JP2022088950A - Fuel cell ship - Google Patents

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Takehiro Maruyama
康義 藤井
Yasuyoshi Fujii
安美 山口
Yasumi Yamaguchi
琢也 平岩
Takuya Hiraiwa
行彦 木村
Yukihiko Kimura
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Abstract

To provide a fuel cell ship capable of reducing influences to be exerted upon power generation of a fuel cell by reduction of fuel concentration caused by mixture of an inert gas.SOLUTION: A fuel cell chip 100 comprises a propulsion device 9, a fuel cell 51, a fuel gas pipe 41, an inert gas pipe 43, a backflow regulation unit 31, a flow rate adjustment unit 63, a detection unit 29 and a control unit 171. The fuel cell 51 supplies electric power to the propulsion device 9. A fuel gas flows in the fuel gas pipe 41. The inert gas pipe 43 is connected to the fuel gas pipe 41, and an inert gas is introduced when purging the fuel gas. The backflow regulation unit 31 is disposed in the inert gas pipe 43 and regulates a backflow. The flow rate adjustment unit 63 is capable of adjusting a flow rate of the fuel gas. The detection unit 29 detects that the inert gas passes the back flow regulation unit 31 and is mixed with the fuel gas in the fuel gas pipe 41. On the basis of a detection result of the detection unit 29, the control unit 171 controls the flow rate adjustment unit 63 in such a manner that the flow rate of the fuel gas is adjusted.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、燃料電池船に関する。 The present invention relates to a fuel cell ship.

特許文献1に記載されている舶用防爆パージガス供給システムは、水素源供給管と、燃料電池と、圧縮機と、窒素ガス発生装置と、窒素ガスパージ手段とからなる。水素源供給管は、液化石油ガス、液化石油ガス、液化天然ガス、石油類、アルコール類、および、水素などの易爆発性物質の船内貯蔵庫に接続され、燃料電池に易爆発性物質を供給するための管路である。船内貯蔵庫は、易爆発性物質を貯蔵するので、防爆を担保するために窒素ガスによるパージを要する。燃料電池は、水素ガスによって電力を発生させる。圧縮機は、燃料電池が排気する窒素リッチガスを圧縮する。窒素ガス発生装置は、圧縮機が吐出する窒素リッチガスを原料とする。窒素ガスパージ手段は、窒素ガス発生装置が発生させる窒素ガスを船内貯蔵庫に防爆目的で供給する。 The marine explosion-proof purge gas supply system described in Patent Document 1 includes a hydrogen source supply pipe, a fuel cell, a compressor, a nitrogen gas generator, and a nitrogen gas purging means. The hydrogen source supply pipe is connected to the onboard storage of liquefied petroleum gas, liquefied petroleum gas, liquefied natural gas, petroleum, alcohols, and easily explosive substances such as hydrogen, and supplies the easily explosive substances to the fuel cell. It is a pipeline for. Since the onboard storage stores explosive substances, it needs to be purged with nitrogen gas to ensure explosion proof. Fuel cells generate electric power from hydrogen gas. The compressor compresses the nitrogen-rich gas exhausted by the fuel cell. The nitrogen gas generator uses the nitrogen-rich gas discharged from the compressor as a raw material. The nitrogen gas purging means supplies the nitrogen gas generated by the nitrogen gas generator to the onboard storage for explosion-proof purposes.

特開2016-225140号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-225140

ところで、燃料電池で駆動する燃料電池船では、燃料ガスタンクの保守および点検のために、燃料ガスタンクの燃料ガスを不活性ガスでパージすることが要求される場合がある。そして、パージ後に燃料ガスが燃料ガスタンクに充填される。 By the way, in a fuel cell ship driven by a fuel cell, it may be required to purge the fuel gas of the fuel gas tank with an inert gas for maintenance and inspection of the fuel gas tank. Then, after purging, the fuel gas is filled in the fuel gas tank.

しかしながら、不活性ガス配管および燃料ガス配管の内圧によっては、不活性ガス配管に残留した不活性ガスが、燃料ガス配管に流入し、燃料ガスに混入する可能性がある。その結果、燃料ガスの燃料濃度が低下して、燃料電池の発電性能が低下する可能性がある。 However, depending on the internal pressure of the inert gas pipe and the fuel gas pipe, the inert gas remaining in the inert gas pipe may flow into the fuel gas pipe and be mixed with the fuel gas. As a result, the fuel concentration of the fuel gas may decrease, and the power generation performance of the fuel cell may decrease.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、不活性ガスの混入による燃料濃度の低下が燃料電池の発電に対して与える影響を軽減できる燃料電池船を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell ship capable of reducing the influence of a decrease in fuel concentration due to mixing of an inert gas on the power generation of a fuel cell. ..

本発明の一局面によれば、燃料電池船は、推進装置と、燃料電池と、燃料ガス配管と、不活性ガス配管と、逆流規制部と、流量調節部と、検出部と、制御部とを備える。推進装置は、船体に推進力を発生させる。燃料電池は、前記推進装置に電力を供給する。燃料ガス配管には、前記燃料電池に供給する燃料ガスが流れる。不活性ガス配管は、前記燃料ガス配管に接続され、不活性ガスによる前記燃料ガスのパージ時に前記不活性ガスが導入される。逆流規制部は、前記不活性ガス配管に配置され、前記不活性ガスおよび前記燃料ガスの逆流を規制する。流量調節部は、前記燃料電池へ供給する前記燃料ガスの流量を調節可能である。検出部は、前記不活性ガスが前記不活性ガス配管から前記逆流規制部を通って前記燃料ガス配管中の前記燃料ガスに混入したことを検出する。制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記燃料ガスの流量を調節するように前記流量調節部を制御する。 According to one aspect of the present invention, the fuel cell ship includes a propulsion device, a fuel cell, a fuel gas pipe, an inert gas pipe, a backflow control unit, a flow rate control unit, a detection unit, and a control unit. To prepare for. The propulsion device generates propulsive force on the hull. The fuel cell supplies electric power to the propulsion device. The fuel gas supplied to the fuel cell flows through the fuel gas pipe. The inert gas pipe is connected to the fuel gas pipe, and the inert gas is introduced when the fuel gas is purged with the inert gas. The backflow control unit is arranged in the inert gas pipe and regulates the backflow of the inert gas and the fuel gas. The flow rate adjusting unit can adjust the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell. The detection unit detects that the inert gas has been mixed into the fuel gas in the fuel gas pipe from the inert gas pipe through the backflow control unit. The control unit controls the flow rate adjusting unit so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the detection result of the detection unit.

本発明によれば、不活性ガスの混入による燃料濃度の低下が燃料電池の発電に対して与える影響を軽減できる燃料電池船を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a fuel cell ship capable of reducing the influence of a decrease in fuel concentration due to the mixing of an inert gas on the power generation of the fuel cell.

本発明の実施形態1に係る燃料電池船の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the fuel cell ship which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施形態1に係る燃料電池システムおよび燃料ガス供給システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the fuel cell system and the fuel gas supply system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る燃料ガス調節方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the fuel gas adjustment method which concerns on Embodiment 1. 実施形態1の変形例に係る燃料ガス調節方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the fuel gas adjustment method which concerns on the modification of Embodiment 1. 本発明の実施形態2に係る燃料電池システムおよび燃料ガス供給システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the fuel cell system and the fuel gas supply system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3に係る燃料電池システムおよび燃料ガス供給システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the fuel cell system and the fuel gas supply system which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係る燃料電池システムおよび燃料ガス供給システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the fuel cell system and the fuel gas supply system which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5に係る燃料電池システムおよび燃料ガス供給システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the fuel cell system and the fuel gas supply system which concerns on Embodiment 5 of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description is not repeated.

(実施形態1)
図1~図3を参照して、本発明の実施形態1に係る燃料電池船100を説明する。まず、図1を参照して、実施形態1に係る燃料電池船100を説明する。図1は、燃料電池船100の概略構成を示す図である。
(Embodiment 1)
The fuel cell ship 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. First, the fuel cell ship 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell ship 100.

図1に示すように、燃料電池船100は、船体1と、キャビン3と、燃料電池システム5と、燃料ガス供給システム6と、蓄電池システム7と、推進装置9と、複数の補機11と、排気ファン13と、ダクト15と、制御装置17とを備える。船体1の上面にはキャビン3が配置される。 As shown in FIG. 1, the fuel cell ship 100 includes a hull 1, a cabin 3, a fuel cell system 5, a fuel gas supply system 6, a storage battery system 7, a propulsion device 9, and a plurality of auxiliary equipment 11. , The exhaust fan 13, the duct 15, and the control device 17. A cabin 3 is arranged on the upper surface of the hull 1.

制御装置17は、燃料電池システム5、燃料ガス供給システム6、蓄電池システム7、推進装置9、複数の補機11、および、排気ファン13を制御する。制御装置17は、例えば、1つまたは2以上のコンピューターによって構成される。コンピューターは、例えば、ECU(Electronic Control Unit)である。制御装置17には、バッテリーから電力が供給される。 The control device 17 controls a fuel cell system 5, a fuel gas supply system 6, a storage battery system 7, a propulsion device 9, a plurality of auxiliary machines 11, and an exhaust fan 13. The control device 17 is composed of, for example, one or more computers. The computer is, for example, an ECU (Electronic Control Unit). Power is supplied to the control device 17 from the battery.

具体的には、制御装置17は、制御部171と、記憶部173とを有する。制御部171は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサーを含む。記憶部173は、記憶装置を含み、データ及びコンピュータープログラムを記憶する。具体的には、記憶部173は、半導体メモリーのような主記憶装置と、半導体メモリー、ソリッドステートドライブ、及び/又は、ハードディスクドライブのような補助記憶装置とを含む。記憶部173は、リムーバブルメディアを含んでいてもよい。記憶部173は、非一時的コンピューター読取可能記憶媒体の一例に相当する。 Specifically, the control device 17 has a control unit 171 and a storage unit 173. The control unit 171 includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit). The storage unit 173 includes a storage device and stores data and computer programs. Specifically, the storage unit 173 includes a main storage device such as a semiconductor memory and an auxiliary storage device such as a semiconductor memory, a solid state drive, and / or a hard disk drive. The storage unit 173 may include removable media. The storage unit 173 corresponds to an example of a non-temporary computer-readable storage medium.

制御部171のプロセッサーは、記憶部173の記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、燃料電池システム5、燃料ガス供給システム6、蓄電池システム7、推進装置9、複数の補機11、および、排気ファン13を制御する。 The processor of the control unit 171 executes a computer program stored in the storage device of the storage unit 173, thereby executing the fuel cell system 5, the fuel gas supply system 6, the storage battery system 7, the propulsion device 9, and the plurality of auxiliary machines 11. And, the exhaust fan 13 is controlled.

燃料電池システム5は、主電源として機能する。燃料電池システム5は、燃料ガスを消費して電力(具体的には直流電力)を発生する。そして、燃料電池システム5は、推進装置9、燃料ガス供給システム6、補機11、および、排気ファン13に電力を供給する。また、燃料電池システム5は、蓄電池システム7を充電するための電力を、蓄電池システム7に供給する。 The fuel cell system 5 functions as a main power source. The fuel cell system 5 consumes fuel gas to generate electric power (specifically, DC electric power). Then, the fuel cell system 5 supplies electric power to the propulsion device 9, the fuel gas supply system 6, the auxiliary machine 11, and the exhaust fan 13. Further, the fuel cell system 5 supplies electric power for charging the storage battery system 7 to the storage battery system 7.

燃料ガス供給システム6は、燃料ガスを貯留する。そして、燃料ガス供給システム6は、燃料ガスを燃料電池システム5に供給する。 The fuel gas supply system 6 stores the fuel gas. Then, the fuel gas supply system 6 supplies the fuel gas to the fuel cell system 5.

燃料ガスは、典型的には、水素ガスである。 The fuel gas is typically hydrogen gas.

蓄電池システム7は、補助電源として機能する。蓄電池システム7は、燃料電池システム5によって供給される電力の不足を補うために、蓄電した電力(具体的には直流電力)を、推進装置9、燃料ガス供給システム6、補機11、および、排気ファン13に供給する。蓄電池システム7は、制御装置17に電力を供給してもよい。蓄電池システム7は蓄電池を有する。蓄電池は、例えば、リチウム二次電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、または、ニッケル・水素蓄電池である。なお、蓄電池システム7を主電源とし、燃料電池システム5を蓄電池システム7への充電用電源として使用する方式、つまり、燃料電池システム5をレンジエクステンダーとして使用する方式を採用してもよい。 The storage battery system 7 functions as an auxiliary power source. In order to make up for the shortage of electric power supplied by the fuel cell system 5, the storage battery system 7 uses the stored electric power (specifically, DC electric power) in the propulsion device 9, the fuel gas supply system 6, the auxiliary machine 11, and the auxiliary machine 11. It is supplied to the exhaust fan 13. The storage battery system 7 may supply electric power to the control device 17. The storage battery system 7 has a storage battery. The storage battery is, for example, a lithium secondary battery, a nickel-cadmium storage battery, or a nickel-hydrogen storage battery. A method in which the storage battery system 7 is used as a main power source and the fuel cell system 5 is used as a power source for charging the storage battery system 7, that is, a method in which the fuel cell system 5 is used as a range extender may be adopted.

推進装置9は、電力によって駆動され、船体1に推進力を発生させる。推進装置9は、電力変換装置91と、推進モーター93と、プロペラ95とを有する。電力変換装置91は、燃料電池システム5から供給される電力を、推進モーター93の規格に応じた電力に変換する。例えば、電力変換装置91は、直流電力を交流電力に変換する。この場合、例えば、電力変換装置91は、インバーターを有する。推進モーター93は、電力変換装置91から供給される電力(例えば交流電力)によって駆動される。推進モーター93が駆動されると、推進モーター93の回転力がプロペラ95に伝達される。その結果、プロペラ95が回転して、船体1に推進力が発生する。 The propulsion device 9 is driven by electric power to generate propulsive force in the hull 1. The propulsion device 9 includes a power conversion device 91, a propulsion motor 93, and a propeller 95. The power conversion device 91 converts the power supplied from the fuel cell system 5 into power according to the standard of the propulsion motor 93. For example, the power conversion device 91 converts DC power into AC power. In this case, for example, the power conversion device 91 has an inverter. The propulsion motor 93 is driven by electric power (for example, AC power) supplied from the power conversion device 91. When the propulsion motor 93 is driven, the rotational force of the propulsion motor 93 is transmitted to the propeller 95. As a result, the propeller 95 rotates, and a propulsive force is generated in the hull 1.

排気ファン13は、電力によって駆動され、ダクト15を通して、船体1の内部から外部への排気を行う。 The exhaust fan 13 is driven by electric power and exhausts air from the inside to the outside of the hull 1 through the duct 15.

補機11は、電力によって駆動する機器であって、推進装置9および制御装置17と異なる機器である。補機11は、例えば、コンプレッサー、電磁弁、ポンプ、照明機器、または、空調機器である。ただし、補機11の種類は特に限定されない。 The auxiliary machine 11 is a device driven by electric power and is different from the propulsion device 9 and the control device 17. The auxiliary machine 11 is, for example, a compressor, a solenoid valve, a pump, a lighting device, or an air conditioning device. However, the type of auxiliary machine 11 is not particularly limited.

次に、図2を参照して、燃料電池システム5および燃料ガス供給システム6について説明する。図2は、燃料電池システム5および燃料ガス供給システム6を示すブロック図である。 Next, the fuel cell system 5 and the fuel gas supply system 6 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a fuel cell system 5 and a fuel gas supply system 6.

図2に示すように、燃料電池船100は、燃料ガス配管41と、不活性ガス配管43と、酸化剤ガス配管45と、配管47と、継手JT1と、継手JT2とをさらに備える。 As shown in FIG. 2, the fuel cell ship 100 further includes a fuel gas pipe 41, an inert gas pipe 43, an oxidant gas pipe 45, a pipe 47, a joint JT1, and a joint JT2.

燃料電池システム5は、燃料電池51と、流量調節部53と、酸化剤ガス供給部55とを含む。 The fuel cell system 5 includes a fuel cell 51, a flow rate adjusting unit 53, and an oxidant gas supply unit 55.

なお、例えば、燃料電池51、流量調節部53、燃料ガス配管41の一部(具体的には、第3燃料ガス配管413の一部)、および、酸化剤ガス配管45の一部は、燃料電池収容体(不図示)に収容される。燃料電池収容体は、例えば、容器、チャンバー、または、ボックスである。燃料電池収容体の素材は、例えば、繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinforced Plastics)または鉄板である。燃料電池収容体は、例えば、甲板1aの下方または甲板1a上に配置される。 For example, the fuel cell 51, the flow rate adjusting unit 53, a part of the fuel gas pipe 41 (specifically, a part of the third fuel gas pipe 413), and a part of the oxidant gas pipe 45 are fuel. It is housed in a battery housing (not shown). The fuel cell enclosure is, for example, a container, a chamber, or a box. The material of the fuel cell housing is, for example, fiber reinforced plastic (FRP) or an iron plate. The fuel cell housing is arranged, for example, below the deck 1a or on the deck 1a.

燃料ガス供給システム6は、燃料ガス導入口21と、第1逆流規制部23と、不活性ガス導入口25と、開閉部27と、検出部29と、第2逆流規制部31と、開閉部33と、燃料ガスタンク61と、流量調節部63とを含む。第2逆流規制部31は、本発明の「逆流規制部」の一例に相当する。 The fuel gas supply system 6 includes a fuel gas introduction port 21, a first backflow regulation unit 23, an inert gas introduction port 25, an opening / closing unit 27, a detection unit 29, a second backflow regulation unit 31, and an opening / closing unit. 33, a fuel gas tank 61, and a flow rate adjusting unit 63 are included. The second backflow control unit 31 corresponds to an example of the "backflow control unit" of the present invention.

