JP2005078997A - Fuel cell apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池装置、詳しくは燃料電池モジュールの取付け構造に関する。 The present invention relates to a fuel cell device, and more particularly to a fuel cell module mounting structure.
従来の燃料電池モジュールの取付け構造は、燃料電池から排出側の気液分離器を燃料電池等の装置に対して最下点にレイアウトし、循環装置は気液分離器より上に、バルブは配管でつながられた各装置(循環装置等)より高い位置にレイアウトすることにより、凝縮水の滞留を防止している。(特許文献1参照。)
しかしながら従来の燃料電池モジュール取付け構造では、凝縮水の滞留は防止できるが、気液分離器より循環装置を高く、バルブを循環装置より高く配置しているため、高さ方向が大きくなる。また、高さ方向を抑えようとすると、循環装置を気液分離器の横方向付近に配置することとなり、横方向が大きくなる。そして、高さ方向及び横方向を抑えようとすると、流路が曲がりを多く或いは鋭角の曲がりをもつこととなり、圧力損失が大きくなる。したがって、凝縮水の滞留防止とレイアウト性を両立することができなかった。 However, in the conventional fuel cell module mounting structure, condensate can be prevented from staying, but the height direction becomes larger because the circulation device is higher than the gas-liquid separator and the valve is arranged higher than the circulation device. Further, if the height direction is to be suppressed, the circulation device is disposed near the lateral direction of the gas-liquid separator, and the lateral direction becomes larger. And if it is going to suppress a height direction and a horizontal direction, a flow path will have many bending or an acute angle | corner, and a pressure loss will become large. Accordingly, it has been impossible to achieve both prevention of condensate water retention and layout.
燃料電池供給口と燃料電池排出口を燃料電池同一側面に横方向に並べて配置し、水分調整手段及び第二の循環手段を燃料電池供給口と燃料電池排出口の間に配置し、第一のガス排出口を第一のガス吸引口の略鉛直方向に配置し、第二のガス吸引口と第二の排気ガス排出口を同じ高さに配置し、第一の循環流路を燃料電池停止時に流路内部が連通する構造とし、第二の循環流路をガスを遮断可能な遮断弁を取付ける。 The fuel cell supply port and the fuel cell discharge port are arranged side by side on the same side of the fuel cell, the moisture adjusting means and the second circulation means are arranged between the fuel cell supply port and the fuel cell discharge port, The gas discharge port is arranged in the substantially vertical direction of the first gas suction port, the second gas suction port and the second exhaust gas discharge port are arranged at the same height, and the first circulation passage is stopped by the fuel cell. Sometimes the inside of the flow channel communicates, and a shutoff valve capable of shutting off the gas is attached to the second circulation flow channel.
