JP7775112B2 - Fuel cell system and fuel cell system operating method - Google Patents
Fuel cell system and fuel cell system operating methodInfo
- Publication number
- JP7775112B2 JP7775112B2 JP2022031206A JP2022031206A JP7775112B2 JP 7775112 B2 JP7775112 B2 JP 7775112B2 JP 2022031206 A JP2022031206 A JP 2022031206A JP 2022031206 A JP2022031206 A JP 2022031206A JP 7775112 B2 JP7775112 B2 JP 7775112B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- voltage
- cell system
- circulation flow
- flow rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
本発明は、燃料電池システム、及び、この燃料電池システムの運転方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell system and a method for operating such a fuel cell system.
燃料電池システムは、空気に不純物を多く含む環境に設置されることがある。発電用に燃料電池セルスタックのカソードへ不純物を含んだ空気を供給し続けると、燃料電池セルスタックの触媒被毒や構成部品の腐食等の劣化が加速し、システムの故障や寿命の低下を招くことが考えられる。 Fuel cell systems are sometimes installed in environments where the air contains a large amount of impurities. If air containing impurities is continuously supplied to the cathode of the fuel cell stack for power generation, deterioration such as catalyst poisoning and corrosion of component parts in the fuel cell stack will accelerate, potentially leading to system failure or a shortened lifespan.
そこで、特許文献1では、不純物を除去するために、空気を燃料電池へ送出するブロワの上流側にフィルタを設けている。しかしながら、フィルタを設けた場合でも、一時的に不純物濃度が高くなった場合には、フィルタで除去されない不純物が多くなり、燃料電池内へ流入してしまう。 In order to remove impurities, Patent Document 1 provides a filter upstream of the blower that sends air to the fuel cell. However, even with a filter, if the impurity concentration temporarily increases, the amount of impurities that cannot be removed by the filter increases and ends up flowing into the fuel cell.
本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、燃料電池の空気極に供給される空気の不純物を低減することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above, and aims to reduce impurities in the air supplied to the air electrode of a fuel cell.
請求項1に係る燃料電池システムは、燃料極へ供給される燃料ガスと空気極へ供給される空気により発電する燃料電池と、可燃ガスを燃焼させる燃焼器と、異物除去用のフィルタが設けられ、前記燃焼器へ前記フィルタを通過した外部空気を導入する燃焼空気導入路と、前記燃焼器からの燃焼排ガスを前記空気極へ送出する循環流路と、発電中の前記燃料電池の電圧が、外部空気に混入する異物により影響を受けていると判断できる電圧以下となった場合に、前記電圧に応じて、前記燃焼排ガスを前記循環流路へ送出する循環流量を増加させるように制御する、循環流量調整部と、を備えている。 The fuel cell system according to claim 1 comprises a fuel cell that generates electricity using fuel gas supplied to an anode and air supplied to an cathode, a combustor that burns combustible gas, a combustion air inlet passage provided with a filter for removing foreign matter and that introduces external air that has passed through the filter into the combustor, a circulation flow passage that sends combustion exhaust gas from the combustor to the cathode, and a circulation flow rate adjustment unit that controls the circulation flow rate of the combustion exhaust gas sent to the circulation flow passage to increase in accordance with the voltage when the voltage of the fuel cell during power generation falls below a voltage at which it can be determined that the fuel cell is being affected by foreign matter mixed in with the external air.
請求項1に係る燃料電池システムでは、可燃ガスを燃焼させた後の燃焼排ガスを、循環流路から空気極へ戻して、燃焼排ガス中の酸素を発電反応に利用する。当該燃焼排ガスは、フィルタによって異物が除去された外部空気を燃焼に供した後のガスであるため、異物の混入量は低減されている。循環流量調整部により、発電中の燃料電池の電圧に基づいて燃焼排ガスの循環流量を制御することにより、空気極における新たな外部空気の利用量を減少させることができ、空気極への不純物の流入量を減少させることができる。 In the fuel cell system of claim 1, the combustion exhaust gas obtained after combustible gas combustion is returned to the air electrode through the circulation flow path, and the oxygen in the combustion exhaust gas is used in the power generation reaction. Because the combustion exhaust gas is obtained after external air, from which foreign matter has been removed by a filter, is used for combustion, the amount of foreign matter mixed in is reduced. By controlling the circulation flow rate of the combustion exhaust gas using a circulation flow rate adjustment unit based on the voltage of the fuel cell during power generation, the amount of new external air used at the air electrode can be reduced, and the amount of impurities flowing into the air electrode can be reduced.
