JP2019113470A - Fluid supplying device and fuel cell system - Google Patents

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元彦 薮谷
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Abstract

To correctly measure the flow rate of a fluid supplied to a supply path by an intermittent pump drive by a simple configuration and ensure that a fluid is supplied appropriately.SOLUTION: A fluid supplying device comprises: a pump for discharging a fluid to a supply path by intermittent drive; a flow rate sensor provided with a sensor element for measuring the flow rate of the fluid, a processing unit for processing the output of the sensor element and causing the measured flow rate to be stored in memory and an I2C interface connected to an I2C bus; and a drive control device communicatably connected to the flow rate sensor via the I2C bus, for generating a drive signal for the pump on the basis of the measured flow rate measured by the flow rate sensor, outputting the drive signal and controlling the drive of the pump. The drive control device transmits a prescribed command of the I2C bus to the flow rate sensor when outputting the drive signal, and the flow rate sensor measures the flow rate of a fluid in the supply path over a prescribed time upon receipt of the prescribed command and stores the measured flow rate in memory.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、流体供給装置および燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fluid supply device and a fuel cell system.

従来、この種の流体供給装置において、供給する流体の流量を計測するものが知られている。例えば、特許文献1では、熱式流量計により流量を計測しており、供給路を流れる流体の流速と流量との関係に線形性がある場合に高精度な計測が可能となっている。また、特許文献2には、アキュムレータが設けられた供給路において、アキュムレータよりも下流側に可変絞りやチェックバルブを設けることで、アキュムレータによる脈動流を平滑化させて流体の流量を計測している。   Heretofore, in this type of fluid supply device, one that measures the flow rate of the supplied fluid is known. For example, in Patent Document 1, the flow rate is measured by a thermal flow meter, and highly accurate measurement is possible when there is linearity in the relationship between the flow rate and the flow rate of the fluid flowing through the supply path. Further, in Patent Document 2, in the supply path provided with the accumulator, the variable throttling and the check valve are provided downstream of the accumulator to smooth the pulsating flow by the accumulator and measure the flow rate of the fluid. .

特開2014−9960号公報JP, 2014-9960, A 特開昭63−1896号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1896

ところで、流体供給装置として供給路に流体を間欠的に吐出するプランジャポンプなどを備えるものがあり、そのような装置においても流量を適切に計測することが求められている。しかしながら、上述した特許文献2のように可変絞りやチェックバルブを設けることで供給路における脈動流を平滑化させるものとすると、装置構成が複雑となってコスト増に繋がってしまう。   By the way, there is a fluid supply device provided with a plunger pump etc. which discharges a fluid intermittently to a feed way, and also in such a device, measuring a flow volume appropriately is called for. However, if the pulsating flow in the supply passage is smoothed by providing the variable throttle and the check valve as in Patent Document 2 described above, the apparatus configuration becomes complicated, which leads to an increase in cost.

本発明は、ポンプの間欠駆動により供給路に供給される流体の流量を、簡易な構成で正しく計測して流体を適切に供給することを主目的とする。   An object of the present invention is to properly measure the flow rate of the fluid supplied to the supply path by the intermittent drive of the pump with a simple configuration and appropriately supply the fluid.

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.

本発明の流体供給装置は、間欠駆動により供給路に流体を吐出するポンプと、前記供給路における流体の流量を計測するためのセンサ素子と、前記センサ素子の出力を処理して計測流量をメモリに記憶させる処理部と、I2Cバスに接続されるI2Cインタフェースとを備える流量センサと、前記I2Cバスを介して前記流量センサと通信可能に接続され、前記流量センサにより計測された計測流量に基づいて前記ポンプの駆動信号を生成し、該駆動信号を出力して前記ポンプの駆動を制御する駆動制御装置と、を備え、前記駆動制御装置は、前記駆動信号を出力する際に前記I2Cバスの所定コマンドを前記流量センサに送信し、前記流量センサは、前記I2Cバスを介した前記所定コマンドの受信を契機として、所定時間に亘り前記供給路における流体の流量を計測して前記メモリに計測流量を記憶することを要旨とする。   A fluid supply apparatus according to the present invention stores a measured flow rate by processing a pump that discharges fluid to a supply path by intermittent driving, a sensor element for measuring a flow rate of fluid in the supply path, and an output of the sensor element. And a flow sensor including an I2C interface connected to the I2C bus, and the flow sensor communicably connected to the flow sensor via the I2C bus, based on the measured flow rate measured by the flow sensor And a drive control device that generates a drive signal of the pump and outputs the drive signal to control the drive of the pump, and the drive control device determines the I2C bus when the drive signal is output. The command is transmitted to the flow rate sensor, and the flow rate sensor is supplied for a predetermined time, triggered by the reception of the predetermined command via the I2C bus. By measuring the flow rate of the fluid in the gist storing a measured flow rate in said memory.

本発明の流体供給装置では、駆動制御装置は、ポンプの駆動信号を出力する際にI2Cバスの所定コマンドを流量センサに送信し、流量センサは、I2Cバスを介した所定コマンドの受信を契機として、所定時間に亘り供給路における流体の流量を計測してメモリに計測流量を記憶する。これにより、ポンプの間欠駆動により供給路に間欠的に吐出される流体の流量を、ポンプの駆動タイミングに合わせて流体が吐出されている間に計測することが可能となる。このため、脈動流を平滑化させるための構成を設けることなく、簡易な構成で流体の流量を正しく計測することができる。したがって、計測流量に基づくポンプの駆動信号を適切に生成して、供給路に流体を適切に供給することができる。   In the fluid supply device of the present invention, the drive control device transmits a predetermined command of the I2C bus to the flow rate sensor when outputting a drive signal of the pump, and the flow rate sensor is triggered by the reception of the predetermined command via the I2C bus The flow rate of the fluid in the supply path is measured for a predetermined time, and the measured flow rate is stored in the memory. As a result, it is possible to measure the flow rate of the fluid intermittently discharged to the supply path by the intermittent drive of the pump while the fluid is being discharged according to the drive timing of the pump. Therefore, the flow rate of the fluid can be correctly measured with a simple configuration without providing a configuration for smoothing the pulsating flow. Therefore, the drive signal of the pump based on the measured flow rate can be appropriately generated to appropriately supply the fluid to the supply path.

