(57)【要約】【課題】【解決手段】  発電機の水素純度を維持するためのシステム用の方法及び装置が提供されている。この純度システムは：発電機と、前記発電機に水素ガスを提供するように構成された水素発生器と、前記発電機の水素純度のレベルを検出し、所定の閾値より下に純度が下がった場合に信号を提供する純度モニタと、を含む。このシステムは、ガス損失や汚染を自動的に補い、発電機の所望のレベルの効率を維持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機の水素純度を維持する方法において：
ａ）前記発電機の水素の純度を監視するステップと；
ｂ）所定の閾値より下に下がった前記純度を受けて、信号を発生するステップと；
ｃ）前記信号を受けて水素ガスを加えるステップと；
ｄ）前記発電機から水素ガスを排出するステップと；
を具えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記発電機内の水素の純度が所定の閾値を越えるまで、水素ガスを加えて、前記発電機から水素を排出し続けるステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記純度信号を受けて前記発電機からガスを排出するために弁を開くステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記所定の純度閾値が、９０％より大きいことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記所定の純度閾値が、９５％より大きいことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記所定の純度閾値が、９８％より大きいことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項２に記載の方法において、前記純度信号を受けて水素発生器を作動させるステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記圧力が所定の閾値を越える場合に、前記発電機からガスを排出するステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、所定の閾値を越えた前記発電機の純度を受けて第２の純度信号を提供するステップと、前記第２の純度信号を受けて水素ガスの生成を中止するステップと、を更に具えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
発電機中の水素純度を維持するシステムにおいて、前記システムが：
水素発生器と；
前記水素発生器に取り付けた発電機と；
前記発電機に取り付けた弁と；
前記発電機と前記弁に操作可能に取り付けた純度モニタと；
を具えることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムにおいて、前記弁が前記純度モニタからの信号を受けて前記発電機から水素ガスを放出するように動作することを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、前記水素発生器が、所定の圧力で水素ガスを発生するように構成され、前記水素発生器が前記発電機内の圧力の減少を受けて水素ガスを発生することを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、前記水素発生器が、少なくとも１つのポリマ電極膜を有する電気化学的発生器であることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１２に記載のシステムにおいて、前記水素発生器が、天然ガスの改質によって水素を生成することを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムが、圧力モニタを更に具えることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムが、前記発電機に取り付けた水素清浄器を更に具えることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１２に記載のシステムにおいて、前記発電機の水素ガスの純度が９９％よりも小さい純度である場合に、前記純度モニタが、前記弁に信号を提供することを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１２に記載のシステムにおいて、前記発電機の水素ガスの純度が９５％よりも小さい純度である場合に、前記純度モニタが、前記弁に信号を提供することを特徴とするシステム。
