JPH0325860A - 燃料電池の反応ガス供給流量制御装置 - Google Patents
燃料電池の反応ガス供給流量制御装置Info
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- JPH0325860A JPH0325860A JP1159192A JP15919289A JPH0325860A JP H0325860 A JPH0325860 A JP H0325860A JP 1159192 A JP1159192 A JP 1159192A JP 15919289 A JP15919289 A JP 15919289A JP H0325860 A JPH0325860 A JP H0325860A
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- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産東上の利用分野〕
この発明は、燃料電池に供給する反応ガスとしての燃料
ガスおよび反応空気の供給量を負荷電力の増減に対応し
て過不足なく制御する反応ガス供給流量制御装置に関す
る． 〔従来の技術〕 第３図は従来の反応ガス供給流量制御装置を燃料電池の
燃料ガス給排系統の概略断面図とともに示す構或図であ
ｂ１反応空気給排系統側も第１図に示すと同様に構成さ
れるので図面には省略してある。図において、１は単電
池の積層体からなる燃料電池（セルスタック）であシ、
各単電池にはマトリプクスを挾む１対の電極と、一方の
電極に燃料ガスを供給する燃料ガス通路、および他方の
電極に酸化剤としての反応空気を供給する酸化剤通路と
が互いに直交する方向に形或されることは周知の通シで
ある，２Ａおよび２Ｂは燃料ガス通路に連通ずるよう燃
，ａｍ池１の側壁面に取シ付けられた入口，出ロ一対の
燃料ガスマニホールドであシ、水素金主戒分とする燃料
ガス１９が入口配・ｑ１９Ａ，人口側マニホールド２Ａ
ｔ−介して燃料ガス通路に供給され、図示しない酸化剤
マニホールドを介して供給される反応空気との直接反応
によって発電が行われ、水素濃度が低下したオフガス９
Ｂハ出口側マニホールド２Ｂ＞よび出口配管１９Ｂを
介して例えば燃料改質器のパーナに送られて残存水素が
燃焼し、その生成熱が改質反応の熱源として利用される
。
ガスおよび反応空気の供給量を負荷電力の増減に対応し
て過不足なく制御する反応ガス供給流量制御装置に関す
る． 〔従来の技術〕 第３図は従来の反応ガス供給流量制御装置を燃料電池の
燃料ガス給排系統の概略断面図とともに示す構或図であ
ｂ１反応空気給排系統側も第１図に示すと同様に構成さ
れるので図面には省略してある。図において、１は単電
池の積層体からなる燃料電池（セルスタック）であシ、
各単電池にはマトリプクスを挾む１対の電極と、一方の
電極に燃料ガスを供給する燃料ガス通路、および他方の
電極に酸化剤としての反応空気を供給する酸化剤通路と
が互いに直交する方向に形或されることは周知の通シで
ある，２Ａおよび２Ｂは燃料ガス通路に連通ずるよう燃
，ａｍ池１の側壁面に取シ付けられた入口，出ロ一対の
燃料ガスマニホールドであシ、水素金主戒分とする燃料
ガス１９が入口配・ｑ１９Ａ，人口側マニホールド２Ａ
ｔ−介して燃料ガス通路に供給され、図示しない酸化剤
マニホールドを介して供給される反応空気との直接反応
によって発電が行われ、水素濃度が低下したオフガス９
Ｂハ出口側マニホールド２Ｂ＞よび出口配管１９Ｂを
介して例えば燃料改質器のパーナに送られて残存水素が
燃焼し、その生成熱が改質反応の熱源として利用される
。
入口配管１９Ａには電空ボジッシッナ４Ａによジドライ
エア駆動される燃料ガス流量の制御弁４、オリ７イス式
の流量検出器５，燃料ガス１９のガス組戊分析計９が設
けられ、入口ガス１９の水素績度がディスプレイ９Ａに
表示される。筐た、７は燃料電池１の出力電流の検出器
、６は降圧チ奮ッパやインパータ等の電力変換器、６Ａ
