JIS C 62282-3-100:2019 燃料電池技術―第３－１００部：定置用燃料電池発電システム―安全性 | ページ 10

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これらの条件下で点火できる場合に限り,制御装置によって制御可能な最小燃料消費量で繰り返す。

5.10 バーナ及び触媒酸化反応器の自動制御

5.10.1 一般事項
  試験は,制御された酸化反応[例えば,燃焼(改質器部の起動用バーナ),触媒による部分酸化,及び触
媒燃焼]を行うための全ての構成部品の起動に関連する。
  試験結果に影響を与え得る全ての部品(例えば,点火器及びメインバーナ,製造業者が指定する点火器
の位置,燃焼室,並びに該当する場合,燃焼室に附属する燃焼ファン又は排気ファン)が一つの燃料電池
発電システムのサブアセンブリに含まれる場合,製造業者は,点火試験(5.10.2.45.10.2.8参照)を,燃
料電池発電システム全体ではなく,そのサブアセンブリに対して行う選択をしてもよい。
  5.10は,燃料極排出ガス触媒反応器にも適用する。
5.10.2 バーナの自動点火制御
5.10.2.1 一般事項
  燃料電池発電システム用バーナの自動点火制御は,次の試験項目に従って試験を行わなければならない。
5.10.2.2 確実な点火
  この試験は,最小及び最大の排気管長さ,又は排気管長さによる最小及び最大の背圧で行う。
  点火器は,燃料がメインバーナ炎口に到達後,直ちにメインバーナ燃料に点火しなければならない。燃
料電池発電システムへの電圧を定格電圧に維持した状態で,点火器が起動し,かつ,点火が確認できなけ
ればならない。火炎は,燃料電池発電システム外に噴出してはならず,かつ,燃料電池発電システムには
いかなる損傷もあってはならない。3回の点火を試み,いずれの場合も,燃料がメインバーナ炎口に到達
後,直ちに点火しなければならない。
5.10.2.3 点火性能の電圧変動試験
5.10.2.3.1 一般事項
  これらの試験は,最大の排気管長さ,又は排気管長さによる最大の背圧で実施する。
5.10.2.3.2 不足電圧試験
  燃料電池発電システムへの電圧を,定格電圧の85 %,又は燃料電池発電システムが電圧変動防止機能を
備えている場合は,この防止装置が許容する最低電圧(ただし,定格電圧の85 %以上)に調整する。この
条件下で,点火器は,メインバーナの火炎確立時間内にメインバーナ燃料に点火しなければならない。火
炎は,燃料電池発電システム外に噴出してはならず,かつ,燃料電池発電システムにはいかなる損傷もあ
ってはならない。十分な回数の点火を試み,いずれの場合も,規定時間内に点火しなければならない。
5.10.2.3.3 過電圧試験
  燃料電池発電システムへの電圧を,定格電圧の110 %,又は燃料電池発電システムが電圧変動防止機能
を備えている場合は,この防止装置が許容する最大電圧(ただし,定格電圧の110 %以下)に調整する。
この条件下で,点火器は,メインバーナの火炎確立時間内にメインバーナ燃料に点火しなければならない。
火炎は,燃料電池発電システム外に噴出してはならず,かつ,燃料電池発電システムにはいかなる損傷も
あってはならない。十分な回数の点火を試み,いずれの場合も,規定時間内に点火しなければならない。
5.10.2.4 火炎確立時間試験
  5.3の規定に従って,燃料電池発電システムの運転中に,火炎確立時間を確認する。該当する場合,メイ
ンバーナ燃料の供給開始信号を発信したときから,点火装置によってメインバーナが着火するまでの時間
は,4.6.2に規定する適切な起動ロックアウト時間を超えてはならない。

