JP2019129115A - 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.
従来から、例えば、下記特許文献1に開示された燃料電池装置が知られている。この従来の燃料電池装置は、燃料電池からの排ガスと貯湯槽の水とを熱交換器により熱交換して、排ガスの冷却に伴って生じる凝縮水を凝縮水タンクに回収するとともに貯湯槽に湯を貯蔵するようになっている。そして、貯湯槽から熱交換器に供給される湯の温度が高いときには、循環流路のラジエータにより湯を冷却するようになっている。 Conventionally, for example, a fuel cell device disclosed in Patent Document 1 below is known. In this conventional fuel cell device, the exhaust gas from the fuel cell and the water in the hot water storage tank are heat-exchanged by a heat exchanger, and condensed water generated by cooling the exhaust gas is collected in the condensed water tank and hot water is stored in the hot water storage tank. Is to store. And when the temperature of the hot water supplied from the hot water storage tank to the heat exchanger is high, the hot water is cooled by the radiator of the circulation flow path.
又、従来から、例えば、下記特許文献2に開示された燃料電池システムも知られている。この従来の燃料電池システムは、貯水器に貯えられた改質水の水位が、ポンプによる改質部への汲み上げが困難になる異常レベルと、オーバーフローレベルと異常レベルとの間の正常レベルと、の間にある場合、燃料電池の出力を低下させるようになっている。
Also, conventionally, for example, a fuel cell system disclosed in
一般に、燃料電池システムにおいては、改質用原料及び水蒸気とされた改質水を混合した混合ガスが供給される改質部が設けられ、改質部の内部にて生じる水蒸気改質反応により混合ガスが改質されて改質ガス(燃料)が生成される。そして、生成された改質ガス(燃料)と酸化剤ガスとが燃料電池に供給されることによって発電が行われる。このため、燃料電池システムの発電運転時においては、改質用原料や、改質水、酸化剤ガスを燃料電池に供給し、又、改質水を生成するために湯(循環水)を凝縮器に供給するように、複数のポンプを作動させる必要がある。 In general, a fuel cell system is provided with a reforming section to which a mixed gas obtained by mixing reforming raw material and reformed water, which is made into steam, is provided and mixed by a steam reforming reaction that occurs inside the reforming section. The gas is reformed to generate reformed gas (fuel). Then, the generated reformed gas (fuel) and the oxidant gas are supplied to the fuel cell to generate power. For this reason, during the power generation operation of the fuel cell system, the raw material for reforming, reforming water, and oxidant gas are supplied to the fuel cell, and hot water (circulating water) is condensed to generate reforming water. It is necessary to operate multiple pumps to supply the
ところで、上記従来の燃料電池装置(燃料電池システム)では、ラジエータで貯湯槽から供給される湯を冷却することによって熱交換器(凝縮器)における凝縮水の生成を促して改質水の利用効率を向上させるようになっている。従って、ラジエータの冷却能力を大きくすることで凝縮水(改質水)の利用効率は向上するが、この場合には、複数のポンプの作動に伴う作動音に加えてラジエータの作動に伴う作動音が合成される。このため、ユーザは、複数のポンプ及びラジエータを含む補機の作動に伴って合成された合成作動音を騒音として知覚し、不快感を覚える虞がある。 By the way, in the above-mentioned conventional fuel cell device (fuel cell system), the generation of condensed water in the heat exchanger (condenser) is promoted by cooling the hot water supplied from the hot water storage tank by the radiator, and the utilization efficiency of the reforming water Is supposed to improve. Therefore, the efficiency of using condensed water (reformed water) is improved by increasing the cooling capacity of the radiator. Is synthesized. For this reason, the user may perceive a synthetic operation sound synthesized as a result of the operation of the accessory including the plurality of pumps and the radiator as noise, and may feel discomfort.
一方、上記従来の燃料電池システムにおいては、貯水器(改質水タンク)に貯えられた改質水の水位が低下した場合には、燃料電池の出力制限を行うことによって改質水の回収量を増加させ、燃料電池システムを停止させることを回避する。しかしながら、出力制限を行った場合、燃料電池システムの発電効率が低下してエネルギー利用効率が低下する虞がある。 On the other hand, in the conventional fuel cell system, when the water level of the reformed water stored in the water reservoir (reformed water tank) decreases, the output of the reformed water is limited by limiting the output of the fuel cell. To avoid stopping the fuel cell system. However, when the output is limited, the power generation efficiency of the fuel cell system may be reduced, and the energy utilization efficiency may be reduced.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、本発明の目的は、改質水の利用効率及びエネルギー利用効率を低下させることなく、騒音レベルを低く抑えることが可能な燃料電池システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of suppressing the noise level to a low level without reducing the utilization efficiency and energy utilization efficiency of reformed water.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る燃料電池システムの発明は、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、供給源から改質用原料供給管を介して供給された改質用原料と改質水を蒸発させた水蒸気とから燃料を生成して燃料電池に燃料を供給する改質部と、を備えた燃料電池モジュールと、改質部に改質水供給管を介して供給する改質水を貯水する改質水タンクと、燃料電池からの燃料オフガス及び酸化剤ガスを燃焼させて発生する燃焼排ガスと貯湯槽から貯湯水供給管を介して供給される循環水との間で熱交換して燃焼排ガスに含まれている水蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮器と、改質用原料を圧送する改質用原料ポンプ、改質水を圧送する改質水ポンプ、酸化剤ガスを圧送する酸化剤ガスポンプ及び循環水を圧送する循環水ポンプと、冷却ファンと冷却ファンを駆動する電動モータとを有して貯湯水供給管に設けられて貯湯槽から供給される循環水を冷却するラジエータと、を少なくとも含む補機と、ラジエータの電動モータの作動を少なくとも制御する制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、前記補機を構成する、改質用原料ポンプ、改質水ポンプ、酸化剤ガスポンプ、循環水ポンプ及びラジエータは、作動することに伴ってそれぞれ音源となり、音源がそれぞれ発生する作動音の音圧レベルである作動音レベルを合成した合成作動音レベルの上限を表す複数の基準騒音レベルから一つを選択する選択操作がユーザによってなされる操作部を備え、制御装置は、合成作動音レベルが選択部によって選択された基準騒音レベル以下となるように、ラジエータの電動モータの出力を制御する、ように構成される。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of a fuel cell system according to claim 1 comprises a fuel cell generating electricity with fuel and an oxidant gas, and a reformer supplied from a supply source via a reforming material supply pipe. A fuel cell module comprising: a reforming unit for generating fuel from the raw material for use and steam obtained by evaporating the reforming water and supplying the fuel to the fuel cell; and a reforming water supply pipe to the reforming unit A reforming water tank for storing the reforming water to be supplied, combustion exhaust gas generated by burning fuel off-gas and oxidant gas from the fuel cell, and circulating water supplied from the hot water storage tank through the hot water supply pipe A condenser that condenses water vapor contained in the combustion exhaust gas by exchanging heat between them to generate condensed water, a reforming material pump that pumps the reforming material, and a reforming water pump that pumps the reforming water , Oxidant gas pump for pumping oxidant gas and pumping circulating water An auxiliary machine including at least a circulating water pump, a radiator having a cooling fan and an electric motor that drives the cooling fan, the radiator being provided in the hot water supply pipe and cooling the circulating water supplied from the hot water tank, and the radiator A fuel cell system comprising at least a control device for controlling the operation of the electric motor of the reforming material pump, the reforming water pump, the oxidant gas pump, the circulating water pump and the radiator constituting the auxiliary machine Is selected as one of a plurality of reference noise levels representing the upper limit of the combined operation sound level obtained by combining the operation sound levels which are sound pressure levels of the operation sounds generated respectively by the sound sources. The control device is provided with an operation unit where the selection operation is performed by the user, and the control device is configured such that the synthetic operation sound level is equal to or less than the reference noise level selected by the selection unit. Controlling the output of the electric motor radiator, constructed as described above.
これによれば、ユーザは、操作部を介した選択操作によって基準騒音レベルを任意に選択することができる。そして、制御装置は、補機の作動に伴って発生する合成作動音レベルがユーザに選択された基準騒音レベル以下となるように(基準騒音レベルを満たすように)、ラジエータの電動モータの出力を制御することができる。これにより、ラジエータは、合成作動音レベルがユーザによって選択された基準騒音レベルを満たすように作動して凝縮器に供給される循環水を冷却することができる。従って、燃料電池システムは、改質水の利用効率及びエネルギー利用効率を低下させることがなく、発電状態を継続することができる。 According to this, the user can arbitrarily select the reference noise level by the selection operation via the operation unit. Then, the control device outputs the output of the electric motor of the radiator so that the synthesized operation sound level generated by the operation of the auxiliary machine is equal to or lower than the reference noise level selected by the user (so as to satisfy the reference noise level). Can be controlled. Thereby, the radiator can cool the circulating water supplied to the condenser by operating so that the synthesized operating sound level satisfies the reference noise level selected by the user. Therefore, the fuel cell system can continue the power generation state without reducing the utilization efficiency and the energy utilization efficiency of the reforming water.
以下、本発明の実施形態に係る燃料電池システムについて図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施形態及び各変形例の相互において、互いに同一又は均等である部分には、同一の符号を付してある。又、説明に用いる各図は、概念図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。 Hereinafter, a fuel cell system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the following embodiment and each modification, the same code | symbol is attached | subjected to the mutually same or equivalent part. Moreover, each figure used for description is a conceptual diagram, and the shape of each part may not necessarily be exact.
