JP5862369B2 - The fuel cell system - Google Patents

The fuel cell system

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JP5862369B2 JP2012041758A JP2012041758A JP5862369B2 JP 5862369 B2 JP5862369 B2 JP 5862369B2 JP 2012041758 A JP2012041758 A JP 2012041758A JP 2012041758 A JP2012041758 A JP 2012041758A JP 5862369 B2 JP5862369 B2 JP 5862369B2
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康俊 土肥
康俊 土肥
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Description

本発明は、エジェクタによって燃料ガスのリサイクルを行う燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system for the recycling of the fuel gas by the ejector.

特許文献1には、エジェクタを用いた燃料のリサイクル機構を有する燃料電池システムが開示されている。 Patent Document 1, the fuel cell system is disclosed having a recycle mechanism of a fuel using an ejector. 特許文献1に記載の燃料電池システムでは、混合燃料流路の圧力調整装置により主燃料圧力を調整し、主燃料の運動量を制御し、循環量を制御している。 In the fuel cell system described in Patent Document 1, the pressure regulator of the fuel mixture flow path and adjust the main fuel pressure to control the movement amount of the main fuel, and controls the circulation amount.

特開2003−288920号公報 JP 2003-288920 JP

特許文献1に記載の燃料電池システムでは、主燃料圧力を調整するために、複数の圧力調整バルブと圧力調整のためのバイパス配管等が必要である。 In the fuel cell system described in Patent Document 1, in order to adjust the main fuel pressure, it is necessary to bypass piping for the plurality of pressure regulating valves and pressure control. したがってシステムが複雑化するという問題がある。 Therefore there is a problem that the system is complicated.

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、システムが複雑になることを抑制し、循環量を制御することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems described above, to suppress that the system becomes complicated, and an object thereof is to provide a fuel cell system capable of controlling the circulation amount.

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means in order to achieve the above objects.

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスの化学反応により電気エネルギを発生させる燃料電池(11)と、燃料ガスを供給する燃料供給装置(17)と、燃料供給装置から燃料電池に供給される燃料ガスが通過する燃料ガス供給経路(15)と、燃料電池に供給された燃料ガスのうち化学反応に用いられなかった未反応燃料ガスを含んで燃料電池から排出されるオフガスの一部を、燃料ガス供給経路に合流させ、燃料電池に再循環させるリサイクル経路(16)と、燃料ガス供給経路におけるリサイクル経路の合流位置に設けられ、ノズルから燃料ガスを噴射することでリサイクル経路からのオフガスを吸引し、燃料ガスとオフガスとを混合して吐出するエジェクタ(19)と、エジェクタが吐出した燃料ガスから、化学反応に用いられる主成分を The present invention is a fuel with a fuel cell that generates electricity by a chemical reaction of a fuel gas and an oxidant gas (11), a fuel supply device for supplying fuel gas (17), which is supplied from the fuel supply device to the fuel cell a fuel gas supply path for gas to pass through (15), a portion of the off-gas discharged from the fuel cell contains unreacted fuel gas which has not been used in the chemical reaction of the fuel gas supplied to the fuel cell, the fuel is combined in the gas supply path, a recycling path for recycling the fuel cell (16), provided on the joining position of the recycling pathway in the fuel gas supply path, aspirated off-gas from the recycle path by ejecting fuel gas from the nozzle and, ejector (19) for discharging a mixture of fuel gas and off-gas from the fuel gas ejector is discharged, the main component used in the chemical reaction 料ガスから取り出す改質器(20)と、エジェクタの上流側に位置する燃料ガス供給経路に、改質器が主成分を取り出すために用いられる改質用流体を供給する流体供給装置(18)と、 燃料供給装置および流体供給装置を制御する制御手段(22)と、リサイクル経路を流れるオフガスのリサイクル流量を検出する流量検出手段(21a,21b)と、を含み、制御手段は、流体供給装置から供給される改質用流体の供給圧力を制御して、流量検出手段によって検出されたリサイクル流量が目標値となるように改質用流体の供給量を調整することを特徴とする燃料電池システムである。 Reformer for taking out from the material gas (20) and to the fuel gas supply passage located upstream of the ejector, a fluid supply device for supplying a modifying fluid used to reformer retrieve the major component (18) If, comprising a control means for controlling the fuel supply device and a fluid supply device (22), a flow rate detecting means for detecting the recycling flow rate of the off gas flowing through the recycle path (21a, 21b), and control means, the fluid supply device fuel cell system by controlling the supply pressure of the fluid reforming, recycle flow rate detected by the flow rate detecting means and adjusting the supply amount of the fluid reforming so that the target value supplied from the it is.

