(57)【要約】【課題】圧力変化に対応可能な発電装置、制御装置及び制御方法を提供する。【解決手段】発電装置１００は、発電を行う発電部２００と、発電部２００へのガスの供給を停止可能な第１の弁３０１、及び、第１の弁３０１よりも上流側に配置される第２の弁３０２を備える、ガス供給ライン３００と、第１の弁３０１及び第２の弁３０２が閉弁された状態において、第２の弁３０２を開弁してから所定の時間経過後に第１の弁３０１を開弁する制御部４１０と、を備える。【選択図】図１
2019009050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電を行う発電部と、
前記発電部へのガスの供給するガス供給ラインであって、第１の弁、及び、前記第１の弁よりも上流側に配置される第２の弁を備える、ガス供給ラインと、
前記第１の弁及び前記第２の弁が閉弁された状態において、前記第２の弁を開弁してから所定の時間経過後に前記第１の弁を開弁する制御部と、
を備える、発電装置。
【請求項２】
前記所定の時間は、前記ガス供給ラインの圧力と、大気圧との圧力差が所定の圧力差以内となる時間である、請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記制御部は、閉弁された状態の前記第１の弁及び前記第２の弁により形成される閉塞区間における圧力の変化に基づいて前記所定の時間を決定する、請求項１に記載の発電装置。
【請求項４】
前記ガス供給ラインの温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記温度センサが測定した温度に基づいて推定した前記閉塞区間における圧力の変化に基づいて前記所定の時間を決定する、請求項３に記載の発電装置。
【請求項５】
発電を行う発電部と、前記発電部へのガスの供給を停止可能な第１の弁、及び、前記第１の弁よりも上流側に配置される第２の弁を備える、ガス供給ラインと、を備える発電装置を制御可能な制御装置であって、
前記第１の弁及び前記第２の弁が閉弁された状態において、前記第２の弁を開弁してから所定の時間経過後に前記第１の弁を開弁する制御部を備える、制御装置。
【請求項６】
発電を行う発電部と、前記発電部へのガスの供給を停止可能な第１の弁、及び、前記第１の弁よりも上流側に配置される第２の弁を備える、ガス供給ラインと、を備える発電装置の、コンピュータによる制御方法であって、
前記第１の弁及び前記第２の弁を閉弁するステップと、
前記第２の弁を開弁するステップと、
前記第２の弁を開弁してから所定の時間経過後に前記第１の弁を開弁するステップと、
を含む、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置、制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電装置として燃料電池装置が知られている。例えば特許文献１には、電磁弁を備える燃料電池装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５３２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池装置において、発電を停止する際に電磁弁が閉じられ、閉塞区間が形成されるものが存在する。閉塞区間では、内部の気体が膨張又は収縮する等により、圧力が変化し、過圧状態又は負圧状態が発生する場合がある。
【０００５】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の１つの目的は、圧力変化に対応可能な発電装置、制御装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係る発電装置は、発電部と、ガス供給ラインと、制御部とを備える。前記発電部は、発電を行う。前記ガス供給ラインは、前記発電部へのガスの供給を停止可能な第１の弁、及び、前記第１の弁よりも上流側に配置される第２の弁を備える。前記制御部は、前記第１の弁及び前記第２の弁が閉弁された状態において、前記第２の弁を開弁してから所定の時間経過後に前記第１の弁を開弁する。
【０００７】
一実施形態に係る制御装置は、発電を行う発電部と、前記発電部へのガスの供給を停止可能な第１の弁、及び、前記第１の弁よりも上流側に配置される第２の弁を備える、ガス供給ラインと、を備える発電装置を制御可能な制御装置である。前記制御装置は、前記第１の弁及び前記第２の弁が閉弁された状態において、前記第２の弁を開弁してから所定の時間経過後に前記第１の弁を開弁する制御部を備える。
【０００８】
