JP5955068B2

JP5955068B2 - Fuel cell system

Info

Publication number: JP5955068B2
Application number: JP2012094977A
Authority: JP
Inventors: 岩田　伸; 伸岩田; 覚上野山
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-04-18
Also published as: JP2013222660A

Description

本発明は、燃料ガスを燃料として発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system including a fuel cell that generates power using fuel gas as fuel.

燃料電池の一例として、酸化物イオンを伝導する膜として固体電解質を用いた燃料電池（「燃料電池セルスタック」とも称する）を備えた燃料電池システムが知られている。この燃料電池システムは、燃料電池セルスタックを作動させるための複数の補機を含み、このような補器として、燃料ガスを供給するための燃料ポンプ、酸化材（例えば、空気）を供給するための送風装置及び改質用の水を供給するための水ポンプなどが用いられている。また、燃料電池の出力側には、直流の発電電力を所定の交流電力に変換して出力するための交流電力変換手段が設けられ、また燃料電池の発電電力を制御するためのコントローラが設けられている。 As an example of a fuel cell, a fuel cell system including a fuel cell (also referred to as a “fuel cell stack”) using a solid electrolyte as a film that conducts oxide ions is known. The fuel cell system includes a plurality of auxiliary devices for operating the fuel cell stack, and as such an auxiliary device, a fuel pump for supplying fuel gas, an oxidant (for example, air) is supplied. And a water pump for supplying water for reforming are used. Further, on the output side of the fuel cell, AC power conversion means for converting the DC generated power into predetermined AC power and outputting it is provided, and a controller for controlling the generated power of the fuel cell is provided. ing.

このような燃料電池システムでは、起動時には商用電力が利用され、商用電力が系統連系を介してコントローラ及び複数の補機に供給され、この商用電力により複数の補機及びコントローラが作動される。そして、起動後の定常運転状態になると、燃料電池の発電電力に切り換えられ、この発電電力を利用して複数の補機及びコントローラが作動される。ところが、停電時には系統連系を介して商用電力の供給ができないために、燃料電池の起動ができないという問題がある。 In such a fuel cell system, commercial power is used at startup, and commercial power is supplied to the controller and the plurality of auxiliary machines via the grid connection, and the plurality of auxiliary machines and the controller are operated by this commercial power. Then, when the engine is in a steady operation state after startup, the power is switched to the power generated by the fuel cell, and a plurality of auxiliary machines and controllers are operated using this generated power. However, there is a problem that the fuel cell cannot be started because commercial power cannot be supplied via the grid connection in the event of a power failure.

そこで、停電時の起動を可能にしたシステムも提案されている。一つは、無停電電源装置を利用するものであり（例えば、特許文献１参照）、停電起動時に、無停電電源装置を駆動用電源として用い、この無停電電源装置からの電力を複数の補機などに供給し、この電力を利用して起動している。 In view of this, a system that can be activated in the event of a power failure has also been proposed. One uses an uninterruptible power supply (see, for example, Patent Document 1). At the time of a power failure start-up, the uninterruptible power supply is used as a drive power supply, and power from the uninterruptible power supply is supplemented by a plurality of power supplies. The machine is started using this power.

また、他の一つは、二次電池を利用するものであり（例えば、特許文献２参照）、停電起動時に、二次電池を駆動用電源として用い、この二次電池からの電力を燃料電池及び複数の補機に供給して起動している。 The other one uses a secondary battery (see, for example, Patent Document 2), and uses a secondary battery as a driving power source at the time of a power failure start-up, and uses the power from the secondary battery as a fuel cell. And supplying to a plurality of auxiliary machines.

特開２００４−２４２４５８号公報JP 2004-242458 A 特開２００７−２２８７２８号公報JP 2007-228728 A

しかしながら、上述したシステムでは、駆動用電源として無停電電源装置、二次電池などの専用の起動用電源を必要としているために、システム全体が複雑になるとともに、その製作コストが高価となる問題がある。 However, the above-described system requires a dedicated start-up power supply such as an uninterruptible power supply or a secondary battery as a drive power supply, and thus the entire system is complicated and the production cost is high. is there.

本発明の目的は、レジャー用などの簡易電源として市販されているポータブル電源装置を利用して燃料電池を起動することができる燃料電池システムを提供することである。 The objective of this invention is providing the fuel cell system which can start a fuel cell using the portable power supply device marketed as simple power supplies, such as for leisure.

本発明の請求項１に記載の燃料システムは、燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料電池を作動させるための補機と、前記燃料電池の発電電力を交流電力に変換して出力するための交流電力変換手段と、前記燃料電池の発電出力を制御するためのコントローラとを備えた燃料電池システムであって、
前記コントローラは、前記燃料電池を起動させる起動工程の進行状況を記憶するためのメモリを含み、前記コントローラに関連して、ポータブル電源装置からの電力を入力するための入力端子手段が設けられ、停電起動のときに前記ポータブル電源装置が前記入力端子手段に電気的に接続され、前記ポータブル電源装置からの電力が前記入力端子手段を介して前記コントローラ及び前記補機に供給されて前記起動工程が遂行されるように構成されており、
更に、前記起動工程は、複数の分割工程に分割されており、停電起動のときには、前記起動工程の前記複数の分割工程のうち終了した分割工程については、その分割工程の終了情報が前記コントローラの前記メモリに記憶され、前記起動工程中に前記ポータブル電源装置が作動停止した後に再び作動させたときには、前記コントローラは、前記メモリに記憶された終了分割工程の後の分割工程から前記起動工程を再開することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel system that generates power by oxidizing and reducing fuel gas and oxidant, an auxiliary device for operating the fuel cell, and AC power generated by the fuel cell. A fuel cell system comprising AC power conversion means for converting to electric power and outputting, and a controller for controlling the power generation output of the fuel cell,
The controller includes a memory for storing a progress of a startup process for starting the fuel cell, and in connection with the controller, input terminal means for inputting power from a portable power supply is provided, and a power failure The portable power supply device is electrically connected to the input terminal means at the time of start-up, and power from the portable power supply device is supplied to the controller and the auxiliary machine via the input terminal means to perform the start-up step. Configured to be
Further, the start-up process is divided into a plurality of split processes, and at the time of a power failure start-up, with respect to a split process that has been completed among the plurality of split processes of the start-up process, the end information of the split process is When the portable power supply is stored again in the memory and stored in the memory and then restarted, the controller resumes the startup process from the split process after the end split process stored in the memory. characterized in that it.

