JPH05129030A - 模擬燃料電池 - Google Patents
模擬燃料電池Info
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- JPH05129030A JPH05129030A JP3313242A JP31324291A JPH05129030A JP H05129030 A JPH05129030 A JP H05129030A JP 3313242 A JP3313242 A JP 3313242A JP 31324291 A JP31324291 A JP 31324291A JP H05129030 A JPH05129030 A JP H05129030A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池本体を組込む前に燃料電池発電設備
の調整作業を完了させる。 【構成】 酸化剤ガス２を流通可能なカソードヒータ
３、及び、燃料ガス４を流通可能なアノードヒータ５を
設け、アノードヒータ５の入側に水蒸気５９を供給可能
な蒸気供給路１５を、又、アノードヒータ５の出側にア
ノード排出ガス６０の一部を排出可能な燃料ガス排出路
１７を設け、外部の出力指令３６と、分析計１９からの
酸化剤ガス２の濃度１８と、分析計２１からの燃料ガス
４の濃度２０と、温度検出計２３からの燃料ガス４の温
度２２と、温度検出計２５からのアノード排出ガス６０
の温度２４と、圧力検出計２７からのアノード排出ガス
６０の圧力２６とを入力してヒータ電源１０，１３、及
び、流量調整弁１４，１６に制御指令４０を送る演算制
御装置４４を設ける。
の調整作業を完了させる。 【構成】 酸化剤ガス２を流通可能なカソードヒータ
３、及び、燃料ガス４を流通可能なアノードヒータ５を
設け、アノードヒータ５の入側に水蒸気５９を供給可能
な蒸気供給路１５を、又、アノードヒータ５の出側にア
ノード排出ガス６０の一部を排出可能な燃料ガス排出路
１７を設け、外部の出力指令３６と、分析計１９からの
酸化剤ガス２の濃度１８と、分析計２１からの燃料ガス
４の濃度２０と、温度検出計２３からの燃料ガス４の温
度２２と、温度検出計２５からのアノード排出ガス６０
の温度２４と、圧力検出計２７からのアノード排出ガス
６０の圧力２６とを入力してヒータ電源１０，１３、及
び、流量調整弁１４，１６に制御指令４０を送る演算制
御装置４４を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、模擬燃料電池に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、次世代の発電設備として燃料電池
発電設備の開発が進められている。
発電設備の開発が進められている。
【０００３】該燃料電池発電設備は、現場において燃料
電池本体を除く燃料電池発電設備全体を組み立て、該燃
料電池発電設備が完成したら、燃料電池発電設備に工場
などで別に製造された燃料電池本体を組込み、その後、
試運転を行いながら調整作業を進めていくようにして構
築するようになっている。
電池本体を除く燃料電池発電設備全体を組み立て、該燃
料電池発電設備が完成したら、燃料電池発電設備に工場
などで別に製造された燃料電池本体を組込み、その後、
試運転を行いながら調整作業を進めていくようにして構
築するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た燃料電池発電設備には、以下のような問題があった。
た燃料電池発電設備には、以下のような問題があった。
【０００５】即ち、燃料電池本体を除いて完成された燃
料電池発電設備の調整が不十分なまま燃料電池本体を組
込んで試運転を行うと、燃料電池本体を損傷するおそれ
があるので、燃料電池本体を組込む前の段階で燃料電池
発電設備の調整を完了しておく必要がある反面、燃料電
池本体を組込まないことには燃料電池発電設備の調整作
業を行うことができないという矛盾があって、燃料電池
発電設備の調整に困難を生じていると共に、燃料電池発
電設備の調整作業のために無用の時間を費やすおそれが
ある。
料電池発電設備の調整が不十分なまま燃料電池本体を組
込んで試運転を行うと、燃料電池本体を損傷するおそれ
があるので、燃料電池本体を組込む前の段階で燃料電池
発電設備の調整を完了しておく必要がある反面、燃料電
