(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池本体、燃料電池本体の直流出力を受けて電圧を調整する直流電圧調整装置、直流電圧調整装置の直流出力を受けて交流電力に変換する逆変換装置、ならびに開閉器を介して直流電圧調整装置の出力側に接続された放電抵抗を備え、さらに、運転時指令を受けたとき直流電圧調整装置の出力電圧を設定値とするよう直流電圧調整装置に制御信号を出力し、放電時指令を受けたとき燃料電池本体の出力電圧を設定値とするよう直流電圧調整装置に制御信号を出力する制御装置を備えたことを特徴とする燃料電池発電装置。
【請求項２】
燃料電池本体、燃料電池本体の直流出力を受けて交流電力に変換する逆変換装置、ならびに開閉器を介して逆変換装置の出力側に接続された放電抵抗を備え、さらに、運転時指令を受けたとき逆変換装置の出力電圧を設定値とするよう逆変換装置に制御信号を出力し、放電時指令を受けたとき燃料電池本体の出力電圧を設定値とするよう逆変換装置に制御信号を出力する制御装置を備えたことを特徴とする燃料電池発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
電気化学反応により電気エネルギーを得る燃料電池発電装置、とくに発電運転停止の際にエネルギーを安全に放出する放電装置を備えた燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料極に水素を含む燃料ガスを、また酸化剤極に酸素を含む酸化剤ガスを供給して電気化学反応により電気エネルギーを得る燃料電池発電装置においては、負荷への電力の供給を遮断して発電運転を停止する際に、燃料ガスと酸化剤ガスの供給も停止される。しかしながら燃料電池本体の内部にはこれらの反応ガスが残留しており、この残留ガスによって発電が持続する。したがって放電装置によりこの残留ガスによる発電の電気エネルギーを放電させる方法が採られているが、発生電圧により各電極の触媒が損傷したり、あるいは過大な放電電流により電極が腐食する恐れがあるので、これを回避するためには燃料電池本体の出力電圧を所定の範囲内に制御する必要がある。
【０００３】
図３は、従来の燃料電池発電装置の放電装置の基本構成例を示す模式図である。燃料電池本体１と、燃料電池本体１の直流出力を受けて電圧を調整する直流電圧調整装置２と、直流電圧調整装置２の直流出力を受けて交流電力に変換する逆変換装置３を備える燃料電池発電装置において、燃料電池本体１の出力側に放電制御装置６と放電抵抗４が備えられており、放電時、放電制御装置６を用いて放電抵抗４に流す放電電流を制御することによって、燃料電池本体１の出力電圧５が所定範囲内に納まるよう制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のごとく、従来の燃料電池発電装置では、専用の放電制御装置６を組み込んで放電電流を制御することによって、放電時の燃料電池本体１の損傷を防止している。
しかしながら、このように構成すると、専用の放電制御装置６の組み込みが必須条件となるので、所要の設置スペースが大きくなり、かつコストが高くなるという難点がある。とくに出力容量の大きい燃料電池発電装置では、放電装置の所要容量も大きくなるので、より広い設置スペースを必要とし、かつコストも一段と上昇することとなる。
【０００５】
本発明の目的は、放電装置の所要設置スペースが小さく、所要コストの安い燃料電池発電装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明においては、
（１）燃料電池本体、燃料電池本体の直流出力を受けて電圧を調整する直流電圧調整装置、直流電圧調整装置の直流出力を受けて交流電力に変換する逆変換装置、ならびに開閉器を介して直流電圧調整装置の出力側に接続された放電抵抗を備え、さらに、運転時指令を受けたとき直流電圧調整装置の出力電圧を設定値とするよう直流電圧調整装置に制御信号を出力し、放電時指令を受けたとき燃料電池本体の出力電圧を設定値とするよう直流電圧調整装置に制御信号を出力する制御装置を備えて、燃料電池発電装置を構成することとする。
【０００７】
