JP2019046706A - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.
従来、この種の燃料電池システムとしては、燃料ガスと空気とに基づいて発電する燃料電池を備え、燃料電池に供給される空気中の不純物を化学反応により吸着して除去可能な化学フィルタが設けられ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では、アンモニアガスなどの塩基性ガスを吸着するために酸性緩衝液で処理した繊維を含む第1フィルタと、硫黄酸化物SOxや窒素酸化物NOxなどの酸化ガスを吸着するために弱アルカリ性金属塩を活性炭混抄紙に担持した第2フィルタと、有機溶剤などのVOCガスを吸着するために金属ゼオライトを担持した繊維を含む第3フィルタとを組み合わせた化学フィルタを用いている。また、特許文献2の燃料電池システムでは、硫黄酸化物SOxや窒素酸化物NOxなどの酸化ガスを吸着するための活性炭フィルタと、数μm程度の塵埃を吸着するための帯電フィルタとを組み合わせた化学フィルタを用いている。 Conventionally, this type of fuel cell system includes a fuel cell that generates electricity based on fuel gas and air, and is provided with a chemical filter that can adsorb and remove impurities in air supplied to the fuel cell by a chemical reaction. What has been proposed. For example, in the fuel cell system of Patent Document 1, a first filter including a fiber treated with an acidic buffer solution to adsorb a basic gas such as ammonia gas, and an oxidizing gas such as sulfur oxide SOx or nitrogen oxide NOx A second filter in which a weakly alkaline metal salt is supported on activated carbon mixed paper for adsorbing carbon dioxide, and a third filter in combination with a third filter including fibers supporting metal zeolite for adsorbing VOC gas such as organic solvent It is used. Further, in the fuel cell system of Patent Document 2, a chemical combining an activated carbon filter for adsorbing an oxidation gas such as sulfur oxide SOx or nitrogen oxide NOx and a charge filter for adsorbing dust of about several μm It uses a filter.
上述した燃料電池システムに用いられる化学フィルタは、頻繁な交換を必要としないように、例えば十年程度などの比較的長期に亘る使用期間が求められる。しかしながら、そのような長期の使用期間を実現するためには、不純物を吸着する吸着層としてより大きな吸着層が必要となり、サイズの大型化やコスト増に繋がってしまう。 The chemical filter used in the fuel cell system described above is required to have a relatively long service life, such as about a decade, so as not to require frequent replacement. However, in order to realize such a long-term use period, a larger adsorption layer is required as an adsorption layer for adsorbing impurities, which leads to an increase in size and cost.
本発明は、化学フィルタのサイズの大型化やコスト増を防止しつつ、化学フィルタの使用期間の長期化を図ることを主目的とする。 The main object of the present invention is to extend the usage period of a chemical filter while preventing the size increase and cost increase of the chemical filter.
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る燃料電池システムであって、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と、前記化学フィルタが設けられた化学フィルタ流路と、前記化学フィルタを迂回するバイパス流路とを有し、前記化学フィルタ流路および前記バイパス流路のいずれかを通って前記燃料電池に空気が向かう空気流路と、前記空気流路に設けられ、駆動することで前記燃料電池に空気を供給するブロワと、前記空気流路に設けられ、前記燃料電池に向かう空気が通る流路を前記化学フィルタ流路および前記バイパス流路のいずれかに切り替える切替弁と、を備えることを要旨とする。 The fuel cell system according to the present invention is a fuel cell system including a fuel cell that generates electric power based on fuel gas and air, and is provided with a chemical filter capable of removing impurities in the air by a chemical reaction, and the chemical filter An air flow path for directing air to the fuel cell through either the chemical filter flow path or the bypass flow path, and a bypass flow path bypassing the chemical filter; The chemical filter flow path and the bypass flow are provided in the air flow path, and a blower that supplies air to the fuel cell by driving, and a flow path that is provided in the air flow path and through which air toward the fuel cell passes The gist of the present invention is to provide a switching valve for switching to any of the paths.
本発明の燃料電池システムでは、化学フィルタが設けられた化学フィルタ流路と化学フィルタを迂回するバイパス流路とを有する空気流路に、ブロワと、空気が通る流路を化学フィルタ流路およびバイパス流路のいずれかに切り替える切替弁とが設けられている。このため、燃料電池に供給される空気をバイパス流路に通過させることにより、必ずしも化学フィルタを通過させる必要がないものとすることができる。したがって、化学フィルタの間欠的な使用を可能にして化学フィルタにおける不純物の蓄積を抑えることができるから、化学フィルタのサイズの大型化やコスト増を防止しつつ、化学フィルタの使用期間の長期化を図ることができる。 In the fuel cell system of the present invention, the blower and the flow path through which the air passes are the chemical filter flow path and the bypass in the air flow path having the chemical filter flow path provided with the chemical filter and the bypass flow path bypassing the chemical filter. A switching valve for switching to any of the flow paths is provided. For this reason, by passing the air supplied to the fuel cell to the bypass flow path, it is not always necessary to pass the chemical filter. Therefore, the intermittent use of the chemical filter can be enabled and the accumulation of impurities in the chemical filter can be suppressed. Therefore, while the size increase and cost increase of the chemical filter are prevented, the use period of the chemical filter is extended. Can be
本発明の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池に供給される空気が間欠的に前記化学フィルタ流路を通るように前記切替弁を制御する制御装置を備えるものとしてもよい。こうすれば、化学フィルタの間欠的な使用を切替弁の制御により実現するから、化学フィルタの使用期間を簡易な処理で長期化することが可能となる。 The fuel cell system according to the present invention may further include a control device that controls the switching valve such that air supplied to the fuel cell intermittently passes through the chemical filter flow path. In this case, since the intermittent use of the chemical filter is realized by the control of the switching valve, it is possible to extend the usage period of the chemical filter by a simple process.