検出部29は、第1圧力検出部291と、第2圧力検出部292とを含む。燃料ガスタンク61は、タンク本体611と、バルブユニット612と、温度検出部613とを含む。バルブユニット612は、逆流規制部B1と、開閉部B2とを含む。流量調節部63は、第3圧力検出部631と、減圧部632と、開閉部633とを含む。 The detection unit 29 includes a first pressure detection unit 291 and a second pressure detection unit 292. The fuel gas tank 61 includes a tank body 611, a valve unit 612, and a temperature detection unit 613. The valve unit 612 includes a backflow restricting portion B1 and an opening / closing portion B2. The flow rate adjusting unit 63 includes a third pressure detecting unit 631, a decompression unit 632, and an opening / closing unit 633.

なお、例えば、第2圧力検出部292、燃料ガスタンク61、流量調節部63、および、燃料ガス配管41の一部(具体的には、第1燃料ガス配管411の一部および第2燃料ガス配管412の一部)は、燃料収容体(不図示)に収容される。燃料収容体は、例えば、容器、チャンバー、または、ボックスである。燃料収容体の素材は、例えば、繊維強化プラスチック(FRP)または鉄板である。燃料収容体は、例えば、甲板1aの下方または甲板1a上に配置される。 For example, a second pressure detection unit 292, a fuel gas tank 61, a flow rate control unit 63, and a part of the fuel gas pipe 41 (specifically, a part of the first fuel gas pipe 411 and the second fuel gas pipe). A part of 412) is housed in a fuel container (not shown). The fuel containment is, for example, a container, a chamber, or a box. The material of the fuel container is, for example, fiber reinforced plastic (FRP) or iron plate. The fuel containment is arranged, for example, below deck 1a or above deck 1a.

以下、燃料ガス導入口21および不活性ガス導入口25の側が、ガスの流れの上流を示し、燃料電池51の側が、ガスの流れの下流を示す。ガスは、燃料ガスまたは不活性ガスである。 Hereinafter, the side of the fuel gas introduction port 21 and the inert gas introduction port 25 indicates the upstream side of the gas flow, and the side of the fuel cell 51 indicates the downstream side of the gas flow. The gas is a fuel gas or an inert gas.

次に、引き続き図2を参照して、燃料ガス配管41および不活性ガス配管43の接続関係および各要素の配置を説明する。 Next, with reference to FIG. 2, the connection relationship between the fuel gas pipe 41 and the inert gas pipe 43 and the arrangement of each element will be described.

燃料ガス配管41の一端は、燃料ガス導入口21に接続される。燃料ガス配管41の他端は、燃料電池51に接続される。燃料ガス配管41には、燃料電池51に供給する燃料ガスが流れる。燃料ガス配管41には、第1逆流規制部23、継手JT1、第2圧力検出部292、燃料ガスタンク61、流量調節部63、継手JT2、および、流量調節部53が配置される。 One end of the fuel gas pipe 41 is connected to the fuel gas introduction port 21. The other end of the fuel gas pipe 41 is connected to the fuel cell 51. The fuel gas supplied to the fuel cell 51 flows through the fuel gas pipe 41. The fuel gas pipe 41 is arranged with a first backflow regulation unit 23, a joint JT1, a second pressure detection unit 292, a fuel gas tank 61, a flow rate adjustment unit 63, a joint JT2, and a flow rate adjustment unit 53.

具体的には、燃料ガス配管41は、第1燃料ガス配管411と、第2燃料ガス配管412と、第3燃料ガス配管413とを含む。 Specifically, the fuel gas pipe 41 includes a first fuel gas pipe 411, a second fuel gas pipe 412, and a third fuel gas pipe 413.

第1燃料ガス配管411には燃料ガスが流れる。第1燃料ガス配管411の一端は、燃料ガス導入口21に接続され、第1燃料ガス配管411の他端は、燃料ガスタンク61に接続される。従って、第1燃料ガス配管411は、燃料ガスタンク61に燃料ガスを供給する。具体的には、第1燃料ガス配管411の他端は、燃料ガスタンク61の逆流規制部B1に接続される。 Fuel gas flows through the first fuel gas pipe 411. One end of the first fuel gas pipe 411 is connected to the fuel gas introduction port 21, and the other end of the first fuel gas pipe 411 is connected to the fuel gas tank 61. Therefore, the first fuel gas pipe 411 supplies fuel gas to the fuel gas tank 61. Specifically, the other end of the first fuel gas pipe 411 is connected to the backflow regulating portion B1 of the fuel gas tank 61.

第1燃料ガス配管411には、第1逆流規制部23、第2圧力検出部292、および、継手JT1が配置される。第1逆流規制部23は、燃料ガス導入口21と継手JT1との間に配置される。つまり、第1逆流規制部23は、継手JT1よりも上流に配置される。例えば、第1逆流規制部23は、燃料ガス導入口21の近傍に配置される。第2圧力検出部292は、継手JT1と燃料ガスタンク61の開閉部B2との間に配置される。 A first backflow regulation unit 23, a second pressure detection unit 292, and a joint JT1 are arranged in the first fuel gas pipe 411. The first backflow control unit 23 is arranged between the fuel gas introduction port 21 and the joint JT1. That is, the first backflow regulation unit 23 is arranged upstream of the joint JT1. For example, the first backflow control unit 23 is arranged in the vicinity of the fuel gas introduction port 21. The second pressure detection unit 292 is arranged between the joint JT1 and the opening / closing unit B2 of the fuel gas tank 61.

第2燃料ガス配管412には燃料ガスが流れる。第2燃料ガス配管412の一端は、燃料ガスタンク61に接続され、第2燃料ガス配管412の他端は、継手JT2を介して第3燃料ガス配管413の一端に接続される。従って、第2燃料ガス配管412は、燃料ガスタンク61からの燃料ガスを、第3燃料ガス配管413を介して燃料電池51に供給する。具体的には、第2燃料ガス配管412の一端は、燃料ガスタンク61の開閉部B2に接続され、第2燃料ガス配管412の他端は、継手JT2に接続される。 Fuel gas flows through the second fuel gas pipe 412. One end of the second fuel gas pipe 412 is connected to the fuel gas tank 61, and the other end of the second fuel gas pipe 412 is connected to one end of the third fuel gas pipe 413 via the joint JT2. Therefore, the second fuel gas pipe 412 supplies the fuel gas from the fuel gas tank 61 to the fuel cell 51 via the third fuel gas pipe 413. Specifically, one end of the second fuel gas pipe 412 is connected to the opening / closing portion B2 of the fuel gas tank 61, and the other end of the second fuel gas pipe 412 is connected to the joint JT2.

第2燃料ガス配管412には、流量調節部63が配置される。具体的には、流量調節部63の第3圧力検出部631、減圧部632、および、開閉部633は、第2燃料ガス配管412において、燃料ガスタンク61の開閉部B2と継手JT2との間に配置される。更に具体的には、流量調節部63の第3圧力検出部631、減圧部632、および、開閉部633は、上流から下流に向かって、第3圧力検出部631、減圧部632、および、開閉部633の順番で、第2燃料ガス配管412に配置される。 A flow rate adjusting unit 63 is arranged in the second fuel gas pipe 412. Specifically, the third pressure detection unit 631, the decompression unit 632, and the opening / closing unit 633 of the flow rate adjusting unit 63 are placed between the opening / closing portion B2 of the fuel gas tank 61 and the joint JT2 in the second fuel gas pipe 412. Be placed. More specifically, the third pressure detection unit 631, the decompression unit 632, and the opening / closing unit 633 of the flow rate adjusting unit 63 are the third pressure detecting unit 631, the decompression unit 632, and the opening / closing unit from upstream to downstream. It is arranged in the second fuel gas pipe 412 in the order of the part 633.

第3燃料ガス配管413には燃料ガスが流れる。第3燃料ガス配管413の一端は、継手JT2に接続される。つまり、第3燃料ガス配管413の一端は、継手JT2を介して第2燃料ガス配管412の他端に接続され、第3燃料ガス配管413の他端は、燃料電池51に接続される。第3燃料ガス配管413には、流量調節部53が配置される。第3燃料ガス配管413は、燃料ガスタンク61および第2燃料ガス配管412からの燃料ガスを燃料電池51(具体的には、アノード極)に供給する。 Fuel gas flows through the third fuel gas pipe 413. One end of the third fuel gas pipe 413 is connected to the joint JT2. That is, one end of the third fuel gas pipe 413 is connected to the other end of the second fuel gas pipe 412 via the joint JT2, and the other end of the third fuel gas pipe 413 is connected to the fuel cell 51. A flow rate adjusting unit 53 is arranged in the third fuel gas pipe 413. The third fuel gas pipe 413 supplies the fuel gas from the fuel gas tank 61 and the second fuel gas pipe 412 to the fuel cell 51 (specifically, the anode pole).

酸化剤ガス配管45には酸化剤ガスが流れる。酸化剤ガス配管45は、酸化剤ガス供給部55と燃料電池51とを接続する。従って、酸化剤ガス配管45は、酸化剤ガス供給部55からの酸化剤ガスを燃料電池51(具体的にはカソード極)に供給する。 Oxidizing agent gas flows through the oxidizing agent gas pipe 45. The oxidant gas pipe 45 connects the oxidant gas supply unit 55 and the fuel cell 51. Therefore, the oxidant gas pipe 45 supplies the oxidant gas from the oxidant gas supply unit 55 to the fuel cell 51 (specifically, the cathode electrode).

典型的には、酸化剤ガスは、空気であり、酸化剤は、酸素である。 Typically, the oxidant gas is air and the oxidant is oxygen.

不活性ガス配管43には、不活性ガスが流れる。具体的には、不活性ガス配管43には、燃料ガス導入口21から燃料ガス配管41に燃料ガスが導入される時間帯と異なる時間帯に不活性ガスが導入される。更に具体的には、不活性ガス配管43には、不活性ガスによる燃料ガスのパージ時に不活性ガスが導入される。この点の詳細は後述する。 The inert gas flows through the inert gas pipe 43. Specifically, the inert gas is introduced into the inert gas pipe 43 at a time zone different from the time zone when the fuel gas is introduced from the fuel gas introduction port 21 into the fuel gas pipe 41. More specifically, the inert gas is introduced into the inert gas pipe 43 when the fuel gas is purged with the inert gas. Details of this point will be described later.

典型的には、不活性ガスは、窒素である。 Typically, the inert gas is nitrogen.

不活性ガス配管43の一端は、不活性ガス導入口25に接続され、不活性ガス配管43の他端は、継手JT1を介して燃料ガス配管41に接続される。具体的には、不活性ガス配管43の他端は、継手JT1を介して第1燃料ガス配管411に接続される。つまり、不活性ガス配管43の他端は、継手JT1に接続される。継手JT1は、不活性ガス配管43と燃料ガス配管41(具体的には、第1燃料ガス配管411)との接続箇所である。 One end of the inert gas pipe 43 is connected to the inert gas introduction port 25, and the other end of the inert gas pipe 43 is connected to the fuel gas pipe 41 via the joint JT1. Specifically, the other end of the inert gas pipe 43 is connected to the first fuel gas pipe 411 via the joint JT1. That is, the other end of the inert gas pipe 43 is connected to the joint JT1. The joint JT1 is a connection point between the inert gas pipe 43 and the fuel gas pipe 41 (specifically, the first fuel gas pipe 411).

不活性ガス配管43には、開閉部27、第1圧力検出部291、および、第2逆流規制部31が配置される。具体的には、開閉部27、第1圧力検出部291、および、第2逆流規制部31は、不活性ガス配管43において、不活性ガス導入口25と継手JT1との間に配置される。更に具体的には、開閉部27、第1圧力検出部291、および、第2逆流規制部31は、上流から下流に向かって、開閉部27、第1圧力検出部291、および、第2逆流規制部31の順番で、不活性ガス配管43に配置される。 The opening / closing section 27, the first pressure detecting section 291 and the second backflow regulating section 31 are arranged in the inert gas pipe 43. Specifically, the opening / closing unit 27, the first pressure detecting unit 291 and the second backflow regulating unit 31 are arranged between the inert gas introduction port 25 and the joint JT1 in the inert gas pipe 43. More specifically, the opening / closing unit 27, the first pressure detecting unit 291 and the second backflow regulating unit 31 are the opening / closing unit 27, the first pressure detecting unit 291 and the second backflow from upstream to downstream. They are arranged in the inert gas pipe 43 in the order of the regulation unit 31.

開閉部27、第1圧力検出部291、および、第2逆流規制部31は、継手JT1よりも上流に配置される。開閉部27は、例えば、不活性ガス導入口25の近傍に配置される。開閉部27および第1圧力検出部291は、第2逆流規制部31よりも上流に配置される。第1圧力検出部291は、開閉部27と第2逆流規制部31との間に配置される。 The opening / closing unit 27, the first pressure detecting unit 291 and the second backflow regulating unit 31 are arranged upstream of the joint JT1. The opening / closing portion 27 is arranged, for example, in the vicinity of the inert gas introduction port 25. The opening / closing unit 27 and the first pressure detecting unit 291 are arranged upstream of the second backflow regulating unit 31. The first pressure detection unit 291 is arranged between the opening / closing unit 27 and the second backflow regulation unit 31.

配管47は、継手JT2に接続される。従って、配管47は、継手JT2を介して燃料ガス配管41に接続される。具体的には、配管47は、継手JT2を介して、第2燃料ガス配管412および第3燃料ガス配管413に接続される。配管47には、開閉部33が配置される。 The pipe 47 is connected to the joint JT2. Therefore, the pipe 47 is connected to the fuel gas pipe 41 via the joint JT2. Specifically, the pipe 47 is connected to the second fuel gas pipe 412 and the third fuel gas pipe 413 via the joint JT2. An opening / closing portion 33 is arranged in the pipe 47.

次に、引き続き図2を参照して、燃料電池システム5の動作を説明する。燃料電池51は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力(具体的には直流電力)を発電する。 Next, the operation of the fuel cell system 5 will be described with reference to FIG. 2. The fuel cell 51 generates electric power (specifically, DC power) by an electrochemical reaction between the fuel gas and the oxidizing agent gas.

燃料電池51は、電力を、推進装置9、燃料ガス供給システム6、排気ファン13、および、補機11に供給する。なお、燃料電池51は、電力を、DC/DCコンバーター等の回路を介して間接的に、推進装置9、燃料ガス供給システム6、排気ファン13、および、補機11に供給してもよい。 The fuel cell 51 supplies electric power to the propulsion device 9, the fuel gas supply system 6, the exhaust fan 13, and the auxiliary equipment 11. The fuel cell 51 may indirectly supply electric power to the propulsion device 9, the fuel gas supply system 6, the exhaust fan 13, and the auxiliary equipment 11 via a circuit such as a DC / DC converter.

具体的には、燃料電池51は、積層された複数のセルによって構成される燃料電池スタックである。例えば、燃料電池51の各セルは、固体高分子電解質膜と、アノード極と、カソード極と、一対のセパレータとを有する。アノード極とカソード極とは、固体高分子電解質膜を挟む。アノード極は、負極(燃料極)である。アノード極は、アノード触媒層およびガス拡散層を含む。カソード極は、正極(空気極)である。カソード極は、カソード触媒層およびガス拡散層を含む。アノード極と固体高分子電解質膜とカソード極とは、膜-電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)を構成する。一対のセパレータは、膜-電極接合体を挟む。各セパレータは複数の溝を有する。一方のセパレータの各溝は、燃料ガスの流路を形成する。他方のセパレータの各溝は、酸化剤ガスの流路を形成する。 Specifically, the fuel cell 51 is a fuel cell stack composed of a plurality of stacked cells. For example, each cell of the fuel cell 51 has a solid polymer electrolyte membrane, an anode electrode, a cathode electrode, and a pair of separators. A solid polymer electrolyte membrane is sandwiched between the anode electrode and the cathode electrode. The anode electrode is the negative electrode (fuel electrode). The anode electrode includes an anode catalyst layer and a gas diffusion layer. The cathode electrode is a positive electrode (air electrode). The cathode electrode includes a cathode catalyst layer and a gas diffusion layer. The anode electrode, the solid polymer electrolyte membrane, and the cathode electrode form a membrane-electrode assembly (MEA). The pair of separators sandwich the membrane-electrode assembly. Each separator has a plurality of grooves. Each groove of one separator forms a flow path for fuel gas. Each groove of the other separator forms a flow path for the oxidant gas.

流量調節部53は、燃料ガス配管41(具体的には、第3燃料ガス配管413)の流路を開放または閉塞する。具体的には、流量調節部53は、燃料電池51への燃料ガスの供給と供給停止とを切り替える。従って、流量調節部53は、燃料電池51に供給する燃料ガスを遮断することが可能である。典型的には、流量調節部53は、開閉弁である。 The flow rate adjusting unit 53 opens or closes the flow path of the fuel gas pipe 41 (specifically, the third fuel gas pipe 413). Specifically, the flow rate adjusting unit 53 switches between supplying and stopping the supply of fuel gas to the fuel cell 51. Therefore, the flow rate adjusting unit 53 can shut off the fuel gas supplied to the fuel cell 51. Typically, the flow rate adjusting unit 53 is an on-off valve.

燃料ガス配管41(具体的には、第3燃料ガス配管413)は、流量調節部53を通過した燃料ガスを燃料電池51(具体的にはアノード極)に案内する。 The fuel gas pipe 41 (specifically, the third fuel gas pipe 413) guides the fuel gas that has passed through the flow rate adjusting unit 53 to the fuel cell 51 (specifically, the anode pole).

酸化剤ガス供給部55は、燃料電池51(具体的にはカソード極)に対して酸化剤ガスを供給する。典型的には、酸化剤ガス供給部55は、エアコンプレッサーであり、酸化剤ガスを圧縮して、圧縮された酸化剤ガスを燃料電池51に供給する。 The oxidant gas supply unit 55 supplies the oxidant gas to the fuel cell 51 (specifically, the cathode electrode). Typically, the oxidant gas supply unit 55 is an air compressor, compresses the oxidant gas, and supplies the compressed oxidant gas to the fuel cell 51.

