JP2001319672A - Pressure control method for pressurized solid electrolyte fuel cell system - Google Patents

Pressure control method for pressurized solid electrolyte fuel cell system

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JP2001319672A
JP2001319672A JP2000138443A JP2000138443A JP2001319672A JP 2001319672 A JP2001319672 A JP 2001319672A JP 2000138443 A JP2000138443 A JP 2000138443A JP 2000138443 A JP2000138443 A JP 2000138443A JP 2001319672 A JP2001319672 A JP 2001319672A
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JP
Japan
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pressure
control
fuel cell
solid electrolyte
electrolyte fuel
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JP2000138443A
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Tatsuhiko Goto
達彦 後藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure control method for pressurized solid electrolyte fuel cell system with good controllability for an internal pressure in a pressure vessel. SOLUTION: The pressure control method comprises the first pressure measurement means 6 for measuring a pressure in a pressure vessel 3, the first control calculation means 7 for making a control calculation for controlling the pressure in a pressure vessel 3 based on a pressure measured by the first pressure measurement means 6, the first pressure control means 4 for controlling the pressure in a pressure vessel 3 based on a result of the control calculation made by the first control calculation means 7, the first state acquisition means 8 for acquiring control state information from the first pressure control means 4, the second control calculation means 9 for making a control calculation for controlling the pressure in a pressure vessel 3 based on the control state information acquired by the first state acquisition means 8, and the second pressure control means 10 for controlling the pressure in a pressure vessel 3 based on a result of the control calculation made by the second control calculation means 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧型固体電解質
燃料電池システムの圧力制御方法に係り、更に詳しく
は、固体電解質燃料電池が設置された圧力容器の内部圧
力を制御するのに適した加圧型固体電解質燃料電池シス
テムの圧力制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system, and more particularly, to a pressure control method suitable for controlling the internal pressure of a pressure vessel in which a solid electrolyte fuel cell is installed. The present invention relates to a pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system.

【0002】[0002]

【従来の技術】加圧型固体電解質燃料電池システムで
は、発電に必要な燃料ガスと酸化剤ガスと希釈ガスとを
固体電解質燃料電池に供給することによって発電(運
転)を行う。
2. Description of the Related Art In a pressurized solid electrolyte fuel cell system, power generation (operation) is performed by supplying a fuel gas, an oxidizing gas, and a dilution gas necessary for power generation to a solid electrolyte fuel cell.

【0003】この運転は、高温、高圧下で引き起こされ
る発熱反応を利用して行われる。したがって、この種の
システムでは、固体電解質燃料電池を加圧された圧力容
器内に設置し、この圧力容器内の圧力を制御することに
よって効率的に発電を行う加圧型固体電解質燃料電池シ
ステムの圧力制御方法が適用されている。
[0003] This operation is performed utilizing an exothermic reaction caused under high temperature and high pressure. Therefore, in this type of system, the solid electrolyte fuel cell is installed in a pressurized pressure vessel, and the pressure in the pressurized solid electrolyte fuel cell system that efficiently generates power by controlling the pressure in the pressure vessel is controlled. A control method has been applied.

【0004】図5は、この種の従来から用いられている
加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法が適
用された加圧型固体電解質燃料電池システムの系統構成
図である。
FIG. 5 is a system configuration diagram of a pressurized solid electrolyte fuel cell system to which a conventional pressure control method of a pressurized solid electrolyte fuel cell system of this type is applied.

【0005】気体容器1には、燃料であるH(水素)
ガス、反応希釈剤であるN(窒素)ガス、酸化剤であ
る空気が加圧充填されている。これら気体容器1に充填
された加圧気体は、流量制御器2によって流量制御され
て圧力容器3に供給される。
The gas container 1 contains H 2 (hydrogen) as a fuel.
Gas, N 2 (nitrogen) gas as a reaction diluent, and air as an oxidant are filled under pressure. The flow rate of the pressurized gas filled in the gas container 1 is controlled by the flow controller 2 and supplied to the pressure container 3.

【0006】この圧力容器3の内部には固体電解質燃料
電池(図示せず)が設置されており、この固体電解質燃
料電池において、圧力容器3に供給された加圧気体が用
いられ発熱反応が引き起こされる。発熱反応によって引
き起こされた熱エネルギーは、図示しない熱交換手段に
よって回収される。
[0006] A solid electrolyte fuel cell (not shown) is provided inside the pressure vessel 3. In this solid electrolyte fuel cell, a pressurized gas supplied to the pressure vessel 3 is used to cause an exothermic reaction. It is. Thermal energy caused by the exothermic reaction is recovered by a heat exchange means (not shown).

【0007】固体電解質燃料電池における発熱反応で発
生したガスや、またこの発熱反応に用いられなかったガ
スは、排ガスとして、圧力容器3から、圧力制御弁4を
介して排出容器5に排出される。排出容器5は、図示し
ない排出口を備えており、この排出口を適宜開くことに
よって、圧力容器3側から排出された排ガスは、外部に
排出される。
The gas generated by the exothermic reaction in the solid oxide fuel cell and the gas not used for the exothermic reaction are discharged from the pressure vessel 3 to the discharge vessel 5 via the pressure control valve 4 as exhaust gas. . The discharge container 5 has a discharge port (not shown), and the exhaust gas discharged from the pressure vessel 3 side is discharged to the outside by opening the discharge port appropriately.

【0008】一方、圧力容器3の内部圧力は、圧力測定
器6によって測定され、制御装置7に入力される。圧力
測定器6によって測定された内部圧力に基づいて、制御
装置7によって圧力制御弁4の弁開度の調整がなされ
る。これによって、圧力容器3の内部圧力が制御され
る。
On the other hand, the internal pressure of the pressure vessel 3 is measured by the pressure measuring device 6 and input to the control device 7. Based on the internal pressure measured by the pressure measuring device 6, the control device 7 adjusts the valve opening of the pressure control valve 4. Thereby, the internal pressure of the pressure vessel 3 is controlled.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の加圧型固体電解質燃料電池システムでは、以
下のような問題がある。
However, such a conventional pressurized solid electrolyte fuel cell system has the following problems.

【0010】すなわち、上述したように、圧力容器3内
の圧力は、圧力制御弁4の弁開度の調整によって制御さ
れるが、加圧型固体電解質燃料電池システムでは、圧力
容器3に供給される気体の流量変化範囲が広い。更に、
制御する圧力容器3の内部圧力の圧力変化幅も広い。
That is, as described above, the pressure in the pressure vessel 3 is controlled by adjusting the valve opening of the pressure control valve 4, but is supplied to the pressure vessel 3 in the pressurized solid electrolyte fuel cell system. Wide change range of gas flow. Furthermore,
The pressure change width of the internal pressure of the pressure vessel 3 to be controlled is also wide.

【0011】図6に示すように、圧力制御弁4の弁開度
と流量との関係は、一般的に、弁開度が小さい場合、弁
開度を大きく変化させても、変化する流量はごくわずか
である。逆に、弁開度が大きい場合、弁開度の変化に対
する流量の感度は大きくなり、中間的な弁開度である中
間開度域の場合には、弁開度の変化に対して流量もほぼ
比例して変化する。
As shown in FIG. 6, the relationship between the valve opening degree of the pressure control valve 4 and the flow rate is generally such that when the valve opening degree is small, even if the valve opening degree is largely changed, the changing flow rate is small. Negligible. Conversely, when the valve opening is large, the sensitivity of the flow rate to a change in the valve opening increases, and in the intermediate opening range, which is an intermediate valve opening, the flow rate also increases with a change in the valve opening. It changes almost in proportion.

