JP2006107893A - Fuel cell power generating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池発電システムに関し、特に燃料電池の発電に関連する水の貯留器を自動的に水張りするものに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell power generation system, and more particularly, to a method for automatically filling a water reservoir related to power generation of a fuel cell.
燃料電池は、燃料と酸化剤とを反応させて発電するものである。ところが、この発電の際に電気とともに熱が発生する。発電を適切に行うためには燃料電池を適切な温度に維持する必要がある。 A fuel cell generates power by reacting a fuel and an oxidant. However, heat is generated along with electricity during this power generation. In order to generate electricity properly, it is necessary to maintain the fuel cell at an appropriate temperature.
そこで、燃料電池では、通常、冷却水で燃料電池を冷却している。この冷却水は、通常、冷却水タンクに貯留される。そして、この冷却水貯留器と燃料電池と放熱部とを含むように形成された循環流路に冷却水を流すことによって、燃料電池から熱が冷却水に伝達され、この熱が放熱部で冷却水から放出され、それにより、燃料電池が冷却される(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記従来の燃料電池を設置した場合、これを運転する前に、冷却水タンク(及び冷却水循環流路)を水で満たす(以下、水を張るという)必要がある。この水張りは人手によって行っていた。従って、手間が掛かっていた。 By the way, when the conventional fuel cell is installed, it is necessary to fill the cooling water tank (and the cooling water circulation passage) with water (hereinafter referred to as watering) before operating the fuel cell. This water filling was done manually. Therefore, it took time and effort.
また、燃料処理器を有する燃料電池発電システムでは、燃料電池から排出される未反応の燃料及び酸化剤から回収した水(以下、回収水という)を回収水タンクに貯留し、これを燃料処理器に改質用の水として供給しかつ冷却水タンクに冷却水として供給している。 Further, in a fuel cell power generation system having a fuel processor, water recovered from unreacted fuel and oxidant discharged from the fuel cell (hereinafter referred to as recovered water) is stored in a recovered water tank, and this is stored in the fuel processor. Is supplied as water for reforming and supplied to the cooling water tank as cooling water.
さらに、燃料電池コージェネレーションシステムでは、冷却水と熱交換して昇温された湯(以下、貯湯水という)を貯留する貯湯タンクを備えている。 Furthermore, the fuel cell cogeneration system includes a hot water storage tank that stores hot water (hereinafter referred to as hot water storage) heated by heat exchange with cooling water.
このような燃料処理器を有する燃料電池発電システムや燃料電池コージェネレーションシステムを設置した場合には、さらにこれら回収水タンク及び回収水供給流路並びに貯湯タンク及び貯湯水循環流路に水を張る必要があり、さらに手間が掛かっていた。 When a fuel cell power generation system or a fuel cell cogeneration system having such a fuel processor is installed, it is necessary to add water to the recovered water tank, the recovered water supply channel, the hot water storage tank, and the hot water circulation channel. There was more work.
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、発電と関連する水の貯留器に手間を掛けないで水を張ることが可能な燃料電池発電システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell power generation system capable of filling water without taking time and effort in a water reservoir related to power generation.
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池発電システムは、燃料と酸化剤とを反応させて発電する燃料電池と、前記燃料電池の発電に関連する水である水を貯留する水貯留器と、制御装置と、を備えた燃料電池発電システムにおいて、前記燃料電池発電システムは、前記制御装置の制御によって前記燃料電池の冷却水を貯留する冷却水貯留器を含む前記水貯留器を前記燃料電池発電システムの外部からの水で満たす水張りモードを有する。 In order to solve the above problems, a fuel cell power generation system according to the present invention includes a fuel cell that generates power by reacting a fuel and an oxidant, and a water storage that stores water that is water related to power generation of the fuel cell. And a control device, wherein the fuel cell power generation system includes the water reservoir including a cooling water reservoir that stores cooling water of the fuel cell under the control of the control device. It has a water filling mode that is filled with water from the outside of the fuel cell power generation system.
前記燃料電池発電システムは、前記水貯留器として、前記燃料電池から排出された未反応の前記燃料及び酸化剤の少なくともいずれかから回収された回収水を貯留する回収水貯留器を備え、該回収水貯留器が前記水張りモードにおいて前記外部からの水で満たされてもよい。 The fuel cell power generation system includes, as the water reservoir, a recovered water reservoir that stores recovered water recovered from at least one of the unreacted fuel and oxidant discharged from the fuel cell. A water reservoir may be filled with water from the outside in the water filling mode.
前記回収水貯留器がこれに前記燃料電池発電システムの外部から水を供給可能に構成され、かつ前記冷却水貯留器がこれに前記回収水貯留器から回収水を供給可能に構成され、前記制御装置は、前記水張りモードにおいて、前記回収水貯留器に前記外部からの水を供給し、この供給する水によって前記回収水貯留器、及び前記冷却水貯留器を順次満たすよう前記燃料電池発電システムを制御してもよい。 The recovered water reservoir is configured to be capable of supplying water from outside the fuel cell power generation system, and the cooling water reservoir is configured to be capable of supplying recovered water from the recovered water reservoir to the control. In the water filling mode, the apparatus supplies the water from the outside to the recovered water reservoir, and the fuel cell power generation system is configured to sequentially fill the recovered water reservoir and the cooling water reservoir with the supplied water. You may control.
前記燃料電池発電システムは、前記冷却水を前記燃料電池と前記冷却水貯留器とを含む循環経路を循環させる第1のポンプと、前記回収水貯留器から前記冷却水貯留器に前記回収水を供給する第2のポンプとを有し、前記制御装置は、前記水張りモードにおいて、前記第2のポンプの起動から所定時間経過後に前記第1のポンプを起動してもよい。このような構成とすると、第1のポンプの空打ちを防止することができる。 The fuel cell power generation system includes: a first pump that circulates the cooling water through a circulation path including the fuel cell and the cooling water reservoir; and the recovered water from the recovered water reservoir to the cooling water reservoir. The control device may activate the first pump after a predetermined time has elapsed since the activation of the second pump in the water filling mode. With this configuration, it is possible to prevent the first pump from being idle.
前記制御装置は、前記水張りモードにおいて、前記回収水貯留器への前記外部からの水の供給開始から所定時間経過後に前記第2のポンプを起動してもよい。 In the water filling mode, the control device may activate the second pump after a predetermined time has elapsed from the start of water supply from the outside to the recovered water reservoir.
前記燃料電池発電システムは、前記水貯留器として、前記冷却水から熱交換により伝達された熱を利用する熱利用水を貯える熱利用水貯留器を備え、前記水張りモードにおいて前記熱利用水貯留器が前記外部からの水で満たされてもよい。 The fuel cell power generation system includes, as the water reservoir, a heat utilization water reservoir that stores heat utilization water that uses heat transferred from the cooling water through heat exchange, and the water utilization reservoir in the water filling mode. May be filled with water from the outside.
前記水貯留器として、前記燃料電池から排出された未反応の前記燃料及び酸化剤の少なくともいずれかから回収された回収水を貯留する回収水貯留器を備え、前記熱利用水貯留器がこれに前記燃料電池発電システムの外部から水を供給することが可能なように構成され、前記回収水貯留器がこれに前記熱利用水貯留器から熱利用水を供給可能に構成され、かつ前記冷却水貯留器がこれに前記回収水貯留器から回収水を供給可能に構成され、前記制御装置は、前記水張りモードにおいて、前記熱利用水貯留器に前記外部からの水を供給し、この供給する水によって前記熱利用水貯留器、前記回収水貯留器、及び前記冷却水貯留器を順次満たすよう前記燃料電池発電システムを制御してもよい。 The water reservoir includes a recovered water reservoir that stores recovered water recovered from at least one of the unreacted fuel and oxidant discharged from the fuel cell, and the heat-utilized water reservoir includes It is comprised so that water can be supplied from the outside of the fuel cell power generation system, the recovered water reservoir is configured to be able to supply heat utilization water from the heat utilization water reservoir, and the cooling water The reservoir is configured to be able to supply recovered water from the recovered water reservoir, and the control device supplies water from the outside to the heat-utilized water reservoir in the water filling mode, and supplies the supplied water. The fuel cell power generation system may be controlled so as to sequentially fill the heat utilization water reservoir, the recovered water reservoir, and the cooling water reservoir.