これにより、流体供給装置によって、燃料ガス供給経路に改質用流体を供給することができる。 Thus, the fluid supply apparatus, the fuel gas supply path can supply fluid reforming. 改質用流体を供給することで、燃料ガスの運動量を制御することができる。 By supplying the fluid reforming, it is possible to control the momentum of the fuel gas. 制御手段は、流体供給装置から供給される改質用流体の供給圧力を制御して、リサイクル流量が目標値となるように改質用流体の供給量を調整する。 Control means controls the supply pressure of the reforming fluid supplied from the fluid supply unit, the recycling flow rate is adjusted the supply amount of the fluid reforming so that the target value. これによって経路内で圧力変化が経時的に変化し、エジェクタが吸引するオフガスの量に変化が出た場合であっても、流体供給装置によって循環量を制御することができる。 This pressure change over time and vary in the path, even if the ejector comes a change in the amount of off-gas to be sucked, it is possible to control the circulation amount by the fluid supply device. したがってエジェクタを用いたシステムであっても、システムが複雑になることを抑制することができる。 Thus even in a system using an ejector, it is possible to suppress that the system becomes complicated.

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 The reference numerals in parentheses of each means described above is an example showing the correspondence with specific means described in embodiments described later.

燃料電池システム10の構成を示した概略図である。 It is a schematic diagram illustrating a fuel cell system 10. 水ポンプ18の水供給圧力の算出処理を示すフローチャートである。 It is a flowchart of a process for calculating a water supply pressure of the water pump 18. 第2実施形態の燃料電池システム10Aの構成を示した概略図である。 It is a schematic diagram illustrating a fuel cell system 10A of the second embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。 Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings several forms. 各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。 And in part to correspond to the matters described in the preceding embodiments in each embodiment are denoted by the same reference numerals, or one character added to the preceding reference numerals, it may be abbreviated and overlapping description. また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。 In the case that describes a part of the configuration in each embodiment, the other parts of the configuration are the same as the embodiments described previously with. 各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。 Not only the combination of parts that are specifically described in the embodiments, unless otherwise create an obstacle to the combination, it is also possible to combine the embodiment with each other partially.

(第1実施形態) (First Embodiment)
本発明の第1実施形態に関して、図1および図2を用いて説明する。 With respect to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 燃料電池11は、燃料ガスとしての水素と酸化剤ガスとしての酸素との電気化学反応を利用して電力を発生するものである。 The fuel cell 11 utilizes an electrochemical reaction between hydrogen as fuel gas and oxygen as the oxidizing gas is intended to generate power. 燃料電池11として固体高分子電解質型燃料電池(以下、「SOFC」とも称する)を用いており、基本単位となるセル(図示せず)が複数積層されて構成されている。 Solid polymer electrolyte fuel cell as a fuel cell 11 (hereinafter, also referred to as "SOFC") uses a cell which is a basic unit (not shown) is configured by stacking a plurality. 各セルは、電解質膜が一対の電極で挟まれた構成となっている。 Each cell has a configuration in which an electrolyte membrane is sandwiched between a pair of electrodes. 燃料電池11では、水素および空気(酸素)が供給されることにより、水素と酸素の電気化学反応が起こり、電気エネルギが発生する。 In the fuel cell 11, by hydrogen and air (oxygen) is supplied, occurs an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen, the electrical energy is generated.

燃料電池システム10には、燃料電池11の酸素極(正極)側に空気(酸素)を供給するための空気供給経路12と、上記化学反応に用いられなかった酸素を含む排出ガスを燃料電池11から排出するための空気排出経路13が設けられている。 The fuel cell system 10, an air supply path 12 for supplying air (oxygen) to the oxygen electrode (cathode) side of the fuel cell 11, fuel cell 11 exhaust gas containing oxygen which has not been used in the chemical reaction ventilation path 13 is provided for discharging from. 空気供給経路12の最上流部には酸化剤を供給する空気供給装置14が設けられている。 The most upstream portion of the air supply path 12 is an air supply device 14 is provided for supplying an oxidizing agent.