池本体を組込まないことには燃料電池発電設備の調整作
業を行うことができないという矛盾があって、燃料電池
発電設備の調整に困難を生じていると共に、燃料電池発
電設備の調整作業のために無用の時間を費やすおそれが
ある。
【０００６】本発明は、上述の実情に鑑み、燃料電池本
体を組込む前に燃料電池発電設備の調整作業を完了させ
ることができるようにした模擬燃料電池を提供すること
を目的とするものである。
体を組込む前に燃料電池発電設備の調整作業を完了させ
ることができるようにした模擬燃料電池を提供すること
を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部に酸化剤
ガス２を流通可能なカソードヒータ３、及び、内部に燃
料ガス４を流通可能なアノードヒータ５を設け、アノー
ドヒータ５の燃料ガス４入側に水蒸気５９を供給可能な
蒸気供給路１５を接続すると共に、アノードヒータ５の
燃料ガス４出側にアノード排出ガス６０の一部を系外へ
排出可能な燃料ガス排出路１７を設け、更に、カソード
ヒータ３の酸化剤ガス２入側に酸化剤ガス２の組成ある
いは濃度１８を検出可能な分析計１９を設けると共に、
アノードヒータ５の燃料ガス４入側に燃料ガス４の組成
あるいは濃度２０を検出可能な分析計２１及び燃料ガス
４の温度２２を検出可能な温度検出計２３を設け、且
つ、アノードヒータ５の燃料ガス４出側にアノード排出
ガス６０の温度２４を検出可能な温度検出計２５及びア
ノード排出ガス６０の圧力２６を検出可能な圧力検出計
２７を設け、外部の出力指令３６及び各検出計１９，２
１，２３，２５，２７からの検出信号１８，２０，２
２，２４，２６を入力してカソードヒータ３とアノード
ヒータ５のヒータ電源１０，１３、及び、蒸気供給路１
５の流量調整弁１４、並びに、燃料ガス排出路１７の流
量調整弁１６に制御指令４０，４１，４２，４３を送る
演算制御装置４４を設けたことを特徴とする模擬燃料電
池にかかるものである。
ガス２を流通可能なカソードヒータ３、及び、内部に燃
料ガス４を流通可能なアノードヒータ５を設け、アノー
ドヒータ５の燃料ガス４入側に水蒸気５９を供給可能な
蒸気供給路１５を接続すると共に、アノードヒータ５の
燃料ガス４出側にアノード排出ガス６０の一部を系外へ
排出可能な燃料ガス排出路１７を設け、更に、カソード
ヒータ３の酸化剤ガス２入側に酸化剤ガス２の組成ある
いは濃度１８を検出可能な分析計１９を設けると共に、
アノードヒータ５の燃料ガス４入側に燃料ガス４の組成
あるいは濃度２０を検出可能な分析計２１及び燃料ガス
４の温度２２を検出可能な温度検出計２３を設け、且
つ、アノードヒータ５の燃料ガス４出側にアノード排出
ガス６０の温度２４を検出可能な温度検出計２５及びア
ノード排出ガス６０の圧力２６を検出可能な圧力検出計
２７を設け、外部の出力指令３６及び各検出計１９，２
１，２３，２５，２７からの検出信号１８，２０，２
２，２４，２６を入力してカソードヒータ３とアノード
ヒータ５のヒータ電源１０，１３、及び、蒸気供給路１
５の流量調整弁１４、並びに、燃料ガス排出路１７の流
量調整弁１６に制御指令４０，４１，４２，４３を送る
演算制御装置４４を設けたことを特徴とする模擬燃料電
池にかかるものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、演算制御装置４４が演算部３
８からの電流値３７と、分析計１９からの酸化剤ガス２
の濃度１８と、分析計２１からの燃料ガス４の濃度２０
と、温度検出計２３からの燃料ガス４の温度２２と、温
度検出計２５からのアノード排出ガス６０の温度２４
と、圧力検出計２７からのアノード排出ガス６０の圧力
２６とを入力して所定の演算を行うことにより、燃料電
池の出力の模擬が行われる。
８からの電流値３７と、分析計１９からの酸化剤ガス２
の濃度１８と、分析計２１からの燃料ガス４の濃度２０
と、温度検出計２３からの燃料ガス４の温度２２と、温
度検出計２５からのアノード排出ガス６０の温度２４
と、圧力検出計２７からのアノード排出ガス６０の圧力
２６とを入力して所定の演算を行うことにより、燃料電
池の出力の模擬が行われる。
【０００９】演算制御装置４４が上記電流値３７と各検
出信号１８，２０，２２，２４，２６を基に燃料電池の
発熱量を求め、カソードヒータ３とアノードヒータ５の
ヒータ電源１０，１３へ制御指令４０，４１を送ってカ
ソードヒータ３とアノードヒータ５を発熱させることに