前記熱利用水が前記熱利用水貯留器から出て前記冷却水と熱交換した後該熱利用水貯留器に戻るように構成された熱利用水循環経路と、熱利用水貯留器及び前記熱利用循環経路から空気を抜くための空気抜き手段とを有し、前記制御装置は、前記水張りモードにおいて、前記熱利用水貯留器及び前記熱利用循環経路を前記外部からの水で満たす際に前記空気抜き手段によって該熱利用水貯留器及び前記熱利用循環経路から空気を抜くよう燃料電池発電システムを制御してもよい。 A heat utilization water circulation path configured to return to the heat utilization water reservoir after the heat utilization water exits the heat utilization water reservoir and exchanges heat with the cooling water, and the heat utilization water reservoir and the heat utilization Air venting means for venting air from the circulation path, and the control device is configured to remove the air vent means when the heat-utilizing water reservoir and the heat-utilizing circulation path are filled with water from the outside in the water filling mode. The fuel cell power generation system may be controlled so as to extract air from the heat-use water reservoir and the heat-use circulation path.
前記燃料電池発電システムは、前記水張りモードを開始するための水張り操作部を有し、前記制御装置は、前記水張り操作部が操作されると、前記水張りモードを開始するよう前記燃料電池発電システムを制御してもよい。 The fuel cell power generation system includes a water filling operation unit for starting the water filling mode, and the control device controls the fuel cell power generation system to start the water filling mode when the water filling operation unit is operated. You may control.
前記燃料電池発電システムは、前記水張り操作部として水張りスイッチを有し、前記制御装置は、前記水張りスイッチがONされると、前記水張りモードを開始させてもよい。 The fuel cell power generation system may include a water filling switch as the water filling operation unit, and the control device may start the water filling mode when the water filling switch is turned on.
前記燃料電池発電システムは、表示手段と情報入力手段とを有し、前記制御装置は前記表示手段に前記水張りモードの要否を表示させ、前記情報入力手段から水張りモードが必要である旨の情報が入力されると、前記水張りモードを開始させてもよい。 The fuel cell power generation system includes a display unit and an information input unit, and the control device causes the display unit to display the necessity of the water filling mode, and information indicating that the water filling mode is necessary from the information input unit. May be entered, the water filling mode may be started.
前記燃料電池発電システムは、該燃料電池発電システムへの電源電力の供給を検出する電源電力供給検出手段を有し、
前記制御装置は、前記電源電力の供給が検出されると、前記水張りモードを開始するよう前記燃料電池発電システムを制御してもよい。
The fuel cell power generation system has power supply detection means for detecting power supply to the fuel cell power generation system,
The control device may control the fuel cell power generation system to start the water filling mode when the supply of the power supply is detected.
前記電源電力供給検出手段が前記燃料電池発電システムへの電源電力を供給及び遮断する電源スイッチであり、前記制御装置は、前記電源スイッチがONされると、前記水張りモードを開始させてもよい。 The power supply detection unit may be a power switch that supplies and shuts off power to the fuel cell power generation system, and the control device may start the water filling mode when the power switch is turned on.
前記燃料電池発電システムは、前記発電のための運転を開始するための発電操作部を有し、前記制御装置は、前記発電操作部が操作されると、前記水張りモードを開始するよう前記燃料電池発電システムを制御してもよい。 The fuel cell power generation system includes a power generation operation unit for starting operation for the power generation, and the control device is configured to start the water filling mode when the power generation operation unit is operated. The power generation system may be controlled.
前記制御装置は、前記水張りモードの終了後、前記発電のための運転を開始するよう前記燃料電池発電システムを制御してもよい。 The control device may control the fuel cell power generation system to start the operation for power generation after the water filling mode ends.
前記燃料電池発電システムは、前記燃料電池の運転履歴を記憶するための記憶手段を有し、前記制御装置は、前記発電を行うべき旨の指令を受けた場合に、前記記憶された運転履歴中の最後の前記燃料電池の運転停止から所定期間が経過していると、前記水張りモードを開始するよう前記燃料電池発電システムを制御してもよい。 The fuel cell power generation system has storage means for storing the operation history of the fuel cell, and the control device is in the stored operation history when receiving an instruction to perform the power generation. The fuel cell power generation system may be controlled to start the water filling mode when a predetermined period has elapsed since the last stop of the operation of the fuel cell.
前記燃料電池発電システムは、前記水貯留器の水位を検出する水位検出器を有し、前記制御装置は、前記発電を行うべき旨の指令を受けた場合に、前記検出された水位が所定水位以下であると、前記水張りモードを開始するよう前記燃料電池発電システムを制御する、前記水張りモードを開始させてもよい。 The fuel cell power generation system includes a water level detector that detects a water level of the water reservoir, and the control device receives the instruction to perform the power generation, and the detected water level is a predetermined water level. The water filling mode for controlling the fuel cell power generation system to start the water filling mode may be started as follows.
前記制御装置は、前記水張りモード中には、前記発電のための運転を開始しないよう前記燃料電池発電システムを制御してもよい。 The control device may control the fuel cell power generation system so as not to start the operation for power generation during the water filling mode.
本発明は以上に説明した構成を有し、燃料電池発電システムにおいて、発電と関連する水の貯留器に手間を掛けないで水を張ることが可能であるという効果を奏する。 The present invention has the configuration described above, and in the fuel cell power generation system, there is an effect that it is possible to fill water without taking time and effort to a water reservoir related to power generation.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係る燃料電池発電システムの構成を模式的に示す機能ブロック図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the fuel cell power generation system according to
図1に示すように、本実施の形態の燃料電池発電システムは大別するとハードウエアと制御系統とで構成されており、最初にハードウエアについて説明する。 As shown in FIG. 1, the fuel cell power generation system according to the present embodiment is roughly divided into hardware and a control system. First, the hardware will be described.