燃料電池システム10には、燃料電池11の水素極(負極)側に水素を供給するための燃料ガスが通過する燃料ガス供給経路15と、燃料電池11から排出される未反応燃料ガス(未反応水素)を含んだオフガスを燃料電池11に再供給するためのリサイクル経路16が設けられている 燃料ガス供給経路15の最上流部には主燃料としてメタンを供給する燃料ブロワ17が設けられている。 The fuel cell system 10, a fuel gas supply path 15 through which fuel gas passes for supplying hydrogen to the hydrogen electrode (anode) side of the fuel cell 11, unreacted fuel gas discharged from the fuel cell 11 (unreacted fuel blower 17 for supplying methane as the main fuel in the most upstream portion is provided in the fuel gas supply path 15 which recycle path 16 for re-supplying the off-gas containing hydrogen) to the fuel cell 11 is provided . また燃料ガス供給経路15におけるリサイクル経路16との合流点より上流側には、改質用流体として純水を燃料ガス給経路に供給する水ポンプ18が設けられている。 Further upstream from the confluence of the recycling path 16 in the fuel gas supply passage 15, pure water fuel gas supply path for supplying water pump 18 is provided as a fluid reforming. 換言すると、エジェクタ19の上流側に位置する燃料ガス供給経路15に、改質器20が主成分を取り出すために用いられる改質用流体を供給する水ポンプ18が設けられる。 In other words, the fuel gas supply passage 15 located upstream of the ejector 19, the reforming fluid supply water pump 18 used to reformer 20 retrieves a main component is provided. 水ポンプ18は、液体の純水を燃料ガス供給経路15に供給する。 Water pump 18 supplies the pure liquid water in the fuel gas supply path 15. 水ポンプ18が、本発明の流体供給装置に相当している。 Water pump 18 corresponds to a fluid supply device of the present invention.

燃料ガス供給経路15におけるリサイクル経路16の合流位置には、オフガスを循環させるための手段としてエジェクタ19が設けられている。 The merging position of the recycling path 16 in the fuel gas supply path 15, the ejector 19 is provided as a means for circulating the off-gas. エジェクタ19は、燃料ブロワ17から供給される主燃料の流体エネルギを利用し、ノズルから燃料ガスを下流側に噴射することでオフガスを吸引し、オフガスと燃料ガスとを混合して燃料電池11に吐出して、再循環させるものである。 Ejector 19 utilizes the fluid energy of the main fuel supplied from the fuel blower 17, the fuel gas from the nozzle to the off-gas sucked by ejecting downstream, in the fuel cell 11 by mixing the off-gas and the fuel gas discharge to, in which recirculation.

燃料ガス供給経路15におけるエジェクタ19の下流側であって、燃料電池11の上流側には、改質器20が設けられる。 A downstream side of the ejector 19 in the fuel gas supply path 15, the upstream side of the fuel cell 11, the reformer 20 is provided. 改質器20は、炭化水素系の燃料を水素等に改質する機能を有する。 Reformer 20 has a function of reforming the hydrocarbon fuel into hydrogen and the like. 改質器20は、供給されたメタンおよび水等の燃料を加熱して水素と二酸化炭素の混合ガスに変換する機能と、この混合ガスに微量の副生成物として含まれている一酸化炭素ガスを二酸化炭素ガスに変換する機能とを有する。 Reformer 20 has a function of converting the mixed gas of hydrogen and carbon dioxide by heating the fuel, such as a supply methane and water, carbon monoxide gas contained in the mixed gas as a by-product of the trace the has a function of converting the carbon dioxide gas. したがって改質器20は、混合ガスと微量の副生成物及び未反応物を生成する。 Therefore reformer 20 generates by-products and unreacted reactant gas mixture and a small amount. 本実施形態の改質器20は、メタン等の燃料を水素ガスに変換する。 Reformer 20 of the present embodiment converts the fuel such as methane in hydrogen gas.

燃料ガス供給経路15における改質器20の上流側には、燃料ガス供給経路15内の圧力を検出する圧力センサ21aが設けられている。 Upstream of the reformer 20 in the fuel gas supply path 15, the pressure sensor 21a for detecting the pressure in the fuel gas supply path 15 is provided. またリサイクル経路16にも、リサイクル経路16内の圧力を検出する圧力センサ21bが設けられている。 Also recycling path 16, the pressure sensor 21b for detecting the pressure in the recycling path 16 is provided.

