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JP7010022B2 - Fuel cell system - Google Patents
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Description

本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.

燃料電池システムの一形式として特許文献1に示されている燃料電池システムが知られている。特許文献1の燃料電池システムは、起動運転において燃焼部を着火する前に、吸着装置の吸着部の温度に基づいて、吸着部に吸着可能な燃料電池の燃料やその燃料に含まれる硫黄などの吸着質の量(吸着可能量)を導出し、その吸着可能量だけ燃料を吸着部に供給して吸着させて、吸着部に吸着した吸着質の総量(吸着量)を飽和状態にするように原料ポンプを駆動している。 As a type of fuel cell system, the fuel cell system shown in Patent Document 1 is known. In the fuel cell system of Patent Document 1, before igniting the combustion part in the start-up operation, the fuel of the fuel cell that can be adsorbed to the adsorption part and the sulfur contained in the fuel are used based on the temperature of the adsorption part of the adsorption device. The amount of adsorbent (adsorbable amount) is derived, and fuel is supplied to the adsorbent by the amount that can be adsorbed and adsorbed so that the total amount of adsorbent adsorbed on the adsorbent (adsorbed amount) is saturated. It drives a raw material pump.

その後、燃料を燃料電池に供給して燃焼部を着火する場合には、吸着部の吸着量が飽和状態となっていることにより、燃料が吸着部に吸着しないため、燃焼部が着火するための燃料の流量が十分に確保される。このように、燃焼部が着火される前に、吸着部の吸着量を飽和状態にするために必要な吸着可能量だけ燃料を供給するため、燃料電池システムの運転において低コスト化を図ることができる。 After that, when fuel is supplied to the fuel cell to ignite the combustion part, the fuel is not adsorbed to the adsorption part because the adsorption amount of the adsorption part is saturated, so that the combustion part ignites. Sufficient fuel flow is secured. In this way, before the combustion part is ignited, fuel is supplied in an amount that can be adsorbed to saturate the adsorption amount of the adsorption part, so that it is possible to reduce the cost in the operation of the fuel cell system. can.

特開2017-152250号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-152250

しかしながら、燃料の成分の割合が変動する場合においては、飽和状態となる吸着部の吸着量が変動することが考えられる。燃料の成分の割合は、例えば、燃料が天然ガスである場合には地域によって変動し、燃料がガスボンベから供給されているLPGである場合にはLPGの使用量によって変動する。上述した特許文献1の燃料電池システムにおいて、燃料の成分の割合が変動したことにより、吸着部の温度に基づいて導出された吸着可能量だけ吸着質が吸着部に吸着したとしても、吸着部の吸着量が飽和状態とならないことがあると考えられる。この場合、燃料を燃料電池に供給して燃焼部を着火しようとしても、燃料が吸着部に吸着するため、燃焼部が着火するための燃料の流量が不足して、燃焼部が着火されないと考えられる。 However, when the ratio of the fuel component fluctuates, it is conceivable that the adsorbed amount of the adsorbed portion in the saturated state fluctuates. The proportion of the fuel component varies depending on the region when the fuel is natural gas, and varies depending on the amount of LPG used when the fuel is LPG supplied from a gas cylinder. In the fuel cell system of Patent Document 1 described above, even if the adsorbent is adsorbed to the adsorbed portion by the amount of adsorbable amount derived based on the temperature of the adsorbed portion due to the fluctuation of the ratio of the fuel component, the adsorbed portion It is considered that the adsorption amount may not be saturated. In this case, even if the fuel is supplied to the fuel cell to ignite the combustion part, the fuel is adsorbed on the adsorption part, so that the flow rate of the fuel for igniting the combustion part is insufficient and the combustion part is not ignited. Will be.

そこで、本発明は、上述した課題を解消するためになされたもので、燃料電池システムにおいて、燃料の組成が変動する場合においても、比較的低コストにて、起動運転において燃焼部を着火する前に吸着装置の吸着部に吸着した吸着質の量を飽和状態にすることを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and even when the fuel composition fluctuates in the fuel cell system, the combustion portion is ignited in the start-up operation at a relatively low cost. The purpose is to saturate the amount of adsorbent adsorbed on the adsorbent of the adsorber.

上記の課題を解決するため、請求項1に係る燃料電池システムは、供給源から直接供給され、かつ、付臭剤が添加された直接燃料、または、供給源から供給され、かつ、付臭剤が添加された改質用原料が改質された改質燃料である燃料と、酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池と、供給源から燃料電池に向けて直接燃料または改質用原料を流通させる燃料供給管に配置され、直接燃料または改質用原料の供給を行う燃料供給装置と、燃料電池から導出された燃料オフガスと酸化剤オフガスとの燃焼を行う燃焼部と、燃料供給管に配置され、吸着質を脱離可能に吸着し、かつ、燃料電池の温度と相関を有して温度変化する吸着部を有する吸着装置と、吸着部の温度を検出する温度センサと、燃料電池を少なくとも制御する制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、吸着質は、付臭剤、直接燃料および改質用原料であり、制御装置は、吸着部の温度と吸着部に吸着可能な吸着質の飽和量である吸着飽和量との関係を示す複数の相関関係であって、吸着質の所定成分の割合が互いに異なる複数の相関関係を記憶する記憶部と、燃料電池の発電の準備を行う起動運転が開始された場合、複数の相関関係のうち一つの相関関係を選定し、一つの相関関係における温度センサの現時点の検出温度に対応する吸着飽和量である現飽和量と、基準となる吸着飽和量である基準飽和量との差を、吸着部が吸着可能な吸着質の量である吸着可能量として導出する導出制御を実行する吸着可能量導出部と、吸着可能量導出部の導出制御によって導出された吸着可能量だけ、燃料供給装置による供給を行うことにより、吸着質を吸着部に吸着させる吸着制御を実行する吸着制御部と、吸着制御部によって吸着制御が実行された後、燃料供給装置による供給を行い、かつ、燃焼部を点火する点火制御を実行する点火制御部と、点火制御部によって点火制御が実行された場合、燃焼部が着火したか否かを判定する判定制御を実行する判定制御部と、判定制御部の判定制御によって燃焼部が着火していないと判定された場合、導出制御、吸着制御、点火制御および判定制御を繰返し実行させる繰返し制御を実行する繰返し制御部と、を備え、吸着可能量導出部は、繰返し制御部の繰返し制御によって導出制御を実行するときに、一つの相関関係を、前回実行された導出制御にて用いられた一つの相関関係に対して、吸着質の所定成分の割合が異なることにより現飽和量が増加した、複数の相関関係のうち他の相関関係を選定し、かつ、基準飽和量を、前回実行された導出制御にて導出された現飽和量に設定して、導出制御を実行する。 In order to solve the above problems, the fuel cell system according to claim 1 is directly supplied from a source and has a odorant added, or is supplied from a source and has an odorant. A fuel that is a reformed fuel to which the reforming raw material is added, a fuel cell that generates power by using an oxidizing agent gas, and a fuel or a reforming raw material that is directly distributed from the supply source to the fuel cell. A fuel supply device that is placed in the fuel supply pipe to directly supply fuel or raw materials for reforming, a combustion unit that burns fuel off gas and oxidant off gas derived from the fuel cell, and a fuel supply pipe. A suction device having a suction part that detachably adsorbs the adsorbent and changes the temperature in correlation with the temperature of the fuel cell, a temperature sensor that detects the temperature of the suction part, and at least the fuel cell. A fuel cell system equipped with a control device to control, the adsorbent is an odorant, a direct fuel and a raw material for reforming, and the control device is the temperature of the adsorption part and the adsorption that can be adsorbed to the adsorption part. Preparations for power generation of a fuel cell and a storage unit that stores a plurality of correlations showing a relationship with an adsorption saturation amount, which is a quality saturation amount, and in which the ratios of predetermined components of the adsorbate are different from each other. When the start-up operation to be performed is started, one of the multiple correlations is selected, and the current saturation amount, which is the adsorption saturation amount corresponding to the current detection temperature of the temperature sensor in one correlation, and the reference. The adsorptionable amount derivation unit that executes the derivation control that derives the difference from the reference saturation amount, which is the adsorption saturation amount, as the adsorbable amount, which is the amount of the adsorbent that the adsorbent can adsorb, and the adsorbable amount derivation unit. After the adsorption control unit executes the adsorption control to adsorb the adsorbate to the adsorption unit by supplying only the adsorbable amount derived by the derivation control by the fuel supply device, and the adsorption control unit executes the adsorption control. , A determination to determine whether or not the combustion unit has been ignited when the ignition control unit is supplied by the fuel supply device and the ignition control unit ignites the combustion unit and the ignition control unit executes the ignition control. When the judgment control unit that executes control and the judgment control of the judgment control unit determine that the combustion unit is not ignited, repeat control that repeatedly executes derivation control, adsorption control, ignition control, and judgment control. A control unit and an adsorbable amount derivation unit are provided with one correlation when the derivation control is executed by the repetition control of the repetition control unit, and one correlation used in the previously executed derivation control. However, the ratio of the predetermined component of the adsorbent is different. By selecting the other correlation from the plurality of correlations in which the current saturation amount has increased, and setting the reference saturation amount to the current saturation amount derived by the derivation control executed last time, Perform derivation control.

起動運転が開始されて、導出制御、吸着制御および着火制御が実行された後においても、燃焼部が着火されていない場合、吸着質の所定成分の割合が変動したことにより、吸着部の吸着量が飽和状態となっていないため、供給源から供給された直接燃料または改質用原料が吸着部に吸着して、燃料電池から燃焼部に導出される直接燃料または改質用原料の流量が不足していることが考えられる。これに対して、本発明の燃料電池システムは、燃焼部が着火されていない場合、導出制御、吸着制御、点火制御および判定制御が判定制御によって繰返し実行され、導出制御が実行されるときに、一つの相関関係が、前回の導出制御にて使用された相関関係より現飽和量が増加した他の相関関係に選定され、かつ基準飽和量が、前回の導出制御にて用いられた現飽和量に設定される。これにより、今回の導出制御によって導出される吸着可能量は、吸着部の実際の吸着飽和量に対する、前回の導出制御によって導出された現飽和量の不足分として導出される。よって、燃料電池システムは、吸着部の実際の吸着飽和量の不足分だけ直接または改質用原料を再度供給することができる。したがって、燃料電池システムにおいて、直接燃料または改質用原料の組成が変動する場合においても、比較的低コストにて、起動運転において燃焼部を着火する前に吸着部の吸着量を飽和状態にすることができる。 Even after the start-up operation is started and the derivation control, adsorption control, and ignition control are executed, if the combustion unit is not ignited, the amount of adsorption of the adsorption unit due to the fluctuation of the ratio of the predetermined component of the adsorbent. Is not saturated, the direct fuel or reforming raw material supplied from the supply source is adsorbed on the adsorption part, and the flow rate of the direct fuel or reforming raw material led out from the fuel cell to the combustion part is insufficient. It is possible that you are doing it. On the other hand, in the fuel cell system of the present invention, when the combustion unit is not ignited, the derivation control, the adsorption control, the ignition control and the determination control are repeatedly executed by the determination control, and when the derivation control is executed, the derivation control is executed. One correlation is selected as the other correlation whose current saturation amount is higher than the correlation used in the previous derivation control, and the reference saturation amount is the current saturation amount used in the previous derivation control. Is set to. As a result, the adsorbable amount derived by the current derivation control is derived as a shortage of the current saturation amount derived by the previous derivation control with respect to the actual adsorption saturation amount of the adsorbed portion. Therefore, the fuel cell system can directly or re-supply the reforming raw material by the amount of the shortage of the actual adsorption saturation amount of the adsorption portion. Therefore, in the fuel cell system, even when the composition of the direct fuel or the reforming raw material fluctuates, the adsorption amount of the adsorption portion is saturated before the combustion portion is ignited in the start-up operation at a relatively low cost. be able to.

本発明による燃料電池システムの一実施形態を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the fuel cell system by this invention. 図1に示す燃料電池システムのブロック図である。It is a block diagram of the fuel cell system shown in FIG. 図2に示す記憶部に記憶されたマップである。It is a map stored in the storage unit shown in FIG. 図2に示す制御装置が実行するフローチャートである。It is a flowchart which the control device shown in FIG. 2 executes.

以下、本発明による燃料電池システムの一実施形態について説明する。燃料電池システム1は、発電ユニット10および貯湯槽21を備えている。発電ユニット10は、筐体10a、燃料電池モジュール11(30)、熱交換器12、インバータ装置13、水タンク14、および制御装置15を備えている。 Hereinafter, an embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described. The fuel cell system 1 includes a power generation unit 10 and a hot water storage tank 21. The power generation unit 10 includes a housing 10a, a fuel cell module 11 (30), a heat exchanger 12, an inverter device 13, a water tank 14, and a control device 15.