本実施の形態の燃料電池発電システムは、コージェネレーションシステムで構成され、燃料電池1と、反応ガス供給及び排出系統201と、冷却系統202と、熱利用系統203とを有している。
The fuel cell power generation system of the present embodiment is configured by a cogeneration system, and includes a
まず、燃料電池1及び反応ガス供給及び排出系統201を説明する。燃料電池1はアノード及びカソード(図示せず)を有している。燃料電池1は、例えば高分子電解質型燃料電池で構成されている。燃料電池1のアノードには燃料供給路41を通じて燃料処理器22から燃料ガス(燃料)が供給される。燃料処理器22は、図示されない改質器を有し、外部から供給される天然ガス等からなる原料を、水を用いて改質して水素リッチな改質ガスを生成し、これを燃料ガスとして供給する。また、燃料処理器22には、例えばバーナからなる燃焼器23が配設され、この燃焼器23における燃料の燃焼によって改質部に原料の改質に必要な熱が供給される。
First, the
一方、燃料電池1のカソードには、酸化剤ガス供給流路43を通じて酸化剤ガスとしての空気が供給される。そして、それぞれアノード及びカソードに供給された燃料ガス及び空気がそこで触媒を介して反応して電気及び熱が発生する。これにより、燃料電池1が発電する。アノードで反応しなかった残余の燃料ガスは燃料電池1から燃料ガス排出流路42を通じて燃料処理器22の燃焼器23にその燃料として供給される。また、カソードで反応しなかった残余の空気は燃料電池1から酸化剤ガス排出流路44を通じて大気中に放出される。
On the other hand, air as the oxidant gas is supplied to the cathode of the
燃料ガス排出流路42及び酸化剤ガス排出流路44の途中には水回収器2が設けられている。水回収器2は、ここでは周知の凝縮器で構成されており、また、燃料ガスと空気とは別個に処理される。燃料ガス排出流路42及び酸化剤ガス排出流路44から水回収器2にそれぞれ流入した燃料ガス及び空気は、冷却され、それにより各々に含まれる水分が凝縮して該燃料ガス及び空気から分離する。この水が分離した燃料ガス及び空気は水回収器2からそれぞれ燃料ガス排出流路42及び酸化剤ガス排出流路44に流出する。一方、分離した水は回収水として回収水タンク(回収水貯留器)3に流入する。
A water collector 2 is provided in the middle of the fuel
回収水タンク3はこの回収水を貯留する。回収水タンク3には、通気孔3aが設けられ、その内部空間が大気と連通している。また、回収水タンク3には、回収水の下限の水位を検出する第2の水位検出器13が配設されている。第2の水位検出器13は、ここでは、基端が回収水タンク3の内面に所定角度範囲内で揺動自在に配設されたアーム13bと、このアーム13bの先端に配設されたフロート13aと、アーム13bが上限位置まで揺動したときにこれを検出する位置センサ(図示せず)とを有している。従って、水位が上昇してフロート13aが水没すると、アーム13bが上限位置まで揺動して、位置センサから検出信号が出力され、水位が下降してフロート13aが水面に浮上すると、アーム13bが上限位置から下へ揺動して、位置センサの検出信号が消滅する。つまり、第2の水位検出器13は、この位置センサの検出信号の出力の有無により回収水の水位が下限内か否かを検出する。以下、アーム13bが上限位置まで揺動することを「第2の水位検出器13が上昇する」と表現し、アーム13bが上限位置から下へ揺動することを「第2の水位検出器13が下降する」と表現する。第2の水位検出器13の検出信号(具体的には位置センサの検出信号)は後述する制御装置21の演算部31に入力されている。回収水タンク3に貯留された回収水は、改質水供給ポンプ29によって燃料処理器22の改質部に改質用の水として供給される。
The recovered
次に、冷却系統202を説明する。冷却系統202は、冷却水タンク(冷却水貯留器)8を有している。この冷却水タンク8には、回収水タンク3から延出する冷却水供給流路11が接続されている。冷却水供給流路11には冷却水供給ポンプ(第2のポンプ)33とフィルタ28とが設けられている。回収水タンク3の回収水は、冷却水供給ポンプ33により冷却水供給路11を通じて冷却水タンク8に供給される。この際、回収水はフィルタ28で浄化される。
Next, the
冷却水タンク8は回収水タンク3から供給された回収水を冷却水として貯留する。冷却水タンク8には、通気孔8aが設けられ、その内部空間が大気と連通している。また、冷却水タンク8には、冷却水の下限の水位を検出する第1の水位検出器12が配設されている。第1の水位検出器12は、第2の水位検出器13と同じ構造を有している。すなわち、基端が冷却水タンク8の内面に所定角度範囲内で揺動自在に配設されたアーム12bと、このアーム12bの先端に配設されたフロート12aと、アーム12aが上限位置まで揺動したときにこれを検出する位置センサ(図示せず)とを有している。従って、水位が上昇してフロートが水没すると、アーム12bが上限位置まで揺動して、位置センサから検出信号が出力され、水位が下降してフロート12aが水面に浮上すると、アーム12bが上限位置から下へ揺動して、位置センサの検出信号が消滅する。つまり、第1の水位検出器12は、この位置センサの検出信号の出力の有無により冷却水の水位が下限内か否かを検出する。以下、アーム12bが上限位置まで揺動することを「第1の水位検出器12が上昇する」と表現し、アーム12bが上限位置から下へ揺動することを「第1の水位検出器12が下降する」と表現する。第1の水位検出器12の検出信号(具体的には位置センサの検出信号)は後述する制御装置21の演算部31に入力されている。
The cooling
冷却系統202には、冷却水タンク8の出口から燃料電池1を通って冷却水タンク8の入口に延びるように冷却水循環流路9が形成されている。冷却水循環流路9の冷却水タンク8の出口から燃料電池1に延びる往路9aには冷却水循環ポンプ(第1のポンプ)4が配設されている。冷却水循環流路9の燃料電池1から冷却水タンク8の入口に延びる復路9bには後述する貯湯水と熱交換するための熱交換器5が配設されている。復路9bには、該復路9bの熱交換器5の両側に位置する部分同士を接続する(バイパスする)ように、バイパス6が形成されている。バイパス6と、復路9bの熱交換器5と冷却水タンク8との間の部分との接続点には、混合弁7が配設されている。混合弁7は、冷却水タンク8側の復路9aに接続されたポートのバイパス6に接続されたポートへの開度(以下、単にバイパス側の開度という)と、同ポートの熱交換器5に接続されたポートへの開度(以下、単に熱交換器側の開度という)との比率を調整できるように構成されている。従って、混合弁7のバイパス側の開度と熱交換器側の開度との比率を変えることによって、往路9bを流れる冷却水のうちの、熱交換器5を経由する部分とバイパス6を経由する部分との比率を変えることができる。これにより、往路9bを流れる冷却水の熱交換器5による放熱量を調整して冷却水の温度を調整することができる。
A cooling
次に、熱利用系統203を説明する。熱利用系統203は貯湯タンク(熱利用水貯留器)14を有している。本実施の形態では、この貯湯タンク14には積層沸き上げ方式が採用されている。すなわち、貯湯タンク14の下部に貯湯水(熱利用水)の出口が形成され、貯湯タンク14の上部に貯湯水の入口が形成されている。そして、貯湯タンク14の出口から熱交換器5を通って貯湯タンク14の入口に延びる貯湯水循環流路35が形成されている。貯湯水循環流路35の貯湯水タンク35の出口から熱交換器5に延びる往路35aには貯湯水循環ポンプ34が配設されている。また、貯湯タンク14の下端部には外部からの水(以下、外水という(ここでは市水))を導入するための外水配管36が接続されており、この外水配管36には元栓39が配設されている。さらに、貯湯タンク14の上端部には給湯配管37が接続されている。
Next, the
また、貯湯タンク14の上部には、空気抜き弁24が配設されている。空気抜き弁24は、容器状のケース24aを有している。ケース24aの底部には導入管24bが接続され、ケース24aの頂部には排出管24cが接続されている。そして、ケース24aの内部を中央に開口を有して横断するように板状の弁座27が配設され、この弁座27の下方に、フロート25上に配設された弁体26が配置されている。そして、導入管24bの先端が貯湯タンク14に接続されている。従って、空気抜き弁24では、導入管24bからケース24a内に空気が流入している状態では、弁体26が弁座27から離座していて、導入された空気は弁座27の開口を通って排出管24cから排出される。そして、導入管24bからケース24a内に水が流入すると、フロート25の浮力により弁体26が弁座27に着座して、弁座27の内側(導入管24b側)がその外側(排出管24c側)からシールされる。これにより、貯湯タンク14及び貯湯水循環流路35に水を張る際に、この空気抜き弁24を通じて貯湯タンク14及び貯湯水循環流路35内の空気を抜くことができる。
An
そして、貯湯水循環流路35の往路35aの、貯湯水循環ポンプ34と貯湯タンク14の出口との間の部分が外水供給流路61によって回収水タンク3に接続されている。外水供給流路61には、例えば電磁弁からなる開閉弁10が配設されている。この開閉弁10を開放することにより、後述する水張り時に貯湯タンク14から外水を回収水タンク3に供給することができる。
A portion of the
次に、制御系統について説明する。 Next, the control system will be described.