また、本発明の請求項２に記載の燃料電池システムは、燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料電池を作動させるための補機と、前記燃料電池の発電電力を交流電力に変換して出力するための交流電力変換手段と、前記燃料電池の発電出力を制御するためのコントローラとを備えた燃料電池システムであって、
前記コントローラは、前記燃料電池を起動させる起動工程時における前記燃料電池に関する温度変化状況を記憶するためのメモリを含み、前記コントローラに関連して、ポータブル電源装置からの電力を入力するための入力端子手段が設けられ、停電起動のときに前記ポータブル電源装置が前記入力端子手段に電気的に接続され、前記ポータブル電源装置からの電力が前記入力端子手段を介して前記コントローラ及び前記補機に供給されて前記起動工程が遂行されるように構成されており、
停電起動のときには、前記起動工程中の前記燃料電池の起動に関する温度変化状況が前記メモリに記憶され、前記起動工程中に前記ポータブル電源装置が作動停止した後に再び作動させたときには、前記コントローラは、前記メモリに記憶された前記燃料電池の起動に関する温度変化状態から前記起動工程を再開することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system comprising: a fuel cell that generates power by oxidizing and reducing fuel gas and oxidant; an auxiliary device for operating the fuel cell; A fuel cell system comprising AC power conversion means for converting electric power into AC power and outputting, and a controller for controlling the power generation output of the fuel cell,
The controller includes a memory for storing a temperature change state related to the fuel cell during a startup process for starting the fuel cell, and an input terminal for inputting power from a portable power supply in association with the controller Means is provided, and the portable power supply is electrically connected to the input terminal means at the time of power failure start-up, and power from the portable power supply is supplied to the controller and the auxiliary machine via the input terminal means. Configured to perform the start-up process,
At the time of power failure start-up, the temperature change state related to the start-up of the fuel cell during the start-up process is stored in the memory, and when the portable power supply is turned off again during the start-up step, the controller The start-up process is restarted from a temperature change state related to the start-up of the fuel cell stored in the memory.

更に、本発明の請求項３に記載の燃料電池システムでは、記起動工程の遂行中に前記燃料電池の発電電力の出力が可能になると、前記交流電力変換手段は、前記燃料電池からの発電電力を交流電力に変換して出力し、前記交流電力変換手段からの交流電力が前記コントローラ及び前記補機に供給されることを特徴とする。 Furthermore, in the fuel cell system according to claim 3 of the present invention, when output of the generated power of the fuel cell becomes possible during the start-up process, the AC power conversion means generates the generated power from the fuel cell. Is converted into AC power and output, and AC power from the AC power conversion means is supplied to the controller and the auxiliary machine.

本発明の請求項１に記載の燃料電池システムによれば、コントローラに関連して、ポータブル電源装置からの電力を入力するための入力端子手段が設けられているので、停電起動のときには、この入力端子手段にポータブル電源装置が電気的に接続され、ポータブル電源装置からの発電電力がこの入力端子手段を介してコントローラ及び補機に供給され、このポータブル電源装置を用いて燃料電池を起動させることができる。また、停電起動のときには、複数の分割工程のうち終了した分割工程の終了情報がコントローラのメモリに記憶され、ポータブル電源装置が作動停止した後に再び作動させたときには、記憶された終了分割工程の後の分割工程から起動工程が再開されるので、起動工程の時間が長くても燃料電池を所要の通りに起動させることができる。尚、ポータブル電源装置とは、例えばカセットボンベの燃料ガスによりエンジンを回転させて発電を行うポータブル発電機、また例えば家庭用コンセントから充電するバッテリを備えたポータブル電源などである。 According to the fuel cell system of the first aspect of the present invention, the input terminal means for inputting the power from the portable power supply device is provided in association with the controller. A portable power supply device is electrically connected to the terminal means, and the generated power from the portable power supply device is supplied to the controller and auxiliary equipment via the input terminal means, and the fuel cell can be started using the portable power supply device. it can. In addition, at the time of power failure start-up, the end information of the divided processes that have been completed among the plurality of divided processes is stored in the memory of the controller, and when the portable power supply is activated again after the operation is stopped, Since the starting process is resumed from the dividing process, the fuel cell can be started as required even if the starting process takes a long time. The portable power supply device is, for example, a portable generator that generates power by rotating an engine with fuel gas in a cassette cylinder, or a portable power source that has a battery that is charged from a household outlet, for example.

また、本発明の請求項２に記載の燃料電池システムによれば、上述したと同様に、停電起動のときには、ポータブル電源装置からの発電電力が入力端子手段を介してコントローラ及び補機に供給されるので、このポータブル電源装置を用いて燃料電池を起動させることができる。また、停電起動のときには、起動工程中の燃料電池の起動に関する温度変化状況がコントローラのメモリに記憶され、起動工程中にポータブル電源装置が作動停止した後に再び作動させたときには、記憶された燃料電池の起動に関する温度変化状態から起動工程が再開されるので、このようにしても燃料電池を所要の通りに起動させることができる。 According to the fuel cell system of the second aspect of the present invention, as described above, the generated power from the portable power supply device is supplied to the controller and the auxiliary device via the input terminal means at the time of power failure start-up. Therefore, a fuel cell can be started using this portable power supply device. Further, at the time of a power failure start-up, the temperature change state related to the start of the fuel cell during the start-up process is stored in the memory of the controller, and when the portable power supply is turned off during the start-up process, the stored fuel cell Since the startup process is resumed from the temperature change state related to the startup of the fuel cell, the fuel cell can be started up as required.

更に、本発明の請求項３に記載の燃料電池システムによれば、起動工程の遂行中に燃料電池の発電電力の出力が可能になると、交流電力変換手段は、燃料電池からの発電電力を交流電力に変換して出力し、この交流電力を利用してコントローラ及び補機が作動されるので、ポータブル電源装置の電力利用を抑えて燃料電池を所要の通りに起動させることができる。 Furthermore, according to the fuel cell system according to claim 3 of the present invention, when output of the generated power of the fuel cell becomes possible during the start-up process, the AC power conversion means converts the generated power from the fuel cell to AC. Since the controller and the auxiliary machine are operated by converting into electric power and output, and using this AC power, the fuel cell can be started as required while suppressing the power use of the portable power supply device.

本発明に従う燃料電池システムの一実施形態を示す簡略図。1 is a simplified diagram showing one embodiment of a fuel cell system according to the present invention. 図１の燃料電池システムの制御回路を簡略的に示す回路図。The circuit diagram which shows simply the control circuit of the fuel cell system of FIG. 図１の燃料電池システムの通常時の起動運転の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the starting operation at the normal time of the fuel cell system of FIG. 図１の燃料電池システムの停電時の起動運転の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the starting driving | operation at the time of a power failure of the fuel cell system of FIG. 他の実施例の停電時の起動運転の一部の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows a part flow of the starting driving | operation at the time of the power failure of another Example.

以下、添付図面を参照して、本発明に従う燃料電池システムの一実施形態について説明する。図１において、図示の燃料電池システム２は、炭化水素系の燃料ガス、例えば天然ガス（都市ガス）を消費して発電を行うものであり、燃料ガスを改質するための改質器４と、改質器４にて改質された燃料ガス及び酸化材としての空気の酸化及び還元によって発電を行う固体酸化物形の燃料電池６（燃料電池セルスタック）と、空気を燃料電池６に送給するための送風手段８と、を備えている。 Hereinafter, an embodiment of a fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, a fuel cell system 2 shown in the figure consumes hydrocarbon-based fuel gas, for example, natural gas (city gas), and generates power, and includes a reformer 4 for reforming the fuel gas, The fuel gas reformed by the reformer 4 and the solid oxide fuel cell 6 (fuel cell stack) that generates power by oxidation and reduction of air as the oxidizing material, and the air are sent to the fuel cell 6 And air supply means 8 for supplying.

燃料電池セルスタック６は、燃料電池反応によって発電を行うための複数の燃料電池セルを集電部材を介して積層して構成されており、酸素イオンを伝導する固体電解質と、この固体電解質の一方側に設けられた燃料極と、固体電解質の他方側に設けられた酸素極とを備え、固体電解質として例えばイットリアをドープしたジルコニアが用いられる。 The fuel cell stack 6 is configured by laminating a plurality of fuel cells for generating power by a fuel cell reaction via a current collecting member, and a solid electrolyte that conducts oxygen ions and one of the solid electrolytes. For example, zirconia doped with yttria is used as the solid electrolyte, which includes a fuel electrode provided on the side and an oxygen electrode provided on the other side of the solid electrolyte.

