sensor 70 are provided.

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／又は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 / or discrete circuits. Good. 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、１以上のデータ計算手続又は処理を実行するために構成された、１以上の回路又はユニットを含む。例えば、プロセッサは、１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、又はこれらのデバイス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 or processes. For example, a processor may 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 of these devices or configurations The functions described below may be performed by including combinations or other known device or configuration combinations.

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、改質水供給部３４と、空気供給部３６と、インバータ４０と、燃焼触媒ヒータ４４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して、この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から他の機能部に制御信号又は各種の情報などを送信する場合、制御部１０と他の機能部とは、有線又は無線により接続されていればよい。制御部１０が行う本実施形態に特徴的な制御については、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 reforming water supply unit 34, the air supply unit 36, the inverter 40, and the combustion catalyst heater 44. The entire power generation apparatus 1 is controlled and managed including each of the functional units. The control unit 10 obtains a program stored in the storage unit 12 and executes this program, thereby realizing various functions related to each unit of the power generation device 1. When transmitting a control signal or various types of information from the control unit 10 to other function units, the control unit 10 and other function units may be connected by wire or wireless. Control characteristic of this embodiment performed 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を記憶する。その他、記憶部１２は、例えば制御部１０による演算結果などの各種データも記憶する。さらに、記憶部１２は、制御部１０が動作する際のワークメモリ等も含むことができるものとして、以下説明する。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することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。例えば、記憶部１２は、光ディスクのような光学記憶装置としてもよいし、光磁気ディスクなどとしてもよい。   The storage unit 12 stores information acquired from the control unit 10. The storage unit 12 stores a program executed by the control unit 10. In addition, the memory | storage part 12 memorize | stores various data, such as a calculation result by the control part 10, for example. Further, the storage unit 12 will be described below as including a work memory when the control unit 10 operates. Although the memory | storage part 12 can be comprised by a semiconductor memory or a magnetic disk, for example, it is not limited to these, It can be set as arbitrary memory | storage devices. For example, the storage unit 12 may be an optical storage device such as an optical disk or a magneto-optical disk.

燃料電池モジュール２０は、改質器２２と、セルスタック２４と、着火ヒータ２６とを備えている。燃料電池モジュール２０のセルスタック２４は、改質器２２から供給される水素、及び空気供給部３６から供給される酸素含有ガスである空気を用いて発電する。燃料電池モジュール２０内で発電した直流電力は、インバータ４０に出力される。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。本開示において、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などが挙げられる。   The fuel cell module 20 includes a reformer 22, a cell stack 24, and an ignition heater 26. The cell stack 24 of the fuel cell module 20 generates power using hydrogen supplied from the reformer 22 and air that is an oxygen-containing gas supplied from the air supply unit 36. The DC power generated in the fuel cell module 20 is output to the inverter 40. 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 disclosure, the cell stack 24 that actually generates power is appropriately referred to as a “fuel cell”. 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, a fuel cell module, or the like can be given.

改質器２２は、ガス供給部３２から供給されるガス、及び、改質水供給部３４から供給される改質水を用いて、水素及び／又は一酸化炭素を生成する。例えば、改質器２２は、改質水供給部３４から供給される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から供給されるガスを用いて、水素及び／又は一酸化炭素を生成する。セルスタック２４は、改質器２２で生成された水素及び／又は一酸化炭素と、空気中の酸素とを反応させることにより、発電する。すなわち、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。   The reformer 22 generates hydrogen and / or carbon monoxide using the gas supplied from the gas supply unit 32 and the reformed water supplied from the reformed water supply unit 34. For example, the reformer 22 generates steam using the reformed water supplied from the reformed water supply unit 34. Further, the reformer 22 generates hydrogen and / or carbon monoxide by using the gas supplied from the gas supply unit 32 by steam reforming using the generated steam. The cell stack 24 generates power by reacting hydrogen and / or carbon monoxide generated in the reformer 22 with oxygen in the air. That is, in the present embodiment, the cell stack 24 of the fuel cell generates power by an electrochemical reaction.