燃料電池モジュール11は、後述するように燃料電池34を少なくとも含んで構成されるものである。燃料電池モジュール11は、改質用原料、改質水およびカソードエアが供給されている(後述する)。 The fuel cell module 11 includes at least a fuel cell 34 as described later. The fuel cell module 11 is supplied with a reforming raw material, reforming water, and cathode air (described later).

熱交換器12は、燃料電池モジュール11から排気される燃焼排ガスが供給されるとともに貯湯槽21からの貯湯水が供給され、燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換する熱交換器である。具体的には、貯湯槽21は、貯湯水を貯湯するものであり、貯湯水が循環する(図にて矢印の方向に循環する)貯湯水循環ライン22が接続されている。 The heat exchanger 12 is a heat exchanger in which the combustion exhaust gas exhausted from the fuel cell module 11 is supplied and the hot water stored from the hot water storage tank 21 is supplied, and the combustion exhaust gas and the hot water stored water exchange heat. Specifically, the hot water storage tank 21 stores hot water, and a hot water storage water circulation line 22 through which the hot water is circulated (circulated in the direction of the arrow in the figure) is connected.

貯湯水循環ライン22上には、下端から上端に向かって順番に貯湯水循環ポンプ22aおよび熱交換器12が配設されている。熱交換器12は、燃料電池モジュール11からの排気管11dが接続(貫設)されている。熱交換器12は、水タンク14に接続されている凝縮水供給管12aが接続されている。 On the hot water storage water circulation line 22, the hot water storage water circulation pump 22a and the heat exchanger 12 are arranged in order from the lower end to the upper end. An exhaust pipe 11d from the fuel cell module 11 is connected (penetrated) to the heat exchanger 12. The heat exchanger 12 is connected to the condensed water supply pipe 12a connected to the water tank 14.

熱交換器12において、燃料電池モジュール11からの燃焼排ガスは、排気管11dを通って熱交換器12内に導入され、貯湯水との間で熱交換が行われ冷却されるとともに燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮される。冷却後の燃焼排ガスは排気管11dを通って外部に排出される。また、凝縮された凝縮水は、凝縮水供給管12aを通って水タンク14に供給される。なお、水タンク14は、凝縮水を、イオン交換樹脂によって純水化し、かつ、改質水として貯留する。上述した熱交換器12、貯湯槽21および貯湯水循環ライン22から、排熱回収システム20が構成されている。排熱回収システム20は、燃料電池モジュール11の排熱を貯湯水に回収して蓄える。 In the heat exchanger 12, the combustion exhaust gas from the fuel cell module 11 is introduced into the heat exchanger 12 through the exhaust pipe 11d, and heat is exchanged with the hot water to be cooled and in the combustion exhaust gas. Steam is condensed. The exhaust gas after cooling is discharged to the outside through the exhaust pipe 11d. Further, the condensed condensed water is supplied to the water tank 14 through the condensed water supply pipe 12a. The water tank 14 purifies the condensed water with an ion exchange resin and stores it as reformed water. The waste heat recovery system 20 is configured from the heat exchanger 12, the hot water storage tank 21, and the hot water storage water circulation line 22 described above. The waste heat recovery system 20 collects and stores the waste heat of the fuel cell module 11 in the hot water storage water.

インバータ装置13は、燃料電池34から出力される直流電圧を入力し所定の交流電圧に変換して、交流の系統電源16aおよび外部電力負荷16c(例えば電化製品)に接続されている電源ライン16bに出力する。また、インバータ装置13は、系統電源16aからの交流電圧を電源ライン16bを介して入力し所定の直流電圧に変換して補機(各ポンプ、ブロワなど)や制御装置15に出力する。制御装置15は、燃料電池34を少なくとも制御する。 The inverter device 13 inputs a DC voltage output from the fuel cell 34, converts it into a predetermined AC voltage, and connects it to a power supply line 16b connected to an AC system power supply 16a and an external power load 16c (for example, an electric appliance). Output. Further, the inverter device 13 inputs the AC voltage from the system power supply 16a via the power supply line 16b, converts it into a predetermined DC voltage, and outputs the AC voltage to the auxiliary equipment (each pump, blower, etc.) and the control device 15. The control device 15 controls at least the fuel cell 34.

燃料電池モジュール11(30)は、ケーシング31、蒸発部32、改質部33および燃料電池34を備えている。ケーシング31は、断熱性材料で箱状に形成されている。 The fuel cell module 11 (30) includes a casing 31, an evaporation unit 32, a reforming unit 33, and a fuel cell 34. The casing 31 is made of a heat insulating material and is formed in a box shape.

蒸発部32は、改質水から水蒸気を生成するものである。蒸発部32は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、改質水を蒸発させて水蒸気(改質用水蒸気)を生成して導出する。また、蒸発部32は、供給された改質用原料を予熱する。蒸発部32は、改質水を蒸発させて生成された水蒸気(改質用水蒸気)と予熱された改質用原料を混合して改質部33へ導出する。 The evaporation unit 32 generates steam from the reformed water. The evaporation unit 32 is heated by the combustion gas described later to evaporate the reforming water to generate steam (steam for reforming) and derive it. Further, the evaporation unit 32 preheats the supplied reforming raw material. The evaporating unit 32 mixes the steam generated by evaporating the reforming water (steam for reforming) and the preheated raw material for reforming and leads to the reforming unit 33.

改質用原料としては天然ガス(メタンガス)、都市ガス、LPG(液化石油ガス)などの改質用気体燃料があり、本実施形態においては、プロパンやブタン(本発明の所定成分に相当)などを成分に有するガスであるLPGにて説明する。なお、改質用原料には、例えば改質用原料が漏れたことを臭いによって感知しやすくするために、付臭剤が添加されている。付臭剤は、有機硫黄化合物であり、例えばターシャリーブチルメルカプタンやジメチルサルファイドである。 Raw materials for reforming include gas fuels for reforming such as natural gas (methane gas), city gas, and LPG (liquefied petroleum gas). In the present embodiment, propane, butane (corresponding to a predetermined component of the present invention), etc. Will be described with respect to LPG, which is a gas having the above as a component. An odorant is added to the reforming raw material, for example, in order to make it easier to detect the leakage of the reforming raw material by the odor. The odorant is an organic sulfur compound, for example, tertiary butyl mercaptan or dimethyl sulfide.

蒸発部32には、水タンク14からの改質水が給水管41を介して供給されている。給水管41には、改質水ポンプ41aが設けられている。改質水ポンプ41aは、蒸発部32に改質水を供給する。改質水ポンプ41aは、制御装置15からの制御指令値にしたがって、改質水の流量(単位時間あたりの流量)を調整する。 The reformed water from the water tank 14 is supplied to the evaporation unit 32 via the water supply pipe 41. The water supply pipe 41 is provided with a reformed water pump 41a. The reforming water pump 41a supplies the reforming water to the evaporation unit 32. The reforming water pump 41a adjusts the flow rate of the reforming water (flow rate per unit time) according to the control command value from the control device 15.

また、蒸発部32には、供給源Gsからの改質用原料が原料供給管42(本発明の燃料供給管に相当)を介して供給されている。供給源Gsは、例えばLPGのガスボンベである。原料供給管42は、供給源Gsから蒸発部32ひいては燃料電池34に向けて改質用原料を流通させる。原料供給管42には、上流から順番に、原料ポンプ42a(本発明の燃料供給装置に相当)および脱硫器42b(本発明の吸着装置に相当)が配置されている。 Further, the reforming raw material from the supply source Gs is supplied to the evaporation unit 32 via the raw material supply pipe 42 (corresponding to the fuel supply pipe of the present invention). The source Gs is, for example, an LPG gas cylinder. The raw material supply pipe 42 distributes the reforming raw material from the supply source Gs to the evaporation unit 32 and thus to the fuel cell 34. A raw material pump 42a (corresponding to the fuel supply device of the present invention) and a desulfurizer 42b (corresponding to the adsorption device of the present invention) are arranged in the raw material supply pipe 42 in order from the upstream.

原料ポンプ42aは、供給源Gsから改質用原料の供給を行うものである。原料ポンプ42aは、具体的には、供給源Gsと脱硫器42bとの間に配置され、供給源Gsから改質用原料を脱硫器42b、蒸発部32ひいては燃料電池34に供給する。原料ポンプ42aは、制御装置15からの制御指令値にしたがって、改質用原料の流量(単位時間あたりの流量)を調整する。 The raw material pump 42a supplies the reforming raw material from the supply source Gs. Specifically, the raw material pump 42a is arranged between the supply source Gs and the desulfurization device 42b, and supplies the reforming raw material from the supply source Gs to the desulfurization device 42b, the evaporation unit 32, and the fuel cell 34. The raw material pump 42a adjusts the flow rate (flow rate per unit time) of the reforming raw material according to the control command value from the control device 15.

脱硫器42bは、原料供給管42に配設され、改質用原料が流通するときに、吸着質を脱離可能に吸着する吸着部42b1を有している。脱硫器42bは、具体的には、原料供給管42における原料ポンプ42aと、蒸発部32との間に配置されている。吸着質は、改質用原料に添加されている付臭剤(有機硫黄化合物)である。 The desulfurizer 42b is arranged in the raw material supply pipe 42, and has an adsorbent portion 42b1 that desorbably adsorbs the adsorbent when the reforming raw material is distributed. Specifically, the desulfurizer 42b is arranged between the raw material pump 42a in the raw material supply pipe 42 and the evaporation unit 32. The adsorbent is an odorant (organosulfur compound) added to the reforming raw material.

吸着部42b1には、吸着質を吸着する吸着剤が収容されている。吸着剤は、例えば銀や銅等の金属を担持したゼオライト等の多孔質材料である。脱硫器42bは、改質用原料に添加された付臭剤に対する吸着(脱硫)性能を確保するため、吸着部42b1の温度を比較的高温(およそ50℃以上)にするように配設されている。 The adsorbent 42b1 contains an adsorbent that adsorbs the adsorbent. The adsorbent is a porous material such as zeolite carrying a metal such as silver or copper. The desulfurization device 42b is arranged so that the temperature of the adsorption portion 42b1 is relatively high (about 50 ° C. or higher) in order to secure the adsorption (desulfurization) performance for the odorant added to the reforming raw material. There is.

脱硫器42bは、具体的には、吸着部42b1が燃料電池モジュール30から受熱するように、ケーシング31の外壁面に接触または近接させて配置されている。燃料電池モジュール30の温度は、燃料電池34の発電により生じる熱によって燃料電池34の温度とともに上昇する。よって、燃料電池モジュール30から受熱する脱硫器42bの吸着部42b1の温度は、燃料電池34の温度が高くなるにしたがって高くなる。したがって、吸着部42b1の温度は、燃料電池34の温度と相関を有して変化する。このように、脱硫器42bは、燃料電池34の温度と相関を有して温度変化する部位(ケーシング31)に配設されている。 Specifically, the desulfurization device 42b is arranged in contact with or close to the outer wall surface of the casing 31 so that the adsorption portion 42b1 receives heat from the fuel cell module 30. The temperature of the fuel cell module 30 rises with the temperature of the fuel cell 34 due to the heat generated by the power generation of the fuel cell 34. Therefore, the temperature of the adsorption portion 42b1 of the desulfurizer 42b that receives heat from the fuel cell module 30 increases as the temperature of the fuel cell 34 increases. Therefore, the temperature of the adsorption portion 42b1 changes in a correlation with the temperature of the fuel cell 34. As described above, the desulfurizer 42b is arranged at the portion (casing 31) where the temperature changes in correlation with the temperature of the fuel cell 34.

また、吸着部42b1は、改質用原料に含有される付臭剤を吸着するだけでなく改質用原料そのもの(主として炭化水素)をも吸着可能である。すなわち、付臭剤だけでなく改質用原料も、吸着質に相当する。 Further, the adsorption unit 42b1 can not only adsorb the odorant contained in the reforming raw material, but also adsorb the reforming raw material itself (mainly hydrocarbon). That is, not only the odorant but also the reforming raw material corresponds to the adsorbent.

吸着部42b1に吸着可能な吸着質の飽和量である吸着飽和量は、吸着部42b1の温度によって変化する。具体的には、吸着部42b1の温度が低下するにしたがって、吸着飽和量が増加する。吸着飽和量は、吸着部42b1の温度が変化することにより、吸着質が吸着部42b1より吸着したり脱離したりする平衡状態(飽和状態)における吸着質の量である。 The adsorption saturation amount, which is the saturation amount of the adsorbent that can be adsorbed on the adsorption unit 42b1, changes depending on the temperature of the adsorption unit 42b1. Specifically, as the temperature of the adsorption portion 42b1 decreases, the adsorption saturation amount increases. The adsorption saturation amount is the amount of the adsorbate in the equilibrium state (saturation state) in which the adsorbate is adsorbed or desorbed from the adsorption portion 42b1 by changing the temperature of the adsorption portion 42b1.