この燃料電池６の燃料極の導入側は、改質燃料ガス送給ライン１０を介して改質器４に接続され、この改質器４は、ガス・水蒸気送給ライン１２を介して気化器１４に接続され、この気化器１４は、燃料ガス供給ライン１６を介して燃料ガスを供給するための燃料ガス供給源１８（例えば、埋設管や貯蔵タンクなど）に接続されている。またこの気化器１４は、水供給ライン２０を介して水供給源２２（例えば、水道管、水タンクなど）に接続されている。改質器４は、改質触媒によって燃料ガスを水蒸気改質を行い、また気化器１４は、水供給ライン２０を通して送給される水を気化させて水蒸気を発生する。 A fuel electrode introduction side of the fuel cell 6 is connected to a reformer 4 via a reformed fuel gas supply line 10, and the reformer 4 is connected to a vaporizer via a gas / steam supply line 12. The vaporizer 14 is connected to a fuel gas supply source 18 (for example, a buried pipe or a storage tank) for supplying fuel gas via a fuel gas supply line 16. The vaporizer 14 is connected to a water supply source 22 (for example, a water pipe, a water tank, etc.) via a water supply line 20. The reformer 4 performs steam reforming of the fuel gas with a reforming catalyst, and the vaporizer 14 vaporizes water supplied through the water supply line 20 to generate steam.

燃料ガス供給ライン１６には、脱硫器２４及び燃料ポンプ２６が配設されている。脱硫器２４は燃料ガスに含まれる硫黄成分を除去し、燃料ポンプ２６は燃料ガス供給源１８からの燃料ガスを燃料ガス供給ライン１６を通して気化器１４に送給し、その回転数を制御することによって、燃料ガスの供給流量が調整される。また、水供給ライン２０には水ポンプ３４が配設され、この水供給用ポンプ３４は、水供給源２２からの水を水供給ライン２０を通して気化器１４に供給し、その回転数を制御することによって、水の供給流量が調整される。 A desulfurizer 24 and a fuel pump 26 are disposed in the fuel gas supply line 16. The desulfurizer 24 removes sulfur components contained in the fuel gas, and the fuel pump 26 supplies the fuel gas from the fuel gas supply source 18 to the carburetor 14 through the fuel gas supply line 16 to control the rotation speed thereof. Thus, the supply flow rate of the fuel gas is adjusted. The water supply line 20 is provided with a water pump 34. The water supply pump 34 supplies water from the water supply source 22 to the vaporizer 14 through the water supply line 20, and controls the number of rotations thereof. Thus, the water supply flow rate is adjusted.

この燃料電池６（燃料電池セルスタック）の酸素極の導入側は、空気送給ライン３６を介して空気（酸化材）を予熱するための空気予熱器３８に接続され、この空気予熱器３８は、空気供給ライン４０を介して送風手段８に接続されている。送風手段８は、例えば送風ブロアから構成され、この送風ブロアの回転数を制御することによって、空気供給ライン４０を通して供給される空気の送給流量が調整される。 The oxygen electrode introduction side of the fuel cell 6 (fuel cell stack) is connected to an air preheater 38 for preheating air (oxidant) via an air supply line 36. The air supply line 40 is connected to the air blowing means 8. The blower unit 8 is constituted by, for example, a blower blower, and the supply flow rate of air supplied through the air supply line 40 is adjusted by controlling the rotational speed of the blower blower.

燃料電池６の燃料極及び酸素極の各排出側には燃焼室４４が設けられ、燃料電池６の一端から排出された反応燃料ガス（余剰の燃料ガスを含んでいる）と酸素極側から排出された空気（酸素を含んでいる）とがこの燃焼室４４に送給されて燃焼される。この燃焼室４４は排気ガス送給ライン４６を通して空気予熱器３８に接続され、空気予熱器３８を流れる排気ガスは排気ガス排出ライン４８を介して大気に排出される。空気余熱器３８においては、空気供給ライン４０を通して供給される空気と排気ガス送給ライン４６を通して送給される排気ガスとの間で熱交換が行われ、この熱交換によって加温された空気が空気送給ライン３６を通して燃料電池６に送給される。 A combustion chamber 44 is provided on each discharge side of the fuel electrode 6 and the oxygen electrode of the fuel cell 6, and the reaction fuel gas (including excess fuel gas) discharged from one end of the fuel cell 6 and the oxygen electrode side are discharged. The air (containing oxygen) is supplied to the combustion chamber 44 and burned. The combustion chamber 44 is connected to an air preheater 38 through an exhaust gas supply line 46, and exhaust gas flowing through the air preheater 38 is discharged to the atmosphere through an exhaust gas discharge line 48. In the air after-heater 38, heat exchange is performed between the air supplied through the air supply line 40 and the exhaust gas supplied through the exhaust gas supply line 46, and the air heated by this heat exchange is exchanged. The fuel cell 6 is fed through the air feed line 36.

燃料電池システム２は、このように構成されているので、燃料ポンプ２６、水ポンプ３４及び送風手段８（送風ブロア）などが、燃料電池６を起動させるための補機９８（図２参照）を構成し、これら補機９８は、コントローラ５６によって後述する如く作動制御される。 Since the fuel cell system 2 is configured as described above, the fuel pump 26, the water pump 34, the air blowing means 8 (air blowing blower), and the like provide an auxiliary machine 98 (see FIG. 2) for starting the fuel cell 6. These auxiliary machines 98 are controlled by the controller 56 as will be described later.

この実施形態では、燃料電池６の起動に関連する温度を検知するために、第１温度センサ５０及び第２温度センサ５２が設けられている。第１温度センサ５０は、改質器４に関連して配設され、改質器４の温度（換言すると、改質器４における改質反応温度）を検知する。また、第２温度センサ５２は、燃料電池６（燃料電池セルスタック）に関連して配設され、燃料電池６の温度（換言すると、燃料電池６の作動温度）を検知する。 In this embodiment, a first temperature sensor 50 and a second temperature sensor 52 are provided in order to detect a temperature related to activation of the fuel cell 6. The first temperature sensor 50 is disposed in association with the reformer 4 and detects the temperature of the reformer 4 (in other words, the reforming reaction temperature in the reformer 4). The second temperature sensor 52 is disposed in association with the fuel cell 6 (fuel cell stack) and detects the temperature of the fuel cell 6 (in other words, the operating temperature of the fuel cell 6).

この燃料電池システム２の制御回路は、図２に示す構成を有している。図２において、この燃料電池６の出力側には交流電力変換手段６０が設けられ、燃料電池６の出力側が発電出力ライン６１を介して交流電力変換手段６０に接続されている。この交流電力変換手段６０は、燃料電池６の発電電力（直流電力）を所定の直流電力に変換するための直流／直流変換手段６２と、この直流／直流変換手段６２からの直流電力を所定周波数の交流電力に変換するための直流／交流変換手段６３とを含んでおり、この直流／交流変換手段６３からの交流電力が発電出力として出力される。このような交流電力変換手段６０は、例えばパワーコンディショナなどから構成することができる。 The control circuit of the fuel cell system 2 has the configuration shown in FIG. In FIG. 2, AC power conversion means 60 is provided on the output side of the fuel cell 6, and the output side of the fuel cell 6 is connected to the AC power conversion means 60 via a power generation output line 61. The AC power conversion means 60 includes a DC / DC conversion means 62 for converting the generated power (DC power) of the fuel cell 6 into predetermined DC power, and the DC power from the DC / DC conversion means 62 at a predetermined frequency. DC / AC conversion means 63 for converting the AC power into the AC power. The AC power from the DC / AC conversion means 63 is output as a power generation output. Such AC power conversion means 60 can be constituted by, for example, a power conditioner.

