JP2006049092A - Equipment for controlling fuel cell - Google Patents

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雅博 井上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively remove foreign substance adhering on the sealing part of a check valve prepared in a fuel cell. <P>SOLUTION: The equipment comprises a fuel gas supplying passage L1 for supplying fuel gas to a fuel cell 1, fuel gas reflux passages L2 and L3 for reflux of discharged gas from the fuel cell to the fuel gas supplying passage, a check valve 2 prepared in the fuel gas reflux passages L2 and L3, a fluid injection device 13 and L7 for injecting fluid from the upstream of the fuel gas flow of the check valve 2, and a fluid injection controlling device 20 for removing foreign substance of the check valve by injecting fluid from the fluid injection device. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a fuel cell.

燃料電池は、燃料ガスと酸化剤ガスの反応により燃料ガス中の水素と酸化剤ガス中の酸素とを反応させ電気を発生する。燃料ガスは、例えば、水素は高圧の水素タンクから燃料電池の水素極の入口に供給され、反応後のガスは水素極の排出口から下流側管路に排出される。   The fuel cell generates electricity by reacting hydrogen in the fuel gas with oxygen in the oxidant gas by a reaction between the fuel gas and the oxidant gas. As for the fuel gas, for example, hydrogen is supplied from a high-pressure hydrogen tank to the inlet of the hydrogen electrode of the fuel cell, and the gas after reaction is discharged from the outlet of the hydrogen electrode to the downstream pipe.

燃料電池のうち、循環型のものは、水素極の排出口から排出される反応後のガスを排出口に接続される排出側管路から供給側管路(水素極の入口側に接続される管路)に循環させる環流通路を有する。その場合、供給側管路には、高圧の水素タンクからも燃料ガスである水素が供給されるため、供給側管路の燃料ガスが燃料電池本体を通らずに排出側管路に漏れ出ることを防止する必要がある。そのため、従来から、循環型の燃料電池では、供給側管路と排出側管路の間に逆止弁が設けら、排出側から供給側に向かってガスを通過させるが、逆に、供給側から排出側にはガスを通過させない構造となっている。   Among the fuel cells, the circulating type is connected to the supply side pipe (the inlet side of the hydrogen electrode) from the discharge side pipe connected to the outlet, after the reaction gas discharged from the outlet of the hydrogen electrode. A circulation passage that circulates in the pipe). In that case, since hydrogen, which is a fuel gas, is also supplied to the supply side pipeline from the high-pressure hydrogen tank, the fuel gas in the supply side pipeline leaks to the discharge side pipeline without passing through the fuel cell body. Need to prevent. Therefore, conventionally, in a circulation type fuel cell, a check valve is provided between the supply side pipe and the discharge side pipe to pass gas from the discharge side to the supply side. The gas is not allowed to pass through to the discharge side.

図1は、従来の逆止弁2Aのシール部分の概略構成を示す図である。この逆止弁2Aは、筒状の筐体200内部に構成されている。筐体200の右側端部側壁に入口201が、また、不図示の左側端部側壁には出口が設けられている。逆止弁2Aは、筐体200の一部を構成する固定弁体210と可動子203とにより弁が構成される。可動子203の右側端部は弁面203Cを構成し、弁座202を構成する固定弁体210との間にシール部剤であるO−リング207を保持する。通常状態では、可動子203は、スプリング204によって弁座202方向に付勢され、O−リング207を挟んで弁面203Cと弁座202とで入口201からの流体の流れを遮断する。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a seal portion of a conventional check valve 2A. This check valve 2 </ b> A is configured inside a cylindrical housing 200. An inlet 201 is provided on the right side wall of the housing 200 and an outlet is provided on the left side wall (not shown). The check valve 2 </ b> A is configured by a fixed valve body 210 and a mover 203 that constitute a part of the housing 200. The right end of the mover 203 constitutes a valve surface 203C, and holds an O-ring 207 as a seal member between the fixed valve body 210 constituting the valve seat 202. In the normal state, the mover 203 is urged toward the valve seat 202 by the spring 204, and the flow of the fluid from the inlet 201 is blocked by the valve face 203C and the valve seat 202 with the O-ring 207 interposed therebetween.

一方、筐体200内部の中空部211において可動子203の左側の空間は差圧部を構成しており、スプリング204の弾性力に加えて中空部211内のガスにより可動子203を弁座202の方向に押圧する。したがって、中空部211のガス圧力が入口201側のガス圧力より高い場合には、可動子203は、弁座202に着座し、O−リング207によるシールが維持される。   On the other hand, the space on the left side of the mover 203 in the hollow portion 211 inside the housing 200 constitutes a differential pressure portion, and the mover 203 is moved to the valve seat 202 by the gas in the hollow portion 211 in addition to the elastic force of the spring 204. Press in the direction of. Therefore, when the gas pressure in the hollow portion 211 is higher than the gas pressure on the inlet 201 side, the mover 203 is seated on the valve seat 202 and the seal by the O-ring 207 is maintained.

一方、入口201のガス圧力が中空部211のガス圧力より高くなり、さらに、スプリング204の弾性力を上回った場合には、可動子203が弁座202から離間し、O−リング207によるシールが破れ、入口201側のガスが中空部211に流入することになる。流入したガスは、図1に示したA矢印にしたがって不図示の出口側に流れる。   On the other hand, when the gas pressure at the inlet 201 is higher than the gas pressure at the hollow portion 211 and exceeds the elastic force of the spring 204, the mover 203 is separated from the valve seat 202, and the seal by the O-ring 207 is performed. The gas on the inlet 201 side flows into the hollow portion 211. The inflowing gas flows to the outlet side (not shown) according to the arrow A shown in FIG.

そして、入口201側と中空部211側の差圧が所定値以下になり、スプリング204の弾性力がガスの差圧を上回った場合に、可動子203が弁座202に着座し、O−リング207によるシールが復旧する。   When the differential pressure between the inlet 201 side and the hollow portion 211 side becomes a predetermined value or less and the elastic force of the spring 204 exceeds the differential pressure of the gas, the mover 203 is seated on the valve seat 202, and the O-ring The seal by 207 is restored.

このような構成の逆止弁2Aを燃料電池の排出ガスを循環させる循環通路に使用した場合、弁面203Cと弁座202の間に異物が侵入し、特に、O−リング207と弁面203Cとの間に異物が咬み込まれる場合がある。異物は、例えば、燃料電池を構成する多数の管路内壁から脱落した微細なチリ(例えば、数ミクロン程度の微粒子)、燃料電池スタックから遊離した高分子膜の破片、電極の一部等であると考えられる。   When the check valve 2A having such a configuration is used as a circulation passage for circulating the exhaust gas of the fuel cell, foreign matter enters between the valve surface 203C and the valve seat 202, and in particular, the O-ring 207 and the valve surface 203C. Foreign objects may be bitten between the two. The foreign matter is, for example, fine dust (for example, a fine particle of about several microns) dropped from the inner walls of many pipes constituting the fuel cell, polymer membrane fragments released from the fuel cell stack, part of the electrode, etc. it is conceivable that.

そのような異物がO−リング207と弁面203Cとの間のシール面に付着すると、O−リング207のシール性が劣化し、中空部211側から入口201側に向かう燃料ガスのガスの流れが発生し、逆止弁2Aの逆止性能が低下する。その結果、燃料ガスの循環系での正常な燃料流通が維持できなくなる。この場合には、逆止弁2Aの入口201側と出口側の差圧が消滅し、燃料電池水素極の入口側と出口側とがほぼ同一のガス圧力となり、燃料電池スタックの発電が維持できなくなる場合がある。   When such foreign matter adheres to the sealing surface between the O-ring 207 and the valve surface 203C, the sealing performance of the O-ring 207 deteriorates, and the flow of fuel gas from the hollow portion 211 side toward the inlet 201 side. Occurs, and the check performance of the check valve 2A decreases. As a result, normal fuel circulation in the fuel gas circulation system cannot be maintained. In this case, the pressure difference between the inlet 201 side and the outlet side of the check valve 2A disappears, and the inlet and outlet sides of the fuel cell hydrogen electrode have substantially the same gas pressure, so that the power generation of the fuel cell stack can be maintained. It may disappear.

なお、本発明に関連する先行技術は、以下の特許文献1から4に示されている。しかし、いずれの文献でも、逆止弁2Aのシール性を維持する技術で、燃料電池の構成に好適なものは提案されていなかった。
特開2004−111323号公報 特開2002−256943号公報 特開2004−103505号公報 特開平8−104222号公報
Prior arts related to the present invention are shown in Patent Documents 1 to 4 below. However, none of the documents has proposed a technique for maintaining the sealing performance of the check valve 2A, which is suitable for the configuration of the fuel cell.
JP 2004-111323 A JP 2002-256943 A JP 2004-103505 A JP-A-8-104222

本発明の目的は、本来の燃料電池の構成を利用して、燃料電池に設けた逆止弁のシール部に付着する異物を効果的に除去する技術を提供することである。   An object of the present invention is to provide a technique for effectively removing foreign substances adhering to a seal portion of a check valve provided in a fuel cell by utilizing the original configuration of the fuel cell.

