JP2023122419A - Ammonia removal system - Google Patents

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JP2023122419A JP2022026102A JP2022026102A JP2023122419A JP 2023122419 A JP2023122419 A JP 2023122419A JP 2022026102 A JP2022026102 A JP 2022026102A JP 2022026102 A JP2022026102 A JP 2022026102A JP 2023122419 A JP2023122419 A JP 2023122419A
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智紀 長瀬
Tomonori Nagase
文宏 永滝
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Abstract

To provide a technique capable of using an eliminator to the maximum ability thereof and also capable of reducing the replacement frequency of the eliminator.SOLUTION: An ammonia removal system includes: a sensor detecting the state of reformed gas flowing through a first reformed gas passage; a first valve provided in the first reformed gas passage; a first eliminator generating fuel gas by removing ammonia from reformed gas passing through the first reformed gas passage; and a control unit. The first valve is configured to be switchable between a first state where reformed gas is supplied to the first eliminator through the first reformed gas passage and a second state where reformed gas is not supplied to the first eliminator through the first reformed gas passage. The control unit switches the first valve from the first state to the second state when it is determined, based on the detection value of the sensor, that the amount of ammonia supplied to the first eliminator through the first reformed gas passage reaches a predetermined first reference amount.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書に開示する技術は、アンモニア除去システムに関する。 TECHNICAL FIELD The technology disclosed herein relates to ammonia removal systems.

特許文献1にアンモニア除去設備が開示されている。特許文献1のアンモニア除去設備は、改質ガスが流れる改質ガス通路と、改質ガス通路に設けられた開閉弁と、改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去する除去器とを備えている。また、特許文献1のアンモニア除去設備は、除去器で処理された後の処理ガス中のアンモニア濃度を測定するアンモニア濃度測定装置を備え、アンモニア濃度測定装置によるアンモニア濃度の測定値が閾値を超えた場合に開閉弁を閉弁する。 Patent Literature 1 discloses an ammonia removal facility. The ammonia removal equipment of Patent Document 1 includes a reformed gas passage through which reformed gas flows, an on-off valve provided in the reformed gas passage, and a remover that removes ammonia from the reformed gas that has passed through the reformed gas passage. It has Further, the ammonia removal equipment of Patent Document 1 is equipped with an ammonia concentration measuring device that measures the concentration of ammonia in the treated gas after being treated by the remover, and the ammonia concentration measured by the ammonia concentration measuring device exceeds the threshold value. The on-off valve is closed when

特許第6810910号公報Japanese Patent No. 6810910

アンモニア除去設備では、除去器が破過する時期を予測することが難しく、除去器を能力の限界まで使用することができないことがあり、その結果、除去器の交換頻度が多くなることがある。特許文献1のアンモニア除去設備では、除去器で処理された後の処理ガス中のアンモニア濃度を測定するので、除去器が破過した後のアンモニア濃度を測定することがあり、その結果、除去器が破過した後に開閉弁を閉弁することになる。これを未然に防止しようとすると、除去器を早期に交換する必要があり、その結果、除去器の交換頻度が多くなる。そこで、本明細書は、除去器を能力の限界まで使用することができ、除去器の交換頻度を少なくすることができる技術を提供する。 In the ammonia removal equipment, it is difficult to predict when the remover will break through, and the remover may not be used to the limit of its capacity, resulting in frequent replacement of the remover. In the ammonia removal equipment of Patent Document 1, the concentration of ammonia in the treated gas after being treated by the remover is measured. After the breakthrough, the on-off valve is closed. To prevent this, it is necessary to replace the remover at an early stage, and as a result, the remover needs to be replaced more frequently. Therefore, the present specification provides a technique that allows the remover to be used to the limit of its ability and reduces the frequency of replacement of the remover.

本明細書が開示するアンモニア除去システムは、原料ガスを改質することにより改質ガスを生成する改質器と、前記改質器によって生成された改質ガスが流れる第1改質ガス通路と、前記第1改質ガス通路を流れる改質ガスの状態を検出するセンサと、前記第1改質ガス通路に設けられた第1弁と、前記第1改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第1除去器と、制御部と、を備えている。前記第1弁は、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスが供給される第1状態と、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスが供給されない第2状態と、に切り替え可能に構成されている。前記制御部は、前記センサの検出値に基づいて前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達したと判断する場合に、前記第1弁を前記第1状態から前記第2状態に切り替える。 The ammonia removal system disclosed in the present specification includes a reformer that reforms a raw material gas to produce a reformed gas, and a first reformed gas passage through which the reformed gas produced by the reformer flows. a sensor for detecting the state of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage; a first valve provided in the first reformed gas passage; and a reformed gas passing through the first reformed gas passage. a first remover that removes ammonia from the fuel gas to generate fuel gas; and a controller. The first valve has a first state in which reformed gas is supplied to the first remover through the first reformed gas passage, and a first state in which reformed gas is supplied to the first remover through the first reformed gas passage. It is configured to be switchable between a second state in which it is not supplied. When the controller determines that the amount of ammonia supplied to the first remover through the first reformed gas passage has reached a predetermined first reference amount based on the detected value of the sensor, Switching the first valve from the first state to the second state.

この構成によれば、第1除去器に供給されるアンモニアの量が第1基準量に達したと判断する場合に第1弁を第1状態から第2状態に切り替えることにより、第1除去器が破過する直前まで第1除去器に改質ガスを供給することができる。これにより、第1除去器をその能力の限界まで使用することができ、その結果、第1除去器の交換頻度を少なくすることができる。 According to this configuration, by switching the first valve from the first state to the second state when it is determined that the amount of ammonia supplied to the first remover has reached the first reference amount, the first remover The reformed gas can be supplied to the first remover until just before the breakthrough. As a result, the first remover can be used to the limit of its ability, and as a result, the replacement frequency of the first remover can be reduced.

前記センサは、前記第1改質ガス通路を流れる改質ガスの温度を検出する温度センサと、前記第1改質ガス通路を流れる改質ガスの圧力を検出する圧力センサと、を含んでいてもよい。前記制御部は、前記温度センサの検出値と前記圧力センサの検出値とから推定されるアンモニアの濃度を時間積分した積分値が所定の第1積分基準値に達した場合に、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が前記第1基準量に達したと判断してもよい。 The sensor includes a temperature sensor that detects the temperature of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage, and a pressure sensor that detects the pressure of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage. good too. When the integrated value obtained by time-integrating the ammonia concentration estimated from the detected value of the temperature sensor and the detected value of the pressure sensor reaches a predetermined first integration reference value, the control unit performs the first revision. It may be determined that the amount of ammonia supplied to the first remover through the quality gas passage has reached the first reference amount.

この構成によれば、温度センサと圧力センサを用いることにより、第1除去器に供給されるアンモニアの量を精度良く推定することができる。これにより、第1弁を第1状態から第2状態に切り替えるタイミングを精度良く制御することができる。 According to this configuration, the amount of ammonia supplied to the first remover can be accurately estimated by using the temperature sensor and the pressure sensor. This makes it possible to accurately control the timing of switching the first valve from the first state to the second state.

アンモニア除去システムは、前記第1弁を介して前記第1改質ガス通路から分岐しており、前記改質器によって生成された改質ガスが流れる第2改質ガス通路と、前記第2改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第2除去器と、を更に備えていてもよい。前記第1弁は、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスが供給される一方で前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスが供給されない前記第1状態と、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスが供給されない一方で前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスが供給される前記第2状態と、に切り替え可能に構成されていてもよい。 The ammonia removal system is branched from the first reformed gas passage via the first valve, and includes a second reformed gas passage through which the reformed gas produced by the reformer flows, and the second reformer. A second remover for generating fuel gas by removing ammonia from the reformed gas that has passed through the reformed gas passage may be further provided. The first valve is configured such that the reformed gas is supplied to the first remover through the first reformed gas passage and the reformed gas is not supplied to the second remover through the second reformed gas passage. the first state and the second state in which reformed gas is not supplied to the first remover through the first reformed gas passage and reformed gas is supplied to the second remover through the second reformed gas passage. It may be configured to be switchable between two states.

この構成によれば、第1除去器を能力の限界まで使用したタイミングで第1除去器に代えて第2除去器を使用することができる。これにより、アンモニア除去システムを連続的かつ効率的に使用することができる。 According to this configuration, the second remover can be used in place of the first remover at the timing when the first remover has been used to the limit of its ability. This allows continuous and efficient use of the ammonia removal system.

アンモニア除去システムは、前記第1弁よりも上流側の前記第1改質ガス通路から分岐しており、前記改質器によって生成された改質ガスが流れる第2改質ガス通路と、前記第2改質ガス通路に設けられた第2弁と、前記第2改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第2除去器と、を更に備えていてもよい。前記第2弁は、前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスが供給される第1状態と、前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスが供給されない第2状態と、に切り替え可能に構成されていてもよい。前記制御部は、前記センサの検出値に基づいて前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が前記第1基準量未満の所定の第3基準量に達したと判断する場合に、前記第2弁を前記第2状態から前記第1状態に切り替えると共に前記第2弁の開度を前記第1弁の開度未満の開度に制御してもよい。 The ammonia removal system branches from the first reformed gas passage upstream of the first valve, and includes a second reformed gas passage through which the reformed gas produced by the reformer flows; 2 further comprising: a second valve provided in the reformed gas passage; and a second remover for generating fuel gas by removing ammonia from the reformed gas that has passed through the second reformed gas passage. good too. The second valve has a first state in which reformed gas is supplied to the second remover through the second reformed gas passage, and a first state in which reformed gas is supplied to the second remover through the second reformed gas passage. It may be configured to be switchable between a second state in which it is not supplied. The controller determines that the amount of ammonia supplied to the first remover through the first reformed gas passage has reached a predetermined third reference amount that is less than the first reference amount based on the detection value of the sensor. When determining that the second valve is switched from the second state to the first state, the degree of opening of the second valve may be controlled to be less than the degree of opening of the first valve.

この構成によれば、第1除去器と第2除去器を並行して使用する期間を設けることができる。これにより、第1除去器から第2除去器に切り替えるときに、改質ガスの流れが途切れることなく切り替えをスムーズに行うことができる。 According to this configuration, it is possible to provide a period during which the first remover and the second remover are used in parallel. As a result, when switching from the first remover to the second remover, the flow of the reformed gas can be smoothly switched without interruption.

前記制御部は、前記第2弁の開度を前記第1弁の開度未満の開度に制御した後に前記センサの検出値に基づいて前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が所定の前記第1基準量に達したと判断する場合に、前記第2弁の開度を大きくしてもよい。 After controlling the degree of opening of the second valve to be less than the degree of opening of the first valve, the controller controls the opening degree of the second valve to the first remover through the first reformed gas passage based on the detection value of the sensor. The degree of opening of the second valve may be increased when it is determined that the amount of supplied ammonia has reached the predetermined first reference amount.

この構成によれば、第1除去器を能力の限界まで使用したタイミングでスムーズに第2除去器に切り替えることができる。 According to this configuration, it is possible to smoothly switch to the second remover at the timing when the first remover is used to the limit of its ability.

本明細書が開示するアンモニア除去システムは、原料ガスを改質することにより改質ガスを生成する改質器と、前記改質器によって生成された改質ガスが流れる第1改質ガス通路と、前記第1改質ガス通路を流れる改質ガスの状態を検出するセンサと、前記第1改質ガス通路に設けられた第1ポンプと、前記第1改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第1除去器と、制御部と、を備えている。前記第1ポンプは、改質ガスを圧送することにより前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスを供給する動作状態と、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスを供給しない停止状態と、に切り替え可能に構成されていている。前記制御部は、前記センサの検出値に基づいて前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達したと判断する場合に、前記第1ポンプを前記動作状態から前記停止状態に切り替える。 The ammonia removal system disclosed in the present specification includes a reformer that reforms a raw material gas to produce a reformed gas, and a first reformed gas passage through which the reformed gas produced by the reformer flows. a sensor for detecting the state of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage; a first pump provided in the first reformed gas passage; and the reformed gas passing through the first reformed gas passage. a first remover that removes ammonia from the fuel gas to generate fuel gas; and a controller. The first pump is configured to supply the reformed gas to the first remover through the first reformed gas passage by pumping the reformed gas, and to supply the reformed gas to the first remover through the first reformed gas passage. It is configured to be switchable between a stopped state in which reformed gas is not supplied to the vessel. When the controller determines that the amount of ammonia supplied to the first remover through the first reformed gas passage has reached a predetermined first reference amount based on the detected value of the sensor, Switching the first pump from the operating state to the stopped state.

この構成によれば、上記と同様に、第1除去器を能力の限界まで使用することができ、第1除去器の交換頻度を少なくすることができる。 According to this configuration, similarly to the above, the first remover can be used to the limit of its ability, and the replacement frequency of the first remover can be reduced.