（２）また、燃料電池本体、燃料電池本体の直流出力を受けて交流電力に変換する逆変換装置、ならびに開閉器を介して逆変換装置の出力側に接続された放電抵抗を備え、さらに、運転時指令を受けたとき逆変換装置の出力電圧を設定値とするよう逆変換装置に制御信号を出力し、放電時指令を受けたとき燃料電池本体の出力電圧を設定値とするよう逆変換装置に制御信号を出力する制御装置を備えて、燃料電池発電装置を構成することとする。
【０００８】
上記の（１）のごとくとすれば、運転時の直流電圧調整装置の出力電圧の調整に用いられる制御装置に、放電時の燃料電池本体の出力電圧の調整機能が付加されることとなるので、従来のごとき専用の放電制御装置を組み込む必要が無くなり、放電装置組み込みの所要設置スペースが小さく、所要コストが安くなる。
また、上記の（２）のごとくとすれば、同様に、運転時の逆変換装置の出力電圧の調整に用いられる制御装置に、放電時の燃料電池本体の出力電圧の調整機能が付加されることとなるので、専用の放電制御装置を組み込む必要が無く、放電装置組み込みの所要設置スペースが小さく、所要コストが安くなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による燃料電池発電装置の第１実施例の放電装置の基本構成を示す模式図である。
本実施例においては、燃料電池本体１の出力に直流電圧調整器２と逆変換装置３を接続し、直流電圧調整器２の出力側に開閉器８を介して放電抵抗４を接続する。また、直流電圧調整器２を制御する制御装置９には、直流電圧調整器２に入力される燃料電池電圧５と直流電圧調整器２の出力側の出力電圧７が検出値として入力される。通常の運転時には、運転時指令を指令値として出力電圧７の制御が行われ、運転を停止して放電させる際には、放電時指令を指令値として燃料電池電圧５を制御するよう出力の調整が行われる。
【００１０】
本構成においては、放電時の燃料電池電圧５の調整機能を制御装置９に付加して構成しているので、従来の構成で用いられていたような専用の放電制御装置を備える必要がない。したがって、放電装置の所要設置スペースが小さくて済み、所要コストも安くなる。
図２は、本発明による燃料電池発電装置の第２実施例の放電装置の基本構成を示す模式図である。
【００１１】
本実施例においては、燃料電池本体１の出力に逆変換装置３Ａを接続し、逆変換装置３Ａの出力側に開閉器８Ａを介して放電抵抗４Ａを接続する。また、逆変換装置３Ａを制御する制御装置９Ａには、逆変換装置３Ａに入力される燃料電池電圧５と逆変換装置３Ａの出力側の出力電圧１０が検出値として入力される。通常の運転時には、運転時指令を指令値として出力電圧１０の制御が行われ、運転を停止して放電させる際には、放電時指令を指令値として燃料電池電圧５を制御するよう出力の調整が行われる。
【００１２】
本構成においても、放電時の燃料電池電圧５の調整機能を制御装置９Ａに付加して構成しているので、専用の放電制御装置を備える必要がなく、放電装置の所要設置スペースが小さくなり、所要コストも安くなる。
なお、本構成において用いる放電抵抗４Ａとして、燃料電池発電装置の運転に際して使用される補機ヒータ、例えば冷却水系統の水蒸気分離器に組み込まれるヒータ等を用いることとすれば、放電専用の放電抵抗を備える必要が無くなるので、所要設置スペースがより小さくなり、所要コストもより安くなる。
【００１３】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、燃料電池発電装置を請求項１あるいは請求項２に記載のごとく構成することとしたので、専用の放電制御装置を備える必要がなくなり、放電装置の所要設置スペースが小さく、所要コストの安い燃料電池発電装置が得られることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料電池発電装置の第１実施例の放電装置の基本構成を示す模式図
【図２】本発明による燃料電池発電装置の第２実施例の放電装置の基本構成を示す模式図
【図３】従来の燃料電池発電装置の放電装置の基本構成例を示す模式図
【符号の説明】
１    燃料電池本体
２    直流電圧調整装置
３    逆変換装置
３Ａ    逆変換装置
４    放電抵抗
４Ａ    放電抵抗
５    燃料電池電圧
７    出力電圧
８    開閉器
８Ａ    開閉器
９    制御装置
９Ａ    制御装置
１０    出力電圧
【図１】
0003646433.tif 000002
【図２】
0003646433.tif 000003
【図３】
0003646433.tif 000004