第一のガス排出口を第一のガス吸引口の略鉛直方向に配置し、第一の循環流路を燃料電池停止時に流路内部が連通する構造とし、第二の循環流路はガスを遮断可能な遮断弁を取付けることで、第一の循環流路は略直線状にすることができ、凝縮水の滞留を防止できる流路が確保できるので、燃料電池を起動することが可能となり、第二の循環流路に流すことなく、第一の循環流路のみに起動時に流すことができるので、効率的に燃料電池を起動できる。また、水分調整手段及び第二の循環手段は、燃料電池供給口と燃料電池排出口の間に配置し、第一のガス排出口を、第一のガス吸引口の略鉛直方向に配置することで、限られたスペースでもレイアウトが可能となる。そして、燃料電池供給口と燃料電池排出口を燃料電池同一側面に横方向に並べて配置し、水分調整手段及び第二の循環手段を燃料電池供給口と燃料電池排出口の間に配置し、第二のガス吸引口と第二の排気ガス排出口は同じ高さに配置することで、第二の循環流路と、燃料電池排出口と水分調整手段流入口を結ぶ配管、及び第二の循環手段からガスを排出する循環ガス排出口と燃料電池供給口を結ぶ配管を略直線状とすることができるので、圧力損失を抑えることが可能となる。したがって、このような配置にすることで、凝縮水の滞留防止とレイアウト性を両立することができる。 The first gas discharge port is arranged in a substantially vertical direction of the first gas suction port, and the first circulation channel is structured to communicate with the inside of the channel when the fuel cell is stopped. By attaching a shut-off valve that can be shut off, the first circulation flow path can be made substantially straight, and a flow path that can prevent the condensate from staying can be secured, so that the fuel cell can be started. Since it can be made to flow only to the first circulation flow path at the time of activation without flowing to the second circulation flow path, the fuel cell can be efficiently activated. Further, the moisture adjusting means and the second circulation means are disposed between the fuel cell supply port and the fuel cell discharge port, and the first gas discharge port is disposed in a substantially vertical direction of the first gas suction port. Thus, layout is possible even in a limited space. The fuel cell supply port and the fuel cell discharge port are arranged side by side on the same side of the fuel cell, the moisture adjusting means and the second circulation means are arranged between the fuel cell supply port and the fuel cell discharge port, The second gas suction port and the second exhaust gas discharge port are arranged at the same height, so that the second circulation channel, the pipe connecting the fuel cell discharge port and the moisture adjusting means inlet, and the second circulation Since the piping connecting the circulating gas discharge port for discharging the gas from the means and the fuel cell supply port can be made substantially straight, it is possible to suppress the pressure loss. Therefore, with such an arrangement, it is possible to achieve both prevention of condensate retention and layout.
(実施例1)
本実施例の構成を、図1を用いて説明する。燃料電池1、燃料ガス供給口1b(燃料電池供給口)、燃料ガス排出口1a(燃料電池排出口)、循環装置3,4、遮断弁5,6、気液分離器2(水分調整手段)で構成されている。また、図示しない燃料供給装置から循環装置4(第一の循環手段)を結ぶ配管を燃料ガス供給配管11(第一の供給ガス流路)とし、燃料ガス供給配管11から分岐し循環装置3(第二の循環手段)とを結ぶ配管を高負荷用燃料ガス供給配管12(第二の供給ガス流路)とし、気液分離器2と循環装置4を結ぶ配管を循環配管13(第一の循環流路)とし、気液分離器2と循環装置3を結ぶ配管を高負荷用循環配管14(第二の循環流路)とする。なお、高負荷用燃料ガス供給配管12には供給ガス遮断弁5(第二のバルブ)が、高負荷用循環配管14には循環ガス遮断弁6(第一のバルブ)が、夫々取付けられ、循環配管13はバルブを設けない構造としている。また、夫々の装置を接続している配管は、直線状のものを用いる。なお、ここで用いる直線状とは、緩やかな曲線部(鈍角)を有するものも含む。
(Example 1)
The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG.