着火ヒータ２６は、発電装置１の起動時などにおいて、セルスタック２４及びセルスタック２４の周辺を加熱する。着火ヒータ２６がオンになり、ガス供給部３２からのガスの供給が開始されると、セルスタック２４の上方においてガスが燃焼する部分（以下、「燃焼部」）が着火する。着火ヒータ２６は、前記燃焼部の着火後、所定の条件を満たすと、制御部１０からの制御信号に基づいてオフされる。   The ignition heater 26 heats the cell stack 24 and the periphery of the cell stack 24 when the power generation apparatus 1 is started. When the ignition heater 26 is turned on and gas supply from the gas supply unit 32 is started, a portion where the gas burns above the cell stack 24 (hereinafter, “combustion unit”) is ignited. The ignition heater 26 is turned off based on a control signal from the control unit 10 when a predetermined condition is satisfied after the ignition of the combustion unit.

以下、セルスタック２４は、ＳＯＦＣ（固体酸化物型燃料電池）であるとして説明する。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））などのような燃料電池で構成してもよい。なお、セルスタック２４が例えばＰＥＦＣ等、ＳＯＦＣと異なるタイプの場合、セルスタック２４は、改質器２２と同じ筺体内に含まれなくてもよく、前述したような燃料電池モジュール２０を有していなくてもよい。また、セルスタック２４が例えばＰＥＦＣ等、ＳＯＦＣと異なるタイプの場合、セルスタック２４と改質器２２が同じ筺体内であっても近傍に位置しなくてもよい。また、本実施形態において、セルスタック２４は、例えば単体で７００Ｗ程度の発電ができるものを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。しかしながら、本実施形態に係るセルスタック２４及び燃料電池モジュール２０は、このような構成に限定されるものではなく、種々の構成を採用することができる。例えば、本実施形態に係る燃料電池モジュール２０は、セルスタック２４を１つのみ備えるようにしてもよい。本実施形態において、発電装置１は、ガスを利用して発電を行う燃料電池を備えていればよい。したがって、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も想定できる。また、本実施形態に係る燃料電池は、例えばＰＥＦＣのように、モジュールのない燃料電池としてもよい。   Hereinafter, the cell stack 24 will be described as 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 ( A fuel cell such as Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) may be used. When the cell stack 24 is of a type different from the SOFC such as PEFC, the cell stack 24 may not be included in the same casing as the reformer 22 and has the fuel cell module 20 as described above. It does not have to be. Further, when the cell stack 24 is of a type different from the SOFC, such as PEFC, the cell stack 24 and the reformer 22 may not be located in the vicinity of the same casing. In the present embodiment, the cell stack 24 may include, for example, four cells 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. However, the cell stack 24 and the fuel cell module 20 according to the present embodiment are not limited to such a configuration, and various configurations can be adopted. For example, the fuel cell module 20 according to the present embodiment 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. Therefore, for example, the power generation device 1 can be assumed to have 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 without a module such as PEFC.

ガス供給部３２は、燃料電池モジュール２０の改質器２２にガスを供給する。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に供給するガスの流量を制御する。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することができる。またガス供給部３２は、ガスの脱硫処理を行ってもよいし、ガスを予備的に加熱してもよい。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。ガスは、例えば、都市ガス、又はＬＰＧ等であるが、これらに限定されない。例えば、ガスは、燃料電池に応じて、天然ガス又は石炭ガスなどとしてもよい。本実施形態において、ガス供給部３２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燃料ガスを供給する。   The gas supply unit 32 supplies gas to the reformer 22 of the fuel cell module 20. At this time, the gas supply unit 32 controls the flow rate of the gas supplied to the reformer 22 based on the control signal from the control unit 10. In this embodiment, the gas supply part 32 can be comprised by a gas line, for example. Moreover, the gas supply part 32 may perform the desulfurization process of gas, and may heat gas preliminarily. The exhaust heat of the cell stack 24 may be used as a heat source for heating the gas. The gas is, for example, city gas or LPG, but is not limited thereto. For example, the gas may be natural gas or coal gas depending on the fuel cell. In the present embodiment, the gas supply unit 32 supplies a fuel gas used for an electrochemical reaction when the cell stack 24 generates power.

