JPH0837015A - 燃料電池発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主燃料供給系の異常状態を検出した際に、発
電運転の停止時間を極力短縮して燃料の切換運転を行
う。 【構成】 発電装置は、燃料電池１、主燃料供給系２、
予備燃料供給系３、および制御装置４を備える。主燃料
供給系２は、圧力測定器５、主燃料用調節弁６、および
主燃料用逆止弁７を備える。圧力測定器５は、主燃料供
給系３が圧力異常の場合に圧力異常信号ｓ₁ を制御装置
４に送る。予備燃料供給系３は、予備燃料調節弁８およ
び予備燃料用逆止弁９を備え、制御装置４は、設定値変
更器１１を備える。圧力異常信号ｓ₁ に応答して、設定
値変更器１１が各種の設定値を主燃料用から予備燃料用
に自動的に変更する動作を開始し、同時に、制御装置４
が予備燃料用調節弁８に対して開指令を送る。制御装置
４は、予備燃料の供給が開始した後に、主燃料用調節弁
６に対して閉指令を送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば天然ガスと液化
石油ガスのように異なった種類の燃料に対応する燃料切
換型の燃料電池発電装置の構成およびその運転方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池発電装置（以下には、単に「発
電装置」と記す）は、水素と酸素が化合して水になる際
に発生するエネルギーを、熱エネルギーの形態を経ない
で直接電気エネルギーとして取り出すものであり、高効
率の発電装置として注目されている。このような発電装
置で必要となる水素と酸素は、一般的に、酸素について
は空気中の酸素を使用し、水素については天然ガスなど
の燃料と水を反応させて得ている。このような発電装置
の開発は順調に進んでおり、既に数多くの装置が製作さ
れ、発電の実績がある。省エネルギーの面からも、発電
装置への需要は今後ますます増えるものと予想されてい
るが、それに伴って発電装置への要請も多様化してきて
いる。

【０００３】このような多様化要請の一つに燃料種類の
複数化、すなわち、複数種燃料対応化がある。これは、
例えば、都市ガスと液化石油ガスのどちらでも使用でき
る複数種燃料対応型の発電装置の開発の要請である。こ
のような複数種燃料対応型の発電装置の利点は、主燃料
（多くの場合都市ガス）の供給が何等かの理由で停止し
た場合にも予備燃料（例えば液化石油ガス）で発電を継
続できるので、電力供給の信頼度を向上できることであ
る。

【０００４】図３は、通常の複数種燃料対応型の発電装
置の構成例である。この図３に示すように、発電装置
は、燃料電池１、主燃料供給系２、予備燃料供給系３、
および制御装置４を備えている。まず、燃料電池１は、
主燃料供給系２から供給される主燃料、または、予備燃
料供給系３から供給される予備燃料を使用して電気出力
を得るとともに、使用済みのガスを排気するように構成
されている。

【０００５】次に、主燃料供給系２は、燃料電池１に主
燃料を供給する系であり、圧力測定器５、主燃料用調節
弁６、および主燃料用逆止弁７を備えている。このう
ち、圧力測定器５は、この主燃料供給系３の供給圧力を
測定し、圧力異常の場合に圧力異常信号ｓ₁ を制御装置
４に送るように構成されている。また、主燃料用調節弁
６は、その開度を調節することによって主燃料の供給量
を調節する弁であり、主燃料用逆止弁７は、燃料電池１
から主燃料供給系２への燃料の逆流を防止する弁であ
る。

【０００６】一方、予備燃料供給系３は、燃料電池１に
予備燃料を供給する系であり、予備燃料調節弁８および
予備燃料用逆止弁９を備えている。このうち、予備燃料
調節弁８は、その開度を調節することによって予備燃料
の供給量を調節する弁であり、予備燃料用逆止弁９は、
燃料電池１から予備燃料供給系３への燃料の逆流を防止
する弁である。