次に、各装置のレイアウトについて説明する。燃料電池1は空気極と燃料極を有しており、燃料極排気口1aと燃料極供給口1bを同じ高さに備える。燃料極排気口1aと、気液分離器2の吸気口2c(排気ガス流入口)と、気液分離器2の排気口2a(第二の排気ガス排出口)と、循環装置3の吸気口3a(第二のガス吸入口)と、燃料極供給口1bは同じ高さに配置している。高負荷用循環4及び気液分離器2は燃料電池排気口1aと燃料電池供給口1bの間に配置する。気液分離器2の排気口2bの鉛直方向上に循環装置4の吸気口4a(第一のガス吸入口)を配置している。なお、ここで述べた高さとは、地上から鉛直方向上の高さを言う。
Next, the layout of each device will be described. The
次に、本実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、燃料電池1を低負荷で運転している場合を説明する。燃料供給装置から供給された燃料ガスは、燃料ガス供給配管11を流れ、循環装置3を通過し燃料極供給口1bに送られる。この時、供給ガス遮断弁5は閉である。燃料電池1に供給された燃料ガスは、燃料電池1内を通過し、燃料極排気口1aより排出される。排出されたガスは、気液分離器2でガス中に含まれる水分を除去(或いは加湿)し、循環配管13を流れ、循環装置4に送られる。この時、循環ガス遮断弁6は閉である。その後、燃料供給装置から供給される燃料ガスと循環装置4で混合し、再び燃料極供給口1bに送られる。
First, a case where the
次に、燃料電池1を高負荷で運転している場合を説明する。燃料供給装置から供給された燃料ガスは、高負荷用燃料ガス供給配管12及び燃料ガス供給配管11を流れ、循環装置3及び循環装置4を通過し燃料極供給口1bに送られる。燃料電池1に供給された燃料ガスは、燃料電池1内を通過し、燃料極排気口1aより排出される。排出されたガスは、気液分離器2でガス中に含まれる水分を除去(或いは加湿)し、高負荷用循環配管14及び循環配管13を流れ、循環装置3及び循環装置4に送られる。その後、燃料供給装置から供給される燃料ガスと循環装置3及び循環装4で混合し、再び燃料極供給口1bに送られる。
Next, a case where the
なお以下では、主に高負荷運転時に用いる循環装置3を高負荷用循環装置とし、主に低負荷運転時及び高負荷運転時又は燃料電池1起動時に用いる循環装置4を低負荷用循環装置と総称する。
In the following, the
このように本実施例では、以上の構成により以下の効果を得る。 Thus, in the present embodiment, the following effects are obtained by the above configuration.
低負荷用循環装置4の吸気口4aの鉛直方向に気液分離器2の排気口2bを配置することで、循環配管13は略直線状にすることができ、且つ循環配管13をバルブを設けない構造とすることで、少なくても一つは凝縮水の滞留を防止できる流路が確保できるので、燃料電池1を起動することが可能となり、高負荷用循環配管14に流すことなく、循環配管13のみに起動時に流すことができるので、効率的に燃料電池1を起動できる。また、気液分離器2、高負荷用循環装置3、及び低負荷用循環装置4を、燃料電池供給口1bと燃料電池排出口1aの間に配置し、気液分離器2の排気口2bの鉛直方向上に循環装置4の吸気口4aを配置することで、限られたスペースでもレイアウトが可能となる。そして、燃料電池供給口1bと燃料電池排出口1aを燃料電池1同一側面に横方向に並べて配置し、気液分離器2及び高負荷用循環装置3を燃料電池供給口1bと燃料電池排出口1aの間に配置することで、循環配管14と、燃料電池排出口1aと気液分離器2を結ぶ配管、及び循環装置3と燃料電池供給口1bを結ぶ配管を直線状とすることができ、且つ燃料電池1循環装置3の吸気口3aと気液分離器2の排気口2aを同じ高さに配置することで、各装置を同じ高さでつなぐことができ、特に高負荷運転時に流れる流路の圧力損失を抑えることが可能となる。したがって、このような配置にすることで、凝縮水の滞留防止とレイアウト性を両立することができる。なお、起動後はシステムで発生する熱や燃料電池で発電した電力で高負荷用の流路を加熱することで、高負荷での運転も可能となる。
By arranging the
燃料電池排出口1bと、気液分離器2の吸気口2cと、気液分離器2の排気口2aと、高負荷用循環装置3の循環ガス排出口3b(循環ガス排出口)と、燃料電池供給口1aを同じ高さに配置したので、高負荷運転時に使用する流路は圧力損失をさらに抑えることができる。
なお、本実施例では循環配管13をバルブを設けない構造としたが、燃料電池1起動時(特に、氷点下での起動時)に流路をふさがない構造とすればよい(例えば、通常開のバルブを設けても良い)。また、高負荷用循環配管14を直線状の配管としたが、圧損が少ない構造にすればよい(例えば、鈍角の曲がりをもつ配管)。また、燃料極について説明したが、空気極でも同様な構成にすることで同様の効果を得る。
(実施例2)
本実施例の構成について図2を用いて説明する。本実施例は、実施例1で用いた構成に、流量計7(流量測定手段)、圧力調整弁9、圧力計8、パージ弁10(第三のバルブ)、図示しないコントロールユニットを取付けた構成である。また、燃料電池から排出されたガスを系外に排出可能にするため、気液分離器2から外部に向ってパージ弁10を備える排気配管15(排気流路)を取り付ける。
In the present embodiment, the
(Example 2)
The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the flow meter 7 (flow rate measuring means), the