アンモニア除去システムは、前記第1ポンプよりも上流側の前記第1改質ガス通路から分岐しており、前記改質器によって生成された改質ガスが流れる第2改質ガス通路と、前記第2改質ガス通路に設けられた第2ポンプと、前記第2改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第2除去器と、を更に備えていてもよい。前記第2ポンプは、改質ガスを圧送することにより前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスを供給する動作状態と、前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスを供給しない停止状態と、に切り替え可能に構成されていてもよい。前記制御部は、前記センサの検出値に基づいて前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量未満の所定の第3基準量に達したと判断する場合に、前記第2ポンプを前記停止状態から前記動作状態に切り替えると共に前記第2ポンプの出力を前記第1ポンプの出力未満の出力に制御してもよい。 The ammonia removal system branches off from the first reformed gas passage on the upstream side of the first pump, and includes a second reformed gas passage through which the reformed gas produced by the reformer flows; 2 further comprising: a second pump provided in the reformed gas passage; and a second remover for generating fuel gas by removing ammonia from the reformed gas that has passed through the second reformed gas passage. good too. The second pump is configured to supply the reformed gas to the second remover through the second reformed gas passage by pumping the reformed gas, and to supply the second remover through the second reformed gas passage. It may be configured to be switchable between a stopped state in which reformed gas is not supplied to the vessel. The controller controls the amount of ammonia supplied to the first remover through the first reformed gas passage to reach a predetermined third reference amount, which is less than the predetermined first reference amount, based on the detection value of the sensor. When it is determined that the second pump has been stopped, the second pump may be switched from the stopped state to the operating state and the output of the second pump may be controlled to be less than the output of the first pump.

この構成によれば、上記と同様に、第1除去器から第2除去器に切り替えるときに、改質ガスの流れが途切れることなく切り替えをスムーズに行うことができる。 According to this configuration, similarly to the above, when switching from the first remover to the second remover, the flow of the reformed gas can be smoothly switched without interruption.

燃料電池システムは、上記のアンモニア除去システムと、前記第1除去器によって生成された燃料ガスを用いて発電する燃料電池と、を備えていてもよい。 A fuel cell system may include the ammonia removal system described above and a fuel cell that generates power using the fuel gas generated by the first remover.

この構成によれば、第1除去器を能力の限界まで使用しつつ、第1除去器が破過して改質ガスに含まれるアンモニアが燃料電池に供給されることを抑制することができる。上記のアンモニア除去システムは、燃料電池を備える構成において特に有効である。 According to this configuration, while the first remover is used to the limit of its capacity, it is possible to prevent ammonia contained in the reformed gas from being supplied to the fuel cell due to breakthrough of the first remover. The ammonia removal system described above is particularly effective in a configuration including a fuel cell.

第1実施例の燃料電池システムを模式的に示す図。1 is a diagram schematically showing a fuel cell system of a first embodiment; FIG. アンモニア濃度関係情報の一例を示すテーブル。A table showing an example of ammonia concentration related information. 第1実施例の三方弁制御処理のフローチャート。4 is a flowchart of three-way valve control processing of the first embodiment; アンモニア濃度の時間積分の一例を示す図。The figure which shows an example of the time integral of ammonia concentration. 第2実施例の燃料電池システムを模式的に示す図。The figure which shows typically the fuel cell system of 2nd Example. 第2実施例の開閉弁制御処理のフローチャート。9 is a flowchart of on-off valve control processing of the second embodiment; 開閉弁の開度制御の一例を示す図。The figure which shows an example of opening degree control of an on-off valve. 第3実施例の燃料電池システムを模式的に示す図。The figure which shows typically the fuel cell system of 3rd Example. 第3実施例のポンプ制御処理のフローチャート。FIG. 11 is a flowchart of pump control processing of the third embodiment; FIG. ポンプの出力制御の一例を示す図。The figure which shows an example of output control of a pump. 第4実施例の燃料電池システムを模式的に示す図。The figure which shows typically the fuel cell system of 4th Example.

(第1実施例)
第1実施例のアンモニア除去システムを備える燃料電池システム2について図面を参照して説明する。図1に示すように、燃料電池システム2は、原料タンク10と、気化器12と、改質器14と、第1除去器16と、第2除去器18と、燃料電池20と、制御器50とを備えている。
(First embodiment)
A fuel cell system 2 equipped with the ammonia removal system of the first embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 2 includes a raw material tank 10, a vaporizer 12, a reformer 14, a first remover 16, a second remover 18, a fuel cell 20, and a controller. 50.

原料タンク10は、原料としての液体アンモニアを貯蔵している。原料タンク10には、液体アンモニアが流れる液体通路32が接続されている。液体通路32は、上流端が原料タンク10に接続されており、下流端が気化器12に接続されている。液体通路32を通じて原料タンク10から気化器12に液体アンモニアが供給される。液体通路32には、液体通路32の上流側から下流側へ液体アンモニアを圧送するポンプ22が設けられている。 The raw material tank 10 stores liquid ammonia as a raw material. A liquid passage 32 through which liquid ammonia flows is connected to the raw material tank 10 . The liquid passage 32 has an upstream end connected to the raw material tank 10 and a downstream end connected to the vaporizer 12 . Liquid ammonia is supplied from the raw material tank 10 to the vaporizer 12 through the liquid passage 32 . The liquid passage 32 is provided with a pump 22 that pumps the liquid ammonia from the upstream side to the downstream side of the liquid passage 32 .

気化器12は、液体通路32により供給される液体アンモニアを加熱することにより気化させる。これにより、原料ガスとしての気体アンモニアが生成される。気化器12には、原料ガス(気体アンモニア)が流れる原料ガス通路34が接続されている。原料ガス通路34は、上流端が気化器12に接続されており、下流端が改質器14に接続されている。原料ガス通路34を通じて気化器12から改質器14に原料ガスが供給される。 The vaporizer 12 heats and vaporizes the liquid ammonia supplied by the liquid passage 32 . As a result, gaseous ammonia is generated as a raw material gas. A raw material gas passage 34 through which raw material gas (gaseous ammonia) flows is connected to the vaporizer 12 . The source gas passage 34 has an upstream end connected to the vaporizer 12 and a downstream end connected to the reformer 14 . The raw material gas is supplied from the vaporizer 12 to the reformer 14 through the raw material gas passage 34 .

改質器14は、原料ガス通路34により供給される原料ガス(気体アンモニア)を改質することにより改質ガスを生成する。原料ガスの改質のために用いられる触媒は、例えば、銅、ニッケル、ルテニウム等である。改質ガスには、原料ガスの改質により生成される水素が含まれる。また、改質ガスには、改質による副生成物のアンモニアや未分解のアンモニアが含まれる。改質器14は、原料ガスの改質中に原料ガスを加熱する加熱器15を備えている。加熱器15は、例えば、電気式またはガス式の構成である。 The reformer 14 reforms the raw material gas (gaseous ammonia) supplied through the raw material gas passage 34 to generate a reformed gas. Catalysts used for reforming the raw material gas are, for example, copper, nickel, ruthenium, and the like. The reformed gas contains hydrogen generated by reforming the raw material gas. In addition, the reformed gas contains ammonia, which is a by-product of reforming, and undecomposed ammonia. The reformer 14 includes a heater 15 that heats the source gas during reforming of the source gas. Heater 15 is, for example, of electric or gas configuration.

改質器14には、生成された改質ガスが流れる第1改質ガス通路36が接続されている。第1改質ガス通路36は、上流端が改質器14に接続されており、下流端が第1除去器16に接続されている。第1改質ガス通路36を通じて改質器14から第1除去器16に改質ガスが供給される。 The reformer 14 is connected to a first reformed gas passage 36 through which the produced reformed gas flows. The first reformed gas passage 36 has an upstream end connected to the reformer 14 and a downstream end connected to the first remover 16 . The reformed gas is supplied from the reformer 14 to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 .

第1改質ガス通路36には、温度センサ28と、圧力センサ30と、熱交換器31と、第1三方弁24とが設けられている。温度センサ28は、第1三方弁24および熱交換器31よりも上流側の第1改質ガス通路36に設けられている。温度センサ28は、第1三方弁24および熱交換器31よりも上流側の第1改質ガス通路36を流れる改質ガスの温度を検出する。温度センサ28は、熱交換器31により熱交換される前の改質ガスの温度を検出する。温度センサ28の検出温度の情報は、所定の時間間隔(例えば、5秒間隔)で制御器50に送信される。 A temperature sensor 28 , a pressure sensor 30 , a heat exchanger 31 and a first three-way valve 24 are provided in the first reformed gas passage 36 . The temperature sensor 28 is provided in the first reformed gas passage 36 upstream of the first three-way valve 24 and the heat exchanger 31 . The temperature sensor 28 detects the temperature of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage 36 upstream of the first three-way valve 24 and the heat exchanger 31 . A temperature sensor 28 detects the temperature of the reformed gas before heat exchange by the heat exchanger 31 . Information on the temperature detected by the temperature sensor 28 is transmitted to the controller 50 at predetermined time intervals (for example, every 5 seconds).

圧力センサ30は、第1三方弁24および熱交換器31よりも上流側の第1改質ガス通路36に設けられている。圧力センサ30は、第1三方弁24および熱交換器31よりも上流側の第1改質ガス通路36を流れる改質ガスの圧力を検出する。圧力センサ30は、熱交換器31により熱交換される前の改質ガスの圧力を検出する。圧力センサ30の検出圧力の情報は、所定の時間間隔(例えば、5秒間隔)で制御器50に送信される。 The pressure sensor 30 is provided in the first reformed gas passage 36 upstream of the first three-way valve 24 and the heat exchanger 31 . The pressure sensor 30 detects the pressure of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage 36 upstream of the first three-way valve 24 and the heat exchanger 31 . The pressure sensor 30 detects the pressure of the reformed gas before heat exchange by the heat exchanger 31 . Information on the pressure detected by the pressure sensor 30 is transmitted to the controller 50 at predetermined time intervals (for example, every 5 seconds).

熱交換器31は、第1三方弁24よりも上流側の第1改質ガス通路36に設けられている。熱交換器31は、第1三方弁24よりも上流側の第1改質ガス通路36を流れる改質ガスを冷却して改質ガスの温度を低下させる。熱交換器31は、改質ガスと外部の流体との熱交換により改質ガスの温度を低下させる。熱交換器31の構造は特に限定されないが、例えば、熱交換用のフィン等を備えている。 The heat exchanger 31 is provided in the first reformed gas passage 36 upstream of the first three-way valve 24 . The heat exchanger 31 cools the reformed gas flowing through the first reformed gas passage 36 on the upstream side of the first three-way valve 24 to lower the temperature of the reformed gas. The heat exchanger 31 reduces the temperature of the reformed gas by heat exchange between the reformed gas and an external fluid. Although the structure of the heat exchanger 31 is not particularly limited, it includes, for example, fins for heat exchange.

第1三方弁24は、温度センサ28、圧力センサ30、および熱交換器31よりも下流側の第1改質ガス通路36に設けられている。第1三方弁24には、第2改質ガス通路38が接続されている。第2改質ガス通路38は、上流端が第1三方弁24に接続されており、下流端が第2除去器18に接続されている。第2改質ガス通路38は、第1三方弁24を介して第1改質ガス通路36から分岐している。第2改質ガス通路38は、第1三方弁24よりも下流側の第1改質ガス通路36と並列で配置されている。 The first three-way valve 24 is provided in the first reformed gas passage 36 downstream of the temperature sensor 28 , the pressure sensor 30 and the heat exchanger 31 . A second reformed gas passage 38 is connected to the first three-way valve 24 . The second reformed gas passage 38 has an upstream end connected to the first three-way valve 24 and a downstream end connected to the second remover 18 . The second reformed gas passage 38 branches off from the first reformed gas passage 36 via the first three-way valve 24 . The second reformed gas passage 38 is arranged in parallel with the first reformed gas passage 36 on the downstream side of the first three-way valve 24 .

第1三方弁24は、第1改質ガス通路36および第2改質ガス通路38を開閉する。第1三方弁24は、第1状態と第2状態とに切り替え可能に構成されている。第1三方弁24が第1状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給される。第1三方弁24が第1状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されない。一方、第1三方弁24が第2状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第1三方弁24よりも上流側の第1改質ガス通路36および第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給される。第1三方弁24が第2状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されない。 The first three-way valve 24 opens and closes the first reformed gas passage 36 and the second reformed gas passage 38 . The first three-way valve 24 is configured to be switchable between a first state and a second state. When the first three-way valve 24 is in the first state, the reformed gas produced by the reformer 14 is supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . When the first three-way valve 24 is in the first state, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . On the other hand, when the first three-way valve 24 is in the second state, the reformed gas produced by the reformer 14 passes through the first reformed gas passage 36 upstream of the first three-way valve 24 and the second reformed gas. It is supplied to the second remover 18 through the gas passage 38 . When the first three-way valve 24 is in the second state, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 .