一実施形態に係る制御方法は、コンピュータによる、発電装置の制御方法である。前記発電装置は、発電を行う発電部と、前記発電部へのガスの供給を停止可能な第１の弁、及び、前記第１の弁よりも上流側に配置される第２の弁を備える、ガス供給ラインと、を備える。前記制御方法は、前記第１の弁及び前記第２の弁を閉弁することにより閉塞区間を形成するステップと、前記第２の弁を開弁するステップと、前記第２の弁を開弁してから所定の時間経過後に前記第１の弁を開弁するステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態に係る発電装置、制御装置及び制御方法によれば、圧力変化に対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る発電装置の概略を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係る発電装置の概略を示す機能ブロック図である。
【図４】図３の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】一変形例に係る発電装置及び制御装置の概略を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る発電装置１００の概略を示す機能ブロック図である。図１において、ブロック間を接続する実線は、ガス等の気体が流れる経路を示す。図１において、ブロック間を接続する破線は、制御信号又は通信される情報の経路を示す。
【００１３】
発電装置１００は、図１に示すように、モジュール２００と、ガス供給ライン３００と、制御装置４００とを備える。
【００１４】
モジュール２００は、改質器２０１ａ及び２０１ｂ（以下、これらをまとめて「改質器２０１」とも称する）と、セルスタック２０２ａ及び２０２ｂ（以下、これらをまとめて「セルスタック２０２」とも称する）とを備える。モジュール２００中の改質器２０１には、ガス供給ライン３００からガス（例えば原燃料ガス）が供給される。モジュール２００には、図示しない空気供給ラインから空気が供給される。なお、空気供給ラインが供給する気体は空気に限定されず、水素等の燃料ガスと反応して発電できる気体であればよい。例えば、空気供給ラインは、酸素を含有する空気以外の気体を供給してもよい。モジュール２００が備えるセルスタック２０２は、発電を行う発電部として機能する。すなわち、モジュール２００において、セルスタック２０２は、供給されたガス及び空気等を用いて発電を行い、直流電力を出力する。モジュール２００は、例えば固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer Electrolyte Fuel Cell）又は固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：Solid Oxide Fuel Cell）等のような各種の燃料電池等で構成することができる。なお、固体高分子形燃料電池の場合は、改質器を備える容器と、スタックを備える容器とがそれぞれ設けられる。改質器を備える容器とスタックを備える容器とは、例えば互いに近傍に配置されていなくてもよい。この場合、例えば改質器は、スタックにガスを供給可能に構成されていればよい。
【００１５】
ガス供給ライン３００は、モジュール２００中の改質器２０１にガスを供給する。つまり、ガス供給ライン３００は、改質前のガスを改質器に供給するラインである。ガス供給ライン３００は、発電部に改質後のガスを間接的に供給するためのラインであってもよい。明細書中には詳細に記載しないが、例えば、ガス供給ライン３００は、本実施形態で説明するものの他に、水素を貯蔵するタンクからの水素ガスを発電部に直接供給するラインであってもよい。ガス供給ライン３００は、ガス配管からガスの供給を受け、脱硫等の処理を行う。ガスは、例えば、都市ガス等のメタンを含む気体であってよい。以下、発電装置１００において、ガスの流れに沿って、ガス配管側を「上流側」、モジュール２００側を「下流側」とも称する。
【００１６】
ガス供給ライン３００は、第１の弁３０１と、第２の弁３０２とを備える。第１の弁３０１及び第２の弁３０２は、それぞれ複数の弁により構成されていてもよい。本実施形態では、第１の弁３０１は、第１のガスライン電磁弁３０１ａ及び第２のガスライン電磁弁３０１ｂという２つの電磁弁により構成される。本実施形態では、第２の弁３０２は、第１のガス電磁弁３０２ａ及び第２のガス電磁弁３０２ｂという２つの電磁弁により構成される。ただし、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を構成する弁の数は、これに限られず、発電装置１００の設計等に応じて適宜の数であってよい。また、第１の弁３０１及び第２の弁３０２は、必ずしも電磁弁により構成されていなくてもよい。第１の弁３０１及び第２の弁３０２は、例えば電動弁等の他の弁により構成されていてもよい。