次に、各機器のレイアウト及び機能について説明する。圧力計7は、燃料極供給口1bに取り付け、燃料極供給口1bに流入する燃料ガスの圧力を測定する。圧力調整弁8は、燃料ガス供給配管11と高負荷用燃料ガス供給配管12との分岐点より燃料ガスの流れ方向において上流に取り付け、燃料電池1に供給する燃料ガスの圧力を調整する。流量計7は、圧力調整弁8より燃料ガスの流れ方向において上流に取り付け、燃料供給装置が供給している燃料ガスの流量を測定する。また、コントロールユニットは、各計器の結果に基づいて各弁の開閉制御を行う。
Next, the layout and function of each device will be described. The pressure gauge 7 is attached to the fuel
次に、本実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
燃料電池を運転していると、空気極側の窒素が高分子膜を透過して燃料極にクロスオーバしてくる現象が現れる場合がある。そのような場合は燃料極の燃料ガス分圧が低下して発電効率が低下する為燃料極内のガスを所定量排出して燃料ガス濃度を高める制御を行う場合がある。その際行う制御(パージ弁10の制御方法)について、図3を用いて説明する。このシステムフローチャートは、燃料電池1を起動してから設定時間毎(例えば10ms)に繰り返し実行される。
When the fuel cell is operated, a phenomenon may occur in which nitrogen on the air electrode side passes through the polymer film and crosses over to the fuel electrode. In such a case, since the fuel gas partial pressure of the fuel electrode is lowered and the power generation efficiency is lowered, there is a case where a predetermined amount of gas in the fuel electrode is discharged to increase the fuel gas concentration. Control performed at that time (control method of the purge valve 10) will be described with reference to FIG. This system flowchart is repeatedly executed every set time (for example, 10 ms) after the
ステップ100では、このシステムフローチャートを開始する。 In step 100, the system flowchart is started.
ステップ101では、フラグFPが1かどうかを判断する。フラグFPが1の時は、ステップ109に進む。 In step 101, it is determined whether or not the flag FP is 1. When the flag FP is 1, the routine proceeds to step 109.
ステップ102では、使用者の要求負荷L(例えば、アクセルセンサ)をコントロールユニットに読み込む。 In step 102, the user's required load L (for example, an accelerator sensor) is read into the control unit.
ステップ103では、ステップ102で読み込んだ要求負荷Lでの単位時間あたりの窒素ガス混入量N2を予め実験等で求めたテーブル(例えば図3(3a))から求める。 In step 103, the nitrogen gas mixing amount N2 per unit time at the required load L read in step 102 is obtained from a table (for example, FIG. 3 (3a)) obtained in advance through experiments or the like.
ステップ104では、ステップ103で求めた値から、燃料極内の総窒素ガス量SN2を算出する。この際、このシステムフローチャートが一定時間実行されている時は積算し、不規則な間隔で実行されている時はその間隔との積を積算する。 In step 104, the total nitrogen gas amount SN2 in the fuel electrode is calculated from the value obtained in step 103. At this time, when this system flowchart is executed for a certain period of time, integration is performed, and when it is executed at irregular intervals, a product with the interval is integrated.
ステップ105では、ステップ104で算出された総窒素ガス量SN2が所定総窒素ガス量SLSN2を超えているかを判断する。所定総窒素ガス量SLSN2以下の場合は、ステップ112に進む。 In step 105, it is determined whether the total nitrogen gas amount SN2 calculated in step 104 exceeds a predetermined total nitrogen gas amount SLSN2. If it is less than or equal to the predetermined total nitrogen gas amount SLSN2, the routine proceeds to step 112.