なお、改質用原料に含まれる付臭剤の量が、極めて少ない(およそ10ppm)ため、吸着剤に付着した吸着質の総量(吸着量)が吸着飽和量に近づいた場合においても、吸着剤の吸着質が吸着していない部分にて、付臭剤が吸着される。 Since the amount of the odorant contained in the reforming raw material is extremely small (about 10 ppm), the adsorbent even when the total amount (adsorbed amount) of the adsorbent adsorbed on the adsorbent approaches the adsorption saturation amount. The odorant is adsorbed at the portion where the adsorbent is not adsorbed.

さらに、吸着飽和量は、改質用原料の組成によっても変化する。例えば改質用原料に含まれるブタンは、他の成分に比べて吸着部42b1に吸着し易い。よって、任意の吸着部42b1の温度においては、改質用原料におけるブタンの割合が大きくなるにしたがって、吸着飽和量が多くなる。 Further, the amount of adsorption saturation also changes depending on the composition of the reforming raw material. For example, butane contained in the reforming raw material is more easily adsorbed on the adsorption portion 42b1 than other components. Therefore, at the temperature of the arbitrary adsorption portion 42b1, the adsorption saturation amount increases as the proportion of butane in the reforming raw material increases.

改質部33は、蒸発部32からの水蒸気を用いて改質用原料を改質(水蒸気改質)するものである。改質部33は、改質用原料と水蒸気とから改質ガス(本発明の改質燃料に相当)を生成する。具体的には、改質部33は、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部32から供給された混合ガス(改質用原料、改質用水蒸気)から改質ガスを生成して導出する。 The reforming unit 33 reforms (steam reforming) the reforming raw material using the steam from the evaporation unit 32. The reforming unit 33 generates a reforming gas (corresponding to the reforming fuel of the present invention) from the reforming raw material and steam. Specifically, the reforming unit 33 is heated by a combustion gas described later and is supplied with the heat required for the steam reforming reaction, so that the mixed gas supplied from the evaporation unit 32 (raw material for reforming, reforming). Reformed gas is generated and derived from (steam for quality).

改質部33内には、触媒(例えば、RuまたはNi系の触媒)が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素ガスが生成されている(いわゆる水蒸気改質反応)。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気が反応して、水素ガスと二酸化炭素とに変成するいわゆる一酸化炭素シフト反応が生じている。これら生成されたガス(改質ガス)は燃料電池34の燃料極に導出されるようになっている。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質のプロパン、改質に使用されなかった改質水(水蒸気)を含んでいる。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応であり、一酸化炭素シフト反応は発熱反応である。 The reforming unit 33 is filled with a catalyst (for example, a Ru or Ni-based catalyst), and the mixed gas reacts with the catalyst to reform and generate hydrogen gas and carbon monoxide gas (so-called). Steam reforming reaction). At the same time, a so-called carbon monoxide shift reaction occurs in which carbon monoxide generated in the steam reforming reaction reacts with steam to transform into hydrogen gas and carbon dioxide. These generated gases (reformed gas) are led out to the fuel electrode of the fuel cell 34. The reforming gas includes hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, steam, unreformed propane, and reformed water (steam) that was not used for reforming. The steam reforming reaction is an endothermic reaction, and the carbon monoxide shift reaction is an exothermic reaction.

燃料電池34は、燃料(燃料ガス)と酸化剤ガス(カソードガス)とにより発電を行うものである。燃料(燃料ガス)は、供給源Gsから供給され、かつ、付臭剤が添加された改質用原料が改質された改質ガスである。酸化剤ガス(カソードガス)は、空気(カソードエア)である。燃料電池34は、燃料極、空気極(酸化剤極)、及び両極の間に介装された電解質からなる複数のセル34aが図1における左右方向に沿って積層されて構成されている。 The fuel cell 34 generates power by using a fuel (fuel gas) and an oxidant gas (cathode gas). The fuel (fuel gas) is a reformed gas supplied from the supply source Gs and reformed with a reforming raw material to which an odorant is added. The oxidant gas (cathode gas) is air (cathode air). The fuel cell 34 is configured by stacking a plurality of cells 34a composed of a fuel electrode, an air electrode (oxidizing agent electrode), and an electrolyte interposed between the two electrodes along the left-right direction in FIG.

本実施形態の燃料電池34は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池34の燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、プロパンガスなどが供給される。動作温度は400~1000℃程度である。 The fuel cell 34 of the present embodiment is a solid oxide fuel cell, and uses zirconium oxide, which is a kind of solid oxide, as an electrolyte. Hydrogen, carbon monoxide, propane gas, or the like is supplied as fuel to the fuel electrode of the fuel cell 34. The operating temperature is about 400 to 1000 ° C.

セル34aの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路34bが形成されている。セル34aの空気極側には、空気(カソードエア)が流通する空気流路34cが形成されている。 A fuel flow path 34b through which the reformed gas, which is a fuel, flows is formed on the fuel electrode side of the cell 34a. An air flow path 34c through which air (cathode air) flows is formed on the air electrode side of the cell 34a.

燃料電池34は、マニホールド35上に設けられている。マニホールド35には、改質部33からの改質ガスが改質ガス供給管38を介して供給される。燃料流路34bは、その下端(一端)がマニホールド35の燃料導出口(図示なし)に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。一方、カソードエアブロワ43aによって送出された空気は、カソードエア供給管43を介して供給され、空気流路34cの下端から導入され上端から導出されるようになっている。 The fuel cell 34 is provided on the manifold 35. The reforming gas from the reforming section 33 is supplied to the manifold 35 via the reforming gas supply pipe 38. The lower end (one end) of the fuel flow path 34b is connected to the fuel outlet (not shown) of the manifold 35 so that the reformed gas derived from the fuel outlet is introduced from the lower end and led out from the upper end. It has become. On the other hand, the air sent out by the cathode air blower 43a is supplied through the cathode air supply pipe 43, is introduced from the lower end of the air flow path 34c, and is led out from the upper end.

カソードエアブロワ43aは、燃料電池34に空気(カソードエア)を供給するものである。カソードエアブロワ43aは、発電ユニット10内に配設され、発電ユニット10内の空気を吸入し燃料電池34の空気極に吐出する。カソードエアブロワ43aは、制御装置15からの制御指令値にしたがって、空気の流量(単位時間あたりの流量)を調整する。 The cathode air blower 43a supplies air (cathode air) to the fuel cell 34. The cathode air blower 43a is arranged in the power generation unit 10, sucks the air in the power generation unit 10, and discharges it to the air electrode of the fuel cell 34. The cathode air blower 43a adjusts the air flow rate (flow rate per unit time) according to the control command value from the control device 15.

燃料電池34においては、燃料極に供給された改質ガスと空気極に供給された酸化剤ガス(空気)によって発電が行われる。すなわち、燃料極では、下記化1及び化2に示す反応が生じ、空気極では、下記化3に示す反応が生じている。すなわち、空気極で生成した酸化物イオン(O2-)が、電解質を透過し、燃料極で水素と反応することにより電気エネルギーを発生させている。したがって、燃料流路34b及び空気流路34cからは、発電に使用されなかった燃料(改質ガス)及び酸化剤ガス(空気)が導出する。
(化1)
+O2-→HO+2e
(化2)
CO+O2-→CO+2e
(化3)
1/2O+2e→O2-
In the fuel cell 34, power generation is performed by the reforming gas supplied to the fuel electrode and the oxidant gas (air) supplied to the air electrode. That is, at the fuel electrode, the reactions shown in Chemical formulas 1 and 2 below occur, and at the air electrode, the reactions shown in Chemical formula 3 below occur. That is, the oxide ion (O 2- ) generated at the air electrode permeates the electrolyte and reacts with hydrogen at the fuel electrode to generate electric energy. Therefore, the fuel (reform gas) and the oxidant gas (air) that were not used for power generation are derived from the fuel flow path 34b and the air flow path 34c.
(Chemical 1)
H 2 + O 2- → H 2 O + 2e-
(Chemical 2)
CO + O 2- → CO 2 + 2e-
(Chemical 3)
1 / 2O 2 + 2e- → O 2-

また、燃料電池34には、燃料電池34の温度を検出する第一温度センサ34d(本発明の温度センサに相当)が設けられている。第一温度センサ34dは、配置された位置の燃料電池34の温度を検出する。上述したように、吸着部42b1の温度は、燃料電池34の温度と相関を有する。よって、第一温度センサ34dは、吸着部42b1の温度を間接的に検出する。 Further, the fuel cell 34 is provided with a first temperature sensor 34d (corresponding to the temperature sensor of the present invention) for detecting the temperature of the fuel cell 34. The first temperature sensor 34d detects the temperature of the fuel cell 34 at the arranged position. As described above, the temperature of the adsorption portion 42b1 has a correlation with the temperature of the fuel cell 34. Therefore, the first temperature sensor 34d indirectly detects the temperature of the suction unit 42b1.

また、燃料電池34と蒸発部32および改質部33との間には、燃焼部36が設けられている。燃焼部36は、燃料電池34から導出されたアノードオフガス(本発明の燃料オフガスに相当)とカソードオフガス(本発明の酸化剤オフガスに相当)との燃焼を行うものである。アノードオフガスは、発電に使用されなかった燃料(改質ガス)である。カソードオフガスは、発電に使用されなかった酸化剤ガス(空気)である。 Further, a combustion unit 36 is provided between the fuel cell 34 and the evaporation unit 32 and the reforming unit 33. The combustion unit 36 burns the anode off gas (corresponding to the fuel off gas of the present invention) and the cathode off gas (corresponding to the oxidant off gas of the present invention) derived from the fuel cell 34. Anode off gas is a fuel (reformed gas) that was not used for power generation. The cathode off gas is an oxidant gas (air) that was not used for power generation.

燃焼部36は、アノードオフガスとカソードオフガスとが燃焼されて燃焼ガス(火炎37)が発生している。その燃焼ガスが蒸発部32および改質部33を加熱する。さらに、燃焼ガスは、燃料電池モジュール30内の温度を燃料電池34の動作温度にする。燃焼部36には、アノードオフガスを点火させるための一対の点火ヒータ36aが設けられている。 In the combustion unit 36, the anode off gas and the cathode off gas are burned to generate a combustion gas (flame 37). The combustion gas heats the evaporation unit 32 and the reforming unit 33. Further, the combustion gas sets the temperature inside the fuel cell module 30 to the operating temperature of the fuel cell 34. The combustion unit 36 is provided with a pair of ignition heaters 36a for igniting the anode off gas.

また、燃焼部36では、アノードオフガスが点火されて燃焼することにより、比較的高温の燃焼排ガスが発生している。その燃焼排ガスは排気管11dを介して燃料電池モジュール30から排気される。また、燃焼部36には、燃焼部36の温度を検出する第二温度センサ36bが設けられている。第二温度センサ36bは、配置された位置の燃焼部36の温度を検出する。 Further, in the combustion unit 36, the anode off gas is ignited and burned, so that relatively high temperature combustion exhaust gas is generated. The combustion exhaust gas is exhausted from the fuel cell module 30 via the exhaust pipe 11d. Further, the combustion unit 36 is provided with a second temperature sensor 36b for detecting the temperature of the combustion unit 36. The second temperature sensor 36b detects the temperature of the combustion unit 36 at the arranged position.

制御装置15は、補機を駆動して燃料電池システム1の運転を制御する。燃料電池システム1の運転は、運転モードおよび待機モードを有している。運転モードは、起動運転、発電運転および停止運転の順に燃料電池システム1の運転が行われるモードである。 The control device 15 drives an auxiliary machine to control the operation of the fuel cell system 1. The operation of the fuel cell system 1 has an operation mode and a standby mode. The operation mode is a mode in which the fuel cell system 1 is operated in the order of start operation, power generation operation, and stop operation.

起動運転は、燃料電池34の発電の準備を行う運転である。起動運転は、燃焼部36を点火することにより燃焼させて、燃料電池34の温度を動作温度まで上昇させる(詳細は後述する)。起動運転が終了した場合、発電運転が開始される。 The start-up operation is an operation for preparing the fuel cell 34 for power generation. In the start-up operation, the combustion unit 36 is ignited to burn it, and the temperature of the fuel cell 34 is raised to the operating temperature (details will be described later). When the start-up operation is completed, the power generation operation is started.

発電運転は、燃焼部36の燃焼をさせて燃料電池34の発電を行う運転である。発電運転においては、制御装置15は、燃料電池34の発電電力を外部電力負荷16cの消費電力となるように補機を制御する(負荷追従運転)。 The power generation operation is an operation in which the combustion unit 36 is burned to generate power in the fuel cell 34. In the power generation operation, the control device 15 controls the auxiliary equipment so that the power generated by the fuel cell 34 becomes the power consumption of the external power load 16c (load follow-up operation).