本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給通路と、前記燃料電池から排出される排出ガスを前記燃料ガス供給通路に還流する燃料ガス還流通路と、前記燃料ガス環流通路に設けられた逆止弁と、前記逆止弁の燃料ガスの流れに対する上流側から流体を噴射する流体噴射手段と、前記流体噴射手段から流体を噴射することで前記逆止弁の異物除去を行う流体噴射制御手段と、を備えることを特徴とする燃料電池の制御装置である。   The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the present invention provides a fuel gas supply passage for supplying fuel gas to a fuel cell, a fuel gas return passage for returning exhaust gas discharged from the fuel cell to the fuel gas supply passage, and a fuel gas recirculation passage. A check valve provided, fluid injection means for injecting fluid from the upstream side of the check valve fuel gas flow, and removing foreign matter from the check valve by injecting fluid from the fluid injection means And a fuel injection control means.

本燃料電池は、逆止弁の燃料ガスの流れに対する上流側から流体を噴射するので、逆止弁の異物を効果的に除去できる。   Since the fuel cell injects fluid from the upstream side of the check valve fuel gas flow, foreign matter in the check valve can be effectively removed.

本燃料電池の制御装置において、さらに、前記燃料ガス環流通路上に環流ポンプを備え、前記流体噴射制御手段は前記環流ポンプによる燃料ガスの環流を停止して前記流体噴射手段から流体を噴射することで前記逆止弁の異物除去を行うようにしてもよい。本燃料電池は、環流ポンプによる燃料ガスの環流を停止した状態で逆止弁の異物除去を行うので、異物除去処理と、環流ポンプの制御とを独立にできる。したがって、異物除去処理とは無関係に環流ポンプによるガスの流れを制御できる。   The fuel cell control device further includes a recirculation pump on the fuel gas recirculation passage, and the fluid injection control means stops the fuel gas recirculation by the recirculation pump and injects fluid from the fluid injection means. The foreign matter may be removed from the check valve. In this fuel cell, the foreign matter removal of the check valve is performed in a state where the circulation of the fuel gas by the circulation pump is stopped, so that the foreign matter removal processing and the control of the circulation pump can be performed independently. Therefore, the gas flow by the recirculation pump can be controlled independently of the foreign matter removal processing.

本燃料電池の制御装置において、さらに、前記逆止弁は、中空部を有する筒状部と、前記筒状部の中空部に前記燃料ガスを導入する通路部と、中空部への前記通路部の開口を含む弁座部と、前記中空部内の燃料ガスにより前記弁座部に対して閉弁方向に押圧される弁体と、前記弁座部と弁体との間で前記開口を取り囲んで配設されるシール部材とを有し、前記流体噴射手段は、前記弁座部において前記シール部材に向かって前記流体を噴射する噴射開口を有するようにしてもよい。   In the control apparatus for the fuel cell, the check valve further includes a cylindrical portion having a hollow portion, a passage portion for introducing the fuel gas into the hollow portion of the cylindrical portion, and the passage portion to the hollow portion. A valve seat including the opening, a valve body pressed in the valve closing direction against the valve seat by the fuel gas in the hollow portion, and surrounding the opening between the valve seat and the valve body The fluid ejecting means may have an ejection opening for ejecting the fluid toward the seal member in the valve seat portion.

本燃料電池は、弁座部において前記シール部材に向かって前記流体を噴射する噴射開口を有するので、シール部に付着する異物を効果的に除去できる。   Since the fuel cell has an injection opening for injecting the fluid toward the seal member in the valve seat portion, foreign matters adhering to the seal portion can be effectively removed.

本燃料電池の制御装置において、さらに、前記流体噴射手段は、高圧ガスが導入される第1通路と液体が導入される第2通路とが合流して構成され、第1通路に導入される高圧
ガスの流れにより第2通路から前記液体を吸い上げ、前記高圧ガスと液体とが混合した流体を生成する流体混合部を有するものでもよい。本燃料電池は、高圧ガスと液体とが混合した流体を噴射するので、効果的に異物を除去できる。
In the control apparatus for the fuel cell, the fluid ejecting means may be configured such that the first passage into which the high-pressure gas is introduced and the second passage into which the liquid is introduced are merged, and the high-pressure introduced into the first passage. It may have a fluid mixing section that sucks up the liquid from the second passage by a gas flow and generates a fluid in which the high-pressure gas and the liquid are mixed. Since the fuel cell injects a fluid in which high-pressure gas and liquid are mixed, foreign matters can be effectively removed.

本燃料電池の制御装置において、さらに、前記逆止弁から燃料ガス供給通路に通じる燃料ガス環流通路内の圧力と前記逆止弁から前記環流ポンプに通じる燃料ガス環流通路内の圧力との差圧を検出する差圧検出手段を備え、流体噴射制御手段は、前記差圧検出手段により検出される差圧が所定差圧以下のときに前記逆止弁の異物除去を行うことを決定するようにしてもよい。本発明によれば、逆止弁の両端に通じる2つの通路の圧力検出値の差圧から異物除去の必要性を判断できる。ここで、差圧検出検出手段は、2つの圧力センサで検出された圧力の差をとることで差圧を検出してもよいし、差圧検出手段として差圧センサを用いて差圧を検出してもよい。   In the control device of the fuel cell, further, a differential pressure between a pressure in the fuel gas circulation passage communicating from the check valve to the fuel gas supply passage and a pressure in the fuel gas circulation passage communicating from the check valve to the circulation pump. And a fluid ejection control means for determining that the foreign matter removal of the check valve is to be performed when the differential pressure detected by the differential pressure detection means is less than or equal to a predetermined differential pressure. May be. According to the present invention, it is possible to determine the necessity of removing foreign matter from the differential pressure between the pressure detection values of the two passages leading to both ends of the check valve. Here, the differential pressure detection detection means may detect the differential pressure by taking the difference between the pressures detected by the two pressure sensors, or detect the differential pressure using the differential pressure sensor as the differential pressure detection means. May be.

本燃料電池の制御装置において、さらに、前記逆止弁から燃料ガス供給通路に通じる第1の燃料ガス環流通路内の圧力を検出する第1圧力センサ、および、前記逆止弁から前記環流ポンプに通じる第2の燃料ガス環流通路内の圧力を検出する第2圧力センサの少なくとも1つを備え、流体噴射制御手段は、前記第1圧力センサの圧力検出値の時間変化率または第2圧力センサの圧力検出値の時間変化率から前記逆止弁の異物除去を行うか否かを決定するようにしてもよい。本発明によれば、逆止弁の両端に通じる2つの通路のうちいずれか、または双方の圧力検出値の時間変化から異物除去の必要性を判断できる。   In the control apparatus for the fuel cell, further, a first pressure sensor that detects a pressure in the first fuel gas recirculation passage that communicates from the check valve to the fuel gas supply passage, and the check valve to the recirculation pump At least one second pressure sensor that detects a pressure in the second fuel gas circulation passage that communicates, and the fluid injection control means includes a rate of time change of a pressure detection value of the first pressure sensor or a second pressure sensor You may make it determine whether the foreign material removal of the said check valve is performed from the time change rate of a pressure detection value. According to the present invention, it is possible to determine the necessity of removing foreign matter from the time change of the pressure detection value of one or both of the two passages leading to both ends of the check valve.

本発明によれば、燃料電池の構成を利用して、燃料電池に設けた逆止弁のシール部に付着する異物を効果的に除去できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the foreign material adhering to the seal | sticker part of the non-return valve provided in the fuel cell can be effectively removed using the structure of a fuel cell.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という)に係る燃料電池について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。   Hereinafter, a fuel cell according to the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings. The configuration of the following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.

《第1実施形態》
以下、図2から図7の図面を参照して本発明の第1実施形態に係る燃料電池を説明する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a fuel cell according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 7.

図2は、本燃料電池のシステム構成図である。この燃料電池は、燃料電池本体1(FCともいう)と、高圧の水素を保持し、燃料電池本体1に燃料ガスである水素を供給する水素タンク11と、水素タンク11の高圧水素を減圧する低圧レギュレータ3と、低圧レギュレータ3の出口側に設けられ水素の供給と遮断とを制御する遮断弁12と、遮断弁12の出口側を燃料電池本体1の水素極入口に導入する水素供給通路L1(燃料ガス供給通路に相当)と、排出通路L8により燃料電池本体1の水素極排出口に接続され、排出ガスから水分を分離する気液分離器5と、気液分離器5で分離された水の排出を制御するオートドレイン弁8と、気液分離器5で水分を分離された排出ガスを水素供給通路L1側に送り込む水素ポンプ4と、水素ポンプ4の出力側の通路L2に設けられた逆止弁2と、逆止弁2の下流側を水素供給通路L1に接続する通路L3(L2とL3がガス環流通路に相当)と、通路L2と分岐する通路L5上で排出ガスの排出と遮断とを制御する遮断弁7と、本燃料電池を制御するECU(Electronic Control Unit)20とを有している。さらに、
本燃料電池では、水素タンク11から高圧の水素ガスが分岐通路L6および遮断弁13を通って逆止弁2に導入されている。
FIG. 2 is a system configuration diagram of the fuel cell. The fuel cell includes a fuel cell main body 1 (also referred to as FC), a hydrogen tank 11 that holds high-pressure hydrogen, supplies hydrogen as fuel gas to the fuel cell main body 1, and depressurizes high-pressure hydrogen in the hydrogen tank 11. A low pressure regulator 3; a shutoff valve 12 provided on the outlet side of the low pressure regulator 3 for controlling supply and shutoff of hydrogen; and a hydrogen supply passage L1 for introducing the outlet side of the shutoff valve 12 to the hydrogen electrode inlet of the fuel cell body 1 (Corresponding to a fuel gas supply passage) and a gas-liquid separator 5 connected to the hydrogen electrode outlet of the fuel cell main body 1 by a discharge passage L8 and separated from the exhaust gas, and separated by the gas-liquid separator 5 An auto drain valve 8 that controls the discharge of water, a hydrogen pump 4 that feeds the exhaust gas from which moisture has been separated by the gas-liquid separator 5, and a passage L 2 on the output side of the hydrogen pump 4 are provided. Check valve 2 The exhaust gas is controlled to be discharged and blocked on the passage L3 (L2 and L3 correspond to gas circulation passages) connecting the downstream side of the check valve 2 to the hydrogen supply passage L1 and on the passage L5 branching from the passage L2. It has a shut-off valve 7 and an ECU (Electronic Control Unit) 20 that controls the fuel cell. further,
In this fuel cell, high-pressure hydrogen gas is introduced from the hydrogen tank 11 into the check valve 2 through the branch passage L6 and the shutoff valve 13.