は電力変換器６の制御部でちゃ、燃料電池１の発電電力
は電力変換器６を介して負荷回路に供給される．燃料ガ
ス１９の供給流量の制御回路８は、起動時釦？び定格負
荷の２５′：Ｘないし１００％の範囲での出力を指令す
る運転モード信号１１８が与えられると、これに見合う
ようあらかじめ記憶した基準燃料ガス量の供給金指令す
る制御信号８ＳをＶｔ空ボジッシ目ナ５Ａに向けて出力
し、供給制御弁の開口が空気圧によク制御される。規準
の燃料ガス量が供給されるか否かは流量検出器５で検知
さへ流量発振器５Ａの出力信号５Ｓが流量制御回路８で
指令値と比較されることによう、指令供給量に近づける
制御が行なわれる。一方、燃料電池１の出力電流工の夷
際イ直は電流検出器７で検出され、その出力信号７Ｓが
流量制御回路８で運転モード信号１１８と比較されるこ
とによシ、指令制御信号８Ｓが補正され、出力ＩＥ流工
に見合った燃料ガスが供給′される。
エア駆動される燃料ガス流量の制御弁４、オリ７イス式
の流量検出器５，燃料ガス１９のガス組戊分析計９が設
けられ、入口ガス１９の水素績度がディスプレイ９Ａに
表示される。筐た、７は燃料電池１の出力電流の検出器
、６は降圧チ奮ッパやインパータ等の電力変換器、６Ａ
は電力変換器６の制御部でちゃ、燃料電池１の発電電力
は電力変換器６を介して負荷回路に供給される．燃料ガ
ス１９の供給流量の制御回路８は、起動時釦？び定格負
荷の２５′：Ｘないし１００％の範囲での出力を指令す
る運転モード信号１１８が与えられると、これに見合う
ようあらかじめ記憶した基準燃料ガス量の供給金指令す
る制御信号８ＳをＶｔ空ボジッシ目ナ５Ａに向けて出力
し、供給制御弁の開口が空気圧によク制御される。規準
の燃料ガス量が供給されるか否かは流量検出器５で検知
さへ流量発振器５Ａの出力信号５Ｓが流量制御回路８で
指令値と比較されることによう、指令供給量に近づける
制御が行なわれる。一方、燃料電池１の出力電流工の夷
際イ直は電流検出器７で検出され、その出力信号７Ｓが
流量制御回路８で運転モード信号１１８と比較されるこ
とによシ、指令制御信号８Ｓが補正され、出力ＩＥ流工
に見合った燃料ガスが供給′される。
な唄、燃料電池の発電反応は酸素（０■）２分の１モル
と水素（Ｈｚ）１モルとが反応して（２×９６５００）
クーロンの電荷と１モルの水全生成するものであシ、こ
れｋｌＡの直流電流を１分間出力するに必要な常圧の水
素量および酸素量に換算すると水素量で６ ． ９ ６
４１Ｌｔ／―，反応空気量で３ ． ４ ８ｙｄ／Ｍ
ｉＲとなる。したがって、運転モード信号１１８に見合
った基準供給ガス量を上記関係に基づいてあらかじめ求
め、この値を流量制御回路８の演算部に記憶させてかく
ことによシ、燃料電池１の出力電流に見合った燃料ガス
を供給することができる。なお、反応空気の供給系につ
いても同様である。
と水素（Ｈｚ）１モルとが反応して（２×９６５００）
クーロンの電荷と１モルの水全生成するものであシ、こ
れｋｌＡの直流電流を１分間出力するに必要な常圧の水
素量および酸素量に換算すると水素量で６ ． ９ ６
４１Ｌｔ／―，反応空気量で３ ． ４ ８ｙｄ／Ｍ
ｉＲとなる。したがって、運転モード信号１１８に見合
った基準供給ガス量を上記関係に基づいてあらかじめ求
め、この値を流量制御回路８の演算部に記憶させてかく
ことによシ、燃料電池１の出力電流に見合った燃料ガス
を供給することができる。なお、反応空気の供給系につ
いても同様である。
第４図は第３図にかける入口配管部分の拡大図である。
図にかいて、燃料ガス１９（普たは反応空気）は一般に
水分を含みプラントなどの長い配管１９Ａ内で冷却され
凝縮水を生威し管内にサビなどを発生させる。この水分
と管内の異物が反応ガスとともに流量検出器５のオリ７
イス５Ｂおよび発信器差圧管５Ｃ内に異物５Ｆ’ｔたは
５Ｇとして徐々に付着または溜ることになる。反応ガス
がオリ７イス５Ｂの固定穴を通過することにより、流量
に応じてオリフイス５Ｂの前と後で発生する微圧（０〜