交流電力変換手段６０の出力側には、交流電力を出力する電力出力ライン６４が設けられ、この電力出力ライン６４は、第１分岐出力ライン６６と第２分岐出力ライン６８とに分岐され、第２分岐出力ライン６８に出力切換スイッチ７０が配設されている。第１分岐出力ライン６６は、例えば２００Ｖの交流電力が出力され、かかる第１分岐出力ライン６６が商用電力に系統連系される。また第２分岐出力ライン６８は、例えば１００Ｖの交流電力が出力される。通常時、出力切換スイッチ７０が開状態に保たれ、第１分岐出力ライン６６を介して発電電力が出力されたり、この第１分岐出力ライン６６を介して破線矢印７２で示すように商用電力が送給される。また、停電時には、出力切換スイッチ７０が閉状態に保たれ、第２分岐出力ライン６８から例えば１００Ｖの交流電力が出力される。 On the output side of the AC power conversion means 60, a power output line 64 for outputting AC power is provided. This power output line 64 is branched into a first branch output line 66 and a second branch output line 68, and An output changeover switch 70 is disposed on the two-branch output line 68. The first branch output line 66 outputs, for example, 200V AC power, and the first branch output line 66 is grid-connected to commercial power. The second branch output line 68 outputs, for example, 100V AC power. During normal operation, the output changeover switch 70 is kept open, and the generated power is output via the first branch output line 66, or the commercial power is supplied via the first branch output line 66 as indicated by the broken arrow 72. Be sent. Further, at the time of a power failure, the output changeover switch 70 is kept closed, and for example, 100V AC power is output from the second branch output line 68.

また、この電力出力ライン６４は、分岐供給ライン７４を介してコントローラ５６に接続され、この電力出力ライン６４に入力切換スイッチ７６が設けられている。この制御回路では、家庭用コンセントからの交流電力を用いて燃料電池６（燃料電池セルスタック）の起動運転が可能なように、またポータブル電源装置、例えばポータブル発電機７８からの交流電力を用いて燃料電池６の起動運転が可能なように構成されている。即ち、入力切換スイッチ７６の一方の端子部７６ａは分岐供給ライン７４に接続され、その他方の端子部７６ｂは第１入力ライン８０を介して第１入力端子手段８２接続され、この第１入力ライン８０に第１入力スイッチ８４が配設されている。また、この第１入力ライン８０と電気的に並列に第２入力ライン８６が設けられ、この第２入力ライン８６の一端側が入力切換スイッチ７６の端子部７６ａに接続され、その他端側が第２入力端子手段８８に接続され、この第２入力ライン８６に第２入力スイッチ９０が配設されている。 The power output line 64 is connected to the controller 56 via a branch supply line 74, and an input changeover switch 76 is provided on the power output line 64. This control circuit uses AC power from a household outlet so that the start-up operation of the fuel cell 6 (fuel cell stack) can be performed, and AC power from a portable power supply device such as a portable generator 78 is used. The fuel cell 6 is configured to be able to start up. That is, one terminal portion 76a of the input changeover switch 76 is connected to the branch supply line 74, and the other terminal portion 76b is connected to the first input terminal means 82 via the first input line 80. A first input switch 84 is disposed at 80. Further, a second input line 86 is provided in parallel with the first input line 80, one end of the second input line 86 is connected to the terminal portion 76a of the input changeover switch 76, and the other end is connected to the second input. The second input switch 90 is disposed on the second input line 86 and is connected to the terminal means 88.

このように構成されているので、通常時、入力切換スイッチ７６は端子部７６ａと接続する第１の切換状態に保たれ、燃料電池６からの発電電力又は系統連系を通しての商用電力がコントローラ５６に供給される。一方、外部電力（家庭用コンセント又はポータブル発電機７８）を利用して起動するときには、図２に示すように、入力切換スイッチ７６は他方の端子部７６ｂと接続する第２の切換状態に切り換えられる。このとき、家庭用コンセントからの商用電力を利用する場合、第１入力スイッチ８４が閉状態に保持され、また第１入力端子手段８２が家庭用コンセントに接続され、家庭用コンセントからの商用電力が第１入力端子手段８２、第１入力ライン８０及び分岐供給ライン７４を介してコントローラ５６に供給され、コントローラ５６は、家庭用コンセントからの商用電力により作動される。また、ポータブル発電機７８からの発電電力を利用する場合、第２入力スイッチ９０が閉状態に保持され、また第２入力端子手段８８がポータブル発電機７８の発電出力部（図示せず）に接続され、ポータブル発電機７８からの発電電力（交流電力）が第２入力端子手段８８、第２入力ライン８６及び分岐供給ライン７４を介してコントローラ５６に供給される。 With this configuration, the input changeover switch 76 is normally kept in the first changeover state connected to the terminal portion 76a, and the generated power from the fuel cell 6 or the commercial power through the grid interconnection is normally supplied to the controller 56. To be supplied. On the other hand, when starting up using external power (home outlet or portable generator 78), as shown in FIG. 2, the input switch 76 is switched to the second switching state connected to the other terminal portion 76b. . At this time, when using commercial power from a household outlet, the first input switch 84 is kept closed, the first input terminal means 82 is connected to the household outlet, and commercial power from the household outlet is The controller 56 is supplied to the controller 56 via the first input terminal means 82, the first input line 80, and the branch supply line 74, and the controller 56 is operated by commercial power from a household outlet. Further, when using the power generated from the portable generator 78, the second input switch 90 is kept closed, and the second input terminal means 88 is connected to a power generation output section (not shown) of the portable generator 78. Then, the generated power (AC power) from the portable generator 78 is supplied to the controller 56 via the second input terminal means 88, the second input line 86 and the branch supply line 74.

この形態では、更に、分岐供給ライン７４の上流側部（入力切換スイッチ７４より上流側の部位）が、第１分岐送給ライン９２を介して交流電力変換手段６０の交流／直流変換手段９４に接続され、この交流／直流変換手段９４は、出力送給ライン９６を介して補機９８（この形態では、燃料ポンプ２６、水ポンプ３４、送風手段８など）に接続され、この出力送給ライン９６に出力スイッチ１００が設けられている。また、分岐供給ライン７４の下流側部（入力切換スイッチ７４より下流側の部位）が、第２分岐送給ライン１０２を介して第１分岐送給ライン９２に接続され、この第２分岐送給ライン１０２に開閉スイッチ１０４が設けられている。 In this embodiment, the upstream side portion of the branch supply line 74 (portion upstream of the input changeover switch 74) is further connected to the AC / DC conversion means 94 of the AC power conversion means 60 via the first branch supply line 92. The AC / DC converting means 94 is connected to an auxiliary machine 98 (in this embodiment, the fuel pump 26, the water pump 34, the air blowing means 8 and the like) via an output feed line 96, and this output feed line. An output switch 100 is provided at 96. The downstream side portion of the branch supply line 74 (portion downstream from the input changeover switch 74) is connected to the first branch feed line 92 via the second branch feed line 102, and this second branch feed. An open / close switch 104 is provided on the line 102.