改質水供給部３４は、燃料電池モジュール２０の改質器２２に改質水を供給する。このとき、改質水供給部３４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流量を制御する。本実施形態において、改質水供給部３４は、例えば改質水ラインによって構成することができる。改質水供給部３４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。   The reforming water supply unit 34 supplies reforming water to the reformer 22 of the fuel cell module 20. At this time, the reforming water supply unit 34 controls the flow rate of the 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 34 can be configured by, for example, a reforming water line. The reforming water supply unit 34 may generate reforming water using water collected from the exhaust gas of the cell stack 24 as a raw material.

空気供給部３６は、燃料電池モジュール２０のセルスタック２４に空気を供給する。このとき、空気供給部３６は、制御部１０からの制御信号に基づいて、セルスタック２４に供給する空気の流量を制御する。本実施形態において、空気供給部３６は、例えば空気ラインによって構成することができる。また空気供給部３６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。空気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。本実施形態において、空気供給部３６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。空気供給部３６が供給する気体は空気に限定されず、水素等の燃料ガスと反応して発電できる気体であればよい。例えば、空気供給部３６は、酸素を含有する空気以外の気体を供給してもよい。   The air supply unit 36 supplies air to the cell stack 24 of the fuel cell module 20. At this time, the air supply unit 36 controls the flow rate 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 36 can be comprised by an air line, for example. The air supply unit 36 may preliminarily heat the air taken from the outside and supply the air to the cell stack 24. The exhaust heat of the cell stack 24 may be used as a heat source for heating the air. In the present embodiment, the air supply unit 36 supplies air used for an electrochemical reaction when the cell stack 24 generates power. The gas supplied by the air supply unit 36 is not limited to air, but may be any gas that can generate electricity by reacting with a fuel gas such as hydrogen. For example, the air supply unit 36 may supply a gas other than air containing oxygen.

インバータ４０は、燃料電池モジュール２０内のセルスタック２４に電気的に接続される。インバータ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。インバータ４０から出力される交流電力は、分電盤などを介して、負荷１００に供給される。負荷１００は、分電盤などを介して、インバータ４０から出力された電力を受電する。図１において、負荷１００は、１つのみの部材として図示してあるが、負荷を構成する任意の個数の各種電気機器とすることができる。また、負荷１００は、分電盤などを介して、商用電源２００から受電することもできる。   The inverter 40 is electrically connected to the cell stack 24 in the fuel cell module 20. The inverter 40 converts the DC power generated by the cell stack 24 into AC power. The AC power output from the inverter 40 is supplied to the load 100 via a distribution board or the like. The load 100 receives the power output from the inverter 40 via a distribution board or the like. In FIG. 1, the load 100 is illustrated as a single member, but can be an arbitrary number of various electrical devices constituting the load. The load 100 can also receive power from the commercial power supply 200 via a distribution board or the like.

燃焼触媒４２は、セルスタック２４の発電により生じる排気に含まれる未燃ガスを燃焼させる。燃焼触媒４２は、例えば、未燃ガスである一酸化炭素を燃焼させて、二酸化炭素にする。燃焼触媒４２は、所定の温度以上であるときに、未燃ガスを燃焼させることができる。燃焼触媒４２は、例えばハニカム構造に貴金属触媒が塗布されたハニカム触媒を含んでもよい。貴金属触媒は、例えば白金及びパラジウム等を含んでもよい。   The combustion catalyst 42 burns unburned gas contained in the exhaust generated by the power generation of the cell stack 24. For example, the combustion catalyst 42 burns carbon monoxide, which is an unburned gas, into carbon dioxide. The combustion catalyst 42 can burn unburned gas when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. The combustion catalyst 42 may include, for example, a honeycomb catalyst in which a noble metal catalyst is applied to a honeycomb structure. The noble metal catalyst may include, for example, platinum and palladium.