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5.10.2.5 失火ロックアウト時間試験
  燃料電池発電システムは,熱平衡条件に到達するまで,定格燃料消費量で運転しなければならない。失
火ロックアウト時間は,パイロットバーナ(装備している場合)及びメインバーナを,燃料の遮断によっ
て意図的に一旦失火させた瞬間から,燃料の供給再開後,安全装置によって燃料を遮断する瞬間までを測
定する。安全装置は,4.6.2に規定する失火ロックアウト時間内に,全ての燃料の安全遮断弁に閉止信号を
印可する。バーナが燃焼している状態で,火炎検出器の信号を切ることによって失火を模擬し,この瞬間
から,火炎監視装置が燃料の供給を確実に停止するまでの経過時間を測定する。この試験では,制御装置
の製造業者が指定する最大失火ロックアウト時間を用いなければならない。
5.10.2.6 リサイクルにおける再点火試験
  自動バーナコントロールシステムのリサイクルにおいて,燃料電池発電システムを定格燃料消費量に調
整した状態でリサイクル時間を確認する。再点火が生じた場合,失火の後,火炎確立時間内に,点火器が
燃料に確実に再点火することを確認する。
  火炎は,燃料電池発電システム外に噴出してはならず,かつ,燃料電池発電システムにいかなる損傷も
あってはならない。バーナが燃焼している状態で,火炎検出器の信号を切ることによって失火を模擬する。
  火炎の消失から火炎検出器が燃料の供給を停止するまでの経過時間,及び燃料供給が停止した瞬間から
点火器が再始動するまでの経過時間を観察する。この試験では,制御装置の製造業者が指定する最大失火
ロックアウト時間及び最小リサイクル時間を用いなければならない。
5.10.2.7 パイロットバーナの燃料流量減少試験
  この試験は,最小及び最大の排気管長さ,又は排気管長さによる最小及び最大の背圧で行う。
  パイロットバーナを装備している場合,パイロットバーナの燃料供給量が,安全遮断弁を開いておくた
めに僅かに足りる量,又は失火ポイントを僅かに上回る量のうち,いずれか大きい方の量まで減少したと
きに,パイロットバーナで燃料を安全に点火する。火炎は,燃料電池発電システムの外に噴出してはなら
ず,かつ,燃料電池発電システムにいかなる損傷もあってはならない。
  この試験では,制御装置の製造業者が指定する最大失火ロックアウト時間を用いなければならない。
  この試験は,停止状態,及び燃料電池発電システムが熱平衡条件に到達した後の停止直後,の二通りの
状態から開始する。
5.10.2.8 遅れ点火試験
  この試験は,最小及び最大の排気管長さ,又は排気管長さによる最小及び最大の背圧で実施する。
  メインバーナの点火を電気式点火器によって直接行う燃料電池発電システムの場合は,燃料の点火遅れ
によって,燃料電池発電システムの外への火炎の逆火の発生がなく,かつ,燃料電池発電システム及び接
続された排気システムにいかなる損傷もあってはならない。この試験では,自動バーナコントロールシス
テムは,制御装置の製造業者が指定する最長の点火トライアル時間を用いなければならない。点火トライ
アル時間の終了に先立って,点火器を非駆動状態にするシステムの場合は,制御装置の製造業者が指定す
る最長の点火起動時間を用いて試験を行わなければならない。
  室温下にある燃料電池発電システムにおいて,燃料電池発電システムは定格燃料消費量で,一時的に制
御装置の製造業者が指定する最長の点火トライアル時間,又は最長の点火起動時間のうち,いずれか短い
方まで時間間隔を変えて運転しなければならない。マルチトライアルシステムの場合,点火の試みは,点
火期間に対するそれぞれのトライアルごとに様々な時間間隔で行い,かつ,ロックアウトまでの全運転シ
ーケンスを通して,点火手段は常に動作していなければならない。それぞれのトライアルごとに,メイン
バーナの点火を監視しなければならない。火炎は,燃料電池発電システムの外に噴出してはならず,かつ,