請求項2に係る燃料電池システムでは、前記循環流量調整部は、前記電圧が所定の低電圧以下の場合に、前記循環流路へ前記燃焼排ガスが送出されるように前記循環流量を制御する。 In the fuel cell system according to claim 2, the circulation flow rate adjustment unit controls the circulation flow rate so that the combustion exhaust gas is sent to the circulation flow path when the voltage is equal to or lower than a predetermined low voltage.
請求項2に係る燃料電池システムによれば、発電中の燃料電池の電圧が所定の低電圧以下の場合に、不純物を含んだ外部空気による影響を受けていると判断して、循環流路へ燃焼排ガスを送出し、外部空気の取り込み量を減少させることができる。 According to the fuel cell system of claim 2, when the voltage of the fuel cell during power generation is below a predetermined low voltage, it is determined that the fuel cell is being affected by external air containing impurities, and combustion exhaust gas is sent to the circulation flow path, thereby reducing the amount of external air taken in.
請求項3に係る燃料電池システムでは、前記循環流量調整部は、前記電圧に応じて前記循環流量を調整する。 In the fuel cell system according to claim 3, the circulation flow rate adjustment unit adjusts the circulation flow rate in accordance with the voltage.
請求項3に係る燃料電池システムによれば、発電中の燃料電池の電圧に応じて不純物を含んだ外部空気による影響の度合いを判断し、循環流量を調整することができる。 The fuel cell system according to claim 3 can determine the degree of influence of external air containing impurities based on the voltage of the fuel cell during power generation and adjust the circulation flow rate.
請求項4に係る燃料電池システムは、前記循環流路に設けられ、前記燃焼排ガスから水を除去する水除去部、を備えている。 The fuel cell system according to claim 4 includes a water removal unit provided in the circulation flow path that removes water from the combustion exhaust gas.
請求項4に係る燃料電池システムによれば、燃焼排ガスから水を除去するので、空気極への過剰な水の流入を抑制することができる。 The fuel cell system according to claim 4 removes water from the combustion exhaust gas, thereby preventing excess water from flowing into the air electrode.
請求項5に係る燃料電池システムは、前記空気極から排出されるオフガスを前記空気極へ送出する空気極オフガス循環流路、を備えている。 The fuel cell system according to claim 5 includes an air electrode off-gas circulation flow path that sends off-gas discharged from the air electrode to the air electrode.
請求項5に係る燃料電池システムによれば、空気極オフガス循環流路を経て空気極からのオフガスを空気極へ戻すことができる。 According to the fuel cell system of claim 5, off-gas from the air electrode can be returned to the air electrode via the air electrode off-gas circulation flow path.
請求項6に係る燃料電池システム運転方法は、燃料極へ供給される燃料ガスと空気極へ供給される空気により発電する燃料電池を備えた燃料電池システム運転方法であって、フィルタを通過した燃焼用空気を導入して可燃ガスを燃焼させる燃焼器からの燃焼排ガスを、発電中の前記燃料電池の電圧に基づいて流量を調整し、前記空気極へ供給する。 The fuel cell system operating method according to claim 6 is a method for operating a fuel cell system equipped with a fuel cell that generates electricity using fuel gas supplied to the fuel electrode and air supplied to the air electrode, in which the flow rate of combustion exhaust gas from a combustor that introduces filtered combustion air to combustible gas is adjusted based on the voltage of the fuel cell during power generation, and the combustion exhaust gas is supplied to the air electrode.
請求項6に係る燃料電池システム運転方法では、可燃ガスを燃焼させた後の燃焼排ガスを空気極へ戻して、燃焼排ガス中の酸素を発電反応に利用する。当該燃焼排ガスは、フィルタによって異物が除去された外部空気を燃焼に供した後のガスであるため、異物の混入量は低減されており、発電中の燃料電池の電圧に基づいて燃焼排ガスの循環流量を制御することにより、空気極における新たな外部空気の利用量を減少させることができ、空気極への不純物の流入量を減少させることができる。 In the fuel cell system operating method according to claim 6, the combustion exhaust gas obtained after combustible gas combustion is returned to the air electrode, and the oxygen in the combustion exhaust gas is used in the power generation reaction. Because the combustion exhaust gas is obtained after external air, from which foreign matter has been removed by a filter, is used for combustion, the amount of foreign matter mixed in is reduced. By controlling the circulating flow rate of the combustion exhaust gas based on the voltage of the fuel cell during power generation, the amount of new external air used at the air electrode can be reduced, and the amount of impurities flowing into the air electrode can be reduced.
