JP2019046672A - Filter specification determination device for fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置に関する。 The present invention relates to a filter specification determination device for a fuel cell system.
従来、この種の燃料電池システムとしては、燃料電池に供給される空気中の不純物を除去するフィルタを備えるものにおいて、フィルタの寿命を判定するものが提案されている。例えば、特許文献1の燃料電池システムは、燃料電池車に搭載されており、自車両が走行している位置の不純物濃度の情報と自車両の平均速度などの走行環境の情報とに基づいてフィルタに吸着される不純物の吸着量を算出し、算出した吸着量を積算した総吸着量からフィルタの寿命を判定するものとしている。 Heretofore, as a fuel cell system of this type, one having a filter for removing impurities in the air supplied to the fuel cell, has been proposed which determines the life of the filter. For example, the fuel cell system of Patent Document 1 is mounted on a fuel cell vehicle, and is a filter based on information on the impurity concentration of the position where the host vehicle is traveling and information on the traveling environment such as the average speed of the host vehicle. The amount of adsorption of impurities to be adsorbed is calculated, and the life of the filter is determined from the total amount of adsorption obtained by integrating the calculated amount of adsorption.
上述したように車両に搭載された燃料電池システムでは、整備工場などへ移動できるため、寿命に達したフィルタの交換作業が容易である。一方で、据え置き型の燃料電池システムでは、フィルタの交換作業が出張作業となるためコスト増を招く。また、フィルタの交換作業をなくしたり、その頻度を少なくするために高寿命で除去能力の高いフィルタを用いることも考えられるが、地域によっては過剰なものとなり、やはりコスト増を招く。 As described above, the fuel cell system mounted on the vehicle can be moved to a maintenance factory or the like, so that it is easy to replace the filter that has reached the end of its life. On the other hand, in the stationary type fuel cell system, the replacement of the filter is a business trip, resulting in an increase in cost. In addition, it is conceivable to use a filter with a long life and high removal ability to eliminate the work of replacing the filter or to reduce the frequency thereof.
本発明は、据え置き型の燃料電池システムが据え置かれる地域に応じた適切なフィルタを選定することを主目的とする。 The main object of the present invention is to select an appropriate filter according to the area in which the stationary fuel cell system is installed.
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned main objects.
本発明の燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置は、燃料ガスと空気とに基づいて発電する燃料電池を備え、前記燃料電池への空気供給路に空気中の不純物を除去するフィルタを取り付け可能な据え置き型の燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置であって、地域別の空気中の不純物濃度に関する情報から、前記燃料電池システムが据え置かれる地域における空気中の不純物濃度を取得する不純物濃度取得手段と、前記不純物濃度取得手段により取得された前記不純物濃度に基づいて前記フィルタの仕様を決定する決定手段と、前記決定手段による決定内容を出力する出力手段と、を備えることを要旨とする。 The filter specification determination device of the fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that generates electric power based on fuel gas and air, and can attach a filter that removes impurities in air to the air supply path to the fuel cell. A filter specification determination device for a fuel cell system of a type, wherein impurity concentration acquisition means for acquiring the impurity concentration in air in the area where the fuel cell system is installed from the information on the impurity concentration in air according to area; The gist of the present invention is provided with a determination means for determining the specification of the filter based on the impurity concentration acquired by the impurity concentration acquisition means, and an output means for outputting the determination content by the determination means.
本発明の燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置では、地域別の空気中の不純物濃度に関する情報から燃料電池システムが据え置かれる地域における空気中の不純物濃度を取得し、その不純物濃度に基づいて空気供給路に取り付けられるフィルタの仕様を決定し、その決定内容を出力する。このため、燃料電池システムが据え置かれる地域における不純物濃度に応じて、適切な仕様のフィルタに決定することができる。したがって、燃料電池システムの能力を適切に発揮させると共にフィルタの寿命の適正化やフィルタのコスト低減を図ることができる。 In the filter specification determination apparatus of the fuel cell system of the present invention, the impurity concentration in the air in the area where the fuel cell system is installed is obtained from the information on the impurity concentration in the air according to the area, and the air supply path is obtained based on the impurity concentration. Determine the specifications of the filter attached to and output the contents of the determination. For this reason, according to the impurity concentration in the area where the fuel cell system is stationary, it is possible to determine the filter of the appropriate specification. Therefore, it is possible to properly exert the ability of the fuel cell system and optimize the filter life and reduce the cost of the filter.