ステップ106では、パージ弁10を開にする。
In step 106, the
ステップ107では、タイマAを開始する。 In step 107, timer A is started.
ステップ108では、フラグFPを1にする。ステップ112に進む。 In step 108, the flag FP is set to 1. Proceed to step 112.
ステップ109では、タイマAが設定時間Tを超えたかを判断する。設定時間T以下の場合は、ステップ112に進む。 In step 109, it is determined whether the timer A has exceeded the set time T. If it is less than or equal to the set time T, the process proceeds to step 112.
ステップ110では、パージ弁を閉にする。 In step 110, the purge valve is closed.
ステップ111では、フラグFP及び所定総窒素ガス量SLSN2を0にして、タイマAを停止しリセットする。 In step 111, the flag FP and the predetermined total nitrogen gas amount SLSN2 are set to 0, and the timer A is stopped and reset.
ステップ112では、このシステムフローチャートを終了する。 In step 112, the system flowchart ends.
次に、高負荷時のみに流れる燃料ガス流路(高負荷流路)の圧力損失診断方法(圧力損失検出手段)について、図4を用いて説明する。このシステムフローチャートは、FP=1(即ち、パージ弁10が開)のときに一回のみ実行される。
Next, a pressure loss diagnosis method (pressure loss detection means) for the fuel gas flow path (high load flow path) that flows only at high loads will be described with reference to FIG. This system flowchart is executed only once when FP = 1 (that is, the
ステップ200では、このシステムフローチャートを開始する。 In step 200, the system flowchart is started.
ステップ201では、フラグFPが1かを判断する。フラグPが1でない時は、ステップ214に進む。 In step 201, it is determined whether the flag FP is 1. When the flag P is not 1, the routine proceeds to step 214.
ステップ202では、供給ガス遮断弁5及び循環ガス遮断弁6が閉か判断する。閉の場合は、ステップ207に進む。
In step 202, it is determined whether the supply
ステップ203では、供給ガス遮断弁5及び循環ガス遮断弁6を開にする。
In step 203, the supply
ステップ204では、流量計7により燃料ガスの流量QOをコントロールユニットに読み込む。 In step 204, the flow meter 7 reads the fuel gas flow rate QO into the control unit.
ステップ205では、供給ガス遮断弁5及び循環ガス遮断弁6を閉にする。
In step 205, the supply
ステップ206では、流量計7により燃料ガスの流量QCをコントロールユニットに読み込む。ステップ211に進む。 In step 206, the flow rate QC of the fuel gas is read into the control unit by the flow meter 7. Proceed to step 211.
ステップ207では、供給ガス遮断弁5及び循環ガス遮断弁6を閉にする。
In step 207, the supply
ステップ208では、流量計7により燃料ガスの流量QCをコントロールユニットに読み込む。 In step 208, the flow rate QC of the fuel gas is read into the control unit by the flow meter 7.
ステップ209では、供給ガス遮断弁5及び循環ガス遮断弁6を開にする。
In step 209, the supply
ステップ210では、流量計7により燃料ガスの流量QOをコントロールユニットに読み込む。 In Step 210, the flow meter 7 reads the fuel gas flow rate QO into the control unit.
ステップ211では、供給ガス遮断弁5及び循環ガス遮断弁6を開にした時の流量QOから供給ガス遮断弁5及び循環ガス遮断弁6を閉にした時の流量QCを引いた値が、所定流量SLDPを超えているかを判断する。所定流量SLDP以下の場合は、ステップ213に進む。
In step 211, a value obtained by subtracting the flow rate QC when the supply
ステップ212では、フラグFDPを0にする。ステップ214に進む。 In step 212, the flag FDP is set to 0. Proceed to step 214.
ステップ213では、フラグFDPを1にする。 In step 213, the flag FDP is set to 1.
ステップ214では、このシステムフローチャートを終了する。 In step 214, this system flowchart ends.