水素タンク11は、高圧(例えば、8気圧)の水素ガスを保持している。水素タンク1
1は、低圧レギュレータ3、遮断弁12、および水素供給通路L1を通じて燃料電池本体1の燃料導入口に接続され、燃料電池本体1に水素を供給する。供給された水素は、燃料電池本体1の各セルの水素極に供給される。
The hydrogen tank 11 holds high-pressure (for example, 8 atm) hydrogen gas. Hydrogen tank 1
1 is connected to the fuel inlet of the fuel cell main body 1 through the low-pressure regulator 3, the shut-off valve 12, and the hydrogen supply passage L 1, and supplies hydrogen to the fuel cell main body 1. The supplied hydrogen is supplied to the hydrogen electrode of each cell of the fuel cell body 1.

燃料電池本体1は、膜−電極接合体(MEA:Membrane-Electrode Assembly )とセパレータとを含むセルを直列に接続し、複数階層に積層したものから構成される。膜−電極接合体は、水素をプロトンと電子に分離する水素極と、水素極で生成されたプロトンを空気極に伝導する電解質膜と、空気極に伝導したプロトンと酸素と外部回路を通じて水素極から伝導した電子により水を生成する空気極とを含む。なお、図1では、空気極側の構成は省略されている。   The fuel cell main body 1 is configured by connecting cells including a membrane-electrode assembly (MEA) and a separator in series and stacking them in a plurality of layers. The membrane-electrode assembly includes a hydrogen electrode that separates hydrogen into protons and electrons, an electrolyte membrane that conducts protons generated at the hydrogen electrode to the air electrode, protons and oxygen that are conducted to the air electrode, and an external circuit through an external circuit. And an air electrode for generating water by electrons conducted from. In FIG. 1, the configuration on the air electrode side is omitted.

気液分離器5は、排出ガスの水素と水分とを分離する。気液分離器5の第1の排出口には、水素ポンプ4が接続されている。気液分離器5で液滴水分が分離された水素は、水素ポンプ4により、分岐する通路L2およびL5に送り込まれる。ただし、通路L5の遮断弁7は通常閉弁されているので、水素ポンプ4から排出される水素を含む排出ガスは、逆止弁2を介して水素極入口に通じる水素供給通路L1に送り込まれる。したがって、燃料電池本体1、気液分離器5、水素ポンプ4および逆止弁2が水素供給通路L1、排出通路L8、通路L2、L3を通じて水素の循環路を形成する。   The gas-liquid separator 5 separates exhaust gas hydrogen and moisture. A hydrogen pump 4 is connected to the first outlet of the gas-liquid separator 5. The hydrogen from which the droplet water has been separated by the gas-liquid separator 5 is sent by the hydrogen pump 4 to the branched passages L2 and L5. However, since the shutoff valve 7 of the passage L5 is normally closed, the exhaust gas containing hydrogen discharged from the hydrogen pump 4 is sent to the hydrogen supply passage L1 leading to the hydrogen electrode inlet via the check valve 2. . Therefore, the fuel cell main body 1, the gas-liquid separator 5, the hydrogen pump 4, and the check valve 2 form a hydrogen circulation path through the hydrogen supply passage L1, the discharge passage L8, and the passages L2 and L3.

水素ポンプ4(環流ポンプに相当)は、水素を含む排出ガスを通路L2に送り込む。一方、水素から分離された液滴水分および排出ガスは、オートドレイン弁6を通って燃料電池外に排出される。   The hydrogen pump 4 (corresponding to a recirculation pump) sends exhaust gas containing hydrogen into the passage L2. On the other hand, water droplets and exhaust gas separated from hydrogen are discharged out of the fuel cell through the auto drain valve 6.

逆止弁2は、水素ポンプ4の出力側の通路L2から水素供給通路L1に通じる通路L3に向かうガスの流れを通過させるが、逆に、通路L3から通路L2に向かうガスの流れを遮断する。逆止弁2に対して通路L2側を逆止弁2の上流側と呼び、逆止弁2に対して通路L3側を逆止弁2の下流側と呼ぶ。図2に示すように、通路L3(第1の燃料ガス環流通路に相当)には、圧力センサ6A(第1圧力センサに相当)が設けられ、逆止弁2の下流側の圧力P1を検出する。また、通路L2(第2の燃料ガス環流通路に相当)には、圧力センサ6B(第2圧力センサに相当)が設けられ、逆止弁2の上流側の圧力P2を検出する。   The check valve 2 allows the flow of gas from the passage L2 on the output side of the hydrogen pump 4 to the passage L3 leading to the hydrogen supply passage L1, but conversely blocks the flow of gas from the passage L3 to the passage L2. . The passage L2 side with respect to the check valve 2 is referred to as an upstream side of the check valve 2, and the passage L3 side with respect to the check valve 2 is referred to as a downstream side of the check valve 2. As shown in FIG. 2, the passage L3 (corresponding to the first fuel gas circulation passage) is provided with a pressure sensor 6A (corresponding to the first pressure sensor), and detects the pressure P1 downstream of the check valve 2. To do. The passage L2 (corresponding to the second fuel gas circulation passage) is provided with a pressure sensor 6B (corresponding to the second pressure sensor), and detects the pressure P2 upstream of the check valve 2.

ECU20は、各種制御プログラムを実行し、遮断弁12、13、逆止弁2、水素ポンプ4等、本燃料電池システムの各構成要素を制御する。また、ECU20は、圧力センサ6A、6B等燃料電池各部の状態を監視し、燃料電池の運転状態を適切な目標状態に維持する。ECU20は、CPU、メモリ、入出力インターフェース等を含む。ECU20は、不図示の入出力インターフェースを介して遮断弁12、13、逆止弁2、水素ポンプ4等の制御回路、圧力センサ6A、6B等の検出回路に接続されている。   The ECU 20 executes various control programs and controls each component of the fuel cell system such as the shutoff valves 12 and 13, the check valve 2, and the hydrogen pump 4. Moreover, ECU20 monitors the state of each part of fuel cells, such as pressure sensor 6A, 6B, and maintains the driving | running state of a fuel cell in a suitable target state. The ECU 20 includes a CPU, a memory, an input / output interface, and the like. The ECU 20 is connected to control circuits such as the shutoff valves 12 and 13, the check valve 2 and the hydrogen pump 4, and detection circuits such as the pressure sensors 6 </ b> A and 6 </ b> B via an input / output interface (not shown).

図3は、逆止弁2の構造の概要を示す概略断面図である。この逆止弁2は、入口201から導入されるガスを出口209の方向に通過させるが、逆に出口209から入口201の方向にはガスを遮断する。この逆止弁2は、筒状の筐体200に囲まれて構成される中空部211と、入口201が中空部211に開口する開口部を取り囲んで構成される弁座202と、閉弁状態で弁座202に着座する可動弁体203Aと、可動弁体203Aを弁座202方向に押圧するスプリング204と、中空部211に滞留するガスが可動弁体203Aを閉弁方向に加圧するための逆止部203Bと、中空部211を取り囲んで構成されるソレノイド212とを有している。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an outline of the structure of the check valve 2. The check valve 2 allows the gas introduced from the inlet 201 to pass in the direction of the outlet 209, but conversely blocks the gas in the direction of the outlet 209 to the inlet 201. This check valve 2 includes a hollow portion 211 that is surrounded by a cylindrical casing 200, a valve seat 202 that is configured to surround an opening in which an inlet 201 opens into the hollow portion 211, and a valve-closed state. The movable valve body 203A seated on the valve seat 202, the spring 204 that presses the movable valve body 203A toward the valve seat 202, and the gas that stays in the hollow portion 211 pressurizes the movable valve body 203A in the valve closing direction. It has a check part 203 </ b> B and a solenoid 212 configured to surround the hollow part 211.

可動弁体203Aと逆止部203Bとが可動子203を構成し、中空部211を図1の左右方向に移動可能となっている。また、筐体200は、中空部211から出口209の
方向に向かって底部206を有し、可動子203は、最大の開弁状態では、可動子203の左端面が底部206に接触する位置で停止される。また、可動子203は、閉弁状態では、可動弁体203Aの右端面である弁面203CがO−リング207(シール部材に相当)を介して弁座202に着座した状態で停止する。したがって、可動子203は、最大の開弁状態と閉弁状態の間で中空部211の空間205部分で移動可能となっている。
The movable valve body 203A and the check portion 203B constitute the movable element 203, and the hollow portion 211 can be moved in the left-right direction in FIG. Further, the housing 200 has a bottom portion 206 from the hollow portion 211 toward the outlet 209, and the movable element 203 is located at a position where the left end surface of the movable element 203 contacts the bottom portion 206 in the maximum valve open state. Stopped. In the closed state, the movable element 203 stops in a state where the valve surface 203C, which is the right end surface of the movable valve body 203A, is seated on the valve seat 202 via an O-ring 207 (corresponding to a seal member). Therefore, the mover 203 can move in the space 205 portion of the hollow portion 211 between the maximum open state and the closed state.