本発明の流体供給装置において、前記所定時間に亘り、前記処理部で所定の計測周期毎の前記センサ素子の出力を演算した計測流量を前記メモリに記憶させるものとしてもよい。こうすれば、計測精度を高めるために所定の計測周期をできるだけ短くした場合でも、所定の計測周期毎にセンサ素子の出力を駆動制御装置に送信する必要がないから、駆動制御装置と流量センサとの通信負荷を抑えつつ流量の計測精度を高めることができる。   In the fluid supply device of the present invention, the measured flow rate obtained by calculating the output of the sensor element for each predetermined measurement cycle in the processing unit may be stored in the memory over the predetermined time. In this case, even when the predetermined measurement cycle is shortened as much as possible in order to improve the measurement accuracy, it is not necessary to transmit the output of the sensor element to the drive control apparatus every predetermined measurement cycle. The measurement accuracy of the flow rate can be improved while suppressing the communication load of the

本発明の流体供給装置において、前記駆動制御装置は、前記所定コマンドとして、前記メモリに記憶されている計測流量の読み込みを指示するコマンドを送信し、前記流量センサは、前記所定コマンドを受信する度に、前記メモリに記憶されている計測流量を前記I2Cバスを介して前記駆動制御装置に送信してから、前記メモリ内の計測流量をクリアして前記所定時間に亘り流量を計測する処理を行うものとしてもよい。こうすれば、所定時間における計測流量をまとめて駆動制御装置に出力することができるから、駆動制御装置の処理負荷や駆動制御装置と流量センサとの通信負荷が高くなるのを防止することができる。また、メモリにはポンプの1回の間欠駆動における計測流量を記憶できればよいから、メモリの容量を抑えることができる。   In the fluid supply device of the present invention, the drive control device transmits a command instructing reading of the measured flow rate stored in the memory as the predetermined command, and the flow rate sensor receives the predetermined command. After the measured flow rate stored in the memory is transmitted to the drive control device via the I2C bus, the measured flow rate in the memory is cleared and the flow rate is measured for the predetermined time It is good also as things. In this case, the measured flow rates in a predetermined time can be collectively output to the drive control device, so that the processing load of the drive control device and the communication load between the drive control device and the flow rate sensor can be prevented from becoming high. . In addition, since it is sufficient to store the measured flow rate in one intermittent drive of the pump in the memory, the capacity of the memory can be reduced.

本発明の流体供給装置において、前記流量センサは、前記ポンプの間欠駆動における流体の吐出時間にマージンを加えた時間を、前記所定時間として流量を計測するものとしてもよい。こうすれば、ポンプの間欠駆動により供給路に吐出された流体の流量を漏れなく適切に計測することができる。   In the fluid supply device of the present invention, the flow rate sensor may measure the flow rate as the predetermined time, which is a time obtained by adding a margin to the fluid discharge time in intermittent driving of the pump. In this way, it is possible to properly measure the flow rate of the fluid discharged to the supply path by intermittent driving of the pump without leakage.

本発明の燃料電池システムは、水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガス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、原燃料ガスを改質して前記改質ガスを生成する改質器と、前記流体として前記改質器の改質に用いられる水を供給する上述したいずれかの流体供給装置と、を備えることを要旨とする。これにより、ポンプの間欠駆動により供給路に間欠的に吐出される水の流量を、ポンプの駆動タイミングに合わせて水が吐出されている間に計測することが可能となる。このため、脈動流を平滑化させるための構成を設けることなく、簡易な構成で水の流量を正しく計測することができる。したがって、計測流量に基づくポンプの駆動信号を適切に生成して、供給路に必要な水を供給することができるから、燃料電池の発電を適切に行うことができる。   The fuel cell system according to the present invention is a fuel cell system including a fuel cell that generates electric power based on a reformed gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen, wherein the raw fuel gas is reformed to produce the reformed gas. And a fluid supply device described above for supplying water used for reforming the reformer as the fluid. This makes it possible to measure the flow rate of water intermittently discharged to the supply path by the intermittent drive of the pump while the water is being discharged according to the drive timing of the pump. Therefore, the flow rate of water can be correctly measured with a simple configuration without providing a configuration for smoothing the pulsating flow. Therefore, the drive signal of the pump based on the measured flow rate can be appropriately generated to supply the necessary water to the supply path, so that the power generation of the fuel cell can be appropriately performed.

燃料電池システム10の構成の概略を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a fuel cell system 10; I2Cバス100で接続された流量センサ60と制御装置90の構成の概略を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a flow rate sensor 60 and a control device 90 connected by an I2C bus 100. 制御装置90と流量センサ60の動作の一例を示すシーケンス図である。FIG. 10 is a sequence diagram showing an example of the operation of the control device 90 and the flow rate sensor 60. ポンプ駆動信号と読み込みコマンドとポンプ吐出流量と流量センサ計測とメモリ積算流量の時間変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the time change of a pump drive signal, a read command, pump discharge flow volume, flow sensor measurement, and memory integral flow volume.

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10の構成の概略を示す構成図であり、図2はI2Cバス100で接続された流量センサ60と制御装置90の構成の概略を示す構成図である。燃料電池システム10は、図1に示すように、発電を行う発電ユニット20や、発電ユニット20からの熱により加熱された湯水を貯留する貯湯タンク80、システム全体を制御する制御装置90などを備え、これらが直方体状の燃料電池ケース12に収容されている。なお、燃料電池システム10は、発電ユニット20により発電された電力を図示しない住宅の家電製品などに供給可能であり、貯湯タンク80に貯留された湯水を図示しない住宅の浴槽などに供給可能である。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a fuel cell system 10, and FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configurations of a flow rate sensor 60 and a controller 90 connected by an I2C bus 100. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 10 includes a power generation unit 20 for generating power, a hot water storage tank 80 for storing hot and cold water heated by heat from the power generation unit 20, and a control device 90 for controlling the entire system. These are accommodated in a rectangular fuel cell case 12. The fuel cell system 10 can supply the electric power generated by the power generation unit 20 to household appliances not shown in the figure, not shown, and can supply the hot water stored in the hot water storage tank 80 to the bathtub etc. .

発電ユニット20は、図1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45と、改質水供給装置50と、排熱回収装置70とを備える。   As shown in FIG. 1, the power generation unit 20 includes a power generation module 30, a raw fuel gas supply device 40, an air supply device 45, a reforming water supply device 50, and an exhaust heat recovery device 70.