また、高負荷運転禁止方法について、図5を用いて説明する。このシステムフローチャートは、図4のシステムフローチャート終了後、設定時間毎(例えば10ms)に繰り返し実行される。 Moreover, the high load driving | running | working prohibition method is demonstrated using FIG. This system flowchart is repeatedly executed every set time (for example, 10 ms) after the system flowchart of FIG. 4 is completed.
ステップ300では、このシステムフローチャートを開始する。 In step 300, the system flowchart is started.
ステップ301では、使用者の要求負荷L(例えば、アクセルセンサ)をコントロールユニットに読み込む。 In step 301, the user's required load L (for example, an accelerator sensor) is read into the control unit.
ステップ302では、ステップ301で読み込んだ要求負荷Lが所定負荷SLLを超えているかを判断する。所定負荷SLL以下の場合は、ステップ305に進む。 In step 302, it is determined whether the required load L read in step 301 exceeds a predetermined load SLL. If the load is equal to or less than the predetermined load SLL, the process proceeds to step 305.
ステップ303では、フラグFPDが0かを判断する。フラグFPDが0でない場合は、ステップ305に進む。 In step 303, it is determined whether the flag FPD is 0. If the flag FPD is not 0, the process proceeds to step 305.
ステップ304では、高負荷運転を禁止する(例えば、使用者に警告音或いは警告ランプに知らせる)。 In step 304, high-load operation is prohibited (for example, a warning sound or warning lamp is notified to the user).
ステップ305では、このシステムフローチャートを終了する。 In step 305, this system flowchart ends.
このように本実施例では、以上の制御を行うことで以下の効果を得る。 Thus, in the present embodiment, the following effects are obtained by performing the above control.
高負荷用流路の圧損が所定値以上であれば高負荷運転を禁止する制御を実施することで、高負荷時の燃料ガスの循環不良を招くことなく、安定して燃料電池システムを運転することが可能となる。具体的には、循環不良となった場合、燃料電池のセルの一部には水素が供給されなくなり、そのセルが劣化するという故障モードとなる場合があり、本発明では本モードを回避する為に有効な手段となる。また、始動直後に高負荷用流路の圧損が異常であるとしておけば、すなわちキーONでFDP=1となる様にプログラムしておけば始動から高負荷用流路の圧損が正常であると判断するまで高負荷運転禁止とすることができ、氷点下起動時で高負荷用流路が凍結などにより高圧損となっている場合高負荷運転を回避することができる。 If the pressure loss of the high-load flow path is greater than or equal to a predetermined value, the fuel cell system can be stably operated without causing a poor circulation of the fuel gas at the time of high load by performing control to prohibit high-load operation. It becomes possible. Specifically, when a poor circulation occurs, hydrogen may not be supplied to some of the cells of the fuel cell, which may result in a failure mode in which the cell deteriorates. In the present invention, this mode is avoided. It becomes an effective means. Also, if it is assumed that the pressure loss of the high load flow path is abnormal immediately after starting, that is, if the FDP = 1 is programmed with the key ON, the pressure loss of the high load flow path is normal from the start. The high-load operation can be prohibited until the determination is made, and the high-load operation can be avoided when the high-load flow path becomes a high pressure loss due to freezing or the like at the time of starting below freezing.
特別な装置の付加なく流量計7の読み値により高負荷用流路の圧損を判定することが可能であり、圧損計測のために燃費等の効率を落とすことも回避できる。また、その判定結果により高負荷運転を禁止できるため的確な循環量の確保できない条件での無理な高負荷運転による燃料電池の劣化を回避することが可能となる。 It is possible to determine the pressure loss of the flow path for the high load from the reading value of the flow meter 7 without adding a special device, and it is possible to avoid reducing the efficiency such as fuel efficiency for the pressure loss measurement. Further, since the high load operation can be prohibited based on the determination result, it is possible to avoid the deterioration of the fuel cell due to the excessive high load operation under the condition that the accurate circulation amount cannot be secured.