【０００７】さらに、制御装置４は、燃料電池制御指令
ｃによって燃料電池１を制御するように構成されてい
る。また、この制御装置４は、主燃料用弁開度指令ｄ₁
によって主燃料供給系２の主燃料用調節弁６の開度を制
御するとともに、予備燃料用弁開度指令ｄ₂ によって予
備燃料供給系３の予備燃料用調節弁８の開度を制御する
ように構成されている。

【０００８】以上のような構成を有する図３の複数種燃
料対応型の発電装置の作用は次の通りである。まず、通
常の発電運転時には、主燃料供給系２の主燃料用調節弁
６が開とされ、予備燃料供給系３の予備燃料用調節弁８
が閉とされ、主燃料供給系２に主燃料が供給される。こ
のような発電運転時に主燃料が正常に供給されている場
合には、この主燃料は、主燃料用調節弁６と主燃料用逆
止弁７を通って燃料電池１に供給される。これに対し
て、何等かの理由により、主燃料供給系２に主燃料が正
常に供給されなくなった場合には、圧力測定器５によっ
て圧力異常信号ｓ₁ が生成され、この圧力異常信号ｓ₁
が制御装置４に送られる。制御装置４は、この圧力異常
信号ｓ₁ に応答して、主燃料用調節弁６に対して主燃料
用弁開度指令ｄ₁ として閉指令を送り、主燃料用調節弁
６を閉とするとともに、予備燃料用調節弁８に対して予
備燃料用弁開度指令ｄ₂ として開指令を送り、予備燃料
用調節弁８を開とする。この結果、主燃料供給系２によ
る主燃料の供給が停止して、予備燃料供給系３から燃料
電池１に予備燃料の供給が開始される。すなわち、主燃
料から予備燃料への切換運転が行われる。

【０００９】ところが、一般に、供給する燃料を主燃料
から予備燃料に切換えただけでは、同じ発電出力で発電
運転を続行することはできない。すなわち、実際に燃料
の切換運転を行うためには、供給する燃料を切換えると
同時に、主燃料供給系２による主燃料の供給と燃料電池
１の運転の両方を一旦停止して発電装置の発電運転を停
止し、制御装置４内に設定された温度・流量・制御定数
などの運転用の各種の設定値をマニュアル操作で変更す
る必要がある。そして、この変更作業後に、予備燃料供
給系３による予備燃料の供給と燃料電池１の運転を開始
して発電装置の発電運転を再開することになる。以下に
は、このような制御装置４内の設定値の変更の必要性に
ついて説明する。

【００１０】すなわち、前述したように、燃料電池は、
水素と酸素が化合して水になる際に発生するエネルギー
を、熱エネルギーではなく電気エネルギーとして取り出
すものであり、酸素については空気中の酸素を使用し、
水素については燃料と水を反応させて得ているのが普通
である。したがって、使用する燃料の種類により、得ら
れる水素の量は異なる。

【００１１】例えば、燃料が、都市ガスの主成分である
メタン（ＣＨ₄ ）である場合には、次の式（１）、
（２）に示す２つの反応によって水素を得ることができ
る。

【化１】

【化２】 この２つの反応により、メタン燃料１モルに対して、水
２モルを反応させることにより、最大４モルの水素が得
られることが分かる。

【００１２】また、燃料が、液化石油ガスの主成分であ
るプロパン（Ｃ₃ Ｈ₈ ）である場合には、次の式
（３）、（４）に示す２つの反応によって水素を得るこ
とができる。

【化３】

【化４】 この２つの反応により、プロパン燃料１モルに対して水
６モルを反応させることにより、最大１０モルの水素が
得られることが分かる。

【００１３】以上の考察から、燃料が１モルあっても、
その燃料の主成分がメタンであるかプロパンであるかに
より、必要な水の流量や生成する水素流量が違ってくる
ことが分かる。そして、このように流量が異なれば、各
部の圧力や温度も当然変わるので、その結果として、制
御装置４内に設定された運転用の温度・流量・制御定数
などの各種の設定値を大幅に変える必要が出てくるので
ある。すなわち、図３の燃料電池発電装置において、前
述のような調節弁６，８の制御により、供給する燃料を
主燃料から予備燃料に切換える場合には、このような各
種の設定値の方も一緒に切換えないと、動作点が大きく
変わってしまい、異常値チェックによって発電運転が停
止してしまうことになる。