本発明の燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置において、前記決定手段は、前記フィルタの仕様として空気中の不純物を化学反応によらずに物理的に除去する物理フィルタまたは空気中の不純物を化学反応によって除去可能な化学フィルタのいずれかに決定可能であり、前記不純物濃度が所定濃度以下の場合に前記物理フィルタに決定し、前記不純物濃度が前記所定濃度を超える場合に前記化学フィルタに決定するものとしてもよい。こうすれば、不純物濃度が所定濃度を超える地域において除去能力が不足するおそれの高い物理フィルタの取り付けを防止しつつ、不純物濃度が所定濃度以下の地域において除去能力が過剰となるおそれの高い化学フィルタの取り付けを防止することができる。即ち、除去能力の過不足を防止した適切なフィルタを簡易な処理で選定することができる。 In the filter specification determination apparatus of the fuel cell system according to the present invention, the determination means is a specification of the filter, which physically removes impurities in the air without chemical reaction, or a chemical reaction of impurities in the air. Any of the removable chemical filters can be determined, and the physical filter is determined when the impurity concentration is lower than a predetermined concentration, and the chemical filter is determined when the impurity concentration exceeds the predetermined concentration. It is also good. In this way, it is possible to prevent the attachment of a physical filter which is likely to run out of removal ability in an area where the impurity concentration exceeds a predetermined concentration, and to prevent the removal ability from being excessive in an area where the impurity concentration is lower than a predetermined concentration. It is possible to prevent the installation of That is, it is possible to select an appropriate filter that prevents excess or deficiency of the removal ability by simple processing.
本発明の燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置において、前記決定手段は、前記フィルタの仕様として空気中の不純物を化学反応によって除去可能な化学フィルタの取り付けの有無を決定可能であり、前記不純物濃度が所定濃度以下の場合に前記化学フィルタの取り付け無しを決定し、前記不純物濃度が前記所定濃度を超える場合に前記化学フィルタの取り付け有りを決定するものとしてもよい。こうすれば、不純物濃度が所定濃度を超える地域において化学フィルタの取り付けを可能としつつ、不純物濃度が所定濃度以下の地域において除去能力が過剰となるおそれの高い化学フィルタの取り付けを防止することができる。即ち、除去能力の過不足を防止した適切なフィルタを簡易な処理で選定することができる。 In the filter specification determination apparatus for a fuel cell system according to the present invention, the determination means can determine the presence or absence of attachment of a chemical filter capable of removing impurities in air as a specification of the filter, and the impurity concentration is It is also possible to determine that the chemical filter is not attached when the concentration is lower than a predetermined concentration, and determine that the chemical filter is attached when the impurity concentration exceeds the predetermined concentration. In this way, the chemical filter can be attached in a region where the impurity concentration exceeds a predetermined concentration, while the attachment of a chemical filter having a high possibility of excessive removal ability in the region where the impurity concentration is lower than a predetermined concentration can be prevented. . That is, it is possible to select an appropriate filter that prevents excess or deficiency of the removal ability by simple processing.
本発明の燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置において、前記不純物濃度取得手段は、前記不純物濃度として空気中の硫黄酸化物の濃度を取得するものとしてもよい。空気中の硫黄分は燃料電池の劣化に及ぼす影響が比較的大きいから、硫黄酸化物の濃度情報を取得することで、不純物を除去するのに必要なフィルタをより適切に選定することができる。 In the filter specification determination apparatus of the fuel cell system according to the present invention, the impurity concentration acquiring unit may acquire the concentration of sulfur oxide in air as the impurity concentration. Since the sulfur content in the air has a relatively large influence on the deterioration of the fuel cell, acquiring the concentration information of the sulfur oxide can more appropriately select the filter necessary for removing the impurities.
本発明の燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置において、前記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であるものとしてもよい。固体酸化物形燃料電池は、比較的高温で反応が行われ空気中の硫黄分などの不純物により劣化が進行し易いため、燃料電池システムが据え置かれる地域の不純物濃度によっては化学フィルタを取り付けて空気中の硫黄分を除去することが望ましい。このため、適切なフィルタを選択することによる効果が顕著なものとなる。 In the filter specification determination apparatus of the fuel cell system of the present invention, the fuel cell may be a solid oxide fuel cell. Solid oxide fuel cells react at relatively high temperatures and are prone to deterioration due to impurities such as sulfur in the air. Depending on the concentration of impurities in the area where the fuel cell system is installed, chemical filters may be attached to the air. It is desirable to remove the sulfur content in it. For this reason, the effect by selecting an appropriate filter becomes remarkable.
次に、本発明を実施するための形態について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.
