JPH0317353B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ターボ圧縮機を備えた燃料電池発電
システムの制御方式に関するものである。

［従来の技術］ 燃料電池発電システムは、石油、石炭などを燃
料とする汽力発電システムに比べて高い熱効率を
得ることが可能であるうえに、環境保全性が良
く、立地上の融通性を有している。そのため、近
時、宇宙開発などの特殊用途の電源だけでなく、
商用電力用電源としての使途が種々検討されてお
り、その実用化を目指して開発が活性化してい
る。

燃料電池発電システムは、空気極と水素極との
間に電解質層を介設してなる燃料電池と、天然ガ
ス等の炭化水素系燃料を改質して前記水素極に燃
料となる水素ガスを供給する改質器と、前記空気
極および前記改質器に空気を供給する空気供給手
段とを備えている。そして、前記燃料電池の性能
は、各反応ガスの圧力の増大に伴つて向上する傾
向を示す。このため前記各反応ガスの動作圧力
は、例えば４〜６Kg／cm²ｇ程度の値に設定され
る。このとき、空気の圧縮には多大の動力を必要
とし、その値は電池の発生エネルギーの約20％に
も達する。一方、電池の燃料ガスを生成するため
の改質反応は約800℃の高温で行なわれ、前記改
質器からは高い温度の排ガスが排出される。した
がつて、空気を圧縮するための動力をシステムの
排ガスエネルギーに求めることができれば、シス
テムの効率向上に大きな効果がある。

このような事情から近時の燃料電池発電システ
ムでは、前記空気供給手段としてターボ圧縮機を
使用する例が一般化している。すなわち、ターボ
圧縮機は、燃料電池の空気極出口の余剰空気およ
び改質器の排ガスにより駆動されるタービンと、
このタービンに直結され該タービンに付勢されて
前記燃料電池および前記改質器に必要な圧縮空気
を供給するコンプレツサとを具備してなるもの
で、前記排ガス等が有しているエネルギーをター
ビンで回収して空気を圧縮する仕事に利用しシス
テム効率の向上を図るものである。

ところで、このような燃料電池発電システムに
おいては、定常運転時の安定した制御と、いわゆ
る発電システムとして幅の広い且つ迅速な負荷応
答制御が要求される。しかして、燃料電池および
改質器に供給される空気の量は例えば25〜100％
の範囲で変動制御を要求される。一方、燃料電池
へ供給する空気の圧力は燃料電池の特性維持の点
から、および燃料側の圧力との差圧を抑え両極間
のガスのリークすなわちクロスオーバ現象を防ぐ
ため、定常運転時であると、負荷変動時であると
を問わずに一定値に保つ制御が要求される。

この具体的な方法として、特開昭58−12268号
公報に提案されている従来の例を、第１図に示
す。図において、１は燃料電池であり、１ａ，１
ｂ，１ｃはそれぞれ燃焼電池１の空気極、燃料極
および電解質部分を示す。２は炭化水素燃料を水
素リツチガスに変換するための改質器であり、２
ａ，２ｂは前記改質器２のバーナ部と反応部を示
す。３はターボ圧縮機であり、３ａ，３ｂはこの
ターボ圧縮機３のタービン部分およびコンプレツ
サ部分を示す。４，５，６はコンプレツサ吐出圧
を制御する機構であり、４は圧力を調節するため
の大気開放弁、５は圧力発信器、６は圧力コント
ローラを示す。７，８，９は燃料電池へ供給する
空気の量を調節する流量調節機構であり、７は流
量調節弁、８は流量発信器、９は流量コントロー
ラである。１０はコンプレツサ３ｂからの空気を
燃料電池１へ導く空気供給配管（コンプレツサ吐
出配管）、１１は燃料電池空気極１ａからの排空
気をタービン３ａに導く余剰空気配管、１２は改
質器バーナ部２ａからの燃料排ガス配管、１３は
前記余剰景気配管１１と前記燃料排ガス配管１２
が合流した後タービン３ａに導入されるまでの間
のシステム排ガス配管、１４は大気開放配管であ
る。また、１５，１６，１７は燃料電池１の反応
空気圧力を制御する機構であり、１５は圧力調整
弁、１６はコンプレツサ吐出圧と反応空気圧力と
の差圧を検出する差圧発信器、１７は圧力コント
ローラを示す。１８，１９，２０は燃料電池１の
反応燃料ガス圧力を制御する機構であり、１８は
圧力調節弁、１９は反応空気圧力と反応燃料ガス
圧力との差圧を検出する差圧発信器、２０は圧力
コントローラである。２１は改質反応部２ｂへの
燃料給配管、２２は燃料電池燃料極１ｂへの改質
ガス供給配管、２３は燃料電池１からの余剰燃料
を改質器バーナ部２ａへ供給する余剰燃料供給配
管である。２４，２５，２６は改質器反応部２ｂ
への燃料の量を調節する機構であり、２４は流量
調節弁、２５は流量発信器、２６は流量コントロ
ーラを示す。なお、この特開昭58−12268号の従
来例では省略されているが、空気供給配管１０よ
り分岐して改質器バーナ部２ａへ燃料用として供
給されるバーナ空気供給配管が第１図に追加され
る。