酸化剤ガス配管56は、酸化剤ガス供給部55から供給される圧縮された酸化剤ガスを、燃料電池51(具体的にはカソード極)へ案内する。 The oxidant gas pipe 56 guides the compressed oxidant gas supplied from the oxidant gas supply unit 55 to the fuel cell 51 (specifically, the cathode electrode).

次に、引き続き図2を参照して、燃料ガス供給システム6の動作を説明する。第1逆流規制部23は、燃料ガスの逆流を規制する。逆流は、燃料ガス導入口21に向かう方向、つまり、逆方向に燃料ガスが流れることを示す。第1逆流規制部23は、典型的には、逆止弁である。例えば、燃料ガス導入口21および第1逆流規制部23は一体化されてレセプタクルを構成する。 Next, the operation of the fuel gas supply system 6 will be described with reference to FIG. 2. The first backflow control unit 23 regulates the backflow of fuel gas. The backflow indicates that the fuel gas flows in the direction toward the fuel gas introduction port 21, that is, in the reverse direction. The first check valve 23 is typically a check valve. For example, the fuel gas introduction port 21 and the first backflow control unit 23 are integrated to form a receptacle.

開閉部27は、不活性ガス配管43の上流側において、不活性ガス配管43の流路を開放または閉塞する。開閉部27は、例えば、不活性ガス導入口25の近傍に配置される。開閉部27は、典型的には、開閉弁である。 The opening / closing portion 27 opens or closes the flow path of the inert gas pipe 43 on the upstream side of the inert gas pipe 43. The opening / closing portion 27 is arranged, for example, in the vicinity of the inert gas introduction port 25. The on-off portion 27 is typically an on-off valve.

第1圧力検出部291は、開閉部27よりも下流であって、第2逆流規制部31よりも上流の位置で、不活性ガス配管43の内部圧力(以下、「内部圧力P1」と記載)を検出する。内部圧力P1は、不活性ガス配管43の流路内の圧力を示す。具体的には、第1圧力検出部291は、不活性ガス配管43のうちの配管431の内部圧力P1を検出する。配管431は、不活性ガス配管43のうち、開閉部27と第2逆流規制部31との間の配管である。従って、具体的には、不活性ガス配管43の内部圧力P1は配管431の内部圧力を示す。そして、第1圧力検出部291は、内部圧力P1を示す信号を制御部171に出力する。第1圧力検出部291は、典型的には、圧力センサーである。 The first pressure detection unit 291 is located downstream of the opening / closing unit 27 and upstream of the second backflow control unit 31, and is the internal pressure of the inert gas pipe 43 (hereinafter referred to as “internal pressure P1”). Is detected. The internal pressure P1 indicates the pressure in the flow path of the inert gas pipe 43. Specifically, the first pressure detection unit 291 detects the internal pressure P1 of the pipe 431 of the inert gas pipe 43. The pipe 431 is a pipe between the opening / closing portion 27 and the second backflow regulating portion 31 of the inert gas pipe 43. Therefore, specifically, the internal pressure P1 of the inert gas pipe 43 indicates the internal pressure of the pipe 431. Then, the first pressure detection unit 291 outputs a signal indicating the internal pressure P1 to the control unit 171. The first pressure detection unit 291 is typically a pressure sensor.

以下、不活性ガス配管43のうちの配管431を「不活性ガス配管431」と記載する場合がある。 Hereinafter, the piping 431 of the inert gas piping 43 may be referred to as “inert gas piping 431”.

第2逆流規制部31は、継手JT1よりも上流の位置で、不活性ガスおよび燃料ガスの逆流を規制する。逆流は、不活性ガスおよび燃料ガスが逆方向BWに流れることを示す。逆方向BWは、第2逆流規制部31から不活性ガス導入口25に向かう方向を示す。一方、順流は、不活性ガスが順方向FWに流れることを示す。順方向FWは、不活性ガス導入口25から第2逆流規制部31に向かう方向を示す。第2逆流規制部31は、典型的には、逆止弁である。 The second backflow control unit 31 regulates the backflow of the inert gas and the fuel gas at a position upstream of the joint JT1. Backflow indicates that the inert gas and fuel gas flow in the reverse BW. The reverse direction BW indicates the direction from the second backflow control unit 31 toward the inert gas introduction port 25. On the other hand, forward flow indicates that the inert gas flows in the forward FW. The forward direction FW indicates the direction from the inert gas introduction port 25 toward the second backflow control unit 31. The second check valve 31 is typically a check valve.

第2圧力検出部292は、継手JT1よりも下流の位置で、燃料ガス配管41の内部圧力(以下、「内部圧力P2」と記載)を検出する。内部圧力P2は、燃料ガス配管41の流路内の圧力を示す。具体的には、燃料ガス配管41の内部圧力P2は、第1燃料ガス配管411の内部圧力である。つまり、内部圧力P2は、第1燃料ガス配管411の流路内の圧力を示す。従って、第2圧力検出部292は、第1燃料ガス配管411の内部圧力P2を検出する。そして、第2圧力検出部292は、内部圧力P2を示す信号を制御部171に出力する。第2圧力検出部292は、典型的には、圧力センサーである。なお、第2圧力検出部292が第1燃料ガス配管411の内部圧力P2を検出できる限りにおいては、第2圧力検出部292の配置は特に限定されない。例えば、第2圧力検出部292は、不活性ガス配管43のうち、第2逆流規制部31と継手JT1との間の位置で内部圧力P2を検出してもよい。例えば、第2圧力検出部292は、第1燃料ガス配管411のうち、第1逆流規制部23と継手JT1との間の位置で内部圧力P2を検出してもよい。 The second pressure detection unit 292 detects the internal pressure of the fuel gas pipe 41 (hereinafter referred to as “internal pressure P2”) at a position downstream of the joint JT1. The internal pressure P2 indicates the pressure in the flow path of the fuel gas pipe 41. Specifically, the internal pressure P2 of the fuel gas pipe 41 is the internal pressure of the first fuel gas pipe 411. That is, the internal pressure P2 indicates the pressure in the flow path of the first fuel gas pipe 411. Therefore, the second pressure detection unit 292 detects the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411. Then, the second pressure detection unit 292 outputs a signal indicating the internal pressure P2 to the control unit 171. The second pressure detection unit 292 is typically a pressure sensor. The arrangement of the second pressure detection unit 292 is not particularly limited as long as the second pressure detection unit 292 can detect the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411. For example, the second pressure detection unit 292 may detect the internal pressure P2 at a position between the second backflow regulation unit 31 and the joint JT1 in the inert gas pipe 43. For example, the second pressure detection unit 292 may detect the internal pressure P2 at a position between the first backflow regulation unit 23 and the joint JT1 in the first fuel gas pipe 411.

燃料ガスタンク61は、燃料ガスを貯留する。具体的には、タンク本体611が、燃料ガスを貯留する。逆流規制部B1は、タンク本体611の入口において、タンク本体611に貯留された燃料ガスの逆流を規制する。逆流は、タンク本体611から第1燃料ガス配管411に燃料ガスが流れることを示す。逆流規制部B1は、典型的には、逆止弁である。開閉部B2は、タンク本体611の出口流路を開放または閉塞する。つまり、開閉部B2は、タンク本体611の出口において、タンク本体611から第2燃料ガス配管412への燃料ガスの導入と導入停止とを切り替える。開閉部B2は、典型的には、開閉弁である。温度検出部613は、タンク本体611に貯留された燃料ガスの温度を検出して、温度を示す信号を制御部171に出力する。温度検出部613は、典型的には、温度センサーである。 The fuel gas tank 61 stores fuel gas. Specifically, the tank body 611 stores fuel gas. The backflow control unit B1 regulates the backflow of the fuel gas stored in the tank body 611 at the inlet of the tank body 611. The backflow indicates that the fuel gas flows from the tank main body 611 to the first fuel gas pipe 411. The check valve B1 is typically a check valve. The opening / closing portion B2 opens or closes the outlet flow path of the tank body 611. That is, the opening / closing portion B2 switches between the introduction and the introduction stop of the fuel gas from the tank main body 611 to the second fuel gas pipe 412 at the outlet of the tank main body 611. The on-off portion B2 is typically an on-off valve. The temperature detection unit 613 detects the temperature of the fuel gas stored in the tank body 611 and outputs a signal indicating the temperature to the control unit 171. The temperature detection unit 613 is typically a temperature sensor.

流量調節部63は、燃料電池51へ供給する燃料ガスの流量を調節可能である。つまり、流量調節部63は、燃料ガスタンク61から供給される燃料ガスの流量を調節して、燃料ガスを、第3燃料ガス配管413を介して燃料電池51に供給する。具体的には、流量調節部63は、開閉部633によって、第2燃料ガス配管412の流路を閉塞することで、燃料電池51へ供給する燃料ガスの流量をゼロにする。または、流量調節部63は、開閉部633によって、第2燃料ガス配管412の流路を開放することで、燃料電池51へ供給する燃料ガスの流量を所定流量にする。 The flow rate adjusting unit 63 can adjust the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51. That is, the flow rate adjusting unit 63 adjusts the flow rate of the fuel gas supplied from the fuel gas tank 61, and supplies the fuel gas to the fuel cell 51 via the third fuel gas pipe 413. Specifically, the flow rate adjusting unit 63 closes the flow path of the second fuel gas pipe 412 by the opening / closing unit 633 to make the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51 zero. Alternatively, the flow rate adjusting unit 63 opens the flow path of the second fuel gas pipe 412 by the opening / closing unit 633 to set the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51 to a predetermined flow rate.

具体的には、流量調節部63において、第3圧力検出部631は、第2燃料ガス配管412の内部圧力(以下、「内部圧力P3」と記載)を検出する。内部圧力P3は、第2燃料ガス配管412の流路内の圧力を示す。そして、第3圧力検出部631は、内部圧力P3を示す信号を制御部171に出力する。第3圧力検出部631は、典型的には、圧力センサーである。 Specifically, in the flow rate adjusting unit 63, the third pressure detecting unit 631 detects the internal pressure of the second fuel gas pipe 412 (hereinafter, referred to as “internal pressure P3”). The internal pressure P3 indicates the pressure in the flow path of the second fuel gas pipe 412. Then, the third pressure detection unit 631 outputs a signal indicating the internal pressure P3 to the control unit 171. The third pressure detection unit 631 is typically a pressure sensor.

制御部171は、第2燃料ガス配管412の内部圧力P3に基づいて、減圧部632を制御する。そして、減圧部632は、燃料ガスタンク61から供給される燃料ガスの圧力を調圧する。例えば、減圧部632は、燃料ガスタンク61から供給される燃料ガスの圧力を減圧する。従って、流量調節部63は「圧力調節部」と捉えることができる。 The control unit 171 controls the decompression unit 632 based on the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412. Then, the pressure reducing unit 632 adjusts the pressure of the fuel gas supplied from the fuel gas tank 61. For example, the pressure reducing unit 632 reduces the pressure of the fuel gas supplied from the fuel gas tank 61. Therefore, the flow rate adjusting unit 63 can be regarded as a “pressure adjusting unit”.

また、減圧部632は、リリーフ弁としての機能も有する。つまり、減圧部632は、第2燃料ガス配管412の内部圧力P3が設定値以上に高くなった場合に開くことで、第2燃料ガス配管412の内部圧力P3が高くなりすぎないように調圧する。減圧部632は、典型的には、リリーフ弁一体型の減圧弁である。なお、減圧部632が減圧弁であり、減圧部632とは別個にリリーフ弁が設けられていてもよい。 Further, the pressure reducing unit 632 also has a function as a relief valve. That is, the pressure reducing unit 632 is opened when the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412 becomes higher than the set value, so that the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412 is adjusted so as not to become too high. .. The pressure reducing unit 632 is typically a pressure reducing valve integrated with a relief valve. The pressure reducing unit 632 is a pressure reducing valve, and a relief valve may be provided separately from the pressure reducing unit 632.

開閉部633は、第2燃料ガス配管412の流路を開放または閉塞する。つまり、開閉部633は、燃料電池51への燃料ガスの供給と供給停止とを切り替える。開閉部633は、典型的には、開閉弁である。 The opening / closing portion 633 opens or closes the flow path of the second fuel gas pipe 412. That is, the opening / closing unit 633 switches between supplying and stopping the supply of fuel gas to the fuel cell 51. The on-off portion 633 is typically an on-off valve.

次に、引き続き図2を参照して、燃料ガスタンク61に燃料ガスを充填する動作を説明する。燃料ガスタンク61に燃料ガスを充填する際には、不活性ガス導入口25には、不活性ガスが供給されない。この場合、開閉部27は、不活性ガス配管43の流路を閉塞している。また、燃料ガスタンク61の開閉部B2は、タンク本体611の出口流路を閉塞している。なお、開閉部633、流量調節部53、および、開閉部33の状態は、特に限定されず、開いていてもよいし、閉じていてもよい。 Next, the operation of filling the fuel gas tank 61 with the fuel gas will be described with reference to FIG. 2. When the fuel gas tank 61 is filled with the fuel gas, the inert gas is not supplied to the inert gas introduction port 25. In this case, the opening / closing portion 27 closes the flow path of the inert gas pipe 43. Further, the opening / closing portion B2 of the fuel gas tank 61 closes the outlet flow path of the tank main body 611. The states of the opening / closing section 633, the flow rate adjusting section 53, and the opening / closing section 33 are not particularly limited and may be open or closed.

燃料ガスタンク61に燃料ガスを充填する際には、不活性ガス導入口25に不活性ガスが供給されていない状態で、燃料ガス導入口74には、高圧の燃料ガスが供給される。この場合の燃料ガスの圧力は、例えば、82MPaである。その結果、燃料ガスは、第1逆流規制部23、第1燃料ガス配管411、および、逆流規制部B1を通って、燃料ガスタンク61に充填される。 When the fuel gas tank 61 is filled with fuel gas, high-pressure fuel gas is supplied to the fuel gas introduction port 74 in a state where the inert gas is not supplied to the inert gas introduction port 25. The pressure of the fuel gas in this case is, for example, 82 MPa. As a result, the fuel gas is filled in the fuel gas tank 61 through the first backflow regulation unit 23, the first fuel gas pipe 411, and the backflow regulation unit B1.

なお、例えば、まず、第1燃料ガス配管411に配置されるバルブ(不図示)を閉じて、燃料ガス導入口21から第1燃料ガス配管411に高圧の燃料ガスを充填してもよい。次に、当該バルブを開放することで、第1燃料ガス配管411から燃料ガスタンク61に燃料ガスを充填してもよい。この場合、例えば、当該バルブは、第1燃料ガス配管411において、燃料ガスタンク61の近傍に配置される。 For example, first, the valve (not shown) arranged in the first fuel gas pipe 411 may be closed, and the first fuel gas pipe 411 may be filled with high-pressure fuel gas from the fuel gas introduction port 21. Next, by opening the valve, the fuel gas tank 61 may be filled with fuel gas from the first fuel gas pipe 411. In this case, for example, the valve is arranged in the vicinity of the fuel gas tank 61 in the first fuel gas pipe 411.

次に、引き続き図2を参照して、燃料ガスタンク61から燃料電池51に燃料ガスを供給する動作を説明する。燃料電池51に燃料ガスを充填する際には、燃料ガスタンク61の開閉部B2は、タンク本体611の出口流路を開放する。また、流量調節部63の開閉部633が、第2燃料ガス配管412の流路を開放する。さらに、燃料電池システム5の流量調節部53が、第3燃料ガス配管413の流路を開放する。その結果、燃料ガスが、燃料ガスタンク61から、第2燃料ガス配管412および第3燃料ガス配管413を通って、燃料電池51に供給される。なお、燃料電池51に燃料ガスを充填する際には、開閉部27は不活性ガス配管43の流路を閉塞し、開閉部33は配管47の流路を閉塞している。 Next, the operation of supplying fuel gas from the fuel gas tank 61 to the fuel cell 51 will be described with reference to FIG. 2. When the fuel cell 51 is filled with fuel gas, the opening / closing portion B2 of the fuel gas tank 61 opens the outlet flow path of the tank body 611. Further, the opening / closing section 633 of the flow rate adjusting section 63 opens the flow path of the second fuel gas pipe 412. Further, the flow rate adjusting unit 53 of the fuel cell system 5 opens the flow path of the third fuel gas pipe 413. As a result, the fuel gas is supplied from the fuel gas tank 61 to the fuel cell 51 through the second fuel gas pipe 412 and the third fuel gas pipe 413. When the fuel cell 51 is filled with fuel gas, the opening / closing section 27 closes the flow path of the inert gas pipe 43, and the opening / closing section 33 closes the flow path of the pipe 47.

次に、引き続き図2を参照して、不活性ガスによる燃料ガスのパージを説明する。不活性ガスによって燃料ガスをパージする際には、燃料ガスタンク61の開閉部B2は、タンク本体611の出口流路を開放し、流量調節部63の開閉部633は、第2燃料ガス配管412の流路を開放し、燃料電池システム5の流量調節部53は、第3燃料ガス配管413の流路を閉塞している。また、開閉部33は、配管47の流路を開放している。そして、燃料ガス導入口21に燃料ガスが供給されていない状態において、不活性ガス導入口25に、不活性ガスが供給される。この場合の不活性ガスの圧力は、例えば、14.7MPaである。 Next, purging the fuel gas with the inert gas will be described with reference to FIG. 2. When purging the fuel gas with the inert gas, the opening / closing portion B2 of the fuel gas tank 61 opens the outlet flow path of the tank main body 611, and the opening / closing portion 633 of the flow rate adjusting unit 63 is the second fuel gas pipe 412. The flow path is opened, and the flow rate adjusting unit 53 of the fuel cell system 5 closes the flow path of the third fuel gas pipe 413. Further, the opening / closing portion 33 opens the flow path of the pipe 47. Then, in a state where the fuel gas is not supplied to the fuel gas introduction port 21, the inert gas is supplied to the inert gas introduction port 25. The pressure of the inert gas in this case is, for example, 14.7 MPa.