所定条件で循環燃料ガスを系外に排出するパージ手段を備え、パージ手段実行中に圧力損失診断方法を実行するので、判定の為だけに燃料ガスを捨てることなく、燃費の悪化を招くことなく高負荷用燃料ガス流路の圧損を判定することが可能となる。 A purge unit that discharges the circulating fuel gas to the outside of the system under a predetermined condition is performed, and the pressure loss diagnosis method is executed while the purge unit is being executed. Therefore, the fuel gas is not thrown away only for the determination, and the fuel consumption is not deteriorated. It is possible to determine the pressure loss of the high load fuel gas flow path.
1 燃料電池
2 気液分離器
3 高負荷用循環装置
4 低負荷用循環装置
5 供給ガス遮断弁
6 循環ガス遮断弁
7 流量計
8 圧力計
9 圧力調整弁
10 パージ弁
11 燃料ガス供給配管
12 高負荷用燃料ガス供給配管
13 循環配管
14 高負荷用循環配管
15 排気配管
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記燃料電池にガスを供給する第一及び第二の供給ガス流路と、
前記燃料電池から排出される排気ガス中に含まれる水分量を調整する水分調整手段と、
前記水分調整手段通過後の前記排気ガスを前記第一の供給ガス流路に送る第一の循環手段と、前記第二の供給ガス流路に送る第二の循環手段を備え、
前記水分調整手段は排ガスが流入する排気ガス流入口と、排気ガス中の水分を調整したガスを排出する第一及び第二の排気ガス排出口を有し、
前記第一及び第二の循環手段は、前記第一及び第二の排気ガス排出口から排出されるガスを吸入する第一及び第二のガス吸入口を夫々有し、
前記燃料電池供給口と前記燃料電池排出口は、前記燃料電池同一側面に横方向に並んで配置され、
前記水分調整手段及び前記第二の循環手段は、前記燃料電池供給口と前記燃料電池排出口の間に配置し、
前記第一のガス排出口を、前記第一のガス吸引口の略鉛直方向に配置し、
前記第二のガス吸引口と前記第二の排気ガス排出口は同じ高さに配置し、
前記第一のガス吸入口と前記第一のガス排気口を結ぶ第一の循環流路を、前記燃料電池停止時に流路内部が連通する構造とし、
前記第二のガス吸引口と前記第二のガス排出口を結ぶ第二の循環流路と、前記燃料電池排出口と前記水分調整手段流入口を結ぶ配管、及び前記第二の循環手段からガスを排出する循環ガス排出口と前記燃料電池供給口を結ぶ配管を備え、
前記第二の循環流路は、ガスを遮断可能な遮断弁を取付ける
ことを特徴とする燃料電池装置。 A fuel cell having a fuel cell supply port for supplying gas and a fuel cell discharge port for discharging;
First and second supply gas passages for supplying gas to the fuel cell;
Moisture adjusting means for adjusting the amount of moisture contained in the exhaust gas discharged from the fuel cell;
A first circulation means for sending the exhaust gas after passing through the moisture adjusting means to the first supply gas flow path; and a second circulation means for sending to the second supply gas flow path,
The moisture adjusting means has an exhaust gas inlet through which exhaust gas flows, and first and second exhaust gas outlets for discharging a gas whose moisture in the exhaust gas is adjusted,
The first and second circulation means have first and second gas suction ports for sucking gases discharged from the first and second exhaust gas discharge ports, respectively.
The fuel cell supply port and the fuel cell discharge port are arranged side by side on the same side surface of the fuel cell,
The moisture adjusting means and the second circulation means are disposed between the fuel cell supply port and the fuel cell discharge port,
The first gas discharge port is disposed in a substantially vertical direction of the first gas suction port,
The second gas suction port and the second exhaust gas discharge port are arranged at the same height,
The first circulation channel connecting the first gas inlet and the first gas exhaust port has a structure in which the inside of the channel communicates when the fuel cell is stopped,
A second circulation passage connecting the second gas suction port and the second gas discharge port, a pipe connecting the fuel cell discharge port and the moisture adjusting means inlet, and gas from the second circulation means A pipe connecting the circulating gas discharge port for discharging the fuel cell and the fuel cell supply port,
The fuel cell device, wherein the second circulation channel is provided with a shut-off valve capable of shutting off gas.