このような従来例で述べられているシステムの
動作について説明する。燃料電池１の負荷を減少
させる過程においてコンプレツサ３ｂの供給空気
量の減少に伴ないコンプレツサ吐出圧も減少する
が、次の方法により反応空気圧力または反応空気
圧力と反応燃料ガス圧力との差圧の維持を図つて
いる。まず、定格負荷よりある負荷領域までの範
囲は、大気開放弁４の絞り調節によつてコンプレ
ツサ吐出圧力を一定に保ち反応空気圧力を維持す
る。大気開放弁４の調節代がなくなる負荷領域以
下の範囲では、コンプレツサ吐出圧の低下に反応
空気圧力を連動させるように、すなわち圧力調節
弁１５によりコンプレツサ吐出圧に対する反応空
気圧力の差圧を維持するように、また、圧力調節
弁１８により反応燃料ガス圧力と反応空気圧力と
の差圧を一定に保つように制御調節する。これに
より、燃料電池に安定して空気を供給でき、さら
に反応空気と反応燃料ガスとの差圧を維持しクロ
スオーバ現象が生じるのを防止することができ
る。すなわち、このシステムは、基本的には大気
開放弁４の調節によつて定風圧を維持するが、大
気開放弁４の調節代がなくなればコンプレツサ吐
出圧力が降下するのに連動して燃料電池の反応ガ
スの圧力を下げようとするものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、このような従来構成のものは、次の
理由で必ずしも電池の特性が維持されないという
欠点を有する。すなわち、燃料電池は、通常、そ
の電池本体に取り付けられる各反応ガスのマニホ
ールドのシール耐圧の問題から、窒素ガスで加圧
された筐体の中に設置され、窒素ガス圧力が反応
ガス圧力にほぼ等しくなるように維持されるが、
筐体内の窒素ガスのバツフア容積が大きいため、
反応ガス圧力の変化速度に追従させて筐体窒素ガ
ス圧力を変化させるのは困難である。つまり、負
荷変動時に電池の反応ガス圧力を変化させれば、
筐体窒素ガス圧力との間に大きな圧力差を生じ、
マニホールドシールが破れて反応ガス中に窒素ガ
スが漏れ込んだり、逆に反応ガスが筐体中に漏洩
して燃料電池の特性を劣化させるという問題があ
る。

また、第１図に示す従来技術のものは、一定範
囲の負荷領域においては、大気開放弁から高圧空
気を常時棄てることによつてコンプレツサ吐出圧
を一定値に維持せざるを得ないため、エネルギが
無駄に消費される傾向があり、負荷の変動幅が大
きい場合には効率の高い運転が難しという問題も
ある。

また、このものは、定格負荷付近で大気開放調
整により定風圧制御を行つており、コンプレツサ
必要動力に対しタービン動力が余る場合を想定し
ているが、実際のシステムにおいてはタービン動
力はコンプレツサ必要動力に対し同等かむしろ不
足する場合があるので、大気開放弁の調整代のみ
を利用した制御は困難になることが予想される。
タービン動力不足は特に部分負荷において顕著で
ある。

しかして、このような不都合を解消することが
できるシステムの制御方式としては、前述したよ
うな大気開放弁を備えた燃料電池発電システムに
おいて、ターボ圧縮機のタービンへ至る排ザス配
管途上にタービンの不足動力を補う助燃炉を配置
し（助燃炉を導入するという考え方のみについて
は、例えば、特公昭58−56231号公報に示される
ているとおり公知である）、システムの定常運転
時は前記大気開放弁を全閉または微開にした状態
で助燃炉の燃焼量制御をコンプレツサ吐出圧力一
定のフイードバツク制御で行い、また、システム
負荷変動時には助燃炉の燃焼制御とタービンのノ
ズル開度制御とをプログラムに基くフイードフオ
ワード制御で行なうとともに前記大気開放弁によ
りコンプレツサ吐出圧一定のフイードバツク制御
を行わせるようにした方式（以下、「改良方式」
と称す）が考えられる。