さらに、ソレノイド212が励磁されると、筒状の中空部211を軸方向に向かう磁界が発生する。この磁界により可動子203は中空部211を図中左方向に電磁力を受ける。そして、その電磁力が右向きに付勢するスプリング204の弾性力および中空部211のガスと入口201のガスとの差圧を上回ったときに、可動子203が軸方向に左向きに移動し、可動弁体203Aが弁座202から離間し、逆止弁2は開弁状態となる。   Further, when the solenoid 212 is excited, a magnetic field is generated in the cylindrical hollow portion 211 in the axial direction. Due to this magnetic field, the mover 203 receives an electromagnetic force through the hollow portion 211 in the left direction in the figure. When the electromagnetic force exceeds the elastic force of the spring 204 urging rightward and the differential pressure between the gas in the hollow portion 211 and the gas in the inlet 201, the mover 203 moves leftward in the axial direction and is movable. The valve body 203A is separated from the valve seat 202, and the check valve 2 is opened.

また、ソレノイド212への励磁がない状態では、通常は、可動子203は、スプリング204に付勢されてO−リング207を挟み込んだ状態で弁座202に押圧されている。なお、可動子203と弁座202とソレノイド212とを組み合わせた構成要素を可動弁ともいう。   In a state where the solenoid 212 is not excited, the movable element 203 is normally pressed against the valve seat 202 while being urged by the spring 204 and sandwiching the O-ring 207. In addition, the component which combined the needle | mover 203, the valve seat 202, and the solenoid 212 is also called a movable valve.

図4は、本実施形態の逆止弁2のシール部分の概略構成を示す図である。この逆止弁2は、従来の逆止弁2A(図1参照)と同様、可動子203の弁面203Cと弁座202との間にO−リング207を有している。逆止弁2が従来の逆止弁2Aと相違するのは、水素タンク11に通じる分岐通路L6に接続される孔路L7、L8が筐体200内を貫通して設けられ、O−リング207の配置位置近傍で開口している点にある。   FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a seal portion of the check valve 2 of the present embodiment. This check valve 2 has an O-ring 207 between the valve surface 203C of the mover 203 and the valve seat 202, like the conventional check valve 2A (see FIG. 1). The check valve 2 is different from the conventional check valve 2A in that holes L7 and L8 connected to the branch passage L6 leading to the hydrogen tank 11 are provided through the housing 200, and the O-ring 207 It is in the point opened in the vicinity of the arrangement position.

図5は、図4に示したB円付近の拡大図である。図5に示すように、孔路L7は、筐体200内部を通り、O−リング207の近傍に延び、開口部L7AでO−リング207と可動子203の弁面203Cとの接触面に向かって開口している。   FIG. 5 is an enlarged view around the B circle shown in FIG. As shown in FIG. 5, the hole L7 passes through the inside of the housing 200 and extends in the vicinity of the O-ring 207, and toward the contact surface between the O-ring 207 and the valve surface 203C of the mover 203 at the opening L7A. Open.

孔路L7は、図2に示した分岐通路L6によって遮断弁13を介して水素タンク11に接続される(孔路L7と遮断弁13とが流体噴射手段に相当)。したがって、ECU20が遮断弁13を開弁すると、孔路L7に高圧水素が供給され、開口部L7AからO−リング207と弁面203Cとの接触面の方向に高圧水素が吐出される(この処理を実行するECU3が流体噴射制御手段に相当)。   The hole L7 is connected to the hydrogen tank 11 via the shutoff valve 13 by the branch passage L6 shown in FIG. 2 (the hole L7 and the shutoff valve 13 correspond to the fluid ejecting means). Therefore, when the ECU 20 opens the shut-off valve 13, high-pressure hydrogen is supplied to the hole L7, and high-pressure hydrogen is discharged from the opening L7A toward the contact surface between the O-ring 207 and the valve surface 203C (this process). ECU3 which performs is equivalent to a fluid ejection control means).

なお、ECU20は、高圧水素吐出時に、ソレノイド212を励磁して可動子203を所定距離だけ開弁方向に強制的に移動する。その結果、弁面203CがO−リング207から所定距離だけ離間し、隙間が形成される。孔路L7の開口部L7Aは、O−リング207と可動子203の弁面203Cとの接触面に向かって開口しているので、その隙間が形成されることで開口部L7Aから吐出される水素がO−リング207に咬み込まれている異物を除去する確実性が増す。   Note that the ECU 20 excites the solenoid 212 to forcibly move the mover 203 in the valve opening direction by a predetermined distance during high-pressure hydrogen discharge. As a result, the valve surface 203C is separated from the O-ring 207 by a predetermined distance, and a gap is formed. Since the opening L7A of the hole L7 opens toward the contact surface between the O-ring 207 and the valve surface 203C of the mover 203, the hydrogen discharged from the opening L7A is formed by forming a gap therebetween. This increases the certainty of removing the foreign matter bitten by the O-ring 207.

図6に、ECU20による高圧水素供給制御および可動弁開閉制御のタイミングと、圧力センサ6Aの圧力P1、および圧力センサ6Bの圧力P2の関係を示す。図6の最上段のグラフは、高圧水素の供給を制御する制御信号を、中段は可動子203と弁座202とによる可動弁を開閉する制御信号を、また、下段は、圧力P1、P2の変化を示している。   FIG. 6 shows the relationship between the timing of the high-pressure hydrogen supply control and the movable valve opening / closing control by the ECU 20, the pressure P1 of the pressure sensor 6A, and the pressure P2 of the pressure sensor 6B. The uppermost graph in FIG. 6 shows a control signal for controlling the supply of high-pressure hydrogen, the middle row shows the control signal for opening and closing the movable valve by the mover 203 and the valve seat 202, and the lower row shows the pressures P1 and P2. It shows a change.

すでに説明したように、圧力センサ6Aは、逆止弁2に対して水素供給通路L1に通じる通路L3に取り付けられており、通路L3側(逆止弁下流側)の圧力P1を検出する。また、圧力センサ6Bは、排出通路L5から分岐する通路L2に取り付けられており、通路L2側(逆止弁上流側)の圧力P2を検出する。   As already described, the pressure sensor 6A is attached to the passage L3 leading to the hydrogen supply passage L1 with respect to the check valve 2, and detects the pressure P1 on the passage L3 side (the check valve downstream side). The pressure sensor 6B is attached to the passage L2 branched from the discharge passage L5, and detects the pressure P2 on the passage L2 side (upstream of the check valve).

図2に示すように、通常の運転状態では、遮断弁12が開弁され、低圧レギュレータ3を通して所定の圧力(例えば、2気圧)に減圧された水素が水素供給通路L1に供給される。この水素は、燃料電池本体1の水素極で一部消費され、一部は気液分離器5に通じる排出通路L8に排出される。排出通路L8内の排出ガスおよび気液分離器5で水分を除去された排出ガスが増加すると、ECU20は、水素ポンプ4により逆止弁2の上流側(図2の通路L2、L5側)に水素を含む排出ガスを供給する。一方、本実施形態では、気液分離器5を含む排出通路L8側の排出ガスが少ない状態(例えば、排出通路L8に接続される不図示の圧力センサの検出圧力が低い状態)では、ECU20は、水素ポンプ4を作動しない。   As shown in FIG. 2, in a normal operation state, the shut-off valve 12 is opened, and hydrogen reduced to a predetermined pressure (for example, 2 atmospheres) is supplied to the hydrogen supply passage L <b> 1 through the low pressure regulator 3. This hydrogen is partially consumed at the hydrogen electrode of the fuel cell main body 1, and part of the hydrogen is discharged to a discharge passage L 8 that leads to the gas-liquid separator 5. When the exhaust gas in the exhaust passage L8 and the exhaust gas from which moisture has been removed by the gas-liquid separator 5 increase, the ECU 20 causes the hydrogen pump 4 to move upstream of the check valve 2 (the passages L2 and L5 in FIG. 2). Supply exhaust gas containing hydrogen. On the other hand, in the present embodiment, in a state where the amount of exhaust gas on the side of the discharge passage L8 including the gas-liquid separator 5 is small (for example, a state where the pressure detected by a pressure sensor (not shown) connected to the discharge passage L8 is low), the ECU 20 The hydrogen pump 4 is not operated.

そのような気液分離器5を含む排出通路L8側に十分な排出ガスがない状態では、低圧レギュレータ3を介して所定供給圧力で水素が水素供給通路L1側に供給されるため、逆止弁2の下流側(通路L3側)の圧力P1の方が上流側(通路L2側)の圧力より高い。このような状態では、逆止弁2の中空部211が差圧室を構成し、中空部211内のガスがO−リング207とともに可動子203を弁座202方向に押圧することから、上流側に対する下流側の差圧が維持される。しかしながら、O−リング207と弁面203Cとの間に異物が咬み込まれた場合、その異物付近のシール性が劣化し、逆止弁2の下流側から上流側へのガス漏れが発生する。   In a state where there is not enough exhaust gas on the exhaust passage L8 side including such a gas-liquid separator 5, hydrogen is supplied to the hydrogen supply passage L1 side at a predetermined supply pressure via the low-pressure regulator 3, so that the check valve 2 is higher than the pressure on the upstream side (passage L2 side). In such a state, the hollow portion 211 of the check valve 2 forms a differential pressure chamber, and the gas in the hollow portion 211 presses the mover 203 in the direction of the valve seat 202 together with the O-ring 207. The differential pressure on the downstream side is maintained. However, when a foreign object is bitten between the O-ring 207 and the valve surface 203C, the sealing performance in the vicinity of the foreign object is deteriorated, and gas leakage from the downstream side to the upstream side of the check valve 2 occurs.