そして、開閉部27が不活性ガス配管43の流路を開放すると、不活性ガスが、第2逆流規制部31および不活性ガス配管43から、第1燃料ガス配管411に供給され、燃料ガスタンク61を通って、第2燃料ガス配管412に供給される。さらに、不活性ガスは、第2燃料ガス配管412から、配管47を通って排出される。その結果、第1燃料ガス配管411に残留する燃料ガス、燃料ガスタンク61に残留する燃料ガス、および、第2燃料ガス配管412に残留する燃料ガスが、不活性ガスでパージされる。 Then, when the opening / closing unit 27 opens the flow path of the inert gas pipe 43, the inert gas is supplied from the second backflow regulating unit 31 and the inert gas pipe 43 to the first fuel gas pipe 411, and the fuel gas tank 61 is supplied. It is supplied to the second fuel gas pipe 412 through the pipe. Further, the inert gas is discharged from the second fuel gas pipe 412 through the pipe 47. As a result, the fuel gas remaining in the first fuel gas pipe 411, the fuel gas remaining in the fuel gas tank 61, and the fuel gas remaining in the second fuel gas pipe 412 are purged with the inert gas.

なお、燃料電池システム5の流量調節部53が第3燃料ガス配管413の流路を開放し、開閉部33が配管47の流路を閉塞していてもよい。この場合は、開閉部27が不活性ガス配管43の流路を開放すると、不活性ガスが、第2逆流規制部31および不活性ガス配管43から、第1燃料ガス配管411に供給され、燃料ガスタンク61を通って、第2燃料ガス配管412に供給される。さらに、不活性ガスは、第2燃料ガス配管412から、第3燃料ガス配管413を通って、燃料電池51に供給されて排出される。その結果、燃料ガス配管41に残留する燃料ガス、燃料ガスタンク61に残留する燃料ガス、および、燃料電池51に残留する燃料ガスが、不活性ガスでパージされる。 The flow rate adjusting unit 53 of the fuel cell system 5 may open the flow path of the third fuel gas pipe 413, and the opening / closing unit 33 may block the flow path of the pipe 47. In this case, when the opening / closing unit 27 opens the flow path of the inert gas pipe 43, the inert gas is supplied from the second backflow regulation unit 31 and the inert gas pipe 43 to the first fuel gas pipe 411 to fuel the fuel. It is supplied to the second fuel gas pipe 412 through the gas tank 61. Further, the inert gas is supplied to the fuel cell 51 from the second fuel gas pipe 412 through the third fuel gas pipe 413 and discharged. As a result, the fuel gas remaining in the fuel gas pipe 41, the fuel gas remaining in the fuel gas tank 61, and the fuel gas remaining in the fuel cell 51 are purged with the inert gas.

次に、引き続き図2を参照して、不活性ガス配管431に残留する不活性ガスが、燃料ガス配管41中の燃料ガスに混入する可能性と、不活性ガスが燃料ガスに混入した場合の制御を説明する。 Next, with reference to FIG. 2, the possibility that the inert gas remaining in the inert gas pipe 431 is mixed in the fuel gas in the fuel gas pipe 41 and the case where the inert gas is mixed in the fuel gas Explain the control.

燃料電池51の発電による燃料ガスの消費によって、燃料ガスタンク61の内部圧力が低下する。この場合、例えば、燃料ガスタンク61の内部圧力が第1燃料ガス配管411の内部圧力P2以下になると、逆流規制部B1が開いて、第1燃料ガス配管411からタンク本体611へのガスの流入が可能になる。 Due to the consumption of fuel gas by the power generation of the fuel cell 51, the internal pressure of the fuel gas tank 61 decreases. In this case, for example, when the internal pressure of the fuel gas tank 61 becomes equal to or less than the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411, the backflow regulation unit B1 opens and the inflow of gas from the first fuel gas pipe 411 to the tank body 611 flows into the tank body 611. It will be possible.

さらに、第1燃料ガス配管411の内部圧力P2が低下して、内部圧力P2が不活性ガス配管431の内部圧力P1以下になると、第2逆流規制部31が開いて、不活性ガス配管431に残留している不活性ガスが、第1燃料ガス配管411に流入する可能性がある。この場合、第1燃料ガス配管411中の燃料ガスに不活性ガスが混入して、燃料ガスの濃度が低下する。 Further, when the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 drops and the internal pressure P2 becomes equal to or less than the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431, the second backflow regulation unit 31 opens and becomes the inert gas pipe 431. The remaining inert gas may flow into the first fuel gas pipe 411. In this case, the inert gas is mixed in the fuel gas in the first fuel gas pipe 411, and the concentration of the fuel gas decreases.

従って、不活性ガスによって濃度の低下した燃料ガスが、第1燃料ガス配管411から燃料ガスタンク61に流入する可能性がある。その結果、燃料ガスタンク61から、濃度の低下した燃料ガスが燃料電池51に供給され、燃料電池51の発電性能が低下する可能性がある。 Therefore, the fuel gas whose concentration has been reduced by the inert gas may flow into the fuel gas tank 61 from the first fuel gas pipe 411. As a result, the fuel gas having a reduced concentration is supplied from the fuel gas tank 61 to the fuel cell 51, and the power generation performance of the fuel cell 51 may deteriorate.

そこで、実施形態1では、検出部29は、不活性ガスが不活性ガス配管431から第2逆流規制部31を通って燃料ガス配管41中の燃料ガスに混入したことを検出する。 Therefore, in the first embodiment, the detection unit 29 detects that the inert gas has been mixed into the fuel gas in the fuel gas pipe 41 from the inert gas pipe 431 through the second backflow control unit 31.

具体的には、検出部29は、物理量(以下、「物理量PY」と記載)を検出する。物理量PYは、不活性ガスが不活性ガス配管431から第2逆流規制部31を通って燃料ガス配管41中の燃料ガスに混入したことを示すことの可能な物理量である。不活性ガスが燃料ガスに混入することは、燃料ガス配管41中の燃料ガスの燃料濃度が低下することを示す。従って、物理量PYは、燃料ガス配管41中の燃料ガスの燃料濃度が低下したことを示すことの可能な物理量である。燃料濃度は、典型的には、水素濃度である。 Specifically, the detection unit 29 detects a physical quantity (hereinafter, referred to as “physical quantity PY”). The physical quantity PY is a physical quantity capable of indicating that the inert gas has been mixed into the fuel gas in the fuel gas pipe 41 from the inert gas pipe 431 through the second backflow control unit 31. The inclusion of the inert gas in the fuel gas indicates that the fuel concentration of the fuel gas in the fuel gas pipe 41 decreases. Therefore, the physical quantity PY is a physical quantity that can indicate that the fuel concentration of the fuel gas in the fuel gas pipe 41 has decreased. The fuel concentration is typically the hydrogen concentration.

具体的には、物理量PYは、不活性ガスが不活性ガス配管431から第2逆流規制部31を通って第1燃料ガス配管411中の燃料ガスに混入したことを示すことの可能な物理量である。不活性ガスが燃料ガスに混入することは、第1燃料ガス配管411中の燃料ガスの燃料濃度が低下することを示す。従って、物理量PYは、第1燃料ガス配管411中の燃料ガスの燃料濃度が低下したことを示すことの可能な物理量である。 Specifically, the physical quantity PY is a physical quantity capable of indicating that the inert gas has been mixed into the fuel gas in the first fuel gas pipe 411 from the inert gas pipe 431 through the second backflow control unit 31. be. The inclusion of the inert gas in the fuel gas indicates that the fuel concentration of the fuel gas in the first fuel gas pipe 411 decreases. Therefore, the physical quantity PY is a physical quantity that can indicate that the fuel concentration of the fuel gas in the first fuel gas pipe 411 has decreased.

物理量PYは、実施形態1では、「圧力」である。物理量PYの詳細は後述する。 The physical quantity PY is "pressure" in the first embodiment. The details of the physical quantity PY will be described later.

制御部171は、検出部29の検出結果に基づいて、燃料ガスの流量を調節するように流量調節部63および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、実施形態1によれば、制御部171は、不活性ガスの混入に起因して燃料ガスの燃料濃度が低下した場合に、燃料電池51に供給する燃料ガスの流量を調節することができる。その結果、不活性ガスの混入に起因する燃料濃度の低下が燃料電池51の発電に対して与える影響を軽減できる。 The control unit 171 controls at least one of the flow rate adjustment unit 63 and the flow rate adjustment unit 53 so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the detection result of the detection unit 29. Therefore, according to the first embodiment, the control unit 171 can adjust the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51 when the fuel concentration of the fuel gas decreases due to the mixing of the inert gas. .. As a result, it is possible to reduce the influence of the decrease in fuel concentration due to the mixing of the inert gas on the power generation of the fuel cell 51.

特に、実施形態1では、検出部29の検出結果が、不活性ガスが燃料ガスに混入したことを示す場合、制御部171は、燃料ガスの流量をゼロにするように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。つまり、検出部29の検出結果が、不活性ガスが燃料ガスに混入したことを示す場合、制御部171は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止するように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、燃料電池51への燃料ガスの供給が停止され、燃料電池51は発電を停止する。その結果、燃料濃度の低下が燃料電池51の発電に対して与える影響を防止できる。つまり、燃料電池51を停止させるため、そもそも、燃料濃度の低下は、燃料電池51の発電に対して影響を与えない。 In particular, in the first embodiment, when the detection result of the detection unit 29 indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas, the control unit 171 determines the flow rate adjusting unit 63 (specifically, the flow rate adjusting unit 63 so as to make the flow rate of the fuel gas zero. In particular, it controls at least one of the opening / closing unit 633) and the flow rate adjusting unit 53. That is, when the detection result of the detection unit 29 indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas, the control unit 171 controls the flow rate adjusting unit 63 (specifically, so as to stop the supply of the fuel gas to the fuel cell 51. Controls at least one of the opening / closing unit 633) and the flow rate adjusting unit 53. Therefore, the supply of fuel gas to the fuel cell 51 is stopped, and the fuel cell 51 stops power generation. As a result, it is possible to prevent the influence of the decrease in fuel concentration on the power generation of the fuel cell 51. That is, since the fuel cell 51 is stopped, the decrease in the fuel concentration does not affect the power generation of the fuel cell 51 in the first place.

例えば、発電性能が低下した燃料電池51の発電を停止することで、蓄電池システム7から推進装置9に必要な全ての電力を供給したり、別の燃料電池から推進装置9に必要な全ての電力を供給したりすることができる。 For example, by stopping the power generation of the fuel cell 51 whose power generation performance has deteriorated, all the electric power required for the propulsion device 9 can be supplied from the storage battery system 7, or all the electric power required for the propulsion device 9 can be supplied from another fuel cell. Can be supplied.

具体的には、制御部171は、不活性ガス配管431の内部圧力P1と、燃料ガス配管41(具体的には第1燃料ガス配管411)の内部圧力P2とに基づいて、燃料ガスの流量を調節するように流量調節部63および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。内部圧力P1と内部圧力P2とは、物理量PYであり、不活性ガスが不活性ガス配管431から第2逆流規制部31を通って燃料ガス配管41中の燃料ガスに混入したことを示すことが可能である。従って、圧力(内部圧力P1および内部圧力P2)を検出する簡素な構成によって、不活性ガスが燃料ガスに混入したか否かを判定することで、燃料電池51に供給する燃料ガスの流量を調節できる。 Specifically, the control unit 171 determines the flow rate of the fuel gas based on the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the fuel gas pipe 41 (specifically, the first fuel gas pipe 411). At least one of the flow rate adjusting unit 63 and the flow rate adjusting unit 53 is controlled so as to adjust. The internal pressure P1 and the internal pressure P2 are physical quantities PY, and indicate that the inert gas has been mixed into the fuel gas in the fuel gas pipe 41 from the inert gas pipe 431 through the second backflow control unit 31. It is possible. Therefore, the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51 is adjusted by determining whether or not the inert gas is mixed in the fuel gas by a simple configuration for detecting the pressure (internal pressure P1 and internal pressure P2). can.

更に具体的には、燃料ガス配管41の内部圧力P2は、第1燃料ガス配管411の内部圧力である。そして、制御部171は、不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2が、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足するか否かを判定する。順方向通過条件は、第2逆流規制部31の上流から下流に向かって、不活性ガスが第2逆流規制部31を通過するための条件である。つまり、順方向通過条件は、不活性ガスが順方向FWに第2逆流規制部31を通過するための条件である。 More specifically, the internal pressure P2 of the fuel gas pipe 41 is the internal pressure of the first fuel gas pipe 411. Then, the control unit 171 determines whether or not the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 satisfy the forward passage condition of the second backflow regulation unit 31. The forward passage condition is a condition for the inert gas to pass through the second backflow regulation unit 31 from the upstream to the downstream of the second backflow regulation unit 31. That is, the forward passage condition is a condition for the inert gas to pass through the second backflow regulation unit 31 in the forward FW.

順方向通過条件は、不活性ガス配管431の内部圧力P1が、閾値TH以上になったことである。つまり、不活性ガス配管431の内部圧力P1が閾値TH以上になった場合(P1≧TH)、不活性ガスは、第2逆流規制部31の上流から下流に向かって第2逆流規制部31を通過する。従って、不活性ガスは、不活性ガス配管431から第1燃料ガス配管411に流入する。つまり、内部圧力P1および内部圧力P2が、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足したことは、不活性ガスが第1燃料ガス配管411中の燃料ガスに混入したことを示す。 The forward passage condition is that the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 becomes equal to or higher than the threshold value TH. That is, when the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 becomes equal to or higher than the threshold value TH (P1 ≧ TH), the inert gas passes through the second backflow regulating section 31 from the upstream to the downstream of the second backflow regulating section 31. pass. Therefore, the inert gas flows from the inert gas pipe 431 into the first fuel gas pipe 411. That is, the fact that the internal pressure P1 and the internal pressure P2 satisfy the forward passage condition of the second backflow control unit 31 indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas in the first fuel gas pipe 411.

閾値THは、固定値ではなく、第1燃料ガス配管411の内部圧力P2に依存する変動値である。具体的には、閾値THは、燃料ガス配管41の内部圧力P2から、第2逆流規制部31に予め設定されたマージン値MVを差し引いた値である(TH=P2-MV)。マージン値MVは、0以上の実数である。なお、第2逆流規制部31が逆止弁の場合、マージン値MVは、逆止弁のクラッキング差圧であってもよい。 The threshold value TH is not a fixed value but a variable value depending on the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411. Specifically, the threshold value TH is a value obtained by subtracting the margin value MV preset in the second backflow regulation unit 31 from the internal pressure P2 of the fuel gas pipe 41 (TH = P2-MV). The margin value MV is a real number of 0 or more. When the second check valve restricting unit 31 is a check valve, the margin value MV may be the cracking differential pressure of the check valve.

不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2が、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足したと判定した場合、制御部171は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止するように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、燃料電池51への燃料ガスの供給が停止され、燃料電池51は発電を停止する。 When it is determined that the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 satisfy the forward passage condition of the second backflow control unit 31, the control unit 171 sends the fuel cell 51 to the fuel cell 51. At least one of the flow rate adjusting unit 63 (specifically, the opening / closing unit 633) and the flow rate adjusting unit 53 is controlled so as to stop the supply of the fuel gas. Therefore, the supply of fuel gas to the fuel cell 51 is stopped, and the fuel cell 51 stops power generation.

実施形態1によれば、不活性ガス配管431の内部圧力P1と第1燃料ガス配管411の内部圧力P2とを検出することで、不活性ガスが第2逆流規制部31を通って第1燃料ガス配管411に流入したことを精度良く検出できる。 According to the first embodiment, by detecting the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411, the inert gas passes through the second backflow control unit 31 and the first fuel. It is possible to accurately detect that the gas has flowed into the gas pipe 411.

次に、図2および図3を参照して、実施形態1に係る燃料ガス調節方法を説明する。図3は、燃料ガス調節方法を示すフローチャートである。図3に示すように、燃料ガス調節方法は、ステップS1~ステップS3を含む。 Next, the fuel gas adjusting method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 3 is a flowchart showing a fuel gas adjusting method. As shown in FIG. 3, the fuel gas adjusting method includes steps S1 to S3.

図2および図3に示すように、ステップS1において、制御部171は、検出部29から検出結果を取得する。具体的には、制御部171は、第1圧力検出部291から不活性ガス配管431の内部圧力P1を示す情報を取得するとともに、第2圧力検出部292から第1燃料ガス配管411の内部圧力P2を示す情報を取得する。 As shown in FIGS. 2 and 3, in step S1, the control unit 171 acquires the detection result from the detection unit 29. Specifically, the control unit 171 acquires information indicating the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 from the first pressure detection unit 291 and the internal pressure of the first fuel gas pipe 411 from the second pressure detection unit 292. Acquire the information indicating P2.

次に、ステップS2において、制御部171は、検出部29の検出結果に基づいて、第1燃料ガス配管411中の燃料ガスに不活性ガスが混入したか否かを判定する。具体的には、制御部171は、不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2が、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足するか否かを判定する。 Next, in step S2, the control unit 171 determines whether or not the inert gas is mixed in the fuel gas in the first fuel gas pipe 411 based on the detection result of the detection unit 29. Specifically, the control unit 171 determines whether or not the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 satisfy the forward passage condition of the second backflow regulation unit 31. judge.

ステップS2で否定判定された場合(No)、処理は終了する。否定判定は、燃料ガスに不活性ガスが混入していないと判定されたこと、つまり、内部圧力P1、P2が順方向通過条件を満足していないと判定されたことを示す。 If a negative determination is made in step S2 (No), the process ends. The negative determination indicates that it is determined that the fuel gas is not mixed with the inert gas, that is, it is determined that the internal pressures P1 and P2 do not satisfy the forward passage conditions.

一方、ステップS2で肯定判定された場合(Yes)、処理はステップS3に進む。肯定判定は、燃料ガスに不活性ガスが混入したと判定されたこと、つまり、内部圧力P1、P2が順方向通過条件を満足したと判定されたことを示す。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step S2 (Yes), the process proceeds to step S3. The affirmative determination indicates that the fuel gas is determined to contain the inert gas, that is, the internal pressures P1 and P2 are determined to satisfy the forward passage conditions.