しかしながら、この方式は、少なくとも定常運
転時にはタービンのノズル開度を保持しており、
助燃炉の燃焼量の制御のみによつてコンプレツサ
吐出圧力、ひいては、システム背圧を所要の値に
維持するようになつている。そのため、定常運転
時に気温や湿度等の各種周囲条件が変化してノズ
ル面積の最適値が変動した場合でも、助燃炉の燃
焼量制御のみによつて、タービン動力を所要の値
に調節しなければならない。したがつて、後述す
るように、定常運転時の効率に若干の問題があ
る。

本発明は第１図に示す方式が有している問題点
を解決するだけでなく、さらに、前述した改良方
式の有している定常運転時における問題をも確実
に解消することを目的としている。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、以上のような目的を達成するため
に、前述した改良方式にさらに改善を加え、定常
運転時にタービンのノズル開度をシステム背圧が
一定になるようにフイードバツク制御するように
したことを特徴とする。

［作用］ このような構成によれば、定常運転時には、大
気開放弁は、全閉または微開の状態に維持され、
助燃炉の燃焼制御によつて、コンプレツサ吐出圧
力が一定になるように制御され、タービン動力が
不足しない範囲でエネルギ損失が最小限に抑えら
れる。一方、システムの負荷が変動する場合に
は、予め設定したプログラムに基いて少なくとも
助燃炉の燃焼制御がフイードフオワード制御によ
り行われる。そして、その場合には、並行して、
大気開放弁によりコンプレツサ吐出圧一定のフイ
ードバツク制御が行われ、過渡基における一時的
なコンプレツサ吐出空気量の増加分は、大気に放
出される。

しかも、定常運転時に気温等の周囲条件が変化
してシステム背圧が変化しようとした場合には、
フイードバツク制御によりタービンのノズル開度
が調整され、該システム背圧が一定の値に維持さ
れる。なお、タービンの動力は、入口圧力一定の
場合、（入口絶対温度Ｔ）^1/2とノズル面積Ｓに比例
するので、定常運転時に助熱炉の燃焼量制御だけ
でなく、ノズル面積をも制御するようにすれば、
タービンの入口温度（排ガス温度）を比較的抑制
した状態でタービンパワーを所要の値に維持する
ことができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第２図および第３図
を参照して説明する。

なお、第１図に示すものと同一または相当する
部分には同一の記号を付して説明を省略する。ま
た、第２図に示す負荷３９は、第１図に示す燃料
電池１、改質器２および関連機器をまとめて示し
たものである。

第２図において、２７はターボ圧縮機３のター
ビン動力の不足を補うためにシステム排ガス配管
１３途上に設置した助燃炉、２８はこの助燃炉２
７に対する燃料供給配管、２９はこの燃料供給配
管２８に設置された燃料流量制御弁、３０は燃料
供給配管２８を流れる燃料流量を検出して前記燃
料流量制御弁２９を調節するための助燃炉燃料流
量コントローラである。ターボ圧縮機３は、第１
図に示すものとは異なり、タービン３ａに可変ノ
ズル３ｃを備えたいわゆる可変ノズル式のもので
ある。可変ノズル３ｃは、例えば、特願昭58−
103160号に示されるように、電気信号により作動
するステツピングモータ等のアクチユエータによ
り弁体等を駆動し、その弁体等の動きによりノズ
ルの開口面積を変化させ得るように構成したもの
である。助燃炉２７は、前記燃料供給配管２８か
ら逐次供給される燃料を燃焼させて前記システム
排ガス配管１３を流通する排ガスに熱エネルギを
付与するようにしたものである。また、３１はタ
ーボ圧縮機３のコンプレツサ３ｂから吐出される
空気を案内するコンプレツサ吐出配管１０から分
岐させて助燃炉２７に接続した空気配管、３２は
この空気配管３１に設置された助燃炉燃焼要空気
流量制御弁、３３は空気配管３１を流れる空気流
量を検出して空気流量制御弁３２を調節するため
の助燃炉用空気流量コントローラ、３４はターボ
圧縮機３のコンプレツサ３ｂの出口に設置された
圧力検出器５によつて検出されたコンプレツサ吐
出圧力に応じて助燃炉燃料量コントローラ３０お
よび助燃炉燃焼用空気流量コントローラ３３に対
する制御信号を与えるための圧力コントローラ、
３５は圧力コントローラ６から大気開放弁４に与
えられる操作信号をターボ圧縮機３の定常運転
時、過度運転時に応じて調整するための演算器で
ある。また、３６は前記システム排ガス配管１３
内の排ガス圧力を検出する圧力発信器、３７は圧
力コントローラ、３８はノズル３ｃに供給する信
号を制御する演算器である。すなわち、この演算
器３８は、定常運転時には前記可変ノズル３ｃを
前記圧力コントローラ３７の制御支配下におく一
方、負荷変動時には、原則として予めプログラム
された負荷指令信号を前記ノズル３ｃに供給する
ように構成されている。そして、負荷変動時に前
記圧力発信器３６により検出されるシステム背圧
が、予め設定した一定範囲の値から外れた場合に
は、一時的に前記負荷指令信号を遮断し、前記圧
力コントローラ３７により前記システム背圧が前
記一定範囲の値に戻るようにノズル度を制御させ
るようになつている。