燃焼触媒ヒータ４４は、セルスタック２４から燃焼触媒４２に流入する排気を加熱することで、加熱された排気により燃焼触媒４２を活性温度に昇温している。発電装置１の起動時の初期は、セルスタック２４から燃焼触媒４２に流入する排気の温度が低いため、制御部１０は、発電装置１の起動時に燃焼触媒ヒータ４４をオンする。燃焼触媒ヒータ４４がオンすることにより、燃焼触媒４２に流入する排気の温度が上昇し、これにより、燃焼触媒４２の温度も上昇する。燃焼触媒４２の温度が所定の温度以上になると、燃焼触媒４２は、セルスタック２４からの排気に含まれる未燃ガスを燃焼させることができる。制御部１０による燃焼触媒ヒータ４４の制御の詳細については後述する。なお、セルスタック２４から燃焼触媒４２に流入する排気を加熱するものとして燃焼触媒ヒータ４４を具体例として挙げているが、本実施形態ではこれに限定されない。セルスタック２４から燃焼触媒４２に流入する排気を加熱することができるものであれば、燃焼触媒ヒータ４４以外の装置で加熱してもよい。   The combustion catalyst heater 44 heats the exhaust gas flowing into the combustion catalyst 42 from the cell stack 24, thereby raising the temperature of the combustion catalyst 42 to the activation temperature by the heated exhaust gas. Since the temperature of the exhaust gas flowing into the combustion catalyst 42 from the cell stack 24 is low at the initial stage when the power generation apparatus 1 is started, the control unit 10 turns on the combustion catalyst heater 44 when the power generation apparatus 1 is started. When the combustion catalyst heater 44 is turned on, the temperature of the exhaust gas flowing into the combustion catalyst 42 rises, and thereby the temperature of the combustion catalyst 42 also rises. When the temperature of the combustion catalyst 42 becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the combustion catalyst 42 can burn the unburned gas contained in the exhaust from the cell stack 24. Details of the control of the combustion catalyst heater 44 by the controller 10 will be described later. In addition, although the combustion catalyst heater 44 is mentioned as a specific example as what heats the exhaust gas which flows into the combustion catalyst 42 from the cell stack 24, it is not limited to this in this embodiment. Any device other than the combustion catalyst heater 44 may be used as long as the exhaust gas flowing from the cell stack 24 into the combustion catalyst 42 can be heated.

排熱回収処理部５０は、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することができる。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. The exhaust heat recovery processing unit 50 can be configured with, for example, a heat exchanger. 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、貯湯タンク６０から排熱回収処理部５０へ水を循環させる。排熱回収処理部５０に供給された水は、排熱回収処理部５０で回収された排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。   The circulating water processing unit 52 circulates water from the hot water storage tank 60 to the exhaust heat recovery processing unit 50. The water supplied to the exhaust heat recovery processing unit 50 is heated by the exhaust 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.

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、燃料電池モジュール２０のセルスタック２４など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 the exhaust heat recovered from the cell stack 24 of the fuel cell module 20 or the like.

温度センサ７０は、燃焼触媒４２付近に設置され、燃焼触媒４２付近の温度を検出する。燃焼触媒４２付近とは、例えば、燃焼触媒４２を排気が通過し終わった付近の場所、あるいは、燃焼触媒４２をガスが通過しきる直前付近の場所等が挙げられる。   The temperature sensor 70 is installed in the vicinity of the combustion catalyst 42 and detects the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42. The vicinity of the combustion catalyst 42 includes, for example, a place in the vicinity of the exhaust gas that has passed through the combustion catalyst 42, or a place in the vicinity immediately before the gas has completely passed through the combustion catalyst 42.

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の起動時に、燃焼触媒ヒータ４４をオンさせる。燃焼触媒ヒータ４４がオンすると、燃焼触媒ヒータ４４は、燃焼触媒４２に流入する排気を加熱する。そうすると、加熱された排気が燃焼触媒４２に流入することで、燃焼触媒４２の温度が上昇する。燃焼触媒４２の温度が所定の温度以上になると、燃焼触媒４２は、セルスタック２４からの排気に含まれる未燃ガスを燃焼させることができる。   The control unit 10 turns on the combustion catalyst heater 44 when the power generation device 1 is started. When the combustion catalyst heater 44 is turned on, the combustion catalyst heater 44 heats the exhaust gas flowing into the combustion catalyst 42. Then, the heated exhaust gas flows into the combustion catalyst 42, so that the temperature of the combustion catalyst 42 rises. When the temperature of the combustion catalyst 42 becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the combustion catalyst 42 can burn the unburned gas contained in the exhaust from the cell stack 24.