請求項7に係る燃料電池システム運転方法は、前記電圧が所定の低電圧以下の場合に、前記燃焼排ガスを前記空気極へ供給する。 The fuel cell system operating method according to claim 7 supplies the combustion exhaust gas to the air electrode when the voltage is equal to or lower than a predetermined low voltage.
請求項7に係る燃料電池システム運転方法によれば、発電中の燃料電池の電圧が所定の低電圧以下の場合に、不純物を含んだ外部空気による影響を受けていると判断して、燃焼排ガスを空気極へ戻し、外部空気の取り込み量を減少させることができる。 According to the fuel cell system operating method of claim 7, when the voltage of the fuel cell during power generation is below a predetermined low voltage, it is determined that the fuel cell is being affected by external air containing impurities, and the combustion exhaust gas is returned to the air electrode, thereby reducing the amount of external air taken in.
請求項8に係る燃料電池システム運転方法は、前記電圧に応じて前記燃焼排ガスを前記空気極へ供給する流量を調整する。 The fuel cell system operating method according to claim 8 adjusts the flow rate of the combustion exhaust gas supplied to the air electrode in accordance with the voltage.
請求項8に係る燃料電池システム運転方法によれば、発電中の燃料電池の電圧に応じて不純物を含んだ外部空気による影響の度合いを判断し、空気極へ供給する流量を調整することができる。 According to the fuel cell system operating method of claim 8, the degree of influence of external air containing impurities can be determined based on the voltage of the fuel cell during power generation, and the flow rate supplied to the air electrode can be adjusted.
請求項9に係る燃料電池システム運転方法は、前記空気極へ送出する前に前記燃焼排ガスから水を除去する。 The fuel cell system operating method according to claim 9 removes water from the combustion exhaust gas before sending it to the air electrode.
請求項9に係る燃料電池システム運転方法によれば、燃焼排ガスから水を除去するので、空気極への過剰な水の流入を抑制することができる。 According to the fuel cell system operating method of claim 9, water is removed from the combustion exhaust gas, thereby preventing excess water from flowing into the air electrode.
請求項10に係る燃料電池システム運転方法は、前記空気極から排出されるオフガスを前記空気極へ送出する。 The fuel cell system operating method according to claim 10 sends off-gas discharged from the air electrode to the air electrode.
請求項10に係る燃料電池システム運転方法によれば、空気極からのオフガスを空気極へ戻すことができる。 According to the fuel cell system operating method of claim 10, off-gas from the air electrode can be returned to the air electrode.
本発明に係る燃料電池システム及び燃料電池システム運転方法によれば、燃焼排ガスを用いて、燃料電池の空気極に供給される空気の不純物を低減することができる。 The fuel cell system and fuel cell system operating method of the present invention can use combustion exhaust gas to reduce impurities in the air supplied to the fuel cell's air electrode.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態について、図面を参照して説明する。
First Embodiment
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
燃料電池システム10Aは、ユーザ宅や、集合住宅、工場等に設置されている、発電システムである。 The fuel cell system 10A is a power generation system installed in a user's home, apartment building, factory, etc.
図1には、本発明の実施形態に係る燃料電池システム10Aの主要構成の概略が示されている。本発明の実施形態に係る燃料電池システム10Aは、主要な構成として、燃料電池セルスタック12、改質器14、燃焼器16、凝縮器18、改質水タンク20、イオン交換樹脂22、空気極用フィルタ24、燃焼器用フィルタ26、及び制御部30を備えている。 Figure 1 shows an outline of the main components of a fuel cell system 10A according to an embodiment of the present invention. The main components of the fuel cell system 10A according to an embodiment of the present invention include a fuel cell stack 12, a reformer 14, a combustor 16, a condenser 18, a reforming water tank 20, an ion exchange resin 22, an air electrode filter 24, a combustor filter 26, and a control unit 30.
