JP2009026642A - Humidifying device for fuel cell - Google Patents

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順一 横山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a humidifying device in which a humidifying amount of a cathode gas can be set further superbly. <P>SOLUTION: The device has a cathode gas passage 2, an offgas passage 4, a humidifier 3, and an adjusting element 5 to adjust a supply flow rate V1 to supply the gas to a second passage 32 of the humidifier 3. A temperature of the cathode gas before being supplied to a first passage 31 of the humidifier 3 or a cabinet 30 of the humidifier 3 is to be Ta. A temperature of the cathode gas before being supplied to a cathode 10 is to be T2. A target temperature of the temperature T2 is to be T2target. An adjusting element control means to control the adjusting element 5 so that the temperature T2 comes closer to the target temperature T2target, and, a target temperature setting means to set the target temperature T2target relatively lower in case the temperature Ta is low than in case the temperature Ta is high. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池のカソードに供給される前のカソードガスを加湿する燃料電池用加湿装置に関する。   The present invention relates to a fuel cell humidifier for humidifying a cathode gas before being supplied to a cathode of a fuel cell.

燃料電池のカソードに供給される前のカソードガスを加湿する燃料電池用加湿装置が知られている（特許文献１〜６）。このような燃料電池用加湿装置として、燃料電池のスタックと、カソードガスをスタックのカソードに供給するカソードガス通路と、加湿器と、スタックのカソードから吐出されたオフガスを加湿器に供給する供給流量を調整可能なバイパスバルブとを備えているものが知られている。スタックのカソードから吐出された後のオフガスは、発電反応を経ているため、スタックに供給される前のカソードガスと比較されると、高温高湿である。そこで、バイパスバルブの開閉を制御することにより、スタックのカソードから吐出された後の高温および高湿のオフガスを加湿器に供給する流量を可変に調整する。これにより加湿器の水分保持部材への熱および水分の伝達を調整する。この結果、スタックのカソードの入口に供給される直前のカソードガスの加湿量が制御されている。しかし外気温度が変化するとき、あるいは、加湿器の筐体の温度が変化するときには、燃料電池のカソードに供給されるカソードガスの加湿量を良好に設定するには、必ずしも容易ではない。   There are known fuel cell humidifiers that humidify the cathode gas before being supplied to the cathode of the fuel cell (Patent Documents 1 to 6). As such a fuel cell humidifier, a fuel cell stack, a cathode gas passage for supplying cathode gas to the cathode of the stack, a humidifier, and a supply flow rate for supplying off-gas discharged from the cathode of the stack to the humidifier It is known to have a bypass valve that can be adjusted. Since the off gas discharged from the cathode of the stack undergoes a power generation reaction, it is hot and humid when compared with the cathode gas before being supplied to the stack. Therefore, by controlling the opening and closing of the bypass valve, the flow rate of supplying the high-temperature and high-humidity off gas discharged from the cathode of the stack to the humidifier is variably adjusted. Thereby, the transmission of heat and moisture to the moisture holding member of the humidifier is adjusted. As a result, the humidification amount of the cathode gas immediately before being supplied to the cathode inlet of the stack is controlled. However, when the outside air temperature changes or when the temperature of the humidifier housing changes, it is not always easy to set the humidification amount of the cathode gas supplied to the cathode of the fuel cell well.

そこで、特許文献１によれば、加湿器を通過した後でスタックのカソードに供給される直前のカソードガスの温度と、加湿器で加湿されたカソードガスの加湿量との間には比例関係が存在することに着目している。そして、加湿器を通過した後でスタックのカソードに供給される直前のカソードガスの温度の目標温度を設定し、カソードガスの実際の温度が目標温度に合致するようにバイパスバルブの開閉を制御し、高温高湿のオフガスの熱および水分を加湿器に与えることにしている。
特開２００６−１５６２０３号公報 特開２００３−２２３９０９号公報 特開２００４−０４７１５４号公報 特開２００４−３４９０６７号公報 特開２００６−２６１００２号公報 特開２００６−１５６２０３号公報 Thus, according to Patent Document 1, there is a proportional relationship between the temperature of the cathode gas immediately after being supplied to the cathode of the stack after passing through the humidifier, and the humidification amount of the cathode gas humidified by the humidifier. Focuses on the existence. Then, after setting the target temperature of the cathode gas just before being supplied to the cathode of the stack after passing through the humidifier, the opening and closing of the bypass valve is controlled so that the actual temperature of the cathode gas matches the target temperature. Therefore, the heat and moisture of high temperature and high humidity off gas are given to the humidifier.
JP 2006-156203 A JP 2003-223909 A JP 2004-047154 A JP 2004-349067 A JP 2006-261002 A JP 2006-156203 A

上記した特許文献１に係る技術は、加湿器で加湿された後で且つスタックのカソードの入口に供給される直前のカソードガスの温度が、その目標温度となるように、バイパスバルブの開度を制御する。このものによれば、カソードガスの加湿量を良好に設定することができる。   The technique according to Patent Document 1 described above is such that the opening degree of the bypass valve is adjusted so that the temperature of the cathode gas after being humidified by the humidifier and immediately before being supplied to the inlet of the cathode of the stack becomes the target temperature. Control. According to this, the humidification amount of the cathode gas can be set satisfactorily.

しかしながら上記した技術によれば、外気温度が低いとき等のように変化するとき、あるいは、システムが起動直後で加湿器の筐体の温度が低いとき等のように定常状態とは異なるときには、カソードガスの加湿量を適切にするには、やはり限界がある。   However, according to the technique described above, when the outside air temperature changes, such as when the outside air temperature is low, or when the temperature of the humidifier housing is low immediately after the system is started, There is still a limit to the appropriate amount of gas humidification.

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、外気温度が変化するときであっても、あるいは、加湿器の筐体の温度が変化するときであっても、燃料電池のカソードに供給されるカソードガスの加湿量を更に良好に設定できる燃料電池用加湿装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is supplied to the cathode of a fuel cell even when the outside air temperature changes or when the temperature of the humidifier housing changes. It is an object of the present invention to provide a fuel cell humidifier capable of setting the humidification amount of the cathode gas to be further improved.

本発明者は、加湿器を通過した後でスタックのカソードに供給される直前のカソードガスの温度がその目標温度となるように、バイパスバルブを制御する場合であっても、加湿器に導入されるカソードガスの温度Ｔ１が高いときには、あるいは、加湿器の筐体の温度Ｔ３が高いときには、加湿器において熱交換および水交換が良好に行われにくいこと、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが一定の固定値であると、カソードガスを加湿器で良好に加湿できず、加湿器で加湿されたカソードガスの相対湿度が低下するおそれがあることを知見した。そして本発明者は、カソードガスの温度Ｔ１の変動、あるいは、加湿器の筐体の温度Ｔ３の変動を考慮して、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetの値を設定すれば、加湿器で加湿されたカソードガスの相対湿度を高くできることを知見し、実機テストで確認した。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。   Even if the bypass valve is controlled so that the temperature of the cathode gas immediately after being supplied to the cathode of the stack after passing through the humidifier becomes the target temperature, the inventor is introduced into the humidifier. When the cathode gas temperature T1 is high, or when the temperature T3 of the humidifier casing is high, heat exchange and water exchange are difficult to be performed in the humidifier, and the target temperature T2target of the temperature T2 is fixed. It was found that the cathode gas could not be humidified satisfactorily with a humidifier, and the relative humidity of the cathode gas humidified with the humidifier might decrease. Then, the present inventor considered that the temperature T1 of the cathode gas or the temperature T3 of the casing of the humidifier was considered, and if the target temperature T2target value of the temperature T2 was set, the humidifier was humidified. We found that the relative humidity of the cathode gas can be increased, and we confirmed it with an actual machine test. The present invention has been completed based on such findings.

即ち、本発明に係る燃料電池用加湿装置は、カソードガスを燃料電池のカソードに供給するカソードガス通路と、
燃料電池のカソードから吐出されたオフガスを流すオフガス通路と、
カソードガス通路およびオフガス通路に繋がり、燃料電池のカソードに供給される前のカソードガスが流れる第１通路と、燃料電池のカソードから吐出された発電後のオフガスが流れる第２通路と、第２通路のオフガスの熱および水分を第１通路のカソードガスに移動させる水分保持部材とを有する加湿器と、
オフガス通路を流れ且つカソードガスよりも高温および高湿のオフガスについて、加湿器の第２通路に供給する供給流量を調整可能に前記オフガス通路に設けられた調整要素と、
調整要素を制御することにより供給流量を調整し、加湿器の第２通路内のオフガスから加湿器の水分保持部材への熱および水分の伝達を調整し、燃料電池の前記カソードに供給される前であって加湿器の第１通路で加湿されたカソードガスの温度を制御する制御手段とを具備しており、
制御手段は、
加湿器の第１通路に供給される前のカソードガスの温度、または、加湿器の筐体の温度をＴａとし、燃料電池のカソードに供給される前であって加湿器の第１通路で加湿されたカソードガスの温度をＴ２とし、温度Ｔ２の目標温度をＴ２targetとするとき、
温度Ｔ２が目標温度Ｔ２targetに近づくように調整要素を制御して供給流量を調整する調整要素制御手段と、
温度Ｔａがこれの基準温度以上のとき、温度Ｔａが低い場合には温度Ｔａが高い場合よりも、目標温度Ｔ２targetを相対的に低く設定する温度設定則を有する目標温度設定手段とを具備する。 That is, the fuel cell humidifier according to the present invention comprises a cathode gas passage for supplying a cathode gas to the cathode of the fuel cell;
An offgas passage for flowing offgas discharged from the cathode of the fuel cell;
A first passage connected to the cathode gas passage and the off-gas passage, through which the cathode gas before being supplied to the cathode of the fuel cell flows, a second passage through which the off-gas after power generation discharged from the cathode of the fuel cell flows, and a second passage A humidifier having a moisture retention member that moves the heat and moisture of the off-gas to the cathode gas of the first passage;
An adjustment element provided in the off-gas passage so that the supply flow rate supplied to the second passage of the humidifier for the off-gas flowing through the off-gas passage and higher than and higher than the cathode gas can be adjusted;
Before adjusting the supply flow rate by controlling the adjustment element, adjusting the heat and moisture transfer from the off-gas in the second passage of the humidifier to the moisture holding member of the humidifier, before being supplied to the cathode of the fuel cell And a control means for controlling the temperature of the cathode gas humidified in the first passage of the humidifier,
The control means
The temperature of the cathode gas before being supplied to the first passage of the humidifier or the temperature of the housing of the humidifier is Ta, and the humidifier is humidified in the first passage of the humidifier before being supplied to the cathode of the fuel cell. When the temperature of the generated cathode gas is T2, and the target temperature of the temperature T2 is T2target,
Adjustment element control means for adjusting the supply flow rate by controlling the adjustment element so that the temperature T2 approaches the target temperature T2target;
When the temperature Ta is equal to or higher than the reference temperature, target temperature setting means having a temperature setting rule for setting the target temperature T2target relatively lower when the temperature Ta is lower than when the temperature Ta is high is provided.