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32と、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34と、改質ガスと酸化剤ガスとの供給を受けて発電する燃料電池スタック36などを有する。気化器32と改質器34と燃料電池スタック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34における水蒸気改質反応に必要な熱を供給するために、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)とを燃焼させる燃焼部38が設けられている。   The power generation module 30 includes a vaporizer 32 that vaporizes reformed water to generate steam, a reformer 34 that reforms raw fuel gas such as natural gas and LP gas by steam reforming, reformed gas and oxidation It has a fuel cell stack 36 and the like which generate electricity upon receiving the supply with the agent gas. The vaporizer 32, the reformer 34, and the fuel cell stack 36 are accommodated in a box-shaped module case 31 formed of a heat insulating material. In the module case 31, the fuel passed through the fuel cell stack 36 in order to supply the heat necessary for activation of the fuel cell stack 36, generation of water vapor in the vaporizer 32, and steam reforming reaction in the reformer 34. A combustion unit 38 is provided to burn off gas (anode off gas) and oxidant off gas (cathode off gas).

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、ガス供給弁42やガスポンプ43、図示しない脱硫器やガス流量センサ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43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して気化器32へ供給する。   The raw fuel gas supply device 40 has a raw fuel gas supply pipe 41 connecting the gas supply source 1 and the carburetor 32. In the raw fuel gas supply pipe 41, a gas supply valve 42, a gas pump 43, a desulfurizer and a gas flow rate sensor (not shown), etc. are provided in order from the gas supply source 1 side. By driving the gas pump 43, the raw fuel gas from the gas supply source 1 is desulfurized and supplied to the vaporizer 32.

エア供給装置45は、外気と連通するフィルタ47と燃料電池スタック36とを接続するエア供給管46を有する。エア供給管46には、エアブロワ48が設けられており、エアブロワ48を駆動することにより、フィルタ47を介して吸入したエアを燃料電池スタック36へ供給する。なお、エア供給管46には、図示しないエア流量センサなどが設けられている。   The air supply device 45 has an air supply pipe 46 connecting the filter 47 in communication with the outside air and the fuel cell stack 36. An air blower 48 is provided in the air supply pipe 46, and by driving the air blower 48, the air taken in through the filter 47 is supplied to the fuel cell stack 36. The air supply pipe 46 is provided with an air flow sensor (not shown) and the like.

改質水供給装置50は、改質水を貯蔵する改質水タンク53と気化器32とを接続する改質水供給管51を有する。改質水タンク53には、改質水ポンプ52が設けられており、改質水ポンプ52を駆動することにより改質水タンク53内の改質水を汲み上げて改質水供給管51を介して気化器32へ供給する。改質水ポンプ52は、例えば電磁力とバネ力とによりプランジャを間欠的に駆動(往復動)させることで水(流体)を吐出するプランジャポンプなどとして構成されており、改質水を改質水供給管51に間欠的に吐出するものとなっている。また、改質水供給管51には、気化器32へ供給される改質水の流量を計測する流量センサ60が設けられている。   The reforming water supply device 50 has a reforming water supply pipe 51 connecting the reforming water tank 53 for storing the reforming water and the vaporizer 32. A reforming water pump 52 is provided in the reforming water tank 53, and the reforming water pump 53 is driven to pump up the reforming water in the reforming water tank 53, and via the reforming water supply pipe 51. To the vaporizer 32. The reforming water pump 52 is configured as, for example, a plunger pump that discharges water (fluid) by intermittently driving (reciprocating) the plunger with an electromagnetic force and a spring force, and reforms the reforming water. The water supply pipe 51 is intermittently discharged. Further, the reforming water supply pipe 51 is provided with a flow rate sensor 60 for measuring the flow rate of the reforming water supplied to the vaporizer 32.

流量センサ60は、図2に示すように、改質水供給管51を通る改質水の流量を計測するためのセンサ素子61と、センサ素子61の出力の演算などの各種処理を行う演算処理部62と、センサ素子の出力や演算処理部62の演算結果などを記憶するメモリ63と、計時を行うタイマ64と、制御装置90と通信を行うI2C(Inter-Integrated Circuit)インタフェース(以下、I2CI/F)65とを備える。センサ素子61は、例えば計測対象の改質水に熱を供給しその熱によって改質水の流れ方向に生じる温度分布に基づいて水の流量を計測する熱式のセンサ素子として構成されており、改質水に熱を供給する加熱部と、加熱部を挟んで上流側と下流側とに配設される温度測定部とを含む。演算処理部62は、センサ素子61の出力を増幅する増幅部やアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部などを含み、例えば数msなどの微小時間に定められた所定の計測周期(サンプリング周期)毎にセンサ素子61の出力から水の流量を取得可能である。また、演算処理部62は、所定の計測周期毎に取得した水の流量を積算し、積算した積算流量を計測流量としてメモリ63に記憶させることができる。流量センサ60は、I2CI/F65に接続されるI2Cバス100により、制御装置90のマイコン92と通信可能となっている。   As shown in FIG. 2, the flow rate sensor 60 is a sensor element 61 for measuring the flow rate of the reforming water passing through the reforming water supply pipe 51, and an arithmetic processing that performs various processes such as calculation of the output of the sensor element 61. Unit 62, a memory 63 for storing the output of the sensor element, the calculation result of the calculation processing unit 62, etc., a timer 64 for clocking, an I2C (Inter-Integrated Circuit) interface for communicating with the control device 90 / F) 65. The sensor element 61 is configured as, for example, a thermal sensor element that supplies heat to the reforming water to be measured and measures the flow rate of water based on the temperature distribution generated in the flow direction of the reforming water by the heat, It includes a heating unit that supplies heat to the reforming water, and a temperature measurement unit disposed on the upstream side and the downstream side across the heating unit. The arithmetic processing unit 62 includes an amplification unit that amplifies the output of the sensor element 61, an analog-to-digital conversion unit that converts an analog signal to a digital signal, and the like. The flow rate of water can be obtained from the output of the sensor element 61 every cycle. In addition, the arithmetic processing unit 62 can integrate the flow rate of water acquired for each predetermined measurement cycle, and store the integrated flow rate integrated in the memory 63 as a measurement flow rate. The flow rate sensor 60 can communicate with the microcomputer 92 of the control device 90 through the I2C bus 100 connected to the I2CI / F 65.