次いで、このシステムの動作について説明す
る。

システムの定常運転時、すなわち、ターボ圧縮
機３の定像運転時には、演算器３５の働きによつ
て大気開放弁４は全閉あるいは一定の微小な開度
に保持され、圧力コントローラ６は実際上機能し
ない。大気開放弁４を全閉あるいは微小な一定開
度にするのは定常運転時のエネルギ損失を最小と
するためである。このとき、システムは、定常運
転であるから、本来システム内の全てのプロセス
量が一定値に維持されるはずであるが、運転中の
外気温、湿度と変化によるコンプレツサ吸込み条
件の変化、システム放熱量の変化等により実際に
は温度、圧力等のプロセス量が徐々に変化する。
このような変化に対しても前に記述したとおり、
コンプレツサ３ｂの吐出圧力およびシステム背圧
を常に一定に保つことが重要である。このときコ
ンプレツサ３ｂの吐出圧力の制御は、圧力コント
ローラ３４によつて圧力検出器５から検出される
圧力が目標の一定値になるように助燃炉２７の燃
焼量を流量コントローラ３０，３３を通じて制御
することにより行う。すなわち、システム定常運
転時には、助燃炉燃焼量の調整により、コンプレ
ツサ吐出圧力一定のフイードバツク制御を行う。
また、システム背圧の制御は、圧力コントローラ
３７によつて圧力検出器３６から検出される圧力
が目標の一定値になるようにタービン３ａのノズ
ル開度を調節することにより行なう。すなわち、
定常運転時には、ノズル開度の調整により、シス
テム背圧一定のフイードバツク制御を行なう。

次に、負荷変動時の動作を述べる。まず、負荷
指令の直前に演算器３５内の制御回路を操作する
ことにより、大気開放弁４を圧力コントローラ６
の制御支配下におくとともに、演算器３８内の制
御回路を操作することによつて圧力コントローラ
３７によるノズル開度のフイードバツク制御を原
則として停止させ、タービン３ａでノズル３ｃに
負荷指令信号が伝達され得るようにする。次に、
負荷指令として、助燃炉燃料流量および燃焼用空
気流量の設定値を直接流量コントローラ３０，３
３に対して与えてタービン動力を増加させる。こ
の結果、コンプレツサ３ｂの吐出圧力が上昇しよ
うとするが、コンプレツサ３ｂの吐出圧力は圧力
コントローラ６の働きによつて大気開放弁４の調
節、すなわち、大気開放配管１４を経由する放出
空気量の調節により一定制御が行われる。このよ
うにして負荷指令時には、ダービン動力を助燃炉
燃焼量のフイードフオワード操作により増加さ
せ、これによるコンプレツサ３ｂの吐出空気流量
の増加分の一部をコンプレツサ吐出圧力を一定に
保つためにコンプレツサ出口側で大気放出させる
ようになつており、その状態でターボコプレツサ
３のパワーアツプが計られてシステム要求空気量
が満足される。大気開放弁４からの放出量（大気
開放弁の開度）が一定の水準に達した状態でシス
テム要求量に応じてシステム空気流量調節弁７が
開かれてターボ圧縮機からの空気がシステムに対
して供給される。そして、この際に、予めプログ
ラムされた負荷指令に基いて、タービン３ａのノ
ズル３ｃの開度をフイードフオワード制御により
変更して、排ガス流量の変化に対処する。すなわ
ち、タービン３ａを通過する排ガス流量Ｗは、ノ
ズル開口面積をＳ、ノズル入口圧力をＰ、ノズル
入口絶対温度をＴとすると、Ｓ・Ｐ／√に比例
する。しかして、前記ノズル３ｃの制御パターン
は、原則として、システム排ガス流量の変化に伴
なつて前記ノズル入口圧力、つまり、システム背
圧P₂が変動したり、ノズル入口絶対温度Ｔを変
更する必要が生じたり、あるいは、タービン３ｃ
の上流側の排ガスの一部を大気に直接放出する必
要が生じたりすることがないようにプログラムし
てある。しかし、温度変化の時間遅れ等種々の条
件変化によつて、負荷指令によるノズル開度変更
時にシステム背圧が、予め設定した一定範囲の値
から外れることがある。この場合には、演算器３
８の働きにより前記負荷指令による制御を一時的
に中断し、ノズル開度を圧力コントローラ３７に
よる制御により修正してシステ背圧P₂を一定範
囲内の値に戻すように作動する。すなわち、負荷
指令によるノズル開度の制御は、システム背圧が
一定範に維持されていることを確認しつつ行なわ
れる。このとき、圧力コントローラ６の制御動作
により大気開放弁４の調整すなわち大気へ開放風
量の制御が行われ、コンプレツサ吐出圧が常に一
定に維持される。