【0012】したがって、従来の加圧型固体電解質燃料
電池システムでは、ガスの流量が低い場合には、圧力制
御弁4の弁開度が小さくなるために、弁開度の変化に対
する流量変化の感度が小さいために制御応答性が悪く、
圧力容器3の内部圧力の制御が困難になるという問題が
ある。
Therefore, in the conventional pressurized solid electrolyte fuel cell system, when the gas flow rate is low, the valve opening of the pressure control valve 4 becomes small, so that the sensitivity of the flow rate change to the valve opening change is low. Poor control response due to small size,
There is a problem that control of the internal pressure of the pressure vessel 3 becomes difficult.

【0013】また、逆に、ガスの流量が高い場合には、
圧力容器3の圧力が高くなるために、弁開度のわずかな
変化に対しても流量が大きく変動するために、圧力容器
3の内部圧力の制御が困難になるという問題がある。
On the other hand, when the gas flow rate is high,
Since the pressure in the pressure vessel 3 increases, the flow rate greatly changes even with a slight change in the valve opening, and thus there is a problem that it is difficult to control the internal pressure of the pressure vessel 3.

【0014】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、圧力容器から排出されるガス流量の制御を
容易に行い、もって、圧力容器の内部圧力の制御性に優
れた加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is intended to easily control the flow rate of a gas discharged from a pressure vessel and thereby to provide a pressurized solid which is excellent in controllability of the internal pressure of the pressure vessel. An object of the present invention is to provide a pressure control method for an electrolyte fuel cell system.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、以下のような手段を講じる。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

【0016】すなわち、請求項1の発明では、固体電解
質燃料電池を内部に設置した加圧された圧力容器内の圧
力を制御する加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力
制御方法において、圧力容器内の圧力を測定する第1の
圧力測定手段と、第1の圧力測定手段によって測定され
た圧力に基づいて圧力容器内の圧力を制御するための制
御演算を行う第1の制御演算手段と、第1の制御演算手
段によって行われた制御演算の結果に基づいて圧力容器
内の圧力を制御する第1の圧力制御手段と、第1の圧力
制御手段の制御状態情報を取得する第1の状態取得手段
と、第1の状態取得手段によって取得された制御状態情
報に基づいて圧力容器内の圧力を制御するための制御演
算を行う第2の制御演算手段と、第2の制御演算手段に
よって行われた制御演算の結果に基づいて圧力容器内の
圧力を制御する第2の圧力制御手段とを備える。
That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system for controlling a pressure in a pressurized pressure vessel in which a solid electrolyte fuel cell is installed. First pressure measurement means for measuring pressure; first control calculation means for performing control calculation for controlling the pressure in the pressure vessel based on the pressure measured by the first pressure measurement means; Pressure control means for controlling the pressure in the pressure vessel based on the result of the control calculation performed by the control calculation means, and first state obtaining means for obtaining control state information of the first pressure control means And a second control calculation means for performing a control calculation for controlling the pressure in the pressure vessel based on the control state information acquired by the first state acquisition means, and a second control calculation means. System And a second pressure control means for controlling the pressure in the pressure vessel based on the result of the operation.

【0017】請求項2の発明では、請求項1の発明の加
圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法におい
て、第2の制御演算手段は、第1の圧力測定手段によっ
て測定された圧力と予め定めた圧力との差が所定値より
も大きい場合には、第1の圧力測定手段によって測定さ
れた圧力と、第1の状態取得手段によって取得された制
御状態情報とに基づいて圧力容器内の圧力を制御するた
めの制御演算を行うようにする。
According to a second aspect of the present invention, in the pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the first aspect of the present invention, the second control operation means includes a means for controlling the pressure measured by the first pressure measurement means in advance. When the difference from the determined pressure is larger than a predetermined value, the pressure in the pressure vessel is determined based on the pressure measured by the first pressure measuring unit and the control state information acquired by the first state acquiring unit. A control operation for controlling the pressure is performed.

【0018】請求項3の発明では、請求項1または請求
項2の発明の加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力
制御方法において、圧力容器の内部に設置された固体電
解質燃料電池に用いられる燃料が圧力容器に導入される
導入圧力と圧力容器内の圧力との差圧を測定する第2の
圧力測定手段と、第2の圧力測定手段によって測定され
た差圧に基づいて導入圧力を制御するための制御演算を
行う第3の制御演算手段と、第3の制御演算手段によっ
て行われた制御演算の結果に基づいて導入圧力を制御す
る第3の圧力制御手段と、第3の圧力制御手段の制御状
態情報を取得する第2の状態取得手段と、第2の状態取
得手段によって取得された制御状態情報に基づいて第3
の圧力制御手段を制御するための制御演算を行う第4の
制御演算手段と、第4の制御演算手段によって行われた
制御演算の結果に基づいて第3の圧力制御手段を制御す
る第4の圧力制御手段とを備える。
According to a third aspect of the present invention, in the pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the first or second aspect, the fuel used for the solid electrolyte fuel cell installed inside the pressure vessel is used. A second pressure measuring means for measuring a differential pressure between an introduced pressure introduced into the pressure vessel and a pressure in the pressure vessel, and controlling the introduced pressure based on the differential pressure measured by the second pressure measuring means. A third control operation means for performing the control operation of the third control operation means, a third pressure control means for controlling the introduction pressure based on the result of the control operation performed by the third control operation means, and a third pressure control means. A second state acquisition unit that acquires control state information; and a third state acquisition unit that acquires a third state based on the control state information acquired by the second state acquisition unit.
A fourth control calculating means for performing a control calculation for controlling the pressure control means, and a fourth control calculating means for controlling the third pressure control means based on a result of the control calculation performed by the fourth control calculating means. Pressure control means.

【0019】請求項4の発明では、請求項1乃至3のう
ちいずれか1項の発明の加圧型固体電解質燃料電池シス
テムの圧力制御方法において、第1の圧力制御手段は弁
であり、第1の状態取得手段は、第1の圧力制御手段の
制御状態情報として、第1の圧力制御手段である弁の弁
開度を取得する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to any one of the first to third aspects, the first pressure control means is a valve, and the first pressure control means is a valve. The state acquiring means acquires, as control state information of the first pressure control means, a valve opening degree of a valve which is the first pressure control means.

【0020】請求項5の発明では、請求項1乃至3のう
ちいずれか1項の発明の加圧型固体電解質燃料電池シス
テムの圧力制御方法において、第1の圧力制御手段は、
圧力容器と第2の圧力制御手段との間に設けられた弁で
あり、第1の状態取得手段は、第1の圧力制御手段の制
御状態情報として、第1の圧力制御手段である弁の圧力
容器側の圧力と第2の圧力制御手段側の圧力との差圧デ
ータを取得する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to any one of the first to third aspects, the first pressure control means comprises:
A valve provided between the pressure vessel and the second pressure control means, wherein the first state obtaining means detects the control state information of the first pressure control means as a valve of the valve which is the first pressure control means. The differential pressure data between the pressure on the pressure vessel side and the pressure on the second pressure control means side is acquired.