排熱回収装置70は、循環ポンプ72の駆動により貯湯タンク80の貯湯水を循環させる循環配管71と、循環配管71内の貯湯水と燃焼部38からの燃焼排ガスとの間で熱交換を行う熱交換器73とを有する。燃焼部38からの燃焼排ガスは、熱交換により水蒸気成分が凝縮され、凝縮された水(凝縮水)が凝縮水供給管74を介して改質水タンク53に回収される。凝縮水供給管74には図示しない水精製器が設けられており、水精製器により精製(浄化)された水が改質水タンク53に回収される。また、残りの排気ガス(ガス成分)は、排気ガス排出管75を介して外気へ排出される。   The exhaust heat recovery apparatus 70 exchanges heat between the stored hot water in the circulation pipe 71 and the combustion exhaust gas from the combustion unit 38, and the circulation pipe 71 that circulates the stored hot water in the hot water storage tank 80 by driving the circulation pump 72. And a heat exchanger 73. In the combustion exhaust gas from the combustion unit 38, the water vapor component is condensed by heat exchange, and the condensed water (condensed water) is recovered to the reforming water tank 53 via the condensed water supply pipe 74. The condensed water supply pipe 74 is provided with a water purifier (not shown), and the water purified (purified) by the water purifier is recovered in the reforming water tank 53. The remaining exhaust gas (gas component) is discharged to the outside air through the exhaust gas discharge pipe 75.

制御装置90は、図2に示すように、システム全体の制御を司るマイクロコンピュータ(以下、マイコン)92と、改質水ポンプ52のポンプモータを複数のスイッチング素子を用いて駆動するポンプ駆動部(駆動回路)94と、を備える。マイコン92は、図示しないCPUを中心としたマイクロコンピュータであり、CPUの他に、ROM,RAM,入出力ポートおよび通信ポートを含む。なお、制御装置90は、この他に、原燃料ガス供給装置40のガスポンプ43のポンプモータを駆動する駆動部やエア供給装置45のエアブロワ48のブロワモータを駆動する駆動部などを備えるが、図示は省略する。   As shown in FIG. 2, the control device 90 is a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 92 that controls the entire system, and a pump drive unit that drives the pump motor of the reforming water pump 52 using a plurality of switching elements. And a drive circuit) 94. The microcomputer 92 is a microcomputer centered on a CPU (not shown), and includes, in addition to the CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, and a communication port. The control device 90 additionally includes a drive unit for driving the pump motor of the gas pump 43 of the raw fuel gas supply device 40 and a drive unit for driving the blower motor of the air blower 48 of the air supply device 45. I omit it.

制御装置90は、燃料電池システム10に要求される要求電力により発電するように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とを制御する。また、入力した要求電力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。具体的には、制御装置90は、まず、上記要求電力と燃料電池スタック36の発電電力との偏差に基づいてフィードバック制御により燃料電池スタック36が出力すべき出力電流である電流指令を設定する。次に、設定した電流指令に基づいて目標ガス流量、目標エア流量および目標水量を設定する。続いて、目標ガス流量と、図示しない流量センサにより計測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、原燃料ガスの必要流量を設定し、必要流量の原燃料ガスが供給されるようにガスポンプ43の駆動信号を生成して、ガスポンプ43のポンプモータを駆動させる。また、目標エア流量と、図示しない流量センサにより計測されるエア流量との偏差に基づくフィードバック制御により、エアの必要流量を設定し、必要流量のエアが供給されるようにエアブロワ48の駆動信号を生成して、エアブロワ48のブロワモータを駆動させる。また、マイコン92は、目標水量と、流量センサ60により計測される改質水量(計測流量)との偏差に基づくフィードバック制御により、改質水の必要流量を設定し、必要流量の改質水が供給されるようにPWM制御におけるデューティ比を含む改質水ポンプ52の駆動信号を生成し、ポンプ駆動部94に出力する。ポンプ駆動部94は、受信した駆動信号のデューティ比に基づいて図示しないスイッチング素子を駆動して改質水ポンプ52を駆動させる。   The control device 90 controls the raw fuel gas supply device 40, the air supply device 50, and the reforming water supply device 55 so as to generate electric power by the required power required for the fuel cell system 10. Further, depending on the input required power, operation is controlled so as to perform steady operation at the rated output. Specifically, the controller 90 first sets a current command, which is an output current to be output by the fuel cell stack 36, by feedback control based on the deviation between the required power and the generated power of the fuel cell stack 36. Next, a target gas flow rate, a target air flow rate and a target water amount are set based on the set current command. Subsequently, the required flow rate of the raw fuel gas is set by feedback control based on the deviation between the target gas flow rate and the gas flow rate measured by a flow rate sensor (not shown), and the gas pump is supplied so as to supply the required flow rate. 43 drive signals are generated to drive the pump motor of the gas pump 43. Also, the feedback control based on the deviation between the target air flow rate and the air flow rate measured by a flow rate sensor (not shown) sets the required flow rate of air, and the drive signal of the air blower 48 is supplied so that the required flow rate of air is supplied. It generates and drives the blower motor of the air blower 48. Further, the microcomputer 92 sets the required flow rate of the reforming water by feedback control based on the deviation between the target water amount and the reforming water amount (measured flow rate) measured by the flow rate sensor 60, and the reformed water of the required flow rate A drive signal of the reforming water pump 52 including the duty ratio in PWM control to be supplied is generated and output to the pump drive unit 94. The pump drive unit 94 drives the reforming water pump 52 by driving a switching element (not shown) based on the duty ratio of the received drive signal.

ここで、流量センサ60のI2CI/F65と制御装置90のマイコン92は、上述したI2Cバス100を介して通信可能に接続されている。I2Cバス100は、データ信号を送るシリアルデータラインSDAとクロック信号を送るシリアルクロックラインSCLとの2本のラインにより構成されたシリアル方式のバスである。マスタとしてのマイコン92と、スレーブとしての流量センサ60とがI2Cのプロトコルに準拠して通信を行う。I2Cのプロトコルでは、基本的には、マスタがスタートコンディションを出力することで通信が開始され、マスタがストップコンディションを出力することで通信が終了する。また、マスタはスレーブアドレスの指定と、書き込みまたは読み込みの指定とを含むコマンドを送信し、スレーブはコマンドで指定されたスレーブアドレスが自身のアドレスと一致するコマンドに対して応答する。また、スレーブは、書き込みが指定される場合にはマスタから送信されるコマンド内のデータを指定されたアドレスに書き込んでマスタに応答を送信し、読み込みが指定される場合には必要なデータを読み込んで応答と共にマスタに送信する。なお、図2では、マスタとしてのマイコン92に、スレーブとして1つの流量センサ60が接続されるものを例示するが、原燃料ガス供給管41に設けられたガス流量センサやエア供給管46に設けられたエア流量センサなどの複数のスレーブが接続されるものなどとしてもよい。   Here, the I2CI / F 65 of the flow rate sensor 60 and the microcomputer 92 of the control device 90 are communicably connected via the I2C bus 100 described above. The I2C bus 100 is a serial bus composed of two lines of a serial data line SDA for sending data signals and a serial clock line SCL for sending clock signals. The microcomputer 92 as a master and the flow rate sensor 60 as a slave communicate in accordance with the I2C protocol. In the I2C protocol, basically, communication is started when the master outputs a start condition, and communication is ended when the master outputs a stop condition. Further, the master transmits a command including designation of a slave address and designation of write or read, and the slave responds to a command in which the slave address designated by the command matches its own address. Also, the slave writes the data in the command sent from the master to the designated address when writing is designated, sends a response to the master, and reads necessary data when reading is designated. Send to the master along with the response. Although FIG. 2 exemplifies one in which one flow rate sensor 60 is connected as a slave to the microcomputer 92 as a master, it is provided in a gas flow rate sensor provided in a raw fuel gas supply pipe 41 or an air supply pipe 46 A plurality of slaves such as the air flow sensor may be connected.