【００１４】このような理由から、前述したように、図
３に示すような発電装置において、燃料の切換運転を行
う際には、単に燃料を切換えるだけでは済まず、発電装
置の発電運転を一旦停止し、制御装置４内の各種の設定
値をマニュアル操作で変更した後に、発電装置の発電運
転を再開することになるのである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示すような従来の複数種燃料対応型の燃料電池発電装置
には、主燃料供給系２から予備燃料供給系３への切換の
際に長い停電時間を要するという問題点がある。すなわ
ち、前述したように、主燃料供給系２に異常が生じた場
合には、発電装置の発電運転を一旦停止して、制御装置
４内の各種の設定値をマニュアル操作で変更する必要が
あるため、この変更作業に要する時間がそのまま停電時
間となってしまう。このことは、電力供給の信頼度を向
上するという、複数種燃料対応型の発電装置に求められ
る本来の目的に相反するものである。

【００１６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ために提案されたものであり、その目的は、主燃料供給
系の異常状態を検出した際に、発電運転の停止時間を極
力短縮して燃料の切換運転を行うことが可能な、電力供
給の信頼度の高い燃料電池発電装置を提供することであ
る。

【００１７】より具体的に、請求項１記載の発明の目的
は、燃料の切換運転時に、燃料電池に対する燃料の供給
状態を維持して発電運転を継続し、電力供給の信頼度を
向上することである。請求項２記載の発明の目的は、予
備燃料の供給を開始すると同時に制御装置内の設定値の
変更動作を自動的に開始することにより、設定値の変更
動作に要する時間を極力短縮し、それによって、発電運
転の停止時間を極力短縮し、電力供給の信頼度を向上す
ることである。

【００１８】請求項３記載の発明の目的は、制御装置内
の設定値の変更動作が終了するまでの間、発電の電気出
力を一時的に低くすることにより、変更前の設定値での
発電運転を継続し、発電運転を停止しないという面で電
力供給の信頼度を向上することである。請求項４記載の
発明の目的は、特に、主燃料と予備燃料の物性が大きく
異なるような場合に、制御装置内の設定値の変更動作が
終了するまでの間は発電運転を停止し、変更動作が終了
した時点で発電運転を再開することにより、発電運転の
停止時間を極力短縮するという面で電力供給の信頼度を
向上するとともに、主燃料と予備燃料の物性の差によっ
て生じる危険性を回避し、装置全体としての安全性を確
保することである。請求項５記載の発明の目的は、主燃
料供給系の異常状態を確実に検出することにより、燃料
の切換運転を確実に行い、それによって、電力供給の信
頼度を向上することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、燃料電池、主燃料供給系、予備燃料供給
系、および制御装置を備えた燃料電池発電装置におい
て、従来、主燃料の供給停止と発電停止のみに用いてい
た主燃料供給系の異常信号を、予備燃料の供給開始およ
び制御装置の設定値の変更の開始にも用いるように構成
したことを特徴としている。

【００２０】すなわち、請求項１記載の発明は、まず、
主燃料供給系と予備燃料供給系にそれぞれ設けられ、開
閉動作によって燃料電池に対する燃料の供給・停止を行
う主燃料用と予備燃料用の弁と、主燃料供給系に異常が
生じた場合にこの異常を検出して異常信号を生成し、こ
の異常信号を前記制御装置に送る異常検出手段とを備え
る。そして、この請求項１記載の発明において、制御装
置は、異常検出手段からの異常信号に応答して予備燃料
用弁と主燃料用弁に制御信号を送り、まず、予備燃料用
弁を開いて予備燃料供給系から燃料電池に対する予備燃
料の供給を開始し、この後に、主燃料用弁を閉じて主燃
料供給系から燃料電池に対する主燃料の供給を停止す
る、という内容の制御を行うように構成される。