燃料電池システム1は、図1に示すように、発電ユニット10及び貯湯槽21を備えている。発電ユニット10は、筐体10a、燃料電池モジュール11、熱交換器12、インバータ装置13、水精製器14、改質水タンク15及び制御装置16を備えている。
The fuel cell system 1 includes a
貯湯槽21は、密封式且つ耐圧式の容器である。貯湯槽21内の温度分布は、基本的には、温度の異なる二層に分かれている。上層は比較的温度が高い層(例えば、50℃以上)であり、下層は比較的温度が低い層(例えば、20℃〜40℃)である。上下各層は、それぞれほぼ同一温度である。貯湯槽21は、貯湯水を貯湯するものであり、貯湯水が循環する(図にて矢印の方向に循環する)貯湯水循環ライン22が接続されている。
The
燃料電池モジュール11、熱交換器12、インバータ装置13、水精製器14、改質水タンク15、制御装置16及び貯湯槽21は、筐体10a内に収容されている。尚、貯湯槽21は、発電ユニット10と別体、即ち、筐体10aの外に設けるようにしても良い。
The
燃料電池モジュール11は、後述するように、改質部33及び燃料電池34を少なくとも含んで構成されるものである。燃料電池モジュール11は、改質用原料、改質水及び酸化剤ガス(カソードガス)としての空気(カソードエア)が供給されている。改質用原料としては、天然ガス、LPガス等の改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノール等の改質用液体燃料である。尚、本実施形態においては、改質用原料として、天然ガスを用いる場合を例示する。具体的には、燃料電池モジュール11は、一端が供給源Gs(例えば、都市ガス(天然ガス)のガス供給管)に接続されて改質用原料が供給される改質用原料供給管11aの他端が、後述する蒸発部32に接続されている。改質用原料供給管11aは、改質用原料を蒸発部32に圧送する改質用原料ポンプ11a1が設けられている。
The
又、燃料電池モジュール11は、一端が改質水タンク15に接続されて改質水が供給される改質水供給管11bの他端が蒸発部32(改質部33)に接続されている。改質水供給管11bは、改質水ポンプ11b2が設けられている。更に、燃料電池モジュール11は、一端がカソードエアブロワ11c1(酸化剤ガスポンプ)に接続されてカソードエア(酸化剤ガスであって、例えば、空気)が供給されるカソードエア供給管11cの他端が接続されている。
The
熱交換器12は、燃料電池モジュール11から排気される燃焼排ガス(後述する改質部33及び燃料電池34の各排熱を含んでいる)が供給されるとともに貯湯槽21からの貯湯水が供給され、燃焼排ガスと貯湯水(循環水)との間で熱交換が行われる熱交換器である。又、熱交換器12は、燃焼排ガスと貯湯水との間で熱交換が行われ、燃焼排ガスに含まれている水蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮器でもある。ここで、貯槽水は、熱交換器12を経ることで燃焼排ガスの排熱を回収する熱媒体(排熱回収水)である。
The
熱交換器12は、燃料電池モジュール11からの排気管11dが接続(貫設)されている。熱交換器12の底部には、水精製器14を介して改質水タンク15に接続されている凝縮水供給管12aが接続されている。
In the
このように構成された熱交換器12においては、燃料電池モジュール11からの燃焼排ガスは、排気管11dを通って熱交換器12内に導入され、流通する貯湯水との間で熱交換が行われ凝縮されるとともに冷却される。その後、燃焼排ガスは、排気管11dを通って燃焼排ガス用排気口10dから筐体10aの外部に排出される。又、凝縮された凝縮水は、自重で落水し、凝縮水供給管12aを通って水精製器14から改質水タンク15に供給される。一方、熱交換器12に流入した貯湯水は、加熱され、貯湯槽21に向けて流出される。排気管11dには、熱交換器12の下流側から分岐して改質水タンク15の水受け部材15bに連通するドレン管路12bが設けられている。
In the
ここで、上述した熱交換器12、貯湯槽21及び貯湯水循環ライン22から、排熱回収システム20が構成されている。貯湯水循環ライン22上には、貯湯槽21の下端から上端に向かって順番に貯湯水循環ポンプ22a(循環水ポンプ)、ラジエータ22b及び熱交換器12が配設されている。排熱回収システム20は、燃料電池モジュール11の排熱を貯湯水に回収して蓄える。貯湯水循環ポンプ22aは、貯湯槽21の下層から貯湯水を汲み出し、貯湯水循環ライン22を構成する貯湯水供給管22cを介して熱交換器12に供給する。
Here, an exhaust
ラジエータ22bは、冷却ファン22b1及び冷却ファン22b1を回転駆動する電動モータ22b2を有する空冷式のラジエータであり、貯湯水供給管22cに設けられている。ラジエータ22bは、貯湯水循環ポンプ22aから熱交換器12に向けて供給される貯湯水を、後述するように制御装置16により作動が制御されて冷却する。
The
インバータ装置13は、燃料電池34から出力される直流電力(電圧)を入力し所定の交流電力(電圧)に変換して、交流の系統電源17a及び外部電力負荷17c(例えば、電化製品や照明器具等)に接続されている電源ライン17bに出力する。インバータ装置13は、燃料電池34から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置である。外部電力負荷17cは、系統電源17aからの電力及びインバータ装置13からの電力が供給される負荷装置である。又、インバータ装置13は、系統電源17aからの交流電力(電圧)を、電源ライン17bを介して入力し所定の直流電力(電圧)に変換し、改質用原料ポンプ11a1、改質水ポンプ11b2、カソードエアブロワ11c1、貯湯水循環ポンプ22a、ラジエータ22bを含む補機Hや制御装置16に出力する。
The
水精製器14は、凝縮水をイオン交換樹脂によって純水化するようになっている。水精製器14は、改質水タンク15と連通しており、純水化された凝縮水が改質水タンク15に供給されるようになっている。
The
改質水タンク15は、水精製器14から供給される凝縮水を、蒸発部32を介して改質部33に供給する改質水として、貯水するものである。尚、改質水タンク15は、供給された凝縮水が溢れ出た場合、オーバーフローライン15aを介して水受け部材15bによって受け止められ、排水管15cから筐体10aの外部に排水される。
The reformed
改質水タンク15内には、改質水タンク15内に貯水された改質水の水量(水位:以下、「タンク水位」とも称呼する。)を検出する水位センサ15dが配設されている。ここで、水位センサ15dは、例えば、フロート式のセンサであり、フロートの上下量を可変抵抗(ポテンショメータ)により抵抗値に変換し、抵抗値の上下動によって水位(残水量)を検出する方式のセンサである。
In the reforming
制御装置16は、少なくとも上述したラジエータ22bを含む補機Hを作動させて、燃料電池システム1の運転を統括して制御する。制御装置16は、マイクロコンピュータ(図示省略)を有している。マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAM、ROM及びタイマ(何れも図示省略)を備えている。CPUは、燃料電池システム1の統括運転を実施している。RAMは後述するラジエータ作動制御プログラムを含む各種プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ROMは後述するラジエータ作動制御プログラムを含む各種プログラムを記憶するものである。
The
制御装置16には、操作部としてのリモコン18が有線又は無線によって接続されている。リモコン18は、ユーザによって操作されるものである。ユーザは、リモコン18を選択操作することにより、後述の「高効率モード」、後述の「低騒音モード」、又は、「高効率モード」及び「低騒音モード」に該当しない後述の「標準モード」を任意に選択することができる。
A
又、燃料電池モジュール11は、ケーシング31、蒸発部32、改質部33及び燃料電池34を備えている。ケーシング31は、断熱性材料で箱状に形成されている。蒸発部32は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部32は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料とを混合して改質部33に供給するものである。
The
蒸発部32には、一端が供給源Gsに接続された改質用原料供給管11aが接続されている。又、蒸発部32には、一端(下端)が改質水タンク15に接続された改質水供給管11bの他端が接続されている。
The evaporating
改質部33は、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部32から供給された混合ガス(改質用原料、水蒸気)から水蒸気を含む改質ガス(アノードガス)を生成して改質ガス送出管38から導出するものである。改質部33内には、触媒(例えば、Ru又はNi系の触媒)が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素等を含んだガスが生成される(水蒸気改質反応)。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス(メタンガス)、改質に使用されなかった改質水(水蒸気)を含んでいる。このように、改質部33は改質用原料(原燃料)と改質水とから改質ガス(燃料)を生成して燃料電池34に改質ガスを供給する。尚、水蒸気改質反応は吸熱反応である。
The reforming
燃料電池34は、燃料極、空気極(酸化剤極)及び両極の間に介装された電解質からなる複数のセル34aが積層されて構成されている。本実施形態の燃料電池34は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池34の燃料極には、燃料としての改質ガス、即ち、水素、一酸化炭素、メタンガス等が供給される。動作温度は400〜1000℃程度である。尚、400℃以下でも定格以下の発電量の発電は可能である。又、600℃で発電開始を許可している。水素だけではなく天然ガスや石炭ガス等も直接燃料として用いることが可能である。この場合、改質部33は省略することができる。
The
セル34aの燃料極側には、燃料である改質ガス(アノードガス)が流通する燃料流路34bが形成されている。セル34aの空気極側には、酸化剤ガス(カソードガス)である空気(カソードエア)が流通する空気流路34cが形成されている。
On the fuel electrode side of the
燃料電池34は、マニホールド35上に設けられている。マニホールド35には、改質部33からの改質ガス(アノードガス)が改質ガス送出管38を介して供給される。燃料流路34bは、その下端(一端)がマニホールド35の燃料導出口に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードエアブロワ11c1によって送出されたカソードエアはカソードエア供給管11cを介して供給され、空気流路34cの下端から導入され上端から導出されるようになっている。
The
カソードエアブロワ11c1は、電動モータ11c2により駆動されるもので、電動モータ11c2の駆動デューティは、制御装置16によって演算される。カソードエア供給管11cのカソードエアブロワ11c1の下流側に設けられた流量センサ11c3は、カソードエアブロワ11c1が吐出するカソードエア流量を検出する。流量センサ11c3は、検出結果を制御装置16に送信するようになっている。
The cathode air blower 11c1 is driven by the electric motor 11c2, and the drive duty of the electric motor 11c2 is calculated by the
燃料電池34においては、燃料極に供給された燃料である改質ガス(アノードガス)と空気極に供給された酸化剤ガス(カソードガス)とによって発電が行われる。即ち、燃料極では、下記化1及び化2に示す反応が生じ、空気極では、下記化3に示す反応が生じている。具体的には、空気極で生成した酸化物イオン(O2−)が電解質を透過し、燃料極で水素と反応することにより電気エネルギーを発生させている。そして、燃料流路34b及び空気流路34cからは、発電に使用されなかった改質ガス及び酸化剤ガスが導出する。尚、反応によって燃料電池34内に生じた水(H2O)は、水精製器14を介して改質水タンク15に送出される。
(化1)
H2+O2−→H2O+2e−
(化2)
CO+O2−→CO2+2e−
(化3)
1/2O2+2e−→O2−
In the
(Formula 1)
H 2 + O 2- → H 2 O + 2 e −
(Formula 2)
CO + O 2- → CO 2 + 2 e −
(Formula 3)
1 / 2O 2 + 2e - → O 2-
