JP2010107122A - Humidifying apparatus and fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水分交換膜を備えた加湿装置およびこの加湿装置を備えた燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a humidifier provided with a moisture exchange membrane and a fuel cell system provided with the humidifier.
例えば、固体高分子型の燃料電池では、電解質膜を湿潤な状態にしてプロトン交換膜として機能させることで発電が行われるようになっている。このように電解質膜を湿潤な状態にするために、水分交換膜を利用した加湿装置では、燃料電池から排出されるカソードオフガスを利用してカソードガスを加湿することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、従来のような水分交換膜を利用した加湿装置では、発電安定性を確保するために、燃料電池のカソードに供給されるエア流量を増加させる制御、またエアポンプの消費電力を下げるために作動圧力を低下させる制御が一般に行われていた。このような制御を行うと、加湿効率が大幅に低下する事象が発生する知見が得られた。その結果、燃料電池の発電性能および耐久性が損なわれるという問題があった。 By the way, the conventional humidifier using a moisture exchange membrane operates to increase the flow rate of air supplied to the cathode of the fuel cell and reduce the power consumption of the air pump in order to ensure power generation stability. In general, control for reducing the pressure has been performed. When such control was performed, the knowledge that the phenomenon which humidification efficiency falls significantly occurred was acquired. As a result, there has been a problem that the power generation performance and durability of the fuel cell are impaired.
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、加湿効率を大幅に低下させることのない加湿装置、および燃料電池の発電性能や耐久性が損なわれることのない燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a humidifier that does not significantly reduce the humidification efficiency, and a fuel cell system that does not impair the power generation performance and durability of the fuel cell. With the goal.
請求項1に係る発明は、水分交換膜を利用して高湿潤ガスと低湿潤ガスとの間で水分の移動を行う加湿装置において、高湿潤ガスが供給される入口の温度を検出する入口温度センサと、前記供給された高湿潤ガスが排出される出口の温度を検出する出口温度センサと、前記水分交換膜の加湿効率が低下しているかどうかを判定する加湿効率低下判定部と、を備え、前記加湿効率低下判定部は、前記入口の温度と前記出口の温度との温度差に基づいて、前記水分交換膜の加湿効率が低下していると判定することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is an inlet temperature for detecting a temperature of an inlet to which a high-humidity gas is supplied in a humidifier that moves moisture between a high-humidity gas and a low-humidity gas using a moisture exchange membrane. A sensor, an outlet temperature sensor that detects the temperature of the outlet from which the supplied high-humidity gas is discharged, and a humidification efficiency decrease determination unit that determines whether the humidification efficiency of the moisture exchange membrane is decreased. The humidification efficiency decrease determination unit determines that the humidification efficiency of the moisture exchange membrane is decreased based on a temperature difference between the inlet temperature and the outlet temperature.
水分交換膜の加湿効率が大幅に低下する場合には、加湿装置の出入口の温度差が拡大するので、このような温度差を入口温度センサおよび出口温度センサによって検出することで、水分交換膜の加湿効率が低下していることを容易に判断することができる。なお、このように加湿効率が大幅低下している状態を、ドライアップともいう。このように加湿効率が大幅に低下するのは、水分交換膜に形成された細孔内の水蒸気が蒸発して、細孔内において水蒸気の受け渡しが損なわれることによって発生する。つまり、加湿装置内の湿度が100%を下回ると、凝縮水が無くなるので、いままで凝縮水の蒸発潜熱によって温度上昇が抑えられていたものが、蒸発潜熱が生じなくなり、その結果、温度が上昇して温度差が拡大することになる。 When the humidification efficiency of the moisture exchange membrane is significantly reduced, the temperature difference between the inlet and outlet of the humidifier increases, so by detecting such a temperature difference with the inlet temperature sensor and the outlet temperature sensor, the moisture exchange membrane It can be easily determined that the humidification efficiency is lowered. In addition, the state where the humidification efficiency is greatly reduced is also referred to as dry-up. Such a significant reduction in humidification efficiency occurs when water vapor in the pores formed in the moisture exchange membrane evaporates and the delivery of water vapor is impaired in the pores. In other words, when the humidity in the humidifier falls below 100%, condensed water disappears, so that the temperature rise is suppressed by the latent heat of vaporization of condensed water until now, but the latent heat of vaporization does not occur, resulting in an increase in temperature. As a result, the temperature difference increases.