燃料電池システム10には、各種演算処理を行うコントローラ(ECU)22が設けられている。 The fuel cell system 10, the controller (ECU) 22 that performs various arithmetic processing is provided. コントローラ22は、制御手段であって、CPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されている。 The controller 22 is a control unit, CPU, ROM, and is constituted by a known microcomputer and its peripheral circuits including a RAM or the like. そして、コントローラ22には、圧力センサ21a,21b等からの信号が入力される。 Then, the controller 22, the pressure sensor 21a, the signal from 21b such input.

コントローラ22は、要求電力を燃料電池11が発電するために必要な燃料ガス供給量、必要なオフガス循環量、必要な空気供給量等を演算する。 Controller 22, a required power fuel gas supply amount required for the fuel cell 11 generates electric power, the off-gas circulation amount necessary to calculate the required air supply and the like. コントローラ22は、これらの演算結果に基づいて燃料ブロワ17、空気供給装置14および水ポンプ18に制御信号を出力する。 Controller 22, the fuel blower 17, and outputs a control signal to the air supply device 14 and the water pump 18 based on these calculation results.

次に、コントローラ22の具体的な処理に関して説明する。 Next, it will be described specific processing of the controller 22. 図2に示す処理は、コントローラ22によって短時間に繰返し実行される。 The process shown in FIG. 2 is a short time repeatedly executed by the controller 22.

ステップS1では、要求発電量を読込み、ステップS2に移る。 In step S1, it moves the required power generation amount reading, in step S2. ステップS2では、読み込んだ要求発電量から、必要燃料量を算出し、ステップS3に移る。 In step S2, the required power generation amount read to calculate a required fuel amount, and it proceeds to step S3. 必要燃料量は、次式(1)によって算出される。 Required fuel amount is calculated by the following equation (1).

必要燃料量=発電量/発電効率 …(1) Necessary fuel amount = amount of power generation / power generation efficiency ... (1)
ここで発電効率は、部分負荷のホットキープ分の燃料量も考慮する。 Here the power generation efficiency will take into account also the fuel quantity of hot keep min partial load. これによって燃料ガス供給経路15の流量が低下する部分負荷時にも対応することができる。 This flow rate of the fuel gas supply path 15 is able to cope with partial load to be lowered.

ステップS3では、改質器20の入口圧力およびリサイクル経路16内の圧力などを読込み、ステップS4に移る。 In step S3, moves and the pressure in the inlet pressure and recycle path 16 of the reformer 20 reads, in step S4.

ステップS4では、各種圧力およびシステムのPQ特性からエジェクタ19に供給される主燃料の流量(総流量)を算出し、ステップS5に移る。 In step S4, and calculates the main fuel supplied from the PQ characteristics of various pressure and system to the ejector 19 flow (total flow), the flow proceeds to step S5. 圧力差がわかれば、燃料ガス供給経路15のPQ特性から総流量が算出できるからである。 Knowing the pressure difference, the total flow from the PQ characteristic of the fuel gas supply path 15 is because it is calculated.

ステップS5では、総流量からリサイクル経路16を流れるリサイクル流量を算出し、ステップS6に移る。 In step S5, it calculates a recycle flow through the recycle path 16 from the total flow proceeds to step S6. リサイクル流量は、次式(2)によって算出される。 Recycling flow rate is calculated by the following equation (2).

リサイクル流量=総流量−燃料供給量−純水供給量 …(2) Recycling flow rate = total flow rate - amount of fuel supply - pure water supply amount ... (2)
ステップS6では、リサイクル流量が目標値となるように、純水供給量を決定し、ステップS7に移る。 In step S6, so that the recycling flow rate becomes the target value, determine a pure water supply amount, and proceeds to step S7. ステップS7では、水ポンプ18のPQ特性から、純水供給圧力を算出し、本フローを終了する。 In step S7, the PQ characteristic of the water pump 18, to calculate the pure water supply pressure, the flow ends.