また、本発明に係る燃料電池用加湿装置は、カソードガスを燃料電池のカソードに供給するカソードガス通路と、
燃料電池のカソードから吐出されたオフガスを流すオフガス通路と、
カソードガス通路およびオフガス通路に繋がり、燃料電池のカソードに供給される前のカソードガスが流れる第１通路と、燃料電池のカソードから吐出された発電後のオフガスが流れる第２通路と、第２通路のオフガスの熱および水分を第１通路のカソードガスに移動させる水分保持部材とを有する加湿器と、
オフガス通路を流れ且つカソードガスよりも高温および高湿のオフガスについて、加湿器の第２通路に供給する供給流量を調整可能にオフガス通路に設けられた調整要素と、
調整要素を制御することにより供給流量を調整し、加湿器の第２通路内のオフガスから加湿器の水分保持部材への熱および水分の伝達を調整し、燃料電池のカソードに供給される前であって加湿器の第１通路で加湿されたカソードガスの温度を制御する制御手段とを具備しており、
制御手段は、
加湿器の第１通路に供給される前のカソードガスの温度、または、加湿器の筐体の温度をＴａとし、燃料電池のカソードに供給される前であって加湿器の前記第１通路で加湿されたカソードガスの温度をＴ２とし、温度Ｔ２の目標温度をＴ２targetとするとき、
温度Ｔ２が目標温度Ｔ２targetに近づくように前記調整要素を制御して前記供給流量を調整する調整要素制御手段と、
温度Ｔａが基準温度範囲内のとき、温度Ｔａが低い場合には温度Ｔａが高い場合よりも、目標温度Ｔ２targetを相対的に低く設定する温度設定則を有する目標温度設定手段とを具備する。 Further, the fuel cell humidifier according to the present invention comprises a cathode gas passage for supplying a cathode gas to the cathode of the fuel cell;
An offgas passage for flowing offgas discharged from the cathode of the fuel cell;
A first passage connected to the cathode gas passage and the off-gas passage, through which the cathode gas before being supplied to the cathode of the fuel cell flows, a second passage through which the off-gas after power generation discharged from the cathode of the fuel cell flows, and a second passage A humidifier having a moisture retention member that moves the heat and moisture of the off-gas to the cathode gas of the first passage;
An adjustment element provided in the off-gas passage so that the supply flow rate supplied to the second passage of the humidifier can be adjusted with respect to the off-gas flowing in the off-gas passage and having a higher temperature and higher humidity than the cathode gas;
Before adjusting the supply flow rate by controlling the adjustment element, adjusting the transfer of heat and moisture from the off-gas in the second passage of the humidifier to the moisture holding member of the humidifier, before being supplied to the cathode of the fuel cell And a control means for controlling the temperature of the cathode gas humidified in the first passage of the humidifier,
The control means
The temperature of the cathode gas before being supplied to the first passage of the humidifier or the temperature of the housing of the humidifier is Ta, and before being supplied to the cathode of the fuel cell, in the first passage of the humidifier. When the temperature of the humidified cathode gas is T2, and the target temperature of the temperature T2 is T2target,
Adjustment element control means for adjusting the supply flow rate by controlling the adjustment element so that the temperature T2 approaches the target temperature T2target;
When the temperature Ta is within the reference temperature range, a target temperature setting means having a temperature setting rule for setting the target temperature T2target relatively lower when the temperature Ta is lower than when the temperature Ta is high is provided.

ここで、温度Ｔａの実使用範囲において、上記した温度設定則が適用されている。温度Ｔａの基準温度とは、燃料電池システムが定常運転するとき、実際に使用される温度Ｔａの実使用範囲の下限温度を意味する。温度Ｔａの基準温度範囲内とは、燃料電池システムが定常運転するとき、実際に使用される温度Ｔａの実使用範囲を意味する。実使用範囲の下限温度未満の温度領域においては、温度Ｔａが低温過ぎるため、上記した温度設定則が適用されると、加湿器による加湿量が充分ではないおそれがある。   Here, the above temperature setting rule is applied in the actual use range of the temperature Ta. The reference temperature of the temperature Ta means the lower limit temperature of the actual usage range of the temperature Ta that is actually used when the fuel cell system is in steady operation. Within the reference temperature range of the temperature Ta means the actual use range of the temperature Ta that is actually used when the fuel cell system is in steady operation. In the temperature region below the lower limit temperature of the actual use range, the temperature Ta is too low. Therefore, when the above temperature setting rule is applied, the humidification amount by the humidifier may not be sufficient.

ここで、温度Ｔａが温度Ｔ１であるとき、温度Ｔ１の基準温度は、燃料電池システムが定常運転するとき、実際に使用される温度Ｔ１の実使用範囲の下限温度を意味する。温度Ｔａが温度Ｔ３であるとき、温度Ｔ３の基準温度は、燃料電池システムが実際に使用される温度Ｔ３の実使用範囲の下限温度を意味する。定常運転とは、燃料電池システムが異常運転しておらず、定格出力内で安全に発電運転しているときを意味し、負荷の変動に応じて発電量が変動することを許容する。   Here, when the temperature Ta is the temperature T1, the reference temperature of the temperature T1 means the lower limit temperature of the actual use range of the temperature T1 that is actually used when the fuel cell system is steadily operated. When the temperature Ta is the temperature T3, the reference temperature of the temperature T3 means the lower limit temperature of the actual use range of the temperature T3 at which the fuel cell system is actually used. The steady operation means a time when the fuel cell system is not operating abnormally and is safely generating power within the rated output, and the amount of power generation is allowed to fluctuate in accordance with load fluctuations.

本発明によれば、温度Ｔａは、加湿器の第１通路に供給される前のカソードガスの温度Ｔ１とすることができる。この場合、目標温度設定手段は、温度Ｔ１が低い場合には温度Ｔ１が高い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを相対的に低くする。且つ、目標温度設定手段は、温度Ｔ１が高い場合には温度Ｔ１が低い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを相対的に高くする。   According to the present invention, the temperature Ta can be the temperature T1 of the cathode gas before being supplied to the first passage of the humidifier. In this case, the target temperature setting means relatively lowers the target temperature T2target of the temperature T2 when the temperature T1 is low than when the temperature T1 is high. Further, the target temperature setting means makes the target temperature T2target of the temperature T2 relatively higher when the temperature T1 is higher than when the temperature T1 is low.

本発明によれば、温度Ｔａは、加湿器の筐体の温度Ｔ３とすることができる。この場合、目標温度設定手段は、温度Ｔ３が低い場合には温度Ｔ３が高い場合よりも温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを相対的に低くし、且つ、温度Ｔ３が高い場合には温度Ｔ３が低い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを相対的に高くなるように設定する。   According to the present invention, the temperature Ta can be the temperature T3 of the housing of the humidifier. In this case, when the temperature T3 is low, the target temperature setting means makes the target temperature T2target of the temperature T2 relatively lower than when the temperature T3 is high, and when the temperature T3 is high, the temperature T3 is low Rather, the target temperature T2target of the temperature T2 is set to be relatively high.

上記した温度設定則は基準温度以上（基準温度範囲内）のときに採用されている。この場合、目標温度設定手段は、温度Ｔａ（温度Ｔ１または温度Ｔ３）がこれの基準温度よりも低いときには、上記した温度設定則に基づかない。即ち、基温度設定則に基づいて設定される目標温度Ｔ２targetよりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを高温に設定する。これにより外気の温度や筐体の温度が過剰に低いときに適応できる。   The above temperature setting rule is adopted when the temperature is above the reference temperature (within the reference temperature range). In this case, the target temperature setting means is not based on the temperature setting rule described above when the temperature Ta (temperature T1 or temperature T3) is lower than the reference temperature. That is, the target temperature T2target of the temperature T2 is set to be higher than the target temperature T2target set based on the base temperature setting rule. This can be applied when the temperature of the outside air or the temperature of the housing is excessively low.

本発明によれば、温度Ｔａ（加湿器の第１通路に供給される前のカソードガス、または、加湿器の筐体の温度）に応じて、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが設定される。このため、外気温度が変化するときであっても、あるいは、加湿器の筐体の温度が変化するときであっても、加湿器で加湿され且つ燃料電池のカソードに供給されるカソードガスの加湿量を良好に設定できる。   According to the present invention, the target temperature T2target of the temperature T2 is set according to the temperature Ta (the cathode gas before being supplied to the first passage of the humidifier or the temperature of the housing of the humidifier). Therefore, even when the outside air temperature changes or when the temperature of the humidifier housing changes, the humidification of the cathode gas that is humidified by the humidifier and supplied to the cathode of the fuel cell is performed. The amount can be set well.

（実施形態１）
図１は実施形態１の燃料電池用加湿装置の概念を示す。本実施形態によれば、燃料電池用加湿装置は、燃料電池のセルが積層されて形成されたスタック１と、カソードガス通路２と、加湿器３と、オフガスが流れるオフガス通路４と、調整要素として機能するバイパスバルブ５と、オフガスが流れる迂回通路６（オフガス通路４の一部を構成）と、制御手段として機能する制御装置７とを備えている。スタック１、カソードガス通路２、加湿器３、オフガス通路４、バイパスバルブ５、迂回通路６、制御装置７は、ハウジング１００の室１０１内に配置されている。ハウジング１００は、外気を導入する開口１０２と、室１０１内の空気を外気に導出する開口１０３とをもつ。ハウジング１００の室１０１には改質器２００が収容されている。改質器２００は、改質部２０１と、改質部２０１を加熱するバーナで形成された燃焼部２０２とをもつ。このためハウジング１００の室１０１内の温度は、外気が零下雰囲気であっても、高くなる。 (Embodiment 1)
FIG. 1 shows the concept of a fuel cell humidifier according to the first embodiment. According to the present embodiment, the fuel cell humidifier includes a stack 1 formed by stacking fuel cell cells, a cathode gas passage 2, a humidifier 3, an off gas passage 4 through which off gas flows, and an adjustment element. A bypass valve 5 that functions as a detour, a detour passage 6 through which off-gas flows (a part of the off-gas passage 4), and a control device 7 that functions as control means. The stack 1, the cathode gas passage 2, the humidifier 3, the off gas passage 4, the bypass valve 5, the bypass passage 6, and the control device 7 are disposed in the chamber 101 of the housing 100. The housing 100 has an opening 102 for introducing outside air, and an opening 103 for guiding the air in the chamber 101 to the outside air. A reformer 200 is accommodated in the chamber 101 of the housing 100. The reformer 200 includes a reforming unit 201 and a combustion unit 202 formed by a burner that heats the reforming unit 201. For this reason, the temperature in the chamber 101 of the housing 100 becomes high even if the outside air is in a sub-zero atmosphere.

スタック１を構成するセルは、カソードガス（一般的には空気）が供給されるカソード１０と、アノード流体（水素含有ガスまたは水素ガス）が供給されるアノード１１と、カソード１０およびアノード１１で挟持された高分子系または無機系の電解質膜１２とを備えている。アノード流路１１０からアノード１１にアノードガス（アノード流体，水素ガスまたは水素含有ガス）が供給される。スタック１は、複数のセルを積層して形成されている。なお図１は概念図を示し、カソード１０およびアノード１１を単純化している。   The cells constituting the stack 1 are sandwiched between a cathode 10 to which a cathode gas (generally air) is supplied, an anode 11 to which an anode fluid (hydrogen-containing gas or hydrogen gas) is supplied, and the cathode 10 and the anode 11. And a polymer-based or inorganic-based electrolyte membrane 12. Anode gas (anode fluid, hydrogen gas or hydrogen-containing gas) is supplied from the anode flow path 110 to the anode 11. The stack 1 is formed by stacking a plurality of cells. FIG. 1 shows a conceptual diagram, and the cathode 10 and the anode 11 are simplified.

カソードガス通路２は、カソードガスを燃料電池のカソード１０に供給するものであり、搬送駆動源として機能するポンプ２０と、カソードガスを吸引させる吸入口２１とを備えている。ポンプ２０に代えて、ファン、ブロア、コンプレッサとしても良い。カソードガスとしては、酸素ガス、酸素含有ガス、空気が例示される。   The cathode gas passage 2 supplies the cathode gas to the cathode 10 of the fuel cell, and includes a pump 20 that functions as a conveyance drive source and an inlet 21 that sucks the cathode gas. Instead of the pump 20, a fan, a blower, or a compressor may be used. Examples of the cathode gas include oxygen gas, oxygen-containing gas, and air.

加湿器３は、カソードガス通路２の途中およびオフガス通路４の途中に設けられている。加湿器３は、筐体３０と、筐体３０の内部に設けられた第１通路３１と、筐体３０の内部に設けられた第２通路３２と、筐体３０の内部に設けられた膜状をなす水分保持部材３３とを有する。図１は概念図を示し、加湿器３の内部構造を単純化している。加湿器３の第１通路３１はカソードガス通路２に連通しており、スタック１を構成する燃料電池のカソード１０の入口１０ｉに供給される前（発電前）のカソードガスを流す。第２通路３２は、スタック１を構成する燃料電池のカソード１０の出口１０ｐから吐出された発電後のオフガスを流す。前述したようにスタック１は発電反応により熱および水を発生させる。従って、スタック１のカソード１０の出口１０ｐから吐出された発電反応後のオフガスは、スタック１のカソード１０の入口１０ｉに供給される前のカソードガスに比較して、相対的に高温高湿である。   The humidifier 3 is provided in the middle of the cathode gas passage 2 and in the off gas passage 4. The humidifier 3 includes a housing 30, a first passage 31 provided in the housing 30, a second passage 32 provided in the housing 30, and a film provided in the housing 30. And a moisture holding member 33 having a shape. FIG. 1 shows a conceptual diagram and simplifies the internal structure of the humidifier 3. The first passage 31 of the humidifier 3 communicates with the cathode gas passage 2, and the cathode gas before being supplied (before power generation) flows to the inlet 10 i of the cathode 10 of the fuel cell constituting the stack 1. The second passage 32 allows the off-gas after power generation discharged from the outlet 10p of the cathode 10 of the fuel cell constituting the stack 1 to flow. As described above, the stack 1 generates heat and water by a power generation reaction. Therefore, the off gas after the power generation reaction discharged from the outlet 10p of the cathode 10 of the stack 1 is relatively hot and humid as compared with the cathode gas before being supplied to the inlet 10i of the cathode 10 of the stack 1. .