請求項2に係る発明は、前記加湿効率低下判定部は、通常の温度差に対して所定閾値以上外れたときに前記水分交換膜の加湿効率が低下していると判定することを特徴とする。これによれば、通常の使用時に生じる温度差から所定閾値以上外れたときに加湿効率が大幅に低下しているのを正確に判定することができる。 The invention according to claim 2 is characterized in that the humidification efficiency decrease determination unit determines that the humidification efficiency of the moisture exchange membrane is decreased when a predetermined threshold or more deviates from a normal temperature difference. . According to this, it is possible to accurately determine that the humidification efficiency is greatly reduced when the temperature difference that occurs during normal use deviates by a predetermined threshold or more.
請求項3に係る発明は、前記所定閾値は、2℃であることを特徴とする。これによれば、加湿効率が大幅に低下するのをより正確に判定することができる。 The invention according to claim 3 is characterized in that the predetermined threshold is 2 ° C. According to this, it can determine more correctly that humidification efficiency falls significantly.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の加湿装置と、反応ガスの反応により発電する燃料電池と、を備えた燃料電池システムであって、前記加湿効率低下判定部による判定に基づいて、前記燃料電池の運転条件を制御することを特徴とする。これによれば、燃料電池が加湿不足になるのを防止できるので、燃料電池の劣化を防止できる。 The invention according to claim 4 is a fuel cell system comprising the humidifier according to any one of claims 1 to 3 and a fuel cell that generates electric power by reaction of a reaction gas, wherein the humidification is performed. The operating condition of the fuel cell is controlled based on the determination by the efficiency decrease determination unit. According to this, since it is possible to prevent the fuel cell from being insufficiently humidified, it is possible to prevent deterioration of the fuel cell.
請求項5に係る発明は、前記燃料電池の運転条件は、前記燃料電池の出力電流、前記燃料電池への反応ガス流量、前記燃料電池への反応ガス圧力のうちの少なくとも一つを制御することを特徴とする。これによれば、加湿不足を迅速に解消することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the operating condition of the fuel cell controls at least one of an output current of the fuel cell, a reaction gas flow rate to the fuel cell, and a reaction gas pressure to the fuel cell. It is characterized by. According to this, lack of humidification can be quickly resolved.
本発明によれば、燃料電池の発電性能や耐久性が損なわれることのない加湿装置および燃料電池システムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the humidification apparatus and fuel cell system which do not impair the power generation performance and durability of a fuel cell can be provided.
図1は本実施形態の加湿装置を備えた燃料電池システムを示す全体構成図、図2は加湿装置の制御を示すフローチャート、図3は温度差と燃料電池の出力電流との関係を示すグラフである。なお、以下では、本実施形態の加湿装置1を備えた燃料電池システム100を、燃料電池自動車(車両)に適用した場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、船舶や航空機など、あるいは業務用や家庭用の定置式のものなど、電気を必要とするあらゆるものに適用できる。 FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a fuel cell system provided with a humidifier of this embodiment, FIG. 2 is a flowchart showing control of the humidifier, and FIG. 3 is a graph showing a relationship between a temperature difference and an output current of the fuel cell. is there. In the following description, the fuel cell system 100 including the humidifying device 1 of the present embodiment is described as an example applied to a fuel cell vehicle (vehicle), but the present invention is not limited to this. It can be applied to anything that requires electricity, such as a mobile device, an aircraft, or a stationary device for business use or home use.