次に、ステップS3において、制御部171は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止するように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止する。その結果、燃料電池51は発電を停止する。そして、処理は終了する。 Next, in step S3, the control unit 171 switches at least one of the flow rate adjusting unit 63 (specifically, the opening / closing unit 633) and the flow rate adjusting unit 53 so as to stop the supply of the fuel gas to the fuel cell 51. Control. Therefore, at least one of the flow rate adjusting unit 63 (specifically, the opening / closing unit 633) and the flow rate adjusting unit 53 stops the supply of fuel gas to the fuel cell 51. As a result, the fuel cell 51 stops power generation. Then, the process ends.

なお、実施形態1において、燃料ガス供給システム6は、第2圧力検出部292を備えていなくてもよい。この場合は、第3圧力検出部631が、本発明の「第2圧力検出部」として機能する。第3圧力検出部631が、本発明の「第2圧力検出部」として機能する場合、開閉部B2は、タンク本体611の出口流路を開放する。従って、第1燃料ガス配管411の内部圧力P2と第2燃料ガス配管412の内部圧力P3とは略一致する。 In the first embodiment, the fuel gas supply system 6 does not have to include the second pressure detection unit 292. In this case, the third pressure detection unit 631 functions as the "second pressure detection unit" of the present invention. When the third pressure detection unit 631 functions as the "second pressure detection unit" of the present invention, the opening / closing unit B2 opens the outlet flow path of the tank body 611. Therefore, the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 and the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412 substantially coincide with each other.

具体的には、制御部171は、不活性ガス配管431の内部圧力P1と、燃料ガス配管41の内部圧力P3とに基づいて、燃料ガスの流量を調節するように流量調節部63および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。内部圧力P1と内部圧力P3とは、物理量PYであり、不活性ガスが不活性ガス配管43から第2逆流規制部31を通って燃料ガス配管41中の燃料ガスに混入したことを示すことが可能である。 Specifically, the control unit 171 adjusts the flow rate adjusting unit 63 and the flow rate so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P3 of the fuel gas pipe 41. Controls at least one of the units 53. The internal pressure P1 and the internal pressure P3 are physical quantities PY, and can indicate that the inert gas is mixed into the fuel gas in the fuel gas pipe 41 from the inert gas pipe 43 through the second backflow control unit 31. It is possible.

更に具体的には、燃料ガス配管41の内部圧力P3は、第2燃料ガス配管412の内部圧力である。つまり、第3圧力検出部631は、第2燃料ガス配管412の内部圧力P3を検出する。 More specifically, the internal pressure P3 of the fuel gas pipe 41 is the internal pressure of the second fuel gas pipe 412. That is, the third pressure detection unit 631 detects the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412.

そして、制御部171は、不活性ガス配管431の内部圧力P1および第2燃料ガス配管412の内部圧力P3が、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足するか否かを判定する。 Then, the control unit 171 determines whether or not the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412 satisfy the forward passage condition of the second backflow regulation unit 31.

順方向通過条件は、内部圧力P1、P2を使用する場合の順方向条件と同様であり、不活性ガス配管431の内部圧力P1が、閾値TH以上になったことである。ただし、閾値THは、固定値ではなく、内部圧力P3に依存する変動値である。具体的には、閾値THは、内部圧力P3から、第2逆流規制部31に予め設定されたマージン値MVを差し引いた値である(TH=P3-MV)。マージン値MVは、0以上の実数である。 The forward passage condition is the same as the forward condition when the internal pressures P1 and P2 are used, and the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 is equal to or higher than the threshold value TH. However, the threshold value TH is not a fixed value but a variable value depending on the internal pressure P3. Specifically, the threshold value TH is a value obtained by subtracting the margin value MV preset in the second backflow regulation unit 31 from the internal pressure P3 (TH = P3-MV). The margin value MV is a real number of 0 or more.

不活性ガス配管431の内部圧力P1および第2燃料ガス配管412の内部圧力P3が、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足したと判定した場合、制御部171は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止するように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、燃料電池51への燃料ガスの供給が停止され、燃料電池51は発電を停止する。 When it is determined that the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412 satisfy the forward passage condition of the second backflow control unit 31, the control unit 171 transfers to the fuel cell 51. At least one of the flow rate adjusting unit 63 (specifically, the opening / closing unit 633) and the flow rate adjusting unit 53 is controlled so as to stop the supply of the fuel gas. Therefore, the supply of fuel gas to the fuel cell 51 is stopped, and the fuel cell 51 stops power generation.

不活性ガス配管431の内部圧力P1と第2燃料ガス配管412の内部圧力P3とを検出することで、不活性ガスが第2逆流規制部31を通って第1燃料ガス配管411に流入したことを容易に検出できる。 By detecting the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412, the inert gas flowed into the first fuel gas pipe 411 through the second backflow control unit 31. Can be easily detected.

(変形例)
図2を参照して、実施形態1の変形例を説明する。変形例は、不活性ガスが燃料ガスに混入した場合に、燃料ガスの流量を増加させる点で、実施形態1と主に異なる。以下、変形例が実施形態1と異なる点を主に説明する。
(Modification example)
A modified example of the first embodiment will be described with reference to FIG. The modified example is mainly different from the first embodiment in that the flow rate of the fuel gas is increased when the inert gas is mixed with the fuel gas. Hereinafter, the points that the modified example differs from the first embodiment will be mainly described.

変形例では、燃料ガス供給システム6は、流量調節部(以下、本明細書において、「流量調節部FL」と記載する。不図示)をさらに含む。流量調節部FLは、燃料電池51へ供給する燃料ガスの流量を調節可能である。つまり、流量調節部FLは、燃料ガスタンク61から供給される燃料ガスの流量を調節して、燃料ガスを、第3燃料ガス配管413を介して燃料電池51に供給する。流量調節部FLは、燃料電池51よりも上流に配置される。流量調節部FLは、例えば、コンプレッサーである。 In the modified example, the fuel gas supply system 6 further includes a flow rate adjusting unit (hereinafter, referred to as “flow rate adjusting unit FL” in the present specification, not shown). The flow rate adjusting unit FL can adjust the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51. That is, the flow rate adjusting unit FL adjusts the flow rate of the fuel gas supplied from the fuel gas tank 61, and supplies the fuel gas to the fuel cell 51 via the third fuel gas pipe 413. The flow rate adjusting unit FL is arranged upstream of the fuel cell 51. The flow rate adjusting unit FL is, for example, a compressor.

図2に示す検出部29の検出結果が、不活性ガスが燃料ガスに混入したことを示す場合、制御部171は、不活性ガスが燃料ガスに混入する前の燃料利用率よりも、燃料電池51の燃料利用率を低減するように流量調節部FLを制御する。燃料利用率は、(燃料電池51の発電反応に寄与する燃料ガスの流量)/(燃料電池51に供給する燃料ガスの流量)、によって表される。従って、燃料電池51に供給する燃料ガスの流量を増加すると、燃料利用率が低減する。換言すれば、燃料利用率を低減させることは、燃料電池51に供給する燃料ガスの流量を増加することに相当する。 When the detection result of the detection unit 29 shown in FIG. 2 indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas, the control unit 171 is the fuel cell rather than the fuel utilization rate before the inert gas is mixed in the fuel gas. The flow rate adjusting unit FL is controlled so as to reduce the fuel utilization rate of 51. The fuel utilization rate is expressed by (flow rate of fuel gas contributing to the power generation reaction of the fuel cell 51) / (flow rate of fuel gas supplied to the fuel cell 51). Therefore, if the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51 is increased, the fuel utilization rate is reduced. In other words, reducing the fuel utilization rate corresponds to increasing the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51.

すなわち、検出部29の検出結果が、不活性ガスが燃料ガスに混入したことを示す場合、制御部171は、不活性ガスが燃料ガスに混入する前の燃料ガスの流量よりも、燃料電池51への燃料ガスの流量を増加するように流量調節部FLを制御する。従って、燃料電池51への燃料ガスの流量が増加する。その結果、不活性ガスの混入によって燃料ガスの燃料濃度が低下した場合であっても、燃料電池51の発電性能が低下することを抑制できる。つまり、燃料濃度の低下が燃料電池51に対して与える影響を軽減できる。従って、燃料電池船100の安定した運航を継続できる。 That is, when the detection result of the detection unit 29 indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas, the control unit 171 is the fuel cell 51 rather than the flow rate of the fuel gas before the inert gas is mixed in the fuel gas. The flow control unit FL is controlled so as to increase the flow rate of the fuel gas to. Therefore, the flow rate of the fuel gas to the fuel cell 51 increases. As a result, even when the fuel concentration of the fuel gas is lowered due to the mixing of the inert gas, it is possible to suppress the deterioration of the power generation performance of the fuel cell 51. That is, the influence of the decrease in fuel concentration on the fuel cell 51 can be reduced. Therefore, the stable operation of the fuel cell ship 100 can be continued.

具体的には、制御部171は、不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2が、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足するか否かを判定する。順方向通過条件は、内部圧力P1、P2を使用する場合の実施形態1の順方向通過条件と同じである。 Specifically, the control unit 171 determines whether or not the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 satisfy the forward passage condition of the second backflow regulation unit 31. judge. The forward passage condition is the same as the forward passage condition of the first embodiment when the internal pressures P1 and P2 are used.

不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2が、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足したと判定した場合、制御部171は、内部圧力P1、P2が順方向通過条件を満足していない時の燃料ガスの流量よりも、燃料電池51への燃料ガスの流量を増加するように流量調節部FLを制御する。従って、燃料電池51の発電性能が低下することを抑制できる。 When it is determined that the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 satisfy the forward passage condition of the second backflow control unit 31, the control unit 171 determines that the internal pressure P1 and The flow rate adjusting unit FL is controlled so that the flow rate of the fuel gas to the fuel cell 51 is increased rather than the flow rate of the fuel gas when P2 does not satisfy the forward passage condition. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the power generation performance of the fuel cell 51.

次に、図2および図4を参照して、実施形態1の変形例に係る燃料ガス調節方法を説明する。図4は、変形例に係る燃料ガス調節方法を示すフローチャートである。図4に示すように、燃料ガス調節方法は、ステップS11~ステップS14を含む。 Next, the fuel gas adjusting method according to the modified example of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 4. FIG. 4 is a flowchart showing a fuel gas adjusting method according to a modified example. As shown in FIG. 4, the fuel gas adjusting method includes steps S11 to S14.

ステップS11およびステップS12は、それぞれ、図3に示すステップS1およびステップS2と同様であり、説明を省略する。 Step S11 and step S12 are the same as step S1 and step S2 shown in FIG. 3, respectively, and the description thereof will be omitted.

ステップS12で肯定判定された場合(Yes)、処理はステップS13に進む。肯定判定は、燃料ガスに不活性ガスが混入したと判定されたこと、つまり、内部圧力P1、P2が順方向通過条件を満足したと判定されたことを示す。 If an affirmative determination is made in step S12 (Yes), the process proceeds to step S13. The affirmative determination indicates that the fuel gas is determined to contain the inert gas, that is, the internal pressures P1 and P2 are determined to satisfy the forward passage conditions.

次に、ステップS13において、制御部171は、第1燃料ガス配管411の流路容積Vh2と、燃料ガスタンク61の容積Vtnkと、不活性ガス配管43の流路容積Vn2とに基づいて、燃料電池51の燃料利用率の低減率R_Ufを算出する。具体的には、制御部171は、式(1)、式(2)、および、式(3)によって、燃料利用率の低減率R_Ufを算出する。 Next, in step S13, the control unit 171 is a fuel cell based on the flow path volume Vh2 of the first fuel gas pipe 411, the volume Vtnk of the fuel gas tank 61, and the flow path volume Vn2 of the inert gas pipe 43. The reduction rate R_Uf of the fuel utilization rate of 51 is calculated. Specifically, the control unit 171 calculates the reduction rate R_Uf of the fuel utilization rate by the equations (1), (2), and (3).

R_Uf=Ch2/Ch2_NM …(1) R_Uf = Ch2 / Ch2_NM ... (1)

Ch2=(Vh2+Vtk)/(Vn2+Vh2+Vtk) …(2) Ch2 = (Vh2 + Vtk) / (Vn2 + Vh2 + Vtk) ... (2)

Ch2_NM=1 …(3) Ch2_NM = 1 ... (3)

式(1)において、Ch2は、不活性ガス(具体的には窒素)が不活性ガス配管431から第1燃料ガス配管411に流入した状態での経路全体における燃料ガスの燃料濃度(具体的には水素濃度)を示す。つまり、Ch2は、不活性ガスが燃料ガスに混入した状態での経路全体における燃料ガスの燃料濃度(具体的には水素濃度)を示す。この場合の「経路全体」とは、不活性ガス配管43と第1燃料ガス配管411と燃料ガスタンク61との全体のことである。 In the formula (1), Ch2 is the fuel concentration of the fuel gas (specifically, the fuel concentration of the fuel gas in the entire path in the state where the inert gas (specifically, nitrogen) flows from the inert gas pipe 431 to the first fuel gas pipe 411. Indicates the hydrogen concentration). That is, Ch2 indicates the fuel concentration (specifically, the hydrogen concentration) of the fuel gas in the entire path in the state where the inert gas is mixed with the fuel gas. In this case, the "whole path" is the whole of the inert gas pipe 43, the first fuel gas pipe 411, and the fuel gas tank 61.

また、式(1)において、Ch2_NMは、通常時の411の経路全体における燃料ガスの燃料濃度(具体的には水素濃度)を示す。この場合の「経路全体」とは、第1燃料ガス配管411と燃料ガスタンク61との全体のことである。また、「通常時」とは、不活性ガスが燃料ガスに混入していない時、つまり、内部圧力P1および内部圧力P2が順方向通過条件を満足していない時を示す。 Further, in the formula (1), Ch2_NM indicates the fuel concentration (specifically, the hydrogen concentration) of the fuel gas in the entire path of 411 in the normal state. In this case, the "whole route" is the whole of the first fuel gas pipe 411 and the fuel gas tank 61. Further, the "normal time" indicates a time when the inert gas is not mixed in the fuel gas, that is, a time when the internal pressure P1 and the internal pressure P2 do not satisfy the forward passage condition.

式(1)に示すように、燃料利用率の低減率R_Ufは、通常時の燃料濃度Ch2_NMに対する不活性ガス混入時の燃料濃度Ch2の比率によって表される。変形例では、式(3)に示すように、通常時の燃料濃度Ch2_NMを「1」、つまり、100%に設定する。 As shown in the formula (1), the reduction rate R_Uf of the fuel utilization rate is expressed by the ratio of the fuel concentration Ch2 when the inert gas is mixed to the fuel concentration Ch2_NM in the normal state. In the modified example, as shown in the equation (3), the fuel concentration Ch2_NM at the normal time is set to "1", that is, 100%.

不活性ガス混入時の燃料濃度Ch2は、式(2)によって表される。なぜなら、不活性ガスが、不活性ガス配管431から第2逆流規制部31を通って第1燃料ガス配管411に流入を開始する時は、不活性ガス配管431と第1燃料ガス配管411とが連通することで、不活性ガス配管431の内部圧力P1が、第1燃料ガス配管411の内部圧力P2と略同一になるからである。 The fuel concentration Ch2 when the inert gas is mixed is represented by the formula (2). This is because when the inert gas starts flowing from the inert gas pipe 431 through the second backflow control unit 31 into the first fuel gas pipe 411, the inert gas pipe 431 and the first fuel gas pipe 411 are connected. This is because the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 becomes substantially the same as the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 by communicating with each other.

一例として、不活性ガス配管43の内径が5.305mm、不活性ガス配管43の長さが5m、第1燃料ガス配管411の内径が3mm、第1燃料ガス配管411の長さが5m、Vn2=0.11L、Vh2=0.04L、Vtk=60L、である場合、式(2)から、不活性ガス混入時の燃料濃度Ch2は、「0.998」、つまり、99.8%である。よって、式(1)から、燃料利用率の低減率R_Ufは、「0.998」、つまり、99.8%である。 As an example, the inner diameter of the inert gas pipe 43 is 5.305 mm, the length of the inert gas pipe 43 is 5 m, the inner diameter of the first fuel gas pipe 411 is 3 mm, the length of the first fuel gas pipe 411 is 5 m, Vn2. When = 0.11 L, Vh2 = 0.04 L, Vtk = 60 L, from the formula (2), the fuel concentration Ch2 when the inert gas is mixed is "0.998", that is, 99.8%. .. Therefore, from the equation (1), the reduction rate R_Uf of the fuel utilization rate is "0.998", that is, 99.8%.

低減率R_Ufは、通常時の燃料利用率に対する目標燃料利用率の割合を示す。目標燃料利用率は、低減後における目標の燃料利用率である。 The reduction rate R_Uf indicates the ratio of the target fuel utilization rate to the normal fuel utilization rate. The target fuel utilization rate is the target fuel utilization rate after reduction.

次に、ステップS14において、制御部171は、ステップS13で算出した低減率R_Ufに基づいて、通常時の燃料ガスの流量よりも、燃料電池51へ供給する燃料ガスの流量を増加するように、流量調節部FLを制御する。つまり、制御部171は、「通常時の燃料利用率×低減率R_Uf」によって示される目標燃料利用率になるように、流量調節部FLを制御する。従って、流量調節部FLは、目標燃料利用率になるように、燃料電池51への燃料ガスの流量を増加する。つまり、通常時の燃料濃度Ch2_NMに対して低下した分だけ、燃料利用率を低減させる。その結果、燃料電池51の発電性能が低下することを抑制できる。 Next, in step S14, the control unit 171 increases the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51 from the flow rate of the fuel gas in the normal state based on the reduction rate R_Uf calculated in step S13. The flow rate adjusting unit FL is controlled. That is, the control unit 171 controls the flow rate adjusting unit FL so as to have the target fuel utilization rate indicated by "normal fuel utilization rate x reduction rate R_Uf". Therefore, the flow rate adjusting unit FL increases the flow rate of the fuel gas to the fuel cell 51 so as to reach the target fuel utilization rate. That is, the fuel utilization rate is reduced by the amount of decrease with respect to the normal fuel concentration Ch2_NM. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the power generation performance of the fuel cell 51.