このようにコントローラ22は、純水供給圧力を決定するので、リサイクル流量を制御することできる。 This controller 22 so as to determine a pure water supply pressure, can be controlled recycling rate. したがって燃料電池11は、要求発電量を発電することができる。 Thus the fuel cell 11, power generation can be a required power generation quantity.

以上説明したように本実施形態の燃料電池システム10は、水ポンプ18によって、燃料ガス供給経路15に改質用流体として純水を供給することができる。 The fuel cell system 10 of the present embodiment as described above, by the water pump 18, the fuel gas supply path 15 can supply pure water as the fluid reforming. 純水を供給することで、燃料ガスの運動量を制御することができる。 By supplying pure water, it is possible to control the momentum of the fuel gas. したがってリサイクル経路16に流れるオフガスの流量を制御することができる。 Therefore it is possible to control the flow rate of the off gas flowing through the recycle path 16. これによってリサイクル経路16内での圧力変化が経時的に変化し、エジェクタ19が吸引するオフガスの量に変化が出た場合であっても、水ポンプ18によって循環量を制御することができる。 This change over time pressure change in the recycle path 16, even when the ejector 19 comes a change in the amount of off-gas to be sucked, it is possible to control the circulation amount by the water pump 18. したがってエジェクタ19を用いたシステムであっても、システムが複雑になることを抑制することができる。 Thus even in a system using the ejector 19, it is possible to suppress that the system becomes complicated.

また本実施形態では、燃料供給装置および水ポンプ18を制御する制御手段としてコントローラ22を備える。 Also in this embodiment has a controller 22 as control means for controlling the fuel supply device and the water pump 18. コントローラ22は、水ポンプ18から供給される純水の供給圧力を制御して、純水の供給量を調整している。 Controller 22, from the water pump 18 by controlling the supply pressure of the pure water supplied, and adjusting the supply amount of pure water. したがって水ポンプ18からの供給量を制御することができる。 Therefore it is possible to control the supply amount of the water pump 18.

さらに本実施形態では、リサイクル経路16を流れるオフガスの流量を検出する流量検出手段として、圧力センサ21を設けられる。 Further, in this embodiment, as the flow rate detecting means for detecting the flow rate of the off gas flowing through the recycle path 16, is provided a pressure sensor 21. またコントローラ22は、検出されたリサイクル経路16の流量を用いて、供給圧力を制御する(図2のステップS7参照)。 The controller 22, with a flow rate of recycling path 16 that is detected to control the supply pressure (see step S7 in FIG. 2).

また本実施形態では、リサイクル流量を検出するために、改質器20に流入する燃料ガスの圧力を検出する圧力センサ21a(第1圧力検出部)と、エジェクタ19に流入するオフガスの圧力を検出する圧力センサ21b(第2圧力検出部)と、が設けられる。 In the present embodiment, in order to detect the recycling flow rate, detecting a pressure sensor 21a for detecting the pressure of the fuel gas flowing into the reformer 20 (first pressure detecting unit), the pressure of the off gas flowing into the ejector 19 the pressure sensor 21b to (second pressure detection section), is provided. したがってコントローラ22は、検出された圧力を用いてフィードバック制御を実施し、オフガスの流量を算出することができる(図2のステップS5参照)。 Thus the controller 22, a feedback control performed using the detected pressure, it is possible to calculate the flow rate of the off-gas (see step S5 in FIG. 2).

さらに本実施形態では、水ポンプ18は、改質用流体である純水を液体で燃料ガス供給経路15に供給する。 Furthermore, in this embodiment, the water pump 18 supplies pure water in a fluid reforming the fuel gas supply path 15 in the liquid. これによってオフガスが有する熱量を用いて、エジェクタ19を気化器として機能させることができる。 Thus by using the amount of heat possessed by the off-gas, it can function ejector 19 as a vaporizer. したがって改質器20の上流側で気化器を設ける必要がないので、構成を簡素化することができる。 Therefore it is not necessary to provide a vaporizer upstream of the reformer 20, it is possible to simplify the configuration.

また本実施形態では、高温部に可動部を必要とせずに、水ポンプ18を制御することによって、リサイクル流量を制御することができる。 In the present embodiment, without the need for movable parts to a high temperature part, by controlling the water pump 18, it is possible to control the recycle flow rate. これによって簡単な構成で燃料ガスのリサイクルを行う燃料電池システム10を実現することができる。 This makes it possible to realize a fuel cell system 10 for the recycling of the fuel gas with a simple configuration.