図1は燃料電池システム20を管理する管理システム10の構成の概略を示す構成図であり、図2は燃料電池システム20の構成の概略を示す構成図である。管理システム10は、住宅Hに設置される複数の据え置き型の燃料電池システム20(20A,20B)の情報を管理する管理装置80を備える。各燃料電池システム20と管理装置80は、インターネットなどのネットワーク12に接続されている。また、燃料電池システム20の設置作業などを行う作業者Mが有する携帯端末90もネットワーク12に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the outline of the configuration of a
燃料電池システム20は、図2に示すように、発電を行う発電ユニット22や、発電ユニット22からの熱により加熱された湯水を貯留する貯湯タンク23を有する給湯ユニット24、燃料電池システム20の全体を制御する制御装置70などを備える。これらは、住宅H外に設置されたユニットケース内に収容されている。
As shown in FIG. 2, the
また、燃料電池システム20は、図1に示すように、燃料電池システム20のリモートコントロールパネル(以下、リモコンパネル)25を住宅H内に備える。リモコンパネル25は、タッチパネル式の液晶ディスプレイとして設けられた表示操作部26と、表示操作部26の表示制御および入力制御を行う制御部27と、ネットワーク12を介して管理装置80などと通信を行う通信部28とを備える。表示操作部26は、燃料電池システム20に関する各種情報を表示したり、燃料電池システム20に関する各種入力操作を受け付けたりする。制御部27は、制御装置70からの情報や通信部28を介して受信した管理装置80からの情報を表示するように表示操作部26を制御したり、表示操作部26の操作に基づく作動指示を制御装置70に送信したり、表示操作部26の操作に基づく情報を通信部28を介して管理装置80に送信したりする。
In addition, as shown in FIG. 1, the
発電ユニット22は、図2に示すように、発電モジュール30と、原燃料ガス供給装置40と、エア供給装置50と、改質水供給装置55と、排熱回収装置60とを備える。
As shown in FIG. 2, the
発電モジュール30は、改質水を気化して水蒸気を生成する気化器や、天然ガスやLPガスなどの原燃料ガスを水蒸気改質により改質する改質器、改質ガスと酸化剤ガス(空気)とにより発電する燃料電池スタック31、オフガスを燃焼して気化器や改質器を加熱する燃焼部などを含む。燃料電池スタック31は、酸素イオン伝導体からなる固体電解質と、固体電解質の一方の面に設けられたアノード電極と、固体電解質の他方の面に設けられたカソード電極とを備える固体酸化物燃料電池セルが積層されたものとして構成されており、アノード電極に供給される燃料ガス中の水素とカソード電極に供給されるエア(空気)中の酸素とによる電気化学反応によって発電する。この電気化学反応は、比較的高温(例えば600〜700℃程度)で行われるため、エア中に硫黄酸化物SOxや窒素酸化物NOxなどの不純物が含まれていると、不純物と電極との化学反応が促進され易く、燃料電池スタック31の各電極の劣化が引き起こされる。例えば、エア中のSO2に含まれる硫黄分がカソード電極に含まれるSrなどの金属と反応して硫酸塩を生成することでカソード電極が変性し、活性が低下するなどのカソード電極の劣化が生じることになる。
The
原燃料ガス供給装置40は、ガス供給源Gsと発電モジュール30の気化器とを接続する原燃料ガス供給管41を有する。原燃料ガス供給管41には、ガス供給源Gs側から順に、ガス供給弁42やガスポンプ45、脱硫器などが設けられており、ガス供給弁42を開弁した状態でガスポンプ45を駆動することにより、ガス供給源Gsからの原燃料ガスを脱硫して発電モジュール30の気化器へ供給する。
The raw fuel
エア供給装置50は、外気と連通するフィルタ52と発電モジュール30の燃料電池スタック31とを接続するエア供給管51を有する。エア供給管51には、エアブロワ53が設けられており、エアブロワ53を駆動することにより、フィルタ52を介して吸入したエア(空気)を発電モジュール30の燃料電池スタック31へ供給する。フィルタ52は、エア供給管51のエアの入口に着脱可能に取り付けられている。作業者Mは、燃料電池システム20のユニットケースの一部を構成すると共に外気の吸入口が形成されたパネル部材21(図1参照)を取り外すことにより、フィルタ52を着脱することができる。後述するように、本実施形態のフィルタ52は、フィルタ仕様決定処理ルーチンの決定内容に基づくものとなっている。
The
改質水供給装置55は、改質水を貯蔵する改質水タンク56と発電モジュール30の気化器とを接続する改質水供給管58を有する。改質水供給管58には、改質水ポンプ57が設けられており、改質水ポンプ57を駆動することにより、改質水タンク56内の改質水を発電モジュール30の気化器へ供給する。
The reforming
排熱回収装置60は、循環ポンプ62の駆動により貯湯タンク23の貯湯水を循環させる循環配管61と、循環配管61内の貯湯水と発電モジュール30の燃焼部からの燃焼排ガスとの間で熱交換を行う熱交換器63とを有する。なお、発電モジュール30の燃焼部からの燃焼排ガスは熱交換器63に供給され、熱交換によって凝縮された水が凝縮水供給管66を通って図示しない水精製器を経て改質水タンク56に回収される。また、凝縮されなかった水分や残りのガス成分は、排気ガス排出管67を介して外気へ排出される。
The exhaust
管理装置80は、図1に示すように、管理装置80を制御する制御部82と、各種情報を記憶する記憶部84と、ネットワーク12を介して管理装置80や作業者Mの携帯端末90などと通信を行う通信部86とを備える。制御部82は、ネットワーク12から燃料電池システム20に関する情報やリモコンパネル25の制御部27から出力された情報を通信部86を介して取得して記憶部84に記憶する。また、制御部82は、燃料電池システム20に必要な情報を通信部86を介して燃料電池システム20に出力する。記憶部84は、不純物濃度情報84aを記憶している。不純物濃度情報84aは、複数の測定地点で測定されたエア中の不純物濃度を示す情報であり、硫黄酸化物SOxや窒素酸化物NOxなどの不純物濃度が含まれている。制御部82は、不純物濃度情報84aをネットワーク12を介して取得して記憶部84に記憶する。不純物濃度情報84aの一例としては、環境省大気汚染物質広域監視システムから取得可能な情報を挙げることができる。