水分保持部材３３は、加湿器３の筐体３０内において第１通路３１と第２通路３２とを仕切るものである。水分保持部材３３は、熱および水分を伝搬可能な膜（例えば高分子系の膜等）を基材として形成されている。第２通路３２を流れるオフガスが水分保持部材３３に接触すると、高温高湿のオフガスの熱および水分を受ける。第１通路３１を流れるカソードガスが水分保持部材３３に接触すると、水分保持部材３３はカソードガスに熱および水分を与える。   The moisture retaining member 33 partitions the first passage 31 and the second passage 32 in the housing 30 of the humidifier 3. The moisture holding member 33 is formed using a film (for example, a polymer film) capable of transmitting heat and moisture as a base material. When the off gas flowing through the second passage 32 comes into contact with the moisture retaining member 33, the heat and moisture of the high temperature and high humidity off gas are received. When the cathode gas flowing through the first passage 31 contacts the moisture holding member 33, the moisture holding member 33 gives heat and moisture to the cathode gas.

調整要素として機能するバイパスバルブ５は、オフガス通路４において加湿器３の第２通路３２の入口３２ｉとスタック１のカソード１０の出口１０ｐとの間に設けられている。バイパスバルブ５は、オフガス通路４および迂回通路６に連通するように設けられている。バイパスバルブ５は、スタック１のカソード１０の出口１０ｐに繋がる第１ポート５ｆと、加湿器３の第２通路３２の入口３２ｉに繋がる第２ポート５ｓと、迂回通路６に繋がる第３ポート５ｔとを備えている。ここで、加湿器３の第２通路３２に供給される供給流量をＶ１とする。加湿器３の第２通路３２を迂回させて迂回通路６に流す迂回流量をＶ２とする。バイパスバルブ５は、開度および／または開閉時期を制御することにより、比率α（α＝Ｖ１／Ｖ２）を調整可能である。迂回通路６の一端６ｅはバイパスバルブ５の第３ポート５ｔに繋がる。迂回通路６の他端６ｆは加湿器３を迂回し、オフガス通路４のうち加湿器３の第２通路３２の出口３２ｐの下流に繋がる。   The bypass valve 5 that functions as an adjusting element is provided between the inlet 32 i of the second passage 32 of the humidifier 3 and the outlet 10 p of the cathode 10 of the stack 1 in the off gas passage 4. The bypass valve 5 is provided so as to communicate with the offgas passage 4 and the bypass passage 6. The bypass valve 5 includes a first port 5f connected to the outlet 10p of the cathode 10 of the stack 1, a second port 5s connected to the inlet 32i of the second passage 32 of the humidifier 3, and a third port 5t connected to the bypass passage 6. It has. Here, the supply flow rate supplied to the second passage 32 of the humidifier 3 is V1. A bypass flow rate that bypasses the second passage 32 of the humidifier 3 and flows to the bypass passage 6 is defined as V2. The bypass valve 5 can adjust the ratio α (α = V1 / V2) by controlling the opening degree and / or the opening / closing timing. One end 6 e of the bypass passage 6 is connected to the third port 5 t of the bypass valve 5. The other end 6 f of the bypass passage 6 bypasses the humidifier 3 and is connected to the downstream of the outlet 32 p of the second passage 32 of the humidifier 3 in the offgas passage 4.

前述したように、スタック１のカソード１０の出口１０ｐから吐出された後のオフガスと、加湿器３の第１通路３１の入口３１ｉに導入される前のカソードガスとを比較すると、オフガスはカソードガスに比較して相対的に高温および高湿である。ここでいうオフガスが相対的に高温および高湿は、加湿器３の第１通路３１の入口３１ｉに導入される前のカソードガスよりも相対的に、高温および高湿であるという意味である。   As described above, when the off gas discharged from the outlet 10p of the cathode 10 of the stack 1 is compared with the cathode gas before being introduced into the inlet 31i of the first passage 31 of the humidifier 3, the off gas is the cathode gas. Compared to, it is relatively hot and humid. The relatively high temperature and high humidity of the off gas here means that the high temperature and high humidity are relatively higher than the cathode gas before being introduced into the inlet 31 i of the first passage 31 of the humidifier 3.

ここで、加湿器３の第１通路３１の入口３１ｉに供給される前のカソードガスの温度、または、加湿器３の筐体３０の温度をＴａとする。加湿器３の第１通路３１の入口３１ｉに供給される前のカソードガス（ハウジング１００の室１０１内のカソードガスである空気）の温度をＴ１とする。加湿器３の第１通路３１の出口３１ｐから吐出され且つ燃料電池のカソード１０の入口１０ｉに供給される前のカソードガスの温度をＴ２とする。加湿器３の筐体３０の温度をＴ３とする。スタック１の温度をＴｓとする。   Here, the temperature of the cathode gas before being supplied to the inlet 31i of the first passage 31 of the humidifier 3 or the temperature of the housing 30 of the humidifier 3 is assumed to be Ta. The temperature of the cathode gas (air that is the cathode gas in the chamber 101 of the housing 100) before being supplied to the inlet 31i of the first passage 31 of the humidifier 3 is T1. Let T2 be the temperature of the cathode gas discharged from the outlet 31p of the first passage 31 of the humidifier 3 and supplied to the inlet 10i of the cathode 10 of the fuel cell. The temperature of the housing 30 of the humidifier 3 is T3. Let Ts be the temperature of the stack 1.

ここで、燃料電池システムが定常運転されており、ポンプ２０の回転数が定常回転数領域であるときには、Ｔｓ＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ１の関係とされている。なお、燃料電池システムの定常運転時には、オフガスの温度はスタック１の温度とほぼ同じであり、例えば７０〜８０℃程度であり、温度Ｔ１は例えば１０〜４５℃程度、２５〜４０℃程度であり、加湿器３の筐体３０の温度Ｔ３は例えば３０〜５５℃程度、３５〜５０℃程度である。オフガスの相対湿度は例えば７０〜１００％ＲＨ程度である。   Here, when the fuel cell system is in steady operation and the rotational speed of the pump 20 is in the steady rotational speed region, the relationship is Ts> T2> T3> T1. During steady operation of the fuel cell system, the off-gas temperature is substantially the same as the stack 1 temperature, for example, about 70-80 ° C., and the temperature T1 is, for example, about 10-45 ° C., about 25-40 ° C. The temperature T3 of the housing 30 of the humidifier 3 is, for example, about 30 to 55 ° C and about 35 to 50 ° C. The relative humidity of the off gas is, for example, about 70 to 100% RH.

図１に示すように、温度Ｔ１を検知するための第１温度センサ８１が加湿器３の内部において第１通路３１の入口３１ｉ側に設けられている。温度Ｔ２を検知するための第２温度センサ８２が加湿器３の内部において第１通路３１の出口３１ｐ側に設けられている。温度Ｔ３を検知するための第３温度センサ８３が加湿器３の筐体３０に設けられている。但し、第２温度センサ８２はスタック１の外部または内部において、スタック１のカソード１０の入口１０ｉ側に設けられていても良い。   As shown in FIG. 1, a first temperature sensor 81 for detecting the temperature T <b> 1 is provided inside the humidifier 3 on the inlet 31 i side of the first passage 31. A second temperature sensor 82 for detecting the temperature T <b> 2 is provided on the outlet 31 p side of the first passage 31 inside the humidifier 3. A third temperature sensor 83 for detecting the temperature T3 is provided in the housing 30 of the humidifier 3. However, the second temperature sensor 82 may be provided on the inlet 10 i side of the cathode 10 of the stack 1 outside or inside the stack 1.

図２に示すように、制御装置７は、入力処理回路７０と、出力処理回路７１と、ＣＰＵ７２と、メモリ７３（記憶要素）とを備えている。第１温度センサ８１の信号、第２温度センサ８２の信号、第３温度センサ８３の信号は、入力処理回路７０を介してＣＰＵ７２に入力される。ＣＰＵ７２は出力処理回路７１を介してバイパスバルブ５およびポンプ２０を制御する制御信号を出力する。第１温度センサ８１は加湿器３の内部において第１通路３１の入口３１ｉ側に設けられている。第２温度センサ８２は加湿器３の内部において第１通路３１の出口３１ｐ側に設けられている。但し、第１温度センサ８１は加湿器３の内部において第１通路３１の入口３１ｉに近い部位に設けられていてもよい。第２温度センサ８２は加湿器３の内部において第１通路３１の出口３１ｐに近い部位に設けられていても良い。また第１温度センサ８１は加湿器３の外部において第１通路３１の入口３１ｉ側に設けられていてもよい。第２温度センサ８２は加湿器３の外部において第１通路３１の出口３１ｐ側に設けられていても良い。   As shown in FIG. 2, the control device 7 includes an input processing circuit 70, an output processing circuit 71, a CPU 72, and a memory 73 (storage element). A signal from the first temperature sensor 81, a signal from the second temperature sensor 82, and a signal from the third temperature sensor 83 are input to the CPU 72 via the input processing circuit 70. The CPU 72 outputs a control signal for controlling the bypass valve 5 and the pump 20 via the output processing circuit 71. The first temperature sensor 81 is provided on the inlet 31 i side of the first passage 31 inside the humidifier 3. The second temperature sensor 82 is provided on the outlet 31 p side of the first passage 31 inside the humidifier 3. However, the first temperature sensor 81 may be provided in a portion near the inlet 31 i of the first passage 31 inside the humidifier 3. The second temperature sensor 82 may be provided in a portion near the outlet 31 p of the first passage 31 inside the humidifier 3. The first temperature sensor 81 may be provided on the inlet 31 i side of the first passage 31 outside the humidifier 3. The second temperature sensor 82 may be provided on the outlet 31p side of the first passage 31 outside the humidifier 3.

制御装置７は、バイパスバルブ５における比率αを制御する指令を出力する。このように比率αが調整されると、スタック１のカソード１０の出口１０ｐから吐出された高温および高湿のオフガスの供給流量Ｖ１および迂回流量Ｖ２が制御され、よって、オフガスと加湿器３の水分保持部材３３との接触度合（熱交換量および水分交換量）が調整される。故に、高温高湿のオフガスから加湿器３の水分保持部材３３へ向かう熱および水分の伝搬量が調整される。これにより制御装置７は、スタック１のカソード１０の入口１０ｉに供給される前のカソードガスの温度Ｔ２を制御することができる。温度Ｔ２は、加湿器３で加湿されスタック１のカソード１０の入口１０ｉに供給される直前のカソードガスの温度である。このようにスタック１のカソード１０の入口１０ｉに供給される直前の温度Ｔ２を基準として制御することは、温度Ｔ１，温度Ｔ３を基準として加湿器３の加湿量を制御する場合よりも、スタック１の発電を応答性よく制御することができる。このように本実施形態によれば、スタック１のカソード１０の入口１０ｉに供給される直前のカソードガスの温度Ｔ２に基づいて、加湿器３の加湿能力が調整される。   The control device 7 outputs a command for controlling the ratio α in the bypass valve 5. When the ratio α is adjusted in this way, the supply flow rate V1 and the bypass flow rate V2 of the high-temperature and high-humidity off-gas discharged from the outlet 10p of the cathode 10 of the stack 1 are controlled. The degree of contact with the holding member 33 (heat exchange amount and moisture exchange amount) is adjusted. Therefore, the propagation amount of heat and moisture from the high-temperature and high-humidity off gas to the moisture holding member 33 of the humidifier 3 is adjusted. Thus, the control device 7 can control the temperature T2 of the cathode gas before being supplied to the inlet 10i of the cathode 10 of the stack 1. The temperature T <b> 2 is the temperature of the cathode gas immediately before being humidified by the humidifier 3 and supplied to the inlet 10 i of the cathode 10 of the stack 1. In this way, controlling the temperature T2 immediately before being supplied to the inlet 10i of the cathode 10 of the stack 1 as a reference is more effective than controlling the humidification amount of the humidifier 3 based on the temperature T1 and the temperature T3. Can be controlled with high responsiveness. Thus, according to the present embodiment, the humidifying capacity of the humidifier 3 is adjusted based on the temperature T2 of the cathode gas immediately before being supplied to the inlet 10i of the cathode 10 of the stack 1.