図6の下段のグラフは、排出通路L8側に十分な排出ガスがない状態、すなわち、水素ポンプ4が停止状態での逆止弁2の下流側圧力P1と上流側圧力P2の検出結果の例を示す。このグラフに示すように、時刻T0に近い通常状態では逆止弁2の下流側圧力P1は、上流側圧力P2に比べて、所定値以上の圧力差を維持している。しかし、異物の咬み込みによりO−リング207のシール性が劣化すると、上流側圧力P2が下流側圧力P1に近づいていく。そして、例えば、時刻T1には、下流側圧力P1と上流側圧力P2との圧力差は、所定の閾値ΔPth1以下となる。   The lower graph of FIG. 6 shows an example of detection results of the downstream pressure P1 and the upstream pressure P2 of the check valve 2 in a state where there is not enough exhaust gas on the exhaust passage L8 side, that is, when the hydrogen pump 4 is stopped. Indicates. As shown in this graph, in the normal state close to time T0, the downstream pressure P1 of the check valve 2 maintains a pressure difference equal to or greater than a predetermined value compared to the upstream pressure P2. However, when the sealing performance of the O-ring 207 deteriorates due to the biting of foreign matter, the upstream pressure P2 approaches the downstream pressure P1. For example, at time T1, the pressure difference between the downstream pressure P1 and the upstream pressure P2 is equal to or less than a predetermined threshold value ΔPth1.

本実施形態の燃料電池では、水素ポンプ4停止中に、下流側圧力P1と上流側圧力P2との圧力差が閾値ΔPth1以下になると、ECU20は、異物除去処理を起動する。異物除去処理では、ECU20は、可動子203を所定距離だけ開弁方向に駆動する(図6中段)。なお、可動子203を開弁方向に駆動することを単に可動弁の開弁という。また、ECU20は、遮断弁13を開弁し、分岐通路L6および孔路L7を通じて、開口部L7AからO−リング207に向けて高圧水素を吐出する。   In the fuel cell of the present embodiment, when the pressure difference between the downstream pressure P1 and the upstream pressure P2 becomes equal to or less than the threshold value ΔPth1 while the hydrogen pump 4 is stopped, the ECU 20 starts the foreign substance removal process. In the foreign matter removal process, the ECU 20 drives the mover 203 in the valve opening direction by a predetermined distance (middle in FIG. 6). Driving the movable element 203 in the valve opening direction is simply referred to as opening the movable valve. Further, the ECU 20 opens the shut-off valve 13 and discharges high-pressure hydrogen from the opening L7A toward the O-ring 207 through the branch passage L6 and the hole L7.

所定時間経過後(時刻T2)、ECU20は、遮断弁12を閉弁し、高圧水素の供給を停止するとともに、ソレノイド212への励磁を停止し、可動子203を弁座202に着座させ、再びO−リング207によりシールする。そして、さらに所定時間経過後(時刻T3)、ECU20は、下流側圧力P1と上流側圧力P2との圧力差を算出する。   After a predetermined time has elapsed (time T2), the ECU 20 closes the shut-off valve 12, stops the supply of high-pressure hydrogen, stops excitation of the solenoid 212, causes the mover 203 to sit on the valve seat 202, and again Seal with O-ring 207. Further, after a predetermined time has elapsed (time T3), the ECU 20 calculates a pressure difference between the downstream pressure P1 and the upstream pressure P2.

その圧力差が所定の閾値ΔPth2以上ある場合には、ECU20は異物が除去されたと判断し、通常運転に戻る。圧力差が所定の閾値ΔPth2以上ない場合には、ECU20は、異物の除去が不十分と判断し、再度、ソレノイド212の励磁による可動弁の開弁と、高圧水素の吐出を実行する。   If the pressure difference is greater than or equal to a predetermined threshold value ΔPth2, the ECU 20 determines that the foreign matter has been removed and returns to normal operation. When the pressure difference is not equal to or greater than the predetermined threshold value ΔPth2, the ECU 20 determines that the removal of the foreign matter is insufficient, and again executes the opening of the movable valve by the excitation of the solenoid 212 and the discharge of high-pressure hydrogen.

図7に、本実施形態においてECU20が実行する異物除去処理の手順を示す。ECU20は、所定の制御プログラムを実行し、図7に示した制御を実行する。この処理は、排出通路L8側に十分な排出ガスがない状態(水素ポンプ4停止中)に実行される。この処理では、ECU20は、まず、水素供給通路L1側(通路L3(第1の燃料ガス環流通路に相当)側、逆止弁2下流側)の圧力P1を検出する(S1)。   In FIG. 7, the procedure of the foreign material removal process which ECU20 performs in this embodiment is shown. The ECU 20 executes a predetermined control program and executes the control shown in FIG. This process is executed when there is not enough exhaust gas on the discharge passage L8 side (when the hydrogen pump 4 is stopped). In this process, the ECU 20 first detects the pressure P1 on the hydrogen supply passage L1 side (passage L3 (corresponding to the first fuel gas circulation passage) side, check valve 2 downstream side) (S1).

次に、ECU20は、排出通路L5側(通路L2(第2の燃料ガス環流通路に相当)側、逆止弁2上流側)の圧力P2を検出する(S2)。そして、ECU20は、P1とP2の圧力差が所定の閾値ΔPth1を超えているか否かを判定する(S3)。   Next, the ECU 20 detects the pressure P2 on the discharge passage L5 side (passage L2 (corresponding to the second fuel gas circulation passage) side, check valve 2 upstream side) (S2). Then, the ECU 20 determines whether or not the pressure difference between P1 and P2 exceeds a predetermined threshold value ΔPth1 (S3).

圧力差が閾値ΔPth1を超えている場合には、ECU20は、処理を終了する。一方、圧力差が閾値ΔPth1を超えていない場合には、ECU20は、逆止弁2の可動弁を開弁する(S5)。さらに、ECU20は、遮断弁13を開弁し、高圧水素を開口部L7Aから噴出させる(S6)。そして、ECU20は、所定の吐出期間高圧水素の噴出を維持し、その後、逆止弁2の可動弁を閉弁する(S7)。   When the pressure difference exceeds the threshold value ΔPth1, the ECU 20 ends the process. On the other hand, when the pressure difference does not exceed the threshold value ΔPth1, the ECU 20 opens the movable valve of the check valve 2 (S5). Further, the ECU 20 opens the shut-off valve 13 and ejects high-pressure hydrogen from the opening L7A (S6). Then, the ECU 20 maintains the high-pressure hydrogen ejection for a predetermined discharge period, and then closes the movable valve of the check valve 2 (S7).

次に、ECU20は、所定時間経過するのを待ち(S8)、水素供給通路L1側の圧力P1を検出する(S9)。また、ECU20は、排出通路L5側の圧力P2を検出する(S10)。   Next, the ECU 20 waits for a predetermined time to elapse (S8), and detects the pressure P1 on the hydrogen supply passage L1 side (S9). Further, the ECU 20 detects the pressure P2 on the discharge passage L5 side (S10).

そして、ECU20は、P1とP2の圧力差が所定の閾値ΔPth2を超えているか否かを判定する(S11)。閾値ΔPth2としては、通常は、閾値ΔPth1より大きい値が設定される。   Then, the ECU 20 determines whether or not the pressure difference between P1 and P2 exceeds a predetermined threshold value ΔPth2 (S11). As the threshold value ΔPth2, a value larger than the threshold value ΔPth1 is normally set.

そして、圧力差が所定の閾値ΔPth2を超えている場合には、ECU20は、異物が除去されたと判断し、処理を終了する。一方、圧力差が所定の閾値ΔPth2を超えていない場合には、ECU20は、制御をS5に戻し、再度、異物除去を実行する。   If the pressure difference exceeds the predetermined threshold value ΔPth2, the ECU 20 determines that the foreign matter has been removed, and ends the process. On the other hand, when the pressure difference does not exceed the predetermined threshold value ΔPth2, the ECU 20 returns the control to S5, and executes foreign matter removal again.

以上述べたように、本実施形態の燃料電池によれば、逆止弁2の下流側の圧力P1と上流側の圧力P2とを検出し、その差圧が十分ではない場合、逆止弁2の逆止性能が劣化していると判断する。そして、そのような場合には、逆止弁2のシール部を構成するO−リング207と可動子203の弁面203Cとの接触部付近に高圧水素を吐出し、異物除去を実行する。この場合、図6の中段あるいは図7のS5に示したように、逆止弁2の可動弁を所定値だけ開弁するようにしてもよい。そして、所定時間経過後、P1とP2との差圧が十分維持されると判断できた場合に、異物除去処理を終了する。一方、P1とP2との差圧が維持できないと判断できた場合に、異物除去を再度繰り返す。このような手順により、逆止弁2のシール部への異物咬み込みによる逆止性能の劣化状態から復旧することができる。   As described above, according to the fuel cell of this embodiment, when the pressure P1 on the downstream side of the check valve 2 and the pressure P2 on the upstream side are detected and the differential pressure is not sufficient, the check valve 2 It is judged that the non-return performance is deteriorated. In such a case, high-pressure hydrogen is discharged near the contact portion between the O-ring 207 constituting the seal portion of the check valve 2 and the valve surface 203C of the mover 203 to remove foreign matter. In this case, as shown in the middle stage of FIG. 6 or S5 of FIG. 7, the movable valve of the check valve 2 may be opened by a predetermined value. When it is determined that the differential pressure between P1 and P2 is sufficiently maintained after the predetermined time has elapsed, the foreign matter removal process is terminated. On the other hand, when it is determined that the differential pressure between P1 and P2 cannot be maintained, the foreign matter removal is repeated again. By such a procedure, it is possible to recover from the deterioration state of the check performance due to the foreign object biting into the seal portion of the check valve 2.