次に、こうして構成された燃料電池システム10の動作、特に、制御装置90(マイコン92)が流量センサ60からの計測流量を取得して改質水ポンプ52を駆動させる際の動作について説明する。図3は制御装置90と流量センサ60の動作の一例を示すシーケンス図である。このシーケンスは、燃料電池システム10が起動して必要な初期化処理が終了した後に実行される。   Next, the operation of the fuel cell system 10 configured in this way, particularly, the operation when the control device 90 (microcomputer 92) acquires the measured flow rate from the flow rate sensor 60 and drives the reforming water pump 52 will be described. FIG. 3 is a sequence diagram showing an example of the operation of the controller 90 and the flow rate sensor 60. As shown in FIG. This sequence is executed after the fuel cell system 10 is started and the necessary initialization process is completed.

図示するように、制御装置90のマイコン92は、まず、改質水の必要流量に応じて改質水ポンプ52の駆動信号を生成し(S100)、改質水ポンプ52の駆動周期(例えば数百msecなど)が到来するのを待つ(S110)。マイコン92は、S110で改質水ポンプ52の駆動周期が到来したと判定すると、S100で生成した改質水ポンプ52の駆動信号をポンプ駆動部94に出力すると共に(S120)、I2Cバス100を介した通信によりメモリ63からの計測流量の読み込みコマンドを流量センサ60に送信する(S130)。駆動信号を受信したポンプ駆動部94は、駆動信号のデューティ比に基づいて図示しないスイッチング素子を駆動して改質水ポンプ52を駆動させる。これにより、改質水ポンプ52は、改質水タンク53内の改質水を改質水供給管51に吐出する。   As shown, the microcomputer 92 of the control device 90 first generates a drive signal for the reforming water pump 52 according to the required flow rate of reforming water (S100), and the driving cycle (for example, the number of reforming water pumps 52) Wait for 100 msec etc. to arrive (S110). When the microcomputer 92 determines that the drive cycle of the reforming water pump 52 has arrived in S110, the microcomputer 92 outputs the driving signal of the reforming water pump 52 generated in S100 to the pump drive unit 94 (S120). A read command of the measured flow rate from the memory 63 is transmitted to the flow rate sensor 60 by communication via the medium 63 (S130). The pump drive unit 94 that has received the drive signal drives a switching element (not shown) based on the duty ratio of the drive signal to drive the reforming water pump 52. Thereby, the reforming water pump 52 discharges the reforming water in the reforming water tank 53 to the reforming water supply pipe 51.

一方、流量センサ60の演算処理部62は、マイコン92からのコマンドを受信するのを待ち(S200)、マイコン92のS130の処理で送信される読み込みコマンドを受信したと判定すると、メモリ63に記憶されている計測流量を読み込みI2Cバス100を介してマイコン92に送信してメモリ63の計測流量をクリアする(S210)。次に、流量センサ60は、タイマ64による計時を開始すると共に(S220)、センサ素子61による改質水の流量の計測を開始する(S230)。これにより、改質水ポンプ52の駆動に合わせたタイミングで流量センサ60が流量の計測を開始することになる。また、流量センサ60の演算処理部62は、上述したように、所定の計測周期毎にセンサ素子61の出力から水の流量を取得する。そして、流量センサ60は、タイマ64による計時に基づいて流量の計測開始から所定時間Taが経過するのを待つ(S240)。この所定時間Taについては後述するが、改質水ポンプ52の1回の間欠駆動による改質水の吐出時間よりも長い時間であって、所定の計測周期が複数回到来する時間に定められている。流量センサ60は、S240で所定時間Taが経過したと判定すると、所定の計測周期毎に取得した流量を積算した積算流量を計測流量としてメモリ63に記憶して(S250)、S200に戻る。   On the other hand, the arithmetic processing unit 62 of the flow rate sensor 60 waits for reception of a command from the microcomputer 92 (S200), and stores it in the memory 63 when determining that the read command transmitted in the processing of S130 of the microcomputer 92 has been received. The measured flow rate is read and transmitted to the microcomputer 92 via the I2C bus 100 to clear the measured flow rate of the memory 63 (S210). Next, the flow rate sensor 60 starts timing by the timer 64 (S220), and starts measurement of the flow rate of the reforming water by the sensor element 61 (S230). As a result, the flow rate sensor 60 starts measuring the flow rate at a timing according to the drive of the reforming water pump 52. Further, as described above, the arithmetic processing unit 62 of the flow rate sensor 60 acquires the flow rate of water from the output of the sensor element 61 for each predetermined measurement cycle. Then, the flow rate sensor 60 waits for a predetermined time Ta to elapse from the start of measurement of the flow rate based on time counting by the timer 64 (S240). Although this predetermined time Ta will be described later, it is a time longer than the discharge time of the reforming water by one intermittent drive of the reforming water pump 52, and is set to a time when a predetermined measurement cycle arrives a plurality of times There is. If it is determined that the predetermined time Ta has elapsed in S240, the flow rate sensor 60 stores the integrated flow rate obtained by integrating the flow rate acquired for each predetermined measurement cycle as the measured flow rate in the memory 63 (S250), and returns to S200.