なお、変形例において、燃料ガス供給システム6は、第2圧力検出部292を備えていなくてもよい。この場合は、第3圧力検出部631が、本発明の「第2圧力検出部」として機能する。第3圧力検出部631が、本発明の「第2圧力検出部」として機能する場合、開閉部B2は、タンク本体611の出口流路を開放する。従って、第1燃料ガス配管411の内部圧力P2と第2燃料ガス配管412の内部圧力P3とは略一致する。 In the modified example, the fuel gas supply system 6 may not include the second pressure detection unit 292. In this case, the third pressure detection unit 631 functions as the "second pressure detection unit" of the present invention. When the third pressure detection unit 631 functions as the "second pressure detection unit" of the present invention, the opening / closing unit B2 opens the outlet flow path of the tank body 611. Therefore, the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 and the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412 substantially coincide with each other.

具体的には、制御部171は、不活性ガス配管43の内部圧力P1および第2燃料ガス配管412の内部圧力P3が、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足するか否かを判定する。順方向通過条件は、内部圧力P1、P3を使用する場合の実施形態1の順方向通過条件と同じである。 Specifically, the control unit 171 determines whether or not the internal pressure P1 of the inert gas pipe 43 and the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412 satisfy the forward passage condition of the second backflow control unit 31. judge. The forward passage condition is the same as the forward passage condition of the first embodiment when the internal pressures P1 and P3 are used.

不活性ガス配管43の内部圧力P1および第2燃料ガス配管412の内部圧力P3が、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足したと判定した場合、制御部171は、内部圧力P1、P3が順方向通過条件を満足していない時の燃料ガスの流量よりも、燃料電池51へ供給する燃料ガスの流量を増加するように流量調節部FLを制御する。従って、燃料電池51の発電性能が低下することを抑制できる。 When it is determined that the internal pressure P1 of the inert gas pipe 43 and the internal pressure P3 of the second fuel gas pipe 412 satisfy the forward passage condition of the second backflow control unit 31, the control unit 171 determines that the internal pressure P1 and The flow rate adjusting unit FL is controlled so that the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51 is increased rather than the flow rate of the fuel gas when the P3 does not satisfy the forward passage condition. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the power generation performance of the fuel cell 51.

(実施形態2)
図5を参照して、本発明の実施形態2に係る燃料電池船100を説明する。実施形態2は、燃料ガス配管41の内部圧力P2の推定値(以下、「推定値PX」と記載)を制御に利用する点で、実施形態1と主に異なる。実施形態2に係る燃料電池船100の構成は、図1に示す燃料電池船100の構成と同様である。以下、実施形態2が実施形態1と異なる点を主に説明する。
(Embodiment 2)
The fuel cell ship 100 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is mainly different from the first embodiment in that the estimated value of the internal pressure P2 of the fuel gas pipe 41 (hereinafter referred to as “estimated value PX”) is used for control. The configuration of the fuel cell ship 100 according to the second embodiment is the same as the configuration of the fuel cell ship 100 shown in FIG. Hereinafter, the points that the second embodiment is different from the first embodiment will be mainly described.

図5は、実施形態2に係る燃料電池システム5および燃料ガス供給システム6Aを示すブロック図である。図5に示すように、燃料電池船100は、燃料ガス供給システム6Aを含む。燃料ガス供給システム6Aは、検出部29Aを備える。検出部29Aは、不活性ガスが不活性ガス配管431から第2逆流規制部31を通って燃料ガス配管41中の燃料ガスに混入したことを検出する。具体的には、検出部29Aは、物理量PYを検出する。物理量PYは、不活性ガスが不活性ガス配管431から第2逆流規制部31を通って燃料ガス配管41(具体的には第1燃料ガス配管411)中の燃料ガスに混入したことを示すことの可能な物理量である。そして、制御部171は、検出部29Aの検出結果に基づいて、燃料ガスの流量を調節するように流量調節部63および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。この点は、実施形態1と同様である。従って、実施形態2では、実施形態1と同様に、不活性ガスの混入に起因する燃料濃度の低下が燃料電池51の発電に対して与える影響を軽減できる。 FIG. 5 is a block diagram showing a fuel cell system 5 and a fuel gas supply system 6A according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the fuel cell ship 100 includes a fuel gas supply system 6A. The fuel gas supply system 6A includes a detection unit 29A. The detection unit 29A detects that the inert gas has been mixed into the fuel gas in the fuel gas pipe 41 from the inert gas pipe 431 through the second backflow control unit 31. Specifically, the detection unit 29A detects the physical quantity PY. The physical quantity PY indicates that the inert gas has been mixed into the fuel gas in the fuel gas pipe 41 (specifically, the first fuel gas pipe 411) from the inert gas pipe 431 through the second backflow control unit 31. Is a possible physical quantity. Then, the control unit 171 controls at least one of the flow rate adjustment unit 63 and the flow rate adjustment unit 53 so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the detection result of the detection unit 29A. This point is the same as that of the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, as in the first embodiment, the influence of the decrease in fuel concentration due to the mixing of the inert gas on the power generation of the fuel cell 51 can be reduced.

具体的には、検出部29Aは、第1圧力検出部291を含む。ただし、検出部29Aは、図2に示す第2圧力検出部292を備えていない。従って、実施形態2では、燃料ガス供給システム6Aの構成を簡素化できる。 Specifically, the detection unit 29A includes a first pressure detection unit 291. However, the detection unit 29A does not include the second pressure detection unit 292 shown in FIG. Therefore, in the second embodiment, the configuration of the fuel gas supply system 6A can be simplified.

実施形態2では、第1圧力検出部291が検出する不活性ガス配管431の内部圧力P1が、物理量PYである。 In the second embodiment, the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 detected by the first pressure detection unit 291 is a physical quantity PY.

また、制御部171は、燃料ガス配管41の流路容積(具体的には第1燃料ガス配管411の流路容積)と、燃料電池51への燃料ガスの供給量とに基づいて、燃料ガス配管41(具体的には第1燃料ガス配管411)の内部圧力P2の推定値PXを算出する。そして、制御部171は、不活性ガス配管43の内部圧力P1と、燃料ガス配管41の内部圧力P2の推定値PXとに基づいて、燃料ガスの流量を調節するように流量調節部63および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、内部圧力P1を検出する簡素な構成によって、不活性ガスが燃料ガスに混入したか否かを判定することで、燃料電池51に供給する燃料ガスの流量を調節できる。 Further, the control unit 171 determines the fuel gas based on the flow path volume of the fuel gas pipe 41 (specifically, the flow path volume of the first fuel gas pipe 411) and the supply amount of the fuel gas to the fuel cell 51. The estimated value PX of the internal pressure P2 of the pipe 41 (specifically, the first fuel gas pipe 411) is calculated. Then, the control unit 171 sets the flow rate adjusting unit 63 and the flow rate so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the internal pressure P1 of the inert gas pipe 43 and the estimated value PX of the internal pressure P2 of the fuel gas pipe 41. It controls at least one of the adjusting units 53. Therefore, the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51 can be adjusted by determining whether or not the inert gas is mixed in the fuel gas with a simple configuration for detecting the internal pressure P1.

更に具体的には、制御部171は、不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2の推定値PXが、第2逆流規制部31の順方向通過条件(P1≧TH)を満足するか否かを判定する。内部圧力P1および内部圧力P2の推定値PXが、順方向通過条件を満足したことは、不活性ガスが第1燃料ガス配管411中の燃料ガスに混入したことを示す。順方向通過条件は、内部圧力P1、P2を使用する実施形態1の順方向通過条件と同様である。ただし、実施形態2の順方向通過条件では、閾値THは、第1燃料ガス配管411の内部圧力P2の推定値PXに依存する変動値である。具体的には、閾値THは、燃料ガス配管41の内部圧力P2の推定値PXから、第2逆流規制部31に予め設定されたマージン値MVを差し引いた値である(TH=PX-MV)。マージン値MVは、0以上の実数である。なお、第2逆流規制部31が逆止弁の場合、マージン値MVは、逆止弁のクラッキング差圧であってもよい。 More specifically, in the control unit 171, the estimated value PX of the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 is the forward passage condition (P1) of the second backflow control unit 31. ≧ TH) is determined. The fact that the estimated values PX of the internal pressure P1 and the internal pressure P2 satisfied the forward passage condition indicates that the inert gas was mixed in the fuel gas in the first fuel gas pipe 411. The forward passage condition is the same as the forward passage condition of the first embodiment using the internal pressures P1 and P2. However, under the forward passage condition of the second embodiment, the threshold value TH is a variable value depending on the estimated value PX of the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411. Specifically, the threshold value TH is a value obtained by subtracting the margin value MV preset in the second backflow control unit 31 from the estimated value PX of the internal pressure P2 of the fuel gas pipe 41 (TH = PX-MV). .. The margin value MV is a real number of 0 or more. When the second check valve restricting unit 31 is a check valve, the margin value MV may be the cracking differential pressure of the check valve.

実施形態1によれば、不活性ガス配管431の内部圧力P1を検出するだけで、第1燃料ガス配管411の内部圧力P2の推定値PXを利用して、不活性ガスが第2逆流規制部31を通って第1燃料ガス配管411に流入したことを容易に検出できる。 According to the first embodiment, only by detecting the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431, the inert gas is transferred to the second backflow control unit by using the estimated value PX of the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411. It can be easily detected that the gas has flowed into the first fuel gas pipe 411 through 31.

不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2の推定値PXが、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足したと判定した場合、制御部171は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止するように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、燃料電池51への燃料ガスの供給が停止され、燃料電池51は発電を停止する。 When it is determined that the estimated value PX of the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 satisfies the forward passage condition of the second backflow regulation unit 31, the control unit 171 determines. At least one of the flow rate adjusting unit 63 (specifically, the opening / closing unit 633) and the flow rate adjusting unit 53 is controlled so as to stop the supply of the fuel gas to the fuel cell 51. Therefore, the supply of fuel gas to the fuel cell 51 is stopped, and the fuel cell 51 stops power generation.

なお、実施形態2に係る燃料ガス調節方法は、図3に示す燃料ガス調節方法と同様である。ただし、実施形態2では、ステップS1において、制御部171は、第1圧力検出部291から不活性ガス配管431の内部圧力P1を示す情報を取得する。また、制御部171は、第1燃料ガス配管411の内部圧力P2の推定値PXを算出する。また、ステップS2において、制御部171は、不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2の推定値PXが、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足するか否かを判定する。 The fuel gas adjusting method according to the second embodiment is the same as the fuel gas adjusting method shown in FIG. However, in the second embodiment, in step S1, the control unit 171 acquires information indicating the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 from the first pressure detection unit 291. Further, the control unit 171 calculates an estimated value PX of the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411. Further, in step S2, the control unit 171 satisfies the forward passage condition of the second backflow regulation unit 31 with the estimated value PX of the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411. Determine whether or not to do so.

(変形例)
図5を参照して、実施形態2の変形例を説明する。変形例は、不活性ガスが燃料ガスに混入した場合に、燃料ガスの流量を増加させる点で、実施形態2と主に異なる。以下、変形例が実施形態2と異なる点を主に説明する。
(Modification example)
A modified example of the second embodiment will be described with reference to FIG. The modified example is mainly different from the second embodiment in that the flow rate of the fuel gas is increased when the inert gas is mixed with the fuel gas. Hereinafter, the points that the modified example differs from the second embodiment will be mainly described.

変形例では、図5に示す検出部29Aの検出結果が、不活性ガスが燃料ガスに混入したことを示す場合、制御部171は、不活性ガスが燃料ガスに混入する前の燃料ガスの流量よりも、燃料電池51への燃料ガスの流量を増加するように流量調節部FLを制御する。この点は、実施形態2と同様である。従って、不活性ガスの混入によって燃料ガスの燃料濃度が低下した場合であっても、燃料電池51の発電性能が低下することを抑制できる。 In the modified example, when the detection result of the detection unit 29A shown in FIG. 5 indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas, the control unit 171 determines the flow rate of the fuel gas before the inert gas is mixed in the fuel gas. Rather, the flow rate adjusting unit FL is controlled so as to increase the flow rate of the fuel gas to the fuel cell 51. This point is the same as in the second embodiment. Therefore, even when the fuel concentration of the fuel gas is lowered due to the mixing of the inert gas, it is possible to suppress the deterioration of the power generation performance of the fuel cell 51.

具体的には、制御部171は、不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2の推定値PXが、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足するか否かを判定する。順方向通過条件は、内部圧力P1および推定値PX使用する場合の実施形態2の順方向通過条件と同じである。 Specifically, in the control unit 171, the estimated value PX of the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 satisfies the forward passage condition of the second backflow control unit 31. Judge whether or not. The forward passage condition is the same as the forward passage condition of the second embodiment when the internal pressure P1 and the estimated value PX are used.

不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2の推定値PXが、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足したと判定した場合、制御部171は、内部圧力P1および推定値PXが順方向通過条件を満足していない時の燃料ガスの流量よりも、燃料電池51への燃料ガスの流量を増加するように流量調節部FLを制御する。従って、燃料電池51の発電性能が低下することを抑制できる。 When it is determined that the estimated value PX of the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411 satisfies the forward passage condition of the second backflow regulation unit 31, the control unit 171 determines. The flow rate adjusting unit FL is controlled so that the flow rate of the fuel gas to the fuel cell 51 is increased more than the flow rate of the fuel gas when the internal pressure P1 and the estimated value PX do not satisfy the forward passage condition. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the power generation performance of the fuel cell 51.

なお、実施形態2の変形例に係る燃料ガス調節方法は、図4に示す燃料ガス調節方法と同様である。ただし、実施形態2の変形例では、ステップS11において、制御部171は、第1圧力検出部291から不活性ガス配管431の内部圧力P1を示す情報を取得する。また、制御部171は、第1燃料ガス配管411の内部圧力P2の推定値PXを算出する。また、ステップS12において、制御部171は、不活性ガス配管431の内部圧力P1および第1燃料ガス配管411の内部圧力P2の推定値PXが、第2逆流規制部31の順方向通過条件を満足するか否かを判定する。 The fuel gas adjusting method according to the modified example of the second embodiment is the same as the fuel gas adjusting method shown in FIG. However, in the modified example of the second embodiment, in step S11, the control unit 171 acquires information indicating the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 from the first pressure detection unit 291. Further, the control unit 171 calculates an estimated value PX of the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411. Further, in step S12, the control unit 171 satisfies the forward passage condition of the second backflow regulation unit 31 with the estimated value PX of the internal pressure P1 of the inert gas pipe 431 and the internal pressure P2 of the first fuel gas pipe 411. Determine whether or not to do so.

(実施形態3)
図6を参照して、本発明の実施形態3に係る燃料電池船100を説明する。実施形態3は、燃料電池51が発電する電力に起因する電気量(以下、「電気量EA」と記載)を制御に利用する点で、実施形態1と主に異なる。実施形態3に係る燃料電池船100の構成は、図1に示す燃料電池船100の構成と同様である。以下、実施形態3が実施形態1と異なる点を主に説明する。
(Embodiment 3)
The fuel cell ship 100 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is mainly different from the first embodiment in that the amount of electricity generated by the electric power generated by the fuel cell 51 (hereinafter referred to as “electric energy EA”) is used for control. The configuration of the fuel cell ship 100 according to the third embodiment is the same as the configuration of the fuel cell ship 100 shown in FIG. Hereinafter, the points that the third embodiment is different from the first embodiment will be mainly described.

図6は、実施形態3に係る燃料電池システム5Aおよび燃料ガス供給システム6Bを示すブロック図である。図6に示すように、燃料電池船100は、燃料電池システム5Aおよび燃料ガス供給システム6Bを備える。 FIG. 6 is a block diagram showing a fuel cell system 5A and a fuel gas supply system 6B according to the third embodiment. As shown in FIG. 6, the fuel cell ship 100 includes a fuel cell system 5A and a fuel gas supply system 6B.

燃料ガス供給システム6Bは、図2に示す検出部29を有しない。従って、実施形態3によれば、燃料ガス供給システム6Bの構成を簡素化できる。 The fuel gas supply system 6B does not have the detection unit 29 shown in FIG. Therefore, according to the third embodiment, the configuration of the fuel gas supply system 6B can be simplified.

燃料電池システム5Aは、検出部29Bを備える。検出部29Bは、不活性ガスが不活性ガス配管431から第2逆流規制部31を通って燃料ガス配管41中の燃料ガスに混入したことを検出する。具体的には、検出部29Bは、燃料電池51が発電する電力に起因する電気量EAを検出する。 The fuel cell system 5A includes a detection unit 29B. The detection unit 29B detects that the inert gas has been mixed into the fuel gas in the fuel gas pipe 41 from the inert gas pipe 431 through the second backflow control unit 31. Specifically, the detection unit 29B detects the electric energy EA caused by the electric power generated by the fuel cell 51.

電気量EAは、不活性ガスが燃料ガスに混入したことを示すことの可能な物理量PYである。つまり、電気量EAは、燃料ガス配管41中の燃料ガスの燃料濃度が低下したことを示すことの可能な物理量PYである。なぜなら、燃料濃度が低下すると、燃料電池51の発電性能が低下するため、発電性能の低下に応じて、燃料電池51が発電する電力に起因する電気量EAも変化するからである。 The electric quantity EA is a physical quantity PY that can indicate that the inert gas is mixed in the fuel gas. That is, the electric quantity EA is a physical quantity PY that can indicate that the fuel concentration of the fuel gas in the fuel gas pipe 41 has decreased. This is because when the fuel concentration decreases, the power generation performance of the fuel cell 51 decreases, and therefore, the amount of electricity EA caused by the electric power generated by the fuel cell 51 also changes according to the decrease in the power generation performance.

