JP5458628B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
また請求項2に係る発明の構成上の特徴は、燃料電池と燃料電池を収納するケーシングとを具備する燃料電池モジュールと、燃料電池モジュールが収納された筐体と、筐体に収納された、燃料電池のための補機と、筐体内の空間は、燃料電池モジュールが収納されている第1空間と、補機が収納されている第2空間を有し、筐体の外部の空気を第2空間に導入するために筐体に設けられた空気導入口と、筐体内の空気を第1空間から外部に導出するために筐体に設けられた空気導出口と、空気導入口から導入された空気を空気導出口へ向けて換気用空気流路を流量調整可能に流通させる送風手段と、燃料電池に投入される燃料ガス量または燃料電池の発電量、および筐体の雰囲気温度に基づいて送風手段の送風量を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、燃料電池に投入される燃料ガス量または燃料電池の発電量に基づいて送風手段の送風量の最低量を設定し、雰囲気温度および発電量に基づいて第1温度が第1所定温度以下となるために必要な送風量である第1送風量を導出し、雰囲気温度および発電量に基づいて第2温度が第2所定温度以下となるために必要な送風量である第2送風量を導出し、最低量、第1送風量および第2送風量のうち最大値を送風量として導出し、該送風量となるように送風手段を制御することである。
また請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項2において、雰囲気温度を検出する温度センサをさらに備え、制御装置は、燃料電池の発電量と、温度センサによって検出された雰囲気温度と、予め記憶されている雰囲気温度毎における発電量と第1送風量との関係と、から発電量および雰囲気温度に対応する第1送風量を導出し、燃料電池の発電量と、温度センサによって検出された雰囲気温度と、予め記憶されている雰囲気温度毎における発電量と第2送風量との関係と、から発電量および雰囲気温度に対応する第2送風量を導出することである。
さらに、制御装置は、燃料電池に投入される燃料ガス量または燃料電池の発電量に基づいて送風手段の送風量の最低量を設定し、送風手段を少なくとも最低量で駆動させるように制御する。これにより、燃料電池に投入される燃料ガス量または燃料電池の発電量に基づいて設定される送風量の空気を少なくとも供給することで、第1空間内に燃料電池モジュールから燃料などが漏れたとしても、燃料電池に投入される燃料ガス量または燃料電池の発電量に応じて適切に供給される空気により、漏れた燃料などを適切に希釈して外部に排気することができる。
さらに、制御装置は、第1温度が第1所定温度以上であるか、または、第2温度が第2所定温度以上である場合には、最低量より所定量だけ増大させた送風量を導出し、導出された送風量で送風手段を駆動する。
上記のように構成した請求項2に係る発明においては、筐体内の空間は、燃料電池モジュールが収納されている第1空間と、補機が収納されている第2空間を有している。送風手段は、空気導入口(筐体の外部の空気を第2空間に導入するために筐体に設けられた)から導入された空気を、空気導出口(筐体内の空気を第1空間から外部に導出するために筐体に設けられた)へ向けて換気用空気流路を流量調整可能に流通させる。制御装置は、燃料電池に投入される燃料ガス量または燃料電池の発電量と、第1空間内の第1温度と、第2空間の第2温度とに基づいて送風手段の送風量を制御する。これにより、補機が収納されている第2空間と、燃料電池モジュールが収納されている第1空間を有し、一つの送風手段を用いて、補機が収納されている第2空間の温度を補機の信頼性を確保できる温度以下にするとともに、燃料電池モジュールの周りの筐体温度を安全温度以下にすることができる。したがって、燃料電池モジュールだけでなく補機も併せて適切に換気して降温することが可能となる。
さらに、制御装置は、燃料電池に投入される燃料ガス量または燃料電池の発電量、筐体の雰囲気温度に基づいて送風手段の送風量を制御する。これにより、燃料電池に投入される燃料ガス量または燃料電池の発電量、雰囲気温度を使用することで、適切な送風量で送風することができ、発電効率を高く維持することができる。
さらに、制御装置は、燃料電池に投入される燃料ガス量または燃料電池の発電量に基づいて送風手段の送風量の最低量を設定し、雰囲気温度および発電量に基づいて第1温度が第1所定温度以下となるために必要な送風量である第1送風量を導出し、雰囲気温度および発電量に基づいて第2温度が第2所定温度以下となるために必要な送風量である第2送風量を導出し、最低量、第1送風量および第2送風量のうち最大値を送風量として導出し、該送風量となるように送風手段を制御する。これにより、雰囲気温度や発電量が変動しても、その変動に応じてより適切な送風量で送風することができ、発電効率を高く維持することができる。