上述のように、本実施形態の燃料電池は、水素ポンプ4停止中に異物による逆止弁2のシール性の劣化を検出し、異物を除去した。しかし、一般には、異物除去は、このような手順には限定されない。例えば、上記と同様に、水素ポンプ4停止中に、逆止弁2下流側の圧力P1と逆止弁2上流側の圧力P2を測定し、その圧力差からシール性能の劣化を検知しておき、その後、水素ポンプ4の起動後に異物除去処理を実行する場合もある。   As described above, the fuel cell according to the present embodiment detects the deterioration of the sealing performance of the check valve 2 due to the foreign matter while the hydrogen pump 4 is stopped, and removes the foreign matter. However, in general, foreign matter removal is not limited to such a procedure. For example, as described above, while the hydrogen pump 4 is stopped, the pressure P1 downstream of the check valve 2 and the pressure P2 upstream of the check valve 2 are measured, and deterioration of the sealing performance is detected from the pressure difference. Thereafter, the foreign matter removal process may be executed after the hydrogen pump 4 is started.

水素ポンプ4の駆動により水素ポンプ4の出力側にある逆止弁2上流側のガス圧力P2が増加し、逆止弁2上流側のガス圧力P1とスプリング204の弾性力との総和を超えた場合、可動弁が開弁し、逆止弁2の上流側から下流側に向かう順方向のガスの流れ発生する。このガスの流れにより異物を除去する効果を向上できる場合もある。   By driving the hydrogen pump 4, the gas pressure P <b> 2 upstream of the check valve 2 on the output side of the hydrogen pump 4 increases and exceeds the sum of the gas pressure P <b> 1 upstream of the check valve 2 and the elastic force of the spring 204. In this case, the movable valve is opened, and a forward gas flow from the upstream side to the downstream side of the check valve 2 is generated. The gas flow may improve the effect of removing foreign matter.

しかしながら、そのような手順を採った場合、水素ポンプ4から送り込まれるガスの流れにより、通路L3、L1および燃料電池本体1を流れる燃料ガスの速度が増加し、燃料本体1での燃料ガスの滞留時間が減少し、燃料電池本体1の発電効率の低下につながる可能性が生じる。   However, when such a procedure is adopted, the flow rate of the fuel gas flowing through the passages L3 and L1 and the fuel cell main body 1 is increased by the flow of the gas fed from the hydrogen pump 4, and the fuel gas stays in the fuel main body 1. There is a possibility that time will be reduced and the power generation efficiency of the fuel cell main body 1 will be reduced.

一方、本実施形態では、開口部L7Aから高圧水素をシール部分に吐出することで異物を除去するため、敢えて水素ポンプ4を起動する必要がなく、異物除去処理とは独立して水素ポンプ4の起動と停止を制御できる。したがって、本実施形態の燃料電池では、燃料ガスである水素の燃料電池本体1での滞留時間を短縮してしまうことなく、逆止弁2のシール部分の異物を除去できる。   On the other hand, in this embodiment, since the foreign matter is removed by discharging high pressure hydrogen from the opening L7A to the seal portion, it is not necessary to start the hydrogen pump 4 daringly. Start and stop can be controlled. Therefore, in the fuel cell of the present embodiment, the foreign matter at the seal portion of the check valve 2 can be removed without reducing the residence time of hydrogen, which is the fuel gas, in the fuel cell main body 1.

さらに、本実施形態の構成では、開口部L7Aから局所的に高圧水素を噴射するので、水素ポンプ側から送り込まれる逆止弁2上流側からのガスの流れにより異物を除去する場合と比較して、通路L2および水素供給通路L1を通じて燃料電池本体1に供給される水素の流れの速度に対する影響が少ない(速度を速める影響が小さい)。したがって、燃料ガスである水素の燃料電池本体1での滞留時間を短縮してしまうことなく、逆止弁2のシール部分の異物を除去できる。   Furthermore, in the configuration of the present embodiment, high pressure hydrogen is locally injected from the opening L7A, so that the foreign matter is removed by the gas flow from the upstream side of the check valve 2 fed from the hydrogen pump side. There is little influence on the speed of the flow of hydrogen supplied to the fuel cell main body 1 through the passage L2 and the hydrogen supply passage L1 (the influence of increasing the speed is small). Therefore, the foreign matter at the seal portion of the check valve 2 can be removed without shortening the residence time of the fuel gas, hydrogen, in the fuel cell main body 1.

なお、上記実施形態では、異物除去処理実行時、一旦、逆止弁2の可動弁を開弁した状態で高圧水素を吐出する処理例を示した。しかし、本発明の実施は、このような処理には限定されない。すなわち、可動子203をO−リング207に押圧した状態で、高圧水素をシール部に吐出するようにしてもよい。燃料電池の排出ガスについては、気液分離器5で水分を除去した場合でも、通路L2、L5に排出される排出ガス中には、少量の水分が含まれるので、その水分による潤滑効果により、閉弁状態のシール部に高圧水素を吐出しても異物を除去することができるからである。   In the above-described embodiment, a processing example is shown in which high-pressure hydrogen is discharged while the movable valve of the check valve 2 is once opened when the foreign substance removal processing is executed. However, the implementation of the present invention is not limited to such processing. That is, high-pressure hydrogen may be discharged to the seal portion while the mover 203 is pressed against the O-ring 207. As for the exhaust gas of the fuel cell, even when moisture is removed by the gas-liquid separator 5, the exhaust gas discharged into the passages L2 and L5 contains a small amount of moisture. This is because foreign matter can be removed even if high-pressure hydrogen is discharged to the seal portion in the closed state.

また、上記実施形態では、2つの圧力センサ6A、6Bにより逆止弁2の下流側圧力P1、上流側圧力P2を検出して、その圧力差が所定の閾値を超えているか否かにより、シール部への異物付着の有無を判定した。しかし、このような構成に代えて、逆止弁2の下流側と上流側との差圧を検出する差圧計を用い、差圧が所定の閾値を超えているか否かにより、シール部への異物付着の有無、したがって、異物除去処理の要否を判定してもよい。   In the above-described embodiment, the downstream pressure P1 and the upstream pressure P2 of the check valve 2 are detected by the two pressure sensors 6A and 6B, and the seal is determined depending on whether or not the pressure difference exceeds a predetermined threshold value. The presence or absence of foreign matter adhesion to the part was determined. However, instead of such a configuration, a differential pressure gauge that detects the differential pressure between the downstream side and the upstream side of the check valve 2 is used, and depending on whether or not the differential pressure exceeds a predetermined threshold, The presence / absence of foreign matter adhesion and therefore the necessity of foreign matter removal processing may be determined.

《第2実施形態》
以下、図8の図面を参照して本発明の第2実施形態に係る燃料電池を説明する。上記第1実施形態では、逆止弁2のシール性が劣化したときにシール部に高圧水素を吐出する燃料電池について説明した。上記第1実施形態では、水素ポンプ4停止中に、逆止弁2の下流側の圧力P1と上流側の圧力P2との圧力差により、シール性の劣化を検知した。
<< Second Embodiment >>
Hereinafter, a fuel cell according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the said 1st Embodiment, the fuel cell which discharges high pressure hydrogen to a seal part when the sealing performance of the non-return valve 2 deteriorated was demonstrated. In the first embodiment, when the hydrogen pump 4 is stopped, the deterioration of the sealing performance is detected based on the pressure difference between the pressure P1 on the downstream side of the check valve 2 and the pressure P2 on the upstream side.

本実施形態では、水素ポンプ4が稼働中か否かに拘わらず逆止弁2のシール性の劣化を検知して異物除去処理を実行する燃料電池の例を説明する。本実施形態における他の構成要素および作用は第1実施形態の場合と同様である。そこで、同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。また、必要に応じて図1から図7の図面を参照する。   In the present embodiment, an example of a fuel cell that detects the deterioration of the sealing performance of the check valve 2 and executes foreign matter removal processing regardless of whether or not the hydrogen pump 4 is in operation will be described. Other components and operations in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Further, the drawings in FIGS. 1 to 7 are referred to as necessary.

水素ポンプ4稼働中は、水素ポンプ4により吸い上げられるガスによって逆止弁2の上流側の圧力P2が時間とともに増加する。したがって、単純に逆止弁2の下流側の圧力P1と上流側の圧力P2との圧力差を検知しただけでは、圧力差の減少が水素ポンプ4の出力によるものか、シール性の劣化による下流側から上流側への漏れによるものかを判断できない場合がある。   While the hydrogen pump 4 is in operation, the pressure P2 upstream of the check valve 2 increases with time due to the gas sucked up by the hydrogen pump 4. Therefore, simply by detecting the pressure difference between the pressure P1 downstream of the check valve 2 and the pressure P2 upstream, whether the pressure difference is reduced due to the output of the hydrogen pump 4 or downstream due to deterioration of the sealing performance. It may not be possible to determine whether this is due to leakage from the upstream side.