電気量EAは、実施形態1では、「電圧」または「電流」である。電気量EAの詳細は後述する。 The electric energy EA is "voltage" or "current" in the first embodiment. The details of the electric energy EA will be described later.

制御部171は、燃料電池51の電力に起因する電気量EAに基づいて、燃料ガスの流量を調節するように流量調節部63および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、実施形態3によれば、制御部171は、不活性ガスの混入に起因して燃料ガスの燃料濃度が低下した場合に、燃料電池51に供給する燃料ガスの流量を調節することができる。その結果、不活性ガスの混入に起因する燃料濃度の低下が燃料電池51の発電に対して与える影響を軽減できる。この点は、実施形態1と同様である。 The control unit 171 controls at least one of the flow rate adjusting unit 63 and the flow rate adjusting unit 53 so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the electric amount EA caused by the electric power of the fuel cell 51. Therefore, according to the third embodiment, the control unit 171 can adjust the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51 when the fuel concentration of the fuel gas decreases due to the mixing of the inert gas. .. As a result, it is possible to reduce the influence of the decrease in fuel concentration due to the mixing of the inert gas on the power generation of the fuel cell 51. This point is the same as that of the first embodiment.

特に、実施形態3では、検出部29Bの検出結果が、不活性ガスが燃料ガスに混入したことを示す場合、制御部171は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止するように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。 In particular, in the third embodiment, when the detection result of the detection unit 29B indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas, the control unit 171 adjusts the flow rate so as to stop the supply of the fuel gas to the fuel cell 51. It controls at least one of the unit 63 (specifically, the opening / closing unit 633) and the flow rate adjusting unit 53.

具体的には、検出部29Bは、電流計290と、電圧計293とを含む。電流計290は、燃料電池51の出力電流を検出して、出力電流の電流値を示す信号を制御部171に出力する。電圧計293は、燃料電池51の出力電圧を検出して、出力電圧の電圧値を示す信号を制御部171に出力する。 Specifically, the detection unit 29B includes an ammeter 290 and a voltmeter 293. The ammeter 290 detects the output current of the fuel cell 51 and outputs a signal indicating the current value of the output current to the control unit 171. The voltmeter 293 detects the output voltage of the fuel cell 51 and outputs a signal indicating the voltage value of the output voltage to the control unit 171.

燃料電池51の出力電流および出力電圧の各々は、燃料電池51が発電する電力に起因する電気量EAの一例である。燃料濃度が低下すると、燃料電池51の出力電圧が低下する。従って、燃料電池51が出力する電力を一定に制御する場合は、燃料濃度が低下して燃料電池51の出力電圧が低下すると、出力電流を増加させる。換言すれば、燃料電池51が出力する電力を一定に制御する場合は、燃料濃度が低下すると、燃料電池51の出力電流が増加する。なお、電力は電圧と電流との積によって表される(電力=電圧×電流)。 Each of the output current and the output voltage of the fuel cell 51 is an example of the amount of electricity EA caused by the electric power generated by the fuel cell 51. When the fuel concentration decreases, the output voltage of the fuel cell 51 decreases. Therefore, when the electric power output by the fuel cell 51 is controlled to be constant, the output current is increased when the fuel concentration decreases and the output voltage of the fuel cell 51 decreases. In other words, when the electric power output by the fuel cell 51 is controlled to be constant, the output current of the fuel cell 51 increases as the fuel concentration decreases. Electric power is expressed by the product of voltage and current (electric power = voltage x current).

そこで、制御部171は、燃料電池51の出力電流の電流値が、電流閾値THA以上であるか否かを判定する。燃料電池51の出力電流の電流値が電流閾値THA以上であることは、不活性ガスが第1燃料ガス配管411中の燃料ガスに混入したことを示す。電流閾値THAは、実験的および/または経験的に定められる。 Therefore, the control unit 171 determines whether or not the current value of the output current of the fuel cell 51 is equal to or higher than the current threshold value THA. When the current value of the output current of the fuel cell 51 is equal to or higher than the current threshold THA, it indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas in the first fuel gas pipe 411. The current threshold THA is determined experimentally and / or empirically.

燃料電池51の出力電流の電流値が、電流閾値THA以上であると判定した場合、制御部171は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止するように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、燃料電池51への燃料ガスの供給が停止され、燃料電池51は発電を停止する。 When it is determined that the current value of the output current of the fuel cell 51 is equal to or higher than the current threshold THA, the control unit 171 controls the flow rate adjusting unit 63 (specifically, the flow rate adjusting unit 63) so as to stop the supply of the fuel gas to the fuel cell 51. It controls at least one of the opening / closing unit 633) and the flow rate adjusting unit 53. Therefore, the supply of fuel gas to the fuel cell 51 is stopped, and the fuel cell 51 stops power generation.

または、制御部171は、燃料電池51の出力電圧の電圧値が、電圧閾値THB以下であるか否かを判定する。燃料電池51の出力電圧の電圧値が電圧閾値THB以下であることは、不活性ガスが第1燃料ガス配管411中の燃料ガスに混入したことを示す。電圧閾値THBは、実験的および/または経験的に定められる。 Alternatively, the control unit 171 determines whether or not the voltage value of the output voltage of the fuel cell 51 is equal to or less than the voltage threshold THB. When the voltage value of the output voltage of the fuel cell 51 is equal to or less than the voltage threshold THB, it indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas in the first fuel gas pipe 411. The voltage threshold THB is determined experimentally and / or empirically.

燃料電池51の出力電圧の電圧値が、電圧閾値THB以下であると判定した場合、制御部171は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止するように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、燃料電池51への燃料ガスの供給が停止され、燃料電池51は発電を停止する。 When it is determined that the voltage value of the output voltage of the fuel cell 51 is equal to or less than the voltage threshold THB, the control unit 171 controls the flow rate adjusting unit 63 (specifically, the flow rate adjusting unit 63) so as to stop the supply of the fuel gas to the fuel cell 51. It controls at least one of the opening / closing unit 633) and the flow rate adjusting unit 53. Therefore, the supply of fuel gas to the fuel cell 51 is stopped, and the fuel cell 51 stops power generation.

なお、燃料電池システム5Aは、電流計290および電圧計293のうちの少なくとも1つを備えていればよい。 The fuel cell system 5A may include at least one of an ammeter 290 and a voltmeter 293.

また、実施形態3に係る燃料ガス調節方法は、図3に示す燃料ガス調節方法と同様である。ただし、実施形態3では、ステップS1において、制御部171は、電流計290から燃料電池51の出力電流の電流値を取得する。または、制御部171は、電圧計293から燃料電池51の出力電圧の電圧値を取得する。さらに、ステップS2において、制御部171は、燃料電池51の出力電流の電流値が、電流閾値THA以上であるか否かを判定する。または、制御部171は、燃料電池51の出力電圧の電圧値が、電圧閾値THB以下であるか否かを判定する。 Further, the fuel gas adjusting method according to the third embodiment is the same as the fuel gas adjusting method shown in FIG. However, in the third embodiment, in step S1, the control unit 171 acquires the current value of the output current of the fuel cell 51 from the ammeter 290. Alternatively, the control unit 171 acquires the voltage value of the output voltage of the fuel cell 51 from the voltmeter 293. Further, in step S2, the control unit 171 determines whether or not the current value of the output current of the fuel cell 51 is equal to or higher than the current threshold THA. Alternatively, the control unit 171 determines whether or not the voltage value of the output voltage of the fuel cell 51 is equal to or less than the voltage threshold THB.

(変形例)
図6を参照して、実施形態3の変形例を説明する。変形例は、不活性ガスが燃料ガスに混入した場合に、燃料ガスの流量を増加させる点で、実施形態3と主に異なる。以下、変形例が実施形態3と異なる点を主に説明する。
(Modification example)
A modified example of the third embodiment will be described with reference to FIG. The modified example is mainly different from the third embodiment in that the flow rate of the fuel gas is increased when the inert gas is mixed with the fuel gas. Hereinafter, the points that the modified example differs from the third embodiment will be mainly described.

図6に示す燃料電池51の出力電流の電流値が、電流閾値THA以上であると判定した場合、制御部171は、不活性ガスが燃料ガスに混入する前の燃料ガスの流量よりも、燃料電池51へ供給する燃料ガスの流量を増加するように流量調節部FLを制御する。従って、不活性ガスの混入によって燃料ガスの燃料濃度が低下した場合であっても、燃料電池51の発電性能が低下することを抑制できる。 When it is determined that the current value of the output current of the fuel cell 51 shown in FIG. 6 is equal to or higher than the current threshold THA, the control unit 171 determines that the fuel flow is higher than the flow rate of the fuel gas before the inert gas is mixed with the fuel gas. The flow rate adjusting unit FL is controlled so as to increase the flow rate of the fuel gas supplied to the battery 51. Therefore, even when the fuel concentration of the fuel gas is lowered due to the mixing of the inert gas, it is possible to suppress the deterioration of the power generation performance of the fuel cell 51.

または、燃料電池51の出力電圧の電圧値が、電圧閾値THB以下であると判定した場合、制御部171は、不活性ガスが燃料ガスに混入する前の燃料ガスの流量よりも、燃料電池51へ供給する燃料ガスの流量を増加するように流量調節部FLを制御する。従って、不活性ガスの混入によって燃料ガスの燃料濃度が低下した場合であっても、燃料電池51の発電性能が低下することを抑制できる。 Alternatively, when it is determined that the voltage value of the output voltage of the fuel cell 51 is equal to or less than the voltage threshold THB, the control unit 171 determines that the flow rate of the fuel gas before the inert gas is mixed with the fuel gas is higher than the flow rate of the fuel gas 51. The flow rate adjusting unit FL is controlled so as to increase the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel gas. Therefore, even when the fuel concentration of the fuel gas is lowered due to the mixing of the inert gas, it is possible to suppress the deterioration of the power generation performance of the fuel cell 51.

なお、燃料電池システム5Aは、電流計290および電圧計293のうちの少なくとも1つを備えていればよい。 The fuel cell system 5A may include at least one of an ammeter 290 and a voltmeter 293.

また、実施形態3の変形例に係る燃料ガス調節方法は、図4に示す燃料ガス調節方法と同様である。ただし、実施形態3の変形例では、ステップS11において、制御部171は、電流計290から燃料電池51の出力電流の電流値を取得する。または、制御部171は、電圧計293から燃料電池51の出力電圧の電圧値を取得する。さらに、ステップS12において、制御部171は、燃料電池51の出力電流の電流値が、電流閾値THA以上であるか否かを判定する。または、制御部171は、燃料電池51の出力電圧の電圧値が、電圧閾値THB以下であるか否かを判定する。 Further, the fuel gas adjusting method according to the modified example of the third embodiment is the same as the fuel gas adjusting method shown in FIG. However, in the modification of the third embodiment, in step S11, the control unit 171 acquires the current value of the output current of the fuel cell 51 from the ammeter 290. Alternatively, the control unit 171 acquires the voltage value of the output voltage of the fuel cell 51 from the voltmeter 293. Further, in step S12, the control unit 171 determines whether or not the current value of the output current of the fuel cell 51 is equal to or higher than the current threshold THA. Alternatively, the control unit 171 determines whether or not the voltage value of the output voltage of the fuel cell 51 is equal to or less than the voltage threshold THB.

(実施形態4)
図7を参照して、本発明の実施形態4に係る燃料電池船100を説明する。実施形態4は、燃料ガス配管41中の燃料ガスの燃料濃度を検出する点で、実施形態1と主に異なる。実施形態1に係る燃料電池船100の構成は、図1に示す燃料電池船100の構成と同様である。以下、実施形態4が実施形態1と異なる点を主に説明する。
(Embodiment 4)
The fuel cell ship 100 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. The fourth embodiment is mainly different from the first embodiment in that the fuel concentration of the fuel gas in the fuel gas pipe 41 is detected. The configuration of the fuel cell ship 100 according to the first embodiment is the same as the configuration of the fuel cell ship 100 shown in FIG. Hereinafter, the differences between the fourth embodiment and the first embodiment will be mainly described.

図7は、実施形態4に係る燃料電池システム5および燃料ガス供給システム6Cを示すブロック図である。図6に示すように、燃料電池船100は、燃料ガス供給システム6Cを備える。燃料ガス供給システム6Cは、検出部29Cを含む。従って、燃料ガス供給システム6Cは、図2に示す検出部29を含まない。 FIG. 7 is a block diagram showing a fuel cell system 5 and a fuel gas supply system 6C according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 6, the fuel cell ship 100 includes a fuel gas supply system 6C. The fuel gas supply system 6C includes a detection unit 29C. Therefore, the fuel gas supply system 6C does not include the detection unit 29 shown in FIG.

検出部29Cは、不活性ガスが不活性ガス配管431から第2逆流規制部31を通って燃料ガス配管41中の燃料ガスに混入したことを検出する。具体的には、検出部29Cは、燃料ガス配管41中の燃料ガスの燃料濃度を検出して、燃料濃度を示す信号を制御部171に出力する。更に具体的には、検出部29Cは、第1燃料ガス配管411中の燃料ガスの燃料濃度を検出して、燃料濃度を示す信号を制御部171に出力する。検出部29Cは、典型的には、濃度センサーである。 The detection unit 29C detects that the inert gas has been mixed into the fuel gas in the fuel gas pipe 41 from the inert gas pipe 431 through the second backflow control unit 31. Specifically, the detection unit 29C detects the fuel concentration of the fuel gas in the fuel gas pipe 41 and outputs a signal indicating the fuel concentration to the control unit 171. More specifically, the detection unit 29C detects the fuel concentration of the fuel gas in the first fuel gas pipe 411 and outputs a signal indicating the fuel concentration to the control unit 171. The detection unit 29C is typically a concentration sensor.

燃料ガス配管41中の燃料濃度(第1燃料ガス配管411中の燃料濃度)は、不活性ガスが燃料ガスに混入したことを示すことの可能な物理量PYである。 The fuel concentration in the fuel gas pipe 41 (fuel concentration in the first fuel gas pipe 411) is a physical quantity PY that can indicate that the inert gas is mixed in the fuel gas.

制御部171は、検出部29Cによって検出された燃料濃度に基づいて、燃料ガスの流量を調節するように流量調節部63および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、実施形態4によれば、制御部171は、不活性ガスの混入に起因して燃料ガスの燃料濃度が低下した場合に、燃料電池51に供給する燃料ガスの流量を調節することができる。その結果、不活性ガスの混入に起因する燃料濃度の低下が燃料電池51の発電に対して与える影響を軽減できる。この点は、実施形態1と同様である。 The control unit 171 controls at least one of the flow rate adjustment unit 63 and the flow rate adjustment unit 53 so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the fuel concentration detected by the detection unit 29C. Therefore, according to the fourth embodiment, the control unit 171 can adjust the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51 when the fuel concentration of the fuel gas decreases due to the mixing of the inert gas. .. As a result, it is possible to reduce the influence of the decrease in fuel concentration due to the mixing of the inert gas on the power generation of the fuel cell 51. This point is the same as that of the first embodiment.

特に、実施形態4では、検出部29Cによって検出された燃料濃度が、濃度閾値THC以下か否かを判定する。濃度閾値THCは、実験的および/または経験的に定められる。 In particular, in the fourth embodiment, it is determined whether or not the fuel concentration detected by the detection unit 29C is equal to or less than the concentration threshold THC. The concentration threshold THC is determined experimentally and / or empirically.

そして、燃料ガスの燃料濃度が、濃度閾値THC以下であると判定した場合、制御部171は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止するように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、燃料電池51への燃料ガスの供給が停止され、燃料電池51は発電を停止する。燃料ガスの燃料濃度が濃度閾値THC以下であると判定されたことは、燃料ガスに不活性ガスが混入したことを示す。 When it is determined that the fuel concentration of the fuel gas is equal to or less than the concentration threshold THC, the control unit 171 determines the flow rate adjusting unit 63 (specifically, the opening / closing unit) so as to stop the supply of the fuel gas to the fuel cell 51. 633) and at least one of the flow control unit 53 are controlled. Therefore, the supply of fuel gas to the fuel cell 51 is stopped, and the fuel cell 51 stops power generation. The fact that the fuel concentration of the fuel gas is determined to be equal to or lower than the concentration threshold THC indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas.

なお、実施形態4に係る燃料ガス調節方法は、図3に示す燃料ガス調節方法と同様である。ただし、実施形態4では、ステップS1において、制御部171は、検出部29Cから燃料ガスの燃料濃度を取得する。また、ステップS2において、制御部171は、検出部29Cによって検出された燃料濃度が、濃度閾値THC以下か否かを判定する。 The fuel gas adjusting method according to the fourth embodiment is the same as the fuel gas adjusting method shown in FIG. However, in the fourth embodiment, in step S1, the control unit 171 acquires the fuel concentration of the fuel gas from the detection unit 29C. Further, in step S2, the control unit 171 determines whether or not the fuel concentration detected by the detection unit 29C is equal to or less than the concentration threshold THC.

ここで、検出部29Cは、燃料ガス配管41中の不活性ガスの濃度を検出して、不活性ガスの濃度を示す信号を制御部171に出力してもよい。具体的には、検出部29Cは、第1燃料ガス配管411中の不活性ガスの濃度を検出して、不活性ガスの濃度を示す信号を制御部171に出力してもよい。検出部29Cは、典型的には、濃度センサーである。 Here, the detection unit 29C may detect the concentration of the inert gas in the fuel gas pipe 41 and output a signal indicating the concentration of the inert gas to the control unit 171. Specifically, the detection unit 29C may detect the concentration of the inert gas in the first fuel gas pipe 411 and output a signal indicating the concentration of the inert gas to the control unit 171. The detection unit 29C is typically a concentration sensor.

燃料ガス配管41中の不活性ガスの濃度(第1燃料ガス配管411中の不活性ガスの濃度)は、不活性ガスが燃料ガスに混入したことを示すことの可能な物理量PYである。 The concentration of the inert gas in the fuel gas pipe 41 (the concentration of the inert gas in the first fuel gas pipe 411) is a physical quantity PY that can indicate that the inert gas is mixed in the fuel gas.