【００２１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、制御装置がさらに次のように構成されたこ
とを特徴としている。すなわち、請求項２記載の発明に
おいて、制御装置は、この制御装置内の設定値を主燃料
用設定値から予備燃料用設定値に自動的に変更する設定
値変更手段を備え、この設定値変更手段は、異常検出手
段からの異常信号に応答して設定値の変更動作を開始す
るように構成される。

【００２２】請求項３と４記載の発明は、請求項２記載
の発明において、制御装置が、さらにその設定値変更手
段の動作中における発電運転の条件に次のような特徴を
有するものである。すなわち、請求項３記載の発明にお
いて、制御装置は、次のような条件で発電運転を行うよ
うに構成される。まず、通常運転時には、燃料電池から
得られる電気出力値が外部からの出力指令値に追従する
ように発電運転を行う。そして、設定値変更手段による
設定値の変更動作中には、燃料電池から得られる電気出
力が外部からの出力指令値よりも低くなるように発電運
転を継続する。この後、設定値変更手段による設定値の
変更動作が終了した時点で、再び、燃料電池から得られ
る電気出力値が外部からの出力指令値に追従するように
発電運転を行う。

【００２３】また、請求項４記載の発明において、制御
装置は、次のような条件で発電運転を行うように構成さ
れる。まず、通常運転時には、燃料電池から得られる電
気出力値が外部からの出力指令値に追従するように発電
運転を行う。そして、設定値変更手段による設定値の変
更動作中には、発電運転を一時停止する。この後、設定
値変更手段による設定値の変更動作が終了した時点で、
燃料電池から得られる電気出力値が外部からの出力指令
値に追従するように発電運転を再開する。

【００２４】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、異常検出手段がさらに次のように構成され
たことを特徴としている。すなわち、請求項５記載の発
明において、異常検出手段は、主燃料供給系の圧力異常
または流量異常あるいはその両方を検出した場合に異常
信号を生成するように構成される。

【００２５】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。すなわち、請求項１記載の発明において、
主燃料供給系に異常が生じた場合には、まず、異常検出
手段から制御手段に異常信号が送られる。次に、制御装
置は、異常信号に応答して予備燃料用弁と主燃料用弁に
制御信号を送り、これらの弁を順次動作させる。この場
合、主燃料用弁が閉じる前に、まず、予備燃料用弁が開
いて予備燃料供給系から燃料電池に対する予備燃料の供
給を開始する。そして、このように予備燃料の供給を開
始した後に、主燃料用弁が閉じて主燃料供給系から燃料
電池に対する主燃料の供給を停止する。この結果、燃料
の切換運転時における燃料電池に対する燃料供給の中断
を避けることができ、主燃料と予備燃料の別に関わら
ず、燃料電池に対する燃料の供給状態を維持して発電運
転を継続することができる。

【００２６】請求項２記載の発明によれば、制御装置が
予備燃料用弁に制御信号を送り、予備燃料用弁が開いて
予備燃料の供給を開始すると同時に、設定値変更手段が
制御装置内の設定値の変更動作を自動的に開始する。こ
の変更動作に要する時間は、マニュアル操作によって変
更する場合に比べて格段に短いため、発電運転を停止す
る場合でも、その停止時間を極力短縮することができ
る。

【００２７】また、予備燃料の供給開始に対して設定値
の変更が間に合わない場合には、設定値の変更が終了す
るまでの間、変更前の設定値で運転することになるが、
請求項３記載の発明によれば、この間の発電の電気出力
を低くすることができるため、発電運転を継続すること
ができる。また、請求項４記載の発明によれば、設定値
の変更動作中の発電運転を停止することになるが、変更
動作が終了した時点で発電運転を速やかに再開すること
により、停止前と同じ安定した電気出力を得ることがで
きる。なお、この変更動作に要する時間は、前述したよ
うに、マニュアル操作によって変更する場合に比べて格
段に短いため、発電運転の停止時間を極力短縮すること
ができる。