燃料電池発電システムは、制御装置21と、燃料電池発電システムの電源電力を供給及び遮断する電源スイッチ51と、後述する水張りを指令する水張りスイッチ52と、発電を指令する運転スイッチ53とを有している。 The fuel cell power generation system includes a control device 21, a power switch 51 that supplies and cuts off power supplied to the fuel cell power generation system, a water filling switch 52 that instructs water filling, which will be described later, and an operation switch 53 that instructs power generation. ing.
制御装置21は、ここではマイコンで構成され、演算部31はマイコンのCPUで構成され、記憶部32はマイコンの内部メモリ(RAM及びROM)で構成されている。
Here, the control device 21 is constituted by a microcomputer, the
演算部31には第1の水位検出器12及び第2の水位検出器13の検出出力が入力されている。また、演算部31には、電源スイッチ51、水張りスイッチ52、及び運転スイッチ53の出力が入力されている。
Detection outputs of the first
一方、演算部31は、冷却水循環ポンプ4、冷却水供給ポンプ33、貯湯水循環ポンプ34、改質水供給ポンプ29、混合弁7、及び開閉弁10の動作を制御している。演算部31には、この他に、燃料電池発電システムの所要の状態量が検出されて入力されている。そして、記憶部32には燃料電池発電システムの各種の動作を制御するためのプログラムが格納されており、演算装置31は、記憶部32から所要のプログラムを読み出してこれを実行することによって、燃料電池発電システムの各種の動作を制御する。この制御は、上記検出された状態量に基づいて必要な処理を行いかつその処理に基づいて必要な制御信号を出力することによって行われる。
On the other hand, the
ここで、本明細書において、制御装置とは、単独の制御装置だけでなく、複数の制御装置が協働して制御を実行する制御装置群をも意味する。よって、制御装置21は、必ずしも単独の制御装置で構成される必要はなく、複数の制御装置が分散配置されていて、それらが協働して燃料電池発電システムの動作を制御するよう構成されていてもよい。 Here, in this specification, a control device means not only a single control device but also a control device group in which a plurality of control devices cooperate to execute control. Therefore, the control device 21 does not necessarily need to be composed of a single control device, and a plurality of control devices are distributed and configured to control the operation of the fuel cell power generation system in cooperation with each other. May be.
次に、以上のように構成された燃料電池発電システムの動作を説明する。燃料電池発電システムは、動作モードとして、通常の発電を行う運転モードと水張りモードとを有している。 Next, the operation of the fuel cell power generation system configured as described above will be described. The fuel cell power generation system has an operation mode for performing normal power generation and a water filling mode as operation modes.
まず、運転モードについて説明する。 First, the operation mode will be described.
図1において、電源スイッチ51がONされると、燃料電池発電システムは所要の部位に電力が供給され、所要のスタンバイ動作が行われる。なお、外水配管36の元栓39は、燃料電池発電システムの使用時には、常時、開放されている。
In FIG. 1, when the power switch 51 is turned ON, the fuel cell power generation system supplies power to a required part, and a required standby operation is performed. The
次いで、運転スイッチがONされると、以下の運転モードが遂行される。なお、運転モードについては、本発明と関連する部分のみについてその概要を説明する。 Next, when the operation switch is turned on, the following operation mode is performed. In addition, about the operation mode, the outline | summary is demonstrated only about the part relevant to this invention.
燃料電池1及び反応ガス供給及び排出系統201では、燃料処理器22で改質ガスからなる燃料ガスが生成され、この燃料ガスが燃料電池1のアノードに供給される。また、空気が燃料電池1のカソードに供給される。燃料電池1では、供給された燃料ガスと空気とが触媒を介して反応して発電が行われる。この際、熱も同時に発生する。未反応の燃料ガス及び空気は燃料電池1から排出され、その過程で、水回収器2によって各々が含む水が凝縮により回収される。この回収水は回収水タンク3に貯留される。
In the
冷却系統202では、冷却液循環ポンプ4によって冷却水タンク8の冷却水が循環され、冷却水が燃料電池1から熱を受け取ってこの熱を熱交換器5において熱交換により貯湯水に与える。この際、混合弁7のバイパス側の開度と熱交換器側の開度との比率が適宜調整される。これにより、燃料電池1が適温に維持されかつ貯湯水が昇温される。
In the
熱利用系統203では、貯湯水循環ポンプ34によって貯湯水が循環され、貯湯タンク14の出口から出た貯湯水が熱交換器5で熱交換により冷却水から熱を受け取って昇温され、この昇温された貯湯水が貯湯タンク14の入口に戻り、貯湯タンク14に貯留される。これにより、燃料電池1で発生した熱が回収されて貯湯タンク14に熱エネルギーとして蓄積される。
In the
一方、貯湯タンク14に貯留された貯湯水は、給湯配管37を通じて利用者の利用に供される。利用者の利用により、貯湯タンク14の貯湯水が減少すると、外水配管36から市水が補充される。これにより、貯湯タンク14に蓄積された熱エネルギーが有効に利用される。
On the other hand, the hot water stored in the hot
なお、冷却水タンク8の第1の水位検出器12が下降して、水位が下限を下回ったことが検出されると、冷却水供給ポンプ33が作動して回収水タンク3の回収水を冷却水タンク8に供給する。また、回収水タンク3の第2の水位検出器13が下降して、水位が下限を下回ったことが検出されると、開閉弁10が開放され、水圧により、貯湯タンク14と貯湯水循環流路35の往路35aと外水供給流路61とを経由して外水配管36から市水が回収水タンク3に供給される。
When the first
そして、運転スイッチ53がOFFされると、以上の動作が停止され、それにより、運転モードが終了する。 Then, when the operation switch 53 is turned OFF, the above operation is stopped, and thereby the operation mode ends.
次に、本発明を特徴付ける水張りモードについて説明する。燃料電池発電システムが設置された直後には、冷却水タンク8、回収水タンク3、及び貯湯タンク14は、空である。また、冷却水循環流路9、冷却水供給流路11、及び貯湯水循環流路35も空である。従って、燃料電池発電システムを運転する前にこれらに水を張る必要がある。また、燃料電池発電システムを長期間使用しなかった場合にも、水の蒸発等により上述の箇所の水が欠乏する場合がある。そこで、このような場合に、本実施の形態では、これらの箇所に対し自動水張りが行われる。
Next, the water filling mode characterizing the present invention will be described. Immediately after the fuel cell power generation system is installed, the cooling
図2は図1の燃料電池発電システムにおける水張りモードの制御プログラムの概要を示すフローチャート、図3は図2の水張りモードの制御プログラムの内容を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the control program for the water filling mode in the fuel cell power generation system of FIG. 1, and FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the control program for the water filling mode of FIG.
図1及び図2に示すように、水張り制御プログラムは、制御装置21の記憶部32に格納されており、これを演算部31が読み出して実行する。それにより、燃料電池発電システムにおいて水張りモードが遂行される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the water filling control program is stored in the
本実施の形態では、まず、外水配管36の元栓39が自動水張りの実施に先立って手動で開放され、それにより貯湯タンク14に外水配管36から外水が導入され、貯湯タンク14に水が張られる。
In the present embodiment, first, the
そして、電源スイッチ51がONされると、演算部31は、水張りスイッチ52がONされるのを待機する(ステップS1)。そして、水張りスイッチ52がONされると、水張りモードの制御を行う(ステップS101)。
When the power switch 51 is turned on, the
詳しく説明すると、図1及び図3に示すように、水張りスイッチ52がONされると、演算部31は開閉弁10を開放する(ステップS2)。これにより、貯湯タンク14から貯湯水循環流路35の往路35aと外水供給流路61とを通じて外水が水圧により回収水タンク3に供給され、その水位が上昇する。
More specifically, as shown in FIGS. 1 and 3, when the water filling switch 52 is turned on, the
次いで、演算部31は、回収水タンク3の第2の水位検出器13が上昇するまで待機する(ステップS3)。そして、回収水タンク3の水位の上昇により第2の水位検出器13が上昇すると、演算器31は、ステップS4以降のステップの制御とステップS15以降のステップの制御とをパラレルに行う。
Next, the
まず、ステップS4以降のステップについて説明する。 First, steps after step S4 will be described.
