JP7078122B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
図1は、前提となる燃料電池システムSの構成を説明する図である。燃料電池システムSは、定置型又は移動体に搭載される発電システムとして用いられる。特に、燃料電池システムSは、車両等の移動体に搭載することができる。
図4は、参考例の燃料電池システムSにおける燃焼排ガス通路40における空気流量‐圧損特性について説明する図である。本参考例の燃料電池システムSでは、上記図2及び図3で示した例のように、暖機運転時においても定常運転時と同じ値の排気分流比γが設定される。
本実施形態の燃料電池システムSでは、上記排気分流比調節部として、供給空気流量Qaの増大に応じて排気分流比γを減少させる作用を実現する排気分流比調節構造が、燃焼排ガス通路40(特にアノード側分流通路40a)に設けられる例について説明する。
以下、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、排気分流比調節構造のより好適な例が提供する。
以下、第3実施形態について説明する。なお、第1又は第2実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、供給空気流量Qaの増大に応じて排気分流比γを減少させる排気分流比調節部を、制御上の構成により実現する。
Claims (7)
- 燃料と空気の供給を受けて発電する燃料電池と、
前記燃料電池から排出されるオフガスを燃焼して燃焼排ガスを生成する燃焼器と、
前記燃料電池に供給される燃料を前記燃焼排ガスにより加熱する燃料加熱部と、
前記燃料電池に供給される空気を前記燃焼排ガスにより加熱する空気加熱部と、
前記燃焼排ガスを前記燃料加熱部に分流するアノード側分流通路と、
前記燃焼排ガスを前記空気加熱部に分流するカソード側分流通路と、
前記カソード側分流通路に流れる前記燃焼排ガスの流量としてのカソード側燃焼排ガス流量に対する、前記アノード側分流通路に流れる前記燃焼排ガスの流量としてのアノード側燃焼排ガス流量の比である排気分流比を調節する排気分流比調節部と、を有し、
前記排気分流比調節部は、前記燃料電池に供給される空気の流量としての供給空気流量の増大に応じて前記排気分流比を減少させるように構成される、
燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムであって、
前記排気分流比調節部は、前記アノード側分流通路及び前記カソード側分流通路に設けられた排気分流比調節構造を含み、
前記排気分流比調節構造は、前記供給空気流量の増大に応じた前記アノード側分流通路における圧損の増加率が、前記供給空気流量の増大に応じた前記カソード側分流通路における圧損の増加率よりも大きくなるように構成された、
燃料電池システム。 - 請求項2に記載の燃料電池システムであって、
前記排気分流比調節構造は、前記アノード側分流通路に設けられて前記燃焼排ガスの流路断面積を減少させる流路断面積減少部を有する、
燃料電池システム。 - 請求項2又は3に記載の燃料電池システムであって、
前記排気分流比調節構造は、前記カソード側分流通路に設けられて前記燃焼排ガスの流路表面積を増大させる流路表面積増大部を有する、
燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムであって、
前記排気分流比調節部は、前記アノード側分流通路及び前記カソード側分流通路の少なくとも一方における前記燃焼排ガスの流量を調節する流量調節装置と、前記流量調節装置を操作する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記供給空気流量が大きくなるほど、前記排気分流比が小さくなるように前記流量調節装置を操作する、
燃料電池システム。 - 請求項5に記載の燃料電池システムであって、
前記制御装置は、
前記供給空気流量に基づいて前記アノード側燃焼排ガス流量を推定し、
推定した前記アノード側燃焼排ガス流量が、前記燃料加熱部における燃料の受け入れ可能な熱量に基づいて定まる上限流量以下となるように前記流量調節装置を操作する、
燃料電池システム。 - 請求項5又は6に記載の燃料電池システムであって、
前記制御装置は、
前記供給空気流量に基づいて前記アノード側燃焼排ガス流量を推定し、
推定した前記アノード側燃焼排ガス流量が、発電電力に応じた前記燃料加熱部の目標温度に基づいて定まる下限流量以上となるように前記流量調節装置を操作する、
燃料電池システム。
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