停止運転は、燃料電池34の発電を停止する運転である。発電運転中に、ストップスイッチ(図示なし)が押されて発電運転が停止される場合、または運転計画にしたがって発電運転が停止される場合に停止運転が開始される。停止運転においては、制御装置15は、改質用原料および改質水の蒸発部32への供給を停止し、改質ガスおよび空気の燃料電池34への供給を停止する。燃焼部36の燃焼が終了して、残原料による燃料電池34の発電が終了すれば、停止運転は終了する。 The stop operation is an operation of stopping the power generation of the fuel cell 34. During the power generation operation, the stop operation is started when the stop switch (not shown) is pressed to stop the power generation operation or when the power generation operation is stopped according to the operation plan. In the stop operation, the control device 15 stops the supply of the reforming raw material and the reforming water to the evaporation unit 32, and stops the supply of the reforming gas and the air to the fuel cell 34. When the combustion of the combustion unit 36 is completed and the power generation of the fuel cell 34 by the residual raw material is completed, the stop operation is completed.

このように、運転モードは、起動運転、および燃焼部36の燃焼をさせて燃料電池34の発電を行う発電運転を少なくとも行うモードである。停止運転が終了した場合、運転モードが停止して、待機モードが開始される。 As described above, the operation mode is a mode in which at least the start-up operation and the power generation operation in which the combustion unit 36 is burned to generate power in the fuel cell 34 are performed. When the stop operation is completed, the operation mode is stopped and the standby mode is started.

待機モードは、運転モードが停止され、燃焼部36の燃焼がされず、かつ燃料電池34による発電が行われずに運転モードの開始を待機しているモードである。燃料電池システム1が待機モードである場合、例えば起動スイッチ(図示なし)がオンされて運転モードを開始するとき、待機モードが終了し、運転モードが開始される。 The standby mode is a mode in which the operation mode is stopped, the combustion unit 36 is not burned, and the fuel cell 34 does not generate power, and the mode is waiting for the start of the operation mode. When the fuel cell system 1 is in the standby mode, for example, when the start switch (not shown) is turned on to start the operation mode, the standby mode ends and the operation mode starts.

制御装置15は、図2に示すように、記憶部15a、温度取得部15b、吸着可能量導出部15c、吸着時間算出部15d、吸着制御部15e、点火制御部15f、判定制御部15g、発電運転開始部15h、カウント部15i、運転停止部15jおよび繰返し制御部15kを備えている。 As shown in FIG. 2, the control device 15 includes a storage unit 15a, a temperature acquisition unit 15b, an adsorptionable amount derivation unit 15c, an adsorption time calculation unit 15d, an adsorption control unit 15e, an ignition control unit 15f, a determination control unit 15g, and power generation. It includes an operation start unit 15h, a count unit 15i, an operation stop unit 15j, and a repeat control unit 15k.

記憶部15aは、複数(本実施形態においては5つ)の相関関係C1~C5を記憶するものである。複数の相関関係C1~C5は、吸着部42b1の温度と吸着部42b1に吸着可能な吸着質の飽和量である吸着飽和量との関係を示すものである(図3参照)。本実施形態において、吸着部42b1の温度は、燃料電池34に配置された第一温度センサ34dの検出温度(以下、第一検出温度とする。)に相当する。上述したように、複数の相関関係C1~C5は、吸着部42b1の温度が低下するにしたがって、吸着飽和量が増加する関係である。 The storage unit 15a stores a plurality of (five in this embodiment) correlations C1 to C5. The plurality of correlations C1 to C5 show the relationship between the temperature of the adsorption unit 42b1 and the adsorption saturation amount, which is the saturation amount of the adsorbent that can be adsorbed on the adsorption unit 42b1 (see FIG. 3). In the present embodiment, the temperature of the suction portion 42b1 corresponds to the detection temperature of the first temperature sensor 34d arranged in the fuel cell 34 (hereinafter, referred to as the first detection temperature). As described above, the plurality of correlations C1 to C5 are related in that the adsorption saturation amount increases as the temperature of the adsorption portion 42b1 decreases.

また、複数の相関関係C1~C5は、吸着質の所定成分(ブタン)の割合が互いに異なるように設定されている。複数の相関関係C1~C5におけるブタンの割合は、第一の相関関係C1、第二の相関関係C2、第三の相関関係C3、第四の相関関係C4および第五の相関関係C5の順に、0、5、10、15、20%に設定されている。上述したように、ブタンの割合が多くなるにしたがって、任意の吸着部42b1の温度に対応する吸着飽和量が増加する。 Further, the plurality of correlations C1 to C5 are set so that the proportions of predetermined components (butane) of the adsorbent are different from each other. The proportion of butane in the plurality of correlations C1 to C5 is determined in the order of the first correlation C1, the second correlation C2, the third correlation C3, the fourth correlation C4, and the fifth correlation C5. It is set to 0, 5, 10, 15, 20%. As described above, as the proportion of butane increases, the amount of adsorption saturation corresponding to the temperature of the arbitrary adsorption portion 42b1 increases.

また、記憶部15aは、燃料電池システム1の運転モードが停止した時点(停止運転が終了した時点)における第一温度センサ34dの第一検出温度を記憶する。 Further, the storage unit 15a stores the first detection temperature of the first temperature sensor 34d at the time when the operation mode of the fuel cell system 1 is stopped (the time when the stop operation is completed).

温度取得部15bは、第一温度センサ34dの第一検出温度、第二温度センサ36bの検出温度(以下、第二検出温度とする。)、および、記憶部15aに記憶された運転モードが停止した時点の第一検出温度を取得する。 In the temperature acquisition unit 15b, the first detection temperature of the first temperature sensor 34d, the detection temperature of the second temperature sensor 36b (hereinafter referred to as the second detection temperature), and the operation mode stored in the storage unit 15a are stopped. Obtain the first detection temperature at the time of

吸着可能量導出部15cは、起動運転が開始された場合、導出制御を実行するものである。導出制御は、複数の相関関係C1~C5のうち一つの相関関係を選定し、一つの相関関係における第一温度センサ34dの現時点の第一検出温度に対応する吸着飽和量である現飽和量と、基準となる吸着飽和量である基準飽和量との差を、吸着部42b1が吸着可能な吸着質の量である吸着可能量として導出する制御である。 The adsorbable amount derivation unit 15c executes derivation control when the start-up operation is started. In the derivation control, one of a plurality of correlations C1 to C5 is selected, and the current saturation amount, which is the adsorption saturation amount corresponding to the current first detection temperature of the first temperature sensor 34d in one correlation, is used. This is a control for deriving the difference from the reference saturation amount, which is the reference adsorption saturation amount, as the adsorbable amount, which is the amount of the adsorbent that can be adsorbed by the adsorption unit 42b1.

現在の運転モードにおいて起動運転が開始されて、導出制御が最初に実行される場合、一つの相関関係として、ブタンの割合が最も少ない相関関係に相当する第一の相関関係C1が選定される。また、この場合、基準飽和量を、一つの相関関係において、現在の運転モードの直前の運転モードの停止時点の第一検出温度(以下、停止時温度T0とする。)に対応する吸着飽和量とする。具体的には、図3において、第一の相関関係C1における、停止時温度T0に対応する吸着飽和量である停止時飽和量S0が基準飽和量として設定される。 When the start-up operation is started in the current operation mode and the derivation control is executed first, the first correlation C1 corresponding to the correlation having the lowest proportion of butane is selected as one correlation. Further, in this case, the reference saturation amount is the adsorption saturation amount corresponding to the first detection temperature at the stop time of the operation mode immediately before the current operation mode (hereinafter referred to as the stop temperature T0) in one correlation. And. Specifically, in FIG. 3, the stop saturation amount S0, which is the adsorption saturation amount corresponding to the stop temperature T0 in the first correlation C1, is set as the reference saturation amount.

さらに、現時点の第一検出温度が第一温度T1である場合、第一の相関関係C1において第一温度T1に対応する吸着飽和量である第一飽和量S1が現飽和量として導出される。よって、現在の運転モードにおいて導出制御が最初に実行される場合、第一飽和量S1と停止時飽和量S0との差に相当する第一吸着量Q1が吸着可能量として導出される。現在の運転モードにおいて導出制御が繰返して実行される場合については後述する。 Further, when the current first detection temperature is the first temperature T1, the first saturation amount S1 which is the adsorption saturation amount corresponding to the first temperature T1 in the first correlation C1 is derived as the current saturation amount. Therefore, when the derivation control is first executed in the current operation mode, the first adsorption amount Q1 corresponding to the difference between the first saturation amount S1 and the stop saturation amount S0 is derived as the adsorbable amount. The case where the derivation control is repeatedly executed in the current operation mode will be described later.

吸着時間算出部15dは、吸着部42b1に吸着質を吸着させる吸着時間を算出するものである。吸着時間は、原料ポンプ42aによる改質用原料の供給を第一所定流量にて行った場合に、原料ポンプ42aによる改質用原料の供給の開始時点から、吸着部42b1に供給される改質用原料の総量が吸着可能量となる時点までの時間である。すなわち、吸着時間は、導出制御によって導出された吸着可能量が第一所定流量にて除算されることにより算出される(吸着時間=吸着可能量/第一所定流量)。 The adsorption time calculation unit 15d calculates the adsorption time for adsorbing the adsorbent to the adsorption unit 42b1. The adsorption time is the reforming that is supplied to the adsorption unit 42b1 from the start of the supply of the reforming raw material by the raw material pump 42a when the reforming raw material is supplied by the raw material pump 42a at the first predetermined flow rate. It is the time until the total amount of raw materials becomes the adsorbable amount. That is, the adsorption time is calculated by dividing the adsorbable amount derived by the derivation control by the first predetermined flow rate (adsorption time = adsorbable amount / first predetermined flow rate).

第一所定流量は、改質用原料が燃料電池34および燃焼部36を通って排気管11dから外部に排気された場合において、改質用原料の濃度が改質用原料の爆発下限界(LEL)に所定の安全率(例えば2倍)を考慮した濃度以下となる流量に設定されている。 In the first predetermined flow rate, when the reforming raw material is exhausted to the outside from the exhaust pipe 11d through the fuel cell 34 and the combustion unit 36, the concentration of the reforming raw material is the lower explosive limit (LEL) of the reforming raw material. ) Is set to a flow rate that is equal to or less than the concentration in consideration of a predetermined safety factor (for example, twice).

吸着制御部15eは、吸着制御を実行するものである。吸着制御は、吸着可能量導出部15cの導出制御によって導出された吸着可能量だけ、原料ポンプ42aによる供給を行うことにより、吸着質を吸着部42b1に吸着させる制御である。吸着制御は、具体的には、改質用原料が第一所定流量にて吸着時間だけ導出されるように、原料ポンプ42aを駆動する。 The adsorption control unit 15e executes adsorption control. The adsorption control is a control in which the adsorbent is adsorbed to the adsorption unit 42b1 by supplying only the adsorbable amount derived by the derivation control of the adsorbable amount derivation unit 15c by the raw material pump 42a. Specifically, the adsorption control drives the raw material pump 42a so that the reforming raw material is derived at the first predetermined flow rate for the adsorption time.

点火制御部15fは、吸着制御が実行された後、原料ポンプ42aによる供給を行い、かつ、燃焼部36を点火する点火制御を実行するものである。点火制御は、具体的には、改質用原料が第二所定流量にて所定時間だけ導出されるように、原料ポンプ42aを駆動するとともに、点火ヒータ36aをオンする。第二所定流量は、第一所定流量より少なく、かつ、点火ヒータ36aによって改質用原料ひいては燃焼部36が点火可能な流量に設定されている。所定時間は、例えば10秒である。 After the adsorption control is executed, the ignition control unit 15f supplies the raw material pump 42a and executes the ignition control to ignite the combustion unit 36. Specifically, the ignition control drives the raw material pump 42a and turns on the ignition heater 36a so that the reforming raw material is derived at the second predetermined flow rate for a predetermined time. The second predetermined flow rate is smaller than the first predetermined flow rate, and is set to a flow rate at which the reforming raw material and thus the combustion unit 36 can be ignited by the ignition heater 36a. The predetermined time is, for example, 10 seconds.

判定制御部15gは、点火制御部15fによって点火制御が実行された場合、燃焼部36が着火したか否かを判定するものである。判定制御部15gは、第二温度センサ36bの第二検出温度が判定温度(例えば700℃)以上である場合、燃焼部36が着火したと判定する。 The determination control unit 15g determines whether or not the combustion unit 36 has been ignited when the ignition control is executed by the ignition control unit 15f. When the second detection temperature of the second temperature sensor 36b is equal to or higher than the determination temperature (for example, 700 ° C.), the determination control unit 15g determines that the combustion unit 36 has ignited.

発電運転開始部15hは、判定制御によって燃焼部36が着火したと判定された場合、起動運転を終了して発電運転を開始するものである。 When it is determined by the determination control that the combustion unit 36 has been ignited, the power generation operation start unit 15h ends the start operation and starts the power generation operation.