また、制御装置90は、流量センサ60のS210の処理で送信される計測流量(積算流量)を受信すると、燃料電池システム10の目標流量と受信した計測流量とからフィードバック制御により必要流量を設定する(S140)。こうして必要流量を設定すると、S100に戻り、必要流量に応じたポンプ駆動信号を生成する処理を行う。   Further, when the control device 90 receives the measured flow rate (integrated flow rate) transmitted in the process of S210 of the flow rate sensor 60, the control device 90 sets the necessary flow rate by feedback control from the target flow rate of the fuel cell system 10 and the received measured flow rate. (S140). When the required flow rate is set in this way, the process returns to S100, and processing for generating a pump drive signal according to the required flow rate is performed.

ここで、図4はポンプ駆動信号と読み込みコマンドとポンプ吐出流量と流量センサ計測とメモリ積算流量の時間変化の一例を示す説明図である。図示するように、時刻T0でマイコン92が改質水ポンプ52のポンプ駆動信号を出力すると、改質水ポンプ52が駆動して改質水が吐出される。なお、改質水ポンプ52の改質水の吐出時間は、改質水ポンプ52の仕様によって異なるが、例えば数十msec程度の時間である。また、上述したように、ポンプ駆動信号と共に計測流量の読み込みコマンドが流量センサ60に送信されるため、マイコン92はポンプ駆動信号を送信すると前回の計測流量を取得することになる。また、流量センサ60は時刻T0で前回の計測流量をマイコン92に送信してメモリ63からクリアしてから、流量の計測を開始する。そして、流量センサ60は、改質水ポンプ52の吐出時間に所定のマージンαを加えた所定時間Taに亘り流量を計測し、所定時間Taが経過した時刻T1で流量の計測を終了して、積算流量を計測流量としてメモリ63に記憶する。なお、所定時間Taの間に例えば十数回から数十回程度のサンプリングが行われるように所定の計測周期が定められている。以降も、同様に、時刻T2,T4でポンプ駆動信号が出力されると改質水ポンプ52が吐出動作を行うと共に、読み込みコマンドを受信した流量センサ60はメモリ63から前回の積算流量をマイコン92に送信してクリアしてから流量の計測を開始する。また、時刻T3,T5で所定時間が経過したと判定した流量センサ60は、流量の計測を終了して積算流量をメモリ63に記憶する。   Here, FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a time change of a pump drive signal, a read command, a pump discharge flow rate, a flow rate sensor measurement, and a memory integrated flow rate. As illustrated, when the microcomputer 92 outputs a pump drive signal of the reforming water pump 52 at time T0, the reforming water pump 52 is driven to discharge reforming water. The discharge time of the reforming water of the reforming water pump 52 varies depending on the specification of the reforming water pump 52, and is, for example, a time of about several tens of msec. Further, as described above, since the read command of the measured flow rate is sent to the flow rate sensor 60 together with the pump drive signal, the microcomputer 92 acquires the previous measured flow rate when the pump drive signal is sent. The flow rate sensor 60 transmits the previous measured flow rate to the microcomputer 92 at time T0 and clears it from the memory 63, and then starts measuring the flow rate. Then, the flow rate sensor 60 measures the flow rate for a predetermined time Ta obtained by adding a predetermined margin α to the discharge time of the reforming water pump 52, and ends the flow rate measurement at time T1 when the predetermined time Ta has elapsed. The integrated flow rate is stored in the memory 63 as a measured flow rate. Note that the predetermined measurement cycle is determined such that, for example, about ten to several tens of samplings are performed during the predetermined time Ta. Similarly, when the pump drive signal is output at times T2 and T4, the reforming water pump 52 performs the discharge operation, and the flow sensor 60 receiving the read command receives the previous integrated flow from the memory 63 as the microcomputer 92. Send to clear to start measuring flow rate. Further, the flow rate sensor 60 that has determined that the predetermined time has elapsed at time T3 and T5 ends measurement of the flow rate, and stores the integrated flow rate in the memory 63.

以上説明した燃料電池システム10は、マイコン92と流量センサ60とがI2Cバス100を介して接続され、マイコン92は、改質水ポンプ52の駆動信号を出力する際に流量センサ60に計測流量の読み込みコマンドを出力し、流量センサ60は、読み込みコマンドを契機として所定時間Taに亘り改質水の流量を計測する。これにより、改質水供給管51に間欠的に吐出される改質水の流量の計測を、改質水ポンプ52の吐出開始に合わせて行うことができる。このため、改質水の流量を適切に計測し、その流量に基づくポンプ駆動信号を生成するから、目標流量の改質水を供給して発電モジュール30を適切に作動させることができる。   In the fuel cell system 10 described above, the microcomputer 92 and the flow rate sensor 60 are connected via the I2C bus 100, and when the microcomputer 92 outputs a drive signal of the reforming water pump 52, the flow rate sensor 60 measures the flow rate The reading command is output, and the flow sensor 60 measures the flow rate of the reforming water over a predetermined time Ta in response to the reading command. As a result, the flow rate of the reforming water intermittently discharged to the reforming water supply pipe 51 can be measured in synchronization with the discharge start of the reforming water pump 52. Therefore, the flow rate of the reforming water is appropriately measured, and a pump drive signal is generated based on the flow rate. Therefore, the reforming water of the target flow rate can be supplied to operate the power generation module 30 appropriately.

また、流量センサ60は、所定時間Taにおいて所定の計測周期毎に取得した流量を積算した積算流量を計測流量としてメモリ63に記憶するから、マイコン92と流量センサ60との通信負荷を抑えつつ、所定の計測周期をできるだけ短くして流量の計測精度を高めることができる。   Further, since the flow rate sensor 60 stores the integrated flow rate obtained by integrating the flow rate acquired for each predetermined measurement cycle in the predetermined time Ta as the measurement flow rate in the memory 63, the communication load between the microcomputer 92 and the flow rate sensor 60 is suppressed. It is possible to improve the flow measurement accuracy by shortening the predetermined measurement cycle as much as possible.