第1除去器16は、第1改質ガス通路36により供給される改質ガスに含まれるアンモニアを吸着剤によって吸着することにより、改質ガスからアンモニアを除去する。これにより、アンモニアの濃度が低くされた燃料ガスが生成される。アンモニアの吸着のために用いられる吸着剤は、例えば、活性炭、ゼオライト、MOF(Metal Organic Framework)等である。例えば、第1除去器16の容器の内部に吸着剤が充填されている。第1除去器16は、使用後に新しい第1除去器16に交換可能である。あるいは、第1除去器16の内部の吸着剤が交換されてもよい。 The first remover 16 removes ammonia from the reformed gas by adsorbing the ammonia contained in the reformed gas supplied through the first reformed gas passage 36 with an adsorbent. As a result, fuel gas with a reduced ammonia concentration is produced. Adsorbents used for adsorption of ammonia are, for example, activated carbon, zeolite, MOF (Metal Organic Framework), and the like. For example, the inside of the container of the first remover 16 is filled with an adsorbent. The first remover 16 can be replaced with a new first remover 16 after use. Alternatively, the adsorbent inside the first remover 16 may be replaced.

第1除去器16には、生成された燃料ガスが流れる第1燃料ガス通路40が接続されている。第1燃料ガス通路40は、上流端が第1除去器16に接続されており、下流端が燃料電池20に接続されている。第1燃料ガス通路40を通じて第1除去器16から燃料電池20に燃料ガスが供給される。第1燃料ガス通路40には、第2三方弁26が設けられている。 A first fuel gas passage 40 through which the generated fuel gas flows is connected to the first remover 16 . The first fuel gas passage 40 has an upstream end connected to the first remover 16 and a downstream end connected to the fuel cell 20 . Fuel gas is supplied from the first remover 16 to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 . A second three-way valve 26 is provided in the first fuel gas passage 40 .

第2除去器18は、第1除去器16と並列で配置されている。第2除去器18は、第2改質ガス通路38により供給される改質ガスに含まれるアンモニアを吸着剤によって吸着することにより、改質ガスからアンモニアを除去する。これにより、アンモニアの濃度が低くされた燃料ガスが生成される。アンモニアの吸着のために用いられる吸着剤は、例えば、活性炭、ゼオライト、MOF(Metal Organic Framework)等である。例えば、第2除去器18の容器の内部に吸着剤が充填されている。第2除去器18は、使用後に新しい第2除去器18に交換可能である。あるいは、第2除去器18の内部の吸着剤が交換されてもよい。 The second remover 18 is arranged in parallel with the first remover 16 . The second remover 18 removes ammonia from the reformed gas by adsorbing the ammonia contained in the reformed gas supplied through the second reformed gas passage 38 with an adsorbent. As a result, fuel gas with a reduced ammonia concentration is produced. Adsorbents used for adsorption of ammonia are, for example, activated carbon, zeolite, MOF (Metal Organic Framework), and the like. For example, the interior of the container of the second remover 18 is filled with an adsorbent. The secondary remover 18 can be replaced with a new secondary remover 18 after use. Alternatively, the adsorbent inside the second remover 18 may be replaced.

第2除去器18には、生成された燃料ガスが流れる第2燃料ガス通路42が接続されている。第2燃料ガス通路42は、上流端が第2除去器18に接続されており、下流端が第2三方弁26に接続されている。第2燃料ガス通路42は、第2三方弁26を介して第1燃料ガス通路40に合流している。第2燃料ガス通路42は、第2三方弁26よりも上流側の第1燃料ガス通路40と並列で配置されている。 A second fuel gas passage 42 through which the generated fuel gas flows is connected to the second remover 18 . The second fuel gas passage 42 has an upstream end connected to the second remover 18 and a downstream end connected to the second three-way valve 26 . The second fuel gas passage 42 joins the first fuel gas passage 40 via the second three-way valve 26 . The second fuel gas passage 42 is arranged in parallel with the first fuel gas passage 40 upstream of the second three-way valve 26 .

第2三方弁26は、第1燃料ガス通路40および第2燃料ガス通路42を開閉する。第2三方弁26は、第1状態と第2状態とに切り替え可能に構成されている。第2三方弁26が第1状態であるときは、第1除去器16で生成された燃料ガスが第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給される。第2三方弁26が第1状態であるときは、第2除去器18で生成された燃料ガスが第2燃料ガス通路42を通じて燃料電池20に供給されない。一方、第2三方弁26が第2状態であるときは、第2除去器18で生成された燃料ガスが第2燃料ガス通路42および第2三方弁26よりも下流側の第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給される。第2三方弁26が第2状態であるときは、第1除去器16で生成された燃料ガスが第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給されない。 The second three-way valve 26 opens and closes the first fuel gas passage 40 and the second fuel gas passage 42 . The second three-way valve 26 is configured to be switchable between a first state and a second state. When the second three-way valve 26 is in the first state, the fuel gas produced by the first remover 16 is supplied to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 . When the second three-way valve 26 is in the first state, the fuel gas produced by the second remover 18 is not supplied to the fuel cell 20 through the second fuel gas passage 42 . On the other hand, when the second three-way valve 26 is in the second state, the fuel gas generated by the second remover 18 passes through the second fuel gas passage 42 and the first fuel gas passage downstream of the second three-way valve 26 . 40 to the fuel cell 20 . When the second three-way valve 26 is in the second state, the fuel gas produced by the first remover 16 is not supplied to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 .

燃料電池20について説明する。燃料電池20には、第1燃料ガス通路40の他に、空気が流れる空気通路44が接続されている。空気通路44は、上流端が空気供給源(不図示)に接続されており、下流端が燃料電池20に接続されている。空気通路44を通じて空気供給源から燃料電池20に空気が供給される。なお、空気通路44の上流端は外気に開放されていてもよい。 The fuel cell 20 will be explained. An air passage 44 through which air flows is connected to the fuel cell 20 in addition to the first fuel gas passage 40 . The air passage 44 has an upstream end connected to an air supply source (not shown) and a downstream end connected to the fuel cell 20 . Air is supplied from an air supply source to the fuel cell 20 through the air passage 44 . Note that the upstream end of the air passage 44 may be open to the outside air.

燃料電池20は、第1燃料ガス通路40により供給される燃料ガスと、空気通路44により供給される空気とを用いて発電する。燃料電池20は、例えば、容器の内部に積み重ねられた複数の電池セル(不図示)を備えており、各電池セルが、燃料ガスに含まれる水素と、空気に含まれる酸素との化学反応により発電する。電池セルは、例えば、固体酸化物形燃料電池(SOFC(Solid Oxide Fuel Cell))や固体高分子形燃料電池(PEFC(Polymer Electrolyte Fuel Cell))であるが、これらに限定されない。燃料ガスを用いて発電する燃料電池20では、発電の際に未反応の燃料ガスが排ガスとして排出される。 The fuel cell 20 generates electricity using fuel gas supplied through the first fuel gas passage 40 and air supplied through the air passage 44 . The fuel cell 20 includes, for example, a plurality of battery cells (not shown) stacked inside a container, and each battery cell generates fuel through a chemical reaction between hydrogen contained in fuel gas and oxygen contained in air Generate electricity. The battery cell is, for example, a solid oxide fuel cell (SOFC) or a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), but is not limited to these. In the fuel cell 20 that generates power using fuel gas, unreacted fuel gas is discharged as exhaust gas during power generation.

燃料電池20には、排ガスが流れる排ガス通路46が接続されている。排ガス通路46は、上流端が燃料電池20に接続されており、下流端が排出先(不図示)に接続されている。排ガス通路46を通じて燃料電池20から排出先に排ガスが排出される。排出先は、例えば、改質器14、第1除去器16、第2除去器18等であってもよい。 An exhaust gas passage 46 through which exhaust gas flows is connected to the fuel cell 20 . The exhaust gas passage 46 has an upstream end connected to the fuel cell 20 and a downstream end connected to a discharge destination (not shown). Exhaust gas is discharged from the fuel cell 20 to the discharge destination through the exhaust gas passage 46 . The discharge destination may be, for example, the reformer 14, the first remover 16, the second remover 18, or the like.

制御器50は、例えば、CPU(図示省略)と、記憶部52(例えば、ROMやRAM)とを備えており、記憶部52に記憶されているプログラムに従って、燃料電池システム2に関する様々な制御や処理を実行する。 The controller 50 includes, for example, a CPU (not shown) and a storage section 52 (for example, ROM and RAM), and performs various controls and operations related to the fuel cell system 2 according to programs stored in the storage section 52. Execute the process.

制御器50の記憶部52には、アンモニア濃度関係情報が記憶されている。図2は、アンモニア濃度関係情報の一例を示すテーブルである。図2に示すように、アンモニア濃度関係情報は、温度(横軸)および圧力(縦軸)と、アンモニアの濃度(例えば、80%、25%、・・・)との関係を示す。アンモニア濃度関係情報における温度(横軸(例えば、100℃、200℃、・・・))は、第1改質ガス通路36に設けられた温度センサ28によって検出される改質ガスの温度に対応する。アンモニア濃度関係情報における圧力(縦軸(例えば、0kPa、100kPa、・・・))は、第1改質ガス通路36に設けられた圧力センサ30によって検出される改質ガスの圧力に対応する。アンモニア濃度関係情報におけるアンモニア濃度(例えば、80%、25%、・・・)は、第1改質ガス通路36を流れる改質ガスに含まれるアンモニアの濃度に対応する。アンモニア濃度関係情報は、例えば、予め実験や解析に基づいて作成されている。アンモニア濃度関係情報は、図2に示すテーブルに限られず、例えば、グラフや関数で示されていてもよい。制御器50は、温度センサ28の検出温度と、圧力センサ30の検出圧力と、アンモニア濃度関係情報とに基づいて、第1改質ガス通路36を流れる改質ガスに含まれるアンモニアの濃度を推定する。例えば、温度センサ28の検出温度が100℃であり、圧力センサ30の検出圧力が0kPaである場合、制御器50は、アンモニア濃度関係情報に基づいて、改質ガスに含まれるアンモニアの濃度を80%と推定する。 The storage unit 52 of the controller 50 stores ammonia concentration related information. FIG. 2 is a table showing an example of ammonia concentration related information. As shown in FIG. 2, the ammonia concentration relationship information indicates the relationship between temperature (horizontal axis) and pressure (vertical axis) and ammonia concentration (eg, 80%, 25%, . . . ). The temperature (horizontal axis (eg, 100° C., 200° C., . do. The pressure (vertical axis (eg, 0 kPa, 100 kPa, . . . )) in the ammonia concentration relationship information corresponds to the reformed gas pressure detected by the pressure sensor 30 provided in the first reformed gas passage 36 . The ammonia concentration (for example, 80%, 25%, . The ammonia concentration related information is created in advance based on experiments and analyses, for example. The ammonia concentration relation information is not limited to the table shown in FIG. 2, and may be represented by graphs or functions, for example. The controller 50 estimates the concentration of ammonia contained in the reformed gas flowing through the first reformed gas passage 36 based on the temperature detected by the temperature sensor 28, the pressure detected by the pressure sensor 30, and the ammonia concentration relation information. do. For example, when the temperature detected by the temperature sensor 28 is 100° C. and the pressure detected by the pressure sensor 30 is 0 kPa, the controller 50 adjusts the concentration of ammonia contained in the reformed gas to 80° C. based on the ammonia concentration relationship information. %.

(三方弁制御処理;図3)
次に、第1実施例の三方弁制御処理について説明する。第1実施例の三方弁制御処理は、例えば、使用済みの第1除去器16が未使用の新しい第1除去器16に交換されると開始される。第1実施例の三方弁制御処理が開始される時点では、第1三方弁24および第2三方弁26が第1状態であるとする。第1三方弁24が第1状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給される。第1三方弁24が第1状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されない。また、第2三方弁26が第1状態であるときは、第1除去器16で生成された燃料ガスが第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給される。第2三方弁26が第1状態であるときは、第2除去器18で生成された燃料ガスが第2燃料ガス通路42を通じて燃料電池20に供給されない。なお、第1三方弁24および第2三方弁26が第1状態である間に、使用済みの第2除去器18が未使用の新しい第2除去器18に交換されるとする。
(Three-way valve control process; Fig. 3)
Next, the three-way valve control process of the first embodiment will be explained. The three-way valve control process of the first embodiment is started, for example, when the used first remover 16 is replaced with a new unused first remover 16 . It is assumed that the first three-way valve 24 and the second three-way valve 26 are in the first state when the three-way valve control process of the first embodiment is started. When the first three-way valve 24 is in the first state, the reformed gas produced by the reformer 14 is supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . When the first three-way valve 24 is in the first state, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . Also, when the second three-way valve 26 is in the first state, the fuel gas produced by the first remover 16 is supplied to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 . When the second three-way valve 26 is in the first state, the fuel gas produced by the second remover 18 is not supplied to the fuel cell 20 through the second fuel gas passage 42 . It is assumed that the used second remover 18 is replaced with a new unused second remover 18 while the first three-way valve 24 and the second three-way valve 26 are in the first state.