カウント部15iは、判定制御によって燃焼部36が着火していないと判定された場合、現在の運転モードにおいて起動運転が開始されてから、導出制御、吸着制御、点火制御および判定制御が実行された回数をカウントするものである。 When it is determined by the determination control that the combustion unit 36 has not been ignited, the counting unit 15i has executed the derivation control, the adsorption control, the ignition control and the determination control after the start-up operation is started in the current operation mode. It counts the number of times.

運転停止部15jは、繰返し制御部15kの後述する繰返し制御によって導出制御が所定回数以上実行された場合、起動運転を停止するものである。運転停止部15jは、具体的には、カウント部15iによってカウントされた回数が所定回数(例えば5回)以上となった場合、燃料電池システム1の運転を停止(シャットダウン)するものである。 The operation stop unit 15j stops the start operation when the derivation control is executed a predetermined number of times or more by the repetition control described later of the repetition control unit 15k. Specifically, the operation stop unit 15j stops (shuts down) the operation of the fuel cell system 1 when the number of times counted by the counting unit 15i becomes a predetermined number of times (for example, 5 times) or more.

繰返し制御部15kは、判定制御部15gの判定制御によって燃焼部36が着火していないと判定された場合、導出制御、吸着制御、点火制御および判定制御を繰返し実行させる繰返し制御を実行するものである。なお、繰返し制御は、カウント部15iのカウントが行われた後に実行される。 The repeat control unit 15k executes repeat control for repeatedly executing derivation control, adsorption control, ignition control, and determination control when it is determined by the determination control of the determination control unit 15g that the combustion unit 36 has not been ignited. be. The repetition control is executed after the counting unit 15i is counted.

また、吸着可能量導出部15cは、繰返し制御部15kの繰返し制御によって導出制御を実行するときに、一つの相関関係を、前回実行された導出制御にて用いられた一つの相関関係に対して、吸着質の所定成分の割合が異なることにより現飽和量が増加した、複数の相関関係C1~C5のうち他の相関関係を選定し、かつ、基準飽和量を、前回実行された導出制御にて導出された現飽和量に設定して、導出制御を実行する(詳細は後述する)。なお、繰返し制御部15kの繰返し制御によって導出制御を実行するときとは、後述するカウント数nが1以上である場合に導出制御が実行されるときである。 Further, when the adsorptionable amount derivation unit 15c executes the derivation control by the repetition control of the repetition control unit 15k, one correlation is applied to one correlation used in the previously executed derivation control. , The current saturation amount increased due to the difference in the ratio of the predetermined component of the adsorbent. Select other correlations from the plurality of correlations C1 to C5, and set the reference saturation amount to the previously executed derivation control. The derivation control is executed by setting the current saturation amount derived from the above (details will be described later). The time when the derivation control is executed by the repetition control of the repetition control unit 15k is when the derivation control is executed when the count number n described later is 1 or more.

さらに、吸着可能量導出部15cは、繰返し制御部15kの繰返し制御によって導出制御を実行するときに、点火制御にて、原料ポンプ42aによる供給によって吸着した吸着質の量を考慮して、吸着可能量を導出する。具体的には、繰返し制御部15kの繰返し制御によって導出制御が実行されたとき、吸着可能量は、今回の導出制御にて選定された他の相関関係において現時点の第一検出温度の対応する現飽和量と、前回実行された導出制御にて導出された現飽和量との差から、さらに、前回の導出制御と今回の導出制御との間に実行された点火制御にて供給された改質用原料の量(総量=第二所定流量×所定時間)が減算されて導出される(詳細は後述する)。 Further, the adsorbable amount derivation unit 15c can adsorb in consideration of the amount of adsorbent adsorbed by the supply by the raw material pump 42a in the ignition control when the derivation control is executed by the repetition control of the repetition control unit 15k. Derive the quantity. Specifically, when the derivation control is executed by the repetition control of the repetition control unit 15k, the adsorbable amount corresponds to the current first detection temperature in the other correlations selected in this derivation control. From the difference between the saturation amount and the current saturation amount derived by the previously executed derivation control, the modification supplied by the ignition control executed between the previous derivation control and the current derivation control. It is derived by subtracting the amount of raw materials (total amount = second predetermined flow rate x predetermined time) (details will be described later).

次に、待機モードである燃料電池システム1が運転モードを開始され、起動運転を終了して発電運転を開始するまでの燃料電池システム1の動作について、図4に示すフローチャートに沿って説明する。 Next, the operation of the fuel cell system 1 from the start of the operation mode of the fuel cell system 1 in the standby mode to the end of the start-up operation and the start of the power generation operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

なお、燃料電池システム1の運転モードにおいて、改質用原料が供給源Gsから供給されているときは、吸着部42b1の吸着量は飽和状態となっている。よって、運転モードの停止時における吸着部42b1の吸着量は、停止時の吸着部42b1の温度に応じた吸着飽和量となっている。そして、燃料電池システム1が待機モードである場合、改質用原料が供給されないため、吸着部42b1の吸着量が変動しない。またこの場合、燃料電池34の発電が行われないことにより吸着部42b1の温度が低下するため、吸着飽和量が増加する。よってこの場合、吸着部42b1の吸着量が飽和状態でないため、吸着部42b1が吸着質を吸着可能な状態になっている。 In the operation mode of the fuel cell system 1, when the reforming raw material is supplied from the supply source Gs, the adsorption amount of the adsorption unit 42b1 is saturated. Therefore, the adsorption amount of the adsorption unit 42b1 when the operation mode is stopped is the adsorption saturation amount according to the temperature of the adsorption unit 42b1 when the operation mode is stopped. When the fuel cell system 1 is in the standby mode, the adsorbed amount of the adsorbed portion 42b1 does not fluctuate because the reforming raw material is not supplied. Further, in this case, since the fuel cell 34 does not generate electricity, the temperature of the adsorption portion 42b1 decreases, so that the adsorption saturation amount increases. Therefore, in this case, since the adsorbed amount of the adsorbed portion 42b1 is not saturated, the adsorbed portion 42b1 is in a state where the adsorbent can be adsorbed.

制御装置15は、ステップS102にて起動スイッチがオンされたか否かを確認する。起動スイッチがオンされていない場合、制御装置15は、ステップS102にて「NO」と判定し、ステップS102を繰り返し実行する。一方、起動スイッチがオンされた場合、制御装置15は、ステップS102にて「YES」と判定し、待機モードを終了して運転モードおよび起動運転を開始する。 The control device 15 confirms whether or not the start switch is turned on in step S102. If the start switch is not turned on, the control device 15 determines "NO" in step S102 and repeatedly executes step S102. On the other hand, when the start switch is turned on, the control device 15 determines "YES" in step S102, ends the standby mode, and starts the operation mode and the start operation.

制御装置15は、ステップS104にてカウント数nをゼロに設定する(カウント部15i)。カウント数nは、カウント部15iによってカウントされる数である。続けて、制御装置15は、ステップS106にて、導出制御を実行する(吸着可能量導出部15c)。このときの導出制御は、現在の運転モードにおいて実行される最初の導出制御であるため、上述したように、基準飽和量が、第一の相関関係C1において停止時温度T0に対応する停止時飽和量S0に設定される。そして、現時点の第一検出温度が第一温度T1である場合、第一の相関関係C1において第一温度T1に対応する第一飽和量S1と停止時飽和量S0の差である第一吸着量Q1が吸着可能量として導出される(図3参照)。 The control device 15 sets the count number n to zero in step S104 (count unit 15i). The count number n is a number counted by the counting unit 15i. Subsequently, the control device 15 executes the derivation control in step S106 (adsorbable amount derivation unit 15c). Since the derivation control at this time is the first derivation control executed in the current operation mode, as described above, the reference saturation amount corresponds to the stop temperature T0 in the first correlation C1. The quantity is set to S0. When the current first detection temperature is the first temperature T1, the first adsorption amount which is the difference between the first saturation amount S1 corresponding to the first temperature T1 and the stop saturation amount S0 in the first correlation C1. Q1 is derived as an adsorbable amount (see FIG. 3).

さらに、制御装置15は、ステップS108にて、吸着時間を算出する(吸着時間算出部15d)。吸着時間は、第一吸着量Q1が第一所定流量にて除算されることにより算出される。そして、制御装置15は、ステップS110にて吸着制御を実行する(吸着制御部15e)。これにより、改質用原料が第一所定流量にて吸着時間だけ導出されて、吸着部42b1に吸着質がおよそ第一吸着量Q1だけ吸着して、吸着部42b1の吸着量がおよそ第一飽和量S1となる。 Further, the control device 15 calculates the adsorption time in step S108 (adsorption time calculation unit 15d). The adsorption time is calculated by dividing the first adsorption amount Q1 by the first predetermined flow rate. Then, the control device 15 executes adsorption control in step S110 (adsorption control unit 15e). As a result, the reforming raw material is derived at the first predetermined flow rate for the adsorption time, the adsorbent is adsorbed on the adsorbent portion 42b1 by the first adsorption amount Q1, and the adsorption amount of the adsorbent portion 42b1 is approximately the first saturation. The amount is S1.

続けて、制御装置15は、ステップS112にて、点火制御を実行する(点火制御部15f)。これにより、点火ヒータ36aがオンされ、改質用原料が供給源Gsから燃料電池34に向けて第二所定流量にて所定時間だけ供給される。このとき、点火ヒータ36aがオンされるため、燃焼部36の温度が上昇する。そして、制御装置15は、ステップS114にて燃焼部36が着火したか否かを判定する。 Subsequently, the control device 15 executes ignition control in step S112 (ignition control unit 15f). As a result, the ignition heater 36a is turned on, and the reforming raw material is supplied from the supply source Gs to the fuel cell 34 at the second predetermined flow rate for a predetermined time. At this time, since the ignition heater 36a is turned on, the temperature of the combustion unit 36 rises. Then, the control device 15 determines whether or not the combustion unit 36 has ignited in step S114.

吸着制御によって吸着部42b1の吸着量がおよそ第一飽和量S1となることにより、吸着部42b1の吸着量が飽和状態となった場合、改質用原料が吸着部42b1に吸着しないため、点火制御において燃料電池34から導出されるガス(改質用原料)の流量が十分に確保されている。この場合、このガスひいては燃焼部36が点火ヒータ36aによって点火されて、燃焼部36が着火し、燃焼部36の温度がさらに上昇する。そして、第二検出温度が判定温度以上となった場合、制御装置15は、ステップS114にて「YES」と判定し、ステップS116にて起動運転を終了して発電運転を開始する(発電運転開始部15h)。 When the adsorption amount of the adsorption unit 42b1 becomes saturated due to the adsorption amount of the adsorption unit 42b1 being approximately the first saturation amount S1 by the adsorption control, the reforming raw material is not adsorbed on the adsorption unit 42b1, so ignition control is performed. In, the flow rate of the gas (raw material for reforming) derived from the fuel cell 34 is sufficiently secured. In this case, the gas and thus the combustion unit 36 are ignited by the ignition heater 36a, the combustion unit 36 is ignited, and the temperature of the combustion unit 36 further rises. Then, when the second detection temperature becomes equal to or higher than the determination temperature, the control device 15 determines "YES" in step S114, ends the start operation in step S116, and starts the power generation operation (start of power generation operation). Part 15h).

一方、例えば改質用原料におけるブタンの割合が0%より多いことにより実際の吸着飽和量が、現時点における吸着部42b1の吸着量である第一飽和量S1より多い場合、吸着部42b1の吸着量が飽和状態となっていない。この場合、点火制御によって供給される改質用原料が吸着部42b1に吸着するため、燃料電池34から導出されるガスの流量が十分に確保されない。よって、点火制御によってもガスが点火されずに燃焼部36が着火せず、第二検出温度が判定温度より低いままである。この場合、制御装置15は、ステップS114にて「NO」と判定し、ステップS118にてカウント数nを一つ増やす(カウント部15i)。 On the other hand, for example, when the actual adsorption saturation amount is larger than the first saturation amount S1 which is the adsorption amount of the adsorption unit 42b1 at present because the ratio of butane in the reforming raw material is more than 0%, the adsorption amount of the adsorption unit 42b1. Is not saturated. In this case, since the reforming raw material supplied by the ignition control is adsorbed on the adsorption portion 42b1, the flow rate of the gas derived from the fuel cell 34 is not sufficiently secured. Therefore, even with the ignition control, the gas is not ignited and the combustion unit 36 does not ignite, and the second detection temperature remains lower than the determination temperature. In this case, the control device 15 determines "NO" in step S114, and increases the count number n by one in step S118 (count unit 15i).