制御部１０は、セルスタック２４が着火してセルスタック２４から燃焼触媒４２に流入する排気の温度が十分に高くなると、燃焼触媒ヒータ４４をオフさせる。これは、燃焼触媒４２に流入する排気の温度が十分に高くなると、燃焼触媒ヒータ４４がオンしていなくても、燃焼触媒４２の温度を所定の温度以上に維持できるからである。このように、燃焼触媒４２の温度を所定の温度以上に維持できる状態になったら燃焼触媒ヒータ４４をオフさせることにより、制御部１０は、消費電力を低減することができる。   When the cell stack 24 ignites and the temperature of the exhaust gas flowing from the cell stack 24 into the combustion catalyst 42 becomes sufficiently high, the control unit 10 turns off the combustion catalyst heater 44. This is because if the temperature of the exhaust gas flowing into the combustion catalyst 42 becomes sufficiently high, the temperature of the combustion catalyst 42 can be maintained at a predetermined temperature or higher even if the combustion catalyst heater 44 is not turned on. As described above, the controller 10 can reduce the power consumption by turning off the combustion catalyst heater 44 when the temperature of the combustion catalyst 42 can be maintained at a predetermined temperature or higher.

制御部１０は、温度センサ７０から燃焼触媒４２付近の温度を取得する。制御部１０は、発電装置１の起動時に燃焼触媒ヒータ４４をオンさせている状態で、燃焼触媒４２付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続すると、燃焼触媒ヒータ４４をオフさせる。ここで、第１の所定温度は、燃焼触媒４２が未燃ガスを燃焼させるために必要な温度である第２の所定温度（例えば、２００℃）よりも高い温度である。第１の所定温度は、例えば、２３０℃である。   The control unit 10 acquires the temperature near the combustion catalyst 42 from the temperature sensor 70. When the state in which the temperature near the combustion catalyst 42 is equal to or higher than the first predetermined temperature continues for a predetermined time while the combustion catalyst heater 44 is turned on when the power generator 1 is started, the control unit 10 turns the combustion catalyst heater 44 on. Turn off. Here, the first predetermined temperature is higher than a second predetermined temperature (for example, 200 ° C.) that is a temperature necessary for the combustion catalyst 42 to burn the unburned gas. The first predetermined temperature is, for example, 230 ° C.

図２に、発電装置１の起動時における燃焼触媒４２付近の温度の時間依存の一例を示す。図２は、燃焼触媒ヒータ４４をオンにした状態における、燃焼触媒４２付近の温度の時間依存を示したものである。   FIG. 2 shows an example of the time dependence of the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42 when the power generator 1 is started. FIG. 2 shows the time dependence of the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42 when the combustion catalyst heater 44 is turned on.

図２に示すグラフは、縦軸が燃焼触媒４２付近の温度を示す。Ｔ１は第１の所定温度であり、Ｔ２は第２の所定温度である。図２に示す例においては、時刻ｔ１において燃焼触媒４２付近の温度は、第１の所定温度Ｔ１を上回るが、時刻ｔ２において第１の所定温度Ｔ１を下回る。発電装置１の起動時の初期においては、セルスタック２４から冷たい排気が流入することにより、燃焼触媒ヒータ４４がオンしていても、燃焼触媒４２付近の温度が、一時的に下がることが起こり得る。このような状態においては、図２に示すように、燃焼触媒４２付近の温度は、一旦、第１の所定温度Ｔ１を上回っても、その後、第１の所定温度Ｔ１を下回ることがある。   In the graph shown in FIG. 2, the vertical axis indicates the temperature near the combustion catalyst 42. T1 is a first predetermined temperature, and T2 is a second predetermined temperature. In the example shown in FIG. 2, the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42 at time t1 is higher than the first predetermined temperature T1, but is lower than the first predetermined temperature T1 at time t2. In the initial stage when the power generation apparatus 1 is started, cold exhaust gas flows from the cell stack 24, so that the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42 may temporarily decrease even when the combustion catalyst heater 44 is turned on. . In such a state, as shown in FIG. 2, even if the temperature near the combustion catalyst 42 once exceeds the first predetermined temperature T1, it may fall below the first predetermined temperature T1.