１０００１ＷＩＡ（１レベル）を検出して流量を測定す
る流量検出器では異物５Ｆ’，５Ｇが誤測定の原因とな
る．これは、各種の流量計検出にかいても同様である。
水分を含みプラントなどの長い配管１９Ａ内で冷却され
凝縮水を生威し管内にサビなどを発生させる。この水分
と管内の異物が反応ガスとともに流量検出器５のオリ７
イス５Ｂおよび発信器差圧管５Ｃ内に異物５Ｆ’ｔたは
５Ｇとして徐々に付着または溜ることになる。反応ガス
がオリ７イス５Ｂの固定穴を通過することにより、流量
に応じてオリフイス５Ｂの前と後で発生する微圧（０〜
１０００１ＷＩＡ（１レベル）を検出して流量を測定す
る流量検出器では異物５Ｆ’，５Ｇが誤測定の原因とな
る．これは、各種の流量計検出にかいても同様である。
また、供給制御弁４の制御を決定するノズル４Ｂにかい
て次の不具合が使用ひん度が重なってくると発生する。
て次の不具合が使用ひん度が重なってくると発生する。
すなわち流れをしめ切シ調整するしめ切部分が変形する
点と制御弁グランド４Ｃが固くなうノズルの動きを悪く
する．流量制御回路８の制御信号８Ｓを受けて電空ボジ
ッシ胃ナ４Ａで発生する空気圧力を制御弁の駆動操作力
としてストロークすなわち開度が決塗る供給制御弁４で
は、空気圧力と弁の開度とが一定の関係に決められてい
るので、弁の動作が重くなった分だけ弁の開度が変化す
ることになる。
点と制御弁グランド４Ｃが固くなうノズルの動きを悪く
する．流量制御回路８の制御信号８Ｓを受けて電空ボジ
ッシ胃ナ４Ａで発生する空気圧力を制御弁の駆動操作力
としてストロークすなわち開度が決塗る供給制御弁４で
は、空気圧力と弁の開度とが一定の関係に決められてい
るので、弁の動作が重くなった分だけ弁の開度が変化す
ることになる。
したがって、弁および流量検出器の不具合によって供給
ガス量に５％から１０％程度の測定誤差を生じ、これが
原因でガス不足，ガス余シ現象が頻繁に発生する。こと
に、これらの測定誤差によって燃料電池にガス不足が生
じた場合には燃料！池の寿命低下を招くという問題が発
生するが、ガス不足を検知する手段を持たない従来の装
置では上記寿命低下を阻止できないという欠点がある。
ガス量に５％から１０％程度の測定誤差を生じ、これが
原因でガス不足，ガス余シ現象が頻繁に発生する。こと
に、これらの測定誤差によって燃料電池にガス不足が生
じた場合には燃料！池の寿命低下を招くという問題が発
生するが、ガス不足を検知する手段を持たない従来の装
置では上記寿命低下を阻止できないという欠点がある。
さらに、燃料電池の発電電圧は発電の継続とともに徐々
に低下するものであシ、反応ガスの供給量を少しづつ増
加して径年劣化による電圧の低下を防ぐことが必要にな
る。しかしながら、従来の装置では定格出力の２５％か
ら１００％の範囲の運転モードに対して基準供給ガス量
が一定に決められているために、出力電圧の低下を阻止
できないという問題があり、かつ反応空気の圧力変化や
燃料ガスの水素濃度の変化などの質的変化にも対応でき
ないという問題がある。
に低下するものであシ、反応ガスの供給量を少しづつ増
加して径年劣化による電圧の低下を防ぐことが必要にな
る。しかしながら、従来の装置では定格出力の２５％か
ら１００％の範囲の運転モードに対して基準供給ガス量
が一定に決められているために、出力電圧の低下を阻止
できないという問題があり、かつ反応空気の圧力変化や
燃料ガスの水素濃度の変化などの質的変化にも対応でき
ないという問題がある。
この発明の目的は、ガス供給量の測定誤差，燃料電池の
径年劣化，あるいは反応ガスの質的変化を検知してこれ
を補正することによシ、反応ガスの過不足のない制御を
実現することにある。
径年劣化，あるいは反応ガスの質的変化を検知してこれ
を補正することによシ、反応ガスの過不足のない制御を
実現することにある。
上記課題を解決するために、この発明によれば、単電池
の積層体からなり各単電池の燃料ガス通路および酸化剤
通路に反応ガスとしての燃料ガスおよび反応空気をそれ