As illustrated in FIG. 1, the
作業者Mの携帯端末90は、タッチパネル式の液晶ディスプレイとして設けられた表示操作部92と、現在位置を測定するGPS測位部94と、端末全体を制御する制御部96と、ネットワーク12を介して管理装置80などと通信を行う通信部98とを備える。表示操作部92は、各種情報を表示したり、各種操作を受け付けたりする。GPS測位部94は、GPS衛星からの電波を受信し緯度や経度を演算して現在位置を測定する。制御部96は、通信部98を介して受信した各種情報を表示操作部92に表示したり、各種操作画面を表示操作部92に表示したりする。制御部96は、各種操作画面として、例えばエア供給装置50のフィルタ52として取り付けるフィルタの仕様の決定を要求するための要求画面を表示操作部92に表示する。制御部96は、作業者Mにより要求画面を介してフィルタ仕様の決定要求がなされると、GPS測位部94で測定された現在位置の位置情報を含む選定要求を通信部98を介して管理装置80に送信する。
The
次に、こうして構成された管理システム10の処理、特に、燃料電池システム20のエア供給装置50に取り付けるフィルタ52の仕様を決定する際の処理について説明する。図3は、フィルタ仕様決定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、作業者Mの携帯端末90から送信されたフィルタ仕様の決定要求を管理装置80が受信した場合に、管理装置80の制御部82により実行される。なお、作業者Mは、燃料電池システム20を設置する(据え置く)際に、フィルタ52として取り付け可能な複数種類(ここでは2種類)のフィルタを準備して現地に出向き、その場で携帯端末90を操作してフィルタ仕様の決定要求を行うものとする。
Next, the process of the
このルーチンが実行されると、管理装置80の制御部82は、まず、フィルタ仕様の決定要求に含まれる位置情報を入力し(S100)、その位置情報に対応する地域として、燃料電池システム10が据え置かれている地域(以下、設置地域という)を取得する(S110)。制御部82は、S100では、フィルタ仕様の決定要求に含まれる携帯端末90の位置情報を、燃料電池システム20が据え置かれている位置情報として入力する。また、S110では、不純物濃度情報84aにおける各測定地点のいずれかに対応する地域のうちS100で入力した位置情報に最も近い設置地域を取得する。次に、制御部82は、記憶部84に記憶されている不純物濃度情報84aを参照して、S110で取得した設置地域に対応する不純物濃度Icを取得する(S120)。S120では、制御部82が不純物濃度IcとしてSO2の濃度を取得するものなどとすることができる。これは、上述したように、SO2に含まれる硫黄分によりカソード電極の劣化が生じるなど、SO2による燃料電池スタック31への劣化の影響が比較的大きいためである。
When this routine is executed, the
次に、制御部82は、S120で取得した不純物濃度Icが所定の基準濃度Icref以下であるか否かを判定する(S130)。S120で制御部82がSO2の濃度を取得する場合、S130では所定の基準濃度Icrefとして5ppb以下であるか否かを判定するものなどとすることができる。勿論、基準濃度Icrefは、5ppbに限られず、フィルタ52として取り付け可能な各フィルタの仕様を考慮して適宜定めるものとすればよい。なお、各フィルタの仕様として、例えばフィルタの種類(除去方法)や除去能力(効率)、不純物の総除去量(寿命)などを考慮することができる。制御部82は、S130で不純物濃度Icが基準濃度Icref以下であると判定すると、物理フィルタに決定し(S140)、不純物濃度Icが基準濃度Icrefを超えると判定すると、化学フィルタに決定する(S150)。そして、制御部82は、決定内容としてフィルタの種類を携帯端末90へ送信する(S160)。また、制御部82は、設置地域と燃料電池システム20の位置情報と決定したフィルタの種類とを対応付けて記憶部84に登録して(S170)、本ルーチンを終了する。作業者Mは、携帯端末90で決定内容を受信すると、その決定内容で指定された種類のフィルタをフィルタ52として燃料電池システム20に取り付けることができる。
Next, the
ここで、物理フィルタは、化学反応を行わずにエア中のほこりや花粉等の不純物を物理的に捕集して吸着することにより除去可能なものであり、例えば濾材としてガラス繊維などが用いられるいわゆるHEPAフィルタを例示することができる。また、化学フィルタは、エア中の不純物を化学反応(化学結合)によって吸着することにより除去可能なものであり、例えば濾材として活性炭や活性炭素繊維、イオン交換繊維などが用いられる。なお、化学フィルタは、例えば粒状活性炭を不織布で包んで構成することなどにより、化学反応による吸着に加えて物理的な捕集による吸着を可能としてもよい。化学フィルタは、物理フィルタに比べて硫黄酸化物SOxや窒素酸化物NOxなどの除去能力が高く、コストも高くなる傾向にある。このため、設置地域の不純物濃度Icが所定の基準濃度Icref以下の場合に物理フィルタを選定し、不純物濃度Icが所定の基準濃度Icrefを超える場合に化学フィルタを選定することで、不純物濃度Icが高い設置地域における燃料電池システム20のフィルタ52のみを化学フィルタとすることができる。これにより、不純物濃度Icが低い地域では化学フィルタが用いられないためにフィルタ52のコストが必要以上に増加するのを抑制することができる。また、不純物濃度Icが高い地域では化学フィルタを用いることで不純物を適切に除去することが可能となる。