発電装置１の起動処理を開始してしばらくすると、セルスタック２４が着火し、セルスタック２４から高温の排気が燃焼触媒４２に流入するようになる。こうなると、燃焼触媒ヒータ４４をオフしても、燃焼触媒４２付近の温度が第１の所定温度Ｔ１を下回らなくなる。制御部１０は、燃焼触媒４２付近の温度が第１の所定温度Ｔ１以上である時間が所定時間（例えば、図２のｔ３からｔ４の時間）継続すると、燃焼触媒ヒータ４４をオフする。所定時間は、燃焼触媒４２付近の温度が第１の所定温度Ｔ１以上である時間が所定時間継続すると、燃焼触媒ヒータ４４をオフしても、燃焼触媒４２付近の温度が第１の所定温度Ｔ１を下回らなくなる時間として、実験結果などに基づいて予め記憶部１２に記憶しておけばよい。所定時間は、例えば５分である。   After a while after the start-up process of the power generator 1 is started, the cell stack 24 is ignited, and high-temperature exhaust gas flows from the cell stack 24 into the combustion catalyst 42. In this case, even if the combustion catalyst heater 44 is turned off, the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42 does not fall below the first predetermined temperature T1. When the time in which the temperature near the combustion catalyst 42 is equal to or higher than the first predetermined temperature T1 continues for a predetermined time (for example, the time from t3 to t4 in FIG. 2), the control unit 10 turns off the combustion catalyst heater 44. For a predetermined time, if the time in which the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42 is equal to or higher than the first predetermined temperature T1 continues for a predetermined time, even if the combustion catalyst heater 44 is turned off, the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42 remains at the first predetermined temperature T1. As a time that does not fall below the value, it may be stored in the storage unit 12 in advance based on an experimental result or the like. The predetermined time is, for example, 5 minutes.

また、燃焼触媒４２が未燃ガスを確実に燃焼させるためには燃焼触媒４２付近の温度が第２の所定温度Ｔ２である必要がある。そのため、制御部１０は、燃焼触媒４２付近の温度が第２の所定温度Ｔ２以下になると、燃焼触媒ヒータ４４をオンさせる。   Further, in order for the combustion catalyst 42 to reliably burn the unburned gas, the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42 needs to be the second predetermined temperature T2. Therefore, the control unit 10 turns on the combustion catalyst heater 44 when the temperature near the combustion catalyst 42 becomes equal to or lower than the second predetermined temperature T2.

続いて、本実施形態に係る発電装置１の動作の一例について図３のフローチャートを参照して説明する。   Then, an example of operation | movement of the electric power generating apparatus 1 which concerns on this embodiment is demonstrated with reference to the flowchart of FIG.

制御部１０は、発電装置１の起動時に、燃焼触媒ヒータ４４をオンさせる（ステップＳ１０１）。   The control unit 10 turns on the combustion catalyst heater 44 when the power generator 1 is started (step S101).

制御部１０は、燃焼触媒４２付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続したかを判定する（ステップＳ１０２）。   The control unit 10 determines whether the state in which the temperature near the combustion catalyst 42 is equal to or higher than the first predetermined temperature has continued for a predetermined time (step S102).

燃焼触媒４２付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続していない場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、制御部１０は、ステップＳ１０２の処理を繰り返す。   When the state where the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42 is equal to or higher than the first predetermined temperature has not continued for the predetermined time (No in step S102), the control unit 10 repeats the process in step S102.

燃焼触媒４２付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続した場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、制御部１０は、燃焼触媒ヒータ４４をオフさせる（ステップＳ１０３）。   When the state where the temperature in the vicinity of the combustion catalyst 42 is equal to or higher than the first predetermined temperature continues for a predetermined time (Yes in Step S102), the control unit 10 turns off the combustion catalyst heater 44 (Step S103).