ここで、本発明者は、温度Ｔ１（または温度Ｔ３）と加湿器３の加湿量との間に関係があることを見出し、両者の間において図３に示すような山形を示す加湿特性があることを、近年知見した。図３は、温度Ｔ１（または温度Ｔ３）と加湿器３の加湿量との関係を模式的に示す概念図である（本出願時に未公知）。スタック１の発電能力を良好に維持するためには、加湿器３の加湿量（水蒸気量）は、所定値よりも高いことが好ましい。図３に示す特性によれば、温度Ｔ１（または温度Ｔ３）がこれの実使用範囲ＸＡ（＝基準温度範囲）よりも過剰に高くなると、加湿器３における加湿能力が低下する傾向がある。その理由としては、温度Ｔ１（または温度Ｔ３）がこれの実使用範囲ＸＡよりも高くなると、カソードガスの温度、または、加湿器３の筐体３０の温度が上昇しており、ひいては、加湿器３の筐体３０の温度と、スタック１のカソード１０から吐出されたオフガス（一般的には筐体３０の温度よりも高い）との温度差が少ない。このため、カソードオフガス側からカソードガス側への熱移動量および水移動量が少なくなり、カソードガスの加湿量が低下する。   Here, the present inventor has found that there is a relationship between the temperature T1 (or temperature T3) and the humidification amount of the humidifier 3, and there is a humidification characteristic showing a mountain shape as shown in FIG. I found out in recent years. FIG. 3 is a conceptual diagram schematically showing the relationship between the temperature T1 (or temperature T3) and the humidification amount of the humidifier 3 (unknown at the time of this application). In order to maintain the power generation capacity of the stack 1 satisfactorily, the humidification amount (water vapor amount) of the humidifier 3 is preferably higher than a predetermined value. According to the characteristics shown in FIG. 3, when the temperature T1 (or temperature T3) is excessively higher than the actual use range XA (= reference temperature range), the humidifying ability in the humidifier 3 tends to be lowered. The reason for this is that when the temperature T1 (or temperature T3) becomes higher than the actual use range XA, the temperature of the cathode gas or the temperature of the housing 30 of the humidifier 3 increases, and as a result, the humidifier 3, and the temperature difference between the off-gas discharged from the cathode 10 of the stack 1 (generally higher than the temperature of the housing 30) is small. For this reason, the amount of heat transfer and water transfer from the cathode off-gas side to the cathode gas side is reduced, and the humidification amount of the cathode gas is reduced.

同様に、温度Ｔ１（または温度Ｔ３）がこれの実使用範囲ＸＡ（＝基準温度範囲内）よりも低くなると、加湿器３における加湿能力が低下する傾向がある。その理由としては、温度Ｔ１（または温度Ｔ３）が低くなると、カソードガスに保持できる水蒸気の絶対量が低下するため、加湿能力が低下するためである。即ち、実使用範囲ＸＡ（＝基準温度範囲）よりも低温の低温領域では、加湿器３内で凝縮が発生したり、凝縮の頻度が増加する可能性がある。   Similarly, when the temperature T1 (or temperature T3) is lower than the actual use range XA (= within the reference temperature range), the humidifying capacity of the humidifier 3 tends to be reduced. The reason is that when the temperature T1 (or temperature T3) is lowered, the absolute amount of water vapor that can be held in the cathode gas is lowered, so that the humidifying ability is lowered. That is, in the low temperature region lower than the actual use range XA (= reference temperature range), condensation may occur in the humidifier 3 or the frequency of condensation may increase.

図３に示す実使用範囲ＸＡは、燃料電池システムが定常運転で使用されるときにおける温度Ｔ１（または温度Ｔ３）の温度範囲を意味し、基準温度範囲内に相当する。実使用範囲ＸＡの最高温度はＴmaxとして示される。一般的には、Ｔmaxは、Ｔ２targetの上限値に相当する。仮にハウジング１００の外方の外気温度がかなり低いときであっても（例えば零下５℃）、ハウジング１００の室１０１内の空気は、ハウジング１００内において熱源として機能する改質器２００、制御装置７、更には各種機器（バルブ、ポンプ２０等）により暖められている。このため、外気温度がかなり低いときであっても、吸入口２１からカソードガス通路２内に吸引されるカソードガスは暖められており、結果として、カソードガスの温度Ｔ１は約５〜５５℃の範囲に納まるのが一般的である。従って、温度Ｔ１（温度Ｔ３）の実使用範囲ＸＡは、例えば、５〜５５℃程度、１０〜５３℃程度、１５〜６０℃程度である。但し、これに限定されるものではなく、燃料電池システムの仕様等に応じて多少異なる。本実施形態の燃料電池システムは、実使用範囲ＸＡの範囲内において定常運転されるように設定されている。   The actual use range XA shown in FIG. 3 means the temperature range of the temperature T1 (or temperature T3) when the fuel cell system is used in steady operation, and corresponds to the reference temperature range. The maximum temperature in the actual use range XA is indicated as Tmax. In general, Tmax corresponds to the upper limit value of T2target. Even if the outside air temperature outside the housing 100 is considerably low (for example, below 5 ° C.), the air in the chamber 101 of the housing 100 is converted into the reformer 200 and the control device 7 that function as a heat source in the housing 100. Furthermore, it is warmed by various devices (valve, pump 20 etc.). For this reason, even when the outside air temperature is considerably low, the cathode gas sucked into the cathode gas passage 2 from the suction port 21 is warmed. As a result, the cathode gas temperature T1 is about 5 to 55 ° C. It is generally within the range. Therefore, the actual use range XA of the temperature T1 (temperature T3) is, for example, about 5 to 55 ° C, about 10 to 53 ° C, and about 15 to 60 ° C. However, the present invention is not limited to this, and slightly differs depending on the specifications of the fuel cell system. The fuel cell system of the present embodiment is set so as to be steadily operated within the actual usage range XA.

図４は、制御装置７のＣＰＵ７２が実行するフローチャートを示す。フローチャートはこれに限定されるものではない。図４に示すように、ＣＰＵ７２は第１温度センサ８１の検知温度を読み込み（ステップＳ２）、これをＴ１とする。ＣＰＵ７２は、温度Ｔ１に基づいて温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを下記のマップから決定する（ステップＳ４）。ステップＳ４は、メモリ７３に格納されているマップと共に目標温度設定手段を構成する。次に、ＣＰＵ７２は、第２温度センサ８２の検知温度を読み込み、これをＴ２とする（ステップＳ６）。ＣＰＵ７２は、検知された温度Ｔ２と目標温度Ｔ２targetとを比較する。Ｔ２がＴ２targetよりも高いとき（ステップＳ８のＹＥＳ）には、制御装置７はバイパスバルブ５を制御し、供給流量Ｖ１を減少させると共に迂回流量Ｖ２を増加させる（ステップＳ１０）。供給流量Ｖ１が減少すると、高温高湿のオフガスと加湿器３の水分保持部材３３とが接触する程度が減少する。従って加湿器３の温度は相対的に低下する傾向が得られ、ひいては温度Ｔ２が低下して目標温度Ｔ２targetに近づく。   FIG. 4 shows a flowchart executed by the CPU 72 of the control device 7. The flowchart is not limited to this. As shown in FIG. 4, the CPU 72 reads the temperature detected by the first temperature sensor 81 (step S2) and sets it as T1. CPU72 determines target temperature T2target of temperature T2 from the following map based on temperature T1 (step S4). Step S4 constitutes the target temperature setting means together with the map stored in the memory 73. Next, the CPU 72 reads the temperature detected by the second temperature sensor 82 and sets it as T2 (step S6). The CPU 72 compares the detected temperature T2 with the target temperature T2target. When T2 is higher than T2target (YES in step S8), the control device 7 controls the bypass valve 5 to decrease the supply flow rate V1 and increase the bypass flow rate V2 (step S10). When the supply flow rate V1 decreases, the degree of contact between the high-temperature and high-humidity off-gas and the moisture retaining member 33 of the humidifier 3 decreases. Therefore, the temperature of the humidifier 3 tends to decrease relatively, and as a result, the temperature T2 decreases and approaches the target temperature T2target.

これに対してＴ２がＴ２targetよりも低いときには（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御装置７はバイパスバルブ５の開度および／または開閉時期を制御し、供給流量Ｖ１を増加させると共に迂回流量Ｖ２を減少させる（ステップＳ１４）。供給流量Ｖ１が増加すると、高温高湿のオフガスと加湿器３の水分保持部材３３とが接触する程度が増加する。従って加湿器３の温度および湿度は相対的に高くなり、ひいては温度Ｔ２が高くなり目標温度Ｔ２targetに近づく。待機し、一定時間経過したらステップＳ２に戻る（ステップＳ１６）。ステップＳ８〜ステップＳ１４は、調整要素制御手段として機能する。   On the other hand, when T2 is lower than T2target (YES in step S12), the control device 7 controls the opening degree and / or opening / closing timing of the bypass valve 5 to increase the supply flow rate V1 and decrease the bypass flow rate V2. (Step S14). When the supply flow rate V1 increases, the degree of contact between the high temperature and high humidity off gas and the moisture retaining member 33 of the humidifier 3 increases. Therefore, the temperature and humidity of the humidifier 3 become relatively high, and consequently the temperature T2 becomes high and approaches the target temperature T2target. The process waits and returns to step S2 after a predetermined time (step S16). Steps S8 to S14 function as adjustment element control means.

上記したような本実施形態によれば、スタック１のカソード１０の入口１０ｉに供給される直前のカソードガスの温度Ｔ２は、目標温度Ｔ２targetを基準として、目標温度Ｔ２targetプラスτ１〜目標温度Ｔ２targetマイマスτ２の温度領域に維持される。τ１、τ２は例えば０．１〜５℃程度である。即ち、スタック１のカソード１０の入口１０ｉに供給される直前のカソードガスの温度Ｔ２は、目標温度Ｔ２target付近に維持される。   According to the present embodiment as described above, the temperature T2 of the cathode gas immediately before being supplied to the inlet 10i of the cathode 10 of the stack 1 is based on the target temperature T2target plus the target temperature T2target plus τ1 to the target temperature T2target Mymouth τ2. The temperature range is maintained. τ1 and τ2 are about 0.1 to 5 ° C., for example. That is, the temperature T2 of the cathode gas immediately before being supplied to the inlet 10i of the cathode 10 of the stack 1 is maintained near the target temperature T2target.

更に本発明者は、温度Ｔａが基準温度以上のとき（温度Ｔａが基準温度範囲内のとき）、スタック１のカソード１０に導入される前のカソードガスの温度Ｔ１の変動が温度Ｔ２に与える影響についても着目した。そこで本実施形態によれば、温度Ｔ１に応じて、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetの数値が調整されている。即ち、図５はメモリ７３に格納されているマップの内容を示す。温度Ｔ１の領域は複数段階に区分けされている。温度Ｔ１が基準温度以上であり過剰の低温領域でないとき、温度の温度Ｔ１について、Ｔ１１＜Ｔ１２＜Ｔ１３＜Ｔ１４＜Ｔ１５の順に高温となる。温度領域Ｔ１１、温度領域Ｔ１２、温度領域Ｔ１３、温度領域Ｔ１４、温度領域Ｔ１５の順に、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetのデータがマップとして格納されている。図５の数字は、温度Ｔ１が最も高い温度領域Ｔ１５のときにおける目標温度Ｔ２targetを１００とするとき、各目標温度Ｔ２targetの相対表示を示す。相対表示の数値が大きい方が高温となる。 Furthermore, the present inventor has shown that when the temperature Ta is equal to or higher than the reference temperature (when the temperature Ta is within the reference temperature range), the influence of the change in the temperature T1 of the cathode gas before being introduced into the cathode 10 of the stack 1 on the temperature T2. I also focused on. Therefore, according to the present embodiment, the numerical value of the target temperature T2target of the temperature T2 is adjusted according to the temperature T1. That is, FIG. 5 shows the contents of the map stored in the memory 73. The region of temperature T1 is divided into a plurality of stages. When the temperature T1 is equal to or higher than the reference temperature and is not an excessively low temperature region, the temperature T1 becomes higher in the order of T1 1 <T1 2 <T1 3 <T1 4 <T1 5 . Data of the target temperature T2target of the temperature T2 is stored as a map in the order of the temperature region T1 1 , the temperature region T1 2 , the temperature region T1 3 , the temperature region T1 4 , and the temperature region T1 5 . Figures 5, when the 100 target temperature T2target in when the temperature T1 is the highest temperature area T1 5, showing the relative representation of each target temperature T2target. The higher the relative display value, the higher the temperature.