本発明の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の温度を取得する温度取得手段を備え、前記制御装置は、前記燃料電池の温度が所定温度以下の場合には空気が前記バイパス流路を通るように前記切替弁を制御し、前記燃料電池の温度が前記所定温度を超える場合には空気が前記化学フィルタ流路を通るように前記切替弁を制御するものとしてもよい。こうすれば、燃料電池の温度が所定温度以下であるために、化学フィルタを通過しない空気が燃料電池に供給されても燃料電池に到達した不純物による反応が促進されず劣化の進行のおそれが少ない場合に、化学フィルタを使用しないものとすることができる。このため、化学フィルタに空気を通過させないことによる影響を抑えつつ、化学フィルタの使用期間の長期化を図ることができる。 In the fuel cell system according to the present invention, the fuel cell system further comprises temperature acquisition means for acquiring the temperature of the fuel cell, and the control device is configured to allow air to pass through the bypass channel when the temperature of the fuel cell is lower than a predetermined temperature. The switching valve may be controlled, and when the temperature of the fuel cell exceeds the predetermined temperature, the switching valve may be controlled such that air passes through the chemical filter channel. In this case, since the temperature of the fuel cell is equal to or lower than the predetermined temperature, even if air not passing through the chemical filter is supplied to the fuel cell, the reaction by the impurities reaching the fuel cell is not promoted and there is little risk of progress of deterioration. In some cases, chemical filters may not be used. Therefore, it is possible to extend the usage period of the chemical filter while suppressing the influence of not letting air pass through the chemical filter.
本発明の燃料電池システムにおいて、前記空気流路を通る空気の流量を取得する流量取得手段を備え、前記制御装置は、前記空気流路の空気の流量が所定流量以下の場合には空気が前記バイパス流路を通るように前記切替弁を制御し、前記空気流路の空気の流量が前記所定流量を超える場合には空気が前記化学フィルタ流路を通るように前記切替弁を制御するものとしてもよい。こうすれば、燃料電池に流れる空気の流量が所定流量以下であるために、化学フィルタを通過しない空気が燃料電池に供給されても燃料電池に到達する不純物の絶対量が少なく劣化の進行のおそれが少ない場合に、化学フィルタを使用しないものとすることができる。このため、化学フィルタに空気を通過させないことによる影響を抑えつつ、化学フィルタの使用期間の長期化を図ることができる。 In the fuel cell system according to the present invention, the fuel cell system further comprises flow rate acquiring means for acquiring the flow rate of air passing through the air flow path, and the control unit is configured to control The switching valve is controlled to pass through the bypass flow path, and when the flow rate of air in the air flow path exceeds the predetermined flow rate, the switching valve is controlled to pass air through the chemical filter flow path It is also good. In this case, since the flow rate of the air flowing to the fuel cell is equal to or less than the predetermined flow rate, the absolute amount of impurities reaching the fuel cell is small even if air not passing through the chemical filter is supplied to the fuel cell. If you do not have a chemical filter, you may not want to use a chemical filter. Therefore, it is possible to extend the usage period of the chemical filter while suppressing the influence of not letting air pass through the chemical filter.
本発明の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の発電の出力として電圧または電流を取得する出力取得手段を備え、前記制御装置は、前記電圧または前記電流が所定値以下の場合には空気が前記バイパス流路を通るように前記切替弁を制御し、前記電圧または前記電流が前記所定値を超える場合には空気が前記化学フィルタ流路を通るように前記切替弁を制御するものとしてもよい。こうすれば、燃料電池の発電の電圧または電流が所定値以下であるために、化学フィルタを通過しない空気が燃料電池に供給されても燃料電池に到達した不純物による反応が促進されず劣化の進行のおそれが少ない場合に、化学フィルタを使用しないものとすることができる。このため、化学フィルタに空気を通過させないことによる影響を抑えつつ、化学フィルタの使用期間の長期化を図ることができる。 In the fuel cell system of the present invention, the fuel cell system further comprises an output acquiring means for acquiring a voltage or current as an output of power generation of the fuel cell, and the control device is configured to bypass the air when the voltage or the current is less than a predetermined value. The switching valve may be controlled to pass through the flow path, and the switching valve may be controlled such that air passes through the chemical filter flow path when the voltage or the current exceeds the predetermined value. In this case, even if air not passing through the chemical filter is supplied to the fuel cell because the voltage or current generated by the fuel cell is below the predetermined value, the reaction by the impurities reaching the fuel cell is not promoted and the deterioration progresses The chemical filter may not be used when the risk of Therefore, it is possible to extend the usage period of the chemical filter while suppressing the influence of not letting air pass through the chemical filter.
本発明の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であり、前記燃料電池の温度を取得する温度取得手段を備え、前記制御装置は、前記燃料電池の運転を停止する際に、前記燃料電池の温度が所定温度以下となるまでは前記化学フィルタ流路を通した空気により前記燃料電池を冷却するように前記切替弁を制御し、前記燃料電池の温度が前記所定温度以下となった以降は前記バイパス流路を通した空気により前記燃料電池を冷却するように前記切替弁を制御す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る劣化が進行し易いため、化学フィルタにより空気中の不純物を除去することが望ましい。また、燃料電池の運転を停止する際には、燃料電池をできるだけ速やかに冷却するために比較的多くの空気を流入させる必要がある。このため、運転を停止する途中で燃料電池の温度が所定温度以下に下がることに基づいて化学フィルタ流路からバイパス流路へと切り替えることで、燃料電池の劣化を抑制しつつ燃料電池を適切に冷却することが可能となる。 In the fuel cell system according to the present invention, the fuel cell is a solid oxide fuel cell, and the fuel cell system includes a temperature acquiring unit for acquiring the temperature of the fuel cell, and the control device stops operation of the fuel cell. The switching valve is controlled such that the fuel cell is cooled by the air passing through the chemical filter flow path until the temperature of the fuel cell falls below a predetermined temperature, and the temperature of the fuel cell falls below the predetermined temperature After that, the switching valve may be controlled such that the fuel cell is cooled by the air passing through the bypass flow passage. Since the solid oxide fuel cell is reacted at a relatively high temperature and easily degraded by impurities such as sulfur in the air, it is desirable to remove the impurities in the air by a chemical filter. In addition, when stopping the operation of the fuel cell, it is necessary to flow in a relatively large amount of air in order to cool the fuel cell as quickly as possible. For this reason, the fuel cell is appropriately controlled while suppressing deterioration of the fuel cell by switching from the chemical filter passage to the bypass passage based on the temperature of the fuel cell falling below the predetermined temperature while stopping the operation. It becomes possible to cool.