【請求項１９】
発電機の水素純度を維持するシステムにおいて、前記システムが：
発電機と；
前記発電機と排出口との間に取り付けた弁であって、所定の排出率で水素ガスを排出するように構成されている弁と；
前記発電機に取り付けた水素発生器と；
を具えることを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムにおいて、前記水素発生器が、所定の生成率で水素を生成するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のシステムにおいて、前記所定の生成率が、前記所定の排出率と実質的に等しいことを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項２０に記載のシステムが、前記発電機と前記弁に取り付けた純度モニタを更に具え、前記弁が、前記純度モニタからの信号を受けて前記所定の排出率を変えることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のシステムにおいて、前記水素発生器が、前記所定の生成率を前記所定の排出率と実質的に一致させるように変えるように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項２４】
請求項２０に記載のシステムにおいて、前記水素発生器が、少なくともポリマ電極膜を有する電気化学的発生器であることを特徴とするシステム。
【請求項２５】
請求項２０に記載のシステムにおいて、前記水素発生器が天然ガスの改質によって水素ガスを生成することを特徴とするシステム。
【請求項２６】
請求項２１に記載のシステムにおいて、前記所定の排出率が、前記発電機の水素ガスの純度を、９８％より大きい純度に維持するように設定されることを特徴とするシステム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記所定の排出率が、前記発電機の水素ガスの純度を、９５％より大きい純度に維持するように設定されることを特徴とするシステム。
【請求項２８】
発電機の水素純度を維持するシステムにおいて、前記システムが：
水素発生器と；
前記水素発生器に取り付けた発電機と；
前記発電機に取り付けた弁であって、所定の水素ガス圧力レベルで前記発電機から水素ガスを排出するように構成されている弁と；
前記発電機と前記水素発生器とに操作可能に取り付けた純度モニタと；
を具えることを特徴とするシステム。
【請求項２９】
請求項２８に記載のシステムにおいて、前記水素発生器が、前記純度モニタからの信号を受けて所定の率で水素ガスを生成することを特徴とするシステム。
【請求項３０】
請求項２８に記載のシステムにおいて、前記発電機内のガス圧が１００ｐｓｉを越える場合、前記弁が、水素ガスを放出することを特徴とするシステム。
【請求項３１】
請求項２９に記載のシステムにおいて、前記水素発生器が、少なくとも１つのポリマ電極膜を有する電気化学的発生器であることを特徴とするシステム。
【請求項３２】
請求項２９に記載のシステムにおいて、前記水素発生器が、天然ガスの改質によって水素ガスを生成することを特徴とするシステム。
【請求項３３】
発電機内の水素純度を維持する方法において：
発電機の水素ガスの純度を監視するステップと；
第１の率で前記発電機から水素ガスを放出するステップと；
第２の率で水素ガスを発生するステップであって、当該第２の率が、前記第１の率と実質的に等しいステップと；