発電に使用されなかった改質ガス(燃料オフガスとしてのアノードオフガス)は、燃料流路34bから燃焼部36(燃料電池34と改質部33との間に形成された空間)に導出される。同様に、発電に使用されなかった酸化剤ガス(カソードエアとしてのカソードオフガス)は、空気流路34cから燃焼部36に導出される。燃焼部36は、アノードオフガスがカソードオフガスにより燃焼されて、燃焼ガス(火炎37)にて蒸発部32及び改質部33を加熱する。更には、燃料電池モジュール11内を動作温度に加熱している。
The reformed gas (anode offgas as fuel offgas) that has not been used for power generation is led out from the
燃焼部36には、アノードオフガスを着火させるための一対の着火ヒータ36a1,36a2が設けられている。燃焼部36で生じた燃焼排ガスは、電気化学反応によって燃料電池34内に生じた水とともに燃料電池モジュール11から排気管11dを通って熱交換器12に至る。
The
燃料電池システム1を起動させるときには、制御装置16は、発電モードに先立って暖気モードを実行する。暖気モードでは、制御装置16は、改質用原料ポンプ11a1を駆動させて改質用原料を改質用原料供給管11aを介して燃料電池モジュール11の蒸発部32、改質部33及び燃料電池34から燃焼部36に供給させる。制御装置16は、カソードエアブロワ11c1も作動させ、空気流路34cを介して酸化剤ガスである空気(カソードガス)を燃料電池モジュール11のセル34aの空気極を介して燃焼部36に供給させる。そして、着火ヒータ36a1,36a2が着火すると、燃焼部36において改質用原料が空気により燃焼する。燃焼部36における燃焼熱により、蒸発部32、改質部33及び燃料電池34が加熱される。蒸発部32、改質部33及び燃料電池34が所定の温度域に加熱されると、制御装置16は、改質水ポンプ11b2を作動させて改質部33での改質反応を開始し、暖気モードを終了して発電モードに移行させる。
When activating the fuel cell system 1, the
制御装置16が改質水ポンプ11b2を作動させると、改質水タンク15内の改質水は、改質水供給管11bを介して蒸発部32に供給される。改質水は、蒸発部32で加熱されて水蒸気となる。水蒸気は、改質用原料供給管11aから供給される改質用原料とともに改質部33に移動する。改質部33において改質用原料は、水蒸気で改質されて水蒸気を含む改質ガスであるアノードガス(水素含有ガス)となる(吸熱反応)。アノードガスは、燃料流路34bを介して燃料電池34のセル34aの燃料極に供給される。又、カソードエアブロワ11c1が作動して、カソードガス(空気)が空気流路34cを介してセル34aの空気極に供給される。これにより、燃料電池34(燃料電池モジュール11)が発電する。
When the
暖気モード及び発電モードにおいて、燃料電池モジュール11で発生した高温の燃焼排ガスは、電気化学反応により燃料電池34内に生じた水とともに排気管11dを介して凝縮機能を有する熱交換器12(凝縮器)に排出される。高温の燃焼排ガスに含まれていた水蒸気は、熱交換器12(凝縮器)で冷却されるため、凝縮されて凝縮水となり、電気化学反応により燃料電池34内に生じた水とともに凝縮水供給管12aを介して改質水タンク15に供給される。
In the warm air mode and the power generation mode, the high temperature flue gas generated in the
筐体10aには、外気を吸い込むための吸気口10b、筐体10a内の空気を外部に排出するための換気用排気口10c、及び、熱交換器12からの燃焼排ガスを外部に排出するための燃焼排ガス用排気口10dが形成されている。吸気口10bには、逆止弁54が設けられている。逆止弁54は、外部から筐体10a内への空気の流れは許容するが、逆方向の流れを規制するものである。
The
換気用排気口10cには、電動モータによって駆動される補機Hとしての換気ファン55が設けられている。換気ファン55は、筐体10a内の空気(換気排気)を外部に送出するものである。
A
貯湯槽21には、図1に示すように、高圧給水源Sw(例えば、水道管)に減圧弁41を介して接続された給水管42から水道水が給水される。給水管42に設けられた水温計測装置67、例えば、サーミスタ等によって水道水の温度が計測され、制御装置16に出力される。貯湯槽21は、上述した貯湯水循環ライン22による排熱回収によって温められて生成した、例えば、70℃に調整された湯を貯める。
As shown in FIG. 1, tap water is supplied to the hot
貯湯槽21の湯は、湯供給管61から混合弁62に流入する。混合弁62は、給水管42と水供給管42aを介して接続されている。混合弁62は、貯湯槽21から湯供給管61を介して流入する湯と高圧給水源Swから給水管42、水供給管42aを介して流入する水との湯/水混合比を調整して、貯湯槽21の湯の温度よりも低い設定温度、例えば、30℃に調整された混合湯を生成する。混合湯は、混合湯供給管63を介して給湯器Whの給水側に接続される。給湯器Whは、混合湯供給管63から給水された混合湯を直接又は加熱して、給湯栓69から給湯するものである。
The hot water of the hot
図1に示すように、給水管42を混合湯供給管63に接続するバイパス通路64には、非通電時に開状態となるノーマルオープンの電磁開閉弁65が設けられている。電磁開閉弁65は、例えば、混合弁62又は混合弁62の制御系の故障によって湯と水の混合(制御)ができなくなり、混合湯供給管63の混合湯の温度が上昇して予め設定された混合湯上限温度(例えば、50℃)を超えた場合に、制御装置16によって開状態に切り替えられる。電磁開閉弁65が開状態とされて給水管42から水を混合湯供給管63に導くことにより、混合湯供給管63における混合湯の温度を下げて、異常高温出湯を防止する。混合湯の温度は、混合湯供給管63のバイパス通路64との合流部よりも下流側に設けられた湯温計測装置66、例えば、サーミスタ等により計測され、制御装置16に出力される。
As shown in FIG. 1, the
ところで、上述したように、燃料電池モジュール11が発電を行う場合、改質部33にて改質ガス(アノードガス)を生成するために改質水は必要不可欠である。従って、改質部33に改質水を供給できるように、改質水タンク15に適切量の改質水が貯められていることが必要である。一方、凝縮水を生成するためにはラジエータ22bを作動させて循環水である貯湯水を冷却することが有効である。しかし、単に、ラジエータ22bによる貯湯水の冷却効率を高めるために電動モータ22b2の出力を大きくした場合には、それに伴って発生する作動音も大きくなる。
By the way, as described above, when the
ここで、燃料電池システム1は、発電するために必要不可欠な補機Hである改質用原料ポンプ11a1、改質水ポンプ11b2及びカソードエアブロワ11c1の作動に伴って発生する作動音と、貯湯水(循環水)を冷却する補機Hであるラジエータ22bの作動に伴って発生する作動音と、が合成された合成作動音を発生させる。そこで、制御装置16は、凝縮水を効率よく生成して燃料電池システム1の出力を維持しつつ燃料電池システム1から発せされる合成作動音の合成作動音レベルを考慮してラジエータ22bの電動モータ22b2の出力を調整する。尚、補機Hである換気ファン55は、筐体10aの内部温度に応じて間欠的に作動及び停止が繰り返される。従って、換気ファン55の電動モータを出力調整対象から除外する。又、換気ファン55は、作動に伴って作動音を発生するため音源となり得るが、以下の説明においては換気ファン55を音源から除外する。
Here, the fuel cell system 1 includes an operation sound generated with the operation of the reforming raw material pump 11a1, the reforming water pump 11b2, and the cathode air blower 11c1, which are indispensable auxiliary machines H for generating electric power, and hot water storage. A combined operation noise is generated by combining the operation noise generated with the operation of the
家屋等に設置される燃料電池システム1を含む機器が発生する作動音(騒音)は、機器の設置場所(設置地域)に応じて予め定められている基準値を満たす必要がある(例えば、環境省のホームページ(http://www.env.go.jp/kijun/oto1-1.html)を参照。)。従って、燃料電池システム1を新設又は移設した場合、例えば、設置作業者等により、制御装置16には、設置場所(設置地域)に対応する昼間の基準値及び夜間の基準値が設定される。尚、以下の説明において、設定される基準値を「基準騒音レベル」と称呼する。
The operating sound (noise) generated by the equipment including the fuel cell system 1 installed in a house or the like needs to satisfy a reference value that is predetermined according to the installation location (installation area) of the equipment (for example, the environment) Ministry's website (http://www.env.go.jp/kijun/oto1-1.html). Therefore, when the fuel cell system 1 is newly installed or relocated, for example, a daytime reference value and a nighttime reference value corresponding to the installation location (installation area) are set in the
具体的に、図2に示すように、環境省によって定められた地域の類型として、燃料電池システム1の設置された場所(地域)が「AA」に該当する場合には、昼間(例えば、午前6時から午後10時まで)の基準騒音レベルが50デシベル以下であり、夜間(例えば、午後10時から翌日の午前6時まで)の基準騒音レベルが40デシベル以下に設定される。又、燃料電池システム1の設置された場所(地域)が「A及びB」に該当する場合には、昼間の基準騒音レベルが55デシベル以下であり、夜間の基準騒音レベルが45デシベル以下に設定される。更に、燃料電池システム1の設置された場所(地域)が「C」に該当する場合には、昼間の基準騒音レベルが60デシベル以下であり、夜間の基準騒音レベルが50デシベル以下に設定される。 Specifically, as shown in FIG. 2, when the location (area) where the fuel cell system 1 is installed corresponds to “AA” as a type of area determined by the Ministry of the Environment, the daytime (for example, morning The reference noise level at 6 o'clock to 10 o'clock is set to 50 decibels or less, and the reference noise level at night (for example, from 10 pm to 6 am on the next day) is set to 40 decibels or less. When the location (area) where the fuel cell system 1 is installed corresponds to “A and B”, the daytime reference noise level is set to 55 dB or less, and the nighttime reference noise level is set to 45 dB or less. Is done. Furthermore, when the location (area) where the fuel cell system 1 is installed corresponds to “C”, the reference noise level during the day is set to 60 dB or less, and the reference noise level during the night is set to 50 dB or less. .