本発明の燃料電池システムにおいて、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を備え、前記物理フィルタは、前記バイパス流路に設けられるか、または、前記バイパス流路を通過した空気が通るように前記空気流路に設けられるものとしてもよい。こうすれば、化学フィルタを使用しない場合でも空気中の不純物を物理的に除去することができるから、化学フィルタに空気を通過させないことによる劣化の進行のおそれを抑えることができる。 In the fuel cell system according to the present invention, the fuel cell system further comprises a physical filter that physically removes impurities in the air without chemical reaction, wherein the physical filter is provided in the bypass flow path or the bypass flow path It is good also as what is provided in the said air flow path so that the air which passed may pass. In this way, even when the chemical filter is not used, the impurities in the air can be physically removed, so it is possible to suppress the possibility of the progress of deterioration due to the air not being allowed to pass through the chemical filter.
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は本実施形態の燃料電池システム10の構成の概略を示す構成図であり、図2はエア供給装置50の構成の概略を示す構成図である。本実施形態の燃料電池システム10は、図1に示すように、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガス(空気)との供給を受けて電気化学反応により発電する燃料電池スタック36を有する発電ユニット20と、発電ユニット20の発電に伴って発生する熱を回収して給湯する貯湯タンク101を有する給湯ユニット100と、システム全体を制御する制御装置80と、を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing the outline of the configuration of a
発電ユニット20は、改質水を蒸発させて水蒸気を生成すると共に原燃料ガス(例えば天然ガスやLPガス)を予熱する気化器32と、原燃料ガスと水蒸気とから水素を含む燃料ガス(改質ガス)を生成する改質器33と、燃料ガスとエア(空気)とにより発電する燃料電池スタック36とを含む発電モジュール30と、気化器32に原燃料ガスを供給する原燃料ガス供給装置40と、燃料電池スタック36にエアを供給するエア供給装置50と、改質水を気化器32に供給する改質水供給装置65と、発電モジュール30で発生した排熱を回収する排熱回収装置70と、を備える。これらは、筐体22に収容されている。筐体22には、吸気口22aと排気口22bとが設けられており、吸気口22a付近には外気を取り込んで筐体22の内部を換気するための換気ファン24が設けられ、排気口22b付近には可燃ガスの漏れを検出するための可燃ガスセンサ95が設けられている。
The
発電モジュール30を構成する気化器32、改質器33および燃料電池スタック36は、断熱性材料により形成された箱型のモジュールケース31内に収容されている。モジュールケース31内には、燃料電池スタック36の起動や、気化器32における水蒸気の生成、改質器33における水蒸気改質反応に必要な熱を供給するための燃焼部34が設けられている。燃焼部34には燃料電池スタック36を通過した燃料オフガス(アノードオフガス)と酸化剤オフガス(カソードオフガス)とが供給され、これらの混合ガスを点火ヒータ35により点火して燃焼させることにより、燃料電池スタック36や気化器32、改質器33を加熱する。燃料オフガスおよび酸化剤オフガスの燃焼により生成される燃焼排ガスは、燃焼触媒37を介して熱交換器72へ供給される。燃焼触媒37は、燃焼部34で燃え残った燃料ガスを触媒によって再燃焼させる酸化触媒である。
The
排熱回収装置70は、発電モジュール30から燃焼排ガスが供給される熱交換器72と貯湯水を貯蔵する貯湯タンク101とを接続して貯湯水の循環路を形成する循環配管71を有する。循環配管71には、循環ポンプ73が設けられており、循環ポンプ73を駆動することにより、熱交換器72による貯湯水と燃焼排ガスとの熱交換により貯湯水を加温すると共に加温した貯湯水を貯湯タンク101へ貯湯する。熱交換器72は凝縮水供給管76を介して改質水タンク67に接続されると共に排気ガス排出管77を介して外気と接続されている。熱交換器72に供給され、貯湯水との熱交換によって凝縮された水は、水精製器(図示せず)を経て改質水タンク67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77を介して外気へ排出される。
The exhaust
原燃料ガス供給装置40は、ガス供給源1と気化器32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1側から順に、原燃料ガス供給弁(電磁弁)42,43、オリフィス44、原燃料ガスポンプ45、脱硫器46が設けられており、原燃料ガス供給弁42,43を開弁した状態で原燃料ガスポンプ45を駆動することにより、ガス供給源1からの原燃料ガスを脱硫器46を通過させて気化器32へ供給する。気化器32へ供給された原燃料ガスは、気化器32を経て改質器33へ供給され、燃料ガスへと改質される。原燃料ガス供給弁42,43は、直列に接続された2連弁である。脱硫器46は、原燃料ガスに含まれる硫黄分を除去するものであり、例えば、硫黄化合物をゼオライトなどの吸着剤に吸着させて除去する常温脱硫方式などを採用することができる。また、原燃料ガス供給管41の原燃料ガス供給弁43とオリフィス44との間には、当該原料ガス供給管41内の原燃料ガスの圧力を検出する圧力センサ47が設けられ、オリフィス44と原燃料ガスポンプ45との間には、原料ガス供給管41を流れる原燃料ガスの単位時間当たりの流量を検出する流量センサ48が設けられている。
The raw fuel gas supply device 40 has a raw fuel