【００２８】一方、請求項５記載の発明によれば、異常
検出手段によって、信頼性の高い異常信号を生成するこ
とができる。すなわち、本発明において問題となる主燃
料供給系の異常は、主燃料の供給圧力不足、供給流量不
足、または、供給の停止である。そのため、異常検出手
段により、主燃料供給系の圧力異常または流量異常ある
いはその両方を検出した場合に異常信号を生成すれば、
この異常信号の信頼性は高くなる。特に、圧力異常と流
量異常の両方を検出した場合に生成された異常信号の信
頼性は最も高い。したがって、請求項５記載の発明によ
れば、異常検出手段によって主燃料供給系の異常を確実
に検出できる。

【００２９】

【実施例】以下には、本発明による燃料電池発電装置の
実施例について、図面を参照して具体的に説明する。な
お、図３に示した従来技術と同一部分には同一符号を付
し、説明を省略する。

【００３０】［１］第１実施例…図１ ［１−１］実施例の構成 図１は、本発明による燃料電池発電装置の第１実施例を
示すものである。本実施例は、特に、請求項１〜３、５
記載の発明を適用した場合の一実施例である。すなわ
ち、図１に示すように、本実施例の発電装置は、基本的
に、図３に示した従来技術と同様の構成要素を有する。
すなわち、本実施例の発電装置は、まず、燃料電池１、
主燃料供給系２、予備燃料供給系３、および制御装置４
を備えている。そして、燃料電池１は、主燃料供給系２
から供給される主燃料、または、予備燃料供給系３から
供給される予備燃料を使用して電気出力を得るととも
に、使用済みのガスを排気するように構成されている。
次に、主燃料供給系２は、圧力測定器５、主燃料用調節
弁６、および主燃料用逆止弁７を備えている。このう
ち、圧力測定器５は、この主燃料供給系３の供給圧力を
測定し、圧力異常の場合に圧力異常信号ｓ₁ を制御装置
４に送るように構成されており、本発明の異常検出手段
に相当する。一方、予備燃料供給系３は、燃料電池１に
予備燃料を供給する系であり、予備燃料調節弁８および
予備燃料用逆止弁９を備えている。

【００３１】そして、本実施例においては、特に、制御
装置４の構成に特徴を有する。すなわち、制御装置４
は、この制御装置４内に設定された温度・流量・制御定
数などの運転用の各種の設定値を、主燃料用設定値から
予備燃料用設定値に自動的に変更する設定値変更器１１
を備えている。この設定値変更器１１は、本発明の設定
値変更手段に相当する手段であり、圧力測定器５からの
圧力異常信号ｓ₁ を入力し、この信号に応答して、各種
の設定値を、主燃料用設定値から予備燃料用設定値に自
動的に変更する動作を開始するように構成されている。

【００３２】また、制御装置４は、圧力異常信号ｓ₁ に
応答して、設定値変更器１１が動作を開始するのと同時
に、予備燃料用調節弁８に対して予備燃料用弁開度指令
ｄ₂として開指令を送り、予備燃料の供給が開始した後
に、主燃料用調節弁６に対して主燃料用弁開度指令ｄ₁
として閉指令を送るように構成されている。さらに、制
御装置４は、圧力異常信号ｓ₁ に応答して、以上のよう
に予備燃料用調節弁８に開指令を送ると同時に、燃料電
池１に対して燃料電池制御指令ｃとして出力減少指令
「減少させた出力指令値」を送るように構成されてい
る。

【００３３】なお、制御装置４は、通常運転時または設
定値変更器１１による設定値の変更動作終了時には、燃
料電池１に対して燃料電池制御指令ｃとして外部からの
出力指令値「本来の出力指令値」を送るように構成され
ている。また、この制御装置４は、具体的には計算機で
あり、設定値変更器１１は計算機中に組み込まれたソフ
トウェアとして実現される。

