JP5003064B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
40 調量弁
50 改質器
51 改質部
52 燃焼部
53 第1温度センサ
54 第2温度センサ
55 空気過剰率λセンサ
60 燃料電池
61 カソード
62 アノード
63 冷却部
70,80 エアポンプ
100 燃料電池システム
Claims (12)
- 燃料電池と、
改質部と、
前記燃料電池からのオフガスであって難燃性ガスおよび易燃性ガスを含むアノードオフガスを燃料として用いて前記改質部を加熱する燃焼部と、
前記燃焼部内のガス流れ方向の温度分布幅を、前記燃焼部内の上流側温度検出値と下流側温度検出値とから取得する温度分布幅取得手段と、
前記温度分布幅取得手段の取得結果に基づいて、前記燃焼部に供給される前記アノードオフガスと支燃性ガスとの比率を、少なくともいずれか一方の流量を制御することによって制御する比率制御手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記比率制御手段は、前記燃焼部内のガス流れ方向の温度分布幅が、前記燃焼部で不完全燃焼が生じる温度幅以上の所定値を上回った場合に、前記燃焼部内に供給される支燃ガス量を増加させることを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。
- 前記比率制御手段は、前記燃焼部内のガス流れ方向の温度分布幅が、前記燃焼部で不完全燃焼が生じる温度幅以上の所定値よりも大きいほど、前記燃焼部内に供給される支燃ガス量を増加させることを特徴とする請求項1または2記載の燃料電池システム。
- 前記比率制御手段は、前記燃焼部内の酸素過剰率が、前記燃焼部での不完全燃焼が回避される値以上の所定値を上回った場合に、アノードオフガス中の水素量を増加させることを特徴とする請求項2記載の燃料電池システム。
- 前記比率制御手段は、前記燃料部内のガス流れ方向の温度分布幅が、前記燃焼部での不完全燃焼が回避される値以上の所定値よりも大きいほど、アノードオフガス中の水素量を増加させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池システム。
- 前記温度分布幅取得手段の取得結果と、前記燃焼部内の酸素過剰率とに基づいてアノードオフガス中の成分比率を推定する成分比率推定手段をさらに備え、
前記比率制御手段は、前記成分比率推定手段の推定結果に基づいて、前記燃焼部に供給される前記アノードオフガスと支燃性ガスとの比率を、少なくともいずれか一方の流量を制御することによって制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の燃料電池システム。 - 前記比率制御手段は、前記成分比率推定手段によって推定された前記難燃性ガスの比率が、前記燃焼部で不完全燃焼が生じる比率以上の第1所定値以上となった場合に支燃ガス量を増加させることを特徴とする請求項6記載の燃料電池システム。
- 前記比率制御手段は、前記成分比率推定手段によって推定された前記難燃性ガスの比率が、前記燃焼部で不完全燃焼が生じる比率以上の前記第1所定値よりも大きい第2所定値以上となった場合に前記燃料電池の水素消費量を低下させることを特徴とする請求項7記載の燃料電池システム。
- 前記燃焼部の平均温度を測定または推定する温度取得手段と、
前記温度取得手段の取得する平均温度が高いほど前記第1所定値および前記第2所定値を高い値に決定する決定手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項7または8記載の燃料電池システム。 - 前記燃焼部よりも下流側に配置された酸素過剰率センサの検出結果に基づいて、前記アノードオフガスと前記支燃ガスとの比率を推定または検出する支燃ガス比率取得手段をさらに備え、
前記比率制御手段は、前記支燃ガス比率取得手段の取得結果および前記温度分布幅に基づいて、前記燃焼部に供給される前記アノードオフガスと支燃性ガスとの比率を、少なくともいずれか一方の流量を制御することによって制御することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の燃料電池システム。 - 前記燃焼部の最低温度を測定または推定する最低温度取得手段をさらに備え、
前記比率制御手段は、前記最低温度取得手段が取得する温度が所定値を上回れば、前記燃焼部に供給される前記アノードオフガスと支燃性ガスとの比率制御を停止することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の燃料電池システム。 - 前記改質部へ供給される改質燃料量を取得する改質燃料量取得手段をさらに備え、
前記比率制御手段は、前記改質燃料量取得手段が取得する改質燃料量が所定値を上回れば、前記燃焼部に供給される前記アノードオフガスと支燃性ガスとの比率制御を停止することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の燃料電池システム。
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