を具えることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法が、前記純度モニタから弁に信号を発生して、前記水素ガスを放出するステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法において、前記純度モニタが、所定の水素純度レベルより下に下がった前記発電機内の水素ガスの純度を受けて前記信号を発生することを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法において、前記所定の水素純度レベルが、９８％より低い、又は９８％に等しいことを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の方法において、前記所定の水素純度レベルが、９５％より低いことを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３３に記載の方法が、前記純度モニタから水素発生器に信号を発生して、前記水素ガスを発生するステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の方法において、前記水素ガスが、所定の圧力レベルで前記発電機から放出されることを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３３に記載の方法が、前記発電機内の前記水素ガスの純度の減少を受けて、前記第１の率のレベルを上げるステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法が、前記発電機内の前記水素ガスの純度レベルが所定の純度レベルに達したら、前記第１の率のレベルを下げるステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載の方法において、前記所定の純度レベルが９５％であることを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項４２に記載の方法において、前記所定のレベルが９８％であることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本開示は、一般的に発電機システムに関し、具体的には、水素ガスを使用して、発電機を冷却する発電機に関する。
【０００２】
背景技術
現代の発電プラントは、しばしばタービン発電機を使用して、電気を生成している。作動中に、これらの発電機は、発電機を最大効率で動作させるために放散されなければならない多量の熱を発生する。伝統的に、冷却媒体として空気が使用され、この熱の放散に一役買ってきた。しかしながら、発電機の能力とサイズが増すにつれ、その高い熱容量と低密度のために、水素が空気に取って代わった。加えて、水素の使用は、同じ大きさの空気冷却装置よりも風損及び摩擦損を低減する。
【０００３】
風損による効率の損失から、発電機内の水素の純度レベルを高く維持することが望まれる。図１に示すように、不純物によって風損が増加するにつれて、発電所の経済的損失が付随して増加する。８００ＭＷの発電機では、発電機内の水素の純度が８％減少することによって、電気を生成するコストが、１日当たりほぼ＄４０００増加する。従って、可能な限り純度のレベルを高く維持することが必要となる。
【０００４】
発電機の稼働中は、シールの漏れによって水素は継続的に失われている。伝統的に、発電機の圧力及び純度の適切なレベルを維持するために、発電所技師は、シリンダ又はタンク車でガスを供給するガス製造者からバルクで水素ガスを購入する。技師は、純度レベルを定期的に確認し、随時水素ガスシリンダから水素を加える。
【０００５】
バルクで購入した水素ガスを使用する代替として、発電所技師は、技師が現場で水素ガスを発生することができる電解ガス発生器も使用してきた。電解発生器は、電気を使用して、水を水素と酸素ガスに分解する。電気分解の使用は、一般的に水素を使用するコストを削減し、また、大量の可燃性ガスを入手して貯蓄しなければならないという発電所のセキュリティ上の問題を低減する。しかし、一般的に、発電機用の補充ガスを提供する採算に合う電解発生器は、点検のために発電機を停止した後、発電機を素早くパージ又は満たす十分な量の水素を生成する能力がに欠けている。また、発電所技師は、依然として、最適な効率を不可能にする発電所の手動充填に依存してきた。
【０００６】
従って、本技術で必要とされることは、発電機中の水素の純度レベルを高く維持し、現場で水素発生器を使用するための手段を提供して、発電機をパージ又は満たすのに十分な水素を生成するためのシステムである。
【０００７】
本発明の概要
発電機の水素純度を維持するシステム用の方法及び装置が提供されている。この純度システムは：発電機と、前記発電機に水素ガスを提供するために構成された水素発生器と、前記発電機の水素純度のレベルを検出し、所定の閾値より下に純度が下がった場合に信号を提供する純度モニタと、を具える。このシステムは、ガス損失や汚染を自動的に補い、発電機の所望のレベルの効率を維持する。