【００３４】［１−２］実施例の作用 以上のような構成を有する本実施例の発電装置の作用は
次の通りである。まず、通常の発電運転時には、主燃料
供給系２の主燃料用調節弁６が開とされ、予備燃料供給
系３の予備燃料用調節弁８が閉とされ、主燃料供給系２
に主燃料が供給される。この場合に、制御装置４は、燃
料電池１に対して燃料電池制御指令ｃとして外部からの
出力指令値「本来の出力指令値」を送り、燃料電池１
は、得られる電気出力値が本来の出力指令値に追従する
ように発電運転を行う。

【００３５】このような発電運転時に主燃料が正常に供
給されている場合には、この主燃料は、主燃料用調節弁
６と主燃料用逆止弁７を通って燃料電池１に供給され
る。これに対して、何等かの理由により、主燃料供給系
２に主燃料が正常に供給されなくなった場合には、圧力
測定器５によって圧力異常信号ｓ₁ が生成され、この圧
力異常信号ｓ₁ が制御装置４に送られる。

【００３６】この圧力異常信号ｓ₁ はまず、制御装置４
の設定値変更器１１に入力される。その結果、設定値変
更器１１は、この圧力異常信号ｓ₁ に応答して、制御装
置４内に設定された温度・流量・制御定数などの運転用
の各種の設定値を主燃料用設定値から予備燃料用設定値
に自動的に変更する動作を開始する。これと同時に、制
御装置４は、圧力異常信号ｓ₁ に応答して、予備燃料用
調節弁８に対して予備燃料用弁開度指令ｄ₂ として開指
令を送るとともに、燃料電池１に対して燃料電池制御指
令ｃとして出力減少指令「減少させた出力指令値」を送
る。この結果、予備燃料用調節弁８が開いて予備燃料供
給系３から燃料電池１に対する予備燃料の供給を開始す
ると同時に、燃料電池１は、得られる電気出力値が減少
させた出力指令値に追従するように、低出力の発電運転
を開始する。

【００３７】そして、制御装置４は、予備燃料供給系３
から燃料電池１に対する予備燃料の供給が開始した後
に、主燃料用調節弁６に対して主燃料用弁開度指令ｄ₁
として閉指令を送る。この結果、主燃料用調節弁６が閉
じて主燃料供給系２から燃料電池１に対する主燃料の供
給が停止する。このように、予備燃料の供給が開始して
から主燃料の供給が停止するまでの間に、燃料は主燃料
から徐々に予備燃料に変わる。一方、設定値変更器１１
による設定値の変更は、ソフトウェアによる計算機処理
であるから、燃料が完全に予備燃料になる頃には設定値
変更は終わっているので、この後は、予備燃料用設定値
により予備燃料によって燃料電池１を運転することがで
きる。

【００３８】そのため、制御装置４は、設定値変更器１
１による設定値の変更動作が終了した時点で、直ちに燃
料電池１に対して燃料電池制御指令ｃとして外部からの
出力指令値「本来の出力指令値」を送る。この結果、燃
料電池１は、得られる電気出力値が本来の出力指令値に
追従するように発電運転を行う。

【００３９】［１−３］実施例の効果 以上説明したように、本実施例においては、予備燃料の
供給を開始した後に、主燃料の供給を停止するため、燃
料の切換運転時における燃料電池に対する燃料供給の中
断を避けることができる。すなわち、主燃料と予備燃料
の別に関わらず、燃料電池に対する燃料の供給状態を維
持して発電運転を継続することができる。そして、本実
施例では、圧力測定器５からの圧力異常信号ｓ₁ によ
り、予備燃料の供給を開始すると同時に、設定値の変更
動作を自動的に開始するため、設定値の変更動作に要す
る時間を極力短縮することができる。この場合、予備燃
料の供給開始後、設定値の変更が終了するまでの間は、
変更前の設定値で運転することになるが、本実施例にお
いては、この間の発電の電気出力を低くすることによ
り、発電運転を良好に継続することができる。また、本
実施例においては、圧力測定器によって圧力異常を検出
した場合に異常信号を生成していることから、この異常
信号の信頼性は高く、圧力測定器５によって主燃料供給
系２の異常を確実に検出できる。