より、燃料電池の発熱量の模擬が行われる。
出信号１８，２０，２２，２４，２６を基に燃料電池の
発熱量を求め、カソードヒータ３とアノードヒータ５の
ヒータ電源１０，１３へ制御指令４０，４１を送ってカ
ソードヒータ３とアノードヒータ５を発熱させることに
より、燃料電池の発熱量の模擬が行われる。
【００１０】演算制御装置４４が上記電流値３７を基に
アノードにおける燃料ガス４の反応量を求め、蒸気供給
路１５の流量調整弁１４へ制御指令４２を送ってアノー
ドヒータ５内部へ水蒸気６０を供給させることにより、
アノードでの反応におけるガスの増加量の模擬が行われ
る。
アノードにおける燃料ガス４の反応量を求め、蒸気供給
路１５の流量調整弁１４へ制御指令４２を送ってアノー
ドヒータ５内部へ水蒸気６０を供給させることにより、
アノードでの反応におけるガスの増加量の模擬が行われ
る。
【００１１】演算制御装置４４が上記電流値３７を基に
アノードにおける燃料ガス４の反応量を求め、燃料ガス
排出路１７の流量調整弁１６へ制御指令４３を送ってア
ノードヒータ５から排出されるアノードヒータ排出ガス
６０の一部を系外へ取り出させることにより、後工程へ
送られるアノードヒータ排出ガス６０中の未反応の燃料
ガス４の量の模擬が行われる。
アノードにおける燃料ガス４の反応量を求め、燃料ガス
排出路１７の流量調整弁１６へ制御指令４３を送ってア
ノードヒータ５から排出されるアノードヒータ排出ガス
６０の一部を系外へ取り出させることにより、後工程へ
送られるアノードヒータ排出ガス６０中の未反応の燃料
ガス４の量の模擬が行われる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
明する。
【００１３】図１は本発明の一実施例である。
【００１４】燃料電池発電設備に、燃料電池本体の代り
として設置することが可能な模擬燃料電池１を設ける。
として設置することが可能な模擬燃料電池１を設ける。
【００１５】該模擬燃料電池１は、内部に酸化剤ガス２
を流通可能なカソードヒータ３と内部に燃料ガス４を流
通可能なアノードヒータ５とを備えた模擬燃料電池本体
６と、模擬燃料電池本体６を制御する制御部７とにより
主に構成されている。
を流通可能なカソードヒータ３と内部に燃料ガス４を流
通可能なアノードヒータ５とを備えた模擬燃料電池本体
６と、模擬燃料電池本体６を制御する制御部７とにより
主に構成されている。
【００１６】模擬燃料電池本体６の前記カソードヒータ
３は、酸化剤ガス流路８の途中に接続されており、且
つ、そのヒータ部９にはヒータ電源１０が接続されてい
る。
３は、酸化剤ガス流路８の途中に接続されており、且
つ、そのヒータ部９にはヒータ電源１０が接続されてい
る。
【００１７】又、前記アノードヒータ５は、燃料ガス流
路１１の途中に接続されており、且つ、そのヒータ部１
２にヒータ電源１３が接続されている。
路１１の途中に接続されており、且つ、そのヒータ部１
２にヒータ電源１３が接続されている。
【００１８】更に、アノードヒータ５の燃料ガス４入側
には、流量調整弁１４を備えた蒸気供給路１５が接続さ
れており、又、アノードヒータ５の燃料ガス４出側に
は、流量調整弁１６を備えた燃料ガス排出路１７が接続
されている。
には、流量調整弁１４を備えた蒸気供給路１５が接続さ
れており、又、アノードヒータ５の燃料ガス４出側に
は、流量調整弁１６を備えた燃料ガス排出路１７が接続
されている。
【００１９】前記制御部７は、カソードヒータ３の酸化
剤ガス２入側に酸化剤ガス２の組成あるいは濃度１８
（以下、単に濃度１８という）を検出する分析計１９
を、又、アノードヒータ５の燃料ガス４入側に前記と同
様に燃料ガス４の組成あるいは濃度２０（以下、単に濃
度２０という）を検出する分析計２１及び燃料ガス４の
温度２２を検出する温度検出計２３を、更に、アノード
ヒータ５の燃料ガス４出側にアノード排出ガス６０の温
度２４を検出する温度検出計２５及びアノード排出ガス
６０の圧力２６を検出する圧力検出計２７を備えてい
る。
剤ガス２入側に酸化剤ガス２の組成あるいは濃度１８
（以下、単に濃度１８という）を検出する分析計１９
を、又、アノードヒータ５の燃料ガス４入側に前記と同
様に燃料ガス４の組成あるいは濃度２０（以下、単に濃
度２０という）を検出する分析計２１及び燃料ガス４の
温度２２を検出する温度検出計２３を、更に、アノード