エア供給装置50は、図1,図2に示すように、外気と燃料電池スタック36とを接続するエア供給管51を有する。エア供給管51は、化学フィルタ52が設けられた化学フィルタ流路51aと、化学フィルタ流路51aと並列に設けられエアを化学フィルタ52に通さずに迂回(バイパス)させるバイパス流路51bと、化学フィルタ流路51aおよびバイパス流路51bのいずれかを通って導入されたエアを燃料電池スタック36に供給する供給流路51cとにより構成されている。また、エア供給装置50は、化学フィルタ流路51aおよびバイパス流路51bのいずれか一方を選択的に供給流路51cに接続する三方弁53と、供給流路51cに設けられた物理フィルタ54と、供給流路51cにおける物理フィルタ54の下流側に設けられたエアブロワ55とを備える。なお、物理フィルタ54はエアブロワ55の下流側に設けられていてもよい。また、供給流路51cには、エアブロワ55の下流側に、供給流路51c(エア供給管51)を流れるエアの単位時間当たりの流量を検出する流量センサ56が設けられている。化学フィルタ52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。物理フィルタ54は、化学反応を行わずにエア中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。なお、化学フィルタ52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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
改質水供給装置65は、改質水を貯蔵する改質水タンク67と気化器32とを接続する改質水供給管66を有する。改質水供給管66には、改質水ポンプ68が設けられており、改質ポンプ68を駆動することにより、改質水タンク67の改質水を気化器32へ供給する。気化器32へ供給された改質水は、気化器32で水蒸気とされ、改質器33における水蒸気改質反応に利用される。
The reforming
燃料電池スタック36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36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。これらの不純物を除去するため、エア供給管51に上述した化学フィルタ52が設けられている。また、化学フィルタ52で除去する不純物よりも粒子径が大きなほこりや花粉等の物理的な不純物を除去するため、エア供給管51に上述した物理フィルタ54が設けられている。
The
また、燃料電池スタック36には、当該燃料電池スタック36の温度(燃料電池温度T)を検出するための温度センサ91が設けられている。燃料電池スタック36の出力端子にはDC/DCコンバータとインバータとを含むパワーコンディショナ78を介して商用電源2から負荷4への電力ライン3が接続されており、燃料電池スタック36からの直流電力は、パワーコンディショナ78による電圧変換および直流/交流変換を経て商用電源2からの交流電力に付加されて負荷4に供給される。燃料電池スタック36の出力端子に接続された電力ラインには、当該燃料電池スタック36の出力電流Iを検出する電流センサ92が設けられ、燃料電池スタック36の出力端子間には、当該燃料電池スタック36の出力電圧(発電電圧)Vを検出する電圧センサ93が設けられている。なお、パワーコンディショナ78には、燃料電池スタック36の発電電力を検出する電力センサが設けられてもよい。パワーコンディショナ78から分岐した電力ラインには電源基板79が接続されている。電源基板79は、換気ファン24や原燃料ガス供給弁42,43、原燃料ガスポンプ45、三方弁53、エアブロワ55、改質水ポンプ68、循環ポンプ73、圧力センサ47、流量センサ48,56、表示パネル90、温度センサ91、電流センサ92、電圧センサ93、可燃ガスセンサ95などの補機類に直流電力を供給する直流電源として機能する。
Further, the
制御装置80は、CPU81を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、CPU81の他に処理プログラムを記憶するROM82と、データを一時的に記憶するRAM83と、書き換え可能な不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリ84と、計時を行うタイマ85と、図示しない入出力ポートとを備える。制御装置80には、圧力センサ47や流量センサ48,56、温度センサ91、電流センサ92、電圧センサ93、可燃ガスセンサ95などからの各種検出信号が入力ポートを介して入力されている。また、制御装置80からは、換気ファン24のファンモータへの駆動信号や原燃料ガス供給弁42,43のソレノイドへの駆動信号、原燃料ガスポンプ45のポンプモータへの駆動信号、三方弁53のソレノイドへの駆動信号、エアブロワ55のブロワモータへの駆動信号、改質水ポンプ68のポンプモータへの駆動信号、循環ポンプ73のポンプモータへの駆動信号、パワーコンディショナ78のインバータやDC/DCコンバータへの制御信号、点火ヒータ35への駆動信号、各種情報を表示する表示パネル90への表示信号などが出力ポートを介して出力されている。
The
こうして構成された燃料電池システム10では、システムの起動が指示されると起動処理を行う。起動処理は、例えば、対応する補機類を順次制御して、エアブロワ55の暖機処理やエアブロワ55からのエアによる燃焼部34のパージ処理などを実行した後に、燃焼部34においてオフガスの着火処理を実行して燃焼を開始させ、所定温度に到達すると水蒸気改質処理を実行することなどにより行われる。なお、燃料電池システム10の構成や補機類の状態等によっては、これらの処理のいずれかを省略することもできる。
In the
また、燃料電池システム10では、起動処理に続いて発電処理を行う。発電処理は、負荷4の負荷変動を伴う負荷指令を入力し、定格出力の範囲内で負荷指令に応じた必要電力が出力されるように補機類を運転制御することにより行われる。また、入力した負荷指令によっては定格出力で定常運転するように運転制御される。運転制御では、基本的には、必要電力と検出電力との偏差に基づくフィードバック制御により目標ガス流量を設定し、目標ガス流量と流量センサ48により検出されるガス流量との偏差に基づくフィードバック制御により原燃料ガスポンプ45のポンプモータが制御される。なお、検出電力は、例えば、電流センサ92により検出される出力電流Iと、電圧センサ93により検出される出力電圧Vとの積として算出することができる。また、目標ガス流量に対し所定の空燃比となるように目標エア流量を設定し、目標エア流量と流量センサ56により検出されるエア流量Qとの偏差に基づくフィードバック制御によりエアブロワ55のブロワモータが駆動制御される。ここで、燃料電池スタック36の劣化の進行により内部抵抗が増加して燃料電池スタック36の発電電圧Vが低下すると、必要電力の出力を維持するために燃料電池スタック36を流れる電流を大きくする必要があるため、燃料電池スタック36の発熱量が増加することになる。このため、燃料電池スタック36が所定の上限温度を超えないように、エアブロワ55からのエアの供給量を増やして燃料電池スタック36の空冷が行われる。この空冷が行われる場合には、上述した目標エア流量として、目標ガス流量に対し所定の空燃比などとするための基本エア流量Q0に、空冷するためのエア流量を加えたものが設定されることになる。