このように構成されているので、入力切換スイッチ７６が端子部７６ａと接続する第１の切換状態のときには、コントローラ５６に供給される燃料電池６からの発電電力（又は商用電力）の一部が、第１分岐送給ライン９２、交流／直流変換手段９４、出力送給ライン９６及び出力スイッチ１００（閉状態に保持される）を介して補機９８に送給される。一方、入力切換スイッチ手段７６が他方の端子部７６ｂと接続する第２の切換状態のときには、開閉スイッチ１０４が閉状態に切り換えられる。そして、ポータブル発電機７８（又は家庭用コンセント）を利用するときには、入力切換スイッチ７６は他方の端子部７６ｂと接続する第２の切換状態に切り換えられ、コントローラ５６に送給されるポータブル発電機７８からの発電電力（又は家庭用コンセントから送給される商用電力）の一部が、第２分岐送給ライン１０２、第１分岐送給ライン９２、交流／直流変換手段９４、出力送給ライン９６及び出力スイッチ１００（閉状態に保持される）を介して補機９８に送給される。 With this configuration, when the input changeover switch 76 is in the first changeover state connected to the terminal portion 76a, a part of the generated power (or commercial power) supplied from the fuel cell 6 to the controller 56 is obtained. The first branch feed line 92, the AC / DC converting means 94, the output feed line 96, and the output switch 100 (held in the closed state) are fed to the auxiliary machine 98. On the other hand, when the input changeover switch means 76 is in the second changeover state connected to the other terminal portion 76b, the open / close switch 104 is changed to the closed state. When the portable generator 78 (or household outlet) is used, the input changeover switch 76 is switched to the second switching state connected to the other terminal portion 76 b and is supplied to the controller 56. A part of the generated power (or commercial power supplied from a household outlet) is a second branch supply line 102, a first branch supply line 92, an AC / DC conversion means 94, and an output supply line 96. And is sent to the auxiliary machine 98 via the output switch 100 (held in the closed state).

この形態では、コントローラ５６は、燃料電池６の起動情報を記憶するためのメモリ１０６を含んでおり、停電時において燃料電池システム２を起動するときに、燃料電池６の起動工程に関する情報がこのメモリ１０６に記憶されるように構成されている。この実施形態では、燃料電池システム２（具体的には、燃料電池６）を起動するための起動工程が４つの分割工程、即ち第１〜第４起動工程に分割され、第１〜第４起動工程がこの順で遂行される。 In this embodiment, the controller 56 includes a memory 106 for storing the startup information of the fuel cell 6. When the fuel cell system 2 is started during a power failure, information related to the startup process of the fuel cell 6 is stored in the memory 56. It is configured to be stored in 106. In this embodiment, the startup process for starting up the fuel cell system 2 (specifically, the fuel cell 6) is divided into four divided processes, that is, the first to fourth startup processes. The steps are performed in this order.

上述した燃料電池システム２の起動は、例えば、図３に示すフローに従って行われる。図１及び図２とともに図３を参照して、通常の起動運転により燃料電池システム２を起動する（換言すると、２００Ｖの交流電力を系統連系を通して取得して起動する）には、操作装置（図示せず）を起動操作すればよく、操作装置を起動操作する（ステップＳ１）と、第１起動工程が遂行される（ステップＳ２）。即ち、コントローラ７８により送風手段８が作動され、この送風手段８により燃料電池６の酸素極側への空気の供給が行われる（ステップＳ３）。また、コントローラ７８により燃料ポンプ２６が作動され、この燃料ポンプ２６により燃料電池６の燃料極側への燃料ガスの供給が行われる（ステップＳ４）。更に、コントローラ７８により点火装置１０８（燃焼室４４に配設されている）が点火作動され（ステップＳ５）、このようにして燃焼室４４にて燃料ガスの燃焼が行われる（ステップＳ６）。 The above-described activation of the fuel cell system 2 is performed, for example, according to the flow shown in FIG. Referring to FIG. 3 together with FIG. 1 and FIG. 2, the fuel cell system 2 is started by a normal start-up operation (in other words, the AC power of 200V is acquired and started through the grid connection). It is only necessary to perform a start-up operation (not shown). When the start-up operation is performed on the operating device (step S1), the first start-up process is performed (step S2). That is, the air blowing means 8 is operated by the controller 78, and the air is supplied to the oxygen electrode side of the fuel cell 6 by the air blowing means 8 (step S3). Further, the fuel pump 26 is operated by the controller 78, and the fuel gas is supplied to the fuel electrode side of the fuel cell 6 by the fuel pump 26 (step S4). Further, the ignition device 108 (located in the combustion chamber 44) is ignited by the controller 78 (step S5), and the fuel gas is burned in the combustion chamber 44 in this way (step S6).

そして、燃焼室４４での燃料ガスの燃焼が行われて第１温度センサ５０の検知温度（即ち、改質器４の改質反応温度）が第１所定温度（８０〜１２０℃程度の温度、例えば９０℃に設定される）に達すると、ステップＳ７からステップＳ８に進み、第１起動工程が終了して第２起動工程が遂行される。 Then, the combustion of the fuel gas in the combustion chamber 44 is performed, and the detected temperature of the first temperature sensor 50 (that is, the reforming reaction temperature of the reformer 4) is the first predetermined temperature (a temperature of about 80 to 120 ° C., For example, when the temperature reaches 90 ° C.), the process proceeds from step S7 to step S8, where the first activation process ends and the second activation process is performed.

この第２起動工程では、コントローラ５６により水ポンプ３４が作動され、この水ポンプ３４により改質用水の供給が行われる（ステップＳ９）。そして、改質用水の供給後に第１温度センサ５０の検知温度が例えば２５０℃まで上昇すると、ステップＳ１０からステップＳ１１に進み、第２起動工程が終了して第３起動工程が遂行される。 In the second activation process, the water pump 34 is operated by the controller 56, and the water for reforming is supplied by the water pump 34 (step S9). Then, when the temperature detected by the first temperature sensor 50 rises to, for example, 250 ° C. after supplying the reforming water, the process proceeds from step S10 to step S11, the second activation process ends, and the third activation process is performed.

この第３起動工程では、コントローラ５６により水ポンプ３４の回転数が上昇され、改質用水の供給流量が増大する（ステップＳ１２）。そして、この供給流量の増大の後に第１温度センサ５０の検知温度が７００℃まで上昇すると、ステップＳ１２からステップＳ１４に進み、第３起動工程が終了して第４起動工程が遂行される。 In the third starting step, the rotation speed of the water pump 34 is increased by the controller 56, and the supply flow rate of the reforming water is increased (step S12). Then, when the detected temperature of the first temperature sensor 50 rises to 700 ° C. after the increase in the supply flow rate, the process proceeds from step S12 to step S14, the third activation process ends, and the fourth activation process is performed.