このデータによれば、温度Ｔ１が基準温度範囲内のとき、温度Ｔ１が低い場合には高い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に低くなるような温度設定則が採用されている。換言すると、温度Ｔ１が低い温度から高い温度に移行するにつれて、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に次第に高くなるような温度設定則が採用されている。その理由としては、温度Ｔ１が基準温度範囲内のとき、Ｔ２target＞Ｔ１の関係において、Ｔ２target−Ｔ１＝ΔＴとすると、ΔＴの大きさが加湿器３の加湿量に影響を与えるためである。   According to this data, when the temperature T1 is within the reference temperature range, a temperature setting rule is adopted such that the target temperature T2target of the temperature T2 is relatively lower when the temperature T1 is lower than when it is higher. . In other words, a temperature setting rule is adopted such that the target temperature T2target of the temperature T2 gradually increases as the temperature T1 shifts from a low temperature to a high temperature. The reason is that when the temperature T1 is within the reference temperature range and the relationship of T2target> T1 and T2target−T1 = ΔT, the magnitude of ΔT affects the humidification amount of the humidifier 3.

ここで、ΔＴの大きさが適切であれば、加湿器３の第１通路３１の入口３１ｉに供給される前のカソードガスに対して、加湿器３からの熱移動量および水分移動量が適切となる。また、ΔＴが微小または実質的に０であるときには、加湿器３の第１通路３１の入口３１ｉに供給される前のカソードガスに対して、加湿器３からの熱移動量および水分移動量が少なく、結果として、加湿器３の第１通路３１の出口３１ｐから吐出されたカソードガスの加湿量（水蒸気量）が少ないといえる。逆に、ΔＴが大きいときには、加湿器３の第１通路３１の入口３１ｉに供給される前のカソードガスに対して、加湿器３からの熱移動量および水分移動量が多くなり、結果として、加湿器３の第１通路３１の出口３１ｐから吐出されたカソードガスの加湿量（水蒸気量）が多いといえる。   Here, if the magnitude of ΔT is appropriate, the heat transfer amount and moisture transfer amount from the humidifier 3 are appropriate with respect to the cathode gas before being supplied to the inlet 31 i of the first passage 31 of the humidifier 3. It becomes. Further, when ΔT is minute or substantially 0, the heat transfer amount and moisture transfer amount from the humidifier 3 with respect to the cathode gas before being supplied to the inlet 31i of the first passage 31 of the humidifier 3 are increased. As a result, it can be said that the humidification amount (water vapor amount) of the cathode gas discharged from the outlet 31p of the first passage 31 of the humidifier 3 is small. Conversely, when ΔT is large, the heat transfer amount and the moisture transfer amount from the humidifier 3 increase with respect to the cathode gas before being supplied to the inlet 31i of the first passage 31 of the humidifier 3, and as a result, It can be said that the humidification amount (water vapor amount) of the cathode gas discharged from the outlet 31p of the first passage 31 of the humidifier 3 is large.

以上説明したように本実施形態によれば、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetは、温度Ｔ１の変化に応じて設定される。このため外気温度が変化するときであっても、加湿器３で加湿され且つスタック１のカソード１０に供給されるカソードガスの加湿量を更に良好に設定できる。   As described above, according to the present embodiment, the target temperature T2target of the temperature T2 is set according to the change of the temperature T1. For this reason, even when the outside air temperature changes, the humidification amount of the cathode gas humidified by the humidifier 3 and supplied to the cathode 10 of the stack 1 can be set even better.

（実施形態２）
図６は実施形態２を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成、作用効果を有するため、図１〜図４を準用する。本実施形態は、図３に示す実使用範囲ＸＡの下限である基準温度Ｔｃ１よりもかなり低い低温領域においても使用される場合を考慮している。 (Embodiment 2)
FIG. 6 shows a second embodiment. Since the present embodiment has basically the same configuration and operational effects as the first embodiment, FIGS. 1 to 4 are applied mutatis mutandis. The present embodiment takes into consideration the case where it is used even in a low temperature region that is considerably lower than the reference temperature Tc1, which is the lower limit of the actual use range XA shown in FIG.

図６は、メモリ７３に格納されているマップを示す。図６の数字は、温度Ｔ１が最も高い温度領域Ｔ１５のときにおける目標温度Ｔ２targetを１００とするとき、目標温度Ｔ２targetの相対表示を示す。 FIG. 6 shows a map stored in the memory 73. Figures 6, when the 100 target temperature T2target in when the temperature T1 is the highest temperature area T1 5, showing the relative representation of target temperature T2target.

上記した温度設定則のみによれば（温度Ｔ１が実使用範囲ＸＡ（＝基準温度範囲）において基準温度Ｔｃ１以上の場合）、温度Ｔ１が低い場合には高い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に低くなる。しかしながら、この温度Ｔ１が基準温度Ｔｃ１未満の低温領域では、目標温度Ｔ２targetが相対的に低目となるため、加湿器３の加湿能力は低下し、スタック１の発電性能が低下する。   According to only the temperature setting rule described above (when the temperature T1 is equal to or higher than the reference temperature Tc1 in the actual use range XA (= reference temperature range)), when the temperature T1 is low, the target temperature T2target of the temperature T2 is higher than when it is high. Is relatively low. However, since the target temperature T2target is relatively low in the low temperature region where the temperature T1 is lower than the reference temperature Tc1, the humidifying capacity of the humidifier 3 is reduced, and the power generation performance of the stack 1 is reduced.

そこで、図６に示すように、温度Ｔ１が基準温度Ｔｃ１未満の温度領域Ｔ１０（＝低温領域）においては、筐体３０からの放熱が大きいため、これを考慮し、温度Ｔ１がこれの基準温度Ｔｃ１の直上の温度領域（Ｔ１１）のときよりも、目標温度Ｔ２targetは高温側（相対表示で９８）に設定されている。温度Ｔ１が実使用範囲ＸＡの基準温度Ｔｃ１未満のとき（低温領域）には、加湿器３からの放熱量が大きく、加湿器３が昇温しにくく、水蒸気が生成されにくい。なお、基準温度Ｔｃ１としては、スタック１等に応じて適宜設定され、例えば５℃である。この場合、温度領域Ｔ１０は、上記した温度設定則に基づかない低温領域であり、例えば、温度Ｔ１が零下１０℃〜５℃未満の温度範囲に相当する。このような温度領域Ｔ１０では、加湿器３の筐体３０の温度が低下し、カソードガスに含まれる気相状の水蒸気が凝縮して液相状の水となり易く、水蒸気をスタック１のカソード１０の入口１０ｉに導入させにくい事情、即ち、加湿させにくい事情がある。 Therefore, as shown in FIG. 6, in the temperature region T1 0 (= low temperature region) where the temperature T1 is lower than the reference temperature Tc1, since the heat radiation from the housing 30 is large, the temperature T1 is the reference for this. The target temperature T2target is set on the higher temperature side (98 in relative display) than in the temperature region (T1 1 ) immediately above the temperature Tc1. When the temperature T1 is lower than the reference temperature Tc1 in the actual use range XA (low temperature region), the heat radiation from the humidifier 3 is large, the humidifier 3 is difficult to raise temperature, and water vapor is not easily generated. The reference temperature Tc1 is appropriately set according to the stack 1 or the like, and is 5 ° C., for example. In this case, the temperature region T1 0 is a low temperature region which is not based on the temperature setting rule described above, for example, the temperature T1 corresponds to a temperature range of less than minus 10 ° C. to 5 ° C.. In such a temperature region T1 0, the temperature of the casing 30 of the humidifier 3 is lowered, it tends to become liquid-like water vapor like water vapor condenses contained in the cathode gas, the water vapor in the stack 1. Cathode There are circumstances that are difficult to introduce into the 10 inlets 10i, that is, circumstances that make it difficult to humidify.

従って、マップ（図６参照）に示すように、温度Ｔ１がこれの基準温度Ｔｃ１よりも低い温度領域Ｔ１０（＝低温領域）のときには、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetは、上記した温度設定則の場合よりも高温側に設定されている。即ち、基準温度Ｔｃ１の直上の温度領域（Ｔ１１）のときよりも、高温側に設定されている。なお、基準温度Ｔｃ１として５℃を設定したが、これに限らず、加湿器３の種類等、スタック１の種類、改質装置２００の設置場所などの事情に応じて１０℃でも、０℃、零下５℃、零下１０℃でも良い。なお温度領域Ｔ１０の下限温度としては、零下２０℃、零下３０℃が例示される。 Therefore, as shown in the map (see FIG. 6), when the temperature T1 is in the temperature region T1 0 (= low temperature region) lower than the reference temperature Tc1, the target temperature T2target of the temperature T2 is determined by the above temperature setting rule. The temperature is set higher than the case. That is, the temperature is set higher than that in the temperature region (T1 1 ) immediately above the reference temperature Tc1. In addition, although 5 degreeC was set as reference temperature Tc1, it is not restricted to this, Even if it is 10 degreeC according to circumstances, such as the kind of humidifier 3, the kind of stack 1, the installation place of the reformer 200, 0 degreeC, It may be 5 ° C below zero and 10 ° C below zero. Note The lower limit temperature of the temperature region T1 0, minus 20 ° C., minus 30 ° C. is exemplified.

（実施形態３）
図７は実施形態３を示す。本実施形態は実施形態２と基本的には同様の構成、作用効果を有しており、図１〜図４を準用する。本実施形態も、低温領域で使用される場合を考慮する。図７は、メモリ７３に格納されているマップの内容を示す。図７の数字は、スタック１の電流値が高い場合における温度Ｔ１が最も高い温度領域Ｔ１５のときにおける目標温度Ｔ２targetを１００とするとき、目標温度Ｔ２targetの相対表示を示す。 (Embodiment 3)
FIG. 7 shows a third embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and effect as the second embodiment, and FIGS. 1 to 4 apply mutatis mutandis. This embodiment also considers the case where it is used in a low temperature region. FIG. 7 shows the contents of the map stored in the memory 73. It figures 7, when the target temperature T2target in when the temperature T1 is the highest temperature area T1 5 when the current value of the stack 1 is high, 100 shows a relative indication of the target temperature T2target.

このマップによれば、図７に示すように、温度Ｔ１がこれの基準温度Ｔｃ１よりも低い温度領域Ｔ１０（＝低温領域）のとき、温度Ｔ１が基準温度Ｔｃ１の直上の温度領域Ｔ１１のときよりも、目標温度Ｔ２targetは高温側（相対表示で９８または１００）に設定されている。その理由としては、温度Ｔ１が基準温度Ｔｃ１よりも低い温度領域Ｔ１０（低温領域）のときには、加湿器３からの放熱量が大きく、加湿器３が昇温しにくいためである。上記した基準温度Ｔｃ１としては、加湿器３、スタック１等に応じて適宜設定され、例えば５℃である。 According to this map, as shown in FIG. 7, when the temperature T1 is a temperature region T1 0 (= low temperature region) lower than the reference temperature Tc1, the temperature T1 is in the temperature region T1 1 immediately above the reference temperature Tc1. The target temperature T2target is set to the high temperature side (98 or 100 in relative display) than the time. The reason is that when the temperature T1 is in the temperature region T1 0 (low temperature region) lower than the reference temperature Tc1, the amount of heat released from the humidifier 3 is large, and the humidifier 3 is difficult to increase in temperature. The reference temperature Tc1 is appropriately set according to the humidifier 3, the stack 1, etc., and is, for example, 5 ° C.