このように、制御部１０は、発電装置１の起動時に燃焼触媒ヒータ４４をオンさせ、燃焼触媒４２付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続すると、燃焼触媒ヒータ４４をオフさせる。これにより、セルスタック２４が着火し、セルスタック２４から高温の排気が燃焼触媒４２に確実に流入するようになってから、燃焼触媒ヒータ４４をオフすることができる。したがって、燃焼触媒４２は、発電装置１の起動時に、未燃ガスを確実に燃焼させることができる。このように、本実施形態によれば、発電装置１は、発電装置１の起動時において、燃焼触媒４２の温度を適切に制御することができる。   In this way, the control unit 10 turns on the combustion catalyst heater 44 when the power generation device 1 is started, and when the state in which the temperature near the combustion catalyst 42 is equal to or higher than the first predetermined temperature continues for a predetermined time, Turn off. Thereby, the combustion catalyst heater 44 can be turned off after the cell stack 24 is ignited and the high-temperature exhaust gas reliably flows from the cell stack 24 into the combustion catalyst 42. Therefore, the combustion catalyst 42 can reliably burn the unburned gas when the power generator 1 is started. Thus, according to the present embodiment, the power generation device 1 can appropriately control the temperature of the combustion catalyst 42 when the power generation device 1 is started.

［制御装置を外部に有する構成］
本開示の実施形態は、図１に示す発電装置１の制御部１０及び記憶部１２に相当する機能ブロックを、発電装置１の外部に有する構成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４に示す。図４に示す例においては、発電装置１を外部から制御する制御装置２は、制御部１０と、記憶部１２とを備える。図４に示す制御装置２の制御部１０及び記憶部１２の機能は、図１に示す発電装置１の制御部１０及び記憶部１２の機能とそれぞれ同等である。 [Configuration with control device externally]
The embodiment of the present disclosure can also be realized as a configuration having function blocks corresponding to the control unit 10 and the storage unit 12 of the power generation device 1 illustrated in FIG. An example of such an embodiment is shown in FIG. In the example illustrated in FIG. 4, the control device 2 that controls the power generation device 1 from the outside includes a control unit 10 and a storage unit 12. The functions of the control unit 10 and the storage unit 12 of the control device 2 shown in FIG. 4 are respectively equivalent to the functions of the control unit 10 and the storage unit 12 of the power generation device 1 shown in FIG.

また、本開示の実施形態は、例えば、図４に示す制御装置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。   The embodiment of the present disclosure can also be realized as a control program to be executed by the control device 2 illustrated in FIG. 4, for example.

本発明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及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、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、各ステップなどに含まれる機能など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などを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 invention 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.

以上の開示においては、本実施形態として、ＳＯＦＣとするセルスタック２４を備える発電装置１について説明した。しかしながら、上述したように、本実施形態に係る発電装置１は、ＳＯＦＣを備えるものに限定されず、例えばモジュールのないＰＥＦＣなど、各種の燃料電池を備えるものとすることができる。本開示において「燃料電池」とは、例えば発電システム、発電ユニット、燃料電池モジュール、ホットモジュール、セルスタック、又はセルなどを意味する。また、本開示における「燃料電池」は、燃料電池車に搭載される燃料電池であってもよい。   In the above disclosure, the power generation apparatus 1 including the cell stack 24 serving as the SOFC has been described as the present embodiment. However, as described above, the power generation device 1 according to the present embodiment is not limited to the one provided with the SOFC, and may include various fuel cells such as a PEFC without a module. In the present disclosure, the “fuel cell” means, for example, a power generation system, a power generation unit, a fuel cell module, a hot module, a cell stack, or a cell. Further, the “fuel cell” in the present disclosure may be a fuel cell mounted on a fuel cell vehicle.

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 改質器
２４ セルスタック
２６ 着火ヒータ
３２ ガス供給部
３４ 改質水供給部
３６ 空気供給部
４０ インバータ
４２ 燃焼触媒
４４ 燃焼触媒ヒータ
５０ 排熱回収処理部
５２ 循環水処理部
６０ 貯湯タンク
７０ 温度センサ
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 Reformer 24 Cell stack 26 Ignition heater 32 Gas supply part 34 Reformed water supply part 36 Air supply part 40 Inverter 42 Combustion catalyst 44 Combustion catalyst heater 50 Waste heat recovery processing unit 52 Circulating water processing unit 60 Hot water storage tank 70 Temperature sensor 100 Load 200 Commercial power supply

Claims (6)