ぞれ供給して発電を行う燃料電池が、前記反応ガスの入
口配管に設けられた一対の流量制御弁と、負荷の電力要
求によって定まる所定量の燃料ガスおよび反応空気の供
給流量の制御信号を前記流量制御弁に向けてそれぞれ出
力する流量制御回路とを備えたものにおいて、前記燃料
ガスおよび反応空気それぞれの出口配管に設けられてオ
フガス中の水素濃度および酸素濃度を連続的に分析する
一対の分析計と、この一対の分析計の分析結果とあらか
じめ定まる基準濃度とを比較して分析結果を基準濃度に
近づけるよう燃料ガスおよび反応空気の供給量を補正す
る信号を前記流量制御回路に向けて出力する供給量補正
回路とを備えるものとする。
の積層体からなり各単電池の燃料ガス通路および酸化剤
通路に反応ガスとしての燃料ガスおよび反応空気をそれ
ぞれ供給して発電を行う燃料電池が、前記反応ガスの入
口配管に設けられた一対の流量制御弁と、負荷の電力要
求によって定まる所定量の燃料ガスおよび反応空気の供
給流量の制御信号を前記流量制御弁に向けてそれぞれ出
力する流量制御回路とを備えたものにおいて、前記燃料
ガスおよび反応空気それぞれの出口配管に設けられてオ
フガス中の水素濃度および酸素濃度を連続的に分析する
一対の分析計と、この一対の分析計の分析結果とあらか
じめ定まる基準濃度とを比較して分析結果を基準濃度に
近づけるよう燃料ガスおよび反応空気の供給量を補正す
る信号を前記流量制御回路に向けて出力する供給量補正
回路とを備えるものとする。
上記手段にかいて、燃料電池の反応ガス通路の出口側で
オフガス中の水素濃度および酸素濃度をそれぞれ連続的
に分析し、燃料電池の水素消費率および酸素消費率によ
ってあらかじめ決筐るオフガス中の基準濃度レよび基準
酸素濃度をそれぞれ一定に保つよう反応ガスとしての燃
料ガスおよび反応空気の供給ｔ’ｔ補正するよう構成し
たことによう、ガス不足，ガス余シの発生原因が測定誤
差，燃料電池の径年劣化，反応ガスの質的変化のいずれ
である場合にも、これを検知して反応ガスの供給量を適
正値に補正することができる．〔実施例〕 以下この発明を実施例に基づいて説明する．第１図はこ
の発明の実施例になる燃料電池の反応ガス供給流量制御
装置を燃料電池の燃料ガス系についてのみ示す構或図、
第２図は第１図に示す装置にかける制御状態を示すタイ
ムチャートであう、従来の装置と同じ部分には同一参照
符号を用いることによシ詳細な説明を省略する。図にお
いて、燃科電ＩｌｌｔＩｉは燃料ガス通路の出口側マニ
ホールド２Ｂに連通ずる出口配管１９Ｂ側にオフガス９
Ｂを連続的に分析して水素濃度を求める分析計２９を備
える。筐た、流量制御回路２８には定格出力の何％で発
電運転するかを指定する運転モード信号１１ｓ，＞よび
電力変換器６の制御部６Ａからの出力増減指令信号１２
８とが入力される。
オフガス中の水素濃度および酸素濃度をそれぞれ連続的
に分析し、燃料電池の水素消費率および酸素消費率によ
ってあらかじめ決筐るオフガス中の基準濃度レよび基準
酸素濃度をそれぞれ一定に保つよう反応ガスとしての燃
料ガスおよび反応空気の供給ｔ’ｔ補正するよう構成し
たことによう、ガス不足，ガス余シの発生原因が測定誤
差，燃料電池の径年劣化，反応ガスの質的変化のいずれ
である場合にも、これを検知して反応ガスの供給量を適
正値に補正することができる．〔実施例〕 以下この発明を実施例に基づいて説明する．第１図はこ
の発明の実施例になる燃料電池の反応ガス供給流量制御
装置を燃料電池の燃料ガス系についてのみ示す構或図、
第２図は第１図に示す装置にかける制御状態を示すタイ
ムチャートであう、従来の装置と同じ部分には同一参照
符号を用いることによシ詳細な説明を省略する。図にお
いて、燃科電ＩｌｌｔＩｉは燃料ガス通路の出口側マニ
ホールド２Ｂに連通ずる出口配管１９Ｂ側にオフガス９
Ｂを連続的に分析して水素濃度を求める分析計２９を備
える。筐た、流量制御回路２８には定格出力の何％で発
電運転するかを指定する運転モード信号１１ｓ，＞よび