Further, in the
また、制御装置80は、システムの停止が指示されると停止処理を行う。停止処理では、燃料電池スタック36の温度を速やかに低下させるため、発電処理中よりも単位時間当りに大きな流量(例えば2倍などの数倍程度)でエアを供給するようにエアブロワ55のブロワモータを駆動制御して、燃料電池スタック36の空冷を行う。そして、燃料電池スタック36の温度が電気化学反応の促進される温度を下回る温度、例えば300〜400℃程度の温度まで低下すると、原燃料ガスの供給を停止する。さらに燃料電池スタック36の温度が低下して、例えば100〜200℃程度になるとエアの供給を停止する。なお、このような停止処理は、例えばガス供給源1におけるガス流量を検査する際など、定期的(少なくとも毎月一回など)に行われる。
In addition, the
次に、エア供給装置50がエアを導入する流路を化学フィルタ流路51aまたはバイパス流路51bのいずれかに切り替える際の処理について説明する。図3は、起動・停止中切替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、起動処理中や停止処理中に制御装置80のCPU81により所定時間毎に実行される。
Next, a process when the
このルーチンが実行されると、制御装置80のCPU81は、まず、温度センサ91により検出された燃料電池スタック36の温度である燃料電池温度Tを取得し(S100)、燃料電池温度Tが所定温度Tref以下であるか否かを判定する(S110)。ここで、所定温度Trefは、燃料電池スタック36の電気化学反応が促進される温度を下回る温度として例えば300〜400℃程度に定められている。なお、エアを導入する流路が頻繁に切り替わらないように所定温度Trefにヒステリシスを持たせるものなどとしてもよい。また、S100では温度センサ91により直接的に検出された燃料電池温度Tを取得したが、これに限られず、モジュールケース31内の温度を検出する図示しない温度センサなどにより間接的に検出された燃料電池温度Tを取得するものなどとしてもよい。
When this routine is executed, the
CPU81は、S110で燃料電池温度Tが所定温度Tref以下であると判定すると、三方弁53が供給流路51cの接続先(エアを導入する流路)を化学フィルタ流路51aに切り替えている状態であれば(S120)、バイパス流路51bに切り替えるように三方弁53を駆動制御して(S130)、本ルーチンを終了する。また、CPU81は、三方弁53が供給流路51cの接続先を化学フィルタ流路51aに切り替えている状態でなければ(S120)、既にバイパス流路51bに切り替えているため、そのまま本ルーチンを終了する。一方、CPU81は、S110で燃料電池温度Tが所定温度Tref以下でなく所定温度Trefを超えると判定すると、三方弁53が供給流路51cの接続先をバイパス流路51bに切り替えている状態であれば(S140)、化学フィルタ流路51aに切り替えるように三方弁53を駆動制御して(S150)、本ルーチンを終了する。また、CPU81は、三方弁53が供給流路51cの接続先をバイパス流路51bに切り替えている状態でなければ(S140)、既に化学フィルタ流路51aに切り替えているため、そのまま本ルーチンを終了する。
When the
このように、燃料電池システム10は起動処理中や停止処理中は、燃料電池温度Tが所定温度Trefより高く燃料電池スタック36の電気化学反応が促進される場合に化学フィルタ52を通したエアを供給し、燃料電池温度Tが所定温度Trefより低い場合に化学フィルタ52を通さずにエアを供給するのである。このため、例えば、起動処理にてエアブロワ55の暖機処理を行う場合や燃焼部34のパージ処理を実行する場合、停止処理にて原燃料ガスの供給を停止した場合など、エア中の不純物による燃料電池スタック36の劣化の進行が少ない場合には化学フィルタ52にエアを通さないものとして、化学フィルタ52が不純物を無駄に吸着するのを防止することができる。化学フィルタ52による不純物の吸着には限界(上限)があるため、不純物を無駄に吸着するのを防止することで化学フィルタ52の寿命を延長させることができる。また、起動処理にて燃料電池温度Tが高くなった場合や停止処理にて燃料電池スタック36が十分に冷却されていない場合など、エア中の不純物により燃料電池スタック36の劣化が促進される場合には化学フィルタ52にエアを通して、エア中の不純物を化学フィルタ52により適切に除去することができるから、燃料電池スタック36の劣化を抑制することができる。
As described above, during the start-up process or the stop process of the
また、図4は、発電中切替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、発電処理中に制御装置80のCPU81により所定時間毎に実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the power generation switching process routine. This routine is executed by the
このルーチンが実行されると、制御装置80のCPU81は、まず、流量センサ56により検出されたエア流量Qを取得し(S200)、エア流量Qが基本エア流量Q0に係数αを乗じた所定流量α・Q0以下であるか否かを判定する(S210)。上述したように、基本エア流量Q0は目標ガス流量に対して所定の空燃比とするための流量であり、目標エア流量は高温の燃料電池スタック36を空冷するための流量を基本エア流量Q0に加えた流量が設定される。このため、燃料電池スタック36の劣化が生じている場合、流量センサ56により検出されるエア流量Qは、基本エア流量Q0よりも大きいものとなる。係数αはそのようなエアの流量増を判定するための値として、例えば値1.1や値1.2などに定められている。なお、エアを導入する流路が頻繁に切り替わらないように所定流量α・Q0(係数α)にヒステリシスを持たせるものなどとしてもよい。また、S200では流量センサ56により検出された実測値としてのエア流量Qを取得したが、これに限られず、上述した目標エア流量など目標値としてのエア流量を取得するものなどとしてもよい。
When this routine is executed, the
CPU81は、S210でエア流量Qが所定流量α・Q0以下であると判定すると、三方弁53が供給流路51cの接続先を化学フィルタ流路51aに切り替えている状態であれば(S220)、バイパス流路51bに切り替えるように三方弁53を駆動制御して(S230)、本ルーチンを終了する。また、CPU81は、三方弁53が供給流路51cの接続先を化学フィルタ流路51aに切り替えている状態でなければ(S220)、既にバイパス流路51bに切り替えているため、そのまま本ルーチンを終了する。一方、CPU81は、S210でエア流量Qが所定流量α・Q0以下でなく所定流量α・Q0を超えると判定すると、三方弁53が供給流路51cの接続先をバイパス流路51bに切り替えている状態であれば(S240)、化学フィルタ流路51aに切り替えるように三方弁53を駆動制御して(S250)、本ルーチンを終了する。また、CPU81は、三方弁53が供給流路51cの接続先をバイパス流路51bに切り替えている状態でなければ(S240)、既に化学フィルタ流路51aに切り替えているため、そのまま本ルーチンを終了する。