また、マイコン92はポンプ駆動信号と共に計測流量の読み込みコマンドを送信し、流量センサ60は読み込みコマンドを受信する度に、メモリ63の計測流量をI2Cバス100を介してマイコン92に送信してから、メモリ63内の計測流量をクリアして所定時間Taに亘り流量を計測する処理を行う。このため、所定時間Taにおける計測流量をまとめてマイコン92に出力するから、マイコン92の処理負荷が高くなったり、マイコン92と流量センサ60との通信負荷が高くなったりするのを防止することができる。また、メモリ63は、改質水ポンプ52の1回の間欠駆動における計測流量を記憶できればよいから、メモリ63の記憶容量を抑えることができる。   Further, the microcomputer 92 transmits a read command of the measured flow rate together with the pump drive signal, and the flow sensor 60 transmits the measured flow rate of the memory 63 to the microcomputer 92 via the I2C bus 100 every time the read command is received. The measured flow rate in the memory 63 is cleared, and processing for measuring the flow rate over a predetermined time Ta is performed. For this reason, since the measured flow rates in the predetermined time Ta are collectively output to the microcomputer 92, it is possible to prevent the processing load of the microcomputer 92 from increasing and the communication load between the microcomputer 92 and the flow rate sensor 60 from increasing. it can. In addition, since the memory 63 only needs to store the measured flow rate in one intermittent drive of the reforming water pump 52, the storage capacity of the memory 63 can be reduced.

また、流量センサ60は、改質水ポンプ52の吐出時間にマージンαを加えた所定時間Taに亘って流量を計測するから、改質水ポンプ52から吐出される改質水の流量を漏れなく適切に計測することができる。   Further, since the flow rate sensor 60 measures the flow rate over a predetermined time Ta in which the margin α is added to the discharge time of the reforming water pump 52, the flow rate of the reforming water discharged from the reforming water pump 52 does not leak It can measure appropriately.

上述した実施形態では、流量センサ60が計測流量(積算流量)をマイコン92に送信する度にメモリ63の計測流量をクリアするもの即ち改質水ポンプ52の1回の間欠駆動における計測流量をメモリ63に記憶するものとしたが、これに限られず、改質水ポンプ52の複数回の間欠駆動における計測流量をメモリ63に記憶可能としてもよい。   In the embodiment described above, the measured flow rate of the memory 63 is cleared each time the flow rate sensor 60 transmits the measured flow rate (integrated flow rate) to the microcomputer 92, that is, the measured flow rate in one intermittent drive of the reforming water pump 52 Although stored in the memory 63, the present invention is not limited to this, and the measured flow rate in the plurality of intermittent driving of the reforming water pump 52 may be stored in the memory 63.

実施形態では、流量センサが60が所定の計測周期毎に取得した流量を積算した積算流量を計測流量としたが、これに限られず、所定の計測周期毎に取得した流量を演算した値(流量)を計測流量とすればよく、例えば所定の計測周期毎に取得した流量を平均した値を用いたり、平均した値と改質水の吐出時間とに基づく値を用いたりしてもよい。あるいは、流量センサ60は所定の計測周期毎に取得した流量をそのままメモリ63に記憶して、マイコン92に送信するものとしてもよい。なお、流量センサ60は、所定の計測周期で流量を取得する毎に、流量をマイコン92に送信するものなどとしてもよいが、通信負荷を低減するために実施形態のようにするものが好ましい。   In the embodiment, the integrated flow rate obtained by integrating the flow rate acquired by the flow rate sensor 60 for each predetermined measurement cycle is used as the measurement flow rate. However, the present invention is not limited thereto. A value obtained by calculating the flow rate acquired for each predetermined measurement cycle The measured flow rate may be used, and for example, a value obtained by averaging the flow rates acquired in each predetermined measurement cycle may be used, or a value based on the averaged value and the discharge time of the reforming water may be used. Alternatively, the flow rate sensor 60 may store the flow rate acquired for each predetermined measurement cycle as it is in the memory 63 and transmit it to the microcomputer 92. The flow rate sensor 60 may transmit the flow rate to the microcomputer 92 every time the flow rate is acquired in a predetermined measurement cycle, but in order to reduce the communication load, it is preferable to use one as in the embodiment.

実施形態では、流量センサ60が改質水ポンプ52の吐出時間にマージンαを加えた所定時間Taに亘って流量を計測するものとしたが、これに限られず、改質水ポンプ52の駆動周期よりも短い所定時間に亘って流量を計測するものなどとしてもよい。   In the embodiment, the flow rate sensor 60 measures the flow rate over a predetermined time period Ta obtained by adding the margin α to the discharge time of the reforming water pump 52, but the invention is not limited thereto. The driving cycle of the reforming water pump 52 The flow rate may be measured over a predetermined time shorter than that.

実施形態では、流量センサ60は読み込みコマンドを受信すると、メモリ63からの計測流量の出力とメモリ63のクリアと流量の計測とを行うものとしたが、これに限られるものではない。読み込みコマンドを受信すると計測流量を出力し、読み込みコマンドとは別のコマンドを受信すると、メモリ63のクリアと流量の計測とを行うものとしてもよい。あるいは、メモリ63のクリアと流量の計測とをそれぞれ別々のコマンドに基づいて行うものなどとしてもよく、例えば書き込みが指定された書き込みコマンドなどを用いてもよい。また、流量センサ60はタイマ64の計時に基づいて流量の計測を終了するものとしたが、これに限られず、マイコン92からI2Cバスの所定コマンドを受信すると流量の計測を終了するものなどとしてもよい。   In the embodiment, when the flow rate sensor 60 receives the read command, it outputs the measured flow rate from the memory 63, clears the memory 63, and measures the flow rate. However, the present invention is not limited to this. When the read command is received, the measured flow rate may be output, and when the command different from the read command is received, the memory 63 may be cleared and the flow rate may be measured. Alternatively, the clearing of the memory 63 and the measurement of the flow rate may be performed based on separate commands, for example, and a write command for which writing is designated may be used, for example. Further, although the flow rate sensor 60 ends measurement of the flow rate based on the timing of the timer 64, the present invention is not limited to this, and the flow rate measurement may be terminated when a predetermined command of the I2C bus is received from the microcomputer 92 Good.

実施形態では、燃料電池システム10において原燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質器34に水(改質水)を供給するものに本発明を適用したが、これに限られず、流体を供給する流体供給装置に適用するものであればよい。   In the embodiment, the present invention is applied to the one that supplies water (reforming water) to the reformer 34 that reforms the raw fuel gas to generate the reformed gas in the fuel cell system 10, but the invention is not limited thereto. The present invention may be applied to any fluid supply device that supplies fluid.