このような低温領域では、カソードガスに含まれる気相状の水蒸気が凝縮して液相状の水となり易く、気相状の水蒸気をスタック１のカソード１０の入口１０ｉに導入させにくい事情がある。従って、マップ（図７参照）に示すように、温度Ｔ１がこれの基準温度Ｔｃ１よりも低い温度領域Ｔ１０（＝低温領域）のときには、温度Ｔ１が基準温度Ｔｃ１の直上の温度領域（Ｔ１１）のときより、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetは高温側に設定されている。 In such a low temperature region, vapor phase water vapor contained in the cathode gas is likely to condense into liquid phase water, and it is difficult to introduce the vapor phase water vapor to the inlet 10 i of the cathode 10 of the stack 1. . Therefore, as shown in the map (see FIG. 7), when the temperature T1 is a temperature region T1 0 (= low temperature region) lower than the reference temperature Tc1, the temperature T1 is a temperature region (T1 1 immediately above the reference temperature Tc1). ), The target temperature T2target of the temperature T2 is set to the high temperature side.

更に本実施形態によれば、スタック１の電流値Ｉを検知する電流センサが設けられている。図７に示すように、温度Ｔ１およびスタック１の電流値Ｉ（Ｉ１＜Ｉ２）の双方に応じて、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetのデータがマップに格納されている。図７に示すように、マップに格納されているデータによれば、基準温度範囲内において、温度Ｔ１が低い場合には温度Ｔ１が高い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に低くなるように設定されている。換言すると、温度Ｔ１が低い温度から高い温度に移行するにつれて、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に高くなるように設定されている。またスタック１で発電される電流値Ｉが低いＩ１の場合には、温度Ｔ１が同一であっても、電流値Ｉが高いＩ２の場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に低くなるように設定されている。 Furthermore, according to the present embodiment, a current sensor that detects the current value I of the stack 1 is provided. As shown in FIG. 7, the data of the target temperature T2target of the temperature T2 is stored in the map according to both the temperature T1 and the current value I (I 1 <I 2 ) of the stack 1. As shown in FIG. 7, according to the data stored in the map, the target temperature T2target of the temperature T2 is relatively lower when the temperature T1 is lower than when the temperature T1 is higher within the reference temperature range. It is set to be. In other words, the target temperature T2target of the temperature T2 is set to be relatively high as the temperature T1 shifts from a low temperature to a high temperature. Further, when the current value I to be generated by the stack 1 is low I 1 is also temperature T1 is the same, the current value I is than for higher I 2, the target temperature T2target temperature T2 is relatively It is set to be low.

換言すると、スタック１の電流値Ｉが高い場合には、温度Ｔ１が同一であっても、電流値Ｉが低い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に高くなるように設定されている。その理由としては、スタック１で発電される電流値Ｉが高いときには、発電量が大きいため、燃料電池のカソード１０の入口１０ｉに供給されるカソードガスの流量が増加しており、加湿量が多めに必要とされるためである。なお基準温度Ｔｃ１として５℃を設定したが、これに限らず、加湿器３の種類等、改質装置の設置場所などの事情に応じて１０℃でも、０℃、零下５℃、零下１０℃でも良い。   In other words, when the current value I of the stack 1 is high, even if the temperature T1 is the same, the target temperature T2target of the temperature T2 is set to be relatively higher than when the current value I is low. Yes. The reason for this is that when the current value I generated by the stack 1 is high, the amount of power generation is large, so the flow rate of the cathode gas supplied to the inlet 10i of the cathode 10 of the fuel cell is increased, and the amount of humidification is large. It is because it is needed for. In addition, although 5 degreeC was set as reference temperature Tc1, it is not restricted to this, Even if it is 10 degreeC according to circumstances, such as the kind of humidifier 3, the installation place of a reformer, 0 degreeC, subzero 5 degreeC, subzero 10 degreeC But it ’s okay.

（実施形態４）
図８は実施形態４を示す。本実施形態は実施形態３と基本的には同様の構成、作用効果を有しており、図１〜図４を準用する。本実施形態は、温度Ｔ１が基準温度未満Ｔｃ１未満の低温領域で使用される場合を考慮する。図８は、メモリ７３に格納されているマップの内容を示す。図８の数字は、スタック１の電流値が最も高いＩ３の場合における温度Ｔ１が最も高い温度領域Ｔ１５のときにおける目標温度Ｔ２targetを１００とするとき、目標温度Ｔ２targetの相対表示を示す。図８に示すように、スタック１の電流値Ｉの段階が増加されている（Ｉ３＞Ｉ２＞Ｉ１）。そして、温度Ｔ１およびスタック１の電流値Ｉの双方に応じて、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetのデータがマップに格納されている。 (Embodiment 4)
FIG. 8 shows a fourth embodiment. The present embodiment has basically the same configuration and effect as the third embodiment, and FIGS. 1 to 4 apply mutatis mutandis. This embodiment considers the case where the temperature T1 is used in a low temperature region below the reference temperature Tc1. FIG. 8 shows the contents of the map stored in the memory 73. It figures 8, when the target temperature T2target in when the temperature T1 is the highest temperature area T1 5 when the current value of the stack 1 is the highest I 3 and 100, indicating the relative display of the target temperature T2target. As shown in FIG. 8, the stage of the current value I of the stack 1 is increased (I 3 > I 2 > I 1 ). Then, in accordance with both the temperature T1 and the current value I of the stack 1, data of the target temperature T2target of the temperature T2 is stored in the map.

（実施形態５）
図９は実施形態５を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成、作用効果を有するため、図１〜図４を準用する。本実施形態ら係る燃料電池システムは、上記した実使用範囲ＸＡにおいて発電運転する。更に本実施形態は、温度Ｔ１ではなく、加湿器３の筐体３０の温度Ｔ３が、スタック１のカソード１０に供給される直前の温度Ｔ２に与える影響について着目している。そこで本実施形態によれば、温度Ｔ３が基準温度Ｔｃ２以上のとき、温度Ｔ３に応じて目標温度Ｔ２targetが調整されている。 (Embodiment 5)
FIG. 9 shows a fifth embodiment. Since the present embodiment has basically the same configuration and operational effects as the first embodiment, FIGS. 1 to 4 are applied mutatis mutandis. The fuel cell system according to the present embodiment performs a power generation operation in the actual use range XA described above. Furthermore, the present embodiment pays attention to the influence that the temperature T3 of the casing 30 of the humidifier 3 has on the temperature T2 immediately before being supplied to the cathode 10 of the stack 1 instead of the temperature T1. Therefore, according to the present embodiment, when the temperature T3 is equal to or higher than the reference temperature Tc2, the target temperature T2target is adjusted according to the temperature T3.

即ち、図９はメモリ７３に格納されているマップの内容を示す。温度Ｔ３の領域は複数段階に区分けされている。温度Ｔ３に応じて設定される温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetのデータがマップに格納されている。図９の数字は、温度Ｔ３が最も高い温度領域Ｔ３５のときにおける目標温度Ｔ２targetを１００とするとき、目標温度Ｔ２targetの相対表示を示す。このデータによれば、基準温度範囲内において、温度Ｔ３が低い場合には高い場合よりも、温度Ｔ３の目標温度Ｔ２targetが相対的に低くなるように設定されている。換言すると、温度Ｔ３が低い温度から高い温度に移行するにつれて、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に高くなるように設定されている。Ｔ２target＞Ｔ３の関係において、Ｔ２target−Ｔ３＝ΔＴとすると、ΔＴの大きさが加湿器３の加湿量に影響を与えるためである。なおΔＴが微小であるときには、加湿器３の第１通路３１の入口３１ｉに供給される前のカソードガスに対して、加湿器３からの熱移動量および水分移動量が少なく、結果として、加湿器３の第１通路３１の出口３１ｐから吐出されたカソードガスの加湿量（水蒸気量）が少ないといえる。 That is, FIG. 9 shows the contents of the map stored in the memory 73. The region of temperature T3 is divided into a plurality of stages. Data of the target temperature T2target of the temperature T2 set according to the temperature T3 is stored in the map. Figures 9, when the 100 target temperature T2target in when the temperature T3 is the highest temperature area T3 5, showing the relative representation of target temperature T2target. According to this data, the target temperature T2target of the temperature T3 is set to be relatively lower when the temperature T3 is lower than when it is higher within the reference temperature range. In other words, the target temperature T2target of the temperature T2 is set to be relatively high as the temperature T3 shifts from a low temperature to a high temperature. This is because if T2target−T3 = ΔT in the relationship of T2target> T3, the magnitude of ΔT affects the humidification amount of the humidifier 3. When ΔT is very small, the amount of heat transfer and moisture transfer from the humidifier 3 is less than that of the cathode gas before being supplied to the inlet 31i of the first passage 31 of the humidifier 3, resulting in humidification. It can be said that the humidification amount (water vapor amount) of the cathode gas discharged from the outlet 31p of the first passage 31 of the vessel 3 is small.

以上説明したように本実施形態によれば、目標温度Ｔ２targetは筐体３０の温度Ｔ３の変位に応じて設定される。このため加湿器３の筐体３０の温度が変化するときであっても、加湿器３で加湿され且つスタック１のカソード１０に供給されるカソードガスの加湿量を更に良好に設定できる。   As described above, according to the present embodiment, the target temperature T2target is set according to the displacement of the temperature T3 of the housing 30. For this reason, even when the temperature of the housing 30 of the humidifier 3 changes, the humidification amount of the cathode gas humidified by the humidifier 3 and supplied to the cathode 10 of the stack 1 can be set even better.

（実施形態６）
図１０は実施形態６を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成、作用効果を有しており、図１〜図４を準用する。本実施形態は、前記した実使用範囲ＸＡよりも低温の低温領域で使用される場合を考慮する。図１０は、メモリ７３に格納されているマップの内容を示す。図１０の数字は、温度Ｔ１が最も高い温度領域Ｔ３５のときにおける目標温度Ｔ２targetを１００とするとき、目標温度Ｔ２targetの相対表示を示す。 (Embodiment 6)
FIG. 10 shows a sixth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and effect as the first embodiment, and FIGS. 1 to 4 apply mutatis mutandis. This embodiment considers the case where it is used in a low temperature region lower than the actual use range XA. FIG. 10 shows the contents of the map stored in the memory 73. The numbers 10, when the 100 target temperature T2target in when the temperature T1 is the highest temperature area T3 5, showing the relative representation of target temperature T2target.

このマップによれば、図１０に示すように、加湿器３の筐体３０の基準温度Ｔｃ２よりも温度Ｔ３が低い温度領域Ｔ３０（＝低温領域）のときには、温度Ｔ３が基準温度Ｔｃ２の直上の温度領域Ｔ３１のときよりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetは高温側（相対表示で９８）に設定されている。その理由としては、温度Ｔ３が基準温度Ｔｃ２よりも低いとき（低温領域）には、加湿器３の筐体３０の温度が低下し、水は、液相としての水として存在し易いためである。基準温度Ｔｃ２としては、スタック１等に応じて適宜設定され、例えば５℃にできる。 According to this map, as shown in FIG. 10, when the humidifier third enclosure 30 of the reference temperature Tc2 temperature T3 is a temperature region lower T3 0 than (= low-temperature region), just above the temperature T3 of the reference temperature Tc2 than in the temperature region T3 1, the target temperature T2target temperature T2 is set to the high temperature side (relative display 98). The reason is that when the temperature T3 is lower than the reference temperature Tc2 (low temperature region), the temperature of the housing 30 of the humidifier 3 decreases, and water tends to exist as water as a liquid phase. . The reference temperature Tc2 is appropriately set according to the stack 1 or the like, and can be set to 5 ° C., for example.