【００１７】
第１の弁３０１は、閉弁状態において、ガス供給ライン３００から改質器２０１へのガスの供給を停止可能である。図１の場合、第１の弁３０１が閉弁状態において、改質器２０１にガスが供給されなくなるため、結果として燃料ガスがセルスタック２０２に対して供給されない。第１の弁３０１が開弁状態である場合、ガス供給ライン３００から改質器２０１にガスが供給される。
【００１８】
第２の弁３０２は、ガス供給ライン３００において、第１の弁３０１よりも上流側に配置される。第２の弁３０２は、閉弁状態において、ガス配管からガス供給ライン３００へのガスの供給を停止可能である。第２の弁３０２が開弁状態である場合、ガス配管からガス供給ライン３００にガスが供給される。
【００１９】
ガス供給ライン３００は、さらに、圧力スイッチ３０３と、脱硫器３０４と、ゼロガバナ３０５とを備えてよい。本実施形態において、圧力スイッチ３０３と、第１のガス電磁弁３０２ａと、第２のガス電磁弁３０２ｂと、脱硫器３０４と、ゼロガバナ３０５とは、この順で上流側から下流側に直列に接続される。
【００２０】
ガス供給ライン３００は、さらに、第１のガス流量計３０６ａと、第１のキャピラリ３０７ａと、第１のバッファ３０８ａと、第１のガスポンプ３０９ａとを備える。第１のガス流量計３０６ａと、第１のキャピラリ３０７ａと、第１のバッファ３０８ａと、第１のガスポンプ３０９ａと、第１のガスライン電磁弁３０１ａとは、この順で上流側から下流側に直列に接続される。本明細書において、直列に接続された第１のガス流量計３０６ａ、第１のキャピラリ３０７ａ、第１のバッファ３０８ａ、第１のガスポンプ３０９ａ及び第１のガスライン電磁弁３０１ａを、以下、「第１の供給ライン３２０ａ」とも称する。
【００２１】
ガス供給ライン３００は、さらに、第２のガス流量計３０６ｂと、第２のキャピラリ３０７ｂと、第２のバッファ３０８ｂと、第２のガスポンプ３０９ｂとを備える。第２のガス流量計３０６ｂと、第２のキャピラリ３０７ｂと、第２のバッファ３０８ｂと、第２のガスポンプ３０９ｂと、第２のガスライン電磁弁３０１ｂとは、この順で上流側から下流側に直列に接続される。本明細書において、直列に接続された第２のガス流量計３０６ｂ、第２のキャピラリ３０７ｂ、第２のバッファ３０８ｂ、第２のガスポンプ３０９ｂ及び第２のガスライン電磁弁３０１ｂを、以下、「第２の供給ライン３２０ｂ」とも称する。
【００２２】
第１の供給ライン３２０ａと第２の供給ライン３２０ｂとは、ゼロガバナ３０５の下流側で、並列に接続される。すなわち、ガス供給ライン３００の流路は、ゼロガバナ３０５の下流側において、第１の供給ライン３２０ａ及び第２の供給ライン３２０ｂに分岐する。ガス供給ライン３００は、分岐した２つの供給ライン（第１の供給ライン３２０ａ及び第２の供給ライン３２０ｂ）から、それぞれモジュール２００が備える改質器２０１にガスを供給する。
【００２３】
圧力スイッチ３０３は、ガス供給ライン３００に供給されるガスの圧力を検出して、設定された所定の圧力になったときに信号（接点信号）を出力する。
【００２４】
第１のガス電磁弁３０２ａ及び第２のガス電磁弁３０２ｂは、脱硫器３０４へのガス供給路の開閉を行う弁である。第１のガス電磁弁３０２ａ及び第２のガス電磁弁３０２ｂは、セルスタック２０２により発電が行われている場合は、開かれている。第１のガス電磁弁３０２ａ及び第２のガス電磁弁３０２ｂは、セルスタック２０２による発電が行われない場合は、原則として閉じられている。
【００２５】
ガス供給ライン３００では、第１のガス電磁弁３０２ａ及び第２のガス電磁弁３０２ｂという２つのガス電磁弁が直列に配置されている。これにより、一方のガス電磁弁が故障してガス供給を止めることができなくなった場合であっても、他方のガス電磁弁によりガスの供給を止めることができる。
【００２６】
脱硫器３０４は、ガス供給ライン３００に供給されたガスから、硫黄成分を除去する。モジュール２００に硫黄成分が流入すると改質器２０１及びセルスタック２０２の性能が低下し得るため、脱硫器３０４は、予め硫黄成分を除去することにより、改質器２０１及びセルスタック２０２の性能低下を低減するために設けられる。脱硫器３０４は、例えば従来知られた水素添加反応脱硫又は常温脱硫等の方式により、脱硫処理を行うことができる。