電力変換器６の制御部６Ａからの出力増減指令信号１２
８とが入力される。
また二つの信号１１ｓ＞よび１２３はＯＲゲート２２を
介してＡＮＤゲート２６にゲート信号として加えられ、
分析計２９の出力濃度信号２９８とのＡＮＤ条件によク
濃度信号２９Ｓｔ−供給量補正回路２１に向けて出力す
る．供給量補正回路２１にはオフガス９Ｂ中の基準水素
濃度があらかじめ記憶させてあシ、濃度信号２９８が基
準水素濃度を下廻る場合には燃料ガス１９の供給を増し
，上廻る場合には供給を減らす補正信号″ｆ：流量制御
回路２８に向けて出力する．また、燃料電池１の反応空
気系にも第１図に示したと同様な構或゛の反応空気供給
流量制御装置が設けられる。
介してＡＮＤゲート２６にゲート信号として加えられ、
分析計２９の出力濃度信号２９８とのＡＮＤ条件によク
濃度信号２９Ｓｔ−供給量補正回路２１に向けて出力す
る．供給量補正回路２１にはオフガス９Ｂ中の基準水素
濃度があらかじめ記憶させてあシ、濃度信号２９８が基
準水素濃度を下廻る場合には燃料ガス１９の供給を増し
，上廻る場合には供給を減らす補正信号″ｆ：流量制御
回路２８に向けて出力する．また、燃料電池１の反応空
気系にも第１図に示したと同様な構或゛の反応空気供給
流量制御装置が設けられる。
供給量補正回路２１に設定する基準水素濃度としては、
燃料電池入口側での燃料ガス１９中の水素濃度ｔ−７７
％，反応空気の酸素濃度を２１％と仮定し、筐た、燃料
電池１の水素の利用率を７５％．酸素の利用率を５０％
とした場合、燃料電池出口側にかける燃料ガスのオフガ
ス９Ｂ中の水素濃度は約４５．５％，図示しない反応空
気のオフガス中の酸素濃度は１１．７％となシ、この値
が基準水素濃度および基準酸素濃度となる。
燃料電池入口側での燃料ガス１９中の水素濃度ｔ−７７
％，反応空気の酸素濃度を２１％と仮定し、筐た、燃料
電池１の水素の利用率を７５％．酸素の利用率を５０％
とした場合、燃料電池出口側にかける燃料ガスのオフガ
ス９Ｂ中の水素濃度は約４５．５％，図示しない反応空
気のオフガス中の酸素濃度は１１．７％となシ、この値
が基準水素濃度および基準酸素濃度となる。
上述のように構成された装置にかいて、第２図に示すよ
うに運転モード信号１１８によシ定格電流の例えば５０
％に相当する出力電流工．。を出力している状態で、燃
料電池の流ｆｆｆｆｌＪ御回路２８に時刻ｔｘ時点で出
力電流の増加を要求する増減指令信号１２８が入力され
たと仮定する．流量制御回路２８はこの増加要求に見合
う反応ガスの供給増加を指令する流量制御信号２８Ｓｔ
−電空ボジッシｌナ４Ａに向けて出力し、供給制御弁４
の開度が増すことによｂ１反応空気卦よび燃料ガスの供
給量は第４図に示す基準増加ラインに沿って徐々に増加
する．しかし、出力電流Ｉの増加に比べて反応ガスの増
加量が少なかった場合、燃料電池１ぱガス不足気味とな
シ、オフガス中の酸素濃度および水素濃度はその基準濃
度１１．７％および４５．５％よシ少くなる．この濃度
低下は分析計２９で時刻１， ＞よび１， でそれぞれ
検出され、供給量補正回路２１が供給量の追加をうなが
す補正信号２１Ｓｅ流量制御回路２８に向けて出力する
．流量制御回路２８は補正信号２１３を受けて反応ガス
の追加供給をうながす補正した流量制御信号２８Ｓｔ−
電空ボジクショナ４Ａに向けて山力し、これによシ供給
制御弁４の開度が増すことによシ、反応空気は時刻１２
時点から．燃料ガスはｔ，時点からそれぞれ供給量が基
準増加ラインを超えて増加し、その結果、オフガス中の
酸素釦よび水素の濃度を基準濃度に向けて安定化する制
御が繰シ返し行われる。なか、供給量の増加は流量検出
器５で検出され、流量発振器の出力信号５Ｓが流量制御
回路２８で指令値と比較され、指令供給量に向けて安定
化する制御が行われる。なか、分析計２９の分析に要す
る時間はあらかじめ把握できるので，マニホールドの容
積とも併せて大きめの補正信号２１３ｋ出力するようそ
の演算条件金あらかじめ設定してかくことにより、時間