(第2実施形態) (Second Embodiment)
次に、本発明の第2実施形態に関して、図3を用いて説明する。 Next, with respect to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 本実施形態では、オフガスの流量を検出する流量検出手段がなく、制御マップで純水供給量を制御する点に特徴を有する。 In the present embodiment, there is no flow rate detection means for detecting the flow rate of the off-gas, characterized in that to control the deionized water supply amount control map.

燃料電池システム10Aは、水ポンプ18の供給圧力を検出する供給圧力センサ30を備える。 The fuel cell system 10A includes a supply pressure sensor 30 for detecting the supply pressure of the water pump 18. 供給圧力センサ30は、検出した圧力に関する情報をコントローラ22に与える。 Supply pressure sensor 30 provides information about the detected pressure to the controller 22.

コントローラ22は、与えられた供給圧力に関する情報から、供給圧力を算出する。 Controller 22, from the information on the given supply pressure, and calculates the supply pressure. コントローラ22は、純水供給圧を制御することで、純水供給量を制御する。 The controller 22, by controlling the pure water supply pressure, to control the deionized water supply. 具体的には、予めメモリなどに記憶される純水供給圧と要求発電量との関係を示す制御マップを用いて、純水供給量を制御する。 Specifically, by using a control map showing the relationship between the pure water supply pressure and the required power generation amount stored like in advance in the memory, it controls the pure water supply.

このように本実施形態では、第1実施形態よりも簡単な構成で、純水供給量を制御することができる。 As described above, in this embodiment, with a simple structure than that of the first embodiment, it is possible to control the deionized water supply. したがって第1実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。 Therefore it is possible to achieve the same operation and effect as the first embodiment.

(その他の実施形態) (Other embodiments)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。 Having described preferred embodiments of the present invention, the present invention is not in any way limited to the embodiments described above, but can be implemented in various modifications without departing from the gist of the present invention.

上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。 Structure of the above embodiments, and the scope of the present invention is not limited to the scope of these descriptions. 本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。 The scope of the present invention is shown by the claims, is intended further to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the appended claims.

前述の第1実施形態では、改質用流体は純水であったが、純水に限るものではなく、アルコールなどであってもよい。 In the first embodiment described above, the fluid reforming was pure water is not limited to pure water, or the like may be used alcohol. 改質用流体は、改質器20にて、燃料電池11において発電反応に用いられる燃料を取り出すため用いられる流体であればよい。 Modifying fluid at the reformer 20 may be a fluid used for extracting the fuel to be used in the power generation reaction in the fuel cell 11.

前述の第1実施形態では、流体供給装置は、水ポンプ18によって実現されているが、水ポンプ18などのポンプに限るものではなく、改質用流体を供給する装置であれば、弁の開閉によって流体を供給する装置であってもよい。 In the first embodiment described above, the fluid supply device has been realized by the water pump 18 is not limited to the pump, such as water pump 18, if the device for supplying a fluid reforming, opening and closing of the valve it may be a device for supplying a fluid through.

前述の第1実施形態では、流量検出手段は、圧力を用いて流量を検出しているが、圧力に限るものではなく、他の構成の流量検出手段であってもよい。 In the first embodiment described above, the flow rate detection means is detects the flow rate using the pressure is not limited to pressure, it may be a flow rate detecting unit of another configuration.

前述の第1実施形態では、純水を液体で供給しているが、液体に限るものではなく、水蒸気など気体にて供給してもよい。 In the first embodiment described above, pure water has been supplied with liquid, is not limited to a liquid, it may be supplied at a gas such as water vapor.