【0021】請求項6の発明では、請求項5の発明の加
圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法におい
て、第2の圧力制御手段は、第1の圧力制御手段である
弁の圧力容器側の圧力と第2の圧力制御手段側の圧力と
の差圧がほぼ一定になるように、圧力容器内の圧力を制
御する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the fifth aspect of the present invention, the second pressure control means is provided on a pressure vessel side of a valve which is the first pressure control means. The pressure in the pressure vessel is controlled so that the pressure difference between the pressure on the second pressure control means side and the pressure on the second pressure control means side becomes substantially constant.

【0022】請求項7の発明では、請求項4乃至6のう
ちいずれか1項の発明の加圧型固体電解質燃料電池シス
テムの圧力制御方法において、第2の圧力制御手段は、
第1の圧力制御手段である弁の弁開度を、この弁開度の
変化の量と、この弁開度の変化によってもたらされる圧
力容器内の圧力の変化の量とがほぼ比例関係にある弁開
度領域に設定した状態において、圧力容器内の圧力を制
御する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to any one of the fourth to sixth aspects, the second pressure control means includes:
The amount of change in the valve opening degree of the valve, which is the first pressure control means, is substantially proportional to the amount of change in the pressure in the pressure vessel caused by the change in the valve opening degree. The pressure in the pressure vessel is controlled in the state set in the valve opening range.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の各実施の形態に
ついて図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】なお、以下の各実施の形態の説明に用いる
図中の符号は、図5と同一部分については同一符号を付
して示し、重複説明を避ける。
In the drawings used in the description of the following embodiments, the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be avoided.

【0025】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態を図1を用いて説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0026】図1は、第1の実施の形態に係る加圧型固
体電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加
圧型固体電解質燃料電池システムの一例を示す系統構成
図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of a pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the first embodiment is applied.

【0027】すなわち、本実施の形態に係る加圧型固体
電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加圧
型固体電解質燃料電池システムは、図5に示す従来技術
の加圧型固体電解質燃料電池システムに、弁開度測定器
8と、制御装置9と、圧力制御弁10とを追加した構成
としている。
That is, the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment is applied is different from the conventional pressurized solid electrolyte fuel cell system shown in FIG. It has a configuration in which a valve opening measuring device 8, a control device 9, and a pressure control valve 10 are added.

【0028】弁開度測定器8は、圧力制御弁4の弁開度
を測定して、測定結果を制御装置9に出力する。
The valve opening measuring device 8 measures the valve opening of the pressure control valve 4 and outputs the measurement result to the control device 9.

【0029】制御装置9は、弁開度測定器8によって測
定された圧力制御弁4の弁開度の測定結果に基づいて、
圧力容器3の内部圧力制御のための制御演算を行う。具
体的には、圧力制御弁4の弁開度を中間開度域とした状
態で、圧力制御弁10の弁開度を調整して圧力容器3の
内部圧力制御を行うような制御演算を行う。
Based on the measurement result of the valve opening of the pressure control valve 4 measured by the valve opening measuring device 8, the control device 9
A control operation for controlling the internal pressure of the pressure vessel 3 is performed. Specifically, a control operation is performed such that the valve opening of the pressure control valve 10 is adjusted to an intermediate opening range to control the internal pressure of the pressure vessel 3 by adjusting the valve opening of the pressure control valve 10. .

【0030】更に、制御装置9は、この制御演算の結果
に基づいて、圧力制御弁4の弁開度を中間開度域に設定
すると共に、圧力制御弁10の弁開度を調整する。
Further, the control device 9 sets the valve opening of the pressure control valve 4 to an intermediate opening range and adjusts the valve opening of the pressure control valve 10 based on the result of the control calculation.

【0031】圧力制御弁10は、圧力制御弁4と排出容
器5との間に介挿され、制御装置9からの制御情報に基
づいて弁開度を調整する。
The pressure control valve 10 is interposed between the pressure control valve 4 and the discharge container 5, and adjusts the valve opening based on control information from the control device 9.

【0032】次に、以上のように構成した本実施の形態
に係る加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方
法を適用した加圧型固体電解質燃料電池システムの作用
について説明する。
Next, the operation of the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment configured as described above is applied will be described.

【0033】気体容器1に加圧充填された燃料であるH
(水素)ガス、反応希釈剤であるN(窒素)ガス、
酸化剤である空気は、流量制御器2によって流量制御さ
れて圧力容器3に供給される。
The fuel H pressurized and filled in the gas container 1
2 (hydrogen) gas, N 2 (nitrogen) gas as a reaction diluent,
The air, which is an oxidizing agent, is supplied to the pressure vessel 3 with its flow rate controlled by the flow controller 2.

【0034】この圧力容器3の内部には図示しない固体
電解質燃料電池が設置されており、この固体電解質燃料
電池において、圧力容器3に供給された加圧気体が用い
られて発熱反応が引き起こされる。発熱反応によって引
き起こされた熱エネルギーは、図示しない熱交換手段に
よって回収される。
A solid electrolyte fuel cell (not shown) is installed inside the pressure vessel 3, and in this solid electrolyte fuel cell, a pressurized gas supplied to the pressure vessel 3 is used to cause an exothermic reaction. Thermal energy caused by the exothermic reaction is recovered by a heat exchange means (not shown).

【0035】この発熱反応で発生したガスや、またこの
発熱反応に用いられなかったガスは、排ガスとして、圧
力容器3から、圧力制御弁4を介して圧力制御弁10、
排出容器5側に排出される。
The gas generated by the exothermic reaction and the gas not used in the exothermic reaction are discharged from the pressure vessel 3 via the pressure control valve 4 as pressure gas.
It is discharged to the discharge container 5 side.

【0036】一方、圧力容器3の内部圧力は、圧力測定
器6によって測定され、その測定結果が制御装置7に入
力される。
On the other hand, the internal pressure of the pressure vessel 3 is measured by the pressure measuring device 6, and the measurement result is input to the control device 7.

【0037】制御装置7では、圧力測定器6によって測
定された内部圧力に基づいて制御演算がなされ、その制
御演算結果に基づいて圧力制御弁4の弁開度が調整され
る。これによって、圧力容器3の内部圧力が制御され
る。
In the control device 7, control calculation is performed based on the internal pressure measured by the pressure measuring device 6, and the valve opening of the pressure control valve 4 is adjusted based on the control calculation result. Thereby, the internal pressure of the pressure vessel 3 is controlled.

【0038】また、この時の圧力制御弁4の弁開度が、
弁開度測定器8によって測定され、測定結果が制御装置
9に出力される。
The valve opening of the pressure control valve 4 at this time is
It is measured by the valve opening measuring device 8 and the measurement result is output to the control device 9.

【0039】そして、この圧力制御弁4の弁開度の測定
結果に基づいて、制御装置9によって、圧力容器3の内
部圧力制御のための制御演算が行われ、この制御演算の
結果に基づいて圧力制御弁4および圧力制御弁10の弁
開度が調整される。なお、この場合、圧力制御弁4の弁
開度は、中間開度域に設定される。
Based on the measurement result of the opening degree of the pressure control valve 4, a control operation for controlling the internal pressure of the pressure vessel 3 is performed by the control device 9, and based on the result of the control operation. The valve openings of the pressure control valve 4 and the pressure control valve 10 are adjusted. In this case, the valve opening of the pressure control valve 4 is set in an intermediate opening range.