上記のように構成した請求項3に係る発明においては、制御装置は、燃料電池の発電量と、温度センサによって検出された雰囲気温度と、予め記憶されている雰囲気温度毎における発電量と第1送風量との関係と、から発電量および雰囲気温度に対応する第1送風量を導出し、燃料電池の発電量と、温度センサによって検出された雰囲気温度と、予め記憶されている雰囲気温度毎における発電量と第2送風量との関係と、から発電量および雰囲気温度に対応する第2送風量を導出する。
H2+O2−→H2O+2e−
CO+O2−→CO2+2e−
1/2O2+2e−→O2−
Claims (5)
- 燃料電池と前記燃料電池を収納するケーシングとを具備する燃料電池モジュールと、
前記燃料電池モジュールが収納された筐体と、
前記筐体に収納された、前記燃料電池のための補機と、
前記筐体内の空間は、前記燃料電池モジュールが収納されている第1空間と、前記補機が収納されている第2空間を有し、
前記筐体の外部の空気を前記第2空間に導入するために前記筐体に設けられた空気導入口と、
前記筐体内の空気を前記第1空間から外部に導出するために前記筐体に設けられた空気導出口と、
前記空気導入口から導入された空気を前記空気導出口へ向けて換気用空気流路を流量調整可能に流通させる1つの送風手段と、
前記燃料電池に投入される燃料ガス量または前記燃料電池の発電量と、前記第1空間内の第1温度と、前記第2空間の第2温度とに基づいて前記送風手段の送風量を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池に投入される燃料ガス量または前記燃料電池の発電量に基づいて前記送風手段の送風量の最低量を設定し、
前記第1温度が第1所定温度以上であるか、または、前記第2温度が第2所定温度以上である場合には、前記最低量より所定量だけ増大させた送風量を導出し、
導出された前記送風量で前記送風手段を駆動することを特徴とする燃料電池システム。 - 燃料電池と前記燃料電池を収納するケーシングとを具備する燃料電池モジュールと、
前記燃料電池モジュールが収納された筐体と、
前記筐体に収納された、前記燃料電池のための補機と、
前記筐体内の空間は、前記燃料電池モジュールが収納されている第1空間と、前記補機が収納されている第2空間を有し、
前記筐体の外部の空気を前記第2空間に導入するために前記筐体に設けられた空気導入口と、
前記筐体内の空気を前記第1空間から外部に導出するために前記筐体に設けられた空気導出口と、
前記空気導入口から導入された空気を前記空気導出口へ向けて換気用空気流路を流量調整可能に流通させる送風手段と、
前記燃料電池に投入される燃料ガス量または前記燃料電池の発電量、および前記筐体の雰囲気温度に基づいて前記送風手段の送風量を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池に投入される燃料ガス量または前記燃料電池の発電量に基づいて前記送風手段の送風量の最低量を設定し、前記雰囲気温度および前記発電量に基づいて前記第1空間の第1温度が第1所定温度以下となるために必要な送風量である第1送風量を導出し、前記雰囲気温度および前記発電量に基づいて前記第2空間の第2温度が第2所定温度以下となるために必要な送風量である第2送風量を導出し、前記最低量、前記第1送風量および前記第2送風量のうち最大値を送風量として導出し、該送風量となるように前記送風手段を制御することを特徴とする燃料電池システム。
- 請求項2において、
前記雰囲気温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記燃料電池の発電量と、前記温度センサによって検出された雰囲気温度と、予め記憶されている前記雰囲気温度毎における前記発電量と前記第1送風量との関係と、から前記発電量および前記雰囲気温度に対応する前記第1送風量を導出し、
前記燃料電池の発電量と、前記温度センサによって検出された雰囲気温度と、予め記憶されている前記雰囲気温度毎における前記発電量と前記第2送風量との関係と、から前記発電量および前記雰囲気温度に対応する前記第2送風量を導出することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1乃至請求項3の何れか一項において、前記筐体内は、前記第1空間を形成する第1室と前記第2空間を形成する第2室とに仕切部材で区画形成されていることを特徴とする燃料電池システム。
- 請求項1乃至請求項4の何れか一項において、前記制御装置は、前記第1空間の第1温度が第1所定温度より高い状態が継続して第1所定時間以上となるか、前記第2空間の第2温度が第2所定温度より高い状態が継続して第2所定時間以上となれば、前記燃料電池の発電運転を停止するように制御することを特徴とする燃料電池システム。
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