尚、地域の類型として「AA」は療養施設、社会福祉施設等が集合して設置される地域等特に静穏を要する地域であり、「A」は専ら住居の用に供される地域であるとして区分される。又、地域の類型として「B」は主として住居の用に供される地域であり、「C」は相当数の住居と合わせて商業、工業等の用に供される地域であるとして区分される。 In addition, as a type of area, “AA” is an area that requires special tranquility such as an area where medical facilities and social welfare facilities are gathered, and “A” is an area that is exclusively used for residence. It is divided. Also, as a type of area, "B" is an area mainly used for housing, and "C" is classified as an area used for commerce, industry, etc. together with a considerable number of residences. .
このように、制御装置16は、基準騒音レベルが設定された状態において、燃料電池システム1の合成作動音レベルが昼間及び夜間のそれぞれで設定された基準騒音レベルを満たすように、ラジエータ22bの電動モータ22b2の出力を調整する。このため、制御装置16(より詳しくは、マイクロコンピュータ)は、図3に示すラジエータ作動制御プログラムを実行する。以下、このラジエータ作動制御プログラムを具体的に説明する。尚、以下の説明においては、燃料電池システム1が、地域の類型として「AA」に設置されている場合を例示して説明するが、地域の類型等して「A」、「B」、「C」に設置された場合は基準騒音レベルが異なる点を除き同様である。
As described above, the
制御装置16(マイクロコンピュータ)は、ステップ100にてプログラムの実行を開始し、続くステップ101にて、リモコン18に対するユーザの選択操作によって「高効率モード」、「低騒音モード」及び「標準モード」のうちの何れかのモードが選択されているか否かを判定する。即ち、制御装置16は、「高効率モード」、「低騒音モード」及び「標準モード」のうちの何れかのモードが選択されていれば「Yes」と判定してステップ102に進む。一方、「高効率モード」、「低騒音モード」及び「標準モード」のうちの何れかのモードも選択されていなければ、制御装置16は「No」と判定してステップ113に進む。尚、モードが選択されていない場合、後述するように、制御装置16は「標準モード」と同様にラジエータ22bの電動モータ22b2を作動させる。
The control device 16 (microcomputer) starts the execution of the program in
ステップ102においては、制御装置16は、ユーザによって選択されたモードを判定する。具体的に、制御装置16は、ユーザによって選択されたモードが「高効率モード」である場合、ステップ103〜ステップ107の各ステップ処理を実行する。又、制御装置16は、ユーザによって選択されたモードが「低騒音モード」である場合、ステップ108〜ステップ112の各ステップ処理を実行する。更に、制御装置16は、ユーザによって選択されたモードが「標準モード」である場合、ステップ113〜ステップ115の各ステップ処理を実行する。以下、「高効率モード」が選択された場合から順に説明する。
In
「高効率モード」が選択された場合
「高効率モード」は、燃料電池システム1において、改質水の不足に伴うシステムの停止及び出力制限を生じることなく、通常運転を継続するためのモードである。即ち、「高効率モード」が選択された場合、燃料電池システム1は、合成作動音レベルが上述したように設定された第一基準騒音レベルである基準騒音レベル以下であり、且つ、改質水(凝縮水)の回収効率及び発電効率が高い状態で作動する。
When “High Efficiency Mode” is selected “High Efficiency Mode” is a mode for continuing normal operation in the fuel cell system 1 without causing system shutdown and output limitation due to lack of reforming water. is there. That is, when the “high efficiency mode” is selected, the fuel cell system 1 has the combined operation noise level equal to or less than the reference noise level which is the first reference noise level set as described above, and the reformed water It operates with high recovery efficiency of condensed water and high power generation efficiency.
このため、「高効率モード」が選択されている場合、制御装置16は、ステップ103にて、現在の時刻が昼間(例えば、午前6時〜午後10時)であれば、「Yes」と判定してステップ104に進む。一方、制御装置16は、現在の時刻が夜間(例えば、午後10時〜翌日の午前6時)であれば、昼間ではないため「No」と判定してステップ105に進む。尚、制御装置16は、例えば、リモコン18に設定された時刻情報等に基づき、現在の時刻を取得する。
Therefore, when the “high efficiency mode” is selected, the
ステップ104においては、制御装置16は、上述したように、地域の類型「AA」の昼間の基準騒音レベル(第一基準騒音レベル)として設定されている50dBを取得し、「設定1」として設定する。これにより、燃料電池システム1の昼間における合成作動音レベルは、「設定1」である50dBを上限とする。このように、昼間における基準騒音レベルを「設定1」に設定すると、制御装置16はステップ106に進む。
In
一方、前記ステップ103にて現在の時刻が夜間であれば、制御装置16は、ステップ105において、地域の類型「AA」の夜間の基準騒音レベル(第一基準騒音レベル)として設定されている40dBを取得し、「設定2」として設定する。これにより、燃料電池システム1の夜間における合成作動音レベルは、「設定2」である40dBを上限とする。このように、夜間における基準騒音レベルを「設定2」に設定すると、制御装置16はステップ106に進む。
On the other hand, if the current time is nighttime in
ここで、ユーザは、リモコン18を利用して、「高効率モード」を選択操作することにより、制御装置16は現在の時刻に応じて「設定1」及び「設定2」を自動的に設定する。即ち、ユーザが「高効率モード」を選択することは、合成作動音レベルの上限を表す基準騒音レベルに対応する「設定1」及び「設定2」を選択することに対応する。
Here, the user uses the
ステップ106においては、制御装置16は、下記式1に従って、燃料電池システム1、即ち、音源となる補機Hが作動に伴って発生する作動音の音圧レベルである作動音レベルを合成した合成作動音レベルが、前記ステップ104にて設定した設定1(昼間にて50dB以下)又は前記ステップ105にて設定した設定2(夜間にて40dB以下)となるように、許容されるラジエータ22bの作動音(作動音レベル)を計算する。以下、この計算を具体的に昼間(設定1)の場合を例示して説明する。
(数1)
L=10log(100.1L1+100.1L2+100.1L3+…+100.1Ln)×D…式1
In
(Equation 1)
L = 10log (10 0.1L1 +10 0.1L2 +10 0.1L3 + ... + 10 0.1Ln) × D ... Formula 1
前記式1において、左辺の「L」は合成作動音レベル(dB)を表し、右辺の「L1」〜「Ln」はラジエータ22bを含む各補機H(音源)の作動音の音圧レベルである作動音レベル(dB)を表す。尚、本実施形態において、「n」は5となる。又、前記式1における右辺の「D」は補正係数を表す。ここで、補正係数Dは、例えば、燃料電池システム1において各補機Hが発する振動の共振の影響を考慮して設定されるものである。
In the equation 1, “L” on the left side represents the combined operation sound level (dB), and “L1” to “Ln” on the right side are the sound pressure levels of the operation sounds of the respective accessories H (sound source) including the
例えば、作動している改質用原料ポンプ11a1の駆動デューティの周期(位相)と作動している改質水ポンプ11b2の駆動デューティの周期(位相)とが一致した場合、改質用原料ポンプ11a1による振動と改質水ポンプ11b2による振動とが共振する可能性が高い。この場合、共振の発生によって合成作動音レベルLが大きくなるため、制御装置16は、例えば、補正係数Dを小さな値に設定する。逆に、作動している改質用原料ポンプ11a1の駆動デューティの周期(位相)と作動している改質水ポンプ11b2の駆動デューティの周期(位相)とが一致しない場合、改質用原料ポンプ11a1による振動と改質水ポンプ11b2による振動とが共振する可能性が低いため、制御装置16は補正係数Dを共振発生時に比べて大きな値に設定する。
For example, when the driving duty cycle (phase) of the reforming raw material pump 11a1 matches the driving duty cycle (phase) of the working reforming water pump 11b2, the reforming raw material pump 11a1 There is a high possibility that the vibration caused by the vibration and the vibration caused by the reforming water pump 11b2 resonate. In this case, since the combined operation sound level L is increased due to the occurrence of resonance, the
上述したように、燃料電池システム1が通常運転により出力を継続するためには、燃料電池モジュール11に対して改質用原料、カソードエア及び改質水が供給されていることが必要である。このため、通常運転時においては、改質用原料ポンプ11a1、カソードエアブロワ11c1、改質水ポンプ11b2及び貯湯水循環ポンプ22aは、優先的に且つ定常的に作動させる必要がある。換言すれば、改質用原料ポンプ11a1、カソードエアブロワ11c1、改質水ポンプ11b2及び貯湯水循環ポンプ22aの作動に伴って発生する作動音(作動音レベル)は、合成作動音レベルLを低減するための調整対象とはならない。
As described above, in order for the fuel cell system 1 to continue the output by the normal operation, it is necessary for the