図1に示すように、本実施形態の加湿装置1が組み込まれた燃料電池システム100は、燃料電池スタック110、水素タンク121、エアコンプレッサ131、入口温度センサ141、出口温度センサ142、背圧弁151、外部負荷161、電力制御器171、制御部200などを備えている。
As shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 in which the humidifying device 1 of this embodiment is incorporated includes a
燃料電池スタック110は、固体高分子型燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell:PEFC)であり、MEA(Membrane Electrode Assembly、膜電極接合体)をセパレータ(図示しない)で挟持してなる単セルが複数積層されて構成されている。MEAは、電解質膜(固体高分子膜)と、これを挟持するカソード及びアノードとを備えている。各セパレータには、溝や貫通孔からなるアノード流路111及びカソード流路112が形成されている。
The
また、燃料電池スタック110では、水素(反応ガス、燃料ガス)が水素タンク121から、配管121a、アノード流路111を介してアノードに供給され、酸素を含む空気(反応ガス、酸化剤ガス)が、外気を吸気するエアコンプレッサ131から、配管131a、加湿装置1、配管131b、カソード流路112を介してカソードに供給されると、アノード及びカソードに含まれる触媒(Pt等)上で電極反応が起こり、燃料電池スタック110が発電可能な状態となる。
In the
このように発電可能な状態の燃料電池スタック110と、外部負荷161とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック110が発電するようになっている。なお、外部負荷161とは、走行用のモータ、バッテリなどの蓄電装置(図示せず)、エアコンプレッサ131などである。
The
電力制御器171は、DC−DCコンバータ等を備えて構成され、制御部200からの指令に基づいて、燃料電池スタック110から取り出す発電電流(発電電力)を制御する機能を有する。
The
また、アノード流路111から排出されたアノードオフガスは、配管121bを介して、希釈器132に排出されるようになっている。一方、カソード流路112から排出されたカソードオフガス(高湿潤ガス)は、配管131c、加湿装置1、配管131d、背圧弁151、配管132aを介して、希釈器132に排出され、希釈器132においてアノードオフガス中の未消費の水素を希釈するようになっている。そして、希釈後のガスは、配管132bを介して、車外に排出されるようになっている。なお、カソードオフガスは、カソードにおける電極反応により生成する水蒸気(水分)により多湿である。また、生成した水蒸気の一部は電解質膜を介してアノード側に透過するので、アノードオフガスも多湿である。
Further, the anode off gas discharged from the
背圧弁151は、例えばバタフライ弁などの開度調節が可能な弁で構成され、燃料電池スタック110のカソードに供給されるエア圧力(カソード圧力)を調節する機能を有する。
The
入口温度センサ141は、加湿装置1のカソードオフガスが供給される入口の配管131cに設けられ、出口温度センサ142は、カソードオフガスが排出される出口の配管131dに設けられている。入口温度センサ141および出口温度センサ142によって検出された各温度(検出値)は、制御部200によって取得される。
The
加湿装置1は、エアコンプレッサ131からカソード流路112に向かう加湿すべき空気(第1流体、低湿潤ガス)を、カソード流路112から排出された多湿のカソードオフガス(第2流体、高湿潤ガス)で加湿するものである。
The humidifier 1 is configured to supply air (first fluid, low-humidity gas) to be humidified from the
また、加湿装置1は、例えば、複数の中空糸膜(水分交換膜)が束ねられた中空糸膜束が収容されたケース(不図示)を有し、エアコンプレッサ131からの乾燥した空気の入口1aおよび出口1b、カソードオフガスの入口1cおよび出口1dがそれぞれ形成されている。なお、ケース内の中空糸膜束の前後の両端部は、エポキシ樹脂等から形成されるポッティング部(封止部、図示せず)を介して、各中空糸膜の外周面間、中空糸膜の外周面とケースの内壁面との間が、それぞれ閉塞されている。
Further, the humidifier 1 has a case (not shown) in which a hollow fiber membrane bundle in which a plurality of hollow fiber membranes (water exchange membranes) are bundled is accommodated, for example, and an inlet for dry air from the
制御部200は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、プログラムを記録したROM(Read Only Memory)などで構成され、加湿効率低下判定部を備えている。
The
次に、本実施形態の加湿装置1を備えた燃料電池システム100の動作について図2(適宜、図1)を参照して説明する。なお、燃料電池自動車のイグニッションスイッチがオフにされて、燃料電池システム100の運転が停止している場合には、制御部200の制御により、水素タンク121からアノードへの水素の供給が停止し、エアコンプレッサ131が停止されて、カソードへの空気の供給が停止され、燃料電池スタック110の発電が停止している。
Next, the operation of the fuel cell system 100 including the humidifying device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. 2 (appropriately FIG. 1). When the ignition switch of the fuel cell vehicle is turned off and the operation of the fuel cell system 100 is stopped, the supply of hydrogen from the
そして、燃料電池自動車のイグニッションスイッチがオンにされると、制御部200の制御によって、水素タンク121からアノードへ水素が供給され、エアコンプレッサ131から供給された空気が加湿装置1で加湿された後にカソードへ供給される。燃料電池スタック110のカソードから排出されたカソードオフガスは、湿度が100%を超える状態で存在し、凝縮水とともに配管131cを通って加湿装置1の入口1cから供給される。
Then, when the ignition switch of the fuel cell vehicle is turned on, hydrogen is supplied from the
そして、加湿装置1では、例えば、中空糸膜の内側をエアコンプレッサ131からの乾燥した空気が通り、中空糸膜の外側をカソードオフガスが通ることで、中空糸膜に形成された細孔内にカソードオフガスに含まれる水蒸気が入り込む。そして、中空糸膜の細孔内を膜の外側から内側に移動することで、水蒸気が空気に渡されて空気が加湿される。なお、乾燥した空気が中空糸膜の外側、カソードオフガスが中空糸膜の内側を通るようにしてもよい。
In the humidifier 1, for example, dry air from the
図2に示すステップS1において、制御部200は、入口温度センサ141から加湿装置1のカソードオフガスの入口の温度Taと、出口温度センサ142から加湿装置1のカソードオフガスの出口の温度Tbとを検出する。
In step S <b> 1 shown in FIG. 2, the
そして、ステップS2において、制御部200は、出口の温度Tbから入口の温度Taを減算した温度差(Tb−Ta)が、通常の温度差(ΔT)+2℃(所定閾値)以上であるか否か、つまり加湿装置1の加湿効率が大幅に低下しているか(中空糸膜がドライアップしているか)否かを判定する。なお、通常の温度差(ΔT)とは、加湿装置1において加湿不足が生じておらず、燃料電池スタック110が通常発電しているときの温度差である。
In step S2, the
ちなみに、加湿装置1では、中空糸膜の外側を流れる凝縮水が蒸発すると、蒸発潜熱によって周囲の熱が奪われる。したがって、加湿装置1のカソードオフガスの入口1cから供給されたカソードオフガスは、蒸発潜熱によって温度上昇が抑えられ、加湿装置1の入口1cから出口1dまでの間においてカソードオフガスの温度上昇が所定温度範囲内に抑えられる。よって、カソードオフガスの湿度が100%の場合には、カソードオフガスが飽和状態であり、カソードオフガスとともに凝縮水が流れて、温度差Tb−Taが、通常の温度差ΔT+2℃未満に抑えられる。 Incidentally, in the humidifier 1, when the condensed water flowing outside the hollow fiber membrane evaporates, the surrounding heat is taken away by the latent heat of evaporation. Therefore, the cathode offgas supplied from the cathode offgas inlet 1c of the humidifier 1 is suppressed from rising in temperature by the latent heat of vaporization, and the cathode offgas temperature rise from the inlet 1c to the outlet 1d of the humidifier 1 is within a predetermined temperature range. It is suppressed in. Therefore, when the humidity of the cathode off gas is 100%, the cathode off gas is in a saturated state, and condensed water flows together with the cathode off gas, so that the temperature difference Tb−Ta is suppressed to less than the normal temperature difference ΔT + 2 ° C.
ところが、加湿装置1内において、燃料電池スタック110自体の温度が高くなり過ぎると、また乾燥した空気(ドライガス)が多く高温になり過ぎると、カソードオフガスの湿度が100%を下回るようになり、凝縮水が無くなるまたは少なくなる状態が発生する。凝縮水が無くなると、前記したような蒸発潜熱が発生しなくなるので、温度上昇が抑えられなくなって、温度差Tb−Taが上昇するようになる。温度差が上昇することにより、中空糸膜に形成された細孔内の水蒸気が少なくなり、水分の受け渡しが円滑に行われなくなって、加湿効率が大幅に低下することになる。
However, if the temperature of the
ステップS2において、制御部200は、Tb−Ta≧ΔT+2℃であると判断した場合には(Yes)、ステップS3に進み、燃料電池スタック110の運転条件を加湿効率が大幅に低下しないように制御する。すなわち、図3において点線で示すように、時刻t1において、燃料電池スタック110から取り出す電流(出力電流)を制限する。これは、制御部200からの指令によって電力制御器171を制御して、燃料電池スタック110から取り出す電流を低下させることによって行われる。
In step S2, if the
図3に示すように、燃料電池スタック110の出力電流を制限することにより、燃料電池スタック110自体の発熱が抑えられて燃料電池スタック110の温度が低下し、図3において一点鎖線で示すようにカソードから排出されるカソードオフガスの入口の温度Taが低下する。カソードオフガスの入口温度Taが低下することにより、カソードオフガスの飽和水蒸気温度が下がり、カソードオフガスの湿度が100%に戻ることで、凝縮水が発生するようになる。凝縮水が発生することにより、蒸発潜熱が再び発生するようになり、加湿装置1内での温度上昇が抑えられ、実線で示す温度差(Tb−Ta)が、ΔT+2℃の範囲内に収まるようになる。なお、ステップS2が、本実施形態における加湿効率低下判定部が実施する処理に相当する。
As shown in FIG. 3, by limiting the output current of the
また、ステップS2において、制御部200は、Tb−Ta≧ΔT+2℃でないと判断した場合には(No)、リターンによってステップS1に戻り、前記した一連の処理を、例えばイグニッションスイッチがオフされるまで繰り返す。
In step S2, if the
なお、本実施形態では、加湿効率が大幅に低下したときの燃料電池スタック110の運転条件の制御として、燃料電池スタック110の出力電流を制御する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、図4や図5に示す制御を行ってもよい。図4は温度差と燃料電池に供給されるエア流量との関係を示すグラフ、図5は温度差と燃料電池のエア圧力との関係を示すグラフである。
Note that, in the present embodiment, the case where the output current of the
すなわち、図4に示すように、時刻t2において、Tb−Ta≧ΔT+2℃となった場合には(ステップS2,Yes)、燃料電池スタック110に供給するエア流量を制限するようにしてもよい。これは、制御部200から指令によってエアコンプレッサ131のモータの回転速度を低下させることによって行われる。つまり、エア流量を低下させることにより、燃料電池スタック110で発生する生成水量に対するエア流量比が下がるので、カソードオフガスが湿度100%に戻る。このように、燃料電池スタック110に供給するエア流量を低下させることにより、加湿装置1内での温度上昇が抑えられ、温度差(Tb−Ta)が、ΔT+2℃の範囲内に収まるようになる。
That is, as shown in FIG. 4, when Tb−Ta ≧ ΔT + 2 ° C. at time t <b> 2 (step S <b> 2, Yes), the air flow rate supplied to the
また、図5に示すように、時刻t3において、Tb−Ta≧ΔT+2℃となった場合には(ステップS2,Yes)、カソードオフガスの入口圧力を上昇させるようにしてもよい。これは、カソードオフガスの入口圧力を上げると、同じ容積の中で高い圧力と低い圧力で湿度100%で存在しうる水蒸気量は、高い圧力のほうが、少ない水分量でも100%になることによる。なお、入口圧力を上昇させるには、背圧弁151の開度を絞る(小さくする)ことによって行われる。このように、燃料電池スタック110のエア圧力(カソード圧力)を増加させることにより、カソードオフガスの湿度を少ない水分量でも100%にすることができるので、凝縮水が発生して、蒸発潜熱による温度上昇が抑えられる。その結果、温度差(Tb−Ta)が、ΔT+2℃の範囲内に収まるようになる。
As shown in FIG. 5, when Tb−Ta ≧ ΔT + 2 ° C. at time t3 (step S2, Yes), the cathode off-gas inlet pressure may be increased. This is because when the cathode off-gas inlet pressure is increased, the amount of water vapor that can exist at 100% humidity at high and low pressures in the same volume is 100% at a high pressure even at a low water content. The inlet pressure is increased by reducing (decreasing) the opening of the
このように、本実施形態の加湿装置1では、カソードオフガスの出入口の温度差(Tb−Ta)を検出することにより、加湿効率が大幅に低下して、加湿能力が不足状態にあることを容易に判断することができる。 As described above, in the humidifier 1 of the present embodiment, by detecting the temperature difference (Tb−Ta) at the inlet / outlet of the cathode off gas, the humidification efficiency is greatly reduced, and it is easy for the humidification capacity to be insufficient. Can be judged.
また、本実施形態の加湿装置1を燃料電池システム100に適用することにより、燃料電池スタック110が加湿不足で運転されるのを防止できるため、燃料電池スタック110の発電性能が損なわれたり、耐久性が損なわれるといった不具合を防止することができる。
Further, by applying the humidifying device 1 of the present embodiment to the fuel cell system 100, it is possible to prevent the
また、本実施形態の加湿装置1を備えた燃料電池システム100によれば、図3ないし図5に示すように、燃料電池スタック110の出力電流、燃料電池スタック110へのエア流量(反応ガス流量)、または燃料電池スタック110へのエア圧力(反応ガス圧力)を制御することにより、加湿不足になるのを迅速に解消することができる。
Further, according to the fuel cell system 100 including the humidifying device 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, the output current of the
なお、本実施形態では、所定閾値が2℃とした場合を例に挙げて説明したが、通常の温度差(ΔT)が大きいものについては、その大きさに応じて2℃の値を適宜調整してもよい。 In the present embodiment, the case where the predetermined threshold is 2 ° C. has been described as an example. However, when the normal temperature difference (ΔT) is large, the value of 2 ° C. is appropriately adjusted according to the size. May be.
図6は他の実施形態の加湿装置を備えた燃料電池システムを示す全体構成図である。この燃料電池システム300は、図1の実施形態の燃料電池システム100の水素側の流路に、加湿装置10を追加した構成である。なお、図1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。 FIG. 6 is an overall configuration diagram showing a fuel cell system including a humidifying device according to another embodiment. This fuel cell system 300 has a configuration in which a humidifier 10 is added to the hydrogen-side flow path of the fuel cell system 100 of the embodiment of FIG. In addition, about the structure similar to embodiment of FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図6に示す実施形態の燃料電池システム300は、加湿装置10のアノードオフガスの入口に入口温度センサ143、加湿装置10のアノードオフガスの出口に出口温度センサ144がそれぞれ設けられている。加湿装置10は、配管121cを介して希釈器132と接続されている。
The fuel cell system 300 of the embodiment shown in FIG. 6 is provided with an
このような燃料電池システム300の運転時には、燃料電池スタック110のアノードから排出されたアノードオフガス(高湿潤ガス)は、配管121bを通って加湿装置10に供給される。加湿装置10内では、例えば、中空糸膜の内側を水素タンク121からの乾燥した水素(低湿潤ガス)が通り、中空糸膜の外側をアノードオフガスが通ることで、中空糸膜に形成された細孔内にアノードオフガスに含まれる水蒸気が入り込む。そして、中空糸膜の細孔内を膜の外側から内側に移動することで、水蒸気が空気に渡されて空気が加湿される。
During the operation of the fuel cell system 300, the anode off gas (highly humid gas) discharged from the anode of the
また、燃料電池システム300においても、入口温度センサ143および出口温度センサ144による温度差(Td−Tc)が、通常の温度差(ΔT)+2℃以上となった場合には、加湿能力が不足しているとして、制御部200によって電力制御器171を制御して燃料電池スタック110の出力電流を制限し、または水素圧力(アノード圧力)を高める制御を行う。水素圧力を高める手段としては、配管121aに設けた減圧弁(不図示)により制御できる。
Also in the fuel cell system 300, when the temperature difference (Td−Tc) between the
なお、本実施形態では、燃料電池スタック110の運転条件を制御する手段として、図3ないし図5に示す制御を例示して説明したが、図3ないし図5のうち一つの制御に限定されるものではなく、図3ないし図5に示す制御を複数組み合わせてもよい。
In the present embodiment, the control shown in FIGS. 3 to 5 is exemplified as the means for controlling the operating condition of the
また、本実施形態では、中空糸膜を利用した加湿装置1,10を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、膜に形成された細孔を介して水分交換を行うものであれば、平膜状やスパイラル状などの他の形状の水分交換膜であってもよい。 Further, in the present embodiment, the humidifiers 1 and 10 using the hollow fiber membrane have been described as an example, but the present invention is not limited thereto, and moisture exchange is performed through pores formed in the membrane. As long as it is a thing, the water exchange membrane of other shapes, such as a flat membrane shape and a spiral shape, may be sufficient.
1,10 加湿装置
100,300 燃料電池システム
110 燃料電池スタック(燃料電池)
141,143 入口温度センサ
142,144 出口温度センサ
200 制御部(加湿効率低下判定部)
1,10 Humidifier 100,300
141,143 Inlet temperature sensor 142,144
Claims (5)
高湿潤ガスが供給される入口の温度を検出する入口温度センサと、
前記供給された高湿潤ガスが排出される出口の温度を検出する出口温度センサと、
前記水分交換膜の加湿効率が低下しているかどうかを判定する加湿効率低下判定部と、を備え、
前記加湿効率低下判定部は、前記入口の温度と前記出口の温度との温度差に基づいて、前記水分交換膜の加湿効率が低下していると判定することを特徴とする加湿装置。 In a humidifier that moves moisture between a high-humidity gas and a low-humidity gas using a moisture exchange membrane,
An inlet temperature sensor for detecting the temperature of the inlet to which the high-humidity gas is supplied;
An outlet temperature sensor for detecting a temperature of an outlet from which the supplied high-humidity gas is discharged;
A humidification efficiency decrease determination unit that determines whether or not the humidification efficiency of the moisture exchange membrane is decreased,
The humidification apparatus according to claim 1, wherein the humidification efficiency decrease determination unit determines that the humidification efficiency of the moisture exchange membrane is decreased based on a temperature difference between the inlet temperature and the outlet temperature.
反応ガスの反応により発電する燃料電池と、を備えた燃料電池システムであって、
前記加湿効率低下判定部による判定に基づいて、前記燃料電池の運転条件を制御することを特徴とする燃料電池システム。 A humidifying device according to any one of claims 1 to 3,
A fuel cell system comprising a fuel cell that generates electric power by reaction of a reaction gas,
A fuel cell system that controls operating conditions of the fuel cell based on the determination by the humidification efficiency decrease determination unit.
Priority Applications (1)
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