そこで、本実施形態では、逆止弁2の上流側の圧力P2の測定値の履歴から圧力P2の単位時間当たりの変化率を算出し、変化率が所定の範囲であればシール性の劣化はないと判断する。すなわち、水素ポンプ4の排気量に起因する変化率よりも大きな変化率で、逆止弁2の上流側の圧力P2が変化する場合には、シール性の劣化があると推定できるから
である。
Therefore, in this embodiment, the rate of change per unit time of the pressure P2 is calculated from the history of the measured value of the pressure P2 upstream of the check valve 2, and if the rate of change is within a predetermined range, the sealing performance is deteriorated. Judge that there is no. That is, when the pressure P2 on the upstream side of the check valve 2 changes at a rate of change larger than the rate of change caused by the displacement of the hydrogen pump 4, it can be estimated that there is a deterioration in the sealing performance.

図8は、本実施形態におけるECU20の処理を示すフローチャートである。この処理では、ECU20は、まず、通路L2側、すなわち、逆止弁2上流側の圧力P2の実測値の履歴を参照する。このような実測値の履歴は、所定期間ECU20内の不図示のメモリに記録しておくものとする。そして、ECU20が、その測定値の履歴から圧力P2の単位時間当たりの変化率ΔP/ΔTを算出する(S1A)。   FIG. 8 is a flowchart showing the processing of the ECU 20 in the present embodiment. In this process, the ECU 20 first refers to a history of measured values of the pressure P2 on the passage L2 side, that is, on the upstream side of the check valve 2. Such a history of actual measurement values is recorded in a memory (not shown) in the ECU 20 for a predetermined period. Then, the ECU 20 calculates the rate of change ΔP / ΔT per unit time of the pressure P2 from the history of the measured values (S1A).

次に、ECU20は、圧力P2の単位時間当たりの変化率ΔP/ΔTが所定の閾値Rthより小さいか否かを判定する(S3A)。ここで、閾値Rthとしては、例えば、水素ポンプを停止した状態での燃料電池運転中の圧力P2の測定値の変化から実験的に求めておけばよい。また、水素ポンプ4稼働中は、上記実験的に求めた値にさらに水素ポンプ4の排気量に基づく圧力変化を加算した値を用いればよい。   Next, the ECU 20 determines whether or not the rate of change ΔP / ΔT per unit time of the pressure P2 is smaller than a predetermined threshold Rth (S3A). Here, the threshold value Rth may be obtained experimentally from, for example, a change in the measured value of the pressure P2 during operation of the fuel cell with the hydrogen pump stopped. Further, during operation of the hydrogen pump 4, a value obtained by adding a pressure change based on the displacement of the hydrogen pump 4 to the value obtained experimentally may be used.

変化率ΔP/ΔTが所定の閾値Rthより小さい場合には、ECU20は、シール性の劣化はないとして異物除去処理を終了する。一方、変化率ΔP/ΔTが所定の閾値Rthより大きい場合には、ECU20は、第1実施形態の場合と同様、S5からS8の処理を実行する。これらの手順は、第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。   When the change rate ΔP / ΔT is smaller than the predetermined threshold value Rth, the ECU 20 ends the foreign matter removal process on the assumption that there is no deterioration in the sealing performance. On the other hand, when the change rate ΔP / ΔT is larger than the predetermined threshold value Rth, the ECU 20 executes the processing from S5 to S8, as in the case of the first embodiment. Since these procedures are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

その後、ECU20は、再度通路L2側、すなわち、逆止弁2上流側の圧力P2の実測値の履歴を参照し、単位時間当たりの変化率ΔP/ΔTを算出する(S9A)。そして、ECU20は、圧力P2の単位時間当たりの変化率ΔP/ΔTが所定の閾値Rthより小さいか否かを再度判定する(S11A)。変化率ΔP/ΔTが所定の閾値Rthより小さい場合には、ECU20は、シール性の劣化が解消されたとして異物除去処理を終了する。一方、変化率ΔP/ΔTが所定の閾値Rthより大きい場合には、ECU20は、制御をS5に戻し、異物除去処理を繰り返す。   Thereafter, the ECU 20 again refers to the history of the measured value of the pressure P2 on the passage L2 side, that is, on the upstream side of the check valve 2, and calculates the change rate ΔP / ΔT per unit time (S9A). Then, the ECU 20 determines again whether or not the rate of change ΔP / ΔT per unit time of the pressure P2 is smaller than a predetermined threshold value Rth (S11A). When the change rate ΔP / ΔT is smaller than the predetermined threshold value Rth, the ECU 20 ends the foreign matter removal process on the assumption that the deterioration of the sealing performance has been eliminated. On the other hand, when the change rate ΔP / ΔT is larger than the predetermined threshold value Rth, the ECU 20 returns the control to S5 and repeats the foreign substance removal process.

以上述べたように本実施形態の燃料電池によれば、水素ポンプ4が稼働中か否かに拘わらず、逆止弁2のシール性の劣化を検知し、O−リング207に咬み込まれた異物を除去することができる。   As described above, according to the fuel cell of the present embodiment, the deterioration of the sealing performance of the check valve 2 is detected and bitten by the O-ring 207 regardless of whether the hydrogen pump 4 is in operation. Foreign matter can be removed.

なお、本実施形態では、逆止弁2上流側の圧力P2の実測値の履歴を参照し、単位時間当たりの変化率ΔP/ΔTを算出した。しかし、そのような手順に替えて、逆止弁2下流側の圧力P1の実測値の履歴を参照し、単位時間当たりの変化率ΔP/ΔTを算出してもよい。その場合には、水素タンク11からの水素供給流量と、燃料電池本体1に流入するガス流量(以下、ガス本体流入量という)を測定しておけばよい。そして、水素供給流量とガス本体流入量により圧力P1の実測値の変化量を補正して、単位時間当たりの変化率ΔP/ΔTを算出すればよい。   In the present embodiment, the change rate ΔP / ΔT per unit time is calculated with reference to the history of the measured value of the pressure P2 upstream of the check valve 2. However, instead of such a procedure, the change rate ΔP / ΔT per unit time may be calculated by referring to the history of the actual measurement value of the pressure P1 downstream of the check valve 2. In that case, the hydrogen supply flow rate from the hydrogen tank 11 and the gas flow rate flowing into the fuel cell main body 1 (hereinafter referred to as gas main body inflow amount) may be measured. Then, the change rate ΔP / ΔT per unit time may be calculated by correcting the change amount of the measured value of the pressure P1 based on the hydrogen supply flow rate and the gas main body inflow amount.

また、遮断弁12を閉弁して、水素供給がない状態で逆止弁2下流側の圧力P1を測定し、その変化率(減少率)が所定の閾値を超えたか否かによりシール性の劣化を判定してもよい。また、燃料電池本体1に流入する水素を遮断する不図示の入口弁を設けておき、その入口弁を閉弁した状態で逆止弁2下流側の圧力P1を測定し、その変化率(減少率)が所定の閾値を超えたか否かによりシール性の劣化を判定してもよい。   Further, the shutoff valve 12 is closed, the pressure P1 downstream of the check valve 2 is measured in the absence of hydrogen supply, and the sealing performance depends on whether the rate of change (decrease rate) exceeds a predetermined threshold. Deterioration may be determined. An inlet valve (not shown) that shuts off hydrogen flowing into the fuel cell main body 1 is provided, and the pressure P1 downstream of the check valve 2 is measured with the inlet valve closed, and the rate of change (decrease) The deterioration of the sealing performance may be determined based on whether or not the ratio exceeds a predetermined threshold value.

上記第1実施形態および第2実施形態のいずれにおいても、圧力センサ6A、6B等の検出圧力値からシール性の劣化を検知し、異物除去処理を実行した。しかし、本発明の実施は、このような手順に限定されるものではなく、シール性の劣化とは無関係に異物除去処理を実行してもよい。例えば、ECU20が所定のインターバルで図7または図8に示したS6のステップ、または、S5からS7までのステップを実行すればよい。   In both the first embodiment and the second embodiment, the deterioration of the sealing performance is detected from the detected pressure values of the pressure sensors 6A, 6B, etc., and the foreign matter removal process is executed. However, the implementation of the present invention is not limited to such a procedure, and the foreign matter removal process may be executed regardless of the deterioration of the sealing performance. For example, the ECU 20 may execute the step S6 shown in FIG. 7 or FIG. 8 or the steps S5 to S7 at a predetermined interval.

《第3実施形態》
以下、図9の図面を参照して本発明の第3実施形態に係る燃料電池を説明する。上記第1実施形態または第2実施形態では、逆止弁2のシール性が劣化したときにシール部に高圧水素を吐出する燃料電池について説明した。本実施形態では、そのような場合に、高圧水素とともに、気液分離器5で排出ガスから分離された水を吐出する燃料電池について説明する。本実施形態における他の構成要素および作用は第1実施形態の場合と同様である。そこで、同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。また、必要に応じて図1から図7の図面を参照する。
<< Third Embodiment >>
Hereinafter, a fuel cell according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment or the second embodiment, the fuel cell that discharges high-pressure hydrogen to the seal portion when the sealing performance of the check valve 2 deteriorates has been described. In this embodiment, a fuel cell that discharges water separated from exhaust gas by the gas-liquid separator 5 together with high-pressure hydrogen in such a case will be described. Other components and operations in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Further, the drawings in FIGS. 1 to 7 are referred to as necessary.