Here, the physical filter can be removed by physically collecting and adsorbing impurities such as dust and pollen in the air without performing a chemical reaction, and for example, glass fiber is used as a filter medium So-called HEPA filters can be illustrated. The chemical filter is removable by adsorbing impurities in the air by a chemical reaction (chemical bond), and for example, activated carbon, activated carbon fiber, ion exchange fiber, etc. are used as a filter medium. The chemical filter may be capable of adsorption by physical collection in addition to adsorption by a chemical reaction, for example, by wrapping granular activated carbon in a non-woven fabric. Chemical filters tend to be higher in ability to remove sulfur oxides SOx, nitrogen oxides NOx, etc. than physical filters, and cost is also high. Therefore, by selecting the physical filter when the impurity concentration Ic in the installation area is lower than the predetermined reference concentration Icref, and selecting the chemical filter when the impurity concentration Ic exceeds the predetermined reference concentration Icref, the impurity concentration Ic is Only the
以上説明した管理装置80は、不純物濃度情報84aから燃料電池システム20の設置地域における不純物濃度Icを取得し、その不純物濃度Icに基づいてフィルタ52の仕様を決定して決定内容を出力する。このため、燃料電池システム20の設置地域における不純物濃度Icに応じた適切なフィルタ52を作業者Mに取り付けさせることができる。したがって、不純物による燃料電池スタック31の劣化を適切に抑えることができるから、燃料電池システム20の能力を適切に発揮させると共にフィルタ52の寿命の適正化やフィルタ52のコスト低減を図ることができる。
The
また、管理装置80は、不純物濃度Icが所定の基準濃度Icref以下の場合に物理フィルタを選定し、不純物濃度Icが所定の所定濃度Icrefを超える場合に化学フィルタを選定するから、除去能力の過不足を防止した適切なフィルタ52を簡易な処理で選定することができる。
Further, the
また、管理装置80は、不純物濃度IcとしてSO2の濃度を取得するから、燃料電池スタック31の劣化に及ぼす影響が比較的大きなSO2の濃度に適したフィルタ52を選定することができる。
Further, since the
上述した実施形態では、物理フィルタと化学フィルタとのいずれかに決定するもの、即ちフィルタの種類を決定するものとしたが、これに限られるものではない。図4は変形例のフィルタ仕様決定処理ルーチンを示すフローチャートである。ここで、この変形例は、不純物濃度Icに拘わらずフィルタ52として物理フィルタを取り付けることを前提としており、さらにフィルタ52として化学フィルタの取り付け有無を決定するものである。図4のルーチンでは、制御部82は、S130で不純物濃度Icが基準濃度Icref以下であると判定すると、化学フィルタの取り付け無しを決定し(S140a)、不純物濃度Icが基準濃度Icrefを超えると判定すると、化学フィルタの取り付け有りを決定する(S150a)。そして、制御部82は、決定内容として化学フィルタの取り付け有無を携帯端末90へ送信して(S160)、設置地域と燃料電池システム20の位置情報と決定した化学フィルタの取り付け有無とを対応付けて記憶部84に登録して(S170a)、本ルーチンを終了する。これにより、不純物濃度Icが基準濃度Icref以下の地域において化学フィルタを取り付けることなく物理フィルタをフィルタ52として取り付け、不純物濃度Icが基準濃度Icrefを超える地域において物理フィルタと化学フィルタとをフィルタ52として取り付けることができる。このようにすることで、不純物濃度Icが高い地域において、物理フィルタと化学フィルタとを併用することができるから、不純物をより適切に除去することができる。また、不純物濃度Icが低い地域では物理フィルタのみとするから、フィルタ52のコストが増加するのを抑制することができる。即ち、実施形態と同様に、除去能力の過不足を防止した適切なフィルタを簡易な処理で選定することができる。
In the above-mentioned embodiment, although what is determined as either a physical filter or a chemical filter, that is, the type of filter is determined, the present invention is not limited to this. FIG. 4 is a flowchart showing a filter specification determination processing routine of the modification. Here, this modification is based on the assumption that a physical filter is attached as the
また、2種類のうちからフィルタの種類を決定するものに限られず、除去能力や寿命などの仕様の異なる3以上のフィルタのうちからいずれかの仕様に決定するものなどとしてもよい。そのようにする場合、例えば物理フィルタと、第1の化学フィルタと、第1の化学フィルタよりも除去能力や寿命などの性能の高い第2の化学フィルタとの3種類のうちからフィルタ52を決定するものなどとしてもよい。なお、寿命を延ばすためには、フィルタの種類を変更するものに限られず、同じ種類のフィルタでサイズを大きくすることにより総吸着量を増やすことで寿命を延ばすものなどとしてもよい。