【0040】このように、本実施の形態では、2つの圧
力制御弁である圧力制御弁4と圧力制御弁10とを用い
ているので、圧力制御弁4の制御ゲインを高く設定し、
圧力制御弁10の制御ゲインを低く設定することが可能
である。これによって、圧力制御弁10が制御する制御
圧力と、圧力制御弁4が制御する制御圧力とは干渉しな
くなるために、2つの圧力制御弁4、圧力制御弁10を
適宜調整することによってきめ細やかな圧力制御も可能
となる。
As described above, in this embodiment, since the two pressure control valves, ie, the pressure control valve 4 and the pressure control valve 10, are used, the control gain of the pressure control valve 4 is set to be high.
The control gain of the pressure control valve 10 can be set low. As a result, the control pressure controlled by the pressure control valve 10 and the control pressure controlled by the pressure control valve 4 do not interfere with each other, so that the two pressure control valves 4 and 10 can be finely adjusted by appropriately adjusting them. Pressure control is also possible.

【0041】圧力容器3側から排出された排ガスは、圧
力制御弁4、圧力制御弁10を介して排出容器5に取り
込まれると共に、排出容器5の図示しない排出口が適宜
開口されることによって、排出容器5から外部へ排出さ
れる。
The exhaust gas discharged from the pressure vessel 3 side is taken into the discharge vessel 5 via the pressure control valve 4 and the pressure control valve 10, and the discharge port (not shown) of the discharge vessel 5 is appropriately opened. It is discharged from the discharge container 5 to the outside.

【0042】上述したように、本実施の形態に係る加圧
型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用し
た加圧型固体電解質燃料電池システムにおいては、上記
のような作用により、圧力制御弁4の弁開度が中間開度
域に調整された状態において圧力容器3の内部圧力を制
御することが可能となる。この中間開度域は、弁開度の
変化量と、弁開度の変化によってもたらされる流量の変
化量とがほぼ比例するために、流量の制御に適した弁開
度の領域である。すなわち、これによって圧力制御弁4
は、高い流量制御性が維持される。
As described above, in the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment is applied, the pressure control valve 4 The internal pressure of the pressure vessel 3 can be controlled in a state where the valve opening is adjusted to the intermediate opening range. This intermediate opening region is a region of the valve opening suitable for controlling the flow rate because the change amount of the valve opening and the change amount of the flow rate caused by the change of the valve opening are almost proportional. That is, the pressure control valve 4
, High flow controllability is maintained.

【0043】その結果、本実施の形態に係る加圧型固体
電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加圧
型固体電解質燃料電池システムは、圧力制御弁4によっ
て高流量から低流量までの全域に亘って、圧力容器3か
ら排出されるガス流量の制御が容易になされ、もって、
圧力容器3の内部圧力を容易に制御することが可能とな
る。
As a result, in the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment is applied, the pressure control valve 4 controls the entire flow from a high flow rate to a low flow rate. Thus, the control of the gas flow rate discharged from the pressure vessel 3 is facilitated, and
The internal pressure of the pressure vessel 3 can be easily controlled.

【0044】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態を図2を用いて説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0045】図2は、第2の実施の形態に係る加圧型固
体電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加
圧型固体電解質燃料電池システムの一例を示す系統構成
図である。
FIG. 2 is a system configuration diagram showing an example of a pressurized solid electrolyte fuel cell system to which a pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to a second embodiment is applied.

【0046】すなわち、本実施の形態に係る加圧型固体
電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加圧
型固体電解質燃料電池システムは、図1に示す第1の実
施の形態の加圧型固体電解質燃料電池システムの、弁開
度測定器8を省略し、差圧測定器11を付加した構成と
している。
That is, the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment is applied is the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the first embodiment shown in FIG. The battery system has a configuration in which the valve opening measuring device 8 is omitted and a differential pressure measuring device 11 is added.

【0047】差圧測定器11は、圧力制御弁4の上流側
の圧力と、圧力制御弁4の下流側の圧力との差(差圧)
を測定して、測定結果を制御装置9に出力する。圧力制
御弁4の上流側の圧力とは、圧力容器3と圧力制御弁4
との間の領域における圧力である。また、圧力制御弁4
の下流側の圧力とは、圧力制御弁4と圧力制御弁10と
の間の領域における圧力である。
The differential pressure measuring device 11 calculates the difference (differential pressure) between the pressure on the upstream side of the pressure control valve 4 and the pressure on the downstream side of the pressure control valve 4.
And outputs the measurement result to the control device 9. The pressure on the upstream side of the pressure control valve 4 refers to the pressure vessel 3 and the pressure control valve 4.
Pressure in the region between Also, the pressure control valve 4
Is a pressure in a region between the pressure control valve 4 and the pressure control valve 10.

【0048】制御装置9は、差圧測定器11によって測
定された差圧に基づいて、圧力容器3の内部圧力制御の
ための制御演算を行う。具体的には、圧力制御弁4の弁
開度を中間開度域とした状態で、圧力制御弁10の弁開
度を調整して、圧力制御弁4の上流側と下流側との差圧
が一定となるような制御演算を行う。
The control device 9 performs a control operation for controlling the internal pressure of the pressure vessel 3 based on the differential pressure measured by the differential pressure measuring device 11. Specifically, with the valve opening of the pressure control valve 4 being in the intermediate opening range, the valve opening of the pressure control valve 10 is adjusted, and the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the pressure control valve 4 is adjusted. Is performed so as to be constant.

【0049】更に、制御装置9は、この制御演算の結果
に基づいて、圧力制御弁4の弁開度を中間開度域に設定
すると共に、圧力制御弁10の弁開度を調整する。
Further, the control device 9 sets the valve opening of the pressure control valve 4 to an intermediate opening range and adjusts the valve opening of the pressure control valve 10 based on the result of the control calculation.

【0050】次に、以上のように構成した本実施の形態
に係る加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方
法を適用した加圧型固体電解質燃料電池システムの作用
について説明する。
Next, the operation of the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment configured as described above is applied will be described.

【0051】気体容器1に加圧充填された、燃料である
(水素)ガス、反応希釈剤であるN(窒素)ガ
ス、酸化剤である空気は、流量制御器2によって流量制
御されて圧力容器3に供給される。
The flow rate of the H 2 (hydrogen) gas as a fuel, the N 2 (nitrogen) gas as a reaction diluent, and the air as an oxidant, which are filled under pressure in the gas container 1, are controlled by a flow controller 2. And supplied to the pressure vessel 3.

【0052】この圧力容器3の内部には図示しない固体
電解質燃料電池が設置されており、この固体電解質燃料
電池において、圧力容器3に供給された加圧気体が用い
られて発熱反応が引き起こされる。発熱反応によって引
き起こされた熱エネルギーは、図示しない熱交換手段に
よって回収される。
A solid electrolyte fuel cell (not shown) is installed inside the pressure vessel 3, and in this solid electrolyte fuel cell, a pressurized gas supplied to the pressure vessel 3 is used to cause an exothermic reaction. Thermal energy caused by the exothermic reaction is recovered by a heat exchange means (not shown).

【0053】この発熱反応で発生したガスや、またこの
発熱反応に用いられなかったガスは、排ガスとして、圧
力容器3から、圧力制御弁4を介して圧力制御弁10、
排出容器5側に排出される。
The gas generated by the exothermic reaction and the gas not used in the exothermic reaction are discharged from the pressure vessel 3 via the pressure control valve 4 as pressure gas.
It is discharged to the discharge container 5 side.