一方、ラジエータ22bは、熱交換器12(凝縮器)において凝縮水を生成する上で、貯湯水(循環水)を冷却するように作動する必要があるものの、例えば、改質水タンク15の状況や貯湯水(循環水)の温度に応じて一定の冷却能力を継続して維持する必要がない。即ち、ラジエータ22bは作動に関して自由度が高いため、ラジエータ22bの作動に伴って発生する作動音(作動音レベル)は、合成作動音レベルLを低減するための調整対象となる。
On the other hand, the
ここで、図4に示すように、通常運転において、改質用原料ポンプ11a1(音源)が駆動デューティs1で作動する際に作動音レベルS1(例えば、20dB程度)の作動音を発生し、カソードエアブロワ11c1(音源)が駆動デューティs2で作動する際に作動音レベルS2(例えば、15dB程度)の作動音を発生し、改質水ポンプ11b2(音源)が駆動デューティs3で作動する際に作動音レベルS3(例えば、20dB程度)の作動音を発生し、貯湯水循環ポンプ22a(音源)が駆動デューティs4で作動する際に作動音レベルS4(例えば、20dB程度)の作動音を発生している場合を想定する。この場合、前記式1の「L」に基準騒音レベル(第一基準騒音レベル)である50(dB)を代入し、「L1」に改質用原料ポンプ11a1の作動音レベルS1(20dB)を代入し、「L2」にカソードエアブロワ11c1の作動音レベルS2(15dB)を代入し、「L3」に改質水ポンプ11b2の作動音レベルS3(20dB)を代入し、「L4」に貯湯水循環ポンプ22aの作動音レベルS4(20dB)を代入し、「L5」をラジエータ22bの作動音レベルS5として、「L5」について前記式1を解く。
Here, as shown in FIG. 4, in the normal operation, when the reforming raw material pump 11a1 (sound source) operates at the drive duty s1, an operating sound of an operating sound level S1 (for example, about 20 dB) is generated, and the cathode When the air blower 11c1 (sound source) operates with the driving duty s2, an operating sound level S2 (for example, about 15 dB) is generated, and when the reforming water pump 11b2 (sound source) operates with the driving duty s3, it operates. The operation sound of the sound level S3 (for example, about 20 dB) is generated, and the operation sound of the operation sound level S4 (for example, about 20 dB) is generated when the hot
これにより、「L5」即ちラジエータ22b(音源)の作動音レベルS5が、例えば、50dBとして計算される。尚、この場合、理解を容易とするために、補正係数Dを「1」とする。又、改質用原料ポンプ11a1の作動音レベルS1、カソードエアブロワ11c1の作動音レベルS2、改質水ポンプ11b2の作動音レベルS3及び貯湯水循環ポンプ22aの作動音レベルS4は、例えば、外部電力負荷17cによる電力消費量の変化等に起因する燃料電池システム1の出力変動等に応じて、適宜変化することは言うまでもない。そして、制御装置16は、ラジエータ22bの作動音レベルS5を計算すると、ステップ107に進む。
Thereby, the operation sound level S5 of "L5", that is, the
ステップ107においては、制御装置16は、図5にて実線により示すラジエータデューティ−作動音レベルマップを、前記ステップ106にて計算したラジエータ22bの作動音レベルS5を用いて参照し、作動音レベルS5に対応してラジエータ22bの電動モータ22b2を作動させるラジエータデューティs5を決定する。尚、図5に示すように、例えば、作動音レベルS5がSa(例えば、40dB程度)を超える範囲においては、ラジエータ22b(冷却ファン22b1及び電動モータ22b2)の回転数(図5にて破線により示す)の増加に対して作動音レベルの増加が鈍化する。換言すれば、作動音レベルS5がSaを超える範囲においては、ラジエータデューティs5が増加しても作動音レベルの増加は鈍化する。
In
制御装置16は、例えば、矩形状のラジエータデューティs5を決定すると、図示を省略する駆動回路を介してラジエータ22bの電動モータ22b2を決定したラジエータデューティs5により駆動させる。これにより、電動モータ22b2は冷却ファン22b1を回転させ、貯湯水供給管22cを流れる貯湯水を冷却する。このように、ラジエータデューティs5を決定して電動モータ22b2を駆動させると、制御装置16は、ステップ116に進み、ラジエータ作動制御プログラムの実行を終了する。
For example, when the rectangular radiator duty s5 is determined, the
「低騒音モード」が選択された場合
次に、前記ステップ102の判定処理に従い、選択されたモードが「低騒音モード」である場合を説明する。「低騒音モード」は、燃料電池システム1において、改質水の不足に伴うシステムの停止及び出力制限を生じることなく、「高効率モード」に比べて合成作動音レベルLを低減させて通常運転を継続するためのモードである。即ち、「低騒音モード」が選択された場合、燃料電池システム1は、合成作動音レベルが上述したように設定された基準騒音レベルとしての第一基準騒音レベルよりも低い第二基準騒音レベル以下で作動する。
When “Low Noise Mode” is Selected Next, a case where the selected mode is “low noise mode” will be described according to the determination processing of
このため、「低騒音モード」が選択されている場合、制御装置16は、ステップ108にて、現在の時刻が昼間(例えば、午前6時〜午後10時)であれば、「Yes」と判定してステップ109に進む。一方、制御装置16は、現在の時刻が夜間(例えば、午後10時〜翌日の午前6時)であれば、昼間ではないため「No」と判定してステップ110に進む。尚、制御装置16は、例えば、リモコン18に設定された時刻情報等に基づき、現在の時刻を取得する。
Therefore, when the "low noise mode" is selected, the
ステップ109においては、制御装置16は、上述したように、地域の類型「AA」の昼間の基準騒音レベル(第一基準騒音レベル)として設定されている50dBよりも低い第二基準騒音レベル、例えば、45dBを「設定3」として設定する。これにより、燃料電池システム1の昼間における合成作動音レベルLは、「設定3」である45dBを上限とする。このように、昼間における基準騒音レベル(第二基準騒音レベル)を「設定3」に設定すると、制御装置16はステップ111に進む。
In
一方、前記ステップ108にて現在の時刻が夜間であれば、制御装置16は、ステップ110において、地域の類型「AA」の夜間の基準騒音レベル(第一基準騒音レベル)として設定されている40dBよりも低い第二基準騒音レベル、例えば、35dBを「設定4」として設定する。これにより、燃料電池システム1の夜間における合成作動音レベルLは、「設定4」である35dBを上限とする。このように、夜間における基準騒音レベル(第二基準騒音レベル)を「設定4」に設定すると、制御装置16はステップ111に進む。
On the other hand, if the current time is nighttime in
ここで、ユーザは、リモコン18を利用して、「低騒音モード」を選択操作することにより、制御装置16は現在の時刻に応じて「設定3」及び「設定4」を自動的に設定する。即ち、ユーザが「低騒音モード」を選択することは、合成作動音レベルの上限を表す基準騒音レベルに対応する「設定3」及び「設定4」を選択することに対応する。
Here, the user uses the
ステップ111においては、前記ステップ106と同様に、制御装置16は、前記式1に従って、燃料電池システム1が発生する合成作動音レベルLが、前記ステップ109にて設定した設定3(昼間にて45dB以下)又は前記ステップ110にて設定した設定4(夜間にて35dB以下)となるように、許容されるラジエータ22bの作動音(作動音レベル)を計算する。以下、この計算を具体的に夜間(設定4)の場合を例示して説明する。
In
図6に示すように、通常運転において、改質用原料ポンプ11a1がデューティs1で作動する際に作動音レベルS1(例えば、20dB程度)の作動音を発生し、カソードエアブロワ11c1がデューティs2で作動する際に作動音レベルS2(例えば、15dB程度)の作動音を発生し、改質水ポンプ11b2がデューティs3で作動する際に作動音レベルS3(例えば、20dB程度)の作動音を発生し、貯湯水循環ポンプ22aがデューティs4で作動する際に作動音レベルS4(例えば、20dB程度)の作動音を発生している場合を想定する。この場合、前記式1の「L」に第二基準騒音レベルである35(dB)を代入し、「L1」に作動音レベルS1(20dB)を代入し、「L2」に作動音レベルS2(15dB)を代入し、「L3」に作動音レベルS3(20dB)を代入し、「L4」に作動音レベルS4(20dB)を代入し、ラジエータ22bの作動音レベルS6(未知数)を「L5」に代入し、「L5」について前記式1を解く。
As shown in FIG. 6, in the normal operation, when the reforming raw material pump 11a1 is operated at the duty s1, an operating sound of the operating sound level S1 (for example, about 20 dB) is generated, and the cathode air blower 11c1 is at the duty s2. When operating, an operating sound level S2 (for example, about 15 dB) is generated, and when the reforming water pump 11b2 operates with a duty s3, an operating sound level S3 (for example, about 20 dB) is generated. Suppose that the hot
これにより、「L5」即ちラジエータ22bの作動音レベルS6が、例えば、35dBとして計算される。尚、この場合も、理解を容易とするために、補正係数Dを「1」とする。そして、制御装置16は、ラジエータ22bの作動音レベルS6を計算すると、ステップ112に進む。
As a result, "L5", that is, the operation sound level S6 of the
ステップ112においては、制御装置16は、図5にて実線により示すラジエータデューティ−作動音レベルマップを、前記ステップ111にて計算したラジエータ22bの作動音レベルS6を用いて参照する。そして、制御装置16は、作動音レベルS6に対応してラジエータ22bの電動モータ22b2を作動させるラジエータデューティs6を決定する。制御装置16は、例えば、矩形状のラジエータデューティs6を決定すると、図示を省略する駆動回路を介してラジエータ22bの電動モータ22b2を決定したラジエータデューティs6により駆動させる。これにより、電動モータ22b2は冷却ファン22b1を回転させ、貯湯水供給管22cを流れる貯湯水を冷却する。このように、ラジエータデューティs6を決定して電動モータ22b2を駆動させると、制御装置16は、ステップ116に進み、ラジエータ作動制御プログラムの実行を終了する。