図9は、第3実施形態に係る燃料電池のシステム構成図である。この燃料電池は、逆止弁2の孔路L7に接続される分岐通路L6上にノズル14(流体混合部に相当)が設けられている。ノズル14は、高圧水素が通過するガス通路と水が導入される液体通路とがT字状に接続される接続部を有する。ノズル14のガス通路に高圧水素を通過させると液体通路部分に負圧が発生し、液体通路内の水がガス通路内に吸い上げられ、高圧水素と混合される。そして、水と高圧水素とが混合された流体が逆止弁2の孔路L7(図4、図5参照)に排出され、開口部L7AからO−リング207と弁面203Cのなすシール部に吐出される。ノズル14の液体通路は、図8に示すように、気液分離器5の水排出側(水貯蔵部に通じる開口部)に液体通路L10により接続すればよい。   FIG. 9 is a system configuration diagram of the fuel cell according to the third embodiment. In this fuel cell, a nozzle 14 (corresponding to a fluid mixing portion) is provided on a branch passage L6 connected to a hole L7 of the check valve 2. The nozzle 14 has a connection portion in which a gas passage through which high-pressure hydrogen passes and a liquid passage through which water is introduced are connected in a T shape. When high-pressure hydrogen is passed through the gas passage of the nozzle 14, a negative pressure is generated in the liquid passage portion, and water in the liquid passage is sucked into the gas passage and mixed with high-pressure hydrogen. Then, the fluid in which water and high-pressure hydrogen are mixed is discharged to the hole L7 (see FIGS. 4 and 5) of the check valve 2, and is passed from the opening L7A to the seal portion formed by the O-ring 207 and the valve face 203C. Discharged. As shown in FIG. 8, the liquid passage of the nozzle 14 may be connected to the water discharge side of the gas-liquid separator 5 (opening leading to the water storage portion) by a liquid passage L10.

このような構成の燃料電池において、図6、図7に示したような異物除去処理を実行することで、第1実施形態の場合と同様と、シール部の異物を除去できる。さらに、本実施形態の構成では、高圧水素とともに水を吐出するため、異物除去の効果をさらに高めることができる。また、第1実施形態の図6の中段、あるいは、図7のS5に示したように、必ずしも可動弁を開弁する必要はない。すなわち、液滴による潤滑効果により、可動子203がO−リング207を押圧した状態でも、効率よく異物を除去できる。   In the fuel cell having such a configuration, the foreign matter removal process as shown in FIGS. 6 and 7 can be performed to remove the foreign matter from the seal portion as in the case of the first embodiment. Furthermore, in the structure of this embodiment, since water is discharged together with high-pressure hydrogen, the effect of removing foreign matters can be further enhanced. Further, as shown in the middle stage of FIG. 6 of the first embodiment or S5 of FIG. 7, it is not always necessary to open the movable valve. That is, the foreign matter can be efficiently removed even when the mover 203 presses the O-ring 207 due to the lubricating effect of the droplets.

従来の逆止弁のシール部分の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the seal part of the conventional check valve. 第1実施形態に係る燃料電池のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of a fuel cell according to a first embodiment. 第1実施形態に係る逆止弁の構造の概要を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the outline | summary of the structure of the non-return valve which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る逆止弁のシール部分の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the seal | sticker part of the non-return valve which concerns on 1st Embodiment. シール部分の拡大図Enlarged view of the seal part 高圧水素供給制御および可動弁開閉制御のタイミングと、圧力センサの検出値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the timing of a high pressure hydrogen supply control and movable valve opening / closing control, and the detected value of a pressure sensor. 第1実施形態に係る異物除去処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the foreign material removal process which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る異物除去処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the foreign material removal process which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る燃料電池のシステム構成図である。It is a system block diagram of the fuel cell which concerns on 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池本体
2 逆止弁
3 低圧レギュレータ
4 水素ポンプ
5 気液分離器
6A、6B 圧力センサ
7 排出弁
8 オートドレイン弁
11 水素タンク
12、13 遮断弁
14 ノズル
L1 水素供給通路
L2、L3、L5 通路
L6 分岐通路
L8 排出通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell main body 2 Check valve 3 Low pressure regulator 4 Hydrogen pump 5 Gas-liquid separator 6A, 6B Pressure sensor 7 Drain valve 8 Auto drain valve 11 Hydrogen tank 12, 13 Shut-off valve 14 Nozzle L1 Hydrogen supply passage L2, L3, L5 Passage L6 Branch passage L8 Discharge passage

Claims (6)

燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給通路と、
前記燃料電池から排出される排出ガスを前記燃料ガス供給通路に還流する燃料ガス還流通路と、
前記燃料ガス環流通路に設けられた逆止弁と、
前記逆止弁の燃料ガスの流れに対する上流側から流体を噴射する流体噴射手段と、
前記流体噴射手段から流体を噴射することで前記逆止弁の異物除去を行う流体噴射制御手段と、を備えることを特徴とする燃料電池の制御装置。
A fuel gas supply passage for supplying fuel gas to the fuel cell;
A fuel gas recirculation passage for recirculating exhaust gas discharged from the fuel cell to the fuel gas supply passage;
A check valve provided in the fuel gas circulation passage;
Fluid injection means for injecting fluid from the upstream side of the flow of fuel gas of the check valve;
And a fluid injection control means for removing foreign matter from the check valve by injecting fluid from the fluid injection means.
請求項1に記載の燃料電池の制御装置において、さらに、前記燃料ガス環流通路上に環流ポンプを備え、
前記流体噴射制御手段は前記環流ポンプによる燃料ガスの環流を停止して前記流体噴射手段から流体を噴射することで前記逆止弁の異物除去を行うことを特徴とする燃料電池の制御装置。
The fuel cell control device according to claim 1, further comprising a recirculation pump on the fuel gas recirculation passage,
2. The fuel cell control apparatus according to claim 1, wherein the fluid injection control means removes foreign matter from the check valve by stopping the circulation of fuel gas by the circulation pump and injecting fluid from the fluid injection means.
請求項1または2に記載の燃料電池の制御装置において、さらに、
前記逆止弁は、中空部を有する筒状部と、前記筒状部の中空部に前記燃料ガスを導入する通路部と、前記中空部への前記通路部の開口を含む弁座部と、前記中空部内の燃料ガスにより前記弁座部に対して閉弁方向に押圧される弁体と、前記弁座部と弁体との間で前記開口を取り囲んで配設されるシール部材とを有し、
前記流体噴射手段は、前記弁座部において前記シール部材に向かって前記流体を噴射する噴射開口を有する燃料電池の制御装置。
The fuel cell control device according to claim 1, further comprising:
The check valve includes a tubular portion having a hollow portion, a passage portion for introducing the fuel gas into the hollow portion of the tubular portion, and a valve seat portion including an opening of the passage portion to the hollow portion, A valve body that is pressed against the valve seat portion by the fuel gas in the hollow portion in a valve closing direction; and a seal member that is disposed so as to surround the opening between the valve seat portion and the valve body. And
The said fluid injection means is a control apparatus of the fuel cell which has the injection opening which injects the said fluid toward the said seal member in the said valve seat part.
請求項1から3のいずれかに記載の燃料電池の制御装置において、さらに、
前記流体噴射手段は、高圧ガスが導入される第1通路と液体が導入される第2通路とが合流して構成され、前記第1通路に導入される高圧ガスの流れにより第2通路から前記液体を吸い上げ、前記高圧ガスと液体とが混合した流体を生成する流体混合部を有する燃料電池の制御装置。
The fuel cell control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
The fluid ejecting means is configured by joining a first passage through which high-pressure gas is introduced and a second passage through which liquid is introduced, and the fluid is injected from the second passage by the flow of high-pressure gas introduced into the first passage. A fuel cell control device comprising a fluid mixing section that sucks up a liquid and generates a fluid in which the high-pressure gas and the liquid are mixed.
請求項2から4のいずれかに記載の燃料電池の制御装置において、さらに、
前記逆止弁から燃料ガス供給通路に通じる燃料ガス環流通路内の圧力と
前記逆止弁から前記環流ポンプに通じる燃料ガス環流通路内の圧力との差圧を検出する差圧検出手段を備え、
前記流体噴射制御手段は、前記差圧検出手段により検出される差圧が所定差圧以下のときに前記逆止弁の異物除去を行うことを決定する燃料電池の制御装置。
The fuel cell control device according to any one of claims 2 to 4, further comprising:
A differential pressure detection means for detecting a differential pressure between a pressure in the fuel gas circulation passage communicating from the check valve to the fuel gas supply passage and a pressure in the fuel gas circulation passage communicating from the check valve to the circulation pump;
The fluid injection control means is a fuel cell control device that determines to remove foreign matter from the check valve when the differential pressure detected by the differential pressure detection means is not more than a predetermined differential pressure.
請求項2から4のいずれかに記載の燃料電池の制御装置において、さらに、
前記逆止弁から燃料ガス供給通路に通じる第1の燃料ガス環流通路内の圧力を検出する第1圧力センサ、および、前記逆止弁から前記環流ポンプに通じる第2の燃料ガス環流通路内の圧力を検出する第2圧力センサの少なくとも1つを備え、
前記流体噴射制御手段は、前記第1圧力センサの圧力検出値の時間変化率または第2圧力センサの圧力検出値の時間変化率から前記逆止弁の異物除去を行うか否かを決定する燃料電池の制御装置。
The fuel cell control device according to any one of claims 2 to 4, further comprising:
A first pressure sensor for detecting a pressure in a first fuel gas circulation passage communicating from the check valve to a fuel gas supply passage; and a second fuel gas circulation passage communicating from the check valve to the circulation pump. Comprising at least one second pressure sensor for detecting pressure;
The fluid injection control means determines whether or not to remove foreign matter from the check valve based on the time change rate of the pressure detection value of the first pressure sensor or the time change rate of the pressure detection value of the second pressure sensor. Battery control device.
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