【００２７】
ゼロガバナ３０５は、下流側に供給されるガスの圧力を調整する。例えば、ゼロガバナ３０５は、上流側から供給されたガスを、大気圧に調圧して下流側に出力する。ゼロガバナ３０５で調圧されたガスは、第１の供給ライン３２０ａ及び第２の供給ライン３２０ｂに供給される。
【００２８】
第１のガス流量計３０６ａ及び第２のガス流量計３０６ｂは、それぞれ第１の供給ライン３２０ａ及び第２の供給ライン３２０ｂに供給されるガスの流量を計測する。第１のガス流量計３０６ａ及び第２のガス流量計３０６ｂは、例えば一定のサンプリング時間ごとにガス流量を計測してよい。第１のガス流量計３０６ａ及び第２のガス流量計３０６ｂは、計測したガス流量に関する情報（ガス流量情報）を、有線通信又は無線通信により、制御装置４００に送信してよい。
【００２９】
第１のキャピラリ３０７ａ及び第２のキャピラリ３０７ｂは、ガスの下流側への供給量（流量）を調整する。第１のキャピラリ３０７ａ及び第２のキャピラリ３０７ｂは、例えばそれぞれ毛細管をらせん状に巻回したものであってよい。第１のキャピラリ３０７ａ及び第２のキャピラリ３０７ｂにより、それぞれ第１のバッファ３０８ａ及び第２のバッファ３０８ｂ内の急激な圧力変化を防止しやすくなる。
【００３０】
第１のバッファ３０８ａ及び第２のバッファ３０８ｂは、ガスを貯留する。第１のバッファ３０８ａ及び第２のバッファ３０８ｂにより、下流側に供給されるガスの脈動が抑制されうる。
【００３１】
第１のガスポンプ３０９ａ及び第２のガスポンプ３０９ｂは、ポンプヘッド内部に設けたダイアフラムを搖動させることにより、改質器２０１を介してセルスタック２０２に供給されるガス流量の調整を行う。セルスタック２０２に供給されるガス流量の調整は、例えば制御装置４００が、第１のガス流量計３０６ａ及び第２のガス流量計３０６ｂから取得したガス流量情報に基づいて第１のガスポンプ３０９ａ及び第２のガスポンプ３０９ｂを制御することにより行われる。
【００３２】
第１のガスライン電磁弁３０１ａ及び第２のガスライン電磁弁３０１ｂは、それぞれ第１の供給ライン３２０ａ及び第２の供給ライン３２０ｂからセルスタック２０２へのガス供給路の開閉を行う弁である。第１のガスライン電磁弁３０１ａ及び第２のガスライン電磁弁３０１ｂは、セルスタック２０２により発電が行われている場合は、開いている。第１のガスライン電磁弁３０１ａ及び第２のガスライン電磁弁３０１ｂは、セルスタック２０２による発電が行われない場合は、原則として閉じている。
【００３３】
制御装置４００は、セルスタック２０２により発電が行われている場合、ガス供給ライン３００における、セルスタック２０２へのガスの供給を制御する。制御装置４００は、セルスタック２０２による発電が行われない場合、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を閉弁する。閉弁により、ガス供給ライン３００に閉塞区間が形成される。制御装置４００は、ガス供給ライン３００内部に形成された閉塞区間の圧力に応じて、第１の弁３０１及び第２の弁３０２の開閉を制御する。制御装置４００は、制御部４１０と、記憶部４２０とを備える。
【００３４】
制御部４１０は、制御装置４００の各機能部をはじめとして制御装置４００の全体を制御及び管理する。制御部４１０は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサで構成されていてよい。このようなプログラムは、例えば、制御装置４００が備える記憶部４２０又は制御装置４００から独立した外部の記憶媒体に格納される。
【００３５】
制御装置４００は、以下にさらに詳細に述べられるように、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、制御部４１０として少なくとも１つのプロセッサを含む。種々の実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサは、単一の集積回路（ＩＣ）として、又は複数の通信可能に接続された集積回路ＩＣ及び／又はディスクリート回路（discrete circuits）として実行されてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、種々の既知の技術に従って実行されることが可能である。
【００３６】
ある実施形態において、プロセッサは、１以上のデータ計算手続又は処理を実行するために構成された１以上の回路又はユニットを含む。例えば、プロセッサは、１以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらのデバイス若しくは構成の任意の組み合わせ、又は他の既知のデバイス及び構成の組み合わせを含み、以下に説明される機能を実行してもよい。