この第４起動工程では、コントローラ５６により水ポンプ３４の回転数が更に上昇され、改質用水の供給が更に増大される（ステップＳ１５）。そして、改質用水の更なる供給増大の後に第２温度センサ５２の検知温度が例えば６５０℃まで上昇すると、燃料電池システム２の定常運転が可能な状態となるので、ステップＳ１６からステップＳ１７に進み、第４起動工程が終了し、燃料電池システム２（燃料電池６）は定常運転で運転される（ステップＳ１８）。 In the fourth startup process, the controller 56 further increases the rotation speed of the water pump 34, and the supply of reforming water is further increased (step S15). Then, when the temperature detected by the second temperature sensor 52 rises to, for example, 650 ° C. after further increase in the supply of reforming water, the fuel cell system 2 can be in a steady operation, and the process proceeds from step S16 to step S17. Then, the fourth startup process is completed, and the fuel cell system 2 (fuel cell 6) is operated in a steady operation (step S18).

このように通常の起動運転においては、起動工程、即ち第１〜第４起動工程が一連の動作でもって行われ、この起動工程の後に燃料電池システム２が定常運転される。 Thus, in the normal start-up operation, the start-up process, that is, the first to fourth start-up processes are performed by a series of operations, and the fuel cell system 2 is normally operated after this start-up process.

通常時（即ち、系統連系を通して商用電力を取得して起動を行う時）には、上述したようにして一連の起動動作でもって燃料電池システム２を起動することができるが、停電時には、系統連系を通して商用電力を得ることができないので、上述したようにして起動することができないが、この場合、例えばポータブル発電機７８を用いて次のように起動するようになる。 During normal times (that is, when commercial power is acquired through grid interconnection and activated), the fuel cell system 2 can be activated by a series of activation operations as described above. Since commercial power cannot be obtained through interconnection, it cannot be started as described above. In this case, for example, the portable generator 78 is used to start as follows.

主として図２及び図４を参照して、停電時に燃料電池システム２を起動するには、ポータブル発電機７８を作動させて発電運転状態とし、このポータブル発電機７８の発電出力部を図２に一点鎖線で示すように第２入力端子部８８に接続する（ステップＳ２１）。そして、第２入力スイッチ９０をオン（閉状態）にした後に燃料電池システム２の起動操作を行うようにすればよい（ステップＳ２２）。かくすると、ポータブル発電機７８の発電出力を利用して燃料電池システム２の第１起動工程が開始され（ステップＳ２２）、上述した第１起動動作が遂行される（ステップＳ２４）。このとき、入力切換スイッチ７６が第２の切換状態に保持され、開閉スイッチ１０４が閉状態に保持され、また出力スイッチ１００が閉状態に保持されており、従って、ポータブル発電機７８からの発電電力がコントローラ５６に供給されて作動されるとともに、その発電電力が交流／直流変換手段７４を介して補機９８に供給されて上述したように作動される。 Referring mainly to FIG. 2 and FIG. 4, in order to start the fuel cell system 2 at the time of a power failure, the portable generator 78 is operated to be in a power generation operation state, and the power generation output portion of this portable generator 78 is shown in FIG. As indicated by the chain line, the second input terminal portion 88 is connected (step S21). Then, after the second input switch 90 is turned on (closed), the starting operation of the fuel cell system 2 may be performed (step S22). Thus, the first activation process of the fuel cell system 2 is started using the power generation output of the portable generator 78 (step S22), and the first activation operation described above is performed (step S24). At this time, the input selector switch 76 is held in the second switching state, the open / close switch 104 is held in the closed state, and the output switch 100 is held in the closed state. Therefore, the generated power from the portable generator 78 is Is supplied to the controller 56 and operated, and the generated power is supplied to the auxiliary machine 98 via the AC / DC converting means 74 and operated as described above.

このポータブル発電機７８として、例えばカセットボンベを用いる形態のものを使用することがあり、この場合、燃料ガスが充分に充填されているものを使用しても約２時間程度しか発電を行うことができない。一方、燃料電池システム２の起動運転には４時間を超える場合もあり、この場合、燃料電池システム２の起動運転中にカセットボンベの燃料ガスを消費してポータブル発電機７８が作動停止することになる。この発電停止が生じると、燃料電池２は起動不良となって起動させることができないが、この起動不良を解消するために、次のように構成されている。 As this portable generator 78, for example, the one using a cassette cylinder may be used. In this case, even if the one that is sufficiently filled with the fuel gas is used, power generation is performed only for about two hours. Can not. On the other hand, the start-up operation of the fuel cell system 2 may exceed 4 hours. In this case, the portable generator 78 is stopped due to the consumption of the fuel gas in the cassette cylinder during the start-up operation of the fuel cell system 2. Become. When this power generation stop occurs, the fuel cell 2 becomes a start-up failure and cannot be started. However, in order to eliminate this start-up failure, the fuel cell 2 is configured as follows.

第１起動動作中に例えば燃料ガスを消費してポータブル発電機７８が作動停止すると、ステップＳ２５からステップＳ２６に移り、カセットボンベ（図示せず）を新しいものに交換してポータブル発電機７８を再作動してその発電電力を供給すると、点火を確実にするために送風手段８によるパージが行われた後にステップＳ２６からステップＳ２４に戻り、燃料電池システム２の第１起動動作が再び行われ、このように第１起動動作中にポータブル発電機７８が作動停止したときには、再作動後はこの第１起動動作から再開される。 If, for example, fuel gas is consumed during the first start-up operation and the portable generator 78 stops operating, the process proceeds from step S25 to step S26, the cassette cylinder (not shown) is replaced with a new one, and the portable generator 78 is re-started. When operating and supplying the generated power, purging by the air blowing means 8 is performed to ensure ignition, and then the process returns from step S26 to step S24, and the first start-up operation of the fuel cell system 2 is performed again. Thus, when the portable generator 78 is deactivated during the first activation operation, the first activation operation is resumed after the reactivation.

このようにして上述した第１起動工程が終了する（即ち、第１温度センサ５０の検知温度が第１所定温度まで上昇する）（ステップＳ２７）と、ステップＳ２８に進み、第１起動工程の終了情報がコントローラ５６のメモリ１０６に記憶され、その後第２起動工程が開始され（ステップＳ２９）、第２起動動作が遂行される（ステップＳ３０）。 In this way, when the above-described first activation process ends (that is, the temperature detected by the first temperature sensor 50 rises to the first predetermined temperature) (step S27), the process proceeds to step S28, and the first activation process ends. The information is stored in the memory 106 of the controller 56, and then the second activation process is started (step S29), and the second activation operation is performed (step S30).

この第２起動動作中においてもポータブル発電機７８の作動停止の確認が行われ、例えば燃料ガスを消費してポータブル発電機７８が作動停止すると、ステップＳ３１からステップＳ３２に移り、カセットボンベ（図示せず）を新しいものに交換してポータブル発電機７８を再作動させると、上述したと同様に送風手段８によるパージが行われた後、ステップＳ３２からステップＳ３０に戻り、燃料電池システム２の第２起動動作が再び行われる。このように第２起動動作中にポータブル発電機７８が作動停止したときには、第１起動工程の終了情報がメモリ１０６に記憶されていることから、この第１起動工程終了情報に基づき、再作動後、コントローラ５６は第２起動工程から再開し、第２起動動作が遂行される。 Even during the second start-up operation, the operation stop of the portable generator 78 is confirmed. For example, when the portable generator 78 stops operating due to the consumption of fuel gas, the process proceeds from step S31 to step S32, and a cassette cylinder (not shown) 2) is replaced with a new one and the portable generator 78 is restarted. After the purge by the blowing means 8 is performed in the same manner as described above, the process returns from step S32 to step S30, and the second of the fuel cell system 2 is performed. The starting operation is performed again. As described above, when the portable generator 78 is deactivated during the second activation operation, the end information of the first activation process is stored in the memory 106. The controller 56 resumes from the second activation process, and the second activation operation is performed.