【０００８】
上記及びその他の特徴は、次の詳細な説明及び図面から当業者に明らかであり、理解される。
【０００９】
例示的、且つ限定的でないことを意味する図面を参照すると、同じ要素には同じ符号が付けられている。
【００１０】
本発明を実施するための形態
消費者による電力の需要が増加するにつれて、電力発生器は、次第により大きな発電機になり、社会の必要性を満たしている。発電機のサイズが大きくなるにつれて、発電機の構成部品に対する損傷を防ぐための適切な操作温度で発電機を維持することが益々より困難になった。より小さい発電機は、空気冷却に依存して発電機ロータの巻き線から熱を放散していた。熱の移動を改善するために、発電機製造業者は、水素の熱伝導度が空気の７倍であることから、伝熱剤として水素ガスを使用し始めた。
【００１１】
また、この水素への切り換えは、水素密度がより低いため、発電機の風損を低減することによって、副次的な利点をもたらした。図１に示すように、発電機中の水素ガスの純度レベルが高くなればなるほど、風損は低くなる。しかし、発電機は、潤滑を必要とするシール等の様々な部品を含んでいるので、水や油等の汚染物がガスと混ざって、純度レベルが低減する。これらの汚染物を補うために、技師は、加熱再生乾燥機等の精製システムを使用した。これは、コストのかかるガスの発生器をパージする必要なく、発電機から水を除去することができる。
【００１２】
汚染に加えて、技師は、発電機に一般的に起こる水素漏れをシールで対処しなければならない。水素が漏れると、技師は、熱移動及び低い風損を維持するために、発電機に補充水素ガスを加えなければならない。ＧＥ  Ｆｒａｍｅ−７発電機等の一般的な発電機では、水素の損失及び水素の量は、最大で１時間当たり２０から４０立方フィートに達することがある。
【００１３】
本発明の例示的実施例を図２に示す。発電システム１０は、スチームタービン（図示せず）等の任意の従来の手段によって駆動することができる発電機１２を具える。発電機１２は、電気を生成し、これはユーティリティグリッド１４に伝えられる。発電機内部の圧力は、圧力モニタ１６によって監視され、発電機内部の水素ガスの純度は、モニタ１８によって監視される。本明細書により詳細に記載するように、純度モニタは、限定はされないが、熱伝導率分析器又は振動要素分析器等の任意の好適なタイプであってよい。
【００１４】
また、発電機１２は、ソレノイド弁２０に接続する通気管路１９を含む。弁２０の出口は、水素ガスが、適切に大気中に放散されるようにする排出口に通じている。本明細書により詳細に記載するように、コミュニケーションリンク１７は、純度モニタ１８をソレノイド弁２０に接続している。水素発生器２４は、導管２６を介して、発電機１２に水素ガスを提供する。代替的に、発電機１２のコントローラ（図示せず）が、ソレノイド弁２０を制御して水素ガスを放出する。
【００１５】
好ましい実施例では、水素発生器は、反応水を水素と酸素ガスに分離することができる水供給電気化学電池を具える。好適な反応水は、脱イオン蒸留水であり、これは、水源２８から連続的に供給される。電気化学電池は、好ましくは、ポリマ電極膜（ＰＥＭ）型である。電気化学電池は、また、限定はされないが、アルカリン、リン酸、又は固体酸化物ベースの電池等の任意の他の好適な電気化学電池であってよい。水素発生器２４は、また、限定はされないが、スチームメタン、又は天然ガス改質等の水素ガスを発生することができる任意の非電気化学システムであってよい。
【００１６】
出力センサ３０は、導管２６内の下流間で圧力差を検知するように水素発生器２４に組み込まれている。出力センサ３０は、導管２６内のガス圧を、当該ガス圧を示す電圧又は電流レベルに変換する圧力トランスデューサであってよい。また、出力センサは、ガスの質的又は量的パラメータを検知するのに好適な任意の他のセンサであってよく、そのパラメータの示す電気信号を出力として提供する。このような他のセンサは、限定はされないが、流量センサ、流体質量センサ、及び差圧センサを含む。選択的に、フィードバック信号２９は、圧力モニタ１８から水素発生器２４に提供することができる。
【００１７】
出力センサ３０は、センサ３０によって提供されたアナログ電圧又は電流レベルを検知した水素圧を示すデジタル信号に変換することができるコントローラ（図示せず）とインターフェースを取っている。コントローラは、本明細書でより詳細に述べるように、検知された水素圧を水素発生器２４の出力を制御する所定のパラメータと比較する。