上記したように筐体３０の温度が低温である場合には、カソードガスに含まれる気相状の水蒸気が凝縮して液相または固相の水となり易いため、気相状の水蒸気をスタック１のカソード１０の入口１０ｉに導入させにくい事情がある。従って、マップに示すように、温度Ｔ３が基準温度Ｔｃ２よりも低い温度領域Ｔ３０（＝低温領域）のときには、温度Ｔ３が基準温度Ｔｃ２の直上の温度領域Ｔ３１のときよりも、目標温度Ｔ２targetは高温側に設定されている。これにより加湿器３の第２通路３２に供給されるオフガスの供給流量Ｖ１が増加し、オフガスから熱および水分が加湿器３に良好に与えられる。なお温度Ｔ３の基準温度Ｔｃ２として５℃を設定したが、これに限らず、加湿器３の種類等、改質装置の設置場所などの事情に応じて３℃でも、０℃、零下５℃、零下１０℃でも良い。 As described above, when the temperature of the housing 30 is low, the vapor phase water vapor contained in the cathode gas is likely to condense and become liquid phase or solid phase water. There is a circumstance that it is difficult to introduce into the inlet 10 i of the cathode 10. Therefore, as shown in the map, when the temperature T3 is in the temperature region T3 0 (= low temperature region) lower than the reference temperature Tc2, the target temperature T2target is higher than in the temperature region T3 1 immediately above the reference temperature Tc2. Is set on the high temperature side. Accordingly, the supply flow rate V1 of the off gas supplied to the second passage 32 of the humidifier 3 is increased, and heat and moisture are favorably given to the humidifier 3 from the off gas. In addition, although 5 degreeC was set as reference temperature Tc2 of temperature T3, it is not restricted to this, Even if it is 3 degreeC according to circumstances, such as the kind of humidifier 3, the installation place of a reformer, 0 degreeC, subzero 5 degreeC, It may be 10 ° C. below zero.

（実施形態７）
図１１は実施形態７を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成、作用効果を有しており、低温領域で使用される場合を考慮する。図１１は、メモリ７３に格納されているマップを示す。図１１の数字は、スタック１の電流値が高い場合における温度Ｔ１が最も高い温度領域のときにおける目標温度Ｔ２targetを１００とするとき、目標温度Ｔ２targetの相対表示を示す。 (Embodiment 7)
FIG. 11 shows a seventh embodiment. This embodiment has basically the same configuration and effect as the first embodiment, and considers the case where it is used in a low temperature region. FIG. 11 shows a map stored in the memory 73. The numbers in FIG. 11 indicate relative display of the target temperature T2target when the target temperature T2target in the temperature region where the temperature T1 is the highest when the current value of the stack 1 is high is 100.

このマップによれば、図１１に示すように、温度Ｔ３が基準温度Ｔｃ２よりも低い温度領域Ｔ３０（＝低温領域）のとき、温度Ｔ３が基準温度Ｔｃ２の直上の温度領域Ｔ３１のときよりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetは高温側に設定されている。温度Ｔ３がこれの基準温度Ｔｃ２よりも低いとき（低温領域）は、加湿器３の温度が低下する。このような場合には、カソードガスに含まれる気相状の水蒸気が凝縮して液相または固相の水となり易く、気相状の水蒸気をスタック１のカソード１０の入口１０ｉに導入させにくい事情がある。従って、マップ（図１１参照）に示すように、温度Ｔ３が基準温度Ｔｃ２よりも低い温度領域Ｔ３０（＝低温領域）のときには、温度Ｔ３が基準温度Ｔｃの直上の温度領域Ｔ３１のときよりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetは高温に設定されている。温度Ｔｃ２としては、スタック１等に応じて適宜設定され、例えば５℃にできる。 According to this map, as shown in FIG. 11, when the temperature T3 is in the temperature region T3 0 (= low temperature region) lower than the reference temperature Tc2, the temperature T3 is in the temperature region T3 1 immediately above the reference temperature Tc2. However, the target temperature T2target of the temperature T2 is set on the high temperature side. When the temperature T3 is lower than the reference temperature Tc2 (low temperature region), the temperature of the humidifier 3 decreases. In such a case, the vapor phase water vapor contained in the cathode gas is likely to condense into liquid phase or solid phase water, and it is difficult to introduce the vapor phase water vapor to the inlet 10 i of the cathode 10 of the stack 1. There is. Accordingly, as shown in the map (see FIG. 11), when the temperature T3 is in the temperature region T3 0 (= low temperature region) lower than the reference temperature Tc2, the temperature T3 is higher than that in the temperature region T3 1 immediately above the reference temperature Tc. However, the target temperature T2target of the temperature T2 is set to a high temperature. The temperature Tc2 is appropriately set according to the stack 1 and the like, and can be set to 5 ° C., for example.

更に、図１１に示すように、温度Ｔ３およびスタック１の電流値Ｉ（Ｉ３＞Ｉ２＞Ｉ１）の双方に応じて、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetのデータがマップに格納されている。図１１に示すように、マップに格納されているデータによれば、スタック１で発電される電流値Ｉが低いＩ１の場合には、温度Ｔ３が同一であっても、電流値Ｉが高いＩ２の場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に低くなるように設定されている。 Further, as shown in FIG. 11, the data of the target temperature T2target of the temperature T2 is stored in the map in accordance with both the temperature T3 and the current value I (I 3 > I 2 > I 1 ) of the stack 1. As shown in FIG. 11, according to the data stored in the map, if the current value I to be generated by the stack 1 is low I 1 is also temperature T3 are the same, the higher current value I than in the case of I 2, it is set such that the target temperature T2target temperature T2 is relatively low.

換言すると、スタック１の電流値Ｉが高い場合には、温度Ｔ３が同一であっても、電流値Ｉが低い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に高くなるように設定されている。その理由としては、スタック１で発電される電流値Ｉが高いときには、発電量が大きいため、燃料電池のカソード１０の入口１０ｉに供給されるカソードガスの流量が増加しており、加湿量が多めに必要とされるためである。   In other words, when the current value I of the stack 1 is high, even if the temperature T3 is the same, the target temperature T2target of the temperature T2 is set to be relatively higher than when the current value I is low. Yes. The reason for this is that when the current value I generated by the stack 1 is high, the amount of power generation is large, so the flow rate of the cathode gas supplied to the inlet 10i of the cathode 10 of the fuel cell is increased, and the amount of humidification is large. It is because it is needed for.

（実施形態８）
図１２は実施形態８を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。図１２に示すように、温度Ｔ３およびスタック１の電流値Ｉの双方に応じて、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetのデータがマップに格納されている。Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とされている。図１２に示すように、温度Ｔ３が基準温度Ｔｃ２以上のときにおいて（筐体３０の温度低下が過剰でないとき）、温度Ｔ３が低い場合には温度Ｔ３が高い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に低くなるように設定されている。またスタック１で発電される電流値Ｉが高い場合には、温度Ｔ３が同一であっても、電流値Ｉが低い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に高くなるように設定されている。 (Embodiment 8)
FIG. 12 shows an eighth embodiment. The present embodiment has basically the same configuration and effect as the first embodiment. As shown in FIG. 12, data of the target temperature T2target of the temperature T2 is stored in the map in accordance with both the temperature T3 and the current value I of the stack 1. I 1 <I 2 <I 3 . As shown in FIG. 12, when the temperature T3 is equal to or higher than the reference temperature Tc2 (when the temperature drop of the housing 30 is not excessive), the target temperature of the temperature T2 is lower when the temperature T3 is lower than when the temperature T3 is higher. T2target is set to be relatively low. When the current value I generated by the stack 1 is high, the target temperature T2target of the temperature T2 is set to be relatively higher than that when the current value I is low even if the temperature T3 is the same. ing.

（実施形態９）
図１３は実施形態９を示す。本実施形態は実施形態８と基本的には同様の構成、作用効果を有する。図１３は、メモリ７３に格納されているマップの軸を示す。図１３に示すように、このマップは、温度Ｔ１に関する軸と、温度Ｔ３に関する軸と、電流値Ｉに関する軸との三次元座標をもつ。このマップによれば、温度Ｔ３が同一であれば、温度Ｔ１が低い場合には高い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に低くなるように設定されている。また、温度Ｔ１が同一であれば、温度Ｔ３が低い場合には高い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に低くなるように設定されている。更に、温度Ｔ１および温度Ｔ３が同一であっても、スタック１で発電される電流値Ｉが低い場合には、電流値Ｉが高い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが相対的に低くなるように設定されている。 (Embodiment 9)
FIG. 13 shows a ninth embodiment. This embodiment has basically the same configuration and function as the eighth embodiment. FIG. 13 shows the axes of the map stored in the memory 73. As shown in FIG. 13, this map has three-dimensional coordinates of an axis relating to the temperature T1, an axis relating to the temperature T3, and an axis relating to the current value I. According to this map, if the temperature T3 is the same, the target temperature T2target of the temperature T2 is set to be relatively lower when the temperature T1 is lower than when it is higher. Further, if the temperature T1 is the same, the target temperature T2target of the temperature T2 is set to be relatively lower when the temperature T3 is lower than when it is higher. Furthermore, even if the temperature T1 and the temperature T3 are the same, when the current value I generated by the stack 1 is low, the target temperature T2target of the temperature T2 is relatively lower than when the current value I is high. Is set to

（実施形態１０）
図１４は実施形態１０を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。バイパスバルブ５Ｂは、オフガスが流れるオフガス通路の一部となり得る迂回通路６に設けられており、迂回通路６を開閉するものであり、実施例１に係るバイパスバルブ５と同様の機能を奏する。バイパスバルブ５Ｂは、全開放と全閉鎖とを切り替える開閉バルブ賭しても良い。この場合、開タイミングと閉タイミングとでＴ２targetに幅を持たせることもできる。またバイパスバルブ５Ｂは、デューティ比により流量を可変的に制御することも可能である。 (Embodiment 10)
FIG. 14 shows a tenth embodiment. The present embodiment has basically the same configuration and effect as the first embodiment. The bypass valve 5B is provided in the bypass passage 6 that can be a part of the off-gas passage through which the off-gas flows, opens and closes the bypass passage 6, and has the same function as the bypass valve 5 according to the first embodiment. The bypass valve 5B may be an open / close valve that switches between full open and full close. In this case, the T2 target can have a width depending on the opening timing and the closing timing. The bypass valve 5B can also variably control the flow rate according to the duty ratio.

（その他）
上記した実施形態によれば、マップにより温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを設定することにしている。しかしながらマップに限らず、温度Ｔ１、温度Ｔ２および電流値Ｉのうちの少なくとも一つをパラメータとする演算式に基づいて、目標温度Ｔ２targetを求めることにしても良い。この場合にもマップにおける目標温度Ｔ２targetと同値または近似値となるように設定する。 (Other)
According to the embodiment described above, the target temperature T2target of the temperature T2 is set by the map. However, the present invention is not limited to the map, and the target temperature T2target may be obtained based on an arithmetic expression using at least one of the temperature T1, the temperature T2, and the current value I as a parameter. Also in this case, the target temperature T2target in the map is set to be the same value or approximate value.

加湿器は、中空糸膜を多数有する構造でも良い。この場合、中空糸膜の中空室は、第１通路および第２通路のうちのいずれか一方とされている。中空糸膜の外方空間は、第１通路および第２通路のうちのいずれか他方とされている。中空糸膜は水分保持部材とされる。迂回通路６の他端６ｆはオフガス通路４のうち加湿器３の下流に繋がるが、これに限らず、迂回通路６の他端６ｆをオフガス通路４につなげること無く、そのまま外気に放出させても良い。カソードガスとして空気が採用されているが、酸素ガスでも良いし、酸素含有ガスでも良い。その他、本発明は上記した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。ある実施形態に特有の構造および機能は、他の実施形態についても適用できる。従って複数の実施形態に特有の構造および機能を併有させることもできる。   The humidifier may have a structure having many hollow fiber membranes. In this case, the hollow chamber of the hollow fiber membrane is one of the first passage and the second passage. The outer space of the hollow fiber membrane is the other of the first passage and the second passage. The hollow fiber membrane is a moisture retaining member. The other end 6f of the bypass passage 6 is connected to the downstream of the humidifier 3 in the off-gas passage 4, but is not limited thereto, and the other end 6f of the bypass passage 6 is not connected to the off-gas passage 4 and may be discharged to the outside as it is. good. Air is used as the cathode gas, but oxygen gas or oxygen-containing gas may be used. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist. Structures and functions specific to one embodiment can be applied to other embodiments. Therefore, a structure and a function peculiar to a plurality of embodiments can be shared.