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燃料電池発電システムにいかなる損傷もあってはならない。遅れ点火試験は,製造業者が提示する火炎確
立時間を確認するためにも用いる。
5.10.2.9 自動バーナコントロールシステムの構成部品の温度試験
  自動バーナコントロールシステムのそれぞれの構成部品の適切な位置に,熱電対又は同等の温度測定装
置を取り付ける。燃料電池発電システムは,熱平衡条件に到達するまで定格燃料消費量で運転しなければ
ならない。その後,構成部品の温度を測定する。測定温度は,構成部品の製造業者が指定する温度を超え
てはならない。
5.10.2.10  プレパージ試験
  この試験は,4.6.2 q)に従ってパージを必要とする燃料電池発電システムに適用する。
  プレパージ容量又はプレパージ時間は,次のように決定する。
a) プレパージ容量。
  1) 流量は,燃焼生成物の排出ダクトの出口で,常温で測定する(定格流量として測定)。
  2) 燃料電池発電システムは,常温に置き,停止状態とする。ファンには,実際のプレパージ条件下と
      同様に給電する。
  3) 流量は,±5 %の誤差限界で測定し,基準状態の値に補正する。
  4) 製造業者は,燃焼配管の容量を提示する。
b) プレパージ時間。
  1) 燃料電池発電システムは,常温に置き,停止状態とする。
  2) ファンを起動したときから点火装置に起動信号を印加するまでの時間を測定する。
5.10.3 触媒酸化反応器の自動制御装置の試験
  触媒酸化反応器の自動制御装置の試験は,次による。
a) 燃料が流れ始めてから反応開始を確認するまでの時間は,4.6.3 e)に規定する反応開始時間を超えては
    ならない。
      燃料電池発電システムは,反応開始条件を満足するまで,製造業者の指定に従って運転しなければ
    ならない。その後,空気過剰運転の場合は燃料の供給を,又は燃料過剰運転の場合は空気の供給を開
    始する。システム応答時間の測定は,その時点から開始し,かつ,製造業者の指定どおりに反応が問
    題なく開始したという信号を反応器監視装置が発信した時点に終了しなければならない。反応開始時
    間は,4.6.3 e)に規定する値を超えてはならない。
b) 反応が消滅した場合,又は安全性が失われるレベルまでへの反応率の低下若しくは上昇が起きた場合,
    主安全制御装置は4.6.3 g)に規定する反応失敗のロックアウト時間内に,空気過剰運転の場合は燃料の
    安全遮断弁に閉止信号を印加し,又は燃料過剰運転の場合は空気の安全遮断弁に閉止信号を印加する。
      燃料電池発電システムは,熱平衡条件に到達するまで5.3の規定に従って運転しなければならない。
    その後,空気過剰運転の場合は,燃料の供給を,又は燃料過剰運転の場合は空気の供給を停止する。
    触媒酸化反応器が点火した状態で,反応温度監視装置の信号を切ることによって反応が停止したこと
    を模擬する。この時点から,システム制御装置が,空気過剰運転の場合は燃料の供給を,又は燃料過
    剰運転の場合は空気の供給を,停止するまでの測定時間は,4.6.3 g)に規定する反応失敗のロックアウ
    ト時間を超えてはならない。

5.11 排ガス温度試験

  燃料電池発電システムに排気システムを搭載している場合,排気システムによって輸送する排ガスの最
高温度は,排気システムの構造に用いる材料の許容温度を超えてはならない。

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  排ガス温度は,熱電対又はこれと同等の装置を用いて測定する。排気システムの大きさ及び対称性を考
慮して,十分な数の試験計測器を用いて排ガスの流れの中の最高温度を検出することが望ましい。
  燃料電池発電システムは,5.3の該当する規定に従って設置し,かつ,運転しなければならない。熱平衡
条件に到達した後に,上記の規定に従って排ガスの最高温度を測定する。測定した温度は,排気システム
の材料の許容温度を超えてはならない。