【0054】一方、圧力容器3の内部圧力は、圧力測定
器6によって測定され、その測定結果が制御装置7に入
力される。圧力測定器6によって測定された内部圧力に
基づいて、制御装置7によって圧力制御弁4の弁開度が
調整される。これによって、圧力容器3の内部圧力が制
御される。
On the other hand, the internal pressure of the pressure vessel 3 is measured by the pressure measuring device 6, and the measurement result is input to the control device 7. Based on the internal pressure measured by the pressure measuring device 6, the control device 7 adjusts the valve opening of the pressure control valve 4. Thereby, the internal pressure of the pressure vessel 3 is controlled.

【0055】また、この時の圧力制御弁4の上流側と下
流側との差圧が、差圧測定器11によって測定され、測
定結果が制御装置9に出力される。
At this time, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the pressure control valve 4 is measured by the differential pressure measuring device 11, and the measurement result is output to the control device 9.

【0056】そして、制御装置9では、測定された差圧
に基づいて、圧力容器3の内部圧力制御のための制御演
算が行われる。この制御演算の結果に基づいて圧力制御
弁10の弁開度が調整される。また、この場合、圧力制
御弁4の弁開度は、中間開度域に設定される。
The control device 9 performs control calculations for controlling the internal pressure of the pressure vessel 3 based on the measured differential pressure. The valve opening of the pressure control valve 10 is adjusted based on the result of this control calculation. In this case, the valve opening of the pressure control valve 4 is set in an intermediate opening range.

【0057】このように、本実施の形態では、2つの圧
力制御弁である圧力制御弁4と圧力制御弁10とを用い
ているので圧力制御弁4の制御ゲインを高く設定し、圧
力制御弁10の制御ゲインを低く設定することが可能で
ある。これによって、圧力制御弁10が制御する制御圧
力と、圧力制御弁4が制御する制御圧力とは干渉しなく
なるために、2つの圧力制御弁4、圧力制御弁10を適
宜調整することによってきめ細やかな圧力制御も可能と
なる。
As described above, in this embodiment, since the two pressure control valves, ie, the pressure control valve 4 and the pressure control valve 10, are used, the control gain of the pressure control valve 4 is set high, It is possible to set the control gain of 10 low. As a result, the control pressure controlled by the pressure control valve 10 and the control pressure controlled by the pressure control valve 4 do not interfere with each other, so that the two pressure control valves 4 and 10 can be finely adjusted by appropriately adjusting them. Pressure control is also possible.

【0058】圧力容器3側から排出された排ガスは、圧
力制御弁4、圧力制御弁10を介して排出容器5に取り
込まれると共に、排出容器5の図示しない排出口が適宜
開口されることによって、排出容器5から外部へ排出さ
れる。
The exhaust gas discharged from the pressure vessel 3 side is taken into the discharge vessel 5 via the pressure control valve 4 and the pressure control valve 10, and the discharge port (not shown) of the discharge vessel 5 is appropriately opened. It is discharged from the discharge container 5 to the outside.

【0059】上述したように、本実施の形態に係る加圧
型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用し
た加圧型固体電解質燃料電池システムにおいては、上記
のような作用により、圧力制御弁4の弁開度を中間開度
域に調整した状態において、圧力制御弁10の弁開度を
調整することによって、圧力制御弁4の上下流の差圧が
一定に維持される。すなわち、圧力制御弁4の上下流の
差圧の変化があった場合であっても、圧力制御弁4の弁
開度をそのまま中間開度域に保ったまま、圧力制御弁1
0のみを用いて差圧を一定に保つように調整することが
できる。
As described above, in the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method for the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment is applied, the pressure control valve 4 By adjusting the valve opening of the pressure control valve 10 in a state where the valve opening is adjusted to the intermediate opening range, the differential pressure between the upstream and downstream of the pressure control valve 4 is maintained constant. In other words, even when the pressure difference between the upstream and downstream of the pressure control valve 4 changes, the pressure control valve 1 is maintained while the valve opening of the pressure control valve 4 is maintained in the intermediate opening range.
It can be adjusted to keep the differential pressure constant using only zero.

【0060】すなわち、本実施の形態では、第1の実施
の形態と同様、圧力制御弁4の高い流量制御性を維持し
たまま、第1の実施の形態と同様の効果を奏することが
できる。
That is, in the present embodiment, similar to the first embodiment, the same effects as in the first embodiment can be achieved while maintaining the high flow controllability of the pressure control valve 4.

【0061】更に、一般的に、差圧測定器11は、第1
の実施の形態で用いられているような弁開度測定器8に
比べて安価であるために、本実施の形態は、第1の実施
の形態に加えてコストダウンを図ることができる。
Further, in general, the differential pressure measuring device 11
The present embodiment can be reduced in cost in addition to the first embodiment because it is cheaper than the valve opening measuring device 8 used in the second embodiment.

【0062】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態を図3を用いて説明する。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0063】図3は、第3の実施の形態に係る加圧型固
体電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加
圧型固体電解質燃料電池システムの一例を示す系統構成
図である。
FIG. 3 is a system configuration diagram showing an example of a pressurized solid electrolyte fuel cell system to which a pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to a third embodiment is applied.

【0064】すなわち、本実施の形態に係る加圧型固体
電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加圧
型固体電解質燃料電池システムは、燃料系ラインFと非
燃料系ラインNとから構成している。
That is, the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment is applied includes a fuel line F and a non-fuel line N. .

【0065】非燃料系ラインNは、反応希釈剤であるN
(窒素)ガス、酸化剤である空気を加圧充填している
非燃料気体容器1aを備えている。非燃料気体容器1a
に充填された加圧気体は、流量制御器2によって流量制
御されて圧力容器3に供給されるようにしている。非燃
料系ラインNの構成は、図2に示す系統構成図のうちの
気体容器1を、上述した非燃料気体容器1aに代えたこ
と以外は、図2に示す系統構成図と同一であるので、こ
こでは重複説明を避ける。
The non-fuel line N is a reaction diluent N
2 A non-fuel gas container 1a is filled with (nitrogen) gas and oxidant air under pressure. Non-fuel gas container 1a
The flow rate of the pressurized gas filled in the pressure vessel 2 is controlled by the flow rate controller 2 so as to be supplied to the pressure vessel 3. The configuration of the non-fuel system line N is the same as the system configuration diagram shown in FIG. 2 except that the gas container 1 in the system configuration diagram shown in FIG. 2 is replaced with the above-described non-fuel gas container 1a. Here, duplicate description is avoided.

【0066】一方、燃料系ラインFは、燃料であるH
(水素)ガスを加圧充填している燃料容器1bを備えて
いる。燃料容器1bに加圧充填された燃料ガスは、流量
制御器2’によって流量制御され、差圧測定器11’を
介して圧力容器3に供給されるようにしている。燃料系
ラインFの構成は、図1に示す系統構成図のうちの気体
容器1を上述した燃料容器1bに代え、圧力測定器6を
上述した差圧測定器11’に代え、圧力容器3を差圧測
定器11’の下流側に設けたこと以外は、図1に示す系
統構成図と同一である。
[0066] On the other hand, fuel system line F is a fuel H 2
A fuel container 1b is filled with (hydrogen) gas under pressure. The flow rate of the fuel gas charged into the fuel container 1b under pressure is controlled by the flow controller 2 ', and the fuel gas is supplied to the pressure container 3 via the differential pressure measuring device 11'. In the configuration of the fuel system line F, the gas container 1 in the system configuration diagram shown in FIG. 1 is replaced with the above-described fuel container 1b, the pressure measuring device 6 is replaced with the above-described differential pressure measuring device 11 ′, and the pressure container 3 is replaced with the pressure container 3. It is the same as the system configuration diagram shown in FIG. 1 except that it is provided on the downstream side of the differential pressure measuring device 11 '.