本発明は例えば定置用、車両用、電気機器用、電子機器用、携帯用の燃料電池システムに利用できる。   The present invention can be used in, for example, stationary fuel cells, vehicles, electric devices, electronic devices, and portable fuel cell systems.

加湿装置を搭載する燃料電池システムの概念図である。It is a conceptual diagram of the fuel cell system carrying a humidifier. 加湿装置の制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the control apparatus of a humidifier. 温度Ｔ２と加湿装置の加湿量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between temperature T2 and the humidification amount of a humidifier. 加湿装置の制御装置が実行するフローチャートである。It is a flowchart which the control apparatus of a humidification apparatus performs. 温度Ｔ１に応じて温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが補正されている内容を示すマップである。It is a map which shows the content by which target temperature T2target of temperature T2 is correct | amended according to temperature T1. 温度Ｔ１に応じて温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが補正されている内容を示すマップである。It is a map which shows the content by which target temperature T2target of temperature T2 is correct | amended according to temperature T1. 温度Ｔ１および電流値Ｉに応じて温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが補正されている内容を示すマップである。It is a map which shows the content by which target temperature T2target of temperature T2 is correct | amended according to temperature T1 and electric current value I. 温度Ｔ１および電流値Ｉに応じて温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが補正されている内容を示すマップである。It is a map which shows the content by which target temperature T2target of temperature T2 is correct | amended according to temperature T1 and electric current value I. 温度Ｔ３に応じて温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが補正されている内容を示すマップである。It is a map which shows the content by which target temperature T2target of temperature T2 is correct | amended according to temperature T3. 温度Ｔ３に応じて温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが補正されている内容を示すマップである。It is a map which shows the content by which target temperature T2target of temperature T2 is correct | amended according to temperature T3. 温度Ｔ３および電流値Ｉに応じて温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが補正されている内容を示すマップである。It is a map which shows the content by which target temperature T2target of temperature T2 is correct | amended according to temperature T3 and electric current value I. 温度Ｔ３および電流値Ｉに応じて温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが補正されている内容を示すマップである。It is a map which shows the content by which target temperature T2target of temperature T2 is correct | amended according to temperature T3 and electric current value I. 温度Ｔ１、温度Ｔ２および電流値Ｉに応じて温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetが補正されている内容を示すマップである。It is a map which shows the content by which target temperature T2target of temperature T2 is correct | amended according to temperature T1, temperature T2, and electric current value I. 加湿装置を搭載する燃料電池システムの概念図である。It is a conceptual diagram of the fuel cell system carrying a humidifier.

符号の説明Explanation of symbols

１はスタック、１０はカソード、１１はアノード、２はカソードガス通路、２０はポンプ、２１は吸入口、３は加湿器、３０は筐体、３１は第１通路、３２は第２通路、３３は水分保持部材、４はオフガス通路、５はバイパスバルブ（調整要素）、６は迂回通路、７は制御装置（制御手段）、８１は第１温度センサ、８２は第２温度センサ、８３は第３温度センサを示す。   1 is a stack, 10 is a cathode, 11 is an anode, 2 is a cathode gas passage, 20 is a pump, 21 is a suction port, 3 is a humidifier, 30 is a housing, 31 is a first passage, 32 is a second passage, 33 Is a moisture retaining member, 4 is an off-gas passage, 5 is a bypass valve (adjusting element), 6 is a bypass passage, 7 is a control device (control means), 81 is a first temperature sensor, 82 is a second temperature sensor, and 83 is a first 3 shows a temperature sensor.

Claims (5)

カソードガスを燃料電池のカソードに供給するカソードガス通路と、
前記燃料電池の前記カソードから吐出されたオフガスを流すオフガス通路と、
前記カソードガス通路および前記オフガス通路に繋がり、前記燃料電池の前記カソードに供給される前のカソードガスが流れる第１通路と、前記燃料電池の前記カソードから吐出された発電後のオフガスが流れる第２通路と、前記第２通路のオフガスの熱および水分を前記第１通路のカソードガスに移動させる水分保持部材とを有する加湿器と、
前記オフガス通路を流れ且つカソードガスよりも高温および高湿のオフガスについて、前記加湿器の前記第２通路に供給する供給流量を調整可能に前記オフガス通路に設けられた調整要素と、
前記調整要素を制御することにより前記供給流量を調整し、前記加湿器の前記第２通路内のオフガスから前記加湿器の前記水分保持部材への熱および水分の伝達を調整し、前記燃料電池の前記カソードに供給される前であって前記加湿器の前記第１通路で加湿されたカソードガスの温度を制御する制御手段とを具備しており、
前記制御手段は、
前記加湿器の前記第１通路に供給される前のカソードガスの温度、または、前記加湿器の筐体の温度をＴａとし、前記燃料電池のカソードに供給される前であって前記加湿器の前記第１通路で加湿されたカソードガスの温度をＴ２とし、温度Ｔ２の目標温度をＴ２targetとするとき、
温度Ｔ２が目標温度Ｔ２targetに近づくように前記調整要素を制御して前記供給流量を調整する調整要素制御手段と、
温度Ｔａがこれの基準温度以上のとき、温度Ｔａが低い場合には温度Ｔａが高い場合よりも、目標温度Ｔ２targetを相対的に低く設定する温度設定則を有する目標温度設定手段とを具備する燃料電池用加湿装置。 A cathode gas passage for supplying cathode gas to the cathode of the fuel cell;
An offgas passage for flowing offgas discharged from the cathode of the fuel cell;
A first passage that is connected to the cathode gas passage and the off gas passage and through which the cathode gas before being supplied to the cathode of the fuel cell flows, and a second passage through which the off gas after power generation discharged from the cathode of the fuel cell flows. A humidifier having a passage and a moisture retaining member that moves heat and moisture of the off-gas in the second passage to the cathode gas in the first passage;
An adjustment element provided in the off-gas passage so that the supply flow rate supplied to the second passage of the humidifier can be adjusted with respect to the off-gas flowing in the off-gas passage and having a higher temperature and higher humidity than the cathode gas;
The supply flow rate is adjusted by controlling the adjustment element, heat and moisture transfer from the off gas in the second passage of the humidifier to the moisture holding member of the humidifier is adjusted, and the fuel cell Control means for controlling the temperature of the cathode gas humidified in the first passage of the humidifier before being supplied to the cathode,
The control means includes
The temperature of the cathode gas before being supplied to the first passage of the humidifier or the temperature of the casing of the humidifier is Ta, and before being supplied to the cathode of the fuel cell, the temperature of the humidifier When the temperature of the cathode gas humidified in the first passage is T2, and the target temperature of the temperature T2 is T2target,
Adjustment element control means for adjusting the supply flow rate by controlling the adjustment element so that the temperature T2 approaches the target temperature T2target;
And a target temperature setting means having a temperature setting rule for setting the target temperature T2target relatively lower when the temperature Ta is lower than the reference temperature when the temperature Ta is lower than when the temperature Ta is higher. Humidifier for batteries. 請求項１において、温度Ｔａは前記加湿器の前記第１通路に供給される前のカソードガスの温度Ｔ１であり、
前記目標温度設定手段は、温度Ｔ１が低い場合には温度Ｔ１が高い場合よりも温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを相対的に低くし、且つ、温度Ｔ１が高い場合には温度Ｔ１が低い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを相対的に高く設定する燃料電池用加湿装置。 In claim 1, the temperature Ta is the temperature T1 of the cathode gas before being supplied to the first passage of the humidifier,
The target temperature setting means relatively lowers the target temperature T2target of the temperature T2 when the temperature T1 is low than when the temperature T1 is high, and when the temperature T1 is high than when the temperature T1 is low. A fuel cell humidifier that sets the target temperature T2target of the temperature T2 to be relatively high. 請求項１において、温度Ｔａは前記加湿器の前記筐体の温度Ｔ３であり、
前記目標温度設定手段は、温度Ｔ３が低い場合には温度Ｔ３が高い場合よりも温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを相対的に低くし、且つ、温度Ｔ３が高い場合には温度Ｔ３が低い場合よりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを相対的に高く設定する燃料電池用加湿装置。 In Claim 1, temperature Ta is temperature T3 of the case of the humidifier,
The target temperature setting means relatively lowers the target temperature T2target of the temperature T2 when the temperature T3 is low than when the temperature T3 is high, and more than when the temperature T3 is low when the temperature T3 is high. A fuel cell humidifier that sets the target temperature T2target of the temperature T2 to be relatively high. 請求項１〜３のうちの一項において、前記目標温度設定手段は、温度Ｔａが前記基準温度未満のときには、前記温度設定則に基づいて設定される目標温度Ｔ２targetよりも、温度Ｔ２の目標温度Ｔ２targetを高温に設定する燃料電池用加湿装置。   The target temperature setting means according to any one of claims 1 to 3, wherein the target temperature setting means has a target temperature T2 higher than the target temperature T2target set based on the temperature setting rule when the temperature Ta is lower than the reference temperature. A fuel cell humidifier that sets T2target to a high temperature. カソードガスを燃料電池のカソードに供給するカソードガス通路と、
前記燃料電池の前記カソードから吐出されたオフガスを流すオフガス通路と、
前記カソードガス通路および前記オフガス通路に繋がり、前記燃料電池の前記カソードに供給される前のカソードガスが流れる第１通路と、前記燃料電池の前記カソードから吐出された発電後のオフガスが流れる第２通路と、前記第２通路のオフガスの熱および水分を前記第１通路のカソードガスに移動させる水分保持部材とを有する加湿器と、
前記オフガス通路を流れ且つカソードガスよりも高温および高湿のオフガスについて、前記加湿器の前記第２通路に供給する供給流量を調整可能に前記オフガス通路に設けられた調整要素と、
前記調整要素を制御することにより前記供給流量を調整し、前記加湿器の前記第２通路内のオフガスから前記加湿器の前記水分保持部材への熱および水分の伝達を調整し、前記燃料電池の前記カソードに供給される前であって前記加湿器の前記第１通路で加湿されたカソードガスの温度を制御する制御手段とを具備しており、
前記制御手段は、
前記加湿器の前記第１通路に供給される前のカソードガスの温度、または、前記加湿器の筐体の温度をＴａとし、前記燃料電池のカソードに供給される前であって前記加湿器の前記第１通路で加湿されたカソードガスの温度をＴ２とし、温度Ｔ２の目標温度をＴ２targetとするとき、
温度Ｔ２が目標温度Ｔ２targetに近づくように前記調整要素を制御して前記供給流量を調整する調整要素制御手段と、
温度Ｔａが基準温度範囲内のとき、温度Ｔａが低い場合には温度Ｔａが高い場合よりも、目標温度Ｔ２targetを相対的に低く設定する温度設定則を有する目標温度設定手段とを具備する燃料電池用加湿装置。 A cathode gas passage for supplying cathode gas to the cathode of the fuel cell;
An offgas passage for flowing offgas discharged from the cathode of the fuel cell;
A first passage that is connected to the cathode gas passage and the off gas passage and through which the cathode gas before being supplied to the cathode of the fuel cell flows, and a second passage through which the off gas after power generation discharged from the cathode of the fuel cell flows. A humidifier having a passage and a moisture retaining member that moves heat and moisture of the off-gas in the second passage to the cathode gas in the first passage;
An adjustment element provided in the off-gas passage so that the supply flow rate supplied to the second passage of the humidifier can be adjusted with respect to the off-gas flowing in the off-gas passage and having a higher temperature and higher humidity than the cathode gas;
The supply flow rate is adjusted by controlling the adjustment element, heat and moisture transfer from the off gas in the second passage of the humidifier to the moisture holding member of the humidifier is adjusted, and the fuel cell Control means for controlling the temperature of the cathode gas humidified in the first passage of the humidifier before being supplied to the cathode,
The control means includes
The temperature of the cathode gas before being supplied to the first passage of the humidifier or the temperature of the casing of the humidifier is Ta, and before being supplied to the cathode of the fuel cell, the temperature of the humidifier When the temperature of the cathode gas humidified in the first passage is T2, and the target temperature of the temperature T2 is T2target,
Adjustment element control means for adjusting the supply flow rate by controlling the adjustment element so that the temperature T2 approaches the target temperature T2target;
A fuel cell comprising target temperature setting means having a temperature setting rule for setting the target temperature T2target relatively lower when the temperature Ta is within the reference temperature range and when the temperature Ta is lower than when the temperature Ta is high Humidifying device.
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