制御部171は、検出部29Cによって検出された不活性ガスの濃度が、濃度閾値THD以上か否かを判定する。濃度閾値THDは、実験的および/または経験的に定められる。 The control unit 171 determines whether or not the concentration of the inert gas detected by the detection unit 29C is equal to or higher than the concentration threshold THD. The concentration threshold THD is determined experimentally and / or empirically.

そして、不活性ガスの濃度が、濃度閾値THD以上であると判定した場合、制御部171は、燃料電池51への燃料ガスの供給を停止するように流量調節部63(具体的には開閉部633)および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、燃料電池51への燃料ガスの供給が停止され、燃料電池51は発電を停止する。 When it is determined that the concentration of the inert gas is equal to or higher than the concentration threshold THD, the control unit 171 determines the flow rate adjusting unit 63 (specifically, the opening / closing unit) so as to stop the supply of the fuel gas to the fuel cell 51. 633) and at least one of the flow rate adjusting unit 53 are controlled. Therefore, the supply of fuel gas to the fuel cell 51 is stopped, and the fuel cell 51 stops power generation.

(変形例)
図7を参照して、実施形態4の変形例を説明する。変形例は、不活性ガスが燃料ガスに混入した場合に、燃料ガスの流量を増加させる点で、実施形態4と主に異なる。以下、変形例が実施形態4と異なる点を主に説明する。
(Modification example)
A modified example of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 7. The modified example is mainly different from the fourth embodiment in that the flow rate of the fuel gas is increased when the inert gas is mixed with the fuel gas. Hereinafter, the points that the modified example differs from the fourth embodiment will be mainly described.

図7に示す検出部29Cによって検出された燃料濃度が、濃度閾値THC以下であると判定した場合、制御部171は、燃料濃度が濃度閾値THC以下と判定される前の燃料ガスの流量よりも、燃料電池51へ供給する燃料ガスの流量を増加するように流量調節部FLを制御する。従って、不活性ガスの混入によって燃料ガスの燃料濃度が低下した場合であっても、燃料電池51の発電性能が低下することを抑制できる。 When it is determined that the fuel concentration detected by the detection unit 29C shown in FIG. 7 is equal to or less than the concentration threshold THC, the control unit 171 is more than the flow rate of the fuel gas before the fuel concentration is determined to be equal to or less than the concentration threshold THC. , The flow rate adjusting unit FL is controlled so as to increase the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51. Therefore, even when the fuel concentration of the fuel gas is lowered due to the mixing of the inert gas, it is possible to suppress the deterioration of the power generation performance of the fuel cell 51.

なお、実施形態4の変形例に係る燃料ガス調節方法は、図4に示す燃料ガス調節方法と同様である。ただし、実施形態4の変形例では、ステップS11において、制御部171は、検出部29Cから燃料濃度を取得する。また、ステップS12において、制御部171は、燃料濃度が濃度閾値THC以下であるか否かを判定する。 The fuel gas adjusting method according to the modified example of the fourth embodiment is the same as the fuel gas adjusting method shown in FIG. However, in the modified example of the fourth embodiment, in step S11, the control unit 171 acquires the fuel concentration from the detection unit 29C. Further, in step S12, the control unit 171 determines whether or not the fuel concentration is equal to or less than the concentration threshold THC.

ここで、検出部29Cは、燃料ガス配管41中の不活性ガスの濃度(第1燃料ガス配管411中の不活性ガスの濃度)を検出して、不活性ガスの濃度を示す信号を制御部171に出力してもよい。そして、不活性ガスの濃度が、濃度閾値THD以上であると判定した場合、制御部171は、燃料電池51へ供給する燃料ガスの流量を増加するように流量調節部FLを制御してもよい。 Here, the detection unit 29C detects the concentration of the inert gas in the fuel gas pipe 41 (the concentration of the inert gas in the first fuel gas pipe 411), and controls a signal indicating the concentration of the inert gas. It may be output to 171. When it is determined that the concentration of the inert gas is equal to or higher than the concentration threshold THD, the control unit 171 may control the flow rate adjusting unit FL so as to increase the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 51. ..

(実施形態5)
図8を参照して、本発明の実施形態5に係る燃料電池船100を説明する。実施形態5は、複数の燃料ガスタンク61を備える点で、実施形態1と主に異なる。実施形態5に係る燃料電池船100の構成は、図1に示す燃料電池船100の構成と同様である。以下、実施形態5が実施形態1と異なる点を主に説明する。
(Embodiment 5)
The fuel cell ship 100 according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is mainly different from the first embodiment in that it includes a plurality of fuel gas tanks 61. The configuration of the fuel cell ship 100 according to the fifth embodiment is the same as the configuration of the fuel cell ship 100 shown in FIG. Hereinafter, the differences between the fifth embodiment and the first embodiment will be mainly described.

図8は、実施形態5に係る燃料電池システム5および燃料ガス供給システム6Dを示すブロック図である。図8に示すように、燃料ガス供給システム6Dは、複数の燃料ガスタンク61を含む。図8の例では、燃料ガス供給システム6Dは、燃料ガスタンク61A~61Dを含む。第1燃料ガス配管411は、配管411aと、配管411bとを含む。第2燃料ガス配管412は、配管412aと、配管412bとを含む。また、燃料電池船100は、継手JT1~継手JT4を含む。 FIG. 8 is a block diagram showing a fuel cell system 5 and a fuel gas supply system 6D according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 8, the fuel gas supply system 6D includes a plurality of fuel gas tanks 61. In the example of FIG. 8, the fuel gas supply system 6D includes fuel gas tanks 61A to 61D. The first fuel gas pipe 411 includes the pipe 411a and the pipe 411b. The second fuel gas pipe 412 includes the pipe 412a and the pipe 412b. Further, the fuel cell ship 100 includes joints JT1 to JT4.

配管411aは、燃料ガス導入口21から延びており、燃料ガスタンク61Aおよび燃料ガスタンク61Bに接続される。具体的には、配管411aは、燃料ガスタンク61Aおよび燃料ガスタンク61Bの逆流規制部B1に接続される。配管411bは、継手JT3を介して配管411aに接続され、燃料ガスタンク61Cおよび燃料ガスタンク61Dに接続される。具体的には、配管411bは、燃料ガスタンク61Cおよび燃料ガスタンク61Dの逆流規制部B1に接続される。 The pipe 411a extends from the fuel gas introduction port 21 and is connected to the fuel gas tank 61A and the fuel gas tank 61B. Specifically, the pipe 411a is connected to the fuel gas tank 61A and the backflow regulating portion B1 of the fuel gas tank 61B. The pipe 411b is connected to the pipe 411a via the joint JT3, and is connected to the fuel gas tank 61C and the fuel gas tank 61D. Specifically, the pipe 411b is connected to the fuel gas tank 61C and the backflow regulating portion B1 of the fuel gas tank 61D.

配管412aは、燃料ガスタンク61Aおよび燃料ガスタンク61Bに接続され、継手JT2まで延びている。具体的には、配管412aは、燃料ガスタンク61Aおよび燃料ガスタンク61Bの開閉部B2に接続される。配管412bは、燃料ガスタンク61Cおよび燃料ガスタンク61Dから延びており、継手JT4を介して配管412aに接続される。具体的には、配管412bは、燃料ガスタンク61Cおよび燃料ガスタンク61Dの開閉部B2に接続される。 The pipe 412a is connected to the fuel gas tank 61A and the fuel gas tank 61B and extends to the joint JT2. Specifically, the pipe 412a is connected to the fuel gas tank 61A and the opening / closing portion B2 of the fuel gas tank 61B. The pipe 412b extends from the fuel gas tank 61C and the fuel gas tank 61D, and is connected to the pipe 412a via the joint JT4. Specifically, the pipe 412b is connected to the fuel gas tank 61C and the opening / closing portion B2 of the fuel gas tank 61D.

実施形態5では、実施形態1と同様に、制御部171は、検出部29の検出結果に基づいて、燃料ガスの流量を調節するように流量調節部63および流量調節部53のうちの少なくとも一方を制御する。従って、実施形態5によれば、実施形態1と同様に、制御部171は、不活性ガスの混入に起因して燃料ガスの燃料濃度が低下した場合に、燃料電池51に供給する燃料ガスの流量を調節することができる。その結果、不活性ガスの混入に起因する燃料濃度の低下が燃料電池51の発電に対して与える影響を軽減できる。 In the fifth embodiment, as in the first embodiment, the control unit 171 adjusts at least one of the flow rate adjusting unit 63 and the flow rate adjusting unit 53 so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the detection result of the detection unit 29. To control. Therefore, according to the fifth embodiment, as in the first embodiment, the control unit 171 supplies the fuel gas to the fuel cell 51 when the fuel concentration of the fuel gas decreases due to the mixing of the inert gas. The flow rate can be adjusted. As a result, it is possible to reduce the influence of the decrease in fuel concentration due to the mixing of the inert gas on the power generation of the fuel cell 51.

その他、実施形態5において、燃料ガスタンク61への燃料ガスの充填手順、不活性ガスによる燃料ガスのパージ手順、および、燃料電池51への燃料ガスの供給手順は、それぞれ、実施形態1に係る燃料ガスタンク61への燃料ガスの充填手順、不活性ガスによる燃料ガスのパージ手順、および、燃料電池51への燃料ガスの供給手順と同様である。 In addition, in the fifth embodiment, the procedure for filling the fuel gas tank 61 with the fuel gas, the procedure for purging the fuel gas with the inert gas, and the procedure for supplying the fuel gas to the fuel cell 51 are the fuels according to the first embodiment, respectively. The procedure is the same as the procedure for filling the gas tank 61 with the fuel gas, the procedure for purging the fuel gas with the inert gas, and the procedure for supplying the fuel gas to the fuel cell 51.

なお、実施形態1の変形例に係る燃料ガス供給システム6、実施形態2およびその変形例に係る燃料ガス供給システム6A、実施形態3およびその変形例に係る燃料ガス供給システム6B、並びに、実施形態4およびその変形例に係る燃料ガス供給システム6Cが、複数の燃料ガスタンク61を備えていていもよい。 The fuel gas supply system 6 according to the modification of the first embodiment, the fuel gas supply system 6A according to the second embodiment and the modification thereof, the fuel gas supply system 6B according to the third embodiment and the modification thereof, and the embodiment. 4 and the fuel gas supply system 6C according to the modification thereof may include a plurality of fuel gas tanks 61.

以上、図面を参照して本発明の実施形態及び実施例について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。例えば、下記(1)~(7)の変形が可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、または、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。 The embodiments and examples of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be carried out in various embodiments without departing from the gist thereof. For example, the following modifications (1) to (7) are possible. In addition, the plurality of components disclosed in the above-described embodiment can be appropriately modified. For example, one component of all the components shown in one embodiment may be added to another component of another embodiment, or some of the components of all the components shown in one embodiment. The element may be removed from the embodiment.

また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。 In addition, the drawings are schematically shown mainly for each component in order to facilitate the understanding of the invention, and the thickness, length, number, spacing, etc. of each of the illustrated components are shown in the drawings. It may be different from the actual one for the convenience of. Further, the configuration of each component shown in the above embodiment is an example and is not particularly limited, and it goes without saying that various changes can be made without substantially deviating from the effect of the present invention. ..

本発明は、燃料電池船に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。 The present invention relates to a fuel cell ship and has industrial applicability.

29、29A~29C 検出部
31 第2逆流規制部(逆流規制部)
41 燃料ガス配管
43 不活性ガス配管
51 燃料電池
53、63 流量調節部
61、61A~61D 燃料ガスタンク
100 燃料電池船
171 制御部
291 第1圧力検出部
292 第2圧力検出部
411 第1燃料ガス配管
412 第2燃料ガス配管
29, 29A-29C Detection unit 31 Second backflow regulation unit (backflow regulation unit)
41 Fuel gas piping 43 Inactive gas piping 51 Fuel cell 53, 63 Flow control unit 61, 61A to 61D Fuel gas tank 100 Fuel cell ship 171 Control unit 291 First pressure detection unit 292 Second pressure detection unit 411 First fuel gas piping 412 2nd fuel gas pipe

Claims (7)

船体に推進力を発生させる推進装置と、
前記推進装置に電力を供給する燃料電池と、
前記燃料電池に供給する燃料ガスが流れる燃料ガス配管と、
前記燃料ガス配管に接続され、不活性ガスによる前記燃料ガスのパージ時に前記不活性ガスが導入される不活性ガス配管と、
前記不活性ガス配管に配置され、前記不活性ガスおよび前記燃料ガスの逆流を規制する逆流規制部と、
前記燃料電池へ供給する前記燃料ガスの流量を調節可能な流量調節部と、
前記不活性ガスが前記不活性ガス配管から前記逆流規制部を通って前記燃料ガス配管中の前記燃料ガスに混入したことを検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記燃料ガスの流量を調節するように前記流量調節部を制御する制御部と
を備える、燃料電池船。
A propulsion device that generates propulsive force on the hull,
A fuel cell that supplies electric power to the propulsion device,
The fuel gas pipe through which the fuel gas supplied to the fuel cell flows, and
An inert gas pipe connected to the fuel gas pipe and into which the inert gas is introduced when the fuel gas is purged with the inert gas.
A backflow control unit, which is arranged in the inert gas pipe and regulates the backflow of the inert gas and the fuel gas,
A flow rate adjusting unit capable of adjusting the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell,
A detection unit that detects that the inert gas has been mixed into the fuel gas in the fuel gas pipe from the inert gas pipe through the backflow regulation unit.
A fuel cell ship including a control unit that controls the flow rate adjusting unit so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the detection result of the detection unit.
前記検出部は、
前記逆流規制部よりも上流に配置され、前記不活性ガス配管の内部圧力を検出する第1圧力検出部と、
前記燃料ガス配管の内部圧力を検出する第2圧力検出部と
を含み、
前記制御部は、前記不活性ガス配管の前記内部圧力と、前記燃料ガス配管の前記内部圧力とに基づいて、前記燃料ガスの流量を調節するように前記流量調節部を制御する、請求項1に記載の燃料電池船。
The detector is
A first pressure detection unit, which is located upstream of the backflow regulation unit and detects the internal pressure of the inert gas pipe,
Includes a second pressure detector that detects the internal pressure of the fuel gas pipe.
The control unit controls the flow rate adjusting unit so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the internal pressure of the inert gas pipe and the internal pressure of the fuel gas pipe. The fuel cell ship described in.
前記燃料ガスを貯留する燃料ガスタンクをさらに備え、
前記燃料ガス配管は、
前記燃料ガスタンクに前記燃料ガスを供給する第1燃料ガス配管と、
前記燃料ガスタンクからの前記燃料ガスを前記燃料電池に供給する第2燃料ガス配管と
を含み、
前記不活性ガス配管は、前記第1燃料ガス配管に接続され、
前記第2圧力検出部は、前記第1燃料ガス配管の内部圧力を検出する、請求項2に記載の燃料電池船。
Further equipped with a fuel gas tank for storing the fuel gas,
The fuel gas pipe is
A first fuel gas pipe that supplies the fuel gas to the fuel gas tank,
Includes a second fuel gas pipe that supplies the fuel gas from the fuel gas tank to the fuel cell.
The inert gas pipe is connected to the first fuel gas pipe and is connected to the first fuel gas pipe.
The fuel cell ship according to claim 2, wherein the second pressure detecting unit detects the internal pressure of the first fuel gas pipe.
前記検出部は、前記逆流規制部よりも上流に配置される第1圧力検出部を含み、
前記第1圧力検出部は、前記不活性ガス配管の内部圧力を検出し、
前記制御部は、
前記燃料ガス配管の流路容積と、前記燃料電池への前記燃料ガスの供給量とに基づいて、前記燃料ガス配管の内部圧力の推定値を算出し、
前記不活性ガス配管の前記内部圧力と、前記推定値とに基づいて、前記燃料ガスの流量を調節するように前記流量調節部を制御する、請求項1に記載の燃料電池船。
The detection unit includes a first pressure detection unit located upstream of the backflow regulation unit.
The first pressure detecting unit detects the internal pressure of the inert gas pipe and determines the internal pressure.
The control unit
An estimated value of the internal pressure of the fuel gas pipe is calculated based on the flow path volume of the fuel gas pipe and the supply amount of the fuel gas to the fuel cell.
The fuel cell ship according to claim 1, wherein the flow rate adjusting unit controls the flow rate adjusting unit so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the internal pressure of the inert gas pipe and the estimated value.
前記検出部は、前記燃料電池が発電する前記電力に起因する電気量を検出し、
前記制御部は、前記電力に起因する前記電気量に基づいて、前記燃料ガスの流量を調節するように前記流量調節部を制御する、請求項1に記載の燃料電池船。
The detection unit detects the amount of electricity generated by the electric power generated by the fuel cell, and detects the amount of electricity generated by the electric power.
The fuel cell ship according to claim 1, wherein the control unit controls the flow rate adjusting unit so as to adjust the flow rate of the fuel gas based on the amount of electricity generated by the electric power.
前記検出部の検出結果が、前記不活性ガスが前記燃料ガスに混入したことを示す場合、前記制御部は、前記燃料電池への前記燃料ガスの供給を停止するように前記流量調節部を制御する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の燃料電池船。 When the detection result of the detection unit indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas, the control unit controls the flow control unit so as to stop the supply of the fuel gas to the fuel cell. The fuel cell ship according to any one of claims 1 to 5. 前記検出部の検出結果が、前記不活性ガスが前記燃料ガスに混入したことを示す場合、前記制御部は、前記燃料電池へ供給する前記燃料ガスの流量を増加するように前記流量調節部を制御する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の燃料電池船。 When the detection result of the detection unit indicates that the inert gas is mixed in the fuel gas, the control unit sets the flow rate adjusting unit so as to increase the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell. The fuel cell ship according to any one of claims 1 to 5, which is controlled.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2023176590A (en) * 2022-05-31 2023-12-13 株式会社ポル・メド・テック Method for producing transgenic pig, somatic cell cloning materials, transgenic pig, established somatic cells, and tissue or organ

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