ステップS4において、演算部31は、冷却水供給ポンプ33を作動させる。これにより、回収水タンク3から冷却水タンク8に外水が供給され、その水位が上昇する。また、上述のステップS3において、第2の水位検出器13が上昇した(回収水タンク3の水位が下限水位に達した)後に、このように冷却水供給ポンプ33を作動させることにより、冷却水供給ポンプ33の空打ち(ポンプ内に空気が導入されること)が確実に防止される。
In step S4, the
次いで、演算部31は、冷却水タンク3の第1の液面検出器12が上昇するまで待機する(ステップS5)。そして、冷却水タンク3の水位の上昇により第1の水位検出器12が上昇すると、演算部31はステップS6に進む。なお、この時点で冷却水タンクの水張りが完了する。
Next, the
ステップS6において、演算部31は、冷却水循環ポンプ4を作動させ、計数Nを1に設定する。これにより、冷却水循環流路9に外水が導入される。また、上述のステップS5において、第1の水位検出器12が上昇した(冷却水タンク8の水位が下限水位に達した)た後に、このように冷却水循環ポンプ4を作動させることにより、冷却水供給ポンプ4の空打ちが確実に防止される。
In step S <b> 6, the
次いで、演算部31は、混合弁7のバイパス側の開度を全開にする(ステップS7)。これにより、バイパス6に外水が導入される。
Next, the
次いで、演算部31は、混合弁7の熱交換器側の開度を全開にする(ステップS8)。これにより、冷却水循環流路の、バイパス9によってバイパスされる部分(熱交換器5を含む)に外水が導入される。
Next, the
次いで、演算部31は、計数Nが3か否か判定し(ステップS9)、ここでは「否」であるので、計数Nを1インクリメントし(ステップS14)、その後、ステップS7、8を経てステップS9戻る。そして、さらに、ステップS14,7,8を経てステップS9に戻る。すると、計数Nが3であるので、ステップS10に進む。この計数Nをインクリメントしている間に冷却水循環流路9に水が張られる。換言すれば、冷却水循環流路9の空気抜きが行われる。
Next, the
ステップS10では、演算部31は、混合弁7のバイパス側の開度を全開する(ステップS10)。これは、運転モードにおける燃料電池発電システムの起動時には燃料電池1を暖機することから、冷却水が貯湯水と熱交換して熱を奪われるのを防止するためである。
In step S10, the calculating
次いで、演算部31は、冷却水循環ポンプ4を停止する(ステップS11)。
Subsequently, the calculating
次いで、演算部31は、開閉弁10を閉止する(ステップS12)。これにより、冷却水循環流路9の水張り、すなわち、空気抜きが終了する。
Subsequently, the calculating
次いで、演算部31は、パラレルに制御している貯湯水循環ポンプ34が停止するのを待機する(ステップS13)。
Next, the
そして、貯湯水循環ポンプ34が停止すると、水張りモードの制御を終了する。
Then, when the hot
次に、ステップS15以降の制御を説明する。 Next, the control after step S15 will be described.
ステップS15において、演算部31は、貯湯水循環ポンプ34を作動させる。これにより、貯湯水循環流路35に外水が導入される。
In step S15, the calculating
次いで、演算部31は、貯湯水循環ポンプ34の作動後5分が経過するのを待つ(ステップS16)。
Next, the calculating
そして、貯湯水循環ポンプ34の作動後5分が経過すると、貯湯水循環ポンプ34を停止する(ステップS17)。これにより、貯湯水循環流路34の水張り、すなわち、空気抜きが終了する。なお、貯湯タンク14は外水配管36の元栓39の開放により水張りされる。また、貯湯水循環流路35の水張りの際には、貯湯タンク14の空気抜き弁24から空気が抜ける。
Then, when 5 minutes have elapsed after the hot
次いで、演算部31は、パラレルに制御している冷却水循環ポンプ4が停止するのを待機する(ステップS18)。
Subsequently, the calculating
そして、冷却水循環ポンプ4が停止すると、水張りモードの制御を終了する。 And if the cooling water circulation pump 4 stops, control of water filling mode will be complete | finished.
このようにして、自動水張りが行われる。 In this way, automatic water filling is performed.
次に、運転モードと水張りモードとの関係を説明する。本実施の形態では、運転モードと水張りモードとは別個に制御されるが、演算部31は、水張りモードを優先し、水張りモードを遂行している間に、運転スイッチ53がONされると、水張りモードを遂行した後に、運転モードを遂行するよう、燃料電池発電システムを制御する。
Next, the relationship between the operation mode and the water filling mode will be described. In the present embodiment, the operation mode and the water filling mode are controlled separately, but the
なお、ステップS6において、冷却水循環ポンプ4の空打ちを確実に防止するために、ステップS4における冷却水供給ポンプ33の起動から所定時間経過後に冷却水循環ポンプ4を起動してもよい。
In step S6, the cooling water circulation pump 4 may be activated after a predetermined time has elapsed since the activation of the cooling
また、外水配管36の元栓39の開閉を演算部31で制御し、図3の水張りモード(ステップS101)において、最初に外水配管36の元栓39を開放することによって、貯湯タンク14の水張りを自動的に行うように構成してもよい。
Further, the opening and closing of the
以上のように、本実施の形態によれば、水張りを自動的に行うことができるので、手間を掛けずに水張りを行うことができる。
(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2に係る燃料電池発電システムの構成を模式的に示す機能ブロック図、図5は図4の燃料電池発電システムにおける水張りモードの制御プログラムの概要を示すフローチャートである。図4において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示す。また、図5において、図2と同一符号は同一又は相当するステップを示す。
As described above, according to the present embodiment, water filling can be performed automatically, so that water filling can be performed without taking time and effort.
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the fuel cell power generation system according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart showing an outline of the control program for the water filling mode in the fuel cell power generation system of FIG. . 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding steps.
図4及び図5に示すように、本実施の形態は、水張りモードを開始するきっかけとなる動作が実施の形態1と異なっている。その他の点は実施の形態1と同様である。 As shown in FIGS. 4 and 5, the present embodiment is different from the first embodiment in the operation that triggers the start of the water filling mode. The other points are the same as in the first embodiment.
すなわち、本実施の形態では、実施の形態1の水張りスイッチ52が省略されている。本実施の形態では、燃料電池発電システムが設置されて、電源に接続するためのコード(図示せず)がコンセントに差し込まれると、制御装置21の演算部31は、電源スイッチ51が初めてONされるのを待機する(ステップS20)。そして、電源スイッチ51がONされると、水張りモードの制御を行う(ステップS101)。なお、演算部31は、この最初の電源スイッチのONを記憶部32に記憶させており、次回以降に電源スイッチ51がONされても水張りモードの制御を行わない。
That is, in the present embodiment, the water filling switch 52 of the first embodiment is omitted. In the present embodiment, when a fuel cell power generation system is installed and a cord (not shown) for connecting to a power source is inserted into an outlet, the
このように構成された本実施の形態によれば、最初に電源スイッチ51をONするだけで自動的に水張りが行われるので、実施の形態1のように水張りスイッチ52をONする手間を省くことができる。
(実施の形態3)
図6は本発明の実施の形態3に係る燃料電池発電システムにおける水張りモードの制御プログラムの概要を示すフローチャートである。図6において、図2と同一符号は同一又は相当するステップを示す。
According to the present embodiment configured as described above, water filling is automatically performed only by first turning on the power switch 51, so that the trouble of turning on the water filling switch 52 as in the first embodiment can be saved. Can do.