燃料電池システム2では、制御器50が、温度センサ28から所定の時間間隔(例えば、5秒間隔)で検出温度の情報を取得している。また、制御器50は、圧力センサ30から所定の時間間隔(例えば、5秒間隔)で検出圧力の情報を取得している。制御器50は、温度センサ28から取得する検出温度の情報と、圧力センサ30から取得する検出圧力の情報と、記憶部52に記憶されているアンモニア濃度関係情報(図2参照)とに基づいて、所定の時間間隔(例えば、5秒間隔)でアンモニア濃度を特定する。例えば、温度センサ28の検出温度が100°であり、圧力センサ30の検出圧力が0kPaであるときは、制御器50は、アンモニア濃度関係情報に基づいて、第1改質ガス通路36を流れる改質ガスに含まれるアンモニアの濃度が80%であると推定する。 In the fuel cell system 2, the controller 50 acquires information on the detected temperature from the temperature sensor 28 at predetermined time intervals (for example, every 5 seconds). Further, the controller 50 acquires information on the detected pressure from the pressure sensor 30 at predetermined time intervals (for example, every 5 seconds). The controller 50 operates based on the detected temperature information obtained from the temperature sensor 28, the detected pressure information obtained from the pressure sensor 30, and the ammonia concentration relation information (see FIG. 2) stored in the storage unit 52. , determine the ammonia concentration at predetermined time intervals (eg, 5 second intervals). For example, when the temperature detected by the temperature sensor 28 is 100° and the pressure detected by the pressure sensor 30 is 0 kPa, the controller 50 controls the reformed gas flowing through the first reformed gas passage 36 based on the ammonia concentration relationship information. Assume that the ammonia concentration in the raw gas is 80%.

図3に示すように、三方弁制御処理のS2では、制御器50が、アンモニア濃度関係情報(図2参照)に基づいて特定したアンモニア濃度を時間積分する。制御器50は、図4に示すように、所定の時間間隔(例えば、5秒間隔)でアンモニア濃度を逐次加算してゆく。 As shown in FIG. 3, in S2 of the three-way valve control process, the controller 50 time-integrates the ammonia concentration specified based on the ammonia concentration relationship information (see FIG. 2). As shown in FIG. 4, the controller 50 sequentially adds the ammonia concentration at predetermined time intervals (for example, every 5 seconds).

図3に示すように、続くS4では、制御器50が、アンモニア濃度の時間積分値が所定の第1積分基準値に達したか否かを判断する。アンモニア濃度の時間積分値が第1積分基準値に達した場合(YESの場合)、処理はS6に進む。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第1積分基準値に達した場合は、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達したと判断する。所定の第1基準量は、第1除去器16が除去することができるアンモニア量を限界除去量とすると、その限界除去量以下の量である。所定の第1積分基準値は、第1基準量に対応する値に設定される。第1積分基準値および第1基準量は、例えば、予め実験や解析に基づいて求められる。 As shown in FIG. 3, in subsequent S4, the controller 50 determines whether or not the time integrated value of the ammonia concentration has reached a predetermined first integration reference value. If the time integrated value of the ammonia concentration reaches the first integration reference value (if YES), the process proceeds to S6. When the time integrated value of the ammonia concentration reaches the first integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 to reach the predetermined first reference amount. determined to have reached If the amount of ammonia that can be removed by the first remover 16 is defined as the limit removal amount, the predetermined first reference amount is an amount equal to or less than the limit removal amount. A predetermined first integration reference value is set to a value corresponding to the first reference quantity. The first integration reference value and the first reference amount are obtained in advance based on experiments and analyses, for example.

S4でアンモニア濃度の時間積分値が第1積分基準値に達しない場合(NOの場合)、処理はS2に戻る。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第1積分基準値に達しない場合は、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達しないと判断する。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第1積分基準値に達するまでアンモニア濃度の時間積分を繰り返し実行する。 If the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the first integration reference value in S4 (NO), the process returns to S2. When the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the first integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 to reach the predetermined first reference amount. determined not to reach The controller 50 repeatedly performs time integration of the ammonia concentration until the time integration value of the ammonia concentration reaches the first integration reference value.

S4でYESの後のS6では、制御器50が、第1三方弁24および第2三方弁26を第1状態から第2状態に切り替える。第1三方弁24が第2状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給される。第1三方弁24が第2状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されない。また、第2三方弁26が第2状態に切り替えられると、第2除去器18で生成された燃料ガスが第2燃料ガス通路42を通じて燃料電池20に供給される。第2三方弁26が第2状態に切り替えられると、第1除去器16で生成された燃料ガスが第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給されない。 In S6 after YES in S4, the controller 50 switches the first three-way valve 24 and the second three-way valve 26 from the first state to the second state. When the first three-way valve 24 is switched to the second state, the reformed gas produced in the reformer 14 is supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . When the first three-way valve 24 is switched to the second state, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . Also, when the second three-way valve 26 is switched to the second state, the fuel gas produced by the second remover 18 is supplied to the fuel cell 20 through the second fuel gas passage 42 . When the second three-way valve 26 is switched to the second state, the fuel gas produced by the first remover 16 is not supplied to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 .

S6の処理が実行された後であって後述するS12の処理が実行される前に、使用済みの第1除去器16が未使用の新しい第1除去器16に交換される。例えば、燃料電池システム2のユーザが第1除去器16を交換する。 The used first remover 16 is replaced with a new unused first remover 16 after the process of S6 is executed and before the process of S12, which will be described later, is executed. For example, a user of the fuel cell system 2 replaces the first remover 16 .

S6に続くS8では、制御器50が、上記のS2と同様に、アンモニア濃度関係情報に基づいて特定したアンモニア濃度を時間積分する。続くS10では、制御器50が、アンモニア濃度の時間積分値が所定の第2積分基準値に達したか否かを判断する。所定の第2積分基準値は、上記のS4における第1積分基準値と同じ値であっても異なる値であってもよい。アンモニア濃度の時間積分値が第2積分基準値に達した場合(YESの場合)、処理はS12に進む。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第2積分基準値に達した場合は、第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されるアンモニアの量が所定の第2基準量に達したと判断する。所定の第2基準量は、第2除去器18が除去することができるアンモニア量を限界除去量とすると、その限界除去量以下の量である。所定の第2積分基準値は、第2基準量に対応する値に設定される。第2積分基準値および第2基準量は、例えば、予め実験や解析に基づいて求められる。 In S8 following S6, the controller 50 time-integrates the ammonia concentration specified based on the ammonia concentration relational information in the same manner as in S2 described above. In subsequent S10, the controller 50 determines whether or not the time integral value of the ammonia concentration has reached a predetermined second integral reference value. The predetermined second integration reference value may be the same value as or different from the first integration reference value in S4. If the time integrated value of the ammonia concentration reaches the second integration reference value (YES), the process proceeds to S12. When the time integrated value of the ammonia concentration reaches the second integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 to reach the predetermined second reference amount. determined to have reached If the amount of ammonia that can be removed by the second remover 18 is defined as the limit removal amount, the predetermined second reference amount is an amount equal to or less than the limit removal amount. A predetermined second integration reference value is set to a value corresponding to the second reference amount. The second integral reference value and the second reference amount are obtained in advance based on experiments and analyses, for example.

S10でアンモニア濃度の時間積分値が第2積分基準値に達しない場合(NOの場合)、処理はS8に戻る。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第2積分基準値に達しない場合は、第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されるアンモニアの量が所定の第2基準量に達しないと判断する。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第2積分基準値に達するまでアンモニア濃度の時間積分を繰り返し実行する。 If the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the second integration reference value in S10 (NO), the process returns to S8. When the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the second integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 to reach the predetermined second reference amount. determined not to reach The controller 50 repeatedly performs time integration of the ammonia concentration until the time integration value of the ammonia concentration reaches the second integration reference value.

S10でYESの後のS12では、制御器50が、第1三方弁24および第2三方弁26を第2状態から第1状態に切り替える。第1三方弁24が第1状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給される。第2三方弁26が第1状態に切り替えられると、第1除去器16で生成された燃料ガスが第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給される。S12の後、処理は上記のS2に戻り、S2からS12の処理が繰り返し実行される。 In S12 after YES in S10, the controller 50 switches the first three-way valve 24 and the second three-way valve 26 from the second state to the first state. When the first three-way valve 24 is switched to the first state, the reformed gas produced by the reformer 14 is supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . When the second three-way valve 26 is switched to the first state, the fuel gas produced by the first remover 16 is supplied to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 . After S12, the process returns to the above S2, and the processes from S2 to S12 are repeatedly executed.

S12の処理が実行された後であって上述したS6の処理が実行される前に、使用済みの第2除去器18が未使用の新しい第2除去器18に交換される。例えば、燃料電池システム2のユーザが第2除去器18を交換する。なお、三方弁制御処理は、例えば、所定の終了指示に基づいて適宜終了する。 After the process of S12 is performed and before the process of S6 described above is performed, the used second remover 18 is replaced with a new unused second remover 18 . For example, a user of the fuel cell system 2 replaces the second remover 18 . Note that the three-way valve control process is appropriately terminated based on, for example, a predetermined termination instruction.

(効果)
以上、第1実施例の燃料電池システム2について説明した。以上のように、燃料電池システム2は、第1改質ガス通路36を流れる改質ガスの温度を検出する温度センサ28と、第1改質ガス通路36を流れる改質ガスの圧力を検出する圧力センサ30と、第1改質ガス通路36に設けられた第1三方弁24と、第1改質ガス通路36を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第1除去器16とを備えている。第1三方弁24は、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に改質ガスが供給される第1状態と、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に改質ガスが供給されない第2状態とに切り替え可能に構成されている。制御器50は、センサ28、30の検出値に基づいて第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達したと判断する場合に、第1三方弁24を第1状態から第2状態に切り替える(S4、S6)。制御器50は、温度センサ28の検出温度と圧力センサ30の検出圧力とから推定されるアンモニアの濃度を時間積分した積分値が所定の第1積分基準値に達した場合に、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が第1基準量に達したと判断する(S2、S4)。また、燃料電池システム2は、第1除去器16によって生成された燃料ガスを用いて発電する燃料電池20を備えている。
(effect)
The fuel cell system 2 of the first embodiment has been described above. As described above, the fuel cell system 2 includes the temperature sensor 28 that detects the temperature of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage 36, and the pressure of the reformed gas that flows through the first reformed gas passage 36. a pressure sensor 30; a first three-way valve 24 provided in a first reformed gas passage 36; and a remover 16 . The first three-way valve 24 has a first state in which the reformed gas is supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 and a first state in which the reformed gas is supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . is configured to be switchable to a second state in which the voltage is not supplied. When the controller 50 determines that the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 has reached a predetermined first reference amount based on the detection values of the sensors 28 and 30, , the first three-way valve 24 is switched from the first state to the second state (S4, S6). When the integrated value obtained by time-integrating the concentration of ammonia estimated from the temperature detected by the temperature sensor 28 and the pressure detected by the pressure sensor 30 reaches a predetermined first integration reference value, the controller 50 performs the first reforming. It is determined that the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the gas passage 36 has reached the first reference amount (S2, S4). The fuel cell system 2 also includes a fuel cell 20 that uses the fuel gas generated by the first remover 16 to generate electricity.

この構成によれば、第1除去器16に供給されるアンモニアの量が第1基準量に達したと判断する場合に第1三方弁24を第1状態から第2状態に切り替えることにより、第1除去器16が破過する直前まで第1除去器16に改質ガスを供給することができる。第1基準量は第1除去器16のアンモニア除去能力に応じた量である。これにより、第1除去器16をその能力の限界まで使用することができ、その結果、第1除去器16の交換頻度を少なくすることができる。また、第1除去器16が破過することを防止することができる。また、温度センサ28と圧力センサ30を用いることにより、第1除去器16に供給されるアンモニアの量を精度良く推定することができる。ことにより、第1三方弁24を第1状態から第2状態に切り替えるタイミングを精度良く制御することができる。また、第1除去器16を能力の限界まで使用しつつ、第1除去器16が破過して改質ガスに含まれるアンモニアが燃料電池20に供給されることを抑制することができる。 According to this configuration, when it is determined that the amount of ammonia supplied to the first remover 16 has reached the first reference amount, the first three-way valve 24 is switched from the first state to the second state. The reformed gas can be supplied to the first remover 16 until just before the first remover 16 breaks through. The first reference amount is an amount corresponding to the ammonia removing ability of the first remover 16 . As a result, the first remover 16 can be used to the limit of its ability, and as a result, the replacement frequency of the first remover 16 can be reduced. Moreover, it is possible to prevent the first remover 16 from passing through. Also, by using the temperature sensor 28 and the pressure sensor 30, the amount of ammonia supplied to the first remover 16 can be estimated with high accuracy. As a result, the timing of switching the first three-way valve 24 from the first state to the second state can be accurately controlled. Further, while the first remover 16 is used to the limit of its capacity, it is possible to prevent ammonia contained in the reformed gas from being supplied to the fuel cell 20 due to breakthrough of the first remover 16 .