【００１８】
電力発生システム１０の代替の実施例を図３に示す。この実施例では、水素ガス純度レベルが所定の閾値より下に下がると、純度モニタ１８をライン３２によって電解槽２４に電気的に接続し、制御信号を提供する。
【００１９】
発電機は、大量の水素ガス、典型的には、少なくとも７，５００立方フィートの水素ガスを保持することができる。その結果、運転開始時、又は点検後等の、発電機を水素ガスでパージして満たす必要がある場合に、オペレータが大量の水素ガスにアクセスする必要がある。運転開始時又は点検時のパージ等のイベントは、オペレータが、一般的に年ベースで生じる。短時間でこの量の水素を発生することができる水素発生器は、毎日の動作には非常に大きすぎる。従って、水素発生器２４によって発生した過剰の水素ガスを貯蔵する手段を有することが望ましい。図４に示す実施例では、水素発生器は、上記の発電機１２に水素を提供する第１導管２６を有する。水素発生器２４は、少なくとも１つの貯蔵タンク４０に水素発生器を流動的に接続する第２導管３４及び弁２７を更に具える。また、システム１０は、ソレノイド弁３６及び導管３４に取り付けたコンプレッサ３８を選択的に具えていてもよい。選択的な圧力トランスデューサ４２は、弁３６に電気的に接続され、一度所望のレベルに達すると、タンク４０の充填を終了することができる。コンプレッサは、限定はされないが、金属水素化物コンプレッサ、電気化学コンプレッサ、又は機械的コンプレッサ等の任意の好適な型であってよい。例示的目的のために、コンプレッサ３８を水素発生器２４に外付けして示す。好ましくは、コンプレッサは水素発生器２４と一体にしてもよい。導管４６は、発電機１２とタンク４０を流動的に接続している。弁４８は、タンクから発電機１２への流れを制御する。
【００２０】
図５、６、及び７は、発電システム１０の動作を示すフロー図である。これらの方法は、システム１０の１つ又はそれ以上の個別の構成要素中のコントローラ適用コードに含まれ、実行することができる。或いは、単一の中央コントローラ（図示せず）で実施してもよい。これらの方法は、一般的にソフトウエアの形でマイクロプロセッサによって実行されるように書かれたコンピュータ命令で実施される。ソフトウエアは、限定はされないが、アッセンブリ言語（ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＶＨＤＬ（Ｖｅｒｉｌｏｇ  Ｈａｒｄｗａｒｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＶＨＳＩＣ  ＨＤＬ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  ＩＣ  Ｈａｒｄｗａｒｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、Ｆｏｒｔｒａｎ（ｆｏｒｍｕｌａ  ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｖｉｓｕａｌ  Ｃ＋＋、Ｊａｖａ、ＡＬＧＯＬ（ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｃ  ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＢＡＳＩＣ（ｂｅｇｉｎｎｅｒｓ  ａｌｌ−ｐｕｒｐｏｓｅ  ｓｙｍｂｏｌｉｃ  ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ）、Ｖｉｓｕａｌ  ＢＡＳＩＣ、ＡｃｔｉｖｅＸ、ＨＴＭＬ（ＨｙｐｅｒＴｅｘｔ  Ｍａｒｋｕｐ  Ｌａｎｇｕａｒｇｅ）、及び少なくとも１つの前述の任意の組み合わせ又は派生語を含むあらゆる言語でコードすることができる。加えて、技師は、表計算又はデータベース等の従来のソフトウエアアプリケーションを使用して、アルゴリズムに列挙される各種の構成要素を相互に関連付けることができる。更に、ソフトウエアは、統合ソフトの形で、その他のソフトウエアとは別のものであってもよく、或いはその他のソフトウエアに依存するものであってもよい。
【００２１】