Further, the type of the filter is not limited to one of the two types, but may be determined as any one of three or more filters having different specifications such as removal capability and life. In such a case, for example, the
上述した実施形態では、不純物濃度Icとして例えばSO2の濃度を用いてフィルタ52の仕様を決定するものを例示したが、これに限られず、窒素酸化物NOxなどの他の不純物の濃度を用いてフィルタ52の仕様を決定するものとしてもよい。また、一種類の不純物濃度Icを用いてフィルタ52の仕様を決定するものに限られず、複数種類の不純物濃度Icを用いて仕様を決定してもよい。そのようにする場合、例えば複数種類の不純物濃度Icがいずれも不純物毎の基準濃度Icref以下である場合に第1のフィルタに決定し、基準濃度Icrefを超える不純物の個数が所定数以下である場合に第1のフィルタよりも除去能力や寿命などの性能の高い第2のフィルタに決定し、基準濃度Icrefを超える不純物の個数が所定数を超える場合に第2のフィルタよりも性能の高い第3のフィルタに決定するものなどとしてもよい。
In the embodiment described above, the specification of the
上述した実施形態では、燃料電池システム20を設置する際にフィルタ52の仕様を決定するものとしたが、これに限られず、燃料電池システム20にフィルタ52が一旦取り付けられた後にフィルタ52の仕様を再決定するものなどとしてもよい。ここで、管理装置80の制御部82は、数日毎や数週間毎、数月毎などの所定期間毎に不純物濃度情報84aを更新するものとしてもよく、不純物濃度情報84aが更新された際にフィルタ52の仕様を再決定するものなどとすることができる。例えば、制御部82は、更新された不純物濃度情報84aから新たに不純物濃度Ic#を取得し、不純物濃度Ic#が上述した基準濃度Icrefを新たに超えることとなる設置地域を選定する。次に、選定した設置地域における各住宅Hのフィルタ52の種類を読み込み、読み込んだフィルタ52の種類が物理フィルタに該当する住宅Hがある場合には、該当する住宅Hの燃料電池システム20におけるフィルタ52に化学フィルタを決定し直すことなどにより再決定を行う。また、制御部82は、該当する住宅Hのリモコンパネル25やその設置地域を担当する作業者Mの携帯端末90に再決定内容を送信する。この再決定内容には、フィルタ52の交換を促すメッセージを含む。このため、住宅Hのリモコンパネル25の表示操作部26に再決定内容が表示されると、住宅Hの居住者はフィルタ52の交換が必要なことを把握することができる。また、作業者Mは、携帯端末90により再決定内容を受信すると、フィルタ52の交換が必要なことを把握し住宅Hの居住者と連絡を取って交換作業を行うことができる。このように、不純物濃度Icの変化に対応する適切なフィルタ52への交換を促すことができる。このため、環境変化に適切に対応し、燃料電池システム20の劣化を抑制して適切に運転することができる。なお、制御部82が住宅Hおよび作業者Mのいずれか一方のみに再決定内容を送信するものなどとしてもよい。
In the embodiment described above, the specification of the
実施形態では、リモコンパネル25が通信部28を介してネットワーク12と繋がっているものとしたが、これに限られず、通信部28を備えずネットワーク12と繋がっていないものなどとしてもよい。そのようにする場合、図3や図4のS160では作業者Mのみに決定内容を送信するものなどとしてもよい。
In the embodiment, the
実施形態では、作業者Mの携帯端末90のGPS測位部94により測位された位置情報に基づいて燃料電池システム20が据え置かれる設置地域を取得するものとしたが、これに限られず、作業者Mや居住者がリモコンパネル25を介して入力した地域情報、例えば居住者によりユーザ登録された住所などの情報に基づいて設置地域を取得するものなどとしてもよい。そのようにする場合、作業者Mが携帯端末90を持たずに作業するものなどとしてもよく、図3や図4のS160では住宅Hのリモコンパネル25のみに決定内容を送信するものなどとしてもよい。
In the embodiment, the installation area where the
実施形態では、管理装置80によりフィルタ52の仕様が決定されるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、作業者Mの携帯端末90によりフィルタ52の仕様が決定されるものとしてもよい。そのようにする場合、携帯端末90の制御部96が図3や図4のルーチンを行うものとし、図3や図4のS160では決定内容を画面表示することで出力するものなどとすればよい。また、携帯端末90の制御部96は、不純物濃度情報を予め取得して携帯端末90の記憶部に記憶してもよいし、ルーチンを行う度にネットワーク12を介して不純物濃度情報を取得してもよい。携帯端末90が不純物濃度情報を予め取得して記憶部に記憶している場合、携帯端末90は燃料電池システム20の設置位置(作業位置)においてネットワーク12に接続する機能を有さないものとしてもよい。なお、携帯端末90によりフィルタ52の仕様が決定される場合には、リモコンパネル25が通信部28を備えずネットワーク12に接続されないものなどとしてもよい。
In the embodiment, the specification of the