ヒータ５の燃料ガス４出側にアノード排出ガス６０の温
度２４を検出する温度検出計２５及びアノード排出ガス
６０の圧力２６を検出する圧力検出計２７を備えてい
る。
【００２０】又、前記制御部７は、分析計１９で検出し
た酸化剤ガス２の濃度１８に応じた電圧補正値２８を演
算により求める電圧演算部２９と、分析計２１で検出し
た燃料ガス４の濃度２０に応じた電圧補正値３０を演算
により求める電圧演算部３１と、温度検出計２３，２５
で検出したアノードヒータ５の燃料ガス４入側と出側の
温度２２，２４の平均値に応じた電圧補正値３２を演算
により求める電圧演算部３３と、圧力検出計２７で検出
した燃料ガス４の圧力２６に応じた電圧補正値３４を演
算により求める電圧演算部３５とを備えている。
た酸化剤ガス２の濃度１８に応じた電圧補正値２８を演
算により求める電圧演算部２９と、分析計２１で検出し
た燃料ガス４の濃度２０に応じた電圧補正値３０を演算
により求める電圧演算部３１と、温度検出計２３，２５
で検出したアノードヒータ５の燃料ガス４入側と出側の
温度２２，２４の平均値に応じた電圧補正値３２を演算
により求める電圧演算部３３と、圧力検出計２７で検出
した燃料ガス４の圧力２６に応じた電圧補正値３４を演
算により求める電圧演算部３５とを備えている。
【００２１】そして、各電圧演算部２９，３１，３３，
３５からの電圧補正値２８，３０，３２，３４と、外部
からの出力指令３６に基づいて燃料電池本体が出力すべ
き電流値３７を求める電流演算部３８からの電流値３７
とを入力して、所定の演算を行い、燃料電池本体の出力
３９を求めると共に、前記ヒータ電源１０，１３や流量
調整弁１４，１６に制御指令４０，４１，４２，４３を
送る演算制御装置４４を備えている。
３５からの電圧補正値２８，３０，３２，３４と、外部
からの出力指令３６に基づいて燃料電池本体が出力すべ
き電流値３７を求める電流演算部３８からの電流値３７
とを入力して、所定の演算を行い、燃料電池本体の出力
３９を求めると共に、前記ヒータ電源１０，１３や流量
調整弁１４，１６に制御指令４０，４１，４２，４３を
送る演算制御装置４４を備えている。
【００２２】図１中５９は、蒸気供給路１５からアノー
ドヒータ５内部へ供給される水蒸気である。
ドヒータ５内部へ供給される水蒸気である。
【００２３】尚、図２は燃料電池発電設備４５の概略で
あって、図中４６は電解質４７をカソード４８とアノー
ド４９で挟持してなる燃料電池本体、５０は燃料電池本
体４６を収容する圧力容器、５１は原燃料ガス、５２は
燃焼側５３で発生した熱により改質側５４を流れる原燃
料ガス５１と水蒸気５９を水素と一酸化炭素に転換する
改質器、５５はアノード４９を出たガスを気水分離する
気水分離器、５６は空気５７を吸引するコンプレッサ、
５８はコンプレッサ５６を駆動するタービン、６１，６
２はガスを循環させるブロワ、６３，６４はカソードヒ
ータ３の入出側に設けられた濃度検出計である。
あって、図中４６は電解質４７をカソード４８とアノー
ド４９で挟持してなる燃料電池本体、５０は燃料電池本
体４６を収容する圧力容器、５１は原燃料ガス、５２は
燃焼側５３で発生した熱により改質側５４を流れる原燃
料ガス５１と水蒸気５９を水素と一酸化炭素に転換する
改質器、５５はアノード４９を出たガスを気水分離する
気水分離器、５６は空気５７を吸引するコンプレッサ、
５８はコンプレッサ５６を駆動するタービン、６１，６
２はガスを循環させるブロワ、６３，６４はカソードヒ
ータ３の入出側に設けられた濃度検出計である。
【００２４】次に、作動について説明する。
【００２５】燃料電池本体４６を除く燃料電池発電設備
４５の組み立て作業が完了したら、燃料電池本体４６の
代りに模擬燃料電池１を設置して、以下のように、燃料
電池発電設備４５の調整作業及び試運転を行う。
４５の組み立て作業が完了したら、燃料電池本体４６の
代りに模擬燃料電池１を設置して、以下のように、燃料
電池発電設備４５の調整作業及び試運転を行う。
【００２６】即ち、外部の出力指令３６を燃料電池発電
設備４５の図示しない制御装置に送って、燃料電池発電
設備４５の運転を開始し、酸化剤ガス流路８に酸化剤ガ
ス２が、又、燃料ガス流路１１に燃料ガス４が供給され
るようにする。
設備４５の図示しない制御装置に送って、燃料電池発電
設備４５の運転を開始し、酸化剤ガス流路８に酸化剤ガ
ス２が、又、燃料ガス流路１１に燃料ガス４が供給され
るようにする。