【００３７】
制御部４１０は、第１の弁３０１及び第２の弁３０２の開閉を制御する。制御部４１０は、例えば、セルスタック２０２による発電が行われない場合、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を閉弁する。制御部４１０による第１の弁３０１及び第２の弁３０２に関するその他の開閉制御の詳細については、後述する。
【００３８】
記憶部４２０は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成されることができる。記憶部４２０は、各種情報及び／又は制御装置４００を動作させるためのプログラム等を記憶する。記憶部４２０は、ワークメモリとしても機能してもよい。
【００３９】
次に、制御部４１０による、第１の弁３０１及び第２の弁３０２の開閉制御の詳細について説明する。
【００４０】
セルスタック２０２により発電が行われている場合、制御部４１０は、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を、開弁状態に制御する。これにより、ガスがガス配管からガス供給ライン３００を経由してセルスタック２０２に供給される。
【００４１】
一方で、例えば、セルスタック２０２による発電を停止させなければならない又は停止させたい等の事情が発生する場合がある。この場合、セルスタック２０２による発電が停止される。
【００４２】
セルスタック２０２による発電が停止され、発電が行われない場合、制御部４１０は、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を、閉弁状態に制御する。これにより、ガス配管からガス供給ライン３００へのガスの供給が停止されるとともに、ガス供給ライン３００からセルスタック２０２へのガスの供給が停止される。また、ガスの逆流が防止される。この場合、第１の弁３０１及び第２の弁３０２が閉弁されることによって、ガス供給ライン３００に閉塞区間が形成される。すなわち、第１の弁３０１と第２の弁３０２との間で、ガスが密閉される。
【００４３】
ここで、ガス供給ライン３００に閉塞区間が形成されている間に、例えば環境温度（外気温度ともいう）の変化等に起因する温度変化等によって、閉塞区間内のガスの圧力が変化する場合がある。例えば、閉塞区間が形成された後、閉塞区間の温度が上昇すると、閉塞区間内のガスが膨張し、圧力が増加する。反対に、例えば、閉塞区間が形成された後、閉塞区間内の温度が下降すると、閉塞区間内のガスが収縮し、圧力が減少する。閉塞区間内のガスの圧力が、大気圧と異なる場合、不都合が生じる場合がある。以下、本明細書において、閉塞区間を形成したとき（つまり第１の弁３０１及び第２の弁３０２を閉弁したとき）の温度を、以下「基準温度」とも称する。
【００４４】
例えば、閉塞区間が形成されてから、閉塞区間の周囲の環境温度が上昇することにより閉塞区間の温度が基準温度よりも高くなった場合、閉塞区間内の圧力は、閉弁時よりも増加した過圧状態（又は高圧状態）となる。この状態で、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を開いて、第１のガスポンプ３０９ａ及び第２のガスポンプ３０９ｂがセルスタック２０２に供給されるガス流量の調整を行うと、ガス流量の調整が適切に行われない場合がある。すなわち、閉塞区間の圧力が大気圧よりも高くなっているため、第１のガスポンプ３０９ａ及び第２のガスポンプ３０９ｂからセルスタック２０２に供給されるガス流量は、第１のガスポンプ３０９ａ及び第２のガスポンプ３０９ｂがそれぞれ制御により意図されたガス流量よりも多くなる場合がある。そのため、セルスタック２０２に適切な流量のガスが供給されなくなる場合がある。
【００４５】
例えば、閉塞区間が形成されてから、閉塞区間の周囲の環境温度が下降することにより閉塞区間の温度が基準温度よりも低くなった場合、閉塞区間内の圧力は、閉弁時よりも減少した負圧状態（又は低圧状態）となる。この状態で、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を開弁すると、閉塞区間よりも改質器２０１側の圧力の方が高いため、改質器２０１側から第１の弁３０１側にガスが逆流する場合がある。
【００４６】
本実施形態に係る発電装置１００では、第１の弁３０１及び第２の弁３０２が閉弁された状態から開弁する際に、制御装置４００が、第２の弁３０２を開弁した後、第１の弁３０１を開弁する。