遅れの影響も含めて補正することができる．筐た、ＡＮ
Ｄゲート２３を設けて濃度信号２９３と運転モード信号
１１Ｓ，増減指令信号１２Ｓのいずれかとが入力されな
いと供給量補正回路が動作しないよう構威したことによ
シ、分析計の故障などによって濃度信号２９８が著しく
低下した場合、供給量補正回路２１が過大な補正信号２
１Ｓを出力し、過大な反応ガスが供給されることによる
ガス余シ現象を防止することができる。
うに運転モード信号１１８によシ定格電流の例えば５０
％に相当する出力電流工．。を出力している状態で、燃
料電池の流ｆｆｆｆｌＪ御回路２８に時刻ｔｘ時点で出
力電流の増加を要求する増減指令信号１２８が入力され
たと仮定する．流量制御回路２８はこの増加要求に見合
う反応ガスの供給増加を指令する流量制御信号２８Ｓｔ
−電空ボジッシｌナ４Ａに向けて出力し、供給制御弁４
の開度が増すことによｂ１反応空気卦よび燃料ガスの供
給量は第４図に示す基準増加ラインに沿って徐々に増加
する．しかし、出力電流Ｉの増加に比べて反応ガスの増
加量が少なかった場合、燃料電池１ぱガス不足気味とな
シ、オフガス中の酸素濃度および水素濃度はその基準濃
度１１．７％および４５．５％よシ少くなる．この濃度
低下は分析計２９で時刻１， ＞よび１， でそれぞれ
検出され、供給量補正回路２１が供給量の追加をうなが
す補正信号２１Ｓｅ流量制御回路２８に向けて出力する
．流量制御回路２８は補正信号２１３を受けて反応ガス
の追加供給をうながす補正した流量制御信号２８Ｓｔ−
電空ボジクショナ４Ａに向けて山力し、これによシ供給
制御弁４の開度が増すことによシ、反応空気は時刻１２
時点から．燃料ガスはｔ，時点からそれぞれ供給量が基
準増加ラインを超えて増加し、その結果、オフガス中の
酸素釦よび水素の濃度を基準濃度に向けて安定化する制
御が繰シ返し行われる。なか、供給量の増加は流量検出
器５で検出され、流量発振器の出力信号５Ｓが流量制御
回路２８で指令値と比較され、指令供給量に向けて安定
化する制御が行われる。なか、分析計２９の分析に要す
る時間はあらかじめ把握できるので，マニホールドの容
積とも併せて大きめの補正信号２１３ｋ出力するようそ
の演算条件金あらかじめ設定してかくことにより、時間
遅れの影響も含めて補正することができる．筐た、ＡＮ
Ｄゲート２３を設けて濃度信号２９３と運転モード信号
１１Ｓ，増減指令信号１２Ｓのいずれかとが入力されな
いと供給量補正回路が動作しないよう構威したことによ
シ、分析計の故障などによって濃度信号２９８が著しく
低下した場合、供給量補正回路２１が過大な補正信号２
１Ｓを出力し、過大な反応ガスが供給されることによる
ガス余シ現象を防止することができる。
この発明は前述のように、オフガス中の水素濃度釦よび
酸素濃度を反応ガス供給流量制御の制御要件に加えて、
あらかじめ定１る基準濃度に対する偏差に応じて反応ガ
スの供給量を補正するようｍｇＬた、その結果、供給流
量の測定誤差や反応ガスの質的変化などオフガス中の水
素または酸素濃度に直接影響を及ぼす異常はオフガス濃
度を検出して供給量金補正することによシ、ガス不足や
ガス余シ現象を抑さえて効率のよい発電運転を行うこと
ができる．一方、燃料電池の径年劣化による出力電圧の
低下は出力電力の低下金招くので、増加指令金電力によ
って行うことによって余分な反応ガスを供給するととも
に、それでも出力ｔ力が不足することによって生じたガ
ス不足は、これをオフガス濃度で検知して反応ガスの供
給ｆ’ｔ補正することによシ、出力電圧の低下金招くこ
となく発電運転を侍続することができる。
酸素濃度を反応ガス供給流量制御の制御要件に加えて、
あらかじめ定１る基準濃度に対する偏差に応じて反応ガ
スの供給量を補正するようｍｇＬた、その結果、供給流
量の測定誤差や反応ガスの質的変化などオフガス中の水
素または酸素濃度に直接影響を及ぼす異常はオフガス濃
度を検出して供給量金補正することによシ、ガス不足や
ガス余シ現象を抑さえて効率のよい発電運転を行うこと