【００２７】上記を図２により説明すると、原燃料ガス
５１と水蒸気５９は、先ず、改質器５２の改質側５４を
通って、燃焼側５３で発生した熱により水素と一酸化炭
素に転換され、その後、アノード４９（この場合にはア
ノードヒータ５）に供給されて反応に利用される。そし
て、アノード４９を出たアノード排出ガス６０は、気水
分離器５５を通って気水分離されブロワ６１によって改
質器５２の燃焼側５３へ導かれ、アノード排出ガス６０
中の未反応の燃料ガス４が改質器５２の燃焼側５３で燃
焼されることにより熱源として利用された後、コンプレ
ッサ５６により吸引された空気５７と混合されてから、
酸化剤ガス２としてカソード４８（この場合にはカソー
ドヒータ３）へ導入され反応に利用される。カソードヒ
ータ３から出た酸化剤ガス２はその一部がカソード４８
の入口へブロワ６２によって戻され、その後、タービン
５８へ送られて、前記コンプレッサ５６を駆動するのに
用いられる。
５１と水蒸気５９は、先ず、改質器５２の改質側５４を
通って、燃焼側５３で発生した熱により水素と一酸化炭
素に転換され、その後、アノード４９（この場合にはア
ノードヒータ５）に供給されて反応に利用される。そし
て、アノード４９を出たアノード排出ガス６０は、気水
分離器５５を通って気水分離されブロワ６１によって改
質器５２の燃焼側５３へ導かれ、アノード排出ガス６０
中の未反応の燃料ガス４が改質器５２の燃焼側５３で燃
焼されることにより熱源として利用された後、コンプレ
ッサ５６により吸引された空気５７と混合されてから、
酸化剤ガス２としてカソード４８（この場合にはカソー
ドヒータ３）へ導入され反応に利用される。カソードヒ
ータ３から出た酸化剤ガス２はその一部がカソード４８
の入口へブロワ６２によって戻され、その後、タービン
５８へ送られて、前記コンプレッサ５６を駆動するのに
用いられる。
【００２８】この際、カソードヒータ３の酸化剤ガス２
入側では分析計１９が酸化剤ガス２の組成あるいは濃度
１８を検出し、該濃度１８に基づいて電圧演算部２９が
濃度１８に応じた電圧補正値２８（ΔＶｏｘ）を演算に
より求め、電圧補正値２８を演算制御装置４４へ送る。
入側では分析計１９が酸化剤ガス２の組成あるいは濃度
１８を検出し、該濃度１８に基づいて電圧演算部２９が
濃度１８に応じた電圧補正値２８（ΔＶｏｘ）を演算に
より求め、電圧補正値２８を演算制御装置４４へ送る。
【００２９】同様に、アノードヒータ５の燃料ガス４入
側では分析計２１が燃料ガス４の組成あるいは濃度２０
を検出し、該濃度２０に基づいて電圧演算部３１が濃度
２０に応じた電圧補正値３０（ΔＶｆ）を演算により求
め、電圧補正値３０を演算制御装置４４へ送る。
側では分析計２１が燃料ガス４の組成あるいは濃度２０
を検出し、該濃度２０に基づいて電圧演算部３１が濃度
２０に応じた電圧補正値３０（ΔＶｆ）を演算により求
め、電圧補正値３０を演算制御装置４４へ送る。
【００３０】又、アノードヒータ５の燃料ガス４入側で
は温度検出計２３が燃料ガス４の温度２２を検出し、ア
ノードヒータ５の燃料ガス４出側では温度検出計２５が
アノード排出ガス６０の温度２４を検出し、該温度２
２，２４に基づいて電圧演算部３３が温度２２，２４の
平均値を取り、該平均値に応じた電圧補正値３２（ΔＶ
ｔ）を演算により求め、電圧補正値３２を演算制御装置
４４へ送る。
は温度検出計２３が燃料ガス４の温度２２を検出し、ア
ノードヒータ５の燃料ガス４出側では温度検出計２５が
アノード排出ガス６０の温度２４を検出し、該温度２
２，２４に基づいて電圧演算部３３が温度２２，２４の
平均値を取り、該平均値に応じた電圧補正値３２（ΔＶ
ｔ）を演算により求め、電圧補正値３２を演算制御装置
４４へ送る。
【００３１】更に、アノードヒータ５の燃料ガス４出側
では圧力検出計２７がアノード排出ガス６０の圧力２６
を検出し、該圧力２６に基づいて電圧演算部３５が圧力
２６に応じた電圧補正値３４（ΔＶｐ）を演算により求
め、電圧補正値３４を演算制御装置４４へ送る。
では圧力検出計２７がアノード排出ガス６０の圧力２６
を検出し、該圧力２６に基づいて電圧演算部３５が圧力
２６に応じた電圧補正値３４（ΔＶｐ）を演算により求
め、電圧補正値３４を演算制御装置４４へ送る。
【００３２】演算制御装置４４は、出力指令３６に基づ
いて電流演算部３８が演算により求めた燃料電池本体４
６が出力すべき電流値３７（Ｉ）を入力して、電流値３