【００４７】
例えば、閉塞区間が過圧状態である場合、第２の弁３０２を先に開弁すると、閉塞区間内の圧力がガス配管側に分散される。これにより、ガス供給ライン３００の過圧状態が低減される。そのため、その後に第１の弁３０１を開弁して第１のガスポンプ３０９ａ及び第２のガスポンプ３０９ｂからセルスタック２０２にガスが供給される際に、制御装置４００の制御により意図された流量に、より近い流量のガスがセルスタック２０２に供給されやすくなる。
【００４８】
例えば、閉塞区間が負圧状態である場合、第２の弁３０２を先に開弁すると、ガス供給ライン３００に原燃料が流れ込む。これにより、ガス供給ライン３００の負圧状態が低減される。そのため、その後に第１の弁３０１が開弁された際に、改質器２０１側から第１の弁３０１側にガスが逆流しにくくなる。
【００４９】
このように、制御装置４００は、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を閉弁状態から開弁状態に制御する際に、第２の弁３０２を開弁した後、所定の時間が経過してから第１の弁３０１を開弁する。これにより、発電装置１００によれば、閉塞区間の圧力変化により発生し得る不都合による影響を低減することができる。
【００５０】
第２の弁３０２を開弁してから第１の弁３０１を開弁するまでの所定の時間は、適宜定められてよい。所定の時間は、例えば、ガス供給ライン３００の圧力と、大気圧との圧力差が所定の圧力差以内となる時間であってよい。例えば、第２の弁３０２を開弁してから第１の弁３０１を開弁するまでの所定の時間を長くするほど、ガス供給ライン３００内の圧力と大気圧との圧力差が低減されやすい。そのため、所定の時間を長くするほど、上述した不都合による影響を低減しやすくなる。
【００５１】
図２は、制御部４１０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、例えば第１の弁３０１及び第２の弁３０２が閉弁状態から開弁される際に実行されてよい。
【００５２】
制御部４１０は、まず第２の弁３０２を開弁する（ステップＳ１１）。
【００５３】
その後、制御部４１０は、所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００５４】
制御部４１０は、所定の時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ１２のＮｏ）、所定の時間が経過したと判定するまでステップＳ１２を繰り返す。
【００５５】
制御部４１０は、第２の弁３０２を開弁してから所定の時間が経過したと判定した場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、第１の弁３０１を開弁する（ステップＳ１３）。
【００５６】
このように、本実施形態に係る発電装置１００によれば、制御部４１０は、第２の弁３０２を開弁してから所定の時間が経過した後、第１の弁３０１を開弁する。これにより、第１の弁３０１が開弁される前に、ガス供給ライン３００の過圧状態又は負圧状態が低減されやすくなる。そのため、発電装置１００によれば、閉塞区間の形成後における、閉塞区間内の圧力変化に対応可能である。
【００５７】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係る発電装置１１０の概略を示す機能ブロック図である。本実施形態において、第１実施形態と同じ機能部については、同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００５８】
本実施形態に係る発電装置１１０は、第１実施形態に係る発電装置１００と同様に、モジュール２００と、ガス供給ライン３００と、制御装置４００とを備える。
【００５９】
本実施形態に係る発電装置１１０は、さらに、温度センサ５００を備える。温度センサ５００は、例えば熱電対、サーミスタ、バイメタル等の周知の温度センサにより構成されてよい。温度センサ５００は、ガス供給ライン３００の温度を測定する。温度センサ５００は、測定した温度情報を制御装置４００に出力する。制御装置４００は、温度センサ５００から取得した温度情報を、記憶部４２０に記憶してよい。
【００６０】
本実施形態において、制御部４１０は、温度センサ５００から取得する温度情報に基づき、閉塞区間内の圧力の変化を推定できる。例えば、制御部４１０は、閉塞区間が形成された後、温度センサ５００により測定されるガス供給ライン３００の温度が上昇している場合、閉塞区間内の圧力が上昇していると推定できる。例えば、制御部４１０は、閉塞区間が形成された後、温度センサ５００により測定されるガス供給ライン３００の温度が下降している場合、閉塞区間内の圧力が下降していると推定できる。