続けて、制御装置15は、ステップS120にてカウント数nが所定回数以上であるか否かを判定する。例えば、原料ポンプ42aの異常によって改質用原料が供給されないため、燃焼部36が着火せずに、後述するように導出制御~判定制御が繰返し実行されて、カウント数nが所定回数以上となった場合、制御装置15は、ステップS120にて「YES」と判定し、ステップS122にて燃料電池システム1の運転を停止する(運転停止部15j)。 Subsequently, the control device 15 determines in step S120 whether or not the count number n is equal to or greater than a predetermined number of times. For example, since the reforming raw material is not supplied due to an abnormality in the raw material pump 42a, the derivation control to the determination control are repeatedly executed as described later without igniting the combustion unit 36, and the count number n becomes a predetermined number of times or more. If so, the control device 15 determines “YES” in step S120, and stops the operation of the fuel cell system 1 in step S122 (operation stop unit 15j).

一方、カウント数nが所定回数より少ない場合、制御装置15は、ステップS120にて「NO」と判定し、ステップS124にて繰返し制御を実行する(繰返し制御部15k)。制御装置15は、具体的には、プログラムをステップS106に戻して導出制御を再度実行する。 On the other hand, when the count number n is less than the predetermined number of times, the control device 15 determines "NO" in step S120, and executes repeat control in step S124 (repetition control unit 15k). Specifically, the control device 15 returns the program to step S106 and executes the derivation control again.

繰返し制御によって導出制御が二回目として実行される場合、すなわち、カウント数nが1である場合に導出制御が実行される場合、前回の導出制御にて用いられた第一の相関関係C1に対して、ブタンの割合が増加することにより現飽和量が増加した第二の相関関係C2が選定される(図3参照)。さらに、基準飽和量が、前回実行された導出制御にて導出された現飽和量である第一飽和量S1に設定される。 When the derivation control is executed for the second time by the iterative control, that is, when the derivation control is executed when the count number n is 1, the first correlation C1 used in the previous derivation control is struck. Therefore, the second correlation C2 in which the current saturation amount has increased due to the increase in the proportion of butane is selected (see FIG. 3). Further, the reference saturation amount is set to the first saturation amount S1, which is the current saturation amount derived by the derivation control executed last time.

また、上述したように点火制御によって燃焼部36の温度が上昇したため、燃料電池34ひいては吸着部42b1の温度が上昇している。これにより、現時点の第一検出温度が第一温度T1より高い第二温度T2となるため、今回の導出制御における現飽和量が、第二の相関関係C2において、第二温度T2に対応した吸着飽和量である第二飽和量S2として導出される。さらに、第二飽和量S2と第一飽和量S1との差である第二吸着量Q2が吸着可能量として導出される。すなわち、繰返し制御によって実行された今回の導出制御により導出された吸着可能量は、前回の導出制御にて選定された一つの相関関係(第一の相関関係C1)において設定されているブタンの割合と、実際の改質用原料のブタンの割合と異なることにより生じる、実際の吸着飽和量に対する前回の導出制御によって導出された吸着飽和量(第一飽和量S1)の不足分として、導出される。 Further, as described above, since the temperature of the combustion unit 36 has increased due to the ignition control, the temperature of the fuel cell 34 and thus the adsorption unit 42b1 has increased. As a result, the current first detection temperature becomes the second temperature T2, which is higher than the first temperature T1, so that the current saturation amount in the derivation control this time is the adsorption corresponding to the second temperature T2 in the second correlation C2. It is derived as the second saturation amount S2 which is the saturation amount. Further, the second adsorption amount Q2, which is the difference between the second saturation amount S2 and the first saturation amount S1, is derived as the adsorbable amount. That is, the adsorbable amount derived by the current derivation control executed by the repetition control is the ratio of butane set in one correlation (first correlation C1) selected in the previous derivation control. And, it is derived as a shortage of the adsorption saturation amount (first saturation amount S1) derived by the previous derivation control with respect to the actual adsorption saturation amount, which is caused by the difference from the actual ratio of butane of the reforming raw material. ..

また、今回の導出制御によって導出される吸着可能量は、前回実行された点火制御にて供給された改質用原料の量(総量=第二所定流量×所定時間)を考慮して導出される。具体的には、燃焼部36が着火されなかった場合においては、上述したように、点火制御にて供給された改質用原料が吸着質として吸着部42b1に付着しているため、今回の導出制御によって導出される吸着可能量は、第二所定流量と所定時間とを乗算したものを、第二吸着量Q2から減算されて導出される(吸着可能量=第二吸着量Q2-第二所定流量×所定時間)。 In addition, the adsorbable amount derived by this derivation control is derived in consideration of the amount of the reforming raw material supplied in the ignition control executed last time (total amount = second predetermined flow rate × predetermined time). .. Specifically, when the combustion unit 36 is not ignited, as described above, the reforming raw material supplied by the ignition control adheres to the adsorption unit 42b1 as an adsorbent, so that the derivation this time is performed. The adsorbable amount derived by control is derived by multiplying the second predetermined flow rate and the predetermined time by subtracting it from the second adsorption amount Q2 (adsorbable amount = second adsorption amount Q2-second predetermined amount). Flow rate x predetermined time).

続けて、制御装置15は、ステップS108にて繰返し制御により再度実行された導出制御によって再度導出された吸着可能量に対応する吸着時間を算出し、ステップS110にて、この吸着時間に基づいて吸着制御を再度実行する。これにより、吸着部42b1の吸着量は、およそ第一飽和量S1から今回の導出制御によって導出された吸着可能量が付着して、およそ第二飽和量S2となる。さらに、制御装置15は、ステップS112にて着火制御を再度実行し、ステップS114にて判定制御を実行する。 Subsequently, the control device 15 calculates the adsorption time corresponding to the adsorbable amount again derived by the derivation control executed again by the repeat control in step S108, and adsorbs based on this adsorption time in step S110. Re-execute control. As a result, the adsorption amount of the adsorption unit 42b1 becomes approximately the second saturation amount S2 by adsorbing the adsorbable amount derived by the current derivation control from the first saturation amount S1. Further, the control device 15 re-executes the ignition control in step S112, and executes the determination control in step S114.

繰返し制御によって導出制御~吸着制御が繰返されて、吸着部42b1の吸着量がおよそ第二飽和量S2となった場合においても、吸着部42b1の吸着量が飽和状態でない場合、上述したように燃焼部36が着火しないため、制御装置15は、ステップS114にて「NO」と判定し、カウント数nをさらに1つ増やす(カウント部15i)。そして、カウント数が所定回数より少ない場合、制御装置15は、ステップS124にてさらに繰返し制御を実行する。 Even when the derivation control to the adsorption control are repeated by the repetition control and the adsorption amount of the adsorption unit 42b1 becomes about the second saturation amount S2, if the adsorption amount of the adsorption unit 42b1 is not in the saturated state, it burns as described above. Since the unit 36 does not ignite, the control device 15 determines “NO” in step S114, and further increases the count number n by one (count unit 15i). Then, when the number of counts is less than the predetermined number of times, the control device 15 further executes repeated control in step S124.

繰返し制御によって導出制御が三回目として実行される場合(ステップS106)、前回の導出制御にて用いられた第二の相関関係C2に対して、ブタンの割合が増加することにより現飽和量が増加した第三の相関関係C3が選定される(図3参照)。さらに、基準飽和量が、前回実行された導出制御にて導出された現飽和量である第二飽和量S2に設定される。 When the derivation control is executed as the third time by the iterative control (step S106), the current saturation amount increases due to the increase in the proportion of butane with respect to the second correlation C2 used in the previous derivation control. The third correlation C3 is selected (see FIG. 3). Further, the reference saturation amount is set to the second saturation amount S2, which is the current saturation amount derived by the derivation control executed last time.

また、点火制御によって燃焼部36の温度が上昇したため、燃料電池34ひいては吸着部42b1の温度が上昇したことにより、現時点の第一検出温度が第二温度T2より高い第三温度T3となるため、第三の相関関係C3における第三温度T3に対応した現飽和量である第三飽和量S3と、第二飽和量S2との差である第三吸着量Q3が吸着可能量として導出される。 Further, since the temperature of the combustion unit 36 has increased due to the ignition control, the temperature of the fuel cell 34 and thus the adsorption unit 42b1 has increased, so that the current first detection temperature becomes the third temperature T3 higher than the second temperature T2. The third adsorption amount Q3, which is the difference between the third saturation amount S3, which is the current saturation amount corresponding to the third temperature T3 in the third correlation C3, and the second saturation amount S2 is derived as the adsorbable amount.

さらに、今回の導出制御によって導出される吸着可能量は、前回実行された点火制御にて供給された改質用原料の量を考慮して、第二所定流量と所定時間とを乗算したものを、第三吸着量Q3から減算したものとして導出される(吸着可能量=第三吸着量Q3-第二所定流量×所定時間)。 Furthermore, the adsorbable amount derived by this derivation control is the product of the second predetermined flow rate and the predetermined time in consideration of the amount of the reforming raw material supplied in the ignition control executed last time. , Derived as subtracted from the third adsorption amount Q3 (adsorbable amount = third adsorption amount Q3-second predetermined flow rate x predetermined time).

このように、繰返し制御によって導出制御が実行された場合の吸着可能量は、今回の導出制御にて選定された相関関係において現時点の第一検出温度に対応する吸着飽和量である現飽和量と、前回の導出制御によって導出された現飽和量との差から、さらに、前回の点火制御によって供給された改質用原料の量(総量=第二所定流量×所定時間)が減算されることにより導出される。 In this way, the amount that can be adsorbed when the derivation control is executed by the repeat control is the current saturation amount, which is the adsorption saturation amount corresponding to the current first detection temperature in the correlation selected in this derivation control. , By further subtracting the amount of reforming raw material (total amount = second predetermined flow rate x predetermined time) supplied by the previous ignition control from the difference from the current saturation amount derived by the previous derivation control. Derived.

続けて、制御装置15は、繰返し制御により実行された導出制御によって導出された吸着可能量に基づいて、吸着時間を算出して、吸着制御を実行する(ステップS108~S110)。これにより、吸着部42b1の吸着量は、およそ第三飽和量S3となる。このとき、改質用原料における実際のブタンの割合が第三の相関関係C3にて設定されたブタンの割合に相当する10%である場合には、吸着部42b1の吸着量が飽和状態となる。 Subsequently, the control device 15 calculates the adsorption time based on the adsorbable amount derived by the derivation control executed by the repetition control, and executes the adsorption control (steps S108 to S110). As a result, the adsorption amount of the adsorption portion 42b1 becomes approximately the third saturation amount S3. At this time, when the actual ratio of butane in the reforming raw material is 10% corresponding to the ratio of butane set in the third correlation C3, the adsorption amount of the adsorption portion 42b1 becomes saturated. ..

この場合、制御装置15が点火制御を実行した場合、改質用原料が吸着部42b1に吸着せずに、燃料電池34ひいては燃焼部36に供給されるため、改質用原料の流量が十分に確保される。よって、点火ヒータ36aによって改質用原料ひいては燃焼部36が点火され、燃焼部36が着火する。これにより、第二検出温度が判定温度以上となった場合、制御装置15がステップS114にて「YES」と判定し、ステップS116にて発電運転を開始する。このように、制御装置15は、吸着部42b1の吸着量を飽和状態にして燃焼部36が着火されるように、カウント数nが所定回数以上となるまで、導出制御~判定制御を繰返し実行する。 In this case, when the control device 15 executes ignition control, the reforming raw material is supplied to the fuel cell 34 and thus to the combustion unit 36 without being adsorbed by the adsorption unit 42b1, so that the flow rate of the reforming raw material is sufficient. Secured. Therefore, the ignition heater 36a ignites the reforming raw material and thus the combustion unit 36, and the combustion unit 36 ignites. As a result, when the second detection temperature becomes equal to or higher than the determination temperature, the control device 15 determines "YES" in step S114, and starts the power generation operation in step S116. In this way, the control device 15 repeatedly executes the derivation control to the determination control until the count number n becomes a predetermined number of times or more so that the adsorption amount of the adsorption unit 42b1 is saturated and the combustion unit 36 is ignited. ..