７に応じた電圧補正値ΔＶｉを求め、基準電圧Ｖａに各
電圧補正値ΔＶｏｘとΔＶｆとΔＶｔとΔＶｐとΔＶｉ
とを以下の式に従って加えることにより、燃料電池本体
４６が新たに出力すべき電圧値（Ｖ）を求める。
いて電流演算部３８が演算により求めた燃料電池本体４
６が出力すべき電流値３７（Ｉ）を入力して、電流値３
７に応じた電圧補正値ΔＶｉを求め、基準電圧Ｖａに各
電圧補正値ΔＶｏｘとΔＶｆとΔＶｔとΔＶｐとΔＶｉ
とを以下の式に従って加えることにより、燃料電池本体
４６が新たに出力すべき電圧値（Ｖ）を求める。
【００３３】 Ｖ＝Ｖａ＋ΔＶｏｘ＋ΔＶｆ＋ΔＶｔ＋ΔＶｐ＋ΔＶｉ
【００３４】そして、演算制御装置４４は、電圧値
（Ｖ）と前記電流値３７（Ｉ）を掛けることにより燃料
電池本体４６の出力３９（単位＝ワット）を求め、出力
３９を燃料電池発電設備４５の図示しない制御装置に送
る。これによって、燃料電池本体４６の出力３９が模擬
される。
（Ｖ）と前記電流値３７（Ｉ）を掛けることにより燃料
電池本体４６の出力３９（単位＝ワット）を求め、出力
３９を燃料電池発電設備４５の図示しない制御装置に送
る。これによって、燃料電池本体４６の出力３９が模擬
される。
【００３５】又、燃料電池本体４６の出力３９が求めら
れれば、該出力３９から燃料電池本体４６の発熱量（単
位＝カロリー）が計算できるので、演算制御装置４４は
発熱量を演算し、該発熱量に基づいてヒータ電源１０，
１３に制御指令４０，４１を送って、カソードヒータ３
及びアノードヒータ５を発熱させる。これによって、燃
料電池本体４６の発熱量が模擬される。
れれば、該出力３９から燃料電池本体４６の発熱量（単
位＝カロリー）が計算できるので、演算制御装置４４は
発熱量を演算し、該発熱量に基づいてヒータ電源１０，
１３に制御指令４０，４１を送って、カソードヒータ３
及びアノードヒータ５を発熱させる。これによって、燃
料電池本体４６の発熱量が模擬される。
【００３６】尚、上記の発熱量は、カソードヒータ３と
アノードヒータ５に熱収支を演算して配分される。
アノードヒータ５に熱収支を演算して配分される。
【００３７】次に、燃料電池本体４６で生じる反応の結
果、アノードヒータ５に供給される燃料ガス４の量に比
べてアノードヒータ５から排出されるアノード排出ガス
６０の量が増えるが、電流値３７が求められれば燃料電
池本体４６の反応量が分るので、演算制御装置４４がア
ノード４９側におけるガスの増加量を演算し、流量調整
弁１４に制御指令４２を送って、流量調整弁１４の開度
を調整させ、ガスの増加分だけ蒸気供給路１５からアノ
ードヒータ５内部へ水蒸気５９を供給させる。これによ
って、アノード４９側におけるガスの増加量が模擬され
る。
果、アノードヒータ５に供給される燃料ガス４の量に比
べてアノードヒータ５から排出されるアノード排出ガス
６０の量が増えるが、電流値３７が求められれば燃料電
池本体４６の反応量が分るので、演算制御装置４４がア
ノード４９側におけるガスの増加量を演算し、流量調整
弁１４に制御指令４２を送って、流量調整弁１４の開度
を調整させ、ガスの増加分だけ蒸気供給路１５からアノ
ードヒータ５内部へ水蒸気５９を供給させる。これによ
って、アノード４９側におけるガスの増加量が模擬され
る。
【００３８】更に、前記したように、アノード４９を出
たアノード排出ガス６０は、次に、改質器５２の燃焼側
５３へ送られて、アノード排出ガス６０中の未反応の燃
料ガス４分が燃焼されるのであるが、模擬燃料電池１で
は、実際の反応が行われないため、改質器５２の燃焼側
５３へはアノードヒータ５に供給した燃料ガス４がその
まま送られることになってしまうので、演算制御装置４
４が燃料電池本体４６の反応量に基づき、アノード排出
ガス６０中に含まれるべき未反応の燃料ガス４の量を演
算し、流量調整弁１６に燃料ガス排出路１７を送って、
流量調整弁１６の開度を調整させ、反応した分の燃料ガ
ス４に見あう量だけアノード排出ガス６０を排出させ
る。これによって、改質器５２の燃焼側５３へ送られる
アノード排出ガス６０中に含まれるべき未反応の燃料ガ
ス４の量が模擬される。
たアノード排出ガス６０は、次に、改質器５２の燃焼側
５３へ送られて、アノード排出ガス６０中の未反応の燃
料ガス４分が燃焼されるのであるが、模擬燃料電池１で
は、実際の反応が行われないため、改質器５２の燃焼側
５３へはアノードヒータ５に供給した燃料ガス４がその