If the
このように、発電処理中は、エア流量Qが所定流量α・Q0より大きく燃料電池スタック36へのエアの供給量が増えている場合に化学フィルタ52を通したエアを供給し、エア流量Qが所定流量α・Q0以下の場合に化学フィルタ52を通さずにエアを供給するのである。このため、エアの供給量が増えているために、燃料電池スタック36に到達し得る不純物の絶対量が増えて燃料電池スタック36の劣化が促進され易い場合には、化学フィルタ52を用いてエア中の不純物を適切に除去することができるから、燃料電池スタック36の劣化がそれ以上進行するのを抑制することができる。また、エアの供給量が増えていない場合には、化学フィルタ52を使用せずに化学フィルタ52の寿命を延長させることができる。
As described above, during the power generation process, when the air flow rate Q is larger than the predetermined flow rate α · Q 0 and the air supply amount to the
このように、燃料電池システム10は、起動処理中は図3のルーチンに基づきエアの導入路を切り替え、発電処理中は図4のルーチンに基づきエアの導入路を切り替え、停止処理中は図3のルーチンに基づきエアの導入路を切り替えるのである。このため、例えば、起動処理で燃料電池温度Tが所定温度Trefを超えるとバイパス流路51bから化学フィルタ流路51aに切り替え、発電処理に移行してエア流量Qが所定流量α・Q0以下であればバイパス流路51bとし、エア流量Qが所定流量α・Q0を超えていれば化学フィルタ流路51aとするものとなる。また、発電処理から停止処理に移行すると、発電処理中のエアの導入路に拘わらず、燃料電池温度Tが所定温度Trefを超えている間は化学フィルタ流路51aとし、燃料電池温度Tが所定温度Tref以下になると化学フィルタ流路51aからバイパス流路51bとするものとなる。エアの導入路を切り替えることで、化学フィルタ52を間欠的に用いて化学フィルタ52の寿命を延長させることができる。特に停止処理において燃料電池温度Tが所定温度Tref以下に低下するまでの間は空冷のために大きな流量でエアが供給されるため、燃料電池スタック36の劣化のおそれが大きなものとなるが、その間は化学フィルタ52を通してエアを供給するため燃料電池スタック36の劣化を適切に抑制しつつ冷却することができる。
Thus, the
以上説明した燃料電池システム10では、化学フィルタ52が設けられた化学フィルタ流路51aと、化学フィルタ52を迂回するバイパス流路51bとを三方弁53により切り替えて燃料電池スタック36にエアを供給する。このため、化学フィルタ52にエアを常に通す必要がないから、化学フィルタ52における不純物の蓄積を抑えることができる。したがって、化学フィルタ52のサイズの大型化やコスト増を防止しつつ、化学フィルタ52の使用期間の長期化(寿命延長)を図ることができる。
In the
また、燃料電池システム10では、起動処理中や停止処理中において、燃料電池スタック36の燃料電池温度Tが所定温度Tref以下の場合に供給流路51cの接続先をバイパス流路51bに切り替え、燃料電池温度Tが所定温度Trefを超える場合に供給流路51cの接続先を化学フィルタ流路51aに切り替える。このため、燃料電池温度Tが低く不純物の反応が起こりにくい場合に化学フィルタ52を使用しないものとすることで、化学フィルタ52にエアを通さないことによる不純物の影響を抑えることができる。特に、停止処理中は、燃料電池温度Tが所定温度Trefとなるまでは化学フィルタ52を通して不純物を除去したエアにより劣化を抑制しつつ燃料電池スタック36を冷却することができ、燃料電池温度Tが所定温度Tref以下となった以降は化学フィルタ52への不純物の蓄積を抑えるためにバイパス流路51bを通したエアにより燃料電池スタック36を冷却することができる。
Further, in the
また、燃料電池システム10では、発電処理中において、エア流量Qが所定流量α・Q0以下の場合に供給流路51cの接続先をバイパス流路51bに切り替え、エア流量Qが所定流量α・Q0を超える場合に供給流路51cの接続先を化学フィルタ流路51aに切り替える。このため、エア流量Qが少なく不純物の絶対量が少ない場合に化学フィルタ52を使用しないものとすることで、化学フィルタ52にエアを通さないことによる不純物の影響を抑えることができる。
Further, in the
また、燃料電池システム10は、化学フィルタ52とは別に物理フィルタ54を備えており、化学フィルタ52を使用しない場合でも物理フィルタ54にエアを通して物理的な不純物を除去することができるから、化学フィルタ52にエアを通さないことによる不純物の影響をより抑えることができる。
Further, the
上述した実施形態では、起動処理中や停止処理中は燃料電池温度Tに基づいて供給流路51cの接続先を化学フィルタ流路51aおよびバイパス流路51bのいずれかに切り替えるものとしたが、これに限られるものではない。図5は変形例の起動・停止中切替処理ルーチンを示すフローチャートである。この起動・停止中切替処理ルーチンでは、CPU81は、燃料電池温度Tに代えて燃料電池スタック36の出力電圧Vを取得し(S100a)、取得した出力電圧Vが所定電圧Vref以下であるか否かを判定する(S110a)。なお、所定電圧Vrefは、電気化学反応により燃料電池スタック36が発電していることを判定可能な値に定めることができる。そして、CPU81は、出力電圧Vが所定電圧Vref以下の場合に供給流路51cの接続先をバイパス流路51bに切り替え(S120,S130)、出力電圧Vが所定電圧Vrefを超える場合に供給流路51cの接続先を化学フィルタ流路51aに切り替える(S140,S150)ものとすればよい。なお、出力電圧Vに基づいて流路を切り替えるものに限られず、燃料電池スタック36が発電していることを判定することができればよく、出力電流Iなど燃料電池スタック36の発電の出力に基づいてエアの導入路を切り替えるものであればよい。
In the embodiment described above, the connection destination of the
実施形態では、発電処理中はエア流量Qに基づいて化学フィルタ流路51aおよびバイパス流路51bのいずれかに切り替えるものとしたが、これに限られず、燃料電池システム10の運転状況に基づいて切り替えるものなどとしてもよい。例えば、タイマ85により燃料電池スタック36が発電している発電時間を計測し、発電時間が所定時間を経過する毎に切り替えるものなどとしてもよい。
In the embodiment, during the power generation process, switching to either the