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a flowchart showing an outline of a control program for the water filling mode in the fuel cell power generation system according to
図6に示すように、本実施の形態は、水張りモードを開始するきっかけとなる動作が実施の形態2と異なっている。その他の点は実施の形態2と同様である。 As shown in FIG. 6, the present embodiment is different from the second embodiment in the operation that triggers the start of the water filling mode. Other points are the same as in the second embodiment.
すなわち、本実施の形態の燃料電池発電システムのハードウエアは、実施の形態2(図4)と同じである。一方、燃料電池発電システムの制御において、演算部31は、電源スイッチ51がONされると、運転スイッチ53がONされるのを待機する(ステップS31)。そして、運転スイッチ53がONされると、水張りモードの制御を行う(ステップS101)。
That is, the hardware of the fuel cell power generation system of the present embodiment is the same as that of the second embodiment (FIG. 4). On the other hand, in the control of the fuel cell power generation system, when the power switch 51 is turned on, the
そして、水張りモードが終了すると、実施の形態1で述べた運転モードの制御を行う(ステップS102)。 When the water filling mode ends, the operation mode described in the first embodiment is controlled (step S102).
以上のように構成された本実施の形態によれば、運転スイッチ53をONするだけで自動的に水張りが行われるので、実施の形態1のように水張りスイッチ52をONする手間を省くことができる。
(実施の形態4)
図7は本発明の本発明の実施の形態4に係る燃料電池発電システムの構成を模式的に示す機能ブロック図、図8は図7の燃料電池発電システムにおける水張りモードの制御プログラムの概要を示すフローチャートである。図7において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示す。また、図8において、図2と同一符号は同一又は相当するステップを示す。
According to the present embodiment configured as described above, water filling is performed automatically only by turning on the operation switch 53, so that the trouble of turning on the water filling switch 52 as in the first embodiment can be saved. it can.
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the fuel cell power generation system according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 8 shows an outline of the control program for the water filling mode in the fuel cell power generation system of FIG. It is a flowchart. 7, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding steps.
図7及び図8に示すように、本実施の形態は、水張りモードを開始するきっかけとなる動作が実施の形態1と異なっている。その他の点は実施の形態1と同様である。 As shown in FIGS. 7 and 8, the present embodiment is different from the first embodiment in the operation that triggers the start of the water filling mode. The other points are the same as in the first embodiment.
すなわち、本実施の形態では、実施の形態1の水張りスイッチ52が省略され、代わりに、表示装置54と、情報入力手段55とが配設されている。情報入力手段55は、キーボード、マウス等の公知の情報入力器具で構成され、情報をデータ信号に変換して演算部31に入力する。表示装置54は液晶パネル等の表示ユニットで構成され、演算部31から出力される表示信号に従って表示を行う。
That is, in the present embodiment, the water filling switch 52 of the first embodiment is omitted, and a display device 54 and an
本実施の形態では、電源スイッチがONされた後、演算部31は、運転スイッチ53のONを待機する(ステップS31)。
In the present embodiment, after the power switch is turned on, the
そして、運転スイッチ53がONされると、水張りの要否を表示装置54に表示させる(ステップS41)。 Then, when the operation switch 53 is turned on, the necessity of water filling is displayed on the display device 54 (step S41).
次いで、演算部31は、水張りの要否が入力されるのを待機する(ステップS42)。この入力は、例えば、周知の手法により、演算部31が表示装置54の表示画面に水張りの「要」及び「否」の入力ボタンを表示し、使用者が情報入力手段55を操作して表示画面においてカーソルを移動させ、「要」又は「否」の入力ボタンをクリックすることによって行われる。
Next, the
そして、水張りの要否が入力されると、演算部31は、その入力が「要」であるか否か判定する(ステップS43)。
And if the necessity of water filling is input, the calculating
入力が「否」であると、演算部31は、運転を開始させる(ステップS102)。
If the input is “NO”, the
一方、入力が「要」であると、演算部31は、水張りモードの制御を行い(ステップS101)、その後、運転を開始させる(ステップS102)。
On the other hand, if the input is “necessary”, the
以上のように構成された本実施の形態によれば、使用者の意向を確認した上でその意思に従って水張りモードを行うことができる。
(実施の形態5)
図9は本発明の本発明の実施の形態5に係る燃料電池発電システムの構成を模式的に示す機能ブロック図、図10は図9の燃料電池発電システムにおける水張りモードに関する制御プログラムの概要を示すフローチャートである。図9において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示す。また、図10において、図2と同一符号は同一又は相当するステップを示す。
According to this Embodiment comprised as mentioned above, after confirming a user's intention, a water filling mode can be performed according to the intention.
(Embodiment 5)
FIG. 9 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the fuel cell power generation system according to Embodiment 5 of the present invention, and FIG. 10 shows an outline of a control program related to the water filling mode in the fuel cell power generation system of FIG. It is a flowchart. 9, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. In FIG. 10, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding steps.
本実施の形態では、燃料電池の運転履歴に基づいて水張りモードが行われる点が実施の形態1と異なっている。その他の点は実施の形態1と同様である。以下、実施の形態1との相違点を具体的に説明する。 The present embodiment is different from the first embodiment in that the water filling mode is performed based on the operation history of the fuel cell. The other points are the same as in the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be specifically described.
図9に示すように、本実施の形態では、実施の形態1の水張りスイッチ52が省略されている。また、制御装置21は時計38を備えている。この時計38は、ここでは、マイコンに内蔵されているクロックで構成されている。時計38の出力は演算部31に入力される。
As shown in FIG. 9, in this embodiment, the water filling switch 52 of the first embodiment is omitted. In addition, the control device 21 includes a
次に、このように構成された燃料電池発電システムの動作を説明する。 Next, the operation of the fuel cell power generation system configured as described above will be described.
図9及び図10において、本実施の形態では、燃料電池発電システムを設置した後、手動で水張りを行ったものと仮定する。 9 and 10, in the present embodiment, it is assumed that water filling is performed manually after the fuel cell power generation system is installed.
まず、演算部31は、電源スイッチ51のONを待機する(ステップS21)。
First, the
そして、電源スイッチ51がONされると、運転スイッチ53のON及び電源スイッチ51のOFFのいずれかを待機する(ステップS22,30)。 When the power switch 51 is turned on, either the operation switch 53 is turned on or the power switch 51 is turned off (steps S22 and S30).
そして、運転スイッチ53がONされると、演算部31は、時計38から現在時刻を取得する(ステップS23)。
When the operation switch 53 is turned on, the
次いで、演算部31は、運転履歴を記憶部32から読み出して取得する(ステップS24)。この運転履歴は、現在から過去に所定時間遡る期間における運転の停止時刻の記録からなっている。もちろん、この運転履歴を前回の停止時刻のみの記録で構成してもよい。
Subsequently, the calculating
次いで、演算部31は、現在時刻と運転履歴とを照合し、運転履歴中の最後の停止から現時刻までに、所定時間が経過しているか否か判定する(ステップS25)。この所定時間としては、冷却水タンク8又は回収水タンク3の水が蒸発により水位が下限を下回るような時間が選択される。例えば、一般家庭の長期不在を考慮して、この所定時間の設定としては、150時間(一種間程度)とされる。
Next, the
そして、所定時間が経過していると、水張りモードの制御を行い(ステップS101)、その後、運転モードの制御を行う(ステップS26)。 When the predetermined time has elapsed, the water filling mode is controlled (step S101), and then the operation mode is controlled (step S26).
一方、所定時間が経過していないと、直ちに運転モードの制御を行う(ステップS26)。 On the other hand, if the predetermined time has not elapsed, the operation mode is immediately controlled (step S26).