図２及び５を参照して、図５の発電システム制御方法６０を以下に説明する。方法６０は、ブロック６２で始まり、ブロック６４に進む。ブロック６４では、純度モニタ１８が、発電機１２から水素の見本を取って、サンプルガス中の水素純度のレベルを示す値Ｈｐｕｒｅを決定する。次いで、方法６０は、ブロック６６に進み、純度レベルＨｐｕｒｅを所望のレベルＨｐｒｅｆと比較する。パラメータＨｐｒｅｆは、技師によって望まれる純度レベルを表し、技師が水素使用量と効率最低基準との平衡を保つことができるようにする。代替的に、技師は、圧力レベルを発電機１２及び本明細書の目的内で監視するように選択することができ、圧力又は純度の監視を交互に使用することができる。Ｈｐｒｅｆについての一般的な値は、９０％から９９％の間であり、好ましいＨｐｒｅｆは、９８％である。Ｈｐｒｅｆの値が高くなると、一般的に水素使用量がより多くなる。質問ブロック６６に対する答えは、否定的であれば、方法６０は、ブロック６４に戻り、再び水素ガスの見本を取って計測する。このループは、一般的に、方法６０が外部から終了又は中断されるまで、又はブロック６６の質問の答えが肯定的になるまで継続する。
【００２２】
まず第１に、又は１つ又はそれ以上の否定的な答えの後、ブロック６６の質問に対する答えが肯定的である場合、方法６０は、ブロック６８に進み、純度モニタ１８から弁２０に制御信号を送出して弁２０を開放する。弁２０を開くことによって、発電機１２からのガスが大気中に排気される。
【００２３】
次いで、方法６０は、ブロック７０に進み、水素ガスを発生する。一般的に、水素発生器２４は、センサ３０で圧力降下を検出し、その結果、ブロック６８で発電機１２の排気が生じる。一般的に、所望の圧力Ｐｄｅｓより低い圧力降下が検出されると、水素発生器２４は、水素ガスの生成を開始し、これが発電機１２に移動する。
【００２４】
次いで、方法６０は、ブロック７２に進み、発電機１２からのガスの見本を取り、水素純度を計測する。次いで、方法６０は、質問ブロック７４に進み、Ｈｐｕｒｅを所望のレベルＨｐｒｅｆと比較する。質問に対する答えが肯定的である場合、方法６０は、ブロック７２に戻り、発電機１２の水素純度Ｈｐｕｒｅを監視し続ける。このループは、一般的に方法６０を外部から終了又は中断されるまで、或いはブロック６６の質問に肯定的に答えるまで継続する。
【００２５】
ブロック７４の質問に対する答えが否定的である場合、これは、発電機の水素ガスの純度レベルが技師によって所望されるレベルに到達したことを示す。次いで、方法６０は、ブロック７６に進み、純度モニタ１８から弁２０に制御信号を送出する。弁２０が閉じて、発電機１２からのガスの排気は停止する。次いで、方法６０はブロック７８に進み、水素生成が起こる。好ましい実施例では、弁２０が閉じると、発電機内で、圧力が上昇する。この圧力上昇をセンサ３０で検知し、発電機内の圧力が、所望の圧力Ｐｄｅｓに達したら、水素発生器２４は、水素ガスの生成を停止する。一般的に、所望の圧力Ｐｄｅｓは、３０ｐｓｉから７５ｐｓｉである。次いで、方法６０は、ブロック６４に戻り、再びプロセスを開始する。システム１０が動作している間中、方法６０を繰り返し実行する。
【００２６】
図３及び６を参照して、図６の代替の発電制御方法８０について述べる。ブロック８２で開始した後、方法８０は、ブロック２５４に進み、発電機１２内のガスの水素純度レベルＨｐｕｒｅの見本を取り計測する。次いで、方法８０は、質問ブロック８６に進み、パラメータＨｐｕｒｅを所望ののレベルＨｐｒｅｆと比較する。質問が否定的な応答を返す場合、方法８０はブロック８４に戻り、技師によって停止又は中断されるまで、この方法が継続される。
【００２７】
質問ブロック８６が、肯定的な応答を返す場合、方法８０は、ブロック８８に進む。ブロック８６においては、純度モニタ１８は、水素発生器２４に制御信号を送る。この信号によって水素発生器２４は、所定の流量及び圧力Ｐｄｅｓで水素生成を開始する。一般的に、所望の圧力Ｐｄｅｓは、３０ｐｓｉから７５ｐｓｉであり、好ましい圧力は４５ｐｓｉである。好ましい実施例では、所望の圧力Ｐｄｅｓは、弁２０のリリーフ圧力Ｐｒｅｌｉｅｆよりも大きい。
【００２８】
水素ガス生成を開始した後、方法８０は質問ブロック９１に進む。ここでは、ＰｒｅｌｉｅｆとＰｇｅｎが、次の質問に取り入れられている：
Ｐｇｅｎ＞Ｐｒｅｌｉｅｆか？
【００２９】
ここで、パラメータＰｇｅｎは、発電機内部の圧力を示し、パラメータＰｒｅｌｉｅｆは、弁２０が開いて発電機１２からのガスが大気中に排気されるところに設定された圧力を示す。ボックス８６の質問が、否定的に返された場合、方法８０は、ボックス９０に戻り、水素を発生し続けて、発電機１２に提供する。方法８０は、技師によって停止又は中断されるまで継続する。