まま送られることになってしまうので、演算制御装置４
４が燃料電池本体４６の反応量に基づき、アノード排出
ガス６０中に含まれるべき未反応の燃料ガス４の量を演
算し、流量調整弁１６に燃料ガス排出路１７を送って、
流量調整弁１６の開度を調整させ、反応した分の燃料ガ
ス４に見あう量だけアノード排出ガス６０を排出させ
る。これによって、改質器５２の燃焼側５３へ送られる
アノード排出ガス６０中に含まれるべき未反応の燃料ガ
ス４の量が模擬される。
【００３９】このように、模擬燃料電池１を用いること
により、燃料電池本体４６がなくとも燃料電池発電設備
４５の調整作業を支障なく行うことができ、以て、燃料
電池本体４６を損傷することなく、短時間で燃料電池発
電設備４５に組込むことができるようになる。
により、燃料電池本体４６がなくとも燃料電池発電設備
４５の調整作業を支障なく行うことができ、以て、燃料
電池本体４６を損傷することなく、短時間で燃料電池発
電設備４５に組込むことができるようになる。
【００４０】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、電圧演算部２９，３１，３３，３５
及び電流演算部３８は演算制御装置４４と一体としても
良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
れるものではなく、電圧演算部２９，３１，３３，３５
及び電流演算部３８は演算制御装置４４と一体としても
良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の模擬燃料
電池によれば、燃料電池本体を組込む前に燃料電池発電
設備の調整作業を完了させることができるという優れた
効果を奏し得る。
電池によれば、燃料電池本体を組込む前に燃料電池発電
設備の調整作業を完了させることができるという優れた
効果を奏し得る。
【図１】本発明の一実施例の全体系統図である。
【図２】一般的な燃料電池発電設備の全体概略系統図で
ある。
ある。
１ 模擬燃料電池 ２ 酸化剤ガス ３ カソードヒータ ４ 燃料ガス ５ アノードヒータ １０，１３ ヒータ電源 １４，１６ 流量調整弁 １５ 蒸気供給路 １６ 流量調整弁 １７ 燃料ガス排出路 １８，２０ 濃度 １９，２１ 分析計 ２１ 分析計 ２２，２４ 温度 ２３，２５ 温度検出計 ２６ 圧力 ２７ 圧力検出計 ３６ 外部の出力指令 ４０，４１，４２，４３ 制御指令 ４４ 演算制御装置 ５９ 水蒸気 ６０ アノード排出ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生越 睦美 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内
Claims (1)
- 【請求項１】 内部に酸化剤ガス２を流通可能なカソー
ドヒータ３、及び、内部に燃料ガス４を流通可能なアノ
ードヒータ５を設け、アノードヒータ５の燃料ガス４入
側に水蒸気５９を供給可能な蒸気供給路１５を接続する
と共に、アノードヒータ５の燃料ガス４出側にアノード
排出ガス６０の一部を系外へ排出可能な燃料ガス排出路
１７を設け、更に、カソードヒータ３の酸化剤ガス２入
側に酸化剤ガス２の組成あるいは濃度１８を検出可能な
分析計１９を設けると共に、アノードヒータ５の燃料ガ
ス４入側に燃料ガス４の組成あるいは濃度２０を検出可
能な分析計２１及び燃料ガス４の温度２２を検出可能な
温度検出計２３を設け、且つ、アノードヒータ５の燃料
ガス４出側にアノード排出ガス６０の温度２４を検出可
能な温度検出計２５及びアノード排出ガス６０の圧力２
６を検出可能な圧力検出計２７を設け、外部の出力指令
３６及び各検出計１９，２１，２３，２５，２７からの
検出信号１８，２０，２２，２４，２６を入力してカソ
ードヒータ３とアノードヒータ５のヒータ電源１０，１
３、及び、蒸気供給路１５の流量調整弁１４、並びに、
燃料ガス排出路１７の流量調整弁１６に制御指令４０，
４１，４２，４３を送る演算制御装置４４を設けたこと