改質器14には、原料ガス供給管P1が接続されており、原料ガス供給ブロワB1により、原料ガス供給管P1から原料ガスが改質器14へ供給される。原料ガスとしては、改質が可能なガスであれば特に限定されず、炭化水素燃料を用いることができる。炭化水素燃料としては、メタン、都市ガス、天然ガス、LPガス(液化石油ガス)、石炭改質ガス、低級炭化水素ガスなどが例示される。また、バイオガスを用いてもよい。 A raw material gas supply pipe P1 is connected to the reformer 14, and raw material gas is supplied from the raw material gas supply pipe P1 to the reformer 14 by a raw material gas supply blower B1. The raw material gas is not particularly limited as long as it can be reformed, and hydrocarbon fuels can be used. Examples of hydrocarbon fuels include methane, city gas, natural gas, LP gas (liquefied petroleum gas), coal-reformed gas, and lower hydrocarbon gases. Biogas may also be used.
改質器14では、原料ガスを改質し、水素を含む燃料ガスを生成する。改質器14は、燃料電池セルスタック12の燃料極12Aと接続されている。改質器14で生成された燃料ガスは、燃料ガス管P2を介して燃料電池セルスタック12の燃料極12Aに供給される。 The reformer 14 reforms the raw material gas to produce fuel gas containing hydrogen. The reformer 14 is connected to the fuel electrode 12A of the fuel cell stack 12. The fuel gas produced in the reformer 14 is supplied to the fuel electrode 12A of the fuel cell stack 12 via the fuel gas pipe P2.
燃料電池セルスタック12は、積層された複数の燃料電池セルを有するセルスタックである。燃料電池セルスタック12は、本発明における燃料電池の一例であり、個々の燃料電池セルは、電解質層(不図示)と、当該電解質層の表裏面にそれぞれ積層された燃料極12A、及び空気極12Bと、を有している。なお、燃料電池セルスタック12として、固体酸化物型燃料電池(SOFC)、溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC)、固体高分子型燃料電池(PEFC)等、種々の燃料電池を適用することができる。本実施形態では、PEFCを例に説明する。 The fuel cell stack 12 is a cell stack having multiple stacked fuel cells. The fuel cell stack 12 is an example of a fuel cell in the present invention, and each fuel cell has an electrolyte layer (not shown) and a fuel electrode 12A and an air electrode 12B stacked on the front and back surfaces of the electrolyte layer, respectively. Various fuel cells can be used as the fuel cell stack 12, including solid oxide fuel cells (SOFCs), molten carbonate fuel cells (MCFCs), and polymer electrolyte fuel cells (PEFCs). In this embodiment, a PEFC will be used as an example.
燃料電池セルスタック12の空気極12Bには、空気供給管P3の一端が接続されており、空気供給管P3には、空気供給ブロワB2が接続されている。空気供給管P3の空気供給ブロワB2よりも上流側には、空気極用フィルタ24が設けられている。空気極12Bには、空気極用フィルタ24を通過した外部空気が空気供給ブロワB2により供給される。空気極用フィルタ24により、外部空気の異物が除去される。燃料電池セルスタック12では、燃料極12A及び空気極12Bにおける発電反応により、発電され、電力が不図示の回路に出力され、回路に出力された電力の電圧が、電圧検知部13により検知される。電圧検知部13は、後述する制御部30と接続されており、検知した電圧を制御部30へ出力する。 One end of an air supply pipe P3 is connected to the air electrode 12B of the fuel cell stack 12, and an air supply blower B2 is connected to the air supply pipe P3. An air electrode filter 24 is provided on the air supply pipe P3 upstream of the air supply blower B2. External air that has passed through the air electrode filter 24 is supplied to the air electrode 12B by the air supply blower B2. The air electrode filter 24 removes foreign matter from the external air. In the fuel cell stack 12, power is generated through a power generation reaction at the fuel electrode 12A and the air electrode 12B. The power is output to a circuit (not shown), and the voltage of the power output to the circuit is detected by a voltage detection unit 13. The voltage detection unit 13 is connected to a control unit 30 (described below) and outputs the detected voltage to the control unit 30.