実施形態や変形例では、燃料電池温度Tやエア流量Q、出力電圧V、発電時間などに基づいて化学フィルタ流路51aおよびバイパス流路51bのいずれかに切り替えるものとしたが、これらのように発電モジュール30の運転に関連する値に基づいて切り替えるものに限られず、化学フィルタ流路51aおよびバイパス流路51bのいずれかに切り替え可能に構成されているものであればよい。例えば、発電の状態や発電の有無に拘わらず経過時間や時刻に基づいて切り替えるものや表示パネル90を介した操作者の切替指示に基づいて切り替えるもの、切替操作用のレバーなどの操作部材の操作に基づいて機械的に切り替え可能なものなどとしてもよい。
In the embodiment and the modification, although switching to either the
実施形態では、供給流路51cに物理フィルタ54が設けられるものとしたが、これに限られず、図6の変形例のエア供給装置150のようにバイパス流路51bに物理フィルタ54が設けられるものとしてもよい。このようにする場合、上述したように化学フィルタ52を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に構成してもよい。
In the embodiment, the
実施形態では、化学フィルタ52と物理フィルタ54とをそれぞれ別体に配置するものとしたが、これに限られず、図7の変形例のエア供給装置250のように、一の筐体57に化学フィルタ52と物理フィルタ54とを収容すると共に各フィルタに対するエアの吸入口と吐出口とを筐体57に設けるものなどとしてもよい。
In the embodiment, 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、燃料電池システム10が「燃料電池システム」に相当し、化学フィルタ52が「化学フィルタ」に相当し、化学フィルタ流路51aが「化学フィルタ流路」に相当し、バイパス流路51bが「バイパス流路」に相当し、エア供給管51が「空気流路」に相当し、エアブロワ55が「ブロワ」に相当し、三方弁53が「切替弁」に相当する。また、図3のS110〜S150や図4のS210〜S250、図5のS110a〜S150を実行する制御装置80が「制御装置」に相当する。また、図3のS100で温度センサ91により検出された燃料電池温度Tを取得する制御装置80が「温度取得手段」に相当する。また、図4のS200で流量センサ56により検出されたエア流量Qを取得する制御装置80が「流量取得手段」に相当する。また、図5のS100aで電圧センサ93により検出された出力電圧Vを取得する制御装置80が「出力取得手段」に相当する。また、物理フィルタ54が「物理フィルタ」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.
1 ガス供給源、2 商用電源、3 電力ライン、4 負荷、10 燃料電池システム、20 発電ユニット、22 筐体、22a 吸気口、22b 排気口、24 換気ファン、30 発電モジュール、31 モジュールケース、32 気化器、33 改質器、34 燃焼部、35 点火ヒータ、36 燃料電池スタック、37 燃焼触媒、40 原燃料ガス供給装置、41 原燃料ガス供給管、42,43 原燃料ガス供給弁、44 オリフィス、45 原燃料ガスポンプ、46 脱硫器、47 圧力センサ、48 流量センサ、50,150,250 エア供給装置、51 エア供給管、51a 化学フィルタ流路、51b バイパス流路、51c 供給流路、52 化学フィルタ、53 三方弁、54 物理フィルタ、55 エアブロワ、56 流量センサ、57 筐体、65 改質水供給装置、66 改質水供給管、67 改質水タンク、68 改質水ポンプ、70 排熱回収装置、71 循環配管、72 熱交換器、73 循環ポンプ、76 凝縮水供給管、77 排気ガス排出管、78 パワーコンディショナ、79 電源基板、80 制御装置、81 CPU、82 ROM、83 RAM、84 フラッシュメモリ、85 タイマ、90 表示パネル、91 温度センサ、92 電流センサ、93 電圧センサ、95 可燃ガスセンサ、100 給湯ユニット、101 貯湯タンク。 Reference Signs List 1 gas supply source, 2 commercial power source, 3 power line, 4 load, 10 fuel cell system, 20 power generation unit, 22 housings, 22a inlet, 22b outlet, 24 ventilation fan, 30 power generation module, 31 module case, 32 Vaporizer, 33 reformer, 34 combustion unit, 35 ignition heater, 36 fuel cell stack, 37 combustion catalyst, 40 raw fuel gas supply device, 41 raw fuel gas supply pipe, 42, 43 raw fuel gas supply valve, 44 orifice , 45 raw fuel gas pump, 46 desulfurizer, 47 pressure sensor, 48 flow sensor, 50, 150, 250 air supply device, 51 air supply pipe, 51a chemical filter flow path, 51b bypass flow path, 51c supply flow path, 52 chemistry Filter, 53 three-way valve, 54 physical filter, 55 air blower, 56 flow sensor, 7 case, 65 reforming water supply device, 66 reforming water supply pipe, 67 reforming water tank, 68 reforming water pump, 70 exhaust heat recovery device, 71 circulation piping, 72 heat exchanger, 73 circulation pump, 76 Condensed water supply pipe, 77 exhaust gas discharge pipe, 78 power conditioner, 79 power supply board, 80 controller, 81 CPU, 82 ROM, 83 RAM, 84 flash memory, 85 timer, 90 display panel, 91 temperature sensor, 92 current Sensor, 93 voltage sensor, 95 combustible gas sensor, 100 hot water supply unit, 101 hot water storage tank.