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、改質水供給管51が「供給路」に相当し、改質水ポンプ52が「ポンプ」に相当し、センサ素子61が「センサ素子」に相当し、演算処理部62が「処理部」に相当し、I2CI/F65が「I2Cインタフェース」に相当し、流量センサ60が「流量センサ」に相当し、I2Cバス100が「I2Cバス」に相当し、制御装置90のマイコン92が「駆動制御装置」に相当する。また、燃料電池スタック36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、改質器54が「改質器」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 reforming water supply pipe 51 corresponds to a "supply path", the reforming water pump 52 corresponds to a "pump", the sensor element 61 corresponds to a "sensor element", and the arithmetic processing unit 62 The I2CI / F 65 corresponds to the "I2C interface", the flow sensor 60 corresponds to the "flow sensor", the I2C bus 100 corresponds to the "I2C bus", and the microcomputer 92 of the control device 90 corresponds. Corresponds to the “drive control device”. Further, the fuel cell stack 36 corresponds to a "fuel cell", the fuel cell system 10 corresponds to a "fuel cell system", and the reformer 54 corresponds to a "reformer".

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な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 this 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、流体供給装置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 fluid supply devices.

1 ガス供給源、10 燃料電池システム、12 燃料電池ケース、20 発電ユニット、30 発電モジュール、31 モジュールケース、32 気化器、34 改質器、36 燃料電池スタック、38 燃焼部、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、43 ガスポンプ、45 エア供給装置、46 エア供給管、47 フィルタ、48 エアブロワ、50 改質水供給装置、51 改質水供給管、52 改質水ポンプ、53 改質水タンク、60 流量センサ、61 センサ素子、62 演算処理部、63 メモリ、64 タイマ、65 I2Cインタフェース(I2CI/F)、70 排熱回収装置、71 循環配管、72 循環ポンプ、73 熱交換器、74 凝縮水供給管、75 排気ガス排出管、80 貯湯タンク、90 制御装置、92 マイクロコンピュータ(マイコン)、94 ポンプ駆動部、100 I2Cバス。   Reference Signs List 1 gas supply source, 10 fuel cell system, 12 fuel cell case, 20 power generation unit, 30 power generation module, 31 module case, 32 carburetor, 34 reformer, 36 fuel cell stack, 38 combustion unit, 40 raw fuel gas supply Apparatus, 41 raw fuel gas supply pipe, 42 gas supply valve, 43 gas pump, 45 air supply apparatus, 46 air supply pipe, 47 filter, 48 air blower, 50 reforming water supply apparatus, 51 reforming water supply pipe, 52 reforming Water pump, 53 reforming water tank, 60 flow sensor, 61 sensor element, 62 arithmetic processing unit, 63 memory, 64 timer, 65 I2C interface (I2CI / F), 70 exhaust heat recovery device, 71 circulation piping, 72 circulation pump , 73 heat exchanger, 74 condensed water supply pipe, 75 exhaust gas exhaust pipe, 80 hot water storage tank, 90 control unit, 92 microcomputer (microcomputer), 94 pump drive unit, 100 I2C bus.

Claims (5)

間欠駆動により供給路に流体を吐出するポンプと、
前記供給路における流体の流量を計測するためのセンサ素子と、前記センサ素子の出力を処理して計測流量をメモリに記憶させる処理部と、I2Cバスに接続されるI2Cインタフェースとを備える流量センサと、
前記I2Cバスを介して前記流量センサと通信可能に接続され、前記流量センサにより計測された計測流量に基づいて前記ポンプの駆動信号を生成し、該駆動信号を出力して前記ポンプの駆動を制御する駆動制御装置と、
を備え、
前記駆動制御装置は、前記駆動信号を出力する際に前記I2Cバスの所定コマンドを前記流量センサに送信し、
前記流量センサは、前記I2Cバスを介した前記所定コマンドの受信を契機として、所定時間に亘り前記供給路における流体の流量を計測して前記メモリに計測流量を記憶する
流体供給装置。
A pump that discharges fluid to the supply path by intermittent driving;
A flow sensor including a sensor element for measuring the flow rate of fluid in the supply path, a processing unit that processes the output of the sensor element and stores the measured flow rate in a memory, and an I2C interface connected to an I2C bus; ,
The pump is connected communicably to the flow rate sensor via the I2C bus, generates a drive signal for the pump based on the measured flow rate measured by the flow rate sensor, and outputs the drive signal to control the drive of the pump Drive control device,
Equipped with
When the drive control device outputs the drive signal, the drive control device transmits a predetermined command of the I2C bus to the flow rate sensor.
The flow rate sensor measures the flow rate of fluid in the supply path over a predetermined time period and stores the measured flow rate in the memory, triggered by the reception of the predetermined command via the I2C bus.
請求項1に記載の流体供給装置であって、
前記流量センサは、前記所定時間に亘り、前記処理部で所定の計測周期毎の前記センサ素子の出力を演算した計測流量を前記メモリに記憶させる
流体供給装置。
The fluid supply device according to claim 1, wherein
The flow rate sensor stores, in the memory, a measured flow rate obtained by computing the output of the sensor element for each predetermined measurement cycle by the processing unit over the predetermined time.
請求項1または2に記載の流体供給装置であって、
前記駆動制御装置は、前記所定コマンドとして、前記メモリに記憶されている計測流量の読み込みを指示するコマンドを送信し、
前記流量センサは、前記所定コマンドを受信する度に、前記メモリに記憶されている計測流量を前記I2Cバスを介して前記駆動制御装置に送信してから、前記メモリ内の計測流量をクリアして前記所定時間に亘り流量を計測する処理を行う
流体供給装置。
The fluid supply device according to claim 1 or 2, wherein
The drive control device transmits, as the predetermined command, a command instructing reading of the measured flow rate stored in the memory,
The flow rate sensor transmits the measured flow rate stored in the memory to the drive control device via the I2C bus every time the predetermined command is received, and then clears the measured flow rate in the memory. A fluid supply device that performs processing of measuring a flow rate over the predetermined time.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の流体供給装置であって、
前記流量センサは、前記ポンプの間欠駆動における流体の吐出時間にマージンを加えた時間を、前記所定時間として流量を計測する
流体供給装置。
The fluid supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein
The fluid supply device, wherein the flow rate sensor measures a flow rate as the predetermined time, which is a time obtained by adding a margin to a fluid discharge time in intermittent driving of the pump.
水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガス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、
原燃料ガスを改質して前記改質ガスを生成する改質器と、
前記流体として前記改質器の改質に用いられる水を供給する請求項1ないし4のいずれか1項に記載の流体供給装置と、
を備える燃料電池システム。
A fuel cell system comprising a fuel cell that generates electricity based on a reformed gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen,
A reformer which reforms raw fuel gas to generate the reformed gas;
The fluid supply device according to any one of claims 1 to 4, which supplies water used for reforming the reformer as the fluid.
A fuel cell system comprising:
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