In
ところで、第二発電状態である「低騒音モード」におけるラジエータ22bの作動音レベルS6は、第一発電状態である「高効率モード」におけるラジエータ22bの作動音レベルS5よりも小さくなる。このため、図5からも明らかなように、「低騒音モード」におけるラジエータデューティs6は「高効率モード」におけるラジエータデューティs5よりも小さくなる。その結果、「低騒音モード」においてラジエータデューティs6で作動する電動モータ22b2の出力即ち第二出力は、「高効率モード」においてラジエータデューティs5で作動する電動モータ22b2の出力即ち第一出力よりも小さくなる。
Incidentally, the operating sound level S6 of the
「標準モード」が選択された場合(モードが選択されていない場合)
次に、前記ステップ102の判定処理に従い、選択されたモードが「標準モード」である場合(前記ステップ101にてモードが選択されていない場合)を説明する。「標準モード」は、燃料電池システム1において、改質水の不足に伴うシステムの停止及び出力制限を生じることなく、予め設定されている合成作動音レベルLによって通常運転を継続するためのモードである。即ち、「標準モード」が選択された場合、燃料電池システム1は、昼間及び夜間を問わず、予め設定されている基準騒音レベルで作動する。
When "Standard mode" is selected (when no mode is selected)
Next, the case where the selected mode is the “standard mode” (when the mode is not selected in step 101) will be described according to the determination process of
このため、「標準モード」が選択されている場合、制御装置16は、ステップ113にて、基準騒音レベルとして予め設定されている、例えば、40dBを「設定5」として設定する。これにより、燃料電池システム1の昼間及び夜間の合成作動音レベルLは、「設定5」である40dBを上限とする。このように、基準騒音レベルを「設定5」に設定すると、制御装置16はステップ114に進む。
For this reason, when the “standard mode” is selected, the
ここで、ユーザは、リモコン18を利用して、「標準モード」を選択操作することにより、制御装置16は「設定5」を自動的に設定する。即ち、ユーザが「標準モード」を選択することは、合成作動音レベルの上限を表す基準騒音レベルに対応する「設定5」を選択することに対応する。
Here, the user uses the
ステップ114においては、前記ステップ106と同様に、制御装置16は、前記式1に従って、燃料電池システム1が発生する合成作動音レベルLが、前記ステップ113にて設定した設定5(昼間及び夜間を問わず40dB以下)となるように、許容されるラジエータ22bの作動音(作動音レベル)を計算する。以下、この計算を具体的に説明する。
In
図7に示すように、通常運転において、改質用原料ポンプ11a1がデューティs1で作動する際に作動音レベルS1(例えば、20dB程度)の作動音を発生し、カソードエアブロワ11c1がデューティs2で作動する際に作動音レベルS2(例えば、15dB程度)の作動音を発生し、改質水ポンプ11b2がデューティs3で作動する際に作動音レベルS3(例えば、20dB程度)の作動音を発生し、貯湯水循環ポンプ22aがデューティs4で作動する際に作動音レベルS4(例えば、20dB程度)の作動音を発生している場合を想定する。この場合、前記式1の「L」に基準騒音レベルである40(dB)を代入し、「L1」に作動音レベルS1(20dB)を代入し、「L2」に作動音レベルS2(15dB)を代入し、「L3」に作動音レベルS3(20dB)を代入し、「L4」に作動音レベルS4(20dB)を代入し、ラジエータ22bの作動音レベルS7(未知数)を「L5」に代入し、「L5」について前記式1を解く。
As shown in FIG. 7, in the normal operation, when the reforming raw material pump 11a1 operates at the duty s1, an operating sound level S1 (for example, about 20 dB) is generated, and the cathode air blower 11c1 has the duty s2. When operating, an operating sound level S2 (for example, about 15 dB) is generated, and when the reforming water pump 11b2 operates with a duty s3, an operating sound level S3 (for example, about 20 dB) is generated. Suppose that the hot
これにより、「L5」即ちラジエータ22bの作動音レベルS7が、例えば、40dBとして計算される。尚、この場合も、理解を容易とするために、補正係数Dを「1」とする。そして、制御装置16は、ラジエータ22bの作動音レベルS7を計算すると、ステップ115に進む。
Accordingly, “L5”, that is, the operating sound level S7 of the
ステップ115においては、制御装置16は、図5にて実線により示すラジエータデューティ−作動音レベルマップを、前記ステップ114にて計算したラジエータ22bの作動音レベルS7を用いて参照する。そして、制御装置16は、作動音レベルS7に対応してラジエータ22bの電動モータ22b2を作動させるラジエータデューティs7を決定する。制御装置16は、例えば、矩形状のラジエータデューティs7を決定すると、図示を省略する駆動回路を介してラジエータ22bの電動モータ22b2を決定したラジエータデューティs7により駆動させる。これにより、電動モータ22b2は冷却ファン22b1を回転させ、貯湯水供給管22cを流れる貯湯水を冷却する。このように、ラジエータデューティs7を決定して電動モータ22b2を駆動させると、制御装置16は、ステップ116に進み、ラジエータ作動制御プログラムの実行を終了する。
In
以上の説明からも理解できるように、上記実施形態の燃料電池システム1は、燃料(アノードガス)と酸化剤ガス(カソードガス)とにより発電する燃料電池34と、供給源Gsから改質用原料供給管11aを介して供給された改質用原料と改質水を蒸発させた水蒸気とから燃料(アノードガス)を生成して燃料電池34に燃料を供給する改質部33と、を備えた燃料電池モジュール11と、改質部33に改質水供給管11bを介して供給する改質水を貯水する改質水タンク15と、燃料電池34からの燃料オフガス及び酸化剤ガスを燃焼させて発生する燃焼排ガスと貯湯槽21から貯湯水供給管22cを介して供給される循環水としての貯湯水との間で熱交換して燃焼排ガスに含まれている水蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮器としての熱交換器12と、改質用原料、改質水、酸化剤ガス及び循環水を圧送する複数のポンプ、具体的には、改質用原料供給管11aに設けられて供給源Gsから改質部33に改質用原料を圧送する改質用原料ポンプ11a1、改質水供給管11bに設けられて改質水タンク15から改質部33に改質水を圧送する改質水ポンプ11b2、燃料電池34に酸化剤ガス(カソードガス)を圧送する酸化剤ガスポンプとしてのカソードエアブロワ11c1、及び、貯湯水供給管22cに設けられて貯湯槽21から熱交換器12に貯湯水を圧送する循環水ポンプとしての貯湯水循環ポンプ22aと、冷却ファン22b1と冷却ファン22b1を駆動する電動モータ22b2とを有して貯湯水供給管22cに設けられて貯湯槽21から供給される貯湯水を冷却するラジエータ22bと、を少なくとも含む補機Hと、ラジエータ22bの電動モータ22b2の作動を少なくとも制御する制御装置16と、を備えた燃料電池システムである。
As can be understood from the above description, the fuel cell system 1 of the above embodiment includes a
補機Hを構成する、改質用原料ポンプ11a1、改質水ポンプ11b2、カソードエアブロワ11c1、貯湯水循環ポンプ22a及びラジエータ22bは、作動することに伴ってそれぞれ音源となり、音源がそれぞれ発生する作動音の作動音レベル(S1〜S5)を合成した合成作動音レベルLの上限を表す複数の基準騒音レベルである設定1〜設定5を選択する選択操作がユーザによってなされる操作部としてのリモコン18を備え、制御装置16は、合成作動音レベルLがリモコン18によって選択された基準騒音レベル(設定1〜設定5)以下となるように、ラジエータ22bの電動モータ22b2の出力を制御する、ように構成される。この場合、基準騒音レベルは、設定1及び設定3となる昼間の値に比べて設定2及び設定4となる夜間の値が小さく設定される。
The reforming raw material pump 11a1, the reforming water pump 11b2, the cathode air blower 11c1, the hot water storage
これによれば、ユーザは、リモコン18を介した選択操作によって基準騒音レベルである設定1〜設定5を任意に選択することができる。そして、制御装置16は、補機Hの作動に伴って発生する合成作動音レベルLがユーザに選択された設定1〜設定5(基準騒音レベル)を満たすように(基準騒音レベル以下となるように)、ラジエータ22bの電動モータ22b2の出力を制御することができる。これにより、ラジエータ22bは、合成作動音レベルLがユーザによって選択された設定1〜設定5(基準騒音レベル)を満たすように作動して熱交換器12に供給される貯湯水を冷却することができる。従って、燃料電池システム1は、改質水の利用効率及びエネルギー利用効率を低下させることがなく、発電状態を継続することができる。
According to this, the user can arbitrarily select the setting 1 to the setting 5 that are the reference noise level by the selection operation via the
又、基準騒音レベルは、昼間に設定される設定1及び設定3の値に比べて夜間に設定される設定2及び設定4の値が小さく設定されるため、燃料電池システム1が夜間に運転しても、合成作動音レベルLを小さくすることができる。これにより、優れた静粛性を確保した上で、燃料電池システム1を運転させることができる。 In addition, the reference noise level is set so that the values of setting 2 and setting 4 set at night are smaller than the values of setting 1 and setting 3 set during the day, so that the fuel cell system 1 operates at night. Even so, the synthetic operating sound level L can be reduced. Thereby, the fuel cell system 1 can be operated while ensuring excellent quietness.