燃料電池と、
前記燃料電池の排気に含まれる未燃ガスを燃焼させる燃焼触媒と、
前記燃焼触媒に流入する前記排気を加熱する燃焼触媒ヒータと、
制御部と、を備える発電装置であって、
前記制御部は、
前記発電装置の起動時に前記燃焼触媒ヒータをオンし、
前記燃焼触媒付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続すると、前記燃焼触媒ヒータをオフする、発電装置。 A fuel cell;
A combustion catalyst for burning unburned gas contained in the exhaust of the fuel cell;
A combustion catalyst heater for heating the exhaust gas flowing into the combustion catalyst;
A power generation device comprising a control unit,
The controller is
Turn on the combustion catalyst heater at the time of starting the power generator,
A power generator that turns off the combustion catalyst heater when a state in which the temperature in the vicinity of the combustion catalyst is equal to or higher than a first predetermined temperature continues for a predetermined time. 請求項１に記載の発電装置において、
前記所定時間は、前記燃焼触媒付近の温度が前記第１の所定温度以上である状態が該所定時間継続した後は、前記燃焼触媒ヒータをオフしても、前記燃焼触媒付近の温度が前記第１の所定温度を下回らなくなる時間である、発電装置。 The power generator according to claim 1,
During the predetermined time, after the state where the temperature in the vicinity of the combustion catalyst is equal to or higher than the first predetermined temperature continues for the predetermined time, the temperature in the vicinity of the combustion catalyst remains even if the combustion catalyst heater is turned off. A power generation device that is a time during which the temperature does not fall below a predetermined temperature of 1. 請求項１に記載の発電装置において、
前記制御部は、前記燃焼触媒付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続して前記燃焼触媒ヒータをオフした後、前記燃焼触媒付近の温度が前記第１の所定温度よりも低い第２の所定温度以下になると、前記燃焼触媒ヒータをオンする、発電装置。 The power generator according to claim 1,
The controller is configured to turn off the combustion catalyst heater for a predetermined time after the temperature in the vicinity of the combustion catalyst is equal to or higher than the first predetermined temperature. A power generation device that turns on the combustion catalyst heater when the temperature is equal to or lower than a lower second predetermined temperature. 請求項３に記載の発電装置において、
前記第２の所定温度は、前記燃焼触媒付近の温度が該第２の所定温度以下になると、前記燃焼触媒が未燃ガスを燃焼させることができなくなる温度である、発電装置。 In the electric power generating apparatus of Claim 3,
The power generation device, wherein the second predetermined temperature is a temperature at which the combustion catalyst cannot combust unburned gas when the temperature in the vicinity of the combustion catalyst becomes equal to or lower than the second predetermined temperature. 燃料電池と、前記燃料電池の排気に含まれる未燃ガスを燃焼させる燃焼触媒と、前記燃焼触媒に流入する前記排気を加熱する燃焼触媒ヒータと、を備える発電装置を制御する制御装置であって、
前記発電装置の起動時に前記燃焼触媒ヒータをオンし、
前記燃焼触媒付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続すると、前記燃焼触媒ヒータをオフする、制御装置。 A control device for controlling a power generator comprising: a fuel cell; a combustion catalyst for burning unburned gas contained in exhaust gas from the fuel cell; and a combustion catalyst heater for heating the exhaust gas flowing into the combustion catalyst. ,
Turn on the combustion catalyst heater at the time of starting the power generator,
A control device that turns off the combustion catalyst heater when a temperature in the vicinity of the combustion catalyst is equal to or higher than a first predetermined temperature for a predetermined time. 燃料電池と、前記燃料電池の排気に含まれる未燃ガスを燃焼させる燃焼触媒と、前記燃焼触媒に流入する前記排気を加熱する燃焼触媒ヒータと、を備える発電装置を制御する制御装置に、
前記発電装置の起動時に前記燃焼触媒ヒータをオンするステップと、
前記燃焼触媒付近の温度が第１の所定温度以上である状態が所定時間継続すると、前記燃焼触媒ヒータをオフするステップと、を実行させる制御プログラム。
To a control device for controlling a power generation device comprising a fuel cell, a combustion catalyst for burning unburned gas contained in the exhaust of the fuel cell, and a combustion catalyst heater for heating the exhaust gas flowing into the combustion catalyst,
Turning on the combustion catalyst heater when the power generator is activated;
A control program for executing a step of turning off the combustion catalyst heater when a state where the temperature in the vicinity of the combustion catalyst is equal to or higher than a first predetermined temperature continues for a predetermined time.
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