10…燃料電池システム 11…燃料電池 15…燃料ガス供給経路 16…リサイクル経路 17…燃料ブロワ 18…水ポンプ 19…エジェクタ 20…改質器 21a,21b…圧力センサ 22…コントローラ 30…供給圧力センサ 10: fuel cell system 11 ... fuel cell 15 ... fuel gas supply path 16 ... recycling path 17 ... Fuel blower 18 ... Water pump 19 ... ejector 20 ... reformer 21a, 21b ... pressure sensor 22 ... controller 30 ... supply pressure sensor

Claims (4)

  1. 燃料ガスと酸化剤ガスの化学反応により電気エネルギを発生させる燃料電池(11)と、 A fuel cell that generates electricity (11) by a chemical reaction of a fuel gas and oxidant gas,
    前記燃料ガスを供給する燃料供給装置(17)と、 The fuel supply unit (17) supplying the fuel gas,
    前記燃料供給装置から前記燃料電池に供給される前記燃料ガスが通過する燃料ガス供給経路(15)と、 Fuel gas supply path, wherein the fuel gas supplied to the fuel cell from the fuel supply device to pass (15),
    前記燃料電池に供給された前記燃料ガスのうち前記化学反応に用いられなかった未反応燃料ガスを含んで前記燃料電池から排出されるオフガスの一部を、前記燃料ガス供給経路に合流させ、前記燃料電池に再循環させるリサイクル経路(16)と、 A portion of off-gas discharged from the fuel cell contains unreacted fuel gas which has not been used in the chemical reaction of the fuel gas supplied to the fuel cell, are merged to the fuel gas supply path, wherein recycling path for recycling the fuel cell (16),
    前記燃料ガス供給経路における前記リサイクル経路の合流位置に設けられ、ノズルから前記燃料ガスを噴射することで前記リサイクル経路からの前記オフガスを吸引し、前記燃料ガスと前記オフガスとを混合して吐出するエジェクタ(19)と、 Provided merging position of the recycle path in the fuel gas supply passage, and sucking the off-gas from the recycle path by ejecting the fuel gas from a nozzle, and discharges a mixture of said off-gas and the fuel gas and the ejector (19),
    前記エジェクタが吐出した前記燃料ガスから、前記化学反応に用いられる主成分を前記燃料ガスから取り出す改質器(20)と、 From said fuel gas, wherein the ejector is discharged, reformer for taking out the main components used in the chemical reaction from the fuel gas (20),
    前記エジェクタの上流側に位置する前記燃料ガス供給経路に、前記改質器が前記主成分を取り出すために用いられる改質用流体を供給する流体供給装置(18)と、 To the fuel gas supply passage located upstream of the ejector, a fluid supply device for supplying a modifying fluid used for the reformer extracting the main component (18),
    前記燃料供給装置および前記流体供給装置を制御する制御手段(22)と、 The fuel supply device and a control means for controlling the fluid supply device (22),
    前記リサイクル経路を流れる前記オフガスのリサイクル流量を検出する流量検出手段(21a,21b)と、を含み、 Wherein the flow rate detecting means (21a, 21b) for detecting the recycling flow rate of the off gas flowing through the recycle path,
    前記制御手段は、前記流体供給装置から供給される前記改質用流体の供給圧力を制御して、前記流量検出手段によって検出されたリサイクル流量が目標値となるように前記改質用流体の供給量を調整することを特徴とする燃料電池システム。 Wherein the control means controls the supply pressure of the reforming fluid supplied from the fluid supply device, the supply of the reforming fluid as recycle flow rate detected by the flow rate detecting unit becomes the target value fuel cell system and adjusts the amount.
  2. 前記流量検出手段は、 It said flow rate detecting means,
    前記改質器に流入する前記燃料ガスの圧力を検出する第1圧力検出部(21a)と、 First pressure detecting unit for detecting the pressure of the fuel gas flowing into the reformer and (21a),
    前記エジェクタに流入する前記オフガスの圧力を検出する第2圧力検出部(21b)と、を含み、 Wherein the second pressure detecting unit for detecting (21b) a pressure of the off gas flowing into the ejector,
    前記流量検出手段は、検出された前記燃料ガスの圧力および前記オフガスの圧力を用いて、前記リサイクル流量を検出することを特徴とする請求項に記載の燃料電池システム。 It said flow rate detecting means, the fuel cell system of claim 1, using a pressure of the pressure and the off-gas of said detected fuel gas, and detects the recycle flow rate.
  3. 前記流体供給装置は、前記改質用流体を液体で前記燃料ガス供給経路に供給することを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池システム。 The fluid supply device, the fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein the supplying the reforming fluid to the fuel gas supply path with the liquid.
  4. 前記改質用流体は、水であることを特徴とする請求項1〜 のいずれか1つに記載の燃料電池システム。 The reforming fluid fuel cell system according to any one of claims 1-3, characterized in that is water.
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