本実施形態によれば、燃料電池システム1は、供給源Gsから供給され、かつ、付臭剤が添加された改質用原料が改質された改質燃料である改質ガスと、酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池34と、供給源Gsから燃料電池34に向けて改質用原料を流通させる原料供給管42に配置され、改質用原料の供給を行う原料ポンプ42aと、燃料電池34から導出されたアノードオフガスとカソードオフガスとの燃焼を行う燃焼部36と、原料供給管42に配置され、吸着質を脱離可能に吸着し、かつ、燃料電池34の温度と相関を有して温度変化する吸着部42b1を有する脱硫器42bと、吸着部42b1の温度を検出する第一温度センサ34dと、燃料電池34を少なくとも制御する制御装置15と、を備えている。吸着質は、付臭剤および改質用原料である。制御装置15は、吸着部42b1の温度と吸着部42b1に吸着可能な吸着質の飽和量である吸着飽和量との関係を示す複数の相関関係C1~C5であって、吸着質の所定成分の割合が互いに異なる複数の相関関係C1~C5を記憶する記憶部15aと、燃料電池34の発電の準備を行う起動運転が開始された場合、複数の相関関係C1~C5のうち一つの相関関係を選定し、一つの相関関係における第一温度センサ34dの現時点の第一検出温度に対応する吸着飽和量である現飽和量と、基準となる吸着飽和量である基準飽和量との差を、吸着部42b1が吸着可能な吸着質の量である吸着可能量として導出する導出制御を実行する吸着可能量導出部15cと、吸着可能量導出部15cの導出制御によって導出された吸着可能量だけ、原料ポンプ42aによる供給を行うことにより、吸着質を吸着部42b1に吸着させる吸着制御を実行する吸着制御部15eと、吸着制御部15eによって吸着制御が実行された後、原料ポンプ42aによる供給を行い、かつ、燃焼部36を点火する点火制御を実行する点火制御部15fと、点火制御部15fによって点火制御が実行された場合、燃焼部36が着火したか否かを判定する判定制御を実行する判定制御部15gと、判定制御部15gの判定制御によって燃焼部36が着火していないと判定された場合、導出制御、吸着制御、点火制御および判定制御を繰返し実行させる繰返し制御を実行する繰返し制御部15kと、を備えている。吸着可能量導出部15cは、繰返し制御部15kの繰返し制御によって導出制御を実行するときに、一つの相関関係を、前回実行された導出制御にて用いられた一つの相関関係に対して、吸着質の所定成分の割合が異なることにより現飽和量が増加した、複数の相関関係C1~C5のうち他の相関関係を選定し、かつ、基準飽和量を、前回実行された導出制御にて導出された現飽和量に設定して、導出制御を実行する。 According to the present embodiment, the fuel cell system 1 includes a reformed gas, which is a reformed fuel supplied from a supply source Gs and in which a reforming raw material to which an odorant is added is reformed, and an oxidizing agent. A fuel cell 34 that generates power with gas, a raw material pump 42a that is arranged in a raw material supply pipe 42 that distributes reforming raw materials from the supply source Gs to the fuel cell 34, and supplies the reforming raw materials, and fuel. It is arranged in the raw material supply pipe 42 and the combustion unit 36 that burns the anode off gas and the cathode off gas derived from the battery 34, adsorbs the adsorbate desorbably, and has a correlation with the temperature of the fuel cell 34. It is provided with a desulfurizer 42b having an adsorption unit 42b1 that changes in temperature, a first temperature sensor 34d that detects the temperature of the adsorption unit 42b1, and a control device 15 that at least controls the fuel cell 34. Adsorbents are odorants and raw materials for reforming. The control device 15 has a plurality of correlations C1 to C5 showing the relationship between the temperature of the adsorbent portion 42b1 and the adsorption saturation amount, which is the saturation amount of the adsorbent that can be adsorbed on the adsorbent portion 42b1, and is a predetermined component of the adsorbent. When the start-up operation for preparing the power generation of the fuel cell 34 is started with the storage unit 15a that stores the plurality of correlations C1 to C5 having different ratios, one of the plurality of correlations C1 to C5 is determined. The difference between the current saturation amount, which is the adsorption saturation amount corresponding to the current first detection temperature of the first temperature sensor 34d in one correlation, and the reference saturation amount, which is the reference adsorption saturation amount, is adsorbed. The raw material is only the adsorbable amount derived by the derivation control of the adsorbable amount derivation unit 15c and the adsorbable amount derivation unit 15c, which executes the derivation control to be derived as the adsorbable amount, which is the amount of the adsorbent that can be adsorbed by the unit 42b1. The adsorption control unit 15e that executes the adsorption control to adsorb the adsorbent to the adsorption unit 42b1 by supplying the adsorbent 42a, and the raw material pump 42a after the adsorption control is executed by the adsorption control unit 15e. Further, when the ignition control unit 15f for executing the ignition control for igniting the combustion unit 36 and the ignition control unit 15f execute the ignition control, the determination for executing the determination control for determining whether or not the combustion unit 36 is ignited is executed. When it is determined by the determination control of the control unit 15g and the determination control unit 15g that the combustion unit 36 is not ignited, the repetition control unit that executes the repeat control for repeatedly executing the derivation control, the adsorption control, the ignition control and the determination control. It is equipped with 15k. When the derivation control is executed by the repetition control of the repetition control unit 15k, the adsorptionable amount derivation unit 15c adsorbs one correlation with respect to the one correlation used in the previously executed derivation control. Select other correlations from the plurality of correlations C1 to C5 in which the current saturation amount has increased due to the difference in the ratio of the predetermined component of the quality, and derive the reference saturation amount by the derivation control executed last time. The derivation control is executed by setting the current saturation amount.

起動運転が開始されて、導出制御、吸着制御および着火制御が実行された後においても、燃焼部36が着火されていない場合、吸着質の所定成分の割合が変動したことにより、吸着部42b1の吸着量が飽和状態となっていないため、供給源Gsから供給された改質用原料が吸着部42b1に吸着して、燃料電池34から燃焼部36に導出される改質用原料の流量が不足していることが考えられる。これに対して、本実施形態の燃料電池システム1は、燃焼部36が着火されていない場合、導出制御、吸着制御、点火制御および判定制御が判定制御によって繰返し実行され、導出制御が実行されるときに、一つの相関関係が、前回の導出制御にて使用された相関関係より現飽和量が増加した他の相関関係に選定され、かつ基準飽和量が、前回の導出制御にて用いられた現飽和量に設定される。これにより、今回の導出制御によって導出される吸着可能量は、吸着部42b1の実際の吸着飽和量に対する、前回の導出制御によって導出された現飽和量の不足分として導出される。よって、燃料電池システム1は、吸着部42b1の実際の吸着飽和量の不足分だけ改質用原料を再度供給することができる。したがって、燃料電池システム1において、改質用原料の組成が変動する場合においても、比較的低コストにて、起動運転において燃焼部36を着火する前に吸着部42b1の吸着量を飽和状態にすることができる。 If the combustion unit 36 is not ignited even after the start-up operation is started and the derivation control, adsorption control, and ignition control are executed, the ratio of the predetermined component of the adsorbent fluctuates, so that the adsorption unit 42b1 Since the amount of adsorption is not saturated, the reforming raw material supplied from the supply source Gs is adsorbed on the adsorption portion 42b1, and the flow rate of the reforming raw material led out from the fuel cell 34 to the combustion portion 36 is insufficient. It is possible that you are doing it. On the other hand, in the fuel cell system 1 of the present embodiment, when the combustion unit 36 is not ignited, the derivation control, the adsorption control, the ignition control and the determination control are repeatedly executed by the determination control, and the derivation control is executed. Occasionally, one correlation was selected for another correlation with an increased current saturation from the one used in the previous derivation control, and the reference saturation was used in the previous derivation control. It is set to the current saturation amount. As a result, the adsorbable amount derived by the current derivation control is derived as a shortage of the current saturation amount derived by the previous derivation control with respect to the actual adsorption saturation amount of the adsorption unit 42b1. Therefore, the fuel cell system 1 can resupply the reforming raw material by the amount of the shortage of the actual adsorption saturation amount of the adsorption portion 42b1. Therefore, in the fuel cell system 1, even when the composition of the reforming raw material fluctuates, the adsorption amount of the adsorption portion 42b1 is saturated before the combustion portion 36 is ignited in the start-up operation at a relatively low cost. be able to.

また、吸着質の所定成分は、ブタンである。
改質用原料がガスボンベから供給されるLPGである場合、LPGの使用量によって吸着質の成分であるブタンの割合が変動する。よって、燃料がLPGである場合においても、比較的低コストにて、吸着部42b1の吸着量を飽和状態にすることができる。
The predetermined component of the adsorbent is butane.
When the raw material for reforming is LPG supplied from a gas cylinder, the proportion of butane, which is an adsorbent component, varies depending on the amount of LPG used. Therefore, even when the fuel is LPG, the adsorption amount of the adsorption portion 42b1 can be saturated at a relatively low cost.

また、吸着可能量導出部15cは、繰返し制御部15kの繰返し制御によって導出制御を実行するときに、点火制御にて、原料ポンプ42aによる供給によって吸着した吸着質の量を考慮して、吸着可能量を導出する。 Further, the adsorbable amount derivation unit 15c can adsorb in consideration of the amount of adsorbent adsorbed by the supply by the raw material pump 42a in the ignition control when the derivation control is executed by the repetition control of the repetition control unit 15k. Derive the quantity.

これによれば、導出制御が再度実行される場合において、点火制御にて吸着部42b1に吸着した吸着質の量だけ減算して吸着可能量を導出することができる。よって、より低コストにて、吸着部42b1の吸着量を飽和状態にすることができる。 According to this, when the derivation control is executed again, the adsorbable amount can be derived by subtracting only the amount of the adsorbent adsorbed on the adsorbent portion 42b1 by the ignition control. Therefore, the adsorption amount of the adsorption portion 42b1 can be saturated at a lower cost.

また、制御装置15は、繰返し制御部15kの繰返し制御によって導出制御が所定回数以上実行された場合、起動運転を停止する運転停止部15jをさらに備えている。 Further, the control device 15 further includes an operation stop unit 15j that stops the start operation when the derivation control is executed a predetermined number of times or more by the repetition control of the repetition control unit 15k.

これによれば、導出制御が所定回数以上実行された場合、例えば原料ポンプ42aの故障によって、改質用原料の流量が不足していることが考えられる。この場合、起動運転ひいては燃料電池システム1の運転が停止されるため、燃料電池システム1の異常を確認することができる。 According to this, when the derivation control is executed more than a predetermined number of times, it is conceivable that the flow rate of the reforming raw material is insufficient, for example, due to a failure of the raw material pump 42a. In this case, since the start-up operation and the operation of the fuel cell system 1 are stopped, it is possible to confirm the abnormality of the fuel cell system 1.

また、燃料電池システム1は、起動運転、および燃焼部36の燃焼をさせて燃料電池34の発電を行う発電運転を少なくとも行う運転モードと、運転モードが停止され、燃焼部36の燃焼がされず、かつ燃料電池34による発電が行われずに運転モードの開始を待機している待機モードと、を有している。吸着可能量導出部15cは、現在の運転モードにおいて導出制御を最初に実行する場合、基準飽和量を、一つの相関関係において、現在の運転モードの直前の運転モードの停止時点の検出温度に対応する吸着飽和量とする。 Further, the fuel cell system 1 has at least an operation mode in which a start-up operation and a power generation operation in which the combustion unit 36 is burned to generate power of the fuel cell 34 and an operation mode are stopped, and the combustion unit 36 is not burned. In addition, it has a standby mode in which the fuel cell 34 is not generating power and is waiting for the start of the operation mode. When the derivation control is first executed in the current operation mode, the adsorbable amount derivation unit 15c corresponds to the reference saturation amount and the detection temperature at the stop time of the operation mode immediately before the current operation mode in one correlation. The amount of adsorption saturation to be applied.

これによれば、現在の運転モードにおいて最初に導出制御を実行する場合において、基準飽和量が比較的高い温度に基づいて設定されている場合に比べて、導出制御によって導出される吸着可能量を抑制することができる。よって、さらに低コストにて、吸着部42b1の吸着量を飽和状態にすることができる。 According to this, when the derivation control is first executed in the current operation mode, the adsorbable amount derived by the derivation control is reduced as compared with the case where the reference saturation amount is set based on a relatively high temperature. It can be suppressed. Therefore, the adsorption amount of the adsorption portion 42b1 can be saturated at a lower cost.

なお、上述した実施形態において、燃料電池システムの一例を示したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を採用することもできる。例えば、上述した実施形態において、
燃料電池34の燃料は、供給源Gsから供給され、かつ、付臭剤が添加された改質用原料が改質されたものであるが、これに代えて、供給源Gsから直接供給され、かつ、付臭剤が添加された直接燃料としても良い。直接燃料は、天然ガスや石炭ガスである。この場合、燃料電池システム1は、改質部33を省略して構成される。また、この場合、原料供給管42は、直接燃料を流通させ、原料ポンプ42aは、供給源Gsから直接燃料を供給する。このとき、直接燃料とともに水蒸気を燃料電池34に直接供給しても良い。このように、燃料電池34は、供給源Gsから直接供給され、かつ、付臭剤が添加された直接燃料、または、供給源Gsから供給され、かつ、付臭剤が添加された改質用原料が改質された改質燃料である燃料と、酸化剤ガスとにより発電を行う。また、原料ポンプ42aは、供給源Gsから燃料電池34に向けて直接燃料または改質用原料を流通させる原料供給管42に配置され、供給源Gsから直接燃料または改質用原料の供給を行う。そして、吸着質は、付臭剤、直接燃料および改質用原料である。
Although an example of the fuel cell system is shown in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and other configurations may be adopted. For example, in the embodiment described above.
The fuel of the fuel cell 34 is supplied from the supply source Gs, and the reforming raw material to which the odorant is added is modified. Instead, the fuel is directly supplied from the supply source Gs. Moreover, it may be used as a direct fuel to which an odorant is added. Direct fuels are natural gas and coal gas. In this case, the fuel cell system 1 is configured by omitting the reforming unit 33. Further, in this case, the raw material supply pipe 42 directly distributes the fuel, and the raw material pump 42a directly supplies the fuel from the supply source Gs. At this time, water vapor may be directly supplied to the fuel cell 34 together with the fuel directly. As described above, the fuel cell 34 is a direct fuel supplied directly from the supply source Gs and to which an odorant is added, or a reforming fuel cell supplied from the supply source Gs and to which an odorant is added. Power is generated by fuel, which is a reformed fuel whose raw material is reformed, and oxidant gas. Further, the raw material pump 42a is arranged in the raw material supply pipe 42 for directly distributing the fuel or the reforming raw material from the supply source Gs to the fuel cell 34, and directly supplies the fuel or the reforming raw material from the supply source Gs. .. The adsorbents are odorants, direct fuels and raw materials for reforming.