5.12 表面及び構成部品の温度試験

  表面及び構成部品の温度試験は,次による。
a) 燃料電池発電システムは,5.3の規定に従って設置し,かつ,運転しなければならない。熱平衡条件に
    到達した後に,適切な温度計測手段を用いて温度を測定する。
  1) 燃料電池発電システムの運転中に,定期的及び日常的な整備を実施する要員が接触する可能性があ
      る表面の最高温度は,4.4.11に規定する限界値を超えてはならない。
  2) 意図せず可燃性ガス又は可燃性蒸気にさらされる可能性のある上記以外の表面の最高温度は,4.6.1
      e)の規定を満足しなければならない。
  3) 燃料電池発電システムの構成部品の最高温度は,構成部品の温度定格を超えてはならない。
b) 壁面,床面及び天井面の温度。
  1) この試験は,エンクロージャが高温となる燃料電池発電システム,又は“可燃物の上若しくはその
      近傍への設置を意図し,4.4.11の規定を上回る熱を外部表面に放射することを許容する設計の”燃
      料電池発電システムだけを対象とする。
  2) 燃料電池発電システムを,木台の測温板の上に設置する。
  3) 製造業者は,燃料電池発電システムと,測温板の後面,壁面,天井面(及び該当する場合は,設置
      室のドア)との間の距離を指定しなければならない。
  4) 燃料電池発電システムは,次の仕様の測温板の上に設置する。
  4.1) 厚さが約20 mmのつやがない黒ペイント仕上げの合板を,測温板として用いる。
  4.2) 温度上昇は,熱電対を用いて測定する。
  4.3) 測温板の壁面,天井面,及び床面の表面の温度上昇の測定に用いる熱電対を,銅製又は黄銅製の
        小さな黒色円板の後側に取り付ける。円板の前面は,測温板の表面と同一平面を形成する。
c) 燃料電池発電システムは,可能な限り熱電対が最高温度を検出できるような位置に設置する。
d) 燃料電池発電システムは,最大の電力出力で運転する。熱平衡温度に到達した後に,4.4.11の規定に
    従って,測温板の温度を測定し,確認する。

5.13 耐風試験

5.13.1 一般事項
  耐風試験は,屋外式又は“水平な空気取入口をもち,かつ,室外に排気する屋内式”の燃料電池発電シ
ステムだけに適用する。
  これらの試験は,最小及び最大の排気管長さ,又は排気管長さによる最小及び最大の背圧において行う。
  大形の燃料電池発電システムなどで耐風試験が実施できない場合は,計算流体力学(CFD)などの解析
手法を用いて5.13の規定を満足することを示すことによって,耐風試験の実施に代えることができる。
5.13.2 試験壁に垂直な風の発生源の校正手順
  風の発生源を校正する配置は,風の発生源の中心が,試験壁の中心に対して垂直に向くように構成する。
その試験壁には,製造業者の設置指示書に従って,試験壁に設置された排気筒トップの周りに4個のポー
トを設置する(図2参照)。

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  図2は,排気筒トップの端部から水平方向及び垂直方向に305 mm離れた静圧ポートの位置を示す。
  排気筒トップは,試験壁の中心に位置し,製造業者の設置指示書に従う。
  静圧ポートは,単一の平均静圧の読取値を得るために連結管でなければならない。風の発生源を試験壁
に向けた状態で,燃料電池発電システムのプロセス空気取入口の圧力を基準としたマノメータによって測
定される平均静圧読取値は,表2に示すデータを用いて風の発生源を校正するための基礎となるものとし
なければならない。
                                                                   単位 mm
                                  排気筒トップから
                                  水平及び垂直に
                                  305 mm
                                                      排気筒
                                                      トップ
                                          305
                            2440
                                                    305
                                     静圧
                                     ポート
                                                2 440
                       図2−静圧ポート及び排気筒トップの位置を示す試験壁
                                        表2−送風の校正
                                     公称風速      平均静圧
                                       km/h           Pa
                                        16            12
                                        54           134.5
5.13.3 風が吹く条件における屋外式燃料電池発電システムの運転の確認
  この細分箇条の手順は,屋外式の燃料電池発電システム,又は屋外式の燃料電池発電システムの構成部
品だけに適用する。
  屋外式の燃料電池発電システムのエンクロージャ,又は屋外式の燃料電池発電システムの構成部品のエ
ンクロージャーは,次の方法に従って耐風試験を実施する。
  燃料電池発電システムは,公称風速9 km/hから54 km/hまでの風にさらされたときに,いかなる部品の
損傷も故障もなく,かつ,危険も不安全な状態も生じることなく,正常に起動し,かつ,運転できなけれ
ばならない。
  風速9 km/hから54 km/hまでの風を発生させるのに十分な能力をもつファン又はブロアによって生成さ
れた風を,試験機関が最も重要とみなす燃料電池発電システムの外側表面に向ける。
  ファン又はブロアは,燃料電池発電システムの投影面全体を覆う均一な風になるように配置する。その
均一な風は,燃料電池発電システムの表面から風上に50 cm離れた位置の垂直面で測定したときに,規定
風速(風速9 km/hから54 km/hまで)であって,燃料電池発電システムに対して水平に向いていなければ
ならない。

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