を特徴とする模擬燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31324291A JP3413524B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 模擬燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31324291A JP3413524B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 模擬燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129030A true JPH05129030A (ja) | 1993-05-25 |
| JP3413524B2 JP3413524B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=18038835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31324291A Expired - Fee Related JP3413524B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 模擬燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3413524B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7009355B2 (en) | 2003-09-03 | 2006-03-07 | Hyundai Motor Company | Wiper control system for a vehicle and a method thereof |
| US9496566B2 (en) | 2012-08-29 | 2016-11-15 | Hyundai Motor Company | Stack for simulating cell voltage reversal behavior in fuel cell |
| CN106168641A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-11-30 | 苏州氢洁电源科技有限公司 | 一种高温甲醇燃料电池的膜电极测试设备 |
| CN115621489A (zh) * | 2021-07-13 | 2023-01-17 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种平管式燃料电池内部工况检测方法 |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP31324291A patent/JP3413524B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7009355B2 (en) | 2003-09-03 | 2006-03-07 | Hyundai Motor Company | Wiper control system for a vehicle and a method thereof |
| US9496566B2 (en) | 2012-08-29 | 2016-11-15 | Hyundai Motor Company | Stack for simulating cell voltage reversal behavior in fuel cell |
| US9819034B2 (en) | 2012-08-29 | 2017-11-14 | Hyundai Motor Company | Stack for simulating cell voltage reversal behavior in fuel cell |
| CN106168641A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-11-30 | 苏州氢洁电源科技有限公司 | 一种高温甲醇燃料电池的膜电极测试设备 |
| CN115621489A (zh) * | 2021-07-13 | 2023-01-17 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种平管式燃料电池内部工况检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3413524B2 (ja) | 2003-06-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |