JP2014154385A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池システムは、水素ガスとエアの供給を受けて発電する燃料電池1と、燃料電池1に水素ガスを供給する水素供給流路2と、燃料電池1から排出される水素オフガスを水素供給流路2へ循環させる水素循環流路3と、水素供給流路2と水素循環流路3との間に設けられたエゼクタ4と、エゼクタ4の水素ガス流速を調節する可変ノズル4aと、エゼクタ4を迂回するバイパス流路6と、バイパス流路6の水素ガス流量を調節する流量制御弁7等とを備える。コントローラ30は、アクセルペダル31により燃料電池1の出力増が指令されたときバイパス流路6に水素ガスが流れるように流量制御弁7を制御すると共にエゼクタ4の水素ガス流速が速くなるように可変ノズル4aを制御する。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明における燃料電池システムを具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明における燃料電池システムを具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明における燃料電池システムを具体化した第3実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明における燃料電池システムを具体化した第4実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明における燃料電池システムを具体化した第5実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明における燃料電池システムを具体化した第6実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明における燃料電池システムを具体化した第7実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
2 水素供給流路(燃料供給流路)
3 第1水素循環流路(第1燃料循環流路)
4 エゼクタ
4a 可変ノズル(エゼクタ流速調節手段)
6 バイパス流路
7 流量制御弁(バイパス流量調節手段)
10 排出流路(排水手段)
11 排気排水弁(排水手段)
12 第1水素圧力センサ(燃料圧力検出手段)
13 第2水素循環流路(第2燃料循環流路)
14 水素ポンプ(燃料ポンプ)
30 コントローラ(制御手段)
31 アクセルセンサ(出力指令手段)
32 アクセルペダル(出力指令手段)
41 バイパスインジェクタ(バイパス流量調節手段、第1燃料噴射弁)
42 上流側インジェクタ(第2燃料噴射弁)
Claims (8)
- 燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池に燃料ガスを供給するための燃料供給流路と、
前記燃料電池から排出される燃料オフガスを前記燃料供給流路へ循環させるための第1燃料循環流路と、
前記燃料供給流路と前記第1燃料循環流路との間に設けられたエゼクタと、
前記エゼクタにおける前記燃料ガスの流速を調節するためのエゼクタ流速調節手段と、
前記エゼクタを迂回するように前記燃料供給流路に設けられたバイパス流路と、
前記バイパス流路における前記燃料ガスの流量を調節するためのバイパス流量調節手段と、
前記燃料電池の出力を指令するための出力指令手段と、
少なくとも前記エゼクタ流速調節手段及び前記バイパス流量調節手段を制御する制御手段と
を備えた燃料電池システムにおいて、
前記制御手段は、前記出力指令手段により前記燃料電池の出力増が指令されたときに、前記バイパス流路に前記燃料ガスが流れるように前記バイパス流量調節手段を制御すると共に、前記エゼクタにおける前記燃料ガスの流速が速くなるように前記エゼクタ流速調節手段を制御することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記燃料電池に供給される燃料ガスの圧力を検出するための燃料圧力検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記出力指令手段により前記燃料電池の出力増が指令されてから前記燃料圧力検出手段により検出される燃料ガスの圧力が所定値以上となったときに、前記バイパス流路における単位時間当たりの燃料ガスの流量が減少するように前記バイパス流量調節手段を制御すると共に、前記エゼクタにおける前記燃料ガスの流速が遅くなるように前記エゼクタ流速調節手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記エゼクタを迂回するように前記第1燃料循環流路と前記燃料供給流路との間に設けられた第2燃料循環流路と、
前記第2燃料循環流路に設けられて前記燃料オフガスを圧送するための燃料ポンプと
を更に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池システム。 - 前記制御手段は、前記出力指令手段により前記燃料電池の出力増が指令されたときに、前記燃料ポンプを駆動制御することを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。
- 前記制御手段は、前記燃料圧力検出手段により検出される燃料ガスの圧力が所定値以上となったときに、前記燃料ポンプを停止させることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池システム。
- 前記バイパス流量調節手段は、前記燃料ガスを噴射するための第1燃料噴射弁であることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の燃料電池システム。
- 前記エゼクタより上流の前記燃料供給流路に設けられて前記燃料ガスを噴射するための第2燃料噴射弁を更に備え、
前記制御手段は、前記第1燃料噴射弁による前記燃料ガスの噴射と前記第2燃料噴射弁による前記燃料ガスの噴射とが互いに逆位相となるように前記第1燃料噴射弁と前記第2燃料噴射弁を制御することを特徴とする請求項6に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池から生成水を排出するための排水手段を更に備え、
前記制御手段は、前記燃料電池の電圧が不安定と判断したときに、前記燃料電池から前記生成水を排出するために前記排水手段を制御することを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の燃料電池システム。
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