【００４０】このように、本実施例によれば、主燃料供
給系２に何等かの異常が生じた場合に、この異常状態を
確実に検出して予備燃料の供給を開始すると同時に自動
的に制御装置内の設定値を変更することができる。そし
て、この変更動作に要する短時間の間だけ低出力で発電
運転した後は再び要求される出力で安定した運転が可能
である。したがって、発電出力への影響を最小限に抑え
ながらしかも発電運転を停止することなしに燃料の切換
運転を行うことが可能であるため、従来に比べて電力供
給の信頼度を格段に向上することができる。

【００４１】［２］第２実施例…図２ 図３は、本発明による燃料電池発電装置の第２実施例を
示すものである。本実施例は、前記第１実施例と同様
に、請求項１〜３、５記載の発明を適用した場合の一実
施例である。すなわち、図２に示すように、本実施例の
発電装置は、基本的に、前記第１実施例と同様の構成を
有するが、特に、主燃料供給系２に、異常検出手段とし
て、圧力測定器５に加えて、流量測定器１２が設けられ
ている。そして、この流量測定器１１は、主燃料供給系
３の供給流量を測定し、流量異常の場合に流量異常信号
ｓ₂ を制御装置４に送るように構成されている。なお、
これ以外の部分については、前記第１実施例と同様に構
成されている。

【００４２】以上のような構成を有する本実施例によれ
ば、主燃料供給系２に何等かの異常以上が生じた場合
に、この異常状態が、圧力測定器４と流量測定器１２の
両方で検出され、圧力異常信号ｓ₁ と流量異常信号ｓ₂
がそれぞれ生成され、制御装置４に送られる。したがっ
て、この両方の異常信号ｓ₁ ，ｓ₂ が同時に送られた場
合に、この主燃料供給系２が異常状態であるという確
率、すなわち、異常信号ｓ₁ ，ｓ₂ 全体の信頼性は極め
て高くなる。したがって、本実施例によれば、圧力測定
器４と流量測定器１２という２種類の異常検出手段によ
って、主燃料供給系２の異常を確実に検出できる。

【００４３】［３］他の実施例 なお、本発明は、前記第１、第２実施例に限定されるも
のではなく、例えば、異常検出手段として圧力測定器４
を設けずに流量測定器１２のみを設ける構成も可能であ
る。この場合にも、信頼性の高い異常検出を行うことが
できる。また、予備燃料としては様々なものが考えら
れ、主燃料と補助燃料の物性が近ければ、前記第１、第
２実施例のように発電装置の出力を低減して発電運転を
継続することが可能であるが、例えば、主燃料が都市ガ
スであり、予備燃料がナフサであるような場合には、両
燃料の物性が大きく異なるため、安全性の観点から発電
装置を一旦停止することが望ましい。このような場合に
は、請求項４記載の発明を適用して、主燃料から予備燃
料に切換える際に発電運転を一時停止するように構成す
ることが可能である。このように構成した場合であって
も、制御装置４の中に設定値変更器１１を組み込むこと
により、自動的に設定値の変更を行うことができるた
め、この設定値の変更に要する時間を極力短くすること
ができ、マニュアル操作で変更していた従来に比べれ
ば、発電停止時間を格段に短くすることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主燃料供給系と予備燃料供給系の二系統を備えた燃料電
池発電装置において、従来では主燃料の供給停止と発電
停止のみに用いていた主燃料供給系の異常信号を、予備
燃料の供給開始および制御装置の設定値の変更の開始に
用いるように構成したことにより、主燃料供給系の異常
状態を検出した際に、発電運転の停止時間を極力短縮す
るかあるいは発電運転を停止することなしに燃料の切換
運転を行うことが可能な、電力供給の信頼度の高い燃料
電池発電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例の燃料電池発電装置を
示す構成図。