【００３０】
ボックス９１の質問が、肯定的な応答を返す場合、発電機内部の圧力が弁２０のリリーフ設定よりも大きい値に達したことを示し、方法８０は、ボックス９２に進んで、弁２０を開く。この方法は、ボックス９３に進んで水素純度レベルＨｐｕｒｅを監視し、上記と同様の方法でボックス９４の所望の純度レベルと比較する。
【００３１】
発電機の水素ガスの純度が所望の純度レベルに達すると、方法８０は、ブロック９６に進み、純度モニタ１８は、水素ガス発生器２４に制御信号を送信し、水素ガス発生器が水素ガスを生成する。水素ガス発生器がガスの生成を停止すると、方法８０は、ボックス９８に進み、発電機内の圧力が所定の閾値より下に下がると、弁２０が閉じる。
【００３２】
次いで、方法８０は、ブロック８４に戻り、再びプロセスを開始する。システム１０が動作する間中、方法８０を繰り返し実行する。
【００３３】
図４及び７を参照して、図７の代替の発電制御方法１００について述べる。ブロック１０２で開始した後、方法１００は、ブロック１０４に進み、発電機１２のガスの水素純度レベルＨｐｕｒｅの見本を取り、計測する。次いで、方法１００は、質問ブロック１０６に進み、パラメータＨｐｕｒｅを所望の純度レベルＨｐｒｅｆと比較する。質問が否定的応答を返す場合は、方法１００は、ブロック１０８に進んで弁３６を開き、水素ガスが水素発生器２４からタンク４０に向かって流れる。次いで、方法１００は、ブロック１１０に進んで選択的に水素ガスを圧縮し、ブロック１１２でタンク４０を満たす。
【００３４】
タンク４０を満たしながら、方法１００は、タンク４０の圧力Ｐｔａｎｋを監視する。タンク４０はまた、最大作動圧力率Ｐｍａｘを有する。一般的に、タンク４０は、２，０００ｐｓｉから１０，０００ｐｓｉの最大圧力率を有し、好ましい率は、２，４００ｐｓｉである。方法１００は、ブロック１１４に進む。ここでは、Ｐｔａｎｋ及びＰｍａｘが、次の質問に取り入れられている：
Ｐｔａｎｋ＜Ｐｍａｘか？
【００３５】
質問に肯定的に応答する場合、方法１００は、質問ボックス１１８に進み、水素純度レベルを所望のレベルと比較する。質問が肯定的応答を返す場合、これは、発電機が純水素ガスの補充を要求していることを示している。次いで、方法１００は、ブロック１２０に進んで、弁３６を閉じ、次いでブロック１２２に進んで、排気弁２０を開き、発電機１２からのガスを大気中に排気する。次いで、方法１００は、ブロック１２８から１３４に進み、方法６０及びブロック７２から７８に関して上述されているのと同じ方法で、適切な純度レベルに水素ガスを、発電機に補充する。
【００３６】
当然のことながら、ブロック１２８から１３４のプロセスステップも、方法８０に関して記載されている代替の方法を使用して達成することができる。加えて、水素発生器２４が、発電機１２に対して継続的にガスを発生しているアプリケーションにおいては、発電機１２を供給するよりはむしろ水素発生器２４が、タンク４０と発電機１２の双方に同時に水素ガスを提供する。
【００３７】
本発明は、好ましい実施例を参照して記載されている一方で、種々の変更をなすことができ、均等物が、本発明の範囲から逸脱することなくこれらの要素に代わることができることは、当業者には自明である。加えて、これらの本質的範囲から逸脱することなく、本発明の教示に対する特定の状況又は材料を適用して修正を行うことができる。従って、本発明は、本発明の実施を考慮した最良の形態として開示された特定の実施例に限定されないことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、水素純度の関数として風損を例示するグラフィカルプロットである。
【図２】図２は、本発明の水素純度システムを例示する概略図である。
【図３】図３は、本発明の代替の実施例の水素純度システムを例示する概略図である。
【図４】図４は、過剰の水素を貯蔵している本発明の代替の実施例の水素純度システムを例示する概略図である。
【図５】図５は、図２のシステムを操作する方法を例示するブロックフロー図である。
【図６】図６は、図３のシステムを操作する方法を例示するブロックフロー図である。
【図７】図７は、図４のシステムを操作する方法を例示するブロックフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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