また、燃料電池システム2は、第1三方弁24を介して第1改質ガス通路36から分岐している第2改質ガス通路38と、第2改質ガス通路38を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第2除去器18とを備えている。第1三方弁24は、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に改質ガスが供給される一方で第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に改質ガスが供給されない第1状態と、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に改質ガスが供給されない一方で第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に改質ガスが供給される第2状態とに切り替え可能に構成されている。 The fuel cell system 2 also includes a second reformed gas passage 38 branched from the first reformed gas passage 36 via the first three-way valve 24, and a reformed gas passage passing through the second reformed gas passage 38. and a second remover 18 for producing fuel gas by removing ammonia from the fuel gas. The first three-way valve 24 allows reformed gas to be supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36, while not supplying reformed gas to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38. A first state and a second state in which reformed gas is not supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 but is supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38. It is configured to be switchable between states.

この構成によれば、第1除去器16を能力の限界まで使用したタイミングで第1除去器16に代えて第2除去器18を使用することができる。これにより、燃料電池システム2を連続的かつ効率的に使用することができる。 According to this configuration, the second remover 18 can be used in place of the first remover 16 at the timing when the first remover 16 has been used to the limit of its ability. Thereby, the fuel cell system 2 can be used continuously and efficiently.

以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上記の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 Although one embodiment has been described above, specific aspects are not limited to the above embodiment. In the following description, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above description, and the description thereof is omitted.

(第2実施例)
上記の第1実施例の燃料電池システム2は、第1三方弁24と第2三方弁26を備えていたが、この構成に限定されない。図5に示すように、第2実施例の燃料電池システム2は、第1三方弁24と第2三方弁26に代えて、第1開閉弁60と、第2開閉弁62と、第3開閉弁64と、第4開閉弁66とを備えている。
(Second embodiment)
Although the fuel cell system 2 of the first embodiment described above includes the first three-way valve 24 and the second three-way valve 26, the configuration is not limited to this. As shown in FIG. 5, in the fuel cell system 2 of the second embodiment, instead of the first three-way valve 24 and the second three-way valve 26, a first on-off valve 60, a second on-off valve 62, and a third on-off valve A valve 64 and a fourth on-off valve 66 are provided.

第1開閉弁60は、第1改質ガス通路36に設けられており、第1改質ガス通路36を開閉する。第1開閉弁60は、開弁状態(第1状態の一例)と閉弁状態(第2状態の一例)とに切り替え可能に構成されている。第1開閉弁60が開弁状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給される。第1開閉弁60が閉弁状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されない。また、第1開閉弁60は、開弁状態において開度制御可能である。 The first on-off valve 60 is provided in the first reformed gas passage 36 and opens and closes the first reformed gas passage 36 . The first on-off valve 60 is configured to be switchable between an open state (an example of a first state) and a closed state (an example of a second state). When the first on-off valve 60 is open, the reformed gas produced in the reformer 14 is supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . When the first on-off valve 60 is closed, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . Further, the opening degree of the first on-off valve 60 can be controlled in the open state.

第2開閉弁62は、第2改質ガス通路38に設けられており、第2改質ガス通路38を開閉する。第2改質ガス通路38は、上流端が第1開閉弁60よりも上流側の第1改質ガス通路36に接続されており、下流端が第2除去器18に接続されている。第2改質ガス通路38は、第1開閉弁60よりも上流側、かつ、温度センサ28、圧力センサ30、および熱交換器31よりも下流側の第1改質ガス通路36から分岐している。第2開閉弁62は、開弁状態(第1状態の一例)と閉弁状態(第2状態の一例)とに切り替え可能に構成されている。第2開閉弁62が開弁状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第1開閉弁60よりも上流側の第1改質ガス通路36および第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給される。第2開閉弁62が閉弁状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されない。また、第2開閉弁62は、開弁状態において開度制御可能である。 The second on-off valve 62 is provided in the second reformed gas passage 38 and opens and closes the second reformed gas passage 38 . The second reformed gas passage 38 has an upstream end connected to the first reformed gas passage 36 upstream of the first on-off valve 60 , and a downstream end connected to the second remover 18 . The second reformed gas passage 38 branches from the first reformed gas passage 36 upstream of the first on-off valve 60 and downstream of the temperature sensor 28, the pressure sensor 30, and the heat exchanger 31. there is The second on-off valve 62 is configured to be switchable between an open state (an example of a first state) and a closed state (an example of a second state). When the second on-off valve 62 is open, the reformed gas produced by the reformer 14 passes through the first reformed gas passage 36 and the second reformed gas passage upstream of the first on-off valve 60 . 38 to the second remover 18 . When the second on-off valve 62 is closed, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . Further, the opening degree of the second on-off valve 62 can be controlled in the open state.

第3開閉弁64は、第1燃料ガス通路40に設けられており、第1燃料ガス通路40を開閉する。第3開閉弁64は、開弁状態と閉弁状態とに切り替え可能に構成されている。第3開閉弁64が開弁状態であるときは、第1除去器16で生成された燃料ガスが第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給される。第3開閉弁64が閉弁状態であるときは、第1除去器16で生成された燃料ガスが第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給されない。また、第3開閉弁64は、開弁状態において開度制御可能である。 The third on-off valve 64 is provided in the first fuel gas passage 40 and opens and closes the first fuel gas passage 40 . The third on-off valve 64 is configured to be switchable between an open state and a closed state. When the third on-off valve 64 is open, the fuel gas produced by the first remover 16 is supplied to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 . When the third on-off valve 64 is closed, the fuel gas produced by the first remover 16 is not supplied to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 . Further, the opening degree of the third on-off valve 64 can be controlled in the open state.

第4開閉弁66は、第2燃料ガス通路42に設けられており、第2燃料ガス通路42を開閉する。第2燃料ガス通路42は、上流端が第2除去器18に接続されており、下流端が第3開閉弁64よりも下流側の第1燃料ガス通路40に接続されている。第2燃料ガス通路42は、第3開閉弁64よりも下流側の第1燃料ガス通路40に合流している。第4開閉弁66は、開弁状態と閉弁状態とに切り替え可能に構成されている。第4開閉弁66が開弁状態であるときは、第2除去器18で生成された燃料ガスが第2燃料ガス通路42および第3開閉弁64よりも下流側の第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給される。第4開閉弁66が閉弁状態であるときは、第2除去器18で生成された燃料ガスが第2燃料ガス通路42を通じて燃料電池20に供給されない。また、第4開閉弁66は、開弁状態において開度制御可能に構成されている。 The fourth on-off valve 66 is provided in the second fuel gas passage 42 and opens and closes the second fuel gas passage 42 . The second fuel gas passage 42 has an upstream end connected to the second remover 18 and a downstream end connected to the first fuel gas passage 40 downstream of the third on-off valve 64 . The second fuel gas passage 42 joins the first fuel gas passage 40 downstream of the third on-off valve 64 . The fourth on-off valve 66 is configured to be switchable between an open state and a closed state. When the fourth on-off valve 66 is open, the fuel gas generated by the second remover 18 passes through the second fuel gas passage 42 and the first fuel gas passage 40 downstream of the third on-off valve 64. It is supplied to the fuel cell 20 . When the fourth on-off valve 66 is closed, the fuel gas produced by the second remover 18 is not supplied to the fuel cell 20 through the second fuel gas passage 42 . Further, the fourth on-off valve 66 is configured so that the degree of opening can be controlled in the open state.

(開閉弁制御処理;図6)
次に、第2実施例の開閉弁制御処理について説明する。第2実施例の開閉弁制御処理は、例えば、使用済みの第1除去器16が未使用の新しい第1除去器16に交換されると開始される。第2実施例の開閉弁制御処理が開始される時点では、第1開閉弁60および第3開閉弁64が開弁状態であり、第2開閉弁62および第4開閉弁66が閉弁状態であるとする。また、第1開閉弁60および第3開閉弁64の開度はXであるとする(図7参照)。第1開閉弁60が開弁状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給される。第3開閉弁64が開弁状態であるときは、第1除去器16で生成された燃料ガスが第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給される。また、第2開閉弁62が閉弁状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されない。第4開閉弁66が閉弁状態であるときは、第2除去器18で生成された燃料ガスが第2燃料ガス通路42を通じて燃料電池20に供給されない。なお、第2開閉弁62および第4開閉弁66が閉弁状態である間に、使用済みの第2除去器18が未使用の新しい第2除去器18に交換されるとする。
(On-off valve control processing; Fig. 6)
Next, the on-off valve control process of the second embodiment will be described. The on-off valve control process of the second embodiment is started, for example, when the used first remover 16 is replaced with a new unused first remover 16 . When the on-off valve control process of the second embodiment is started, the first on-off valve 60 and the third on-off valve 64 are open, and the second on-off valve 62 and the fourth on-off valve 66 are closed. Suppose there is It is also assumed that the opening degrees of the first on-off valve 60 and the third on-off valve 64 are X (see FIG. 7). When the first on-off valve 60 is open, the reformed gas produced in the reformer 14 is supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . When the third on-off valve 64 is open, the fuel gas produced by the first remover 16 is supplied to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 . Further, when the second on-off valve 62 is closed, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . When the fourth on-off valve 66 is closed, the fuel gas produced by the second remover 18 is not supplied to the fuel cell 20 through the second fuel gas passage 42 . It is assumed that the used second remover 18 is replaced with a new unused second remover 18 while the second on-off valve 62 and the fourth on-off valve 66 are closed.

図6に示すように、開閉弁制御処理のS2では、第1実施例の三方弁制御処理(図3参照)のS2と同様に、制御器50が、アンモニア濃度関係情報(図2参照)に基づいて特定したアンモニア濃度を時間積分する。 As shown in FIG. 6, in S2 of the on-off valve control process, similarly to S2 of the three-way valve control process of the first embodiment (see FIG. 3), the controller 50 controls the ammonia concentration relation information (see FIG. 2). Integrate the ammonia concentration determined based on the time.

続くS20では、制御器50が、アンモニア濃度の時間積分値が所定の第3積分基準値に達したか否かを判断する。アンモニア濃度の時間積分値が第3積分基準値に達した場合(YESの場合)、処理はS22に進む。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第3積分基準値に達した場合は、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第3基準量に達したと判断する。S20における所定の第3積分基準値は、後述するS4における第1積分基準値未満の値であり、S20における所定の第3基準量は、S4における第1基準量未満の量である。第3積分基準値および第3基準量は、例えば、予め実験や解析に基づいて求められる。 In subsequent S20, the controller 50 determines whether or not the time integral value of the ammonia concentration has reached a predetermined third integral reference value. If the time integrated value of the ammonia concentration reaches the third integration reference value (if YES), the process proceeds to S22. When the time integrated value of the ammonia concentration reaches the third integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 to reach the predetermined third reference amount. determined to have reached The predetermined third integration reference value in S20 is a value less than the first integration reference value in S4, which will be described later, and the predetermined third reference amount in S20 is an amount less than the first reference amount in S4. The third integral reference value and the third reference amount are obtained in advance based on experiments and analyses, for example.

S20でアンモニア濃度の時間積分値が第3積分基準値に達しない場合(NOの場合)、処理はS2に戻る。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第3積分基準値に達しない場合は、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第3基準量に達しないと判断する。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第3積分基準値に達するまでアンモニア濃度の時間積分を繰り返し実行する。 If the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the third integration reference value in S20 (NO), the process returns to S2. When the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the third integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 to reach the predetermined third reference amount. determined not to reach The controller 50 repeatedly performs the time integration of the ammonia concentration until the time integration value of the ammonia concentration reaches the third integration reference value.

S20でYESの後のS22では、制御器50が、第2開閉弁62および第4開閉弁66を閉弁状態から開弁状態に切り替える。また、S22では、制御器50が、第2開閉弁62の開度を第1開閉弁60の開度(X)未満の開度Yに制御する(図7参照)。また、制御器50が、第4開閉弁66の開度を第3開閉弁64の開度(X)未満の開度Yに制御する(図7参照)。なお、第2開閉弁62の開度と第4開閉弁66の開度とは、同じ開度であっても異なる開度であってもよい。第2開閉弁62が開弁状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給される。第4開閉弁66が開弁状態に切り替えられると、第2除去器18で生成された燃料ガスが第2燃料ガス通路42を通じて燃料電池20に供給される。 In S22 after YES in S20, the controller 50 switches the second on-off valve 62 and the fourth on-off valve 66 from the closed state to the open state. Further, in S22, the controller 50 controls the opening degree of the second on-off valve 62 to an opening degree Y that is less than the opening degree (X) of the first on-off valve 60 (see FIG. 7). Further, the controller 50 controls the degree of opening of the fourth on-off valve 66 to an degree of opening Y that is less than the degree of opening (X) of the third on-off valve 64 (see FIG. 7). The degree of opening of the second on-off valve 62 and the degree of opening of the fourth on-off valve 66 may be the same or different. When the second on-off valve 62 is switched to the open state, the reformed gas produced in the reformer 14 is supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . When the fourth on-off valve 66 is switched to the open state, the fuel gas produced by the second remover 18 is supplied to the fuel cell 20 through the second fuel gas passage 42 .