【図２】本発明による第２実施例の燃料電池発電装置を
示す構成図。

【図３】従来の燃料電池発電装置の一例を示す構成図。

【符号の説明】

１…燃料電池 ２…主燃料供給系 ３…予備燃料供給系 ４…制御装置 ５…圧力測定器 ６…主燃料用調節弁 ７…主燃料用逆止弁 ８…予備燃料用調節弁 ９…予備燃料用逆止弁 １１…設定値変更器 １２…流量測定器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を使用して電気出力を取り出す燃料
   電池と、燃料電池に主燃料を供給する主燃料供給系と、
   燃料電池に予備燃料を供給する予備燃料供給系、および
   燃料電池と２つの燃料供給系を制御して発電運転を行う
   制御装置を有し、通常運転時には主燃料供給系から主燃
   料を燃料電池に供給して発電運転し、主燃料供給系に異
   常が生じた場合には予備燃料供給系から予備燃料を燃料
   電池に供給して発電運転するように構成された燃料電池
   発電装置において、 前記主燃料供給系と前記予備燃料供給系にそれぞれ設け
   られ、開閉動作によって燃料電池に対する燃料の供給・
   停止を行う主燃料用と予備燃料用の弁と、 前記主燃料供給系に異常が生じた場合にこの異常を検出
   して異常信号を生成し、この異常信号を前記制御装置に
   送る異常検出手段とを備え、 前記制御装置は、前記異常検出手段からの異常信号に応
   答して前記予備燃料用弁と前記主燃料用弁に制御信号を
   送り、まず、前記予備燃料用弁を開いて前記予備燃料供
   給系から前記燃料電池に対する予備燃料の供給を開始
   し、この後に、前記主燃料用弁を閉じて前記主燃料供給
   系から前記燃料電池に対する主燃料の供給を停止する、
   という内容の制御を行うように構成されたことを特徴と
   する燃料電池発電装置。
2. 【請求項２】 前記制御装置は、この制御装置内の設定
   値を主燃料用設定値から予備燃料用設定値に自動的に変
   更する設定値変更手段を備え、この設定値変更手段は、
   前記異常検出手段からの異常信号に応答して設定値の変
   更動作を開始するように構成されたことを特徴とする請
   求項１記載の燃料電池発電装置。
3. 【請求項３】 前記制御装置は、通常運転時には、前記
   燃料電池から得られる電気出力値が外部からの出力指令
   値に追従するように発電運転を行い、前記設定値変更手
   段による設定値の変更動作中には、前記燃料電池から得
   られる電気出力が前記外部からの出力指令値よりも低く
   なるように発電運転を継続し、前記設定値変更手段によ
   る設定値の変更動作が終了した時点で、再び、前記燃料
   電池から得られる電気出力値が前記外部からの出力指令
   値に追従するように発電運転を行うように構成されたこ
   とを特徴とする請求項２記載の燃料電池発電装置。
4. 【請求項４】 前記制御装置は、通常運転時には、前記
   燃料電池から得られる電気出力値が外部からの出力指令
   値に追従するように発電運転を行い、前記設定値変更手
   段による設定値の変更動作中には、発電運転を一時停止
   し、前記設定値変更手段による設定値の変更動作が終了
   した時点で、前記燃料電池から得られる電気出力値が前
   記外部からの出力指令値に追従するように発電運転を再
   開するように構成されたことを特徴とする請求項２記載
   の燃料電池発電装置。
5. 【請求項５】 前記異常検出手段は、前記主燃料供給系
   の圧力異常または流量異常あるいはその両方を検出した
   場合に異常信号を生成するように構成されたことを特徴
   とする請求項１記載の燃料電池発電装置。