負荷指令に対する状態変化が終了し、システム
が整定すれば、次に、吐出圧力の制御を圧力コン
トローラ３４に移すとともに圧力コントローラ３
７によるシステム背圧P₂の常時フイードバツク
制御を再開させ、さらに、演算器３５によつて大
気開放弁４の開度を現在の開度から除々に絞り込
み最終的に全閉させるか、あるいは、微小な開度
に保持される。この動作は、前に述べたとおりシ
ステムのエネルギ損失を最小にするためのもので
あり、大気開放弁４の絞り込みはターボ圧縮機３
の制御バランスを崩さないよう微調整により行
う。この間、コンプレツサ吐出圧力は流量コント
ローラ３０，３３を通じた助燃炉燃焼量の調整に
よつて一定制御が行なわれるとともに、システム
背圧P₂は圧力コントローラ３７によるノズル開
度調整により一定値に制御される。大気開放弁４
を絞り込んだ後は負荷定常時の状態に戻る。

ちなみに、第３図は、本実施例による負荷変動
時のターボ圧縮機のプロセス量の変化を表わした
ものであり、時刻t₁に負荷指令が与えられると助
燃炉燃料流量F₁が負荷指令に応じたフイードフ
オワード制御操作によつて増加することによりシ
ステム排ガスに助燃炉２７からの燃焼排ガスが加
わつてタービン動力が増大し、ターボ圧縮機３の
回転数が増加する。この時システム空気流量F₄
はまだ負荷指令前の値を維持継続させているた
め、コンプレツサ吐出圧力P₁が上昇しようとす
る。これに対して圧力コントローラ６による圧力
一定制御が働き過剰空気量をコンプレツサ吐出大
気開放空気量F₃として大気に放出させることに
よつてコンプレツサ吐出圧力P₁が一定に維持さ
れる。助燃炉２７に対するフイードフオワード操
作が安定した時点で、流量調節弁７を開成させて
システム空気流量F₄を負荷指令に基く目標値ま
で増加させるとともに、ターボ圧縮機３のタービ
ン３ａのノズル開度Ｓをフイードフオワード操作
により増加させると、この過程でP₁の一定制御
動作によりコンプレツサ出口大気開放弁４の開度
が調整されF₃が変化する。F₄が目標値に達した
時点（時刻t₂）が負荷変動に対する第１次整定点
であり、この時点でコンプレツサ吐出圧力P₁の
制御がコンプレツサ出口大気開放弁４から放風量
調整による制御から助燃炉２７の燃焼量調節によ
る制御に切り替えられるとともに、圧力コントロ
ーラ３７によりシステム背圧P₂を一定に維持す
るフイードバツク制御が再開される。この後、演
算器３５からの指令で大気開放弁４の漸閉動作が
行われ、大気開放弁４が完全に絞り込まれた時点
（時刻t₃）が第２次（最終）整定時点となる。t₂
からt₃に至る過程ではP₁の一定制御動作を介して
助燃炉燃料流量F₁を絞り込む方向での制御が行
われる。

なお、負荷変動時の制御態様は、前記実施例の
ものに限定されないのは勿論であり、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、次の
ような効果が得られる。