燃料極12Aからは燃料極オフガス路P5へ燃料極オフガスが排出され、空気極12Bからは空気極オフガス路P4へ空気極オフガスが排出される。燃料極オフガスには、発電反応で未反応の燃料ガスが含まれており、この燃料極オフガスは燃料極オフガス路P5から燃焼器16へ供給されて燃焼に供される。空気極オフガスには、発電反応で未反応の酸素、発電反応で生成された水が含まれている。空気極オフガスは、空気極オフガス路P4で後述する燃焼排ガスと合流し、凝縮器18へ送出される。 Anode offgas is discharged from the anode 12A to anode offgas channel P5, and cathode offgas is discharged from the cathode 12B to cathode offgas channel P4. The anode offgas contains fuel gas that has not reacted in the power generation reaction, and is supplied from the anode offgas channel P5 to the combustor 16 for combustion. The cathode offgas contains oxygen that has not reacted in the power generation reaction and water produced in the power generation reaction. The cathode offgas is combined with the combustion exhaust gas, described below, in the cathode offgas channel P4 and sent to the condenser 18.
燃焼器16は、改質器14と隣接して設けられ、燃焼熱により改質器14を加熱する。燃焼器16には、燃焼用空気供給管P6の一端が接続されており、燃焼用空気供給管P6には、燃焼用空気供給ブロワB3が接続されている。燃焼用空気供給管P6の燃焼用空気供給ブロワB3よりも上流側には、燃焼器用フィルタ26が設けられている。燃焼器16には、燃焼器用フィルタ26を通過した外部空気が、燃焼用空気供給ブロワB3により供給される。燃焼器用フィルタ26により、外部空気の異物が除去される。燃焼器16には、燃料極オフガス路P5から燃料極オフガスが供給され、燃焼用空気供給管P6からの空気に含まれる酸素との反応により燃料極オフガス中の可燃成分が燃焼する。 The combustor 16 is located adjacent to the reformer 14 and heats the reformer 14 with combustion heat. One end of a combustion air supply pipe P6 is connected to the combustor 16, and a combustion air supply blower B3 is connected to the combustion air supply pipe P6. A combustor filter 26 is located on the combustion air supply pipe P6 upstream of the combustion air supply blower B3. External air that has passed through the combustor filter 26 is supplied to the combustor 16 by the combustion air supply blower B3. The combustor filter 26 removes foreign matter from the external air. Anode off-gas is supplied to the combustor 16 from the anode off-gas passage P5, and combustible components in the anode off-gas are combusted by reaction with the oxygen contained in the air from the combustion air supply pipe P6.
燃焼器16には、燃焼排ガス路P7の一端が接続されており、燃焼排ガス路P7の他端は、空気極オフガス路P4と合流している。燃焼器16から排出された燃焼排ガスは、空気極オフガスと合流して(以下、合流後のガスを「混合ガス」と称する)凝縮器18へ送出される。 One end of the combustion exhaust gas passage P7 is connected to the combustor 16, and the other end of the combustion exhaust gas passage P7 merges with the air electrode off-gas passage P4. The combustion exhaust gas discharged from the combustor 16 merges with the air electrode off-gas (hereinafter, the combined gas is referred to as "mixed gas") and is sent to the condenser 18.
凝縮器18には、空気極オフガス路P4の他端が接続され、混合ガス中の気相の水が凝縮され気液分離される。液相となった水は、流路P11を経て、改質水タンク20へ送出される。流路P11には逆止弁11が設けられている。 The other end of the cathode off-gas passage P4 is connected to the condenser 18, where the gas-phase water in the mixed gas is condensed and separated into gas and liquid. The liquid water is sent to the reforming water tank 20 via flow passage P11. A check valve 11 is provided in flow passage P11.
水が除去された混合ガスは、混合路P8へ送出される。混合路P8には、流量調整三方弁19が設けられており、混合路P8は、循環流路P9と排出路P10に分岐されている。循環流路P9の下流端は、空気供給管P3に、空気極用フィルタ24よりも下流側且つ空気供給ブロワB2よりも上流側で接続されている。排出路P10は、水除去後の混合ガスを外部に排出する。流量調整三方弁19は、後述する制御部30と接続されており、制御部30からの信号に基づいて、循環流路P9へ送出する混合ガス量を調整する。 The mixed gas from which the water has been removed is sent to the mixing channel P8. A flow rate adjustment three-way valve 19 is provided in the mixing channel P8, which branches into a circulation channel P9 and a discharge channel P10. The downstream end of the circulation channel P9 is connected to the air supply pipe P3 downstream of the cathode filter 24 and upstream of the air supply blower B2. The discharge channel P10 discharges the mixed gas from which the