次いで、演算部31は、運転スイッチがOFFされると、運転を停止させる(ステップS27,28)。
Next, when the operation switch is turned off, the
次いで、演算部31は、時計38から現在時刻を取得して、運転停止時刻を記憶部32の運転履歴に書き込む(ステップS29)。運転履歴が前回停止時刻のみの記録からなる場合には、前回停止時刻の上に今回停止時刻が上書きされる。
Next, the
次いで、演算部31は、ステップS22,30に戻り、運転スイッチ53がONされると、上述の制御を行い、電源スイッチ51がOFFされると、この制御を終了する(ステップS30)。
Next, the
以上のように、本実施の形態では、自動的に運転履歴に基づいて水張りが行われるので、水張りが必要か否かを人手によりチェックする必要がなくなり、その手間を省くことができる。また、運転の前に、自動的に必要に応じて水張りが行われるので、運転の安全性を確保することができる。
(実施の形態6)
図11は本発明の本発明の実施の形態6に係る燃料電池発電システムにおける水張りモードの制御プログラムの概要を示すフローチャートである。図11において、図2と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
As described above, in this embodiment, water filling is automatically performed based on the operation history, so it is not necessary to manually check whether or not water filling is necessary, and the labor can be saved. Further, water filling is automatically performed as necessary before driving, so that driving safety can be ensured.
(Embodiment 6)
FIG. 11 is a flowchart showing an outline of a control program for the water filling mode in the fuel cell power generation system according to
図4に示すように、本実施の形態は、水張りモードを開始するきっかけとなる動作が実施の形態1と異なっている。その他の点は実施の形態1と同様である。 As shown in FIG. 4, the present embodiment is different from the first embodiment in the operation that triggers the start of the water filling mode. The other points are the same as in the first embodiment.
すなわち、電源スイッチがONされると、演算部31は、運転スイッチ53のONを待機する(ステップS31)。
That is, when the power switch is turned on, the
運転スイッチがONされると、演算部31は、第1,第2の水位検出器12,13のいずれかが下降しているか否か判定する。
When the operation switch is turned on, the
第1,第2の水位検出器12,13のいずれかが下降していない場合には、演算部31は、直ちに運転モードの制御を行う(ステップS102)。これは、水張りを行う必要がないからである。
If any of the first and second
一方、第1,第2の水位検出器12,13のいずれかが下降していると、水張りモードの制御を行い(ステップS101)、その後、運転モードの制御を行う(ステップS102)。
On the other hand, when one of the first and second
以上のように構成された本実施の形態によれば、自動的に運転履歴に基づいて水張りが行われるので、水張りが必要か否かを人手によりチェックする必要がなくなり、その手間を省くことができる。また、運転の前に、自動的に必要に応じて水張りが行われるので、運転の安全性を確保することができる。 According to the present embodiment configured as described above, water filling is automatically performed based on the operation history, so it is not necessary to manually check whether or not water filling is necessary, and the labor can be saved. it can. Further, water filling is automatically performed as necessary before driving, so that driving safety can be ensured.
なお、上記実施の形態1〜6では、燃料電池1として、高分子電解質型のものを挙げて説明したが、他のタイプの燃料電池であってもよい。
In the first to sixth embodiments, the
また、上記実施の形態1〜6では、燃料電池発電システムがコージェネレーションシステムである場合を説明したが、モノジェネレーションシステムにも本発明を同様に適用できる。 Moreover, although the said Embodiment 1-6 demonstrated the case where the fuel cell electric power generation system was a cogeneration system, this invention is applicable similarly to a monogeneration system.
また、上記実施の形態1〜6では、燃料電池発電システムが燃料処理器を有する場合を説明したが、燃料処理器を有しない場合にも本発明を同様に適用できる。 Moreover, although the said Embodiment 1-6 demonstrated the case where a fuel cell electric power generation system had a fuel processor, this invention is applicable similarly when not having a fuel processor.
また、実施の形態2において、電源電力の供給を検出する電源電力供給検出手段を設け、演算部31が、電源スイッチ51の初回ONではなく、この電源電力供給検出手段から電源電力の供給の検出信号を受けたとき、水張りモード(ステップS101)の制御を行うように構成してもよい。
In the second embodiment, a power supply detection unit for detecting supply of power supply is provided, and the
また、上記実施の形態1〜5において、空気抜き弁24に代えて、例えば電磁弁を用いてもよい。この場合、電磁弁を開放した状態で水を張り、電磁弁から流出する流体が空気から水に変わるタイミングを適宜検出又は予測して、そのタイミングで電磁弁を閉じるようにすればよい。
In the first to fifth embodiments, for example, an electromagnetic valve may be used instead of the
本発明の燃料電池発電システムは、自動水張りが可能な、家庭用、電気自動車用等の燃料電池発電システム等として有用である。 The fuel cell power generation system of the present invention is useful as a fuel cell power generation system for home use, electric vehicles, etc. capable of automatic water filling.
1 燃料電池
2 水回収器
3 回収水タンク
3a 通気孔
4 冷却水循環ポンプ
5 熱交換器
6 バイパス
7 混合弁
8 冷却水タンク
8a 通気孔
9 冷却水循環流路
9a 往路
9b 復路
10 開閉弁
11 冷却水供給流路
12 第1の水位検出器
13 第2の水位検出器
14 貯湯タンク
21 制御装置
22 燃料処理器
23 燃焼器
24 空気抜き弁
24a ケース
24b 導入管
24c 排出管
25 フロート
26 弁体
27 弁座
28 フィルタ
29 改質水供給ポンプ
31 演算部
32 記憶部
33 冷却水供給ポンプ
34 貯湯水循環ポンプ
35 貯湯水循環流路
35a 往路
36 外水配管
37 給湯配管
38 時計
39 元栓
41 燃料ガス供給流路
42 燃料ガス排出流路
43 酸化剤ガス供給流路
44 酸化剤ガス排出流路
51 電源スイッチ
52 水張りスイッチ
53 運転スイッチ
54 表示装置
55 情報入力手段
61 外水供給流路
201 反応ガス供給及び排出系統
202 冷却系統
203 熱利用系統
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記燃料電池発電システムは、前記制御装置の制御によって前記燃料電池の冷却水を貯留する冷却水貯留器を含む前記水貯留器を前記燃料電池発電システムの外部からの水で満たす水張りモードを有する、燃料電池発電システム。 In a fuel cell power generation system comprising: a fuel cell that generates power by reacting a fuel and an oxidant; a water reservoir that stores water related to power generation of the fuel cell; and a control device.
The fuel cell power generation system has a water filling mode in which the water reservoir including a cooling water reservoir that stores cooling water of the fuel cell is controlled by the control device to be filled with water from outside the fuel cell power generation system. Fuel cell power generation system.
前記制御装置は、前記水張りモードにおいて、前記回収水貯留器に前記外部からの水を供給し、この供給する水によって前記回収水貯留器、及び前記冷却水貯留器を順次満たすよう前記燃料電池発電システムを制御する、請求項2記載の燃料電池発電システム。 The recovered water reservoir is configured to be able to supply water from outside the fuel cell power generation system, and the cooling water reservoir is configured to be able to supply recovered water from the recovered water reservoir to this,
In the water filling mode, the control device supplies water from the outside to the recovered water reservoir, and sequentially fills the recovered water reservoir and the cooling water reservoir with the supplied water. The fuel cell power generation system according to claim 2, wherein the system is controlled.
前記制御装置は、前記水張りモードにおいて、前記第2のポンプの起動から所定時間経過後に前記第1のポンプを起動する、請求項3記載の燃料電池発電システム。 A first pump for circulating the cooling water through a circulation path including the fuel cell and the cooling water reservoir; a second pump for supplying the recovered water from the recovered water reservoir to the cooling water reservoir; Have
4. The fuel cell power generation system according to claim 3, wherein the control device activates the first pump after a predetermined time has elapsed since the activation of the second pump in the water filling mode.