S22に続くS24では、制御器50が、上記のS2と同様に、アンモニア濃度関係情報(図2参照)に基づいて特定したアンモニア濃度を時間積分する。続くS4では、第1実施例の三方弁制御処理(図3参照)のS4と同様に、制御器50が、アンモニア濃度の時間積分値が所定の第1積分基準値に達したか否かを判断する。アンモニア濃度の時間積分値が第1積分基準値に達した場合(YESの場合)、処理はS26に進む。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第1積分基準値に達した場合は、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達したと判断する。一方、アンモニア濃度の時間積分値が第1積分基準値に達しない場合(NOの場合)、処理はS24に戻る。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第1積分基準値に達しない場合は、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達しないと判断する。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第1積分基準値に達するまでアンモニア濃度の時間積分を繰り返し実行する。 In S24 subsequent to S22, the controller 50 time-integrates the ammonia concentration specified based on the ammonia concentration relation information (see FIG. 2) in the same manner as in S2 described above. In subsequent S4, similarly to S4 of the three-way valve control process (see FIG. 3) of the first embodiment, the controller 50 determines whether or not the time integral value of the ammonia concentration has reached a predetermined first integral reference value. to decide. If the time integrated value of the ammonia concentration reaches the first integration reference value (YES), the process proceeds to S26. When the time integrated value of the ammonia concentration reaches the first integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 to reach the predetermined first reference amount. determined to have reached On the other hand, if the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the first integration reference value (NO), the process returns to S24. When the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the first integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 to reach the predetermined first reference amount. determined not to reach The controller 50 repeatedly performs time integration of the ammonia concentration until the time integration value of the ammonia concentration reaches the first integration reference value.

S4でYESの後のS26では、制御器50が、第2開閉弁62および第4開閉弁66の開度を大きくする(図7参照)。例えば、制御器50は、第2開閉弁62および第4開閉弁66の開度をXにする。なお、第2開閉弁62および第4開閉弁66の開度は、同じ開度であっても異なる開度であってもよい。また、S26では、制御器50が、第1開閉弁60および第3開閉弁64を開弁状態から閉弁状態に切り替える(図7参照)。第1開閉弁60が閉弁状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されない。第3開閉弁64が閉弁状態に切り替えられると、第1除去器16で生成された燃料ガスが第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給されない。 In S26 after YES in S4, the controller 50 increases the opening degrees of the second on-off valve 62 and the fourth on-off valve 66 (see FIG. 7). For example, the controller 50 sets the opening degree of the second on-off valve 62 and the fourth on-off valve 66 to X. The degree of opening of the second on-off valve 62 and the degree of opening of the fourth on-off valve 66 may be the same or different. Further, in S26, the controller 50 switches the first on-off valve 60 and the third on-off valve 64 from the open state to the closed state (see FIG. 7). When the first on-off valve 60 is switched to the closed state, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . When the third on-off valve 64 is switched to the closed state, the fuel gas produced by the first remover 16 is not supplied to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 .

S26の処理が実行された後であって後述するS30の処理が実行される前に、使用済みの第1除去器16が未使用の新しい第1除去器16に交換される。例えば、燃料電池システム2のユーザが第1除去器16を交換する。 The used first remover 16 is replaced with a new unused first remover 16 after the process of S26 is executed and before the process of S30, which will be described later, is executed. For example, a user of the fuel cell system 2 replaces the first remover 16 .

S26に続くS8では、制御器50が、上記のS2と同様に、アンモニア濃度関係情報に基づいて特定したアンモニア濃度を時間積分する。続くS28では、制御器50が、アンモニア濃度の時間積分値が所定の第4積分基準値に達したか否かを判断する。アンモニア濃度の時間積分値が第4積分基準値に達した場合(YESの場合)、処理はS30に進む。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第4積分基準値に達した場合は、第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されるアンモニアの量が所定の第4基準量に達したと判断する。S28における所定の第4積分基準値は、後述するS10における第2積分基準値未満の値であり、S28における所定の第4基準量は、S10における第2基準量未満の量である。第4積分基準値および第4基準量は、例えば、予め実験や解析に基づいて求められる。 In S8 following S26, the controller 50 time-integrates the ammonia concentration specified based on the ammonia concentration relational information in the same manner as in S2 described above. In subsequent S28, the controller 50 determines whether or not the time integral value of the ammonia concentration has reached a predetermined fourth integral reference value. If the time integrated value of the ammonia concentration reaches the fourth integration reference value (YES), the process proceeds to S30. When the time integrated value of the ammonia concentration reaches the fourth integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 to reach the predetermined fourth reference amount. determined to have reached The predetermined fourth integration reference value in S28 is less than the second integration reference value in S10, which will be described later, and the predetermined fourth reference amount in S28 is less than the second reference amount in S10. The fourth integral reference value and the fourth reference amount are obtained in advance based on experiments and analyses, for example.

S28でアンモニア濃度の時間積分値が第4積分基準値に達しない場合(NOの場合)、処理はS8に戻る。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第4積分基準値に達しない場合は、第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されるアンモニアの量が所定の第4基準量に達しないと判断する。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第4積分基準値に達するまでアンモニア濃度の時間積分を繰り返し実行する。 If the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the fourth integration reference value in S28 (NO), the process returns to S8. When the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the fourth integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 to reach the predetermined fourth reference amount. determined not to reach The controller 50 repeatedly performs the time integration of the ammonia concentration until the time integration value of the ammonia concentration reaches the fourth integration reference value.

S28でYESの後のS30では、制御器50が、第1開閉弁60および第3開閉弁64を閉弁状態から開弁状態に切り替える。また、S30では、制御器50が、第1開閉弁60の開度を第2開閉弁62の開度(X)未満の開度Yに制御する(図7参照)。また、制御器50が、第3開閉弁64の開度を第4開閉弁66の開度(X)未満の開度Yに制御する。なお、第1開閉弁60の開度と第3開閉弁64の開度とは、同じ開度であっても異なる開度であってもよい。第1開閉弁60が開弁状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給される。第3開閉弁64が開弁状態に切り替えられると、第1除去器16で生成された燃料ガスが第1燃料ガス通路40を通じて燃料電池20に供給される。 In S30 after YES in S28, the controller 50 switches the first on-off valve 60 and the third on-off valve 64 from the closed state to the open state. Further, in S30, the controller 50 controls the opening degree of the first on-off valve 60 to an opening degree Y that is less than the opening degree (X) of the second on-off valve 62 (see FIG. 7). Further, the controller 50 controls the degree of opening of the third on-off valve 64 to an degree of opening Y that is less than the degree of opening (X) of the fourth on-off valve 66 . The degree of opening of the first on-off valve 60 and the degree of opening of the third on-off valve 64 may be the same or different. When the first on-off valve 60 is switched to the open state, the reformed gas produced in the reformer 14 is supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . When the third on-off valve 64 is switched to the open state, the fuel gas produced by the first remover 16 is supplied to the fuel cell 20 through the first fuel gas passage 40 .

S30に続くS32では、制御器50が、上記のS8と同様に、アンモニア濃度関係情報(図2参照)に基づいて特定したアンモニア濃度を時間積分する。続くS10では、第1実施例の三方弁制御処理(図3参照)のS10と同様に、制御器50が、アンモニア濃度の時間積分値が所定の第2積分基準値に達したか否かを判断する。アンモニア濃度の時間積分値が第2積分基準値に達した場合(YESの場合)、処理はS34に進む。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第2積分基準値に達した場合は、第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されるアンモニアの量が所定の第2基準量に達したと判断する。一方、アンモニア濃度の時間積分値が第2積分基準値に達しない場合(NOの場合)、処理はS32に戻る。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第2積分基準値に達しない場合は、第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されるアンモニアの量が所定の第2基準量に達しないと判断する。制御器50は、アンモニア濃度の時間積分値が第2積分基準値に達するまでアンモニア濃度の時間積分を繰り返し実行する。 In S32 subsequent to S30, the controller 50 time-integrates the ammonia concentration specified based on the ammonia concentration relationship information (see FIG. 2) in the same manner as in S8 described above. In subsequent S10, similarly to S10 of the three-way valve control process (see FIG. 3) of the first embodiment, the controller 50 determines whether or not the time integral value of the ammonia concentration has reached a predetermined second integral reference value. to decide. If the time integrated value of the ammonia concentration reaches the second integration reference value (YES), the process proceeds to S34. When the time integrated value of the ammonia concentration reaches the second integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 to reach the predetermined second reference amount. determined to have reached On the other hand, if the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the second integration reference value (NO), the process returns to S32. When the time integrated value of the ammonia concentration does not reach the second integration reference value, the controller 50 controls the amount of ammonia supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 to reach the predetermined second reference amount. determined not to reach The controller 50 repeatedly performs time integration of the ammonia concentration until the time integration value of the ammonia concentration reaches the second integration reference value.

S10でYESの後のS34では、制御器50が、第1開閉弁60および第3開閉弁64の開度を大きくする(図7参照)。例えば、制御器50が、第1開閉弁60および第3開閉弁64の開度をXにする。なお、第1開閉弁60および第3開閉弁64の開度は、同じ開度であっても異なる開度であってもよい。また、S34では、制御器50が、第2開閉弁62および第4開閉弁66を開弁状態から閉弁状態に切り替える(図7参照)。第2開閉弁62が閉弁状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されない。第4開閉弁66が閉弁状態に切り替えられると、第2除去器18で生成された燃料ガスが第2燃料ガス通路42を通じて燃料電池20に供給されない。S34の後、処理は上記のS2に戻り、S2からS34の処理が繰り返し実行される。 In S34 after YES in S10, the controller 50 increases the opening degrees of the first on-off valve 60 and the third on-off valve 64 (see FIG. 7). For example, the controller 50 sets the opening degree of the first on-off valve 60 and the third on-off valve 64 to X. The opening degrees of the first on-off valve 60 and the third on-off valve 64 may be the same or different. Also, in S34, the controller 50 switches the second on-off valve 62 and the fourth on-off valve 66 from the open state to the closed state (see FIG. 7). When the second on-off valve 62 is switched to the closed state, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . When the fourth on-off valve 66 is switched to the closed state, the fuel gas produced by the second remover 18 is not supplied to the fuel cell 20 through the second fuel gas passage 42 . After S34, the process returns to S2, and the processes from S2 to S34 are repeatedly executed.

S34の処理が実行された後であって上述したS22の処理が実行される前に、使用済みの第2除去器18が未使用の新しい第2除去器18に交換される。例えば、燃料電池システム2のユーザが第2除去器18を交換する。なお、開閉弁制御処理は、例えば、所定の終了指示に基づいて適宜終了する。 After the process of S34 is performed and before the process of S22 described above is performed, the used second remover 18 is replaced with a new unused second remover 18 . For example, a user of the fuel cell system 2 replaces the second remover 18 . It should be noted that the on-off valve control process is appropriately terminated based on, for example, a predetermined termination instruction.

(効果)
以上、第2実施例の燃料電池システム2について説明した。以上のように、燃料電池システム2は、第1改質ガス通路36と、第1改質ガス通路36に設けられた第1開閉弁60と、第1開閉弁60よりも上流側の第1改質ガス通路36から分岐している第2改質ガス通路38と、第2改質ガス通路38に設けられた第2開閉弁62とを備えている。第1開閉弁60および第2開閉弁62は、それぞれ、開弁状態と閉弁状態とに切り替え可能に構成されている。制御器50は、センサ28、30の検出値に基づいて第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第3基準量に達したと判断する場合に、第2開閉弁62を閉弁状態から開弁状態に切り替えると共に第2開閉弁62の開度を第1開閉弁60の開度未満の開度に制御する(S20、S22)。制御器50は、温度センサ28の検出温度と圧力センサ30の検出圧力とから推定されるアンモニアの濃度を時間積分した積分値が所定の第1積分基準値に達した場合に、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が第1基準量に達したと判断する(S2、S20)。
(effect)
The fuel cell system 2 of the second embodiment has been described above. As described above, the fuel cell system 2 includes the first reformed gas passage 36 , the first on-off valve 60 provided in the first reformed gas passage 36 , and the first valve upstream of the first on-off valve 60 . A second reformed gas passage 38 branched from the reformed gas passage 36 and a second on-off valve 62 provided in the second reformed gas passage 38 are provided. Each of the first on-off valve 60 and the second on-off valve 62 is configured to be switchable between an open state and a closed state. When the controller 50 determines that the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 has reached a predetermined third reference amount based on the detection values of the sensors 28 and 30, , the second on-off valve 62 is switched from the closed state to the open state, and the degree of opening of the second on-off valve 62 is controlled to be less than the degree of opening of the first on-off valve 60 (S20, S22). When the integrated value obtained by time-integrating the concentration of ammonia estimated from the temperature detected by the temperature sensor 28 and the pressure detected by the pressure sensor 30 reaches a predetermined first integration reference value, the controller 50 performs the first reforming. It is determined that the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the gas passage 36 has reached the first reference amount (S2, S20).

この構成によれば、第1除去器16と第2除去器18を並行して使用する期間を設けることができる。これにより、第1除去器16から第2除去器18に切り替えるときに、改質ガスの流れが途切れることなく切り替えをスムーズに行うことができる。 According to this configuration, it is possible to provide a period during which the first remover 16 and the second remover 18 are used in parallel. As a result, when switching from the first remover 16 to the second remover 18, the flow of the reformed gas can be smoothly switched without interruption.