(a) まず、排ガス配管途上に助燃炉を設けている
ので、あらゆる負荷運転転域においてタービン
の電力不足を招くことがない。

(b) そして、コンプレツサ吐出圧力を常時一定の
値に保つことができるので、燃料電池のマニホ
ールド内の反応ガスの圧力と筐体内の窒素ガス
の圧力との差圧を一定に維持しておくことが可
能となり、前述したようなガス漏洩による電池
の特性劣化等を招くことがない。

(c) また、負荷が一定している際には、大気開放
弁を全閉または微開状態に維持することができ
るので、エネルギの無駄使いを最小限に抑える
ことが可能であり、効率の高い運転が出来る。

(d) しかも、この方式では、定常運転時に、ター
ビンのノズル開度をフイードバツク制御により
調節することによつてシステム背圧を常時一定
に維持するようにしているので、前述したクロ
スオーバ現象を招いたり、圧力変動により改質
器の燃焼が不安定になるという不都合を確実に
解消できるのは勿論であり、さらに、助燃炉の
燃焼量を減少させて経済的な運転を行なうとい
うことができるという優れた効果が得られる。

これを前記実施例に基いて、具体的に説明すれ
ば、次のようである。すなわち、システム空気流
量を制御する流量調節弁７や大気開放弁４等が一
定の開度にセツトされて定常運転が行なわれてい
る状態で、周囲条件が変化し、例えば、大気温度
が上昇したとする。その結果、システムからの放
熱量が下がり、その分排ガスが上がつてタービン
入口温度が上昇する。そうすると、タービンパワ
ーが増加し、ターボ圧縮機３の作動速度が上昇し
てコンプレツサ吐出圧や風量が増加することにな
り、システム背圧P₂も上昇し始める。このとき、
助燃炉の燃焼量を減少させることのみによつて
も、エネルギのコントロールを行なうことができ
るが、さらに、ノズル開度を開成方向へ変化させ
ることによつてシステム背圧を一定に制御する
と、より経済的な運転が可能となる。すなわち、
タービン動力は、入口圧力P₂が一定とすると、
（入口絶対温度Ｔ）〓とノズル面積Ｓに比例する。
そのため、ノズル面積を変更しないでタービ入口
温度のみを変更してプロセス量の変動に対処しよ
うとする場合には、助燃炉２７の燃焼量を十分に
絞り込むことができない場合が生じるが、ノズル
開度Ｓを同時に制御すれば所要のタービン動力を
確保しつつ助燃炉２７の燃焼量をより絞り込むこ
とが可能となり、エネルギを節約することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すシステム説明図、第２図
は本発明の一実施例を示すシステム説明図、第３
図は同実施例におけるプロセスの挙動を示した図
である。 １……燃料電池、１ａ……空気極、１ｂ……燃
料極、２……改質器、３……ターボ圧縮機、３ａ
……タービン、３ｂ……コンプレツサ、３ｃ……
ノズル、４……大気開放弁、１０……コンプレツ
サ吐出配管、１３……システム排ガス配管、１４
……大気開放配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料電池と、炭化水素系燃料を改質して前記
   燃料電池に水素ガスを供給するための改質器と、
   この改質器の排ガス、または、前記燃料電池の空
   気極出口の余剰空気および改質器の排ガスの両方
   により駆動される可変ノズル式のタービンを用い
   てコンプレツサを作動させ該コンプレツサから前
   記燃料電池および改質器に必要な圧縮空気を供給
   するターボ圧縮機と、このターボ圧縮機のタービ
   ンへ至る排ガス配管途上に配置されタービンの不
   足動力を補う助燃炉と、前記ターボ圧縮機のコン
   プレツサ吐出配管から分岐させた大気開放配管上
   に設けられ該配管を通して大気に放出される風量
   を調節する大気開放弁とを具備してなり、システ
   ムの定常運転時は前記大気開放弁を全閉または微
   開にした状態で助燃炉の燃焼量制御をコンプレツ
   サ吐出圧力一定のフイードバツク制御で行ない、
   また、システム負荷変動時には助燃炉の燃焼制御
   をプログラムに基くフイードフオワード制御で行
   なうとともに前記大気開放弁によりコンプレツサ
   吐出圧一定のフイードバツク制御を行わせるよう
   にした燃料電池発電システムの制御方式であつ
   て、さらに、定常運転時に、前記タービンのノズ
   ル開度をシステム背圧が一定になるようにフイー
   ドバツク制御するようにしたことを特徴とする燃
   料電池発電システムの制御方式。