【0067】差圧測定器11’は、燃料配管Pにおける
燃料ガスの圧力と、圧力容器3の内部圧力との差圧を測
定して制御装置7’に出力する。
The differential pressure measuring device 11 ′ measures the differential pressure between the pressure of the fuel gas in the fuel pipe P and the internal pressure of the pressure vessel 3 and outputs it to the control device 7 ′.

【0068】制御装置7’は、この差圧に基づいて、燃
料ガスの導入圧力を制御するための制御演算を行い、こ
の制御演算結果に基づいて圧力制御弁4’の弁開度を調
整する。
The control device 7 'performs a control operation for controlling the fuel gas introduction pressure based on the differential pressure, and adjusts the valve opening of the pressure control valve 4' based on the control operation result. .

【0069】燃料系ラインFにおける流量制御器2’、
圧力制御弁4’、排出容器5’、弁開度測定器8’、制
御装置9’、圧力制御弁10’は、それぞれ図1に示す
流量制御器2、圧力制御弁4、排出容器5、弁開度測定
器8、制御装置9、圧力制御弁10と同一である。よっ
て、ここではこれらに関する重複説明を避ける。
The flow controller 2 ′ in the fuel system line F,
The pressure control valve 4 ', the discharge container 5', the valve opening measuring device 8 ', the control device 9', and the pressure control valve 10 'are respectively a flow controller 2, a pressure control valve 4, a discharge container 5, It is the same as the valve opening measuring device 8, the control device 9, and the pressure control valve 10. Therefore, a duplicate description of these will be avoided here.

【0070】次に、以上のように構成した本実施の形態
に係る加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方
法を適用した加圧型固体電解質燃料電池システムの作用
について説明する。
Next, the operation of the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment configured as described above is applied will be described.

【0071】本実施の形態に係る加圧型固体電解質燃料
電池システムは、非燃料系ラインNにおいては、非燃料
気体容器1aから供給されるガス(酸化剤および希釈
剤)は、第2の実施の形態で説明したものと同様の作用
によってその流量が容易に制御される。
In the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment, in the non-fuel system line N, the gas (oxidizing agent and diluent) supplied from the non-fuel gas container 1a is used in the second embodiment. The flow rate is easily controlled by the same operation as that described in the embodiment.

【0072】一方、燃料系ラインFにおいては、燃料容
器1bから供給される燃料ガスは、第1の実施の形態で
説明したものと同様の作用によってその流量が容易に制
御される。
On the other hand, in the fuel system line F, the flow rate of the fuel gas supplied from the fuel container 1b is easily controlled by the same operation as that described in the first embodiment.

【0073】したがって、非燃料気体容器1aから供給
されるガス(酸化剤および希釈剤)と、燃料容器1bか
ら供給される燃料ガスとの差圧も容易に制御される。
Therefore, the pressure difference between the gas (oxidizing agent and diluent) supplied from the non-fuel gas container 1a and the fuel gas supplied from the fuel container 1b can be easily controlled.

【0074】本発明の各実施の形態に示すタイプの加圧
型固体電解質燃料電池システムでは、圧力容器3に導入
する燃料以外のガス(酸化剤および希釈剤)と、燃料ガ
スとの差圧を数100Pa以内とした場合、反応効率が
高くなる。
In the pressurized solid electrolyte fuel cell system of the type shown in each embodiment of the present invention, the differential pressure between the fuel gas and the gas (oxidizing agent and diluent) other than the fuel introduced into the pressure vessel 3 is measured. When the pressure is within 100 Pa, the reaction efficiency increases.

【0075】本実施の形態に係る加圧型固体電解質燃料
電池システムの圧力制御方法を適用した加圧型固体電解
質燃料電池システムでは、非燃料気体容器1aから供給
されるガス(酸化剤および希釈剤)と、燃料容器1bか
ら供給される燃料ガスとの差圧制御が容易になされるこ
とから、この差圧を数100Pa以内に制御し、もっ
て、反応効率を向上することが可能となる。
In the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment is applied, the gas (oxidizing agent and diluent) supplied from the non-fuel gas container 1a and Since the pressure difference between the fuel gas supplied from the fuel container 1b and the fuel gas supplied from the fuel container 1b can be easily controlled, it is possible to control the pressure difference within a range of several hundred Pa, thereby improving the reaction efficiency.

【0076】(第4の実施の形態)本発明の第4の実施
の形態を図4を用いて説明する。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0077】図4は、第4の実施の形態に係る加圧型固
体電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加
圧型固体電解質燃料電池システムの一例を示す系統構成
図である。
FIG. 4 is a system configuration diagram showing an example of a pressurized solid electrolyte fuel cell system to which a pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to a fourth embodiment is applied.

【0078】すなわち、本実施の形態に係る加圧型固体
電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加圧
型固体電解質燃料電池システムは、図1に示す第1の実
施の形態の加圧型固体電解質燃料電池システムのうち、
圧力測定器6によって測定された圧力容器3の内部圧力
値が、制御装置7と、制御装置9との両方に出力される
ようにしている。更に、制御装置9は、弁開度測定器8
によって測定された弁開度のみならず、圧力測定器6か
ら出力された内部圧力値をも用いて、圧力容器3の内部
圧力制御のための制御演算を行い、この制御演算の結果
に基づいて、圧力制御弁4の弁開度を中間開度域に設定
した状態で圧力制御弁10の弁開度を調整する。
That is, the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment is applied is the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the first embodiment shown in FIG. Of the battery system,
The internal pressure value of the pressure vessel 3 measured by the pressure measuring device 6 is output to both the control device 7 and the control device 9. Further, the control device 9 controls the valve opening measurement device 8
The control operation for controlling the internal pressure of the pressure vessel 3 is performed by using not only the valve opening measured by the above-described method but also the internal pressure value output from the pressure measuring device 6, and based on the result of the control operation. The valve opening of the pressure control valve 10 is adjusted while the valve opening of the pressure control valve 4 is set in the intermediate opening range.

【0079】その他の構成については、第1の実施の形
態にて説明した通りであるので、ここでは重複説明を省
略する。
The other configuration is the same as that described in the first embodiment, and the description thereof will not be repeated.

【0080】次に、以上のように構成した本実施の形態
に係る加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方
法を適用した加圧型固体電解質燃料電池システムの作用
について説明する。
Next, the operation of the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment configured as described above is applied will be described.

【0081】気体容器1に加圧充填された、燃料である
(水素)ガス、反応希釈剤であるN(窒素)ガ
ス、酸化剤である空気は、流量制御器2によって流量制
御されて圧力容器3に供給される。
The flow rate of the H 2 (hydrogen) gas as a fuel, the N 2 (nitrogen) gas as a reaction diluent, and the air as an oxidant, which are filled into the gas container 1 under pressure, are controlled by a flow controller 2. And supplied to the pressure vessel 3.

【0082】この圧力容器3の内部には図示しない固体
電解質燃料電池が設置されており、この固体電解質燃料
電池において、圧力容器3に供給された加圧気体が用い
られて発熱反応が引き起こされる。発熱反応によって引
き起こされた熱エネルギーは、図示しない熱交換手段に
よって回収される。
A solid electrolyte fuel cell (not shown) is installed inside the pressure vessel 3. In this solid electrolyte fuel cell, a pressurized gas supplied to the pressure vessel 3 is used to cause an exothermic reaction. Thermal energy caused by the exothermic reaction is recovered by a heat exchange means (not shown).