制御器50は、第2開閉弁62の開度を第1開閉弁60の開度未満の開度に制御した後にセンサ28、30の検出値に基づいて第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達したと判断する場合に、第2開閉弁62の開度を大きくする(S24、S4、S26)。この構成によれば、第1除去器16を能力の限界まで使用したタイミングでスムーズに第2除去器18に切り替えることができる。 After controlling the opening of the second on-off valve 62 to be less than the opening of the first on-off valve 60, the controller 50 controls the opening of the first reformed gas through the first reformed gas passage 36 based on the detection values of the sensors 28 and 30. When it is determined that the amount of ammonia supplied to the remover 16 has reached the predetermined first reference amount, the degree of opening of the second on-off valve 62 is increased (S24, S4, S26). According to this configuration, it is possible to smoothly switch to the second remover 18 at the timing when the first remover 16 is used to the limit of its ability.

(第3実施例)
上記の第2実施例の燃料電池システム2は、第1開閉弁60と第2開閉弁62を備えていたが、この構成に限定されない。図8に示すように、第3実施例の燃料電池システム2は、第1開閉弁60と第2開閉弁62に代えて、第1ポンプ80と第2ポンプ82を備えている。
(Third embodiment)
Although the fuel cell system 2 of the second embodiment described above includes the first on-off valve 60 and the second on-off valve 62, the configuration is not limited to this. As shown in FIG. 8, the fuel cell system 2 of the third embodiment includes a first pump 80 and a second pump 82 instead of the first on-off valve 60 and the second on-off valve 62 .

第1ポンプ80は、第1改質ガス通路36に設けられており、第1改質ガス通路36の上流側から下流側へ改質ガスを圧送する。第1ポンプ80は、動作状態と停止状態とに切り替え可能に構成されている。第1ポンプ80が動作状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給される。第1ポンプ80が停止状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されない。第1ポンプ80は、動作状態において出力制御可能に構成されている。 The first pump 80 is provided in the first reformed gas passage 36 and pumps the reformed gas from the upstream side to the downstream side of the first reformed gas passage 36 . The first pump 80 is configured to be switchable between an operating state and a stopped state. When the first pump 80 is in operation, the reformed gas produced in the reformer 14 is supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . When the first pump 80 is in a stopped state, the reformed gas produced by the reformer 14 is not supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . The first pump 80 is configured to be output controllable in an operating state.

第2ポンプ82は、第2改質ガス通路38に設けられており、第2改質ガス通路38の上流側から下流側へ改質ガスを圧送する。第2ポンプ82は、動作状態と停止状態とに切り替え可能に構成されている。第2ポンプ82が動作状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給される。第2ポンプ82が停止状態であるときは、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されない。第2ポンプ82は、動作状態において出力制御可能に構成されている。 The second pump 82 is provided in the second reformed gas passage 38 and pumps the reformed gas from the upstream side to the downstream side of the second reformed gas passage 38 . The second pump 82 is configured to be switchable between an operating state and a stopped state. When the second pump 82 is in operation, the reformed gas produced in the reformer 14 is supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . When the second pump 82 is in a stopped state, the reformed gas produced by the reformer 14 is not supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . The second pump 82 is configured to be output controllable in an operating state.

(ポンプ制御処理;図9)
次に、第3実施例のポンプ制御処理について説明する。図9に示すように、ポンプ制御処理では、第2実施例の開閉弁制御処理(図6参照)のS22、S26、S30、S34の処理に代えて、それぞれ、S42、S46、S50、S54の処理が実行される。第3実施例のポンプ制御処理が開始される時点では、第1ポンプ80が動作状態であり、第2ポンプ82が停止状態であるとする。第1ポンプ80の出力はVであるとする(図10参照)。以下では、ポンプ制御処理において開閉弁制御処理(図6参照)と同様の処理については説明を省略する。
(Pump control processing; FIG. 9)
Next, the pump control processing of the third embodiment will be explained. As shown in FIG. 9, in the pump control process, S42, S46, S50 and S54 are performed instead of S22, S26, S30 and S34 of the on-off valve control process (see FIG. 6) of the second embodiment. Processing is performed. It is assumed that the first pump 80 is in an operating state and the second pump 82 is in a stopped state when the pump control process of the third embodiment is started. Assume that the output of the first pump 80 is V (see FIG. 10). In the following, description of the same processing as the on-off valve control processing (see FIG. 6) in the pump control processing will be omitted.

ポンプ制御処理のS42では、制御器50が、第2ポンプ82を停止状態から動作状態に切り替える。また、S42では、制御器50が、第2ポンプ82の出力を第1ポンプ80の出力(V)未満の出力Wに制御する(図10参照)。第2ポンプ82が動作状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給される。なお、S42では、S22(図6参照)と同様に、制御器50が、第4開閉弁66を閉弁状態から開弁状態に切り替える。また、制御器50が、第4開閉弁66の開度を第3開閉弁64の開度(X)未満の開度Yに制御する(図7参照)。 In S42 of the pump control process, the controller 50 switches the second pump 82 from the stopped state to the operating state. Also, in S42, the controller 50 controls the output of the second pump 82 to an output W less than the output (V) of the first pump 80 (see FIG. 10). When the second pump 82 is switched to the operating state, the reformed gas produced in the reformer 14 is supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . In addition, in S42, the controller 50 switches the fourth on-off valve 66 from the closed state to the open state, as in S22 (see FIG. 6). Further, the controller 50 controls the degree of opening of the fourth on-off valve 66 to an degree of opening Y that is less than the degree of opening (X) of the third on-off valve 64 (see FIG. 7).

図9に示すS46では、制御器50が、第2ポンプ82の出力を大きくする(図10参照)。例えば、制御器50が、第2ポンプ82の出力をVにする。また、S46では、制御器50が、第1ポンプ80を動作状態から停止状態に切り替える(図10参照)。第1ポンプ80が停止状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されない。なお、S46では、S26(図6参照)と同様に、制御器50が、第4開閉弁66の開度を大きくする(図7参照)。また、制御器50が、第3開閉弁64を開弁状態から閉弁状態に切り替える。 At S46 shown in FIG. 9, the controller 50 increases the output of the second pump 82 (see FIG. 10). For example, controller 50 drives the output of second pump 82 to V. Also, in S46, the controller 50 switches the first pump 80 from the operating state to the stopped state (see FIG. 10). When the first pump 80 is switched to the stopped state, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . In addition, in S46, the controller 50 increases the opening degree of the fourth on-off valve 66 (see FIG. 7), as in S26 (see FIG. 6). Also, the controller 50 switches the third on-off valve 64 from the open state to the closed state.

図9に示すS50では、制御器50が、第1ポンプ80を停止状態から動作状態に切り替える。また、S50では、制御器50が、第1ポンプ80の出力を第2ポンプ82の出力(V)未満の出力Wに制御する(図10参照)。第1ポンプ80が動作状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給される。なお、S50では、S30(図6参照)と同様に、制御器50が、第3開閉弁64を閉弁状態から開弁状態に切り替える。また、制御器50が、第3開閉弁64の開度を第4開閉弁66の開度(X)未満の開度Yに制御する(図7参照)。 In S50 shown in FIG. 9, the controller 50 switches the first pump 80 from the stopped state to the operating state. Also, in S50, the controller 50 controls the output of the first pump 80 to an output W less than the output (V) of the second pump 82 (see FIG. 10). When the first pump 80 is switched to the operating state, the reformed gas produced in the reformer 14 is supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 . Note that in S50, the controller 50 switches the third on-off valve 64 from the closed state to the open state, as in S30 (see FIG. 6). Further, the controller 50 controls the degree of opening of the third on-off valve 64 to an degree of opening Y that is less than the degree of opening (X) of the fourth on-off valve 66 (see FIG. 7).

図9に示すS54では、制御器50が、第1ポンプ80の出力を大きくする(図10参照)。例えば、制御器50が、第1ポンプ80の出力をVにする。また、S54では、制御器50が、第2ポンプ82を動作状態から停止状態に切り替える(図10参照)。第2ポンプ82が停止状態に切り替えられると、改質器14で生成された改質ガスが第2改質ガス通路38を通じて第2除去器18に供給されない。なお、S54では、S34(図6参照)と同様に、制御器50が、第3開閉弁64の開度を大きくする(図7参照)。また、制御器50が、第4開閉弁66を開弁状態から閉弁状態に切り替える。 At S54 shown in FIG. 9, the controller 50 increases the output of the first pump 80 (see FIG. 10). For example, the controller 50 drives the output of the first pump 80 to V. Also, in S54, the controller 50 switches the second pump 82 from the operating state to the stopped state (see FIG. 10). When the second pump 82 is switched to the stopped state, the reformed gas produced in the reformer 14 is not supplied to the second remover 18 through the second reformed gas passage 38 . In addition, in S54, the controller 50 increases the degree of opening of the third on-off valve 64 (see FIG. 7), as in S34 (see FIG. 6). Also, the controller 50 switches the fourth on-off valve 66 from the open state to the closed state.

(効果)
以上、第3実施例の燃料電池システム2について説明した。以上のように、燃料電池システム2は、第1改質ガス通路36に設けられた第1ポンプ80を備えている。制御器50は、センサ28、30の検出値に基づいて第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達したと判断する場合に、第1ポンプ80を動作状態から停止状態に切り替える。この構成によれば、第1実施例および第2実施例の燃料電池システム2と同様に、第1除去器16を能力の限界まで使用することができ、第1除去器16の交換頻度を少なくすることができる。
(effect)
The fuel cell system 2 of the third embodiment has been described above. As described above, the fuel cell system 2 includes the first pump 80 provided in the first reformed gas passage 36 . When the controller 50 determines that the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 has reached a predetermined first reference amount based on the detection values of the sensors 28 and 30, , the first pump 80 is switched from the operating state to the stopped state. According to this configuration, as in the fuel cell systems 2 of the first and second embodiments, the first remover 16 can be used to the limit of its capacity, and the replacement frequency of the first remover 16 can be reduced. can do.

また、燃料電池システム2は、第2改質ガス通路38に設けられた第2ポンプ82を備えている。制御器50は、センサ28、30の検出値に基づいて第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が所定の第3基準量に達したと判断する場合に、第2ポンプ82を停止状態から動作状態に切り替えると共に第2ポンプ82の出力を第1ポンプ80の出力未満の出力に制御する。この構成によれば、第2実施例の燃料電池システム2と同様に、第1除去器16から第2除去器18に切り替えるときに、改質ガスの流れが途切れることなく切り替えをスムーズに行うことができる。 The fuel cell system 2 also includes a second pump 82 provided in the second reformed gas passage 38 . When the controller 50 determines that the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 has reached a predetermined third reference amount based on the detection values of the sensors 28 and 30, , the second pump 82 is switched from the stopped state to the operating state, and the output of the second pump 82 is controlled to be less than the output of the first pump 80 . According to this configuration, similarly to the fuel cell system 2 of the second embodiment, when switching from the first remover 16 to the second remover 18, the flow of the reformed gas is smoothly switched without interruption. can be done.

(変形例)
(1)いくつかの実施形態では、温度センサ28が、熱交換器31と第1三方弁24との間に設けられていてもよい。温度センサ28は、熱交換器31よりも下流側、かつ、第1三方弁24よりも上流側において、第1改質ガス通路36を流れる改質ガスの温度を検出してもよい。すなわち、温度センサ28は、熱交換器31により熱交換された後の改質ガスの温度を検出してもよい。
(Modification)
(1) In some embodiments, a temperature sensor 28 may be provided between the heat exchanger 31 and the first three-way valve 24 . The temperature sensor 28 may detect the temperature of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage 36 downstream of the heat exchanger 31 and upstream of the first three-way valve 24 . That is, the temperature sensor 28 may detect the temperature of the reformed gas after heat exchange by the heat exchanger 31 .

(2)いくつかの実施形態では、圧力センサ30が、熱交換器31と第1三方弁24との間に設けられていてもよい。圧力センサ30は、熱交換器31よりも下流側、かつ、第1三方弁24よりも上流側において、第1改質ガス通路36を流れる改質ガスの圧力を検出してもよい。すなわち、圧力センサ30は、熱交換器31により熱交換された後の改質ガスの圧力を検出してもよい。 (2) In some embodiments, a pressure sensor 30 may be provided between the heat exchanger 31 and the first three-way valve 24 . The pressure sensor 30 may detect the pressure of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage 36 downstream of the heat exchanger 31 and upstream of the first three-way valve 24 . That is, the pressure sensor 30 may detect the pressure of the reformed gas after heat exchange by the heat exchanger 31 .