また、管理装置80や携帯端末90によりフィルタ52の仕様が決定されるものに限られず、燃料電池システム200によりフィルタ52の仕様が決定されるものとしてもよい。図5は、変形例の燃料電池システム200の構成の概略を示す構成図である。図5では、図2と同じ構成については同じ符号を付して説明は省略する。図示するように、燃料電池システム200は、燃料電池システム200の全体を制御する制御装置170と、タッチパネル式の液晶ディスプレイとして設けられた表示操作部178とを備える。制御装置170は、制御部172と、記憶部174と、GPS測位部176とを備える。記憶部174には、不純物濃度情報174aが記憶されている。不純物濃度情報174aは、実施形態の不純物濃度情報84aと同様な情報であり、例えば工場出荷される前に記憶部174に記憶されるものである。制御装置170は、表示操作部178を介してフィルタ仕様の決定要求が受け付けられた場合に図3や図4と同様なルーチンを実行し、決定内容を表示操作部178に表示する。なお、S170の処理は省略すればよい。作業者Mは、表示操作部178の表示に従って適切なフィルタ52を取り付けることができる。このため、実施形態と同様に、燃料電池システム20の設置地域における不純物濃度Icに応じた適切なフィルタ52を決定して、作業者Mに取り付けさせることができる。このように、この変形例では、燃料電池システム200が単独でフィルタ仕様を決定することができる。このため、図1のような管理システム10を構築することなく、各燃料電池システム200がそれぞれ単独で自機に取り付けるべきフィルタ仕様を決定するものとすればよい。
Further, the specification of the
実施形態では、燃料電池システム20の設置地域に適したフィルタ仕様を決定するものとしたが、これに限られず、燃料電池システム20が据え置かれる前に、当該燃料電池システム20の据え置き(設置)が予定される予定地域に適したフィルタ仕様を決定するものなどとしてもよい。例えば、燃料電池システム20が製造される工場において、製造管理装置が、図3や図4と同様なルーチンを実行するものなどとすればよい。即ち、製造管理装置は、燃料電池システム20の出荷先などの予定地域を取得し、取得した予定地域に対応する不純物濃度Icを取得し、取得した不純物濃度Icに対応するフィルタ仕様を決定して作業モニタなどに表示するものなどとすればよい。これにより、工場の製造作業者は、作業モニタの表示に従って予定地域に適した仕様のフィルタ52を取り付けることができる。なお、燃料電池システム20が工場から出荷された後に一時的に保管されてから予定地域に搬送される場合には、燃料電池システム20が製造される工場でフィルタ52を取り付けるものに限られず、保管場所でフィルタ仕様を決定して保管作業者に取り付けさせるものなどとしてもよい。
In the embodiment, the filter specification suitable for the installation area of the
本実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。本実施形態では、発電モジュール30が「燃料電池」に相当し、エア供給管51が「エア供給路」に相当し、フィルタ52が「フィルタ」に相当し、燃料電池システム20が「燃料電池システム」に相当し、管理装置80が「フィルタ仕様決定装置」に相当し、フィルタ仕様決定処理ルーチンのS110〜S120を実行する管理装置80の制御部82が「不純物濃度取得手段」に相当し、同ルーチンのS130〜S150(S140a,S150a)を実行する制御部82が「決定手段」に相当し、同ルーチンのS160を実行する制御部82が「出力手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the present embodiment and the main elements of the invention described in the section of “Means for Solving the Problems” will be described. In the present embodiment, the
なお、本実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、本実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行われるべきものであり、本実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the present embodiment and the main elements of the invention described in the section of the means for solving the problems is the invention described in the section of the means for the present embodiment for solving the problems. The present invention is not limited to the elements of the invention described in the section of “Means for Solving the Problems”, as it is an example for specifically explaining the mode for carrying out the invention. That is, the interpretation of the invention described in the section of the means for solving the problem should be made based on the description of the section, and the present embodiment is the invention described in the section of the means for solving the problem It is only a specific example of
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited at all by such embodiment, It can be implemented with various forms in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
本発明は、燃料電池システムの製造産業などに利用可能である。 The present invention is applicable to, for example, the manufacturing industry of fuel cell systems.