【0083】この発熱反応で発生したガスや、またこの
発熱反応に用いられなかったガスは、排ガスとして、圧
力容器3から、圧力制御弁4を介して圧力制御弁10、
排出容器5側に排出される。
The gas generated by the exothermic reaction and the gas not used in the exothermic reaction are discharged from the pressure vessel 3 via the pressure control valve 4 through the pressure control valves 10 and 10 as exhaust gas.
It is discharged to the discharge container 5 side.

【0084】一方、圧力容器3の内部圧力は、圧力測定
器6によって測定され、その測定結果が制御装置7、お
よび制御装置9に入力される。
On the other hand, the internal pressure of the pressure vessel 3 is measured by the pressure measuring device 6, and the measurement result is input to the control device 7 and the control device 9.

【0085】制御装置7では、圧力測定器6によって測
定された内部圧力に基づいて制御演算がなされ、その制
御演算結果に基づいて圧力制御弁4の弁開度の調整がな
される。これによって、圧力容器3の内部圧力が制御さ
れる。
In the control device 7, control calculations are performed based on the internal pressure measured by the pressure measuring device 6, and the valve opening of the pressure control valve 4 is adjusted based on the control calculation results. Thereby, the internal pressure of the pressure vessel 3 is controlled.

【0086】また、この時の圧力制御弁4の弁開度が、
弁開度測定器8によって測定され、測定結果が制御装置
9に出力される。
The valve opening of the pressure control valve 4 at this time is
It is measured by the valve opening measuring device 8 and the measurement result is output to the control device 9.

【0087】制御装置9では、圧力測定器6によって測
定された圧力値、および弁開度測定器8によって測定さ
れた弁開度に基づいて制御演算がなされ、その制御演算
結果に基づいて圧力制御弁4の弁開度が中間開度域に設
定された状態で、圧力制御弁10の弁開度が調整され
る。
The control device 9 performs a control operation based on the pressure value measured by the pressure measurement device 6 and the valve opening measured by the valve opening measurement device 8, and performs pressure control based on the control operation result. With the valve opening of the valve 4 set in the intermediate opening range, the valve opening of the pressure control valve 10 is adjusted.

【0088】このように、制御装置9は、弁開度測定器
8が測定した圧力制御弁4の弁開度のみならず、圧力測
定器6が測定した圧力容器3の圧力値をも用いて制御演
算を行うので、何らかの事象によって圧力容器3の内部
圧力に変化があった場合であっても、それを制御演算に
直接反映することができるために、第1の実施の形態の
場合よりも、制御応答性を改善することができる。
As described above, the control device 9 uses not only the valve opening of the pressure control valve 4 measured by the valve opening measuring device 8 but also the pressure value of the pressure vessel 3 measured by the pressure measuring device 6. Since the control calculation is performed, even if there is a change in the internal pressure of the pressure vessel 3 due to some event, the change can be directly reflected in the control calculation. , Control responsiveness can be improved.

【0089】つまり、第1の実施の形態の場合、制御装
置9は、弁開度測定器8によって測定された圧力制御弁
4の弁開度のみしか入力されないために、圧力容器3の
内部圧力に変化があった場合であっても、その圧力変化
に対応して調節された圧力制御弁4の弁開度の変化を介
して2次的に反映されるので、圧力測定器6によって測
定された圧力値を制御演算に直接的に反映することがで
きる本実施の形態に比べて制御の時間遅れが生じる。
That is, in the case of the first embodiment, since only the valve opening of the pressure control valve 4 measured by the valve opening measuring device 8 is inputted, the controller 9 controls the internal pressure of the pressure vessel 3. Is reflected secondarily through a change in the valve opening of the pressure control valve 4 adjusted in accordance with the pressure change, so that the pressure is measured by the pressure measuring device 6. A time delay occurs in the control as compared with the present embodiment in which the pressure value thus applied can be directly reflected in the control calculation.

【0090】上述したように、本実施の形態に係る加圧
型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用し
た加圧型固体電解質燃料電池システムにおいては、上記
のような作用により、第1の実施の形態で奏される効果
に加えて、更に、制御応答性を向上することができる。
As described above, in the pressurized solid electrolyte fuel cell system to which the pressure control method of the pressurized solid electrolyte fuel cell system according to the present embodiment is applied, the first embodiment is performed by the above-described operation. Control responsiveness can be further improved in addition to the effects achieved by the embodiment.

【0091】これによって、急速に、かつ大幅に圧力を
変化させるような場合においても、敏速に追従制御する
ことが可能となる。
As a result, even when the pressure is rapidly and largely changed, the follow-up control can be performed promptly.

【0092】以上、本発明の好適な実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such configurations. Within the scope of the technical idea described in the claims, those skilled in the art can come up with various modified examples and modified examples, and these modified examples and modified examples are also within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs to.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の加圧型固
体電解質燃料電池システムの圧力制御方法によれば、圧
力容器から排出されるガス流量の制御を容易に行うこと
ができ、もって、圧力容器の内部圧力の制御性に優れた
加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法を実
現することができる。
As described above, according to the method for controlling the pressure of the pressurized solid electrolyte fuel cell system of the present invention, the flow rate of the gas discharged from the pressure vessel can be easily controlled. A pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system excellent in controllability of the internal pressure of the container can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る加圧型固体電
解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加圧型
固体電解質燃料電池システムの一例を示す系統構成図。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of a pressurized solid electrolyte fuel cell system to which a pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】本発明の第2の実施の形態に係る加圧型固体電
解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加圧型
固体電解質燃料電池システムの一例を示す系統構成図。
FIG. 2 is a system configuration diagram showing an example of a pressurized solid electrolyte fuel cell system to which a pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to a second embodiment of the present invention is applied.

【図3】本発明の第3の実施の形態に係る加圧型固体電
解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加圧型
固体電解質燃料電池システムの一例を示す系統構成図。
FIG. 3 is a system configuration diagram showing an example of a pressurized solid electrolyte fuel cell system to which a pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to a third embodiment of the present invention is applied.

【図4】本発明の第4の実施の形態に係る加圧型固体電
解質燃料電池システムの圧力制御方法を適用した加圧型
固体電解質燃料電池システムの一例を示す系統構成図。
FIG. 4 is a system configuration diagram showing an example of a pressurized solid electrolyte fuel cell system to which a pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to a fourth embodiment of the present invention is applied.

【図5】従来から用いられている加圧型固体電解質燃料
電池システムの系統構成図。
FIG. 5 is a system configuration diagram of a conventionally used pressurized solid electrolyte fuel cell system.