このようにして上述した第２起動工程が終了する（即ち、第１温度センサ５０の検知温度が２５０℃まで上昇する）（ステップＳ３３）と、ステップＳ３４に進み、第２起動工程の終了情報がコントローラ５６のメモリ１０６に記憶され、その後第３起動工程が開始され（ステップＳ３５）、第３起動動作が遂行される（ステップＳ３０）。 Thus, when the above-described second activation process ends (that is, the temperature detected by the first temperature sensor 50 rises to 250 ° C.) (step S33), the process proceeds to step S34, and the completion information of the second activation process is obtained. The third activation process is started (step S35) and the third activation operation is performed (step S30).

この第３起動動作中においても上述したと同様にポータブル発電機７８の作動停止の確認が行われ、ポータブル発電機７８が作動停止すると、ステップＳ３７からステップＳ３８に移り、ポータブル発電機７８を再作動させると、上述したと同様に送風手段８によるパージが行われた後にステップＳ３８からステップＳ３６に戻り、燃料電池システム２の第３起動動作が再び行われる。このように第３起動動作中にポータブル発電機７８が作動停止したときには、第１及び第２起動工程の終了情報がメモリ１０６に記憶されていることから、この第２起動工程終了情報に基づき、再作動後、第３起動工程から再開され、コントローラ５６は第３起動動作を遂行する。 During the third start-up operation, the operation stop of the portable generator 78 is confirmed in the same manner as described above. When the portable generator 78 stops operating, the process proceeds from step S37 to step S38, and the portable generator 78 is restarted. Then, after the purge by the air blowing means 8 is performed as described above, the process returns from step S38 to step S36, and the third activation operation of the fuel cell system 2 is performed again. As described above, when the portable generator 78 is stopped during the third starting operation, the end information of the first and second starting steps is stored in the memory 106. Therefore, based on the second starting step end information, After the reactivation, the third activation process is resumed, and the controller 56 performs the third activation operation.

このようにして上述した第３起動工程が終了する（第１温度センサ５０の検知温度が７００℃まで上昇する）（ステップＳ３９）と、ステップＳ４０に進み、第３起動工程の終了情報がコントローラ５６のメモリ１０６に記憶され、その後第４起動工程が開始され（ステップＳ４１）、第４起動動作が遂行される（ステップＳ４２）。 In this way, when the above-described third activation process ends (the temperature detected by the first temperature sensor 50 increases to 700 ° C.) (step S39), the process proceeds to step S40, and the completion information of the third activation process is the controller 56. The fourth activation process is then started (step S41), and the fourth activation operation is performed (step S42).

この第４起動動作中においても上述したと同様にポータブル発電機７８の作動停止の確認が行われ、ポータブル発電機７８が作動停止すると、ステップＳ４３からステップＳ４４に移り、ポータブル発電機７８を再作動させると、上述したと同様に送風手段８によるパージが行われた後にステップＳ４４からステップＳ４２に戻り、燃料電池システム２の第４起動動作が再び行われる。このように第４起動動作中にポータブル発電機７８が作動停止したときには、第１〜第３起動工程の終了情報がメモリ１０６に記憶されていることから、この第３起動工程終了情報に基づき、再作動後、第４起動工程から再開され、コントローラ５６は第４起動動作を遂行する。 Even during the fourth starting operation, the operation stop of the portable generator 78 is confirmed in the same manner as described above. When the portable generator 78 stops operating, the process proceeds from step S43 to step S44, and the portable generator 78 is restarted. Then, after the purge by the air blowing means 8 is performed as described above, the process returns from step S44 to step S42, and the fourth activation operation of the fuel cell system 2 is performed again. As described above, when the portable generator 78 is deactivated during the fourth activation operation, the end information of the first to third activation steps is stored in the memory 106. Based on the third activation step completion information, After the reactivation, the fourth activation process is resumed, and the controller 56 performs the fourth activation operation.

そして、このようにして上述した第４起動工程が終了する（第２温度センサ５２の検知温度が６５０℃まで上昇する）（ステップＳ４５）と、ステップＳ４６に進み、第４起動工程の終了情報がメモリ１０６に記憶され、これにより起動工程が終了し、その後燃料電池システム２の定常運転が遂行される。このように、起動工程を複数の分割工程に分割し、ポータブル発電機７８が作動停止したときには終了した分割工程の後の分割工程から再開しているので、起動工程の時間が長くても燃料電池システムを所要の通りに起動させることができる。 Then, when the fourth activation process described above is completed (the temperature detected by the second temperature sensor 52 rises to 650 ° C.) (step S45), the process proceeds to step S46, and the completion information of the fourth activation process is obtained. This is stored in the memory 106, whereby the startup process is completed, and then the steady operation of the fuel cell system 2 is performed. In this way, the startup process is divided into a plurality of division processes, and when the portable generator 78 is deactivated, the process is resumed from the division process after the completed division process. The system can be started as required.

この実施形態では、通常起動時及び停電起動時において起動工程終了後の通常運転になった後に燃料電池６からの発電出力を出力させ、この出力電力を利用してコントローラ５６及び補機９８を作動させているが、このような構成に代えて、図５に示すように構成することもできる。 In this embodiment, the power generation output from the fuel cell 6 is output after the normal operation after the start-up process is completed at the normal start-up and the power failure start-up, and the controller 56 and the auxiliary device 98 are operated using this output power. However, instead of such a configuration, a configuration as shown in FIG. 5 may be used.

図５において、この変形形態の制御においては、第４起動工程の制御に修正が施され、この第４起動工程が更に二つの分割工程に分けられている。第４起動動作が遂行され（ステップＳ４２）、第２温度センサ５２の検知温度が例えば６００℃まで上昇すると、ステップＳ４２−１からステップＳ４２−４に進み、燃料電池６からの発電出力可能な状態となり、第４起動工程の前半部が終了し、この前半部終了情報がメモリ１０６に記憶され、燃料電池６からの発電電力が交流電力変換手段６０から出力される（ステップＳ４２−５）。かくすると、入力切換スイッチ手段７６が第１の切換状態となり、交流電力変換手段６０からの出力電力がコントローラ５６に供給されるとともに、出力スイッチ手段１００を介して補機９８に供給され、コントローラ５６及び補機９８がこの出力電力により作動され、このように制御することによって、ポータブル発電機７８の作動を抑える（換言すると、カセットボンベの燃料ガスの消費を少なく抑える）ことができる。 In FIG. 5, in the control of this modification, the control of the fourth activation process is modified, and the fourth activation process is further divided into two division processes. When the fourth start-up operation is performed (step S42) and the temperature detected by the second temperature sensor 52 rises to, for example, 600 ° C., the process proceeds from step S42-1 to step S42-4, and the power generation output from the fuel cell 6 is possible. Thus, the first half of the fourth activation process is completed, the first half completion information is stored in the memory 106, and the generated power from the fuel cell 6 is output from the AC power conversion means 60 (step S42-5). As a result, the input changeover switch means 76 enters the first changeover state, and the output power from the AC power conversion means 60 is supplied to the controller 56 and also supplied to the auxiliary machine 98 via the output switch means 100, and the controller 56. And the auxiliary machine 98 is operated by this output power, and by controlling in this way, the operation of the portable generator 78 can be suppressed (in other words, the consumption of fuel gas in the cassette cylinder can be reduced).