10 管理システム、12 ネットワーク、20,20A,20B,200 燃料電池システム、21 パネル部材、22 発電ユニット、23 貯湯タンク、24 給湯ユニット、25 リモートコントロールパネル(リモコンパネル)、26 表示操作部、27 制御部、28 通信部、30 発電モジュール、31 燃料電池スタック、40 原燃料ガス供給装置、41 原燃料ガス供給管、42 ガス供給弁、45 ガスポンプ、50 エア供給装置、51 エア供給管、52 フィルタ、53 エアブロワ、55 改質水供給装置、56 改質水タンク、57 改質水ポンプ、58 改質水供給管、60 排熱回収装置、61 循環配管、62 循環ポンプ、63 熱交換器、66 凝縮水供給管、67 排気ガス排出管、70,170 制御装置、80 管理装置、82 制御部、84 記憶部、84a 不純物濃度情報、86 通信部、90 携帯端末、92 表示操作部、94 GPS測位部、96 制御部、98 通信部、172 制御部、174 記憶部、174a 不純物濃度情報、176 GPS測位部、178 表示操作部、Gs ガス供給源、H 住宅、M 作業者。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
地域別の空気中の不純物濃度に関する情報から、前記燃料電池システムが据え置かれる地域における空気中の不純物濃度を取得する不純物濃度取得手段と、
前記不純物濃度取得手段により取得された前記不純物濃度に基づいて前記フィルタの仕様を決定する決定手段と、
前記決定手段による決定内容を出力する出力手段と、
を備える燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置。 A filter specification determination device for a stationary fuel cell system, comprising: a fuel cell that generates electric power based on fuel gas and air; and a filter for removing impurities in the air, which can be attached to an air supply path to the fuel cell. ,
Impurity concentration acquisition means for acquiring the impurity concentration in air in the area where the fuel cell system is installed from the information on the impurity concentration in air according to the area;
A determination unit that determines a specification of the filter based on the impurity concentration acquired by the impurity concentration acquisition unit;
An output unit that outputs the content of the determination by the determination unit;
A filter specification determination device for a fuel cell system comprising:
前記決定手段は、前記フィルタの仕様として空気中の不純物を化学反応によらずに物理的に除去する物理フィルタまたは空気中の不純物を化学反応によって除去可能な化学フィルタのいずれかに決定可能であり、前記不純物濃度が所定濃度以下の場合に前記物理フィルタに決定し、前記不純物濃度が前記所定濃度を超える場合に前記化学フィルタに決定する
燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置。 A filter specification determination apparatus for a fuel cell system according to claim 1, wherein
The determination means can be any of a physical filter that physically removes impurities in air without chemical reaction as a specification of the filter, or a chemical filter that can remove impurities in air by chemical reaction. A filter specification determination device for a fuel cell system, wherein the physical filter is determined when the impurity concentration is less than or equal to a predetermined concentration, and the chemical filter is determined when the impurity concentration exceeds the predetermined concentration.
前記決定手段は、前記フィルタの仕様として空気中の不純物を化学反応によって除去可能な化学フィルタの取り付けの有無を決定可能であり、前記不純物濃度が所定濃度以下の場合に前記化学フィルタの取り付け無しを決定し、前記不純物濃度が前記所定濃度を超える場合に前記化学フィルタの取り付け有りを決定する
燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置。 A filter specification determination apparatus for a fuel cell system according to claim 1, wherein
The determination means can determine the presence or absence of attachment of a chemical filter capable of removing impurities in the air by a chemical reaction as the specification of the filter, and the attachment of the chemical filter is not performed when the concentration of the impurity is less than a predetermined concentration. A filter specification determination device for a fuel cell system, which determines and determines that the chemical filter is attached when the impurity concentration exceeds the predetermined concentration.
前記不純物濃度取得手段は、前記不純物濃度として空気中の硫黄酸化物の濃度を取得する
燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置。 A filter specification determination apparatus for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, comprising:
The filter specification determination device for a fuel cell system, wherein the impurity concentration acquisition unit acquires a concentration of sulfur oxide in air as the impurity concentration.
前記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池である
燃料電池システムのフィルタ仕様決定装置。 A filter specification determination device for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, comprising:
The fuel cell is a solid oxide fuel cell. A filter specification determination device for a fuel cell system.
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