前記燃料電池排出口と、前記排気ガス流入口と、前記第二の排気ガス排出口と、前記循環ガス排出口と、前記燃料電池供給口を同じ高さに配置する
ことを特徴とする燃料電池装置。 The fuel cell device according to claim 1, wherein
The fuel cell, the exhaust gas inlet, the second exhaust gas outlet, the circulating gas outlet, and the fuel cell supply port are arranged at the same height. apparatus.
前記第一の循環装置は前記燃料電池の低負荷運転時及び前記燃料電池の起動時に使用し、
前記第二の循環装置は前記燃料電池の高負荷運転時に使用する
ことを特徴とする燃料電池装置。 In the fuel cell device of claim 1 or claim 2,
The first circulation device is used at the time of low load operation of the fuel cell and at the start of the fuel cell,
The fuel cell device according to claim 1, wherein the second circulation device is used during high-load operation of the fuel cell.
前記第一の循環装置は前記燃料電池の低負荷運転時及び前記燃料電池の起動時に使用し、
前記第二の循環装置は前記燃料電池の高負荷運転時に使用する
ことを特徴とする燃料電池装置。 In the fuel cell device according to claim 1 to claim 3,
The first circulation device is used at the time of low load operation of the fuel cell and at the start of the fuel cell,
The fuel cell device according to claim 1, wherein the second circulation device is used during high-load operation of the fuel cell.
前記燃料電池の前記第二の循環装置使用時のみにガスが流れる流路の圧力損失が所定値以上であれば前記第二の循環装置の使用を禁止する
ことを特徴とする燃料電池装置。 In the fuel cell device according to claim 1 to claim 4,
The fuel cell device, wherein the use of the second circulation device is prohibited if the pressure loss of the flow path through which the gas flows only when the second circulation device of the fuel cell is used is a predetermined value or more.
前記燃料電池内に流入するガスの流量を測定する流量測定手段と、
前記燃料電池から排出されるガスを系外に排出する排気流路を備え、
前記第二の循環手段と前記水分調整手段をつなぐ第二の循環流路及び前記第二のガス供給流路にガスを遮断する第一及び第二のバルブを有し、
前記燃料電池に供給するガスの圧力を一定に保ちながら、
前記第一及び第二のバルブが閉のときは開にし、開のときは閉にし、
前記第一及び第二のバルブの開閉前後の前記流量測定手段での測定値の差で前記圧力損失を判断する圧力損失検出手段を有する
ことを特徴とする燃料電池装置。 The fuel cell device according to claim 5,
Flow rate measuring means for measuring the flow rate of gas flowing into the fuel cell;
An exhaust passage for discharging the gas discharged from the fuel cell out of the system;
A second circulation passage connecting the second circulation means and the moisture adjusting means, and a first valve and a second valve for shutting off gas in the second gas supply passage;
While keeping the pressure of the gas supplied to the fuel cell constant,
Open when the first and second valves are closed, close when open,
A fuel cell device comprising pressure loss detecting means for judging the pressure loss based on a difference between measured values at the flow rate measuring means before and after opening and closing of the first and second valves.
前記排気流路はガスを遮断する第三のバルブを有し、
前記圧力損失検出手段は、
前記第三のバルブが開のときに実行する
ことを特徴とする燃料電池装置。 The fuel cell device according to claim 6,
The exhaust flow path has a third valve for blocking gas,
The pressure loss detection means includes
The fuel cell device is executed when the third valve is open.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003309825A JP2005078997A (en) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | Fuel cell apparatus |
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ID=34411874
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006253041A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system |
JP2007305334A (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system |
US8174420B2 (en) | 2005-12-20 | 2012-05-08 | Sony Computer Entertainment Inc. | Video encoding apparatus and method having output restriction function |
-
2003
- 2003-09-02 JP JP2003309825A patent/JP2005078997A/en active Pending
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