(第4実施例)
上記の燃料電池システム2は、温度センサ28および圧力センサ30を備える構成であったが、この構成に限定されない。また、上記の燃料電池システム2は、アンモニア濃度を時間積分する構成であったが、この構成に限定されない。第4実施例の燃料電池システム2は、図11に示すように、流量センサ70を備えている。流量センサ70は、第1三方弁24よりも上流側の第1改質ガス通路36に設けられており、第1三方弁24よりも上流側の第1改質ガス通路36を流れる改質ガスの流量を検出する。制御器50は、流量センサ70の検出流量の時間積分値が所定の積分基準値に達した場合に、第1三方弁24を第1状態から第2状態に切り替える。制御器50は、流量センサ70の検出流量の時間積分値が所定の積分基準値に達した場合に、第1改質ガス通路36を通じて第1除去器16に供給されるアンモニアの量が第1基準量に達したと判断する(図3のS4、S6参照)。なお、第2基準量、第3基準量、第4基準量についても同様である。また、燃料電池システム2が第1三方弁24に代えて第1開閉弁60および第2開閉弁62を備える構成においても同様である。また、燃料電池システム2が第1ポンプおよび第2ポンプを備える構成においても同様である。なお、明細書における第1、第2、第3、第4の区別は、便宜上の区別である。
(Fourth embodiment)
Although the fuel cell system 2 described above has a configuration including the temperature sensor 28 and the pressure sensor 30, it is not limited to this configuration. Further, the fuel cell system 2 described above has a configuration in which the ammonia concentration is integrated over time, but the present invention is not limited to this configuration. The fuel cell system 2 of the fourth embodiment has a flow rate sensor 70 as shown in FIG. The flow rate sensor 70 is provided in the first reformed gas passage 36 on the upstream side of the first three-way valve 24, and detects the reformed gas flowing through the first reformed gas passage 36 on the upstream side of the first three-way valve 24. to detect the flow rate of The controller 50 switches the first three-way valve 24 from the first state to the second state when the time integral value of the flow rate detected by the flow rate sensor 70 reaches a predetermined integral reference value. The controller 50 reduces the amount of ammonia supplied to the first remover 16 through the first reformed gas passage 36 to the first It is determined that the reference amount has been reached (see S4 and S6 in FIG. 3). The same applies to the second reference amount, the third reference amount, and the fourth reference amount. The same applies to the configuration in which the fuel cell system 2 includes the first on-off valve 60 and the second on-off valve 62 instead of the first three-way valve 24 . The same applies to a configuration in which the fuel cell system 2 includes a first pump and a second pump. The first, second, third, and fourth distinctions in the specification are for the sake of convenience.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or in the drawings exhibit technical utility either singly or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques exemplified in this specification or drawings can simultaneously achieve a plurality of purposes, and achieving one of them has technical utility in itself.

2:燃料電池システム、10:原料タンク、12:気化器、14:改質器、15:加熱器、16:第1除去器、18:第2除去器、20:燃料電池、22:ポンプ、24:第1三方弁、26:第2三方弁、28:温度センサ、30:圧力センサ、32:液体通路、34:原料ガス通路、36:第1改質ガス通路、38:第2改質ガス通路、40:第1燃料ガス通路、42:第2燃料ガス通路、44:空気通路、46:排ガス通路、50:制御器、52:記憶部、60:第1開閉弁、62:第2開閉弁、64:第3開閉弁、66:第4開閉弁、70:流量センサ、80:第1ポンプ、82:第2ポンプ
2: fuel cell system, 10: raw material tank, 12: vaporizer, 14: reformer, 15: heater, 16: first remover, 18: second remover, 20: fuel cell, 22: pump, 24: first three-way valve, 26: second three-way valve, 28: temperature sensor, 30: pressure sensor, 32: liquid passage, 34: source gas passage, 36: first reformed gas passage, 38: second reformed gas passage Gas passage 40: First fuel gas passage 42: Second fuel gas passage 44: Air passage 46: Exhaust gas passage 50: Controller 52: Storage unit 60: First on-off valve 62: Second On-off valve 64: Third on-off valve 66: Fourth on-off valve 70: Flow rate sensor 80: First pump 82: Second pump

Claims (8)

原料ガスを改質することにより改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器によって生成された改質ガスが流れる第1改質ガス通路と、
前記第1改質ガス通路を流れる改質ガスの状態を検出するセンサと、
前記第1改質ガス通路に設けられた第1弁と、
前記第1改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第1除去器と、
制御部と、を備え、
前記第1弁は、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスが供給される第1状態と、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスが供給されない第2状態と、に切り替え可能に構成されており、
前記制御部は、前記センサの検出値に基づいて前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達したと判断する場合に、前記第1弁を前記第1状態から前記第2状態に切り替える、アンモニア除去システム。
a reformer for generating a reformed gas by reforming the raw material gas;
a first reformed gas passage through which the reformed gas generated by the reformer flows;
a sensor for detecting the state of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage;
a first valve provided in the first reformed gas passage;
a first remover for generating fuel gas by removing ammonia from the reformed gas that has passed through the first reformed gas passage;
a control unit;
The first valve has a first state in which reformed gas is supplied to the first remover through the first reformed gas passage, and a first state in which reformed gas is supplied to the first remover through the first reformed gas passage. is configured to be switchable between a second state in which it is not supplied,
When the controller determines that the amount of ammonia supplied to the first remover through the first reformed gas passage has reached a predetermined first reference amount based on the detected value of the sensor, An ammonia removal system, wherein a first valve is switched from said first state to said second state.
請求項1に記載のアンモニア除去システムであって、
前記センサは、前記第1改質ガス通路を流れる改質ガスの温度を検出する温度センサと、前記第1改質ガス通路を流れる改質ガスの圧力を検出する圧力センサと、を含み、
前記制御部は、前記温度センサの検出値と前記圧力センサの検出値とから推定されるアンモニアの濃度を時間積分した積分値が所定の第1積分基準値に達した場合に、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が前記第1基準量に達したと判断する、アンモニア除去システム。
The ammonia removal system of claim 1, comprising:
The sensor includes a temperature sensor that detects the temperature of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage, and a pressure sensor that detects the pressure of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage,
When the integrated value obtained by time-integrating the ammonia concentration estimated from the detected value of the temperature sensor and the detected value of the pressure sensor reaches a predetermined first integration reference value, the control unit performs the first revision. The ammonia removal system, wherein the ammonia removal system determines that the amount of ammonia supplied to the first remover through the quality gas passage has reached the first reference amount.
請求項1または2に記載のアンモニア除去システムであって、
前記第1弁を介して前記第1改質ガス通路から分岐しており、前記改質器によって生成された改質ガスが流れる第2改質ガス通路と、
前記第2改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第2除去器と、を更に備え、
前記第1弁は、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスが供給される一方で前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスが供給されない前記第1状態と、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスが供給されない一方で前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスが供給される前記第2状態と、に切り替え可能に構成されている、アンモニア除去システム。
The ammonia removal system according to claim 1 or 2,
a second reformed gas passage branched from the first reformed gas passage through the first valve and through which the reformed gas produced by the reformer flows;
a second remover for generating fuel gas by removing ammonia from the reformed gas that has passed through the second reformed gas passage;
The first valve is configured such that the reformed gas is supplied to the first remover through the first reformed gas passage and the reformed gas is not supplied to the second remover through the second reformed gas passage. the first state and the second state in which reformed gas is not supplied to the first remover through the first reformed gas passage and reformed gas is supplied to the second remover through the second reformed gas passage. An ammonia removal system configured to be switchable between two states.
請求項1または2に記載のアンモニア除去システムであって、
前記第1弁よりも上流側の前記第1改質ガス通路から分岐しており、前記改質器によって生成された改質ガスが流れる第2改質ガス通路と、
前記第2改質ガス通路に設けられた第2弁と、
前記第2改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第2除去器と、を更に備え、
前記第2弁は、前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスが供給される第1状態と、前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスが供給されない第2状態と、に切り替え可能に構成されており、
前記制御部は、前記センサの検出値に基づいて前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が前記第1基準量未満の所定の第3基準量に達したと判断する場合に、前記第2弁を前記第2状態から前記第1状態に切り替えると共に前記第2弁の開度を前記第1弁の開度未満の開度に制御する、アンモニア除去システム。
The ammonia removal system according to claim 1 or 2,
a second reformed gas passage branched from the first reformed gas passage on the upstream side of the first valve and through which the reformed gas generated by the reformer flows;
a second valve provided in the second reformed gas passage;
a second remover for generating fuel gas by removing ammonia from the reformed gas that has passed through the second reformed gas passage;
The second valve has a first state in which reformed gas is supplied to the second remover through the second reformed gas passage, and a first state in which reformed gas is supplied to the second remover through the second reformed gas passage. is configured to be switchable between a second state in which it is not supplied,
The controller determines that the amount of ammonia supplied to the first remover through the first reformed gas passage has reached a predetermined third reference amount that is less than the first reference amount based on the detection value of the sensor. and switching the second valve from the second state to the first state and controlling the degree of opening of the second valve to be less than the degree of opening of the first valve.
請求項4に記載のアンモニア除去システムであって、
前記制御部は、前記第2弁の開度を前記第1弁の開度未満の開度に制御した後に前記センサの検出値に基づいて前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が所定の前記第1基準量に達したと判断する場合に、前記第2弁の開度を大きくする、アンモニア除去システム。
An ammonia removal system according to claim 4, wherein
After controlling the degree of opening of the second valve to be less than the degree of opening of the first valve, the controller controls the opening degree of the second valve to the first remover through the first reformed gas passage based on the detection value of the sensor. An ammonia removal system that increases the degree of opening of the second valve when it is determined that the amount of supplied ammonia has reached the predetermined first reference amount.
原料ガスを改質することにより改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器によって生成された改質ガスが流れる第1改質ガス通路と、
前記第1改質ガス通路を流れる改質ガスの状態を検出するセンサと、
前記第1改質ガス通路に設けられた第1ポンプと、
前記第1改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第1除去器と、
制御部と、を備え、
前記第1ポンプは、改質ガスを圧送することにより前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスを供給する動作状態と、前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に改質ガスを供給しない停止状態と、に切り替え可能に構成されており、
前記制御部は、前記センサの検出値に基づいて前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量に達したと判断する場合に、前記第1ポンプを前記動作状態から前記停止状態に切り替える、アンモニア除去システム。
a reformer for generating a reformed gas by reforming the raw material gas;
a first reformed gas passage through which the reformed gas generated by the reformer flows;
a sensor for detecting the state of the reformed gas flowing through the first reformed gas passage;
a first pump provided in the first reformed gas passage;
a first remover for generating fuel gas by removing ammonia from the reformed gas that has passed through the first reformed gas passage;
a control unit;
The first pump is configured to supply the reformed gas to the first remover through the first reformed gas passage by pumping the reformed gas, and to supply the reformed gas to the first remover through the first reformed gas passage. It is configured to be switchable between a stopped state in which no reformed gas is supplied to the device,
When the controller determines that the amount of ammonia supplied to the first remover through the first reformed gas passage has reached a predetermined first reference amount based on the detected value of the sensor, An ammonia removal system, wherein the first pump is switched from said operating state to said stopped state.
請求項6に記載のアンモニア除去システムであって、
前記第1ポンプよりも上流側の前記第1改質ガス通路から分岐しており、前記改質器によって生成された改質ガスが流れる第2改質ガス通路と、
前記第2改質ガス通路に設けられた第2ポンプと、
前記第2改質ガス通路を通過した改質ガスからアンモニアを除去することにより燃料ガスを生成する第2除去器と、を更に備え、
前記第2ポンプは、改質ガスを圧送することにより前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスを供給する動作状態と、前記第2改質ガス通路を通じて前記第2除去器に改質ガスを供給しない停止状態と、に切り替え可能に構成されており、
前記制御部は、前記センサの検出値に基づいて前記第1改質ガス通路を通じて前記第1除去器に供給されるアンモニアの量が所定の第1基準量未満の所定の第3基準量に達したと判断する場合に、前記第2ポンプを前記停止状態から前記動作状態に切り替えると共に前記第2ポンプの出力を前記第1ポンプの出力未満の出力に制御する、アンモニア除去システム。
An ammonia removal system according to claim 6, comprising:
a second reformed gas passage branched from the first reformed gas passage on the upstream side of the first pump and through which the reformed gas generated by the reformer flows;
a second pump provided in the second reformed gas passage;
a second remover for generating fuel gas by removing ammonia from the reformed gas that has passed through the second reformed gas passage;
The second pump is configured to supply the reformed gas to the second remover through the second reformed gas passage by pumping the reformed gas, and to supply the second remover through the second reformed gas passage. It is configured to be switchable between a stopped state in which no reformed gas is supplied to the device,
The controller controls the amount of ammonia supplied to the first remover through the first reformed gas passage to reach a predetermined third reference amount, which is less than the predetermined first reference amount, based on the detection value of the sensor. and switching the second pump from the stopped state to the operating state and controlling the output of the second pump to be less than the output of the first pump when it is determined that the ammonia removal system.
請求項1から7のいずれか一項に記載のアンモニア除去システムと、
前記第1除去器によって生成された燃料ガスを用いて発電する燃料電池と、を備える、燃料電池システム。
an ammonia removal system according to any one of claims 1 to 7;
and a fuel cell that generates power using the fuel gas generated by the first remover.
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