Claims (7)
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と、
前記化学フィルタが設けられた化学フィルタ流路と、前記化学フィルタを迂回するバイパス流路とを有し、前記化学フィルタ流路および前記バイパス流路のいずれかを通って前記燃料電池に空気が向かう空気流路と、
前記空気流路に設けられ、駆動することで前記燃料電池に空気を供給するブロワと、
前記空気流路に設けられ、前記燃料電池に向かう空気が通る流路を前記化学フィルタ流路および前記バイパス流路のいずれかに切り替える切替弁と、
を備える燃料電池システム。 What is claimed is: 1. A fuel cell system comprising a fuel cell generating electricity based on fuel gas and air, comprising:
Chemical filters that can remove impurities in the air by chemical reaction,
A chemical filter flow path provided with the chemical filter, and a bypass flow path bypassing the chemical filter, and air is directed to the fuel cell through either the chemical filter flow path or the bypass flow path With the air flow path,
A blower provided in the air flow path to supply air to the fuel cell by driving;
A switching valve which is provided in the air flow path and switches a flow path through which air toward the fuel cell passes to either the chemical filter flow path or the bypass flow path;
A fuel cell system comprising:
前記燃料電池に供給される空気が間欠的に前記化学フィルタ流路を通るように前記切替弁を制御する制御装置を備える
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1, wherein
A fuel cell system comprising: a control device that controls the switching valve such that air supplied to the fuel cell intermittently passes through the chemical filter flow path.
前記燃料電池の温度を取得する温度取得手段を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池の温度が所定温度以下の場合には空気が前記バイパス流路を通るように前記切替弁を制御し、前記燃料電池の温度が前記所定温度を超える場合には空気が前記化学フィルタ流路を通るように前記切替弁を制御する
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2, wherein
A temperature acquisition unit configured to acquire the temperature of the fuel cell;
The control device controls the switching valve such that air passes through the bypass flow path when the temperature of the fuel cell is equal to or lower than a predetermined temperature, and the air when the temperature of the fuel cell exceeds the predetermined temperature Controlling the switching valve so that the fuel passes through the chemical filter flow path.
前記空気流路を通る空気の流量を取得する流量取得手段を備え、
前記制御装置は、前記空気流路の空気の流量が所定流量以下の場合には空気が前記バイパス流路を通るように前記切替弁を制御し、前記空気流路の空気の流量が前記所定流量を超える場合には空気が前記化学フィルタ流路を通るように前記切替弁を制御する
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2, wherein
A flow rate acquiring unit configured to acquire a flow rate of air passing through the air flow path;
The control device controls the switching valve so that the air passes through the bypass flow path when the flow rate of air in the air flow path is equal to or less than a predetermined flow rate, and the flow rate of air in the air flow path is the predetermined flow rate And controlling the switching valve such that air passes through the chemical filter flow path.
前記燃料電池の発電の出力として電圧または電流を取得する出力取得手段を備え、
前記制御装置は、前記電圧または前記電流が所定値以下の場合には空気が前記バイパス流路を通るように前記切替弁を制御し、前記電圧または前記電流が前記所定値を超える場合には空気が前記化学フィルタ流路を通るように前記切替弁を制御する
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2, wherein
An output acquiring unit that acquires a voltage or a current as an output of power generation of the fuel cell;
The control device controls the switching valve such that air passes through the bypass flow path when the voltage or the current is less than a predetermined value, and air when the voltage or the current exceeds the predetermined value. Controlling the switching valve so that the fuel passes through the chemical filter flow path.
前記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であり、
前記燃料電池の温度を取得する温度取得手段を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池の運転を停止する際に、前記燃料電池の温度が所定温度以下となるまでは前記化学フィルタ流路を通した空気により前記燃料電池を冷却するように前記切替弁を制御し、前記燃料電池の温度が前記所定温度以下となった以降は前記バイパス流路を通した空気により前記燃料電池を冷却するように前記切替弁を制御する
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2, wherein
The fuel cell is a solid oxide fuel cell,
A temperature acquisition unit configured to acquire the temperature of the fuel cell;
The control device controls the switching valve to cool the fuel cell by air passing through the chemical filter flow path until the temperature of the fuel cell falls below a predetermined temperature when the operation of the fuel cell is stopped. And controlling the switching valve so as to cool the fuel cell by air passing through the bypass flow path after the temperature of the fuel cell has become equal to or lower than the predetermined temperature.
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を備え、
前記物理フィルタは、前記バイパス流路に設けられるか、または、前記バイパス流路を通過した空気が通るように前記空気流路に設けられる
燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 6, wherein
It has a physical filter that physically removes impurities in the air without chemical reaction,
The physical filter is provided in the bypass flow channel, or is provided in the air flow channel so that air passing through the bypass flow channel passes through.
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JP2017170292A JP2019046706A (en) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | Fuel cell system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114312368A (en) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 潍柴动力股份有限公司 | Fuel cell system and hydrogen fuel cell bus |
-
2017
- 2017-09-05 JP JP2017170292A patent/JP2019046706A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114312368A (en) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 潍柴动力股份有限公司 | Fuel cell system and hydrogen fuel cell bus |
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