【００６１】
制御部４１０は、基準温度からの温度の変化の程度に基づき、圧力の変化の程度を推定することができる。例えば、制御部４１０は、基準温度から温度変化が大きい程、閉塞区間内の圧力変化が大きいと推定できる。
【００６２】
本実施形態において、制御部４１０は、例えば基準温度と、開弁制御を行うときの閉塞区間の温度とに基づいて、第２の弁３０２を開弁した後、第１の弁３０１を開弁するまでの所定の時間を決定してもよい。例えば、閉塞区間における圧力の変化が大きいほど、閉塞区間の圧力と大気圧との差が大きいため、第２の弁３０２を開弁してから、過圧状態又は負圧状態を低減するまでに長い時間を要する。制御部４１０は、例えば、温度センサ５００から取得した温度情報に基づき、閉塞区間における圧力の変化が大きいほど、所定の時間が長くなるように、所定の時間を決定してよい。制御部４１０は、例えば記憶部４２０に記憶された所定のアルゴリズム又はテーブル等を用いて、所定の時間を決定してよい。制御部４１０は、温度センサ５００が測定した温度に基づいて推定した閉塞区間における圧力の変化に基づいて所定の時間を決定してもよい。
【００６３】
図４は、制御部４１０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、例えばセルスタック２０２による発電が停止されて、第１の弁３０１及び第２の弁３０２が閉弁された場合に実行されてよい。
【００６４】
制御部４１０は、第１の弁３０１及び第２の弁３０２が閉弁されると、温度センサ５００から基準温度を取得し、取得した基準温度を記憶部４２０に記憶する（ステップＳ２１）。基準温度は、閉弁されたときに温度センサ５００が測定した温度である。
【００６５】
制御部４１０は、セルスタック２０２における発電を再開するために第１の弁３０１及び第２の弁３０２の開弁制御を行うにあたり、温度センサ５００から閉塞区間の温度情報を取得する（ステップＳ２２）。
【００６６】
制御部４１０は、ステップＳ２１で取得した基準温度と、ステップＳ２２で取得した温度情報により示される温度とに基づき、所定の時間の長さを決定する（ステップＳ２３）。制御部４１０は、例えば、ステップＳ２１で取得した基準温度と、ステップＳ２２で取得した温度情報により示される温度との差が大きいほど、所定の時間を長くしてよい。
【００６７】
そして、制御部４１０は、第２の弁３０２を開弁する（ステップＳ２４）。
【００６８】
その後、制御部４１０は、第２の弁３０２を開弁してから、ステップＳ２３で決定した所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【００６９】
制御部４１０は、所定の時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ２５のＮｏ）、所定の時間が経過したと判定するまでステップＳ２５を繰り返す。
【００７０】
制御部４１０は、第２の弁３０２を開弁してから所定の時間が経過したと判定した場合（ステップＳ２５のＹｅｓ）、第１の弁３０１を開弁する（ステップＳ２６）。
【００７１】
このように、本実施形態に係る発電装置１１０によれば、制御装置４００が、閉塞区間の温度変化に基づいて閉塞区間内の圧力の変化を推定し、圧力の変化に応じて、第２の弁３０２を開弁してから第１の弁３０１を開弁するまでの所定の時間を決定する。そのため、本実施形態に係る発電装置１１０によれば、閉塞区間内の圧力の変化に応じて、ガス供給ライン３００の過圧状態又は負圧状態を低減することができる。そのため、発電装置１１０によれば、閉塞区間の形成後における、閉塞区間内の圧力変化に対応可能である。
【００７２】
第２実施形態において、制御部４１０は、セルスタック２０２における発電を再開するために第１の弁３０１及び第２の弁３０２の開弁制御を行うにあたり、例えば温度センサ５００から取得された温度情報に基づいて推定される閉塞区間内の圧力の変化に応じて、第１の弁３０１又は第２の弁３０２のいずれを先に開弁するかを決定してもよい。
【００７３】