【図6】圧力制御弁の弁開度と流量との一般的な関係を
示す特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a general relationship between a valve opening degree of a pressure control valve and a flow rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…気体容器、 1a…非燃料気体容器、 1b…燃料容器、 2…流量制御器、 3…圧力容器、 4、10…圧力制御弁、 5…排出容器、 6…圧力測定器、 7、9…制御装置、 8…弁開度測定器、 11…差圧測定器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas container, 1a ... Non-fuel gas container, 1b ... Fuel container, 2 ... Flow controller, 3 ... Pressure container, 4, 10 ... Pressure control valve, 5 ... Discharge container, 6 ... Pressure measuring device, 7, 9 ... Control device, 8 ... Valve opening degree measuring device, 11 ... Differential pressure measuring device.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体電解質燃料電池を内部に設置した加
圧された圧力容器内の圧力を制御する加圧型固体電解質
燃料電池システムの圧力制御方法において、 前記圧力容器内の圧力を測定する第1の圧力測定手段
と、 前記第1の圧力測定手段によって測定された圧力に基づ
いて前記圧力容器内の圧力を制御するための制御演算を
行う第1の制御演算手段と、 前記第1の制御演算手段によって行われた制御演算の結
果に基づいて前記圧力容器内の圧力を制御する第1の圧
力制御手段と、 前記第1の圧力制御手段の制御状態情報を取得する第1
の状態取得手段と、 前記第1の状態取得手段によって取得された制御状態情
報に基づいて前記圧力容器内の圧力を制御するための制
御演算を行う第2の制御演算手段と、 前記第2の制御演算手段によって行われた制御演算の結
果に基づいて前記圧力容器内の圧力を制御する第2の圧
力制御手段とを備えたことを特徴とする加圧型固体電解
質燃料電池システムの圧力制御方法。
1. A pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system for controlling a pressure in a pressurized pressure vessel in which a solid electrolyte fuel cell is installed, wherein a first pressure in the pressure vessel is measured. Pressure measurement means, first control calculation means for performing control calculation for controlling the pressure in the pressure vessel based on the pressure measured by the first pressure measurement means, and first control calculation First pressure control means for controlling the pressure in the pressure vessel based on the result of the control operation performed by the means, and first control means for obtaining control state information of the first pressure control means.
State obtaining means, and second control calculating means for performing control calculation for controlling the pressure in the pressure vessel based on the control state information obtained by the first state obtaining means, Pressure control means for controlling the pressure in the pressure vessel based on the result of the control calculation performed by the control calculation means.
【請求項2】 請求項1に記載の加圧型固体電解質燃料
電池システムの圧力制御方法において、 前記第2の制御演算手段は、前記第1の圧力測定手段に
よって測定された圧力と予め定めた圧力との差が所定値
よりも大きい場合には、前記第1の圧力測定手段によっ
て測定された圧力と、前記第1の状態取得手段によって
取得された制御状態情報とに基づいて前記圧力容器内の
圧力を制御するための制御演算を行うようにしたことを
特徴とする加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制
御方法。
2. The pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to claim 1, wherein said second control operation means includes a pressure measured by said first pressure measurement means and a predetermined pressure. Is larger than a predetermined value, the pressure in the pressure vessel based on the pressure measured by the first pressure measuring means and the control state information acquired by the first state acquiring means. A pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system, wherein a control operation for controlling pressure is performed.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の加圧型
固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法において、 前記圧力容器の内部に設置された固体電解質燃料電池に
用いられる燃料が前記圧力容器に導入される導入圧力と
前記圧力容器内の圧力との差圧を測定する第2の圧力測
定手段と、 前記第2の圧力測定手段によって測定された差圧に基づ
いて前記導入圧力を制御するための制御演算を行う第3
の制御演算手段と、 前記第3の制御演算手段によって行われた制御演算の結
果に基づいて前記導入圧力を制御する第3の圧力制御手
段と、 前記第3の圧力制御手段の制御状態情報を取得する第2
の状態取得手段と、 前記第2の状態取得手段によって取得された制御状態情
報に基づいて前記第3の圧力制御手段を制御するための
制御演算を行う第4の制御演算手段と、 前記第4の制御演算手段によって行われた制御演算の結
果に基づいて前記第3の圧力制御手段を制御する第4の
圧力制御手段とを備えたことを特徴とする加圧型固体電
解質燃料電池システムの圧力制御方法。
3. The pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to claim 1, wherein fuel used for the solid electrolyte fuel cell installed inside the pressure vessel is supplied to the pressure vessel. A second pressure measuring means for measuring a differential pressure between the introduced pressure introduced and the pressure in the pressure vessel; and controlling the introduced pressure based on the differential pressure measured by the second pressure measuring means. Of the third control operation
Control operation means, and third pressure control means for controlling the introduction pressure based on the result of the control operation performed by the third control operation means; and control state information of the third pressure control means. Second to get
A fourth control calculating means for performing a control calculation for controlling the third pressure control means based on the control state information obtained by the second state obtaining means; Pressure control means for controlling the third pressure control means based on the result of the control calculation performed by the control calculation means. Method.
【請求項4】 請求項1乃至3のうちいずれか1項に記
載の加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法
において、 前記第1の圧力制御手段は弁であり、 前記第1の状態取得手段は、前記第1の圧力制御手段の
制御状態情報として、前記第1の圧力制御手段である弁
の弁開度を取得することを特徴とする加圧型固体電解質
燃料電池システムの圧力制御方法。
4. The pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to claim 1, wherein the first pressure control means is a valve, and the first state acquisition is performed. The pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system, characterized in that the means acquires a valve opening degree of a valve, which is the first pressure control means, as control state information of the first pressure control means.
【請求項5】 請求項1乃至3のうちいずれか1項に記
載の加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法
において、 前記第1の圧力制御手段は、前記圧力容器と前記第2の
圧力制御手段との間に設けられた弁であり、 前記第1の状態取得手段は、前記第1の圧力制御手段の
制御状態情報として、前記第1の圧力制御手段である弁
の前記圧力容器側の圧力と前記第2の圧力制御手段側の
圧力との差圧データを取得することを特徴とする加圧型
固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法。
5. The pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to claim 1, wherein the first pressure control means includes a pressure vessel and the second pressure. A valve provided between the first pressure control unit and the first pressure control unit as a control state information of the first pressure control unit. A pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system, characterized by acquiring differential pressure data between the pressure of the second pressure control means and the pressure of the second pressure control means.
【請求項6】 請求項5に記載の加圧型固体電解質燃料
電池システムの圧力制御方法において、 前記第2の圧力制御手段は、前記第1の圧力制御手段で
ある弁の前記圧力容器側の圧力と前記第2の圧力制御手
段側の圧力との差圧がほぼ一定になるように、前記圧力
容器内の圧力を制御することを特徴とする加圧型固体電
解質燃料電池システムの圧力制御方法。
6. The pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to claim 5, wherein the second pressure control means is a pressure on the pressure vessel side of a valve which is the first pressure control means. Controlling the pressure in the pressure vessel such that the pressure difference between the pressure and the pressure on the second pressure control means side is substantially constant.
【請求項7】 請求項4乃至6のうちいずれか1項に記
載の加圧型固体電解質燃料電池システムの圧力制御方法
において、 前記第2の圧力制御手段は、前記第1の圧力制御手段で
ある弁の弁開度を、この弁開度の変化の量と、この弁開
度の変化によってもたらされる前記圧力容器内の圧力の
変化の量とがほぼ比例関係にある弁開度領域に設定した
状態において、前記圧力容器内の圧力を制御するように
したことを特徴とする加圧型固体電解質燃料電池システ
ムの圧力制御方法。
7. The pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system according to claim 4, wherein said second pressure control means is said first pressure control means. The valve opening of the valve is set in a valve opening region where the amount of change in the valve opening and the amount of change in pressure in the pressure vessel caused by the change in the valve opening are in a substantially proportional relationship. A pressure control method for a pressurized solid electrolyte fuel cell system, wherein the pressure in the pressure vessel is controlled in a state.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009295291A (en) * 2008-06-02 2009-12-17 Daihen Corp Fluid supply device
JP2017151571A (en) * 2016-02-22 2017-08-31 尼寺空圧工業株式会社 Pressure control valve and measurement device

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