この場合、リモコン18は、基準騒音レベルとして第一基準騒音レベルである設定1及び設定2、又は、第一基準騒音レベルよりも低い第二基準騒音レベルである設定3及び設定4の選択が可能になっており、制御装置16は、リモコン18に対する選択操作によって第一基準騒音レベル(設定1及び設定2)が選択された場合、電動モータ22b2の出力が第一出力となるように制御し、リモコン18に対する選択操作によって第二基準騒音レベル(設定3及び設定4)が選択された場合、電動モータ22b2の出力が第一出力よりも小さい第二出力となるように制御する。この場合、制御装置16は、第一出力をラジエータデューティs5に従って制御し、第二出力をラジエータデューティs6に従って制御することで、電動モータ22b2を作動させるデューティを変更することができる。
In this case, the
これによれば、ユーザによって基準騒音レベルが小さくなるように選択されることに従って、電動モータ22b2の出力を小さくすることができる。これにより、ラジエータ22b(電動モータ22b2)を作動させて、合成作動音レベルLがユーザによって選択された基準騒音レベルを満たすことができ、ユーザが不快感を覚えることを効果的に抑制することができる。
According to this, the output of the electric motor 22b2 can be reduced as the user selects the reference noise level to be reduced. As a result, the
(第一変形例)
上記実施形態においては、筐体10aの内部に収容された改質用原料ポンプ11a1、カソードエアブロワ11c1、改質水ポンプ11b2、貯湯水循環ポンプ22a及びラジエータ22bの作動に伴って発生する作動音の作動音レベルL1〜作動音レベルL5を合成した合成作動音レベルLがユーザによって選択されたモード毎に設定される基準騒音レベルを満たすように、制御装置16がラジエータ22bの電動モータ22b2の出力を制御するようにした。この場合、更に、筐体10aの外部に設置された機器が発する作動音に起因する外部騒音レベルに基づいてモード毎に設定される基準騒音レベルを調整(変更)し、制御装置16がラジエータ22bの電動モータ22b2の出力を制御することも可能である。以下、この第一変形例を具体的に説明する。
(First modification)
In the above embodiment, the operation noise generated with the operation of the reforming raw material pump 11a1, the cathode air blower 11c1, the reforming water pump 11b2, the stored hot
この第一変形例においては、図8に示すように、制御装置16に対して騒音計測装置70が有線又は無線により接続される。騒音計測装置70は、筐体10aの外部に設置された機器(例えば、空調用室外機等)が発する作動音に起因する外部騒音を計測するものである。騒音計測装置70は、筐体10aの外部における外部騒音の外部騒音レベルLoを計測し、計測した外部騒音レベルLoを表す信号を制御装置16に出力する。これにより、制御装置16は、外部騒音レベルLoを表す信号を取得可能になっている。
In this first modification, as shown in FIG. 8, a
この第一変形例においては、ユーザがリモコン18に対する選択操作によって「高効率モード」を選択した場合、制御装置16は、設定1によって設定される昼間の基準騒音レベル(第一基準騒音レベルであって、例えば、50dB)及び設定2によって設定される夜間の基準騒音レベル(第一基準騒音レベルであって、例えば、40dB)を外部騒音レベルLoに応じて調整(変更)する。具体的に、制御装置16は、基準騒音レベル(第一基準騒音レベルであって、例えば、50dB又は40dB)を外部騒音レベルLoに応じて引き下げる。この場合、制御装置16は、基準騒音レベル(第一基準騒音レベル)から外部騒音レベルLoに応じて設定された騒音レベルを減じたり、前記式1の右辺に外部騒音レベルLoを代入する「L6」の項を加えたりすることにより、基準騒音レベル(第一基準騒音レベル)を引き下げる。そして、制御装置16は、上記実施形態と同様に、ラジエータ作動制御プログラムを実行して、ラジエータ22bの電動モータ22b2を作動させるラジエータデューティs5を決定する。
In the first modification, when the user selects the “high efficiency mode” by the selection operation on the
又、ユーザがリモコン18に対する選択操作によって「低騒音モード」を選択した場合、制御装置16は、設定3によって設定される昼間の基準騒音レベル(第二基準騒音レベルであって、例えば、45dB)及び設定4によって設定される夜間の基準騒音レベル(第二基準騒音レベルであって、例えば、35dB)を外部騒音レベルLoに応じて調整(変更)する。具体的に、制御装置16は、基準騒音レベル(第二基準騒音レベルであって、例えば、45dB又は35dB)を外部騒音レベルLoに応じて引き下げる。この場合、制御装置16は、基準騒音レベル(第二基準騒音レベル)から外部騒音レベルLoに応じて設定された騒音レベルを減じたり、前記式1の右辺に外部騒音レベルLoを代入する「L6」の項を加えたりすることにより、基準騒音レベル(第二基準騒音レベル)を引き下げる。そして、制御装置16は、上記実施形態と同様に、ラジエータ作動制御プログラムを実行して、ラジエータ22bの電動モータ22b2を作動させるラジエータデューティs6を決定する。
When the user selects the “low noise mode” by the selection operation on the
更に、ユーザがリモコン18に対する選択操作によって「標準モード」を選択した場合、制御装置16は、設定5によって設定される基準騒音レベル(例えば、40dB)を外部騒音レベルLoに応じて調整(変更)する。具体的に、制御装置16は、基準騒音レベルを外部騒音レベルLoに応じて引き下げる。この場合、制御装置16は、基準騒音レベルから外部騒音レベルLoに応じて設定された騒音レベルを減じたり、前記式1の右辺に外部騒音レベルLoを代入する「L6」の項を加えたりすることにより、基準騒音レベルを引き下げる。そして、制御装置16は、上記実施形態と同様に、ラジエータ作動制御プログラムを実行して、ラジエータ22bの電動モータ22b2を作動させるラジエータデューティs7を決定する。
Further, when the user selects “standard mode” by a selection operation on the
このように、第一変形例においては、制御装置16は、燃料電池モジュール11及び補機Hを少なくとも収容する筐体10aの外部における外部騒音を計測する騒音計測装置70によって計測された外部騒音を取得可能に構成されており、外部騒音の外部騒音レベルLoに基づいて基準騒音レベル(第一基準騒音レベル及び第二基準騒音レベル)を調整することができる。
Thus, in the first modification, the
これにより、筐体10aの外部に設置された機器が発する外部騒音レベルLoを考慮して調整された基準騒音レベル(第一基準騒音レベル及び第二基準騒音レベル)を燃料電池システム1から発せられる合成作動音レベルLが満たすように、ラジエータ22bの作動を制御することができる。従って、この第一変形例においても、上記実施形態と同様に、基準騒音レベルを満たした状態で、燃料電池システム1の通常運転を継続させることができる。
Thereby, the reference noise level (the first reference noise level and the second reference noise level) adjusted in consideration of the external noise level Lo emitted from the device installed outside the
(第二変形例)
上記実施形態及び上記第一変形例においては、制御装置16は、ラジエータ作動制御プログラムを実行してラジエータデューティs5、ラジエータデューティs6又はラジエータデューティs7を決定し、決定したラジエータデューティs5、ラジエータデューティs6又はラジエータデューティs7により電動モータ22b2を作動させるようにした。この場合、ラジエータ22bを除く補機Hとして、例えば、貯湯水循環ポンプ22aの作動に伴う振動と、電動モータ22b2(ラジエータ22b)の作動に伴う振動と、が共振し、その結果、合成作動音レベルLが大きくなる可能性がある。
(Second modification)
In the embodiment and the first modified example, the
このため、制御装置16は、上述したように決定したラジエータデューティs5、ラジエータデューティs6又はラジエータデューティs7により電動モータ22b2を作動させる際に、図9に示すように、貯湯水循環ポンプ22aを作動させる駆動デューティ(破線)の位相(周期)と一致しないように、電動モータ22b2を作動させる矩形状のデューティs5(s6,s7)の位相(周期)を変更することができる。これにより、例えば、貯湯水循環ポンプ22aと電動モータ22b2(ラジエータ22b)とが作動する状況において、共振が発生することを回避することができ、ひいては、合成作動音レベルLを低減することができる。その他の効果については、上記実施形態及び上記第一変形例と同様の効果が得られる。
Therefore, when operating the electric motor 22b2 with the radiator duty s5, the radiator duty s6 or the radiator duty s7 determined as described above, the
又、この場合、図10に示すように、制御装置16は、上述したように決定したラジエータデューティs5、ラジエータデューティs6又はラジエータデューティs7を段階的に増加させることも可能である。このようにラジエータデューティs5、ラジエータデューティs6又はラジエータデューティs7を時間の経過に伴って段階的に増加させることにより、特に、電動モータ22b2(ラジエータ22b)の作動開始直後において、例えば、貯湯水循環ポンプ22aと共振が発生することを回避することができ、ひいては、合成作動音レベルLを低減することができる。この場合においても、その他の効果については、上記実施形態及び上記第一変形例と同様の効果が得られる。
In this case, as shown in FIG. 10, the
本発明の実施にあたっては、上記実施形態及び上記変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。 In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment and the above modification, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、上記実施形態及び上記各変形例においては、「低騒音モード」における設定3及び設定4は、「高効率モード」における設定1及び設定2に比べて、一様に低い値(例えば、5dB)とした。しかしながら、例えば、ユーザが知覚する作動音(作動音レベル)に応じて、「低騒音モード」における設定3及び設定4の値を任意に設定するようにしても良い。尚、この場合、ユーザによる設定可能範囲は、燃料電池システム1の運転に支障を来さないように決定されることは言うまでもない。
For example, in the embodiment and each of the modifications described above, the
又、上記実施形態及び上記各変形例においては、操作部であるリモコン18を用いて、ユーザは「高効率モード」、「低騒音モード」又は「標準モード」を任意に選択できるようにした。これに加えて、例えば、昼間は外部電力負荷17cによる電力の消費が大きいため「高効率モード」で燃料電池システム1を運転させ、夜間は外部電力負荷17cによる電力の消費が小さいため「低騒音モード」で燃料電池システム1を運転させるように、「高効率モード」と「低騒音モード」とを自動的に切り替える「自動モード」をユーザが選択できるようにしても良い。尚、例えば、改質水タンク15の改質水が不足する状況になり得る場合には、「高効率モード」が「低騒音モード」よりも優先されて切り替えられる。
In the embodiment and each of the modifications, the user can arbitrarily select the “high efficiency mode”, the “low noise mode”, or the “standard mode” by using the
又、上記実施形態及び上記各変形例においては、作動音を発生する換気ファン55を音源から除外した。しかしながら、換気ファン55を音源に加えて実施可能であることは言うまでもない。
Further, in the embodiment and each of the modifications described above, the
更に、上記実施形態及び上記各変形例においては、ラジエータ22bが空冷式であるとした。これに代えて、ラジエータ22bとして水冷式のラジエータや、作動音を発する他の放熱装置や伝熱装置を用いることも可能である。作動音を発する他の放熱装置や伝熱装置を用いた場合には、制御装置16は、合成作動音レベルLが基準騒音レベルを満たすように放熱装置や伝熱装置の作動を制御することにより、上記実施形態及び上記各変形例と同様の効果が期待できる。
Furthermore, in the said embodiment and said each modification, it was assumed that the