例えば、制御部４１０は、閉塞区間の温度が基準温度よりも低い場合には、閉塞区間が負圧状態であると推定できる。この場合、制御部４１０は、第２の弁３０２を開弁した後、第１の弁３０１を開弁すると決定してよい。この場合、制御部４１０は、上述の実施形態で説明した通り、第２の弁３０２を開弁した後、所定の時間経過後に第１の弁３０１を開弁する。一方、例えば、制御部４１０は、閉塞区間の温度が基準温度よりも高い場合には、閉塞区間が過圧状態であると推定できる。この場合、制御部４１０は、第１の弁３０１を開弁した後、第２の弁３０２を開弁すると決定してよい。この場合、制御部４１０は、第１の弁３０１を開弁した後、所定の時間経過後に第２の弁３０２を開弁する。制御部４１０が、過圧状態である場合に第１の弁３０１を先に開弁することにより、ガス供給ライン３００のガスを下流側に送ることができるとともに、ガス供給ライン３００の過圧状態を低減することができる。
【００７４】
上記第１実施形態及び第２実施形態において、制御部４１０は、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を閉弁するとき、第１の弁３０１と第２の弁３０２とを同時に閉弁してよい。
【００７５】
上記第１実施形態及び第２実施形態において、制御部４１０は、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を閉弁するとき、第１の弁３０１を先に閉弁した後、第２の弁３０２を閉弁してもよい。この場合、下流側の第１の弁３０１が先に閉弁されるため、下流側の改質器２０１からガス供給ライン３００側にガスが逆流することを防止しやすくなる。
【００７６】
上記第１実施形態及び第２実施形態において、制御部４１０は、第１の弁３０１及び第２の弁３０２を閉弁するとき、第２の弁３０２を先に閉弁した後、第１の弁３０１を閉弁してもよい。この場合、上流側の第２の弁３０２が先に閉弁されるため、上流側からのガスの流入を停止させることができる。これにより、上流側からのガスの圧力により下流側にガスが押し込まれることを防止しやすくなる。
【００７７】
本開示を完全かつ明瞭に開示するためにいくつかの実施形態に関し説明してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例及び代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。また、いくつかの実施形態に示した各要件は、自由に組み合わせが可能である。
【００７８】
例えば、上記第２実施形態において、制御部４１０は、ガス供給ライン３００の閉塞区間の圧力変化を、当該閉塞区間の温度変化に基づいて推定すると説明した。しかしながら、閉塞区間の圧力変化は、他の方法によって推定されてもよい。例えば、制御部４１０は、ガス供給ライン３００の圧力を検出する圧力センサから取得される圧力の値に基づいて、第１の弁３０１及び第２の弁３０２の制御を行ってもよい。
【００７９】
上記第１及び第２実施形態では、ガス供給ライン３００が、第１の供給ライン３２０ａ及び第２の供給ライン３２０ｂという２つの供給ラインを有すると説明した。しかしながら、ガス供給ライン３００は、１つ又は３つ以上の供給ラインを有していてもよい。
【００８０】
上記第１実施形態では、発電装置１００に含まれる制御装置４００が第１の弁３０１及び第２の弁３０２を制御すると説明した。しかしながら、例えば図５に変形例として示すように、発電装置１００は、モジュール２００と、ガス供給ライン３００とにより構成されていてもよい。この場合、発電装置１００とは独立した制御装置４００により、第１の弁３０１及び第２の弁３０２の制御が行われてよい。第２実施形態に係る発電装置１１０についても同様である。
【符号の説明】
【００８１】
１００、１１０  発電装置
２００  モジュール
２０１ａ、２０１ｂ  改質器
２０２ａ、２０２ｂ  セルスタック
３００  ガス供給ライン
３０１  第１の弁
３０１ａ  第１のガスライン電磁弁
３０１ｂ  第２のガスライン電磁弁
３０２  第２の弁
３０２ａ  第１のガス電磁弁
３０２ｂ  第２のガス電磁弁
３０３  圧力スイッチ
３０４  脱硫器
３０５  ゼロガバナ
３０６ａ  第１のガス流量計
３０６ｂ  第２のガス流量計
３０７ａ  第１のキャピラリ
３０７ｂ  第２のキャピラリ
３０８ａ  第１のバッファ
３０８ｂ  第２のバッファ
３０９ａ  第１のガスポンプ
３０９ｂ  第２のガスポンプ
３２０ａ  第１の供給ライン
３２０ｂ  第２の供給ライン
４００  制御装置
４１０  制御部
４２０  記憶部
５００  温度センサ
【図１】
2019009050.tif 000003
【図２】
2019009050.tif 000004
【図３】
2019009050.tif 000005
【図４】
2019009050.tif 000006
【図５】
2019009050.tif 000007