また、上述した実施形態において、第一温度センサ34dは燃料電池34に配置されているが、これに代えて、ケーシング31に配置しても良い。また、第一温度センサ34dを、吸着部42b1に配置するようにしてもよい。この場合、第一温度センサ34dは、吸着部42b1の温度を直接検出する。 Further, in the above-described embodiment, the first temperature sensor 34d is arranged in the fuel cell 34, but instead of this, it may be arranged in the casing 31. Further, the first temperature sensor 34d may be arranged in the suction portion 42b1. In this case, the first temperature sensor 34d directly detects the temperature of the suction unit 42b1.

また、上述した実施形態において所定成分は、ブタンであるが、これに代えて、所定成分をエタンや窒素としても良い。この場合、改質用原料が天然ガスであり、天然ガスの組成が例えば地域によって変動する場合においても、比較的低コストにて、起動運転において燃焼部36を着火する前に吸着部42b1の吸着量を飽和状態にすることができる。 Further, in the above-described embodiment, the predetermined component is butane, but instead of this, the predetermined component may be ethane or nitrogen. In this case, even when the raw material for reforming is natural gas and the composition of the natural gas fluctuates depending on the region, for example, the adsorption unit 42b1 is adsorbed at a relatively low cost before the combustion unit 36 is ignited in the start-up operation. The amount can be saturated.

また、上述した実施形態において、繰返し制御によって導出制御が実行される場合において、前回の点火制御によって供給された改質用原料の量(総量)が考慮されているが、この総量を考慮しないようにしても良い。また、現在の運転モードにおいて最初に導出制御が実行される場合において、基準飽和量が、停止時温度T0を用いて設定されているが、これに代えて、例えば比較的少ない吸着飽和量に設定されても良い。 Further, in the above-described embodiment, when the derivation control is executed by the repetition control, the amount (total amount) of the reforming raw material supplied by the previous ignition control is taken into consideration, but this total amount should not be taken into consideration. You can do it. Further, when the derivation control is first executed in the current operation mode, the reference saturation amount is set by using the stop temperature T0, but instead of this, it is set to a relatively small adsorption saturation amount, for example. May be done.

また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、導出制御における一つの相関関係および他の相関関係の選定方法、各温度センサ34d,36bの位置、並びに、吸着制御および点火制御における直接燃料または改質用原料の流量を変更するようにしても良い。 Further, to the extent that the gist of the present invention is not deviated, a method for selecting one correlation and another correlation in derivation control, the positions of the temperature sensors 34d and 36b, and direct fuel or reforming in adsorption control and ignition control. The flow rate of the raw material may be changed.

1…燃料電池システム、11(30)…燃料電池モジュール、15…制御装置、15a…記憶部、15b…温度取得部、15c…吸着可能量導出部、15d…吸着時間算出部、15e…吸着制御部、15f…点火制御部、15g…判定制御部、15h…発電運転開始部、15i…カウント部、15j…運転停止部、15k…制御部、34…燃料電池、34d…第一温度センサ(温度センサ)、36…燃焼部、42…原料供給管(燃料供給管)、42a…原料ポンプ(燃料供給装置)、42b…脱硫器(吸着装置)、42b1…吸着部、C1~C5…複数の相関関係。 1 ... Fuel cell system, 11 (30) ... Fuel cell module, 15 ... Control device, 15a ... Storage unit, 15b ... Temperature acquisition unit, 15c ... Adsorbable amount derivation unit, 15d ... Adsorption time calculation unit, 15e ... Adsorption control Unit, 15f ... Ignition control unit, 15g ... Judgment control unit, 15h ... Power generation operation start unit, 15i ... Count unit, 15j ... Operation stop unit, 15k ... Control unit, 34 ... Fuel cell, 34d ... First temperature sensor (temperature) Sensor), 36 ... combustion part, 42 ... raw material supply pipe (fuel supply pipe), 42a ... raw material pump (fuel supply device), 42b ... desulfurizer (suction device), 42b1 ... suction part, C1 to C5 ... multiple correlations relationship.

Claims (5)

供給源から直接供給され、かつ、付臭剤が添加された直接燃料、または、前記供給源から供給され、かつ、前記付臭剤が添加された改質用原料が改質された改質燃料である燃料と、酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池と、
前記供給源から前記燃料電池に向けて前記直接燃料または前記改質用原料を流通させる燃料供給管に配置され、前記直接燃料または前記改質用原料の供給を行う燃料供給装置と、
前記燃料電池から導出された燃料オフガスと酸化剤オフガスとの燃焼を行う燃焼部と、
前記燃料供給管に配置され、吸着質を脱離可能に吸着し、かつ、前記燃料電池の温度と相関を有して温度変化する吸着部を有する吸着装置と、
前記吸着部の温度を検出する温度センサと、
前記燃料電池を少なくとも制御する制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、
前記吸着質は、前記付臭剤、前記直接燃料および前記改質用原料であり、
前記制御装置は、
前記吸着部の温度と前記吸着部に吸着可能な前記吸着質の飽和量である吸着飽和量との関係を示す複数の相関関係であって、前記吸着質の所定成分の割合が互いに異なる前記複数の相関関係を記憶する記憶部と、
前記燃料電池の前記発電の準備を行う起動運転が開始された場合、前記複数の相関関係のうち一つの相関関係を選定し、前記一つの相関関係における前記温度センサの現時点の検出温度に対応する前記吸着飽和量である現飽和量と、基準となる前記吸着飽和量である基準飽和量との差を、前記吸着部が吸着可能な前記吸着質の量である吸着可能量として導出する導出制御を実行する吸着可能量導出部と、
前記吸着可能量導出部の前記導出制御によって導出された前記吸着可能量だけ、前記燃料供給装置による前記供給を行うことにより、前記吸着質を前記吸着部に吸着させる吸着制御を実行する吸着制御部と、
前記吸着制御部によって前記吸着制御が実行された後、前記燃料供給装置による前記供給を行い、かつ、前記燃焼部を点火する点火制御を実行する点火制御部と、
前記点火制御部によって前記点火制御が実行された場合、前記燃焼部が着火したか否かを判定する判定制御を実行する判定制御部と、
前記判定制御部の前記判定制御によって前記燃焼部が着火していないと判定された場合、前記導出制御、前記吸着制御、前記点火制御および前記判定制御を繰返し実行させる繰返し制御を実行する繰返し制御部と、を備え、
前記吸着可能量導出部は、
前記繰返し制御部の前記繰返し制御によって前記導出制御を実行するときに、
前記一つの相関関係を、前回実行された前記導出制御にて用いられた前記一つの相関関係に対して、前記吸着質の所定成分の割合が異なることにより前記現飽和量が増加した、前記複数の相関関係のうち他の相関関係を選定し、かつ、
前記基準飽和量を、前記前回実行された前記導出制御にて導出された前記現飽和量に設定して、前記導出制御を実行する燃料電池システム。
Direct fuel supplied directly from the source and added with an odorant, or reformed fuel supplied from the source and modified with a reforming raw material to which the odorant is added. A fuel cell that generates electricity from the fuel and the oxidant gas,
A fuel supply device arranged in a fuel supply pipe for distributing the direct fuel or the reforming raw material from the supply source to the fuel cell and supplying the direct fuel or the reforming raw material.
A combustion unit that burns the fuel off gas and the oxidant off gas derived from the fuel cell, and
An adsorbent device arranged in the fuel supply pipe, which adsorbs adsorbents desorbably and has an adsorbent portion that changes in temperature in correlation with the temperature of the fuel cell.
A temperature sensor that detects the temperature of the adsorption part and
A fuel cell system including a control device for at least controlling the fuel cell.
The adsorbent is the odorant, the direct fuel and the reforming raw material.
The control device is
A plurality of correlations showing the relationship between the temperature of the adsorbent and the saturation amount of the adsorbate that can be adsorbed on the adsorbent, wherein the proportions of predetermined components of the adsorbent are different from each other. A storage unit that stores the correlation between
When the start-up operation for preparing the power generation of the fuel cell is started, one of the plurality of correlations is selected and corresponds to the current detection temperature of the temperature sensor in the one correlation. Derivation control that derives the difference between the current saturation amount, which is the adsorption saturation amount, and the reference saturation amount, which is the reference adsorption saturation amount, as the adsorbable amount, which is the amount of the adsorbent that can be adsorbed by the adsorption portion. With the adsorbable amount derivation unit that executes
The adsorption control unit that executes the adsorption control to adsorb the adsorbate to the adsorption unit by supplying the adsorbable amount by the fuel supply device by the adsorptionable amount derived by the derivation control of the adsorbable amount derivation unit. When,
After the adsorption control is executed by the adsorption control unit, the ignition control unit that performs the supply by the fuel supply device and executes the ignition control for igniting the combustion unit, and the ignition control unit.
When the ignition control is executed by the ignition control unit, a determination control unit that executes a determination control for determining whether or not the combustion unit has been ignited, and a determination control unit.
When it is determined by the determination control of the determination control unit that the combustion unit is not ignited, the repetition control unit that executes the repeat control for repeatedly executing the derivation control, the adsorption control, the ignition control, and the determination control. And with
The adsorbable amount derivation unit is
When the derivation control is executed by the repetition control of the repetition control unit,
The plurality of said one correlations, the present saturation amount increased due to the difference in the ratio of the predetermined component of the adsorbent with respect to the one correlation used in the derivation control executed last time. Select other correlations from the above correlations, and
A fuel cell system that executes the derivation control by setting the reference saturation amount to the current saturation amount derived by the derivation control executed last time.
前記吸着質の所定成分は、ブタンである請求項1に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1, wherein the predetermined component of the adsorbent is butane. 前記吸着可能量導出部は、
前記繰返し制御部の前記繰返し制御によって前記導出制御を実行するときに、
前記点火制御にて前記燃料供給装置による前記供給によって吸着した前記吸着質の量を考慮して、前記吸着可能量を導出する請求項1または請求項2に記載の燃料電池システム。
The adsorbable amount derivation unit is
When the derivation control is executed by the repetition control of the repetition control unit,
The fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein the adsorbable amount is derived in consideration of the amount of the adsorbent adsorbed by the supply by the fuel supply device in the ignition control.
前記制御装置は、
前記繰返し制御部の前記繰返し制御によって前記導出制御が所定回数以上実行された場合、前記起動運転を停止する運転停止部をさらに備えている請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の燃料電池システム。
The control device is
The invention according to any one of claims 1 to 3, further comprising an operation stop unit for stopping the start operation when the derivation control is executed a predetermined number of times or more by the repeat control of the repeat control unit. Fuel cell system.
前記起動運転、および前記燃焼部の前記燃焼をさせて前記燃料電池の前記発電を行う発電運転を少なくとも行う運転モードと、前記運転モードが停止され、前記燃焼部の前記燃焼がされず、かつ前記発電が行われずに前記運転モードの開始を待機している待機モードと、を有し、
前記吸着可能量導出部は、
現在の前記運転モードにおいて前記導出制御を最初に実行する場合、
前記基準飽和量を、前記一つの相関関係において、前記現在の前記運転モードの直前の前記運転モードの停止時点の前記検出温度に対応する前記吸着飽和量とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の燃料電池システム。
The operation mode in which at least the start-up operation and the power generation operation in which the combustion of the combustion unit is performed to generate the power of the fuel cell and the operation mode are stopped, the combustion of the combustion unit is not performed, and the fuel cell is not burned. It has a standby mode in which power is not generated and is waiting for the start of the operation mode.
The adsorbable amount derivation unit is
When the derivation control is first executed in the current operation mode,
Any of claims 1 to 4, wherein the reference saturation amount is the adsorption saturation amount corresponding to the detected temperature at the time when the operation mode is stopped immediately before the current operation mode in the one correlation. The fuel cell system described in the first paragraph.
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