1…燃料電池システム、10…発電ユニット、10a…筐体、10b…吸気口、10c…換気用排気口、10d…燃焼排ガス用排気口、11…燃料電池モジュール、11a…改質用原料供給管、11a1…改質用原料ポンプ、11b…改質水供給管、11b2…改質水ポンプ、11c…カソードエア供給管、11c1…カソードエアブロワ(酸化剤ポンプ)、11c2…電動モータ、11c3…流量センサ、11d…排気管、12…熱交換器(凝縮器)、12a…凝縮水供給管、12b…ドレン管路、13…インバータ装置、14…水精製器、15…改質水タンク、15a…オーバーフローライン、15b…水受け部材、15c…排水管、15d…水位センサ、16…制御装置、17a…系統電源、17b…電源ライン、17c…外部電力負荷、18…リモコン(操作部)、20…排熱回収システム、21…貯湯槽、22…貯湯水循環ライン、22a…貯槽水循環ポンプ、22a…貯湯水循環ポンプ(循環水ポンプ)、22b…ラジエータ、22b1…冷却ファン、22b2…電動モータ、22c…貯湯水供給管、31…ケーシング、32…蒸発部、33…改質部、34…燃料電池、34a…セル、34b…燃料流路、34c…空気流路、35…マニホールド、36…燃焼部、36a1,36a2…着火ヒータ、37…火炎、38…改質ガス送出管、41…減圧弁、42…給水管、42a…水供給管、54…逆止弁、55…換気ファン、61…湯供給管、62…混合弁、63…混合湯供給管、64…バイパス通路、65…電磁開閉弁、66…湯温計測装置、67…水温計測装置、69…給湯栓、70…騒音計測装置、D…補正係数、Gs…供給源、H…補機、L…合成作動音レベル、Lo…外部騒音レベル、S1〜S7…作動音レベル、Sw…高圧給水源、Wh…給湯器、s1〜s4…デューティ、s5〜7…ラジエータデューティ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell system, 10 ... Power generation unit, 10a ... Housing, 10b ... Intake port, 10c ... Exhaust port for ventilation, 10d ... Exhaust port for combustion exhaust gas, 11 ... Fuel cell module, 11a ... Reformation material supply pipe , 11a1 ... reforming material pump, 11b ... reforming water supply pipe, 11b2 ... reforming water pump, 11c ... cathode air supply pipe, 11c1 ... cathode air blower (oxidant pump), 11c2 ... electric motor, 11c3 ... flow
Claims (6)
前記改質部に改質水供給管を介して供給する前記改質水を貯水する改質水タンクと、
前記燃料電池からの燃料オフガス及び前記酸化剤ガスを燃焼させて発生する燃焼排ガスと貯湯槽から貯湯水供給管を介して供給される循環水との間で熱交換して前記燃焼排ガスに含まれている水蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮器と、
前記改質用原料を圧送する改質用原料ポンプ、前記改質水を圧送する改質水ポンプ、前記酸化剤ガスを圧送する酸化剤ガスポンプ及び前記循環水を圧送する循環水ポンプと、冷却ファンと前記冷却ファンを駆動する電動モータとを有して前記貯湯水供給管に設けられて前記貯湯槽から供給される前記循環水を冷却するラジエータと、を少なくとも含む補機と、
前記ラジエータの前記電動モータの作動を少なくとも制御する制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、
前記補機を構成する、前記改質用原料ポンプ、前記改質水ポンプ、前記酸化剤ガスポンプ、前記循環水ポンプ及び前記ラジエータは、作動することに伴ってそれぞれ音源となり、
前記音源がそれぞれ発生する作動音の音圧レベルである作動音レベルを合成した合成作動音レベルの上限を表す複数の基準騒音レベルから一つを選択する選択操作がユーザによってなされる操作部を備え、
前記制御装置は、
前記合成作動音レベルが前記選択部によって選択された前記基準騒音レベル以下となるように、前記ラジエータの前記電動モータの出力を制御する、ように構成された燃料電池システム。 The fuel is generated from a fuel cell that generates electric power using a fuel and an oxidant gas, a reforming raw material supplied from a supply source through a reforming raw material supply pipe, and steam obtained by evaporating reforming water. A fuel cell module comprising: a reforming unit that supplies the fuel to the fuel cell;
A reforming water tank for storing the reforming water supplied to the reforming section via a reforming water supply pipe;
Heat exchange between the combustion off gas generated from the fuel cell and the combustion exhaust gas generated by burning the oxidant gas and the circulating water supplied from the hot water storage tank through the hot water supply pipe and contained in the combustion exhaust gas A condenser that condenses water vapor to produce condensed water;
A reforming material pump for pumping the reforming material, a reforming water pump for pumping the reforming water, an oxidant gas pump for pumping the oxidizing gas, a circulating water pump for pumping the circulating water, and a cooling fan And an electric motor that drives the cooling fan, provided in the hot water supply pipe, and a radiator that cools the circulating water supplied from the hot water tank,
A control device that controls at least the operation of the electric motor of the radiator, and a fuel cell system comprising:
The reforming raw material pump, the reforming water pump, the oxidant gas pump, the circulating water pump, and the radiator, which constitute the auxiliary, serve as sound sources as they operate.
The operation unit includes a selection operation for selecting one of a plurality of reference noise levels representing an upper limit of a combined operation sound level obtained by combining operation sound levels that are sound pressure levels of operation sounds generated by the sound sources. ,
The controller is
A fuel cell system configured to control an output of the electric motor of the radiator such that the combined operation noise level is equal to or less than the reference noise level selected by the selection unit.
前記基準騒音レベルとして第一基準騒音レベル、又は、前記第一基準騒音レベルよりも低い第二基準騒音レベルの選択が可能になっており、
前記制御装置は、
前記操作部に対する前記選択操作によって前記第一基準騒音レベルが選択された場合、前記電動モータの前記出力が第一出力となるように制御し、
前記操作部に対する前記選択操作によって前記第二基準騒音レベルが選択された場合、前記電動モータの前記出力が前記第一出力よりも小さい第二出力となるように制御する、請求項1に記載の燃料電池システム。 The operation unit is
As the reference noise level, it is possible to select a first reference noise level or a second reference noise level lower than the first reference noise level.
The controller is
When the first reference noise level is selected by the selection operation on the operation unit, the output of the electric motor is controlled to be a first output,
The control according to claim 1, wherein when the second reference noise level is selected by the selection operation on the operation unit, the output of the electric motor is controlled to be a second output smaller than the first output. Fuel cell system.
前記第一出力と前記第二出力とで、前記電動モータを作動させるデューティを変更する、請求項2に記載の燃料電池システム。 The controller is
The fuel cell system according to claim 2, wherein the duty for operating the electric motor is changed between the first output and the second output.
前記電動モータを前記第一出力となるように作動させる場合、
前記電動モータが作動して生じさせる振動と前記ラジエータを除く前記補機が作動して生じさせる振動との共振を回避するように、矩形状又は段階的に増加する前記デューティによって前記電動モータの作動を制御する、請求項3に記載の燃料電池システム。 The controller is
When the electric motor is operated to have the first output,
The operation of the electric motor by the rectangular shape or the step-by-step increasing duty so as to avoid the resonance between the vibration generated by the electric motor operating and generated and the vibration generated by the accessory excluding the radiator. The fuel cell system according to claim 3, wherein the fuel cell system is controlled.
昼間の値に比べて夜間の値が小さく設定される、請求項1乃至請求項4のうちの何れか一項に記載の燃料電池システム。 The reference noise level is
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein a nighttime value is set smaller than a daytime value.
前記燃料電池モジュール及び前記補機を少なくとも収容する筐体の外部における外部騒音を計測する騒音計測装置によって計測された前記外部騒音を取得可能に構成されており、
前記外部騒音の外部騒音レベルに基づいて前記基準騒音レベルを調整する、請求項1乃至請求項5のうちの何れか一項に記載の燃料電池システム。 The controller is
The external noise measured by a noise measuring device that measures external noise outside the housing that houses at least the fuel cell module and the auxiliary machine is configured to be acquired,
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein the reference noise level is adjusted based on an external noise level of the external noise.
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