前記熱利用水貯留器がこれに前記燃料電池発電システムの外部から水を供給することが可能なように構成され、前記回収水貯留器がこれに前記熱利用水貯留器から熱利用水を供給可能に構成され、かつ前記冷却水貯留器がこれに前記回収水貯留器から回収水を供給可能に構成され、
前記制御装置は、前記水張りモードにおいて、前記熱利用水貯留器に前記外部からの水を供給し、この供給する水によって前記熱利用水貯留器、前記回収水貯留器、及び前記冷却水貯留器を順次満たすよう前記燃料電池発電システムを制御する、請求項6記載の燃料電池発電システム。 The water reservoir includes a recovered water reservoir that stores recovered water recovered from at least one of the unreacted fuel and oxidant discharged from the fuel cell;
The heat use water reservoir is configured to be able to supply water from outside the fuel cell power generation system, and the recovered water reservoir supplies heat use water to the heat use water reservoir. And the cooling water reservoir is configured to be able to supply recovered water from the recovered water reservoir,
In the water filling mode, the control device supplies water from the outside to the heat utilization water reservoir, and the heat utilization water reservoir, the recovered water reservoir, and the cooling water reservoir by the supplied water. The fuel cell power generation system according to claim 6, wherein the fuel cell power generation system is controlled so as to satisfy the following.
前記制御装置は、前記水張りモードにおいて、前記熱利用水貯留器及び前記熱利用循環経路を前記外部からの水で満たす際に前記空気抜き手段によって該熱利用水貯留器及び前記熱利用循環経路から空気を抜くよう燃料電池発電システムを制御する、請求項6記載の燃料電池発電システム。 A heat utilization water circulation path configured to return to the heat utilization water reservoir after the heat utilization water comes out of the heat utilization water reservoir and exchanges heat with the cooling water, the heat utilization water reservoir, and the Air venting means for venting air from the heat utilization circulation path,
In the water filling mode, the control device is configured to remove air from the heat-use water reservoir and the heat-use circulation path by the air vent when the heat-use water reservoir and the heat-use circulation path are filled with water from the outside. The fuel cell power generation system according to claim 6, wherein the fuel cell power generation system is controlled to remove
前記制御装置は、前記水張り操作部が操作されると、前記水張りモードを開始するよう前記燃料電池発電システムを制御する、請求項1記載の燃料電池発電システム。 A water filling operation unit for starting the water filling mode;
The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the control device controls the fuel cell power generation system to start the water filling mode when the water filling operation unit is operated.
前記制御装置は、前記水張りスイッチがONされると、前記水張りモードを開始させる、請求項9記載の燃料電池発電システム。 A water filling switch as the water filling operation unit;
The fuel cell power generation system according to claim 9, wherein the control device starts the water filling mode when the water filling switch is turned on.
前記制御装置は前記表示手段に前記水張りモードの要否を表示させ、前記情報入力手段から水張りモードが必要である旨の情報が入力されると、前記水張りモードを開始させる、請求項9記載の燃料電池発電システム。 Display means and information input means,
The said control apparatus displays the necessity of the said water filling mode on the said display means, and if the information that the water filling mode is required is input from the said information input means, the said water filling mode will be started. Fuel cell power generation system.
前記制御装置は、前記電源電力の供給が検出されると、前記水張りモードを開始するよう前記燃料電池発電システムを制御する、請求項1記載の燃料電池発電システム。 Power supply power supply detecting means for detecting supply of power to the fuel cell power generation system,
The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the control device controls the fuel cell power generation system to start the water filling mode when supply of the power supply is detected.
前記制御装置は、前記電源スイッチがONされると、前記水張りモードを開始させる、請求項12記載の燃料電池発電システム。 The power supply detection means is a power switch for supplying and shutting off power to the fuel cell power generation system;
The fuel cell power generation system according to claim 12, wherein the control device starts the water filling mode when the power switch is turned on.
前記制御装置は、前記発電操作部が操作されると、前記水張りモードを開始するよう前記燃料電池発電システムを制御する、請求項1記載の燃料電池発電システム。 A power generation operation unit for starting the operation for power generation;
The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the control device controls the fuel cell power generation system to start the water filling mode when the power generation operation unit is operated.
前記制御装置は、前記発電を行うべき旨の指令を受けた場合に、前記記憶された運転履歴中の最後の前記燃料電池の運転停止から所定期間が経過していると、前記水張りモードを開始するよう前記燃料電池発電システムを制御する、請求項1記載の燃料電池発電システム。 Storage means for storing an operation history of the fuel cell;
When receiving a command to perform the power generation, the control device starts the water filling mode when a predetermined period has elapsed since the last stop of the fuel cell in the stored operation history. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the fuel cell power generation system is controlled to do so.
前記制御装置は、前記発電を行うべき旨の指令を受けた場合に、前記検出された水位が所定水位以下であると、前記水張りモードを開始するよう前記燃料電池発電システムを制御する、請求項1記載の燃料電池発電システム。 Having a water level detector for detecting the water level of the water reservoir;
The control device controls the fuel cell power generation system to start the water filling mode when the detected water level is equal to or lower than a predetermined water level when receiving a command to perform the power generation. The fuel cell power generation system according to 1.
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007335332A (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Ebara Ballard Corp | Fuel cell system |
WO2008041528A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Panasonic Corporation | Fuel cell system |
JP2009140811A (en) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
WO2010125734A1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system and water draining method for fuel cell system |
JP2010277973A (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Osaka Gas Co Ltd | Solid oxide fuel cell system |
JP2010281546A (en) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Rinnai Corp | Cogeneration system |
JP2012156039A (en) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
WO2012132181A1 (en) | 2011-03-30 | 2012-10-04 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system and method for operating same |
JP2013114849A (en) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
WO2013150799A1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-10 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system |
JP2014038854A (en) * | 2009-07-08 | 2014-02-27 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
JP2014134355A (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Osaka Gas Co Ltd | Cogeneration system and operation method of cogeneration system |
JP2016192396A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Cogeneration system and operation method therefor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09306523A (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-28 | Tokyo Gas Co Ltd | Water cooled fuel cell power generating system |
JP2002270194A (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fuel cell cogeneration system |
-
2004
- 2004-10-05 JP JP2004292072A patent/JP2006107893A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09306523A (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-28 | Tokyo Gas Co Ltd | Water cooled fuel cell power generating system |
JP2002270194A (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fuel cell cogeneration system |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007335332A (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Ebara Ballard Corp | Fuel cell system |
US8241807B2 (en) | 2006-09-26 | 2012-08-14 | Panasonic Corporation | Fuel cell system |
WO2008041528A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Panasonic Corporation | Fuel cell system |
JPWO2008041528A1 (en) * | 2006-09-26 | 2010-02-04 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system |
JP4584337B2 (en) * | 2006-09-26 | 2010-11-17 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system |
JP2009140811A (en) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
WO2010125734A1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system and water draining method for fuel cell system |
JP2010277973A (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Osaka Gas Co Ltd | Solid oxide fuel cell system |
JP2010281546A (en) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Rinnai Corp | Cogeneration system |
JP2014038854A (en) * | 2009-07-08 | 2014-02-27 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
US8962199B2 (en) | 2009-07-08 | 2015-02-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell system |
JP2012156039A (en) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
WO2012132181A1 (en) | 2011-03-30 | 2012-10-04 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system and method for operating same |
US9553322B2 (en) | 2011-03-30 | 2017-01-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell system and operation method thereof |
JP2013114849A (en) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
WO2013150799A1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-10 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system |
JP2014134355A (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Osaka Gas Co Ltd | Cogeneration system and operation method of cogeneration system |
JP2016192396A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Cogeneration system and operation method therefor |
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