尚、この第４起動工程の前半部においてポータブル発電機７８が作動停止すると、ステップＳ４２−１からステップＳ４２−２を経てステップＳ４２−３に移り、ポータブル発電機７８を再作動させると、ステップＳ４２−３からステップＳ４２−１に戻る。 If the portable generator 78 stops operating in the first half of the fourth startup process, the process proceeds from step S42-1 to step S42-2 to step S42-3, and when the portable generator 78 is restarted, step S42 is executed. -3 to step S42-1.

燃料電池６の発電電力の出力が行われると、第４起動工程の後半部に移り、第２温度センサ５２の検知温度が６５０℃まで上昇すると起動工程が終了し（ステップＳ４２−９）、後燃料電池システム２の定常運転が遂行される（ステップＳ４７）。 When the output of the power generated by the fuel cell 6 is performed, the process proceeds to the second half of the fourth startup process. When the temperature detected by the second temperature sensor 52 rises to 650 ° C., the startup process ends (step S42-9). The steady operation of the fuel cell system 2 is performed (step S47).

尚、この第４起動工程の後半部においてポータブル発電機７８が作動停止すると、ステップＳ４２−６からステップＳ４２−７を経てステップＳ４２−８に移り、ポータブル発電機７８を再作動させると、ステップＳ４２−８からステップＳ４２−６に戻る。 If the portable generator 78 stops operating in the latter half of the fourth startup process, the process proceeds from step S42-6 to step S42-7 through step S42-8, and when the portable generator 78 is restarted, step S42 is performed. The process returns from step -8 to step S42-6.

以上、本発明に従う燃料電池システムの一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。 As mentioned above, although one embodiment of the fuel cell system according to the present invention has been described, the present invention is not limited to such an embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上述した実施形態では、起動工程を４つの分割工程（第１〜第４起動工程）に分けているが、このような構成に限定されず、起動工程を二つ、三つ又は五つ以上に分割するようにしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the startup process is divided into four division processes (first to fourth startup processes). However, the present invention is not limited to such a configuration, and there are two, three, or five or more startup processes. You may make it divide | segment into.

また、例えば、上述した実施形態では、ポータブル電源装置としてポータブル発電機７８を用いているが、これに代えて、充電式バッテリを備えた形態のものを利用することもでき、この場合、交流電力変換手段６０及びコントローラ５６に直流／直流変換手段を含め、ポータブル電源装置からの直流電力を直流／直流変換手段を介して補機９８及びコントローラ５６に供給するようにすればよい。 Further, for example, in the above-described embodiment, the portable generator 78 is used as the portable power supply device. However, instead of this, a configuration including a rechargeable battery can be used. The conversion means 60 and the controller 56 may include DC / DC conversion means so that DC power from the portable power supply device is supplied to the auxiliary machine 98 and the controller 56 via the DC / DC conversion means.

また、例えば、上述した実施形態では、水ポンプの制御との関連で起動工程を４つに分割しているが、起動工程時における燃料電池６の起動に関する温度変化情報（例えば、改質器４の改質反応温度及び燃料電池６の作動温度の温度変化情報）を予めマップデータなどでメモリ１０６に登録するとともに、停電起動中の燃料電池６の起動に関する温度変化状況をメモリ１０６に記憶し、このマップデータと燃料電池６に関する温度変化状況とを対比させて起動工程の進行度合を把握し、ポータブル電源装置（ポータブル発電機７８）が作動停止して再作動させたときに、ポータブル発電機７８が作動停止した段階から起動工程を再開するようにしてもよい。 Further, for example, in the above-described embodiment, the startup process is divided into four in relation to the control of the water pump, but temperature change information (for example, the reformer 4) related to the startup of the fuel cell 6 at the startup process. The temperature change information of the reforming reaction temperature and the operating temperature of the fuel cell 6) is previously registered in the memory 106 by map data or the like, and the temperature change state regarding the start of the fuel cell 6 during the power failure start is stored in the memory 106. The map data is compared with the temperature change state of the fuel cell 6 to grasp the progress of the start-up process, and when the portable power supply (portable generator 78) is stopped and restarted, the portable generator 78 is restored. You may make it restart a starting process from the stage which stopped operation.

また、上述した実施形態では、燃料電池６としての固体酸化物形燃料電池に適用して説明したが、その他の種類の燃料電池、例えば固体高分子形燃料電池などにも同様に適用することができる。 In the above-described embodiment, the description is applied to the solid oxide fuel cell as the fuel cell 6. However, the present invention can be similarly applied to other types of fuel cells such as a polymer electrolyte fuel cell. it can.

２燃料電池システム
４改質器
６燃料電池
８送風手段
１４気化器
２６燃料ポンプ
３４水ポンプ
５６コントローラ
６０交流電力変換手段
７８ポータブル発電機
８２，８４入力端子手段

DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Fuel cell system 4 Reformer 6 Fuel cell 8 Blowing means 14 Vaporizer 26 Fuel pump 34 Water pump 56 Controller 60 AC power conversion means 78 Portable generator 82,84 Input terminal means

Claims

A fuel cell that generates power by oxidizing and reducing fuel gas and an oxidizing material, an auxiliary device for operating the fuel cell, and AC power conversion means for converting the power generated by the fuel cell into AC power and outputting it And a fuel cell system comprising a controller for controlling the power generation output of the fuel cell,
The controller includes a memory for storing a progress of a startup process for starting the fuel cell, and in connection with the controller, input terminal means for inputting power from a portable power supply is provided, and a power failure The portable power supply device is electrically connected to the input terminal means at the time of start-up, and power from the portable power supply device is supplied to the controller and the auxiliary machine via the input terminal means to perform the start-up step. Configured to be
Further, the start-up process is divided into a plurality of split processes, and at the time of a power failure start-up, with respect to a split process that has been completed among the plurality of split processes of the start-up process, the end information of the split process is When the portable power supply is stored again in the memory and stored in the memory and then restarted, the controller resumes the startup process from the split process after the end split process stored in the memory. A fuel cell system.

A fuel cell that generates power by oxidizing and reducing fuel gas and an oxidizing material, an auxiliary device for operating the fuel cell, and AC power conversion means for converting the power generated by the fuel cell into AC power and outputting it And a fuel cell system comprising a controller for controlling the power generation output of the fuel cell,
The controller includes a memory for storing a temperature change state related to the fuel cell during a startup process for starting the fuel cell, and an input terminal for inputting power from a portable power supply in association with the controller Means is provided, and the portable power supply is electrically connected to the input terminal means at the time of power failure start-up, and power from the portable power supply is supplied to the controller and the auxiliary machine via the input terminal means. Configured to perform the start-up process,
At the time of power failure start-up, the temperature change state related to the start-up of the fuel cell during the start-up process is stored in the memory, and when the portable power supply is turned off again during the start-up step, the controller The fuel cell system is characterized in that the start-up process is resumed from a temperature change state related to the start-up of the fuel cell stored in the memory.

When output of the power generated by the fuel cell becomes possible during the start-up process, the AC power conversion means converts the power generated from the fuel cell into AC power and outputs it, and the AC power conversion means the fuel cell system according to claim 1 or 2 AC power is characterized in that it is supplied to said controller and said auxiliary.