ができる．一方、燃料電池の径年劣化による出力電圧の
低下は出力電力の低下金招くので、増加指令金電力によ
って行うことによって余分な反応ガスを供給するととも
に、それでも出力ｔ力が不足することによって生じたガ
ス不足は、これをオフガス濃度で検知して反応ガスの供
給ｆ’ｔ補正することによシ、出力電圧の低下金招くこ
となく発電運転を侍続することができる。
第１図はこの発明の実施例になる燃料這池の反応ガス供
給流ｉ制御装置を示す構或図、第２図は第１図に示す装
置にかける制御状態金示すタイムチャート、第６図は従
来の装置金示す構成図、第４図は従来の装置に釦ける入
口配管部分を拡大して示す断面図である。 １・・・燃料電Ｍ，２Ａ，２Ｂ・・・マニホールド、４
・・・供給制御弁、４Ａ・・・電動ボジッシヲナ、５・
・・流量検出器、６・・・電力変換器、７・・・電流検
出器、８，２８・・・流量制御回路、９・・・分析計（
入口側）、９Ｂ・・・オフガス、１９・・・燃料ガス、
１９Ａ・・・入口配管、１９Ｂ・・・出口配管、２１・
・・供給量補正回路２９・・・分析計（出口＠），１１
Ｓ・・・運転モード信号、１２８・・・増′ＩＡ指令信
号（パワー信号）、８′８ ２Ｂ 第４回
給流ｉ制御装置を示す構或図、第２図は第１図に示す装
置にかける制御状態金示すタイムチャート、第６図は従
来の装置金示す構成図、第４図は従来の装置に釦ける入
口配管部分を拡大して示す断面図である。 １・・・燃料電Ｍ，２Ａ，２Ｂ・・・マニホールド、４
・・・供給制御弁、４Ａ・・・電動ボジッシヲナ、５・
・・流量検出器、６・・・電力変換器、７・・・電流検
出器、８，２８・・・流量制御回路、９・・・分析計（
入口側）、９Ｂ・・・オフガス、１９・・・燃料ガス、
１９Ａ・・・入口配管、１９Ｂ・・・出口配管、２１・
・・供給量補正回路２９・・・分析計（出口＠），１１
Ｓ・・・運転モード信号、１２８・・・増′ＩＡ指令信
号（パワー信号）、８′８ ２Ｂ 第４回
Claims (1)
- １）単電池の積層体からなり各単電池の燃料ガス通路お
よび酸化剤通路に反応ガスとしての燃料ガスおよび反応
空気をそれぞれ供給して発電を行う燃料電池が、前記反
応ガスの入口配管に設けられた一対の流量制御弁と、負
荷の電力要求によって定まる所定量の燃料ガスおよび反
応空気の供給流量の制御信号を前記流量制御弁に向けて
それぞれ出力する流量制御回路とを備えたものにおいて
、前記燃料ガスおよび反応空気それぞれの出口配管に設
けられてオフガス中の水素濃度および酸素濃度を連続的
に分析する一対の分析計と、この一対の分析計の分析結
果とあらかじめ定まる基準濃度とを比較して分析結果を
基準濃度に近づけるよう燃料ガスおよび反応空気の供給
量を補正する信号を前記流量制御回路に向けて出力する
供給量補正回路とを備えたことを特徴とする燃料電池の
反応ガス供給流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1159192A JPH0325860A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 燃料電池の反応ガス供給流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1159192A JPH0325860A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 燃料電池の反応ガス供給流量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0325860A true JPH0325860A (ja) | 1991-02-04 |
Family
ID=15688328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1159192A Pending JPH0325860A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 燃料電池の反応ガス供給流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0325860A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210047A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池システム |
| JP2007066845A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Denso Corp | 燃料電池システム |
| JP2008210629A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Kyocera Corp | 燃料電池装置 |
| JP2010051167A (ja) * | 2009-07-31 | 2010-03-04 | Equos Research Co Ltd | 車輌の表示装置 |
| AT527681A4 (de) * | 2023-12-21 | 2025-05-15 | Avl List Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Hochtemperaturelektrolysesystems |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58133771A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-09 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント制御システム |
-
1989
- 1989-06-21 JP JP1159192A patent/JPH0325860A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58133771A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-09 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント制御システム |
Cited By (6)
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| JP2006210047A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池システム |
| JP2007066845A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Denso Corp | 燃料電池システム |
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| JP2010051167A (ja) * | 2009-07-31 | 2010-03-04 | Equos Research Co Ltd | 車輌の表示装置 |
| AT527681A4 (de) * | 2023-12-21 | 2025-05-15 | Avl List Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Hochtemperaturelektrolysesystems |
| AT527681B1 (de) * | 2023-12-21 | 2025-05-15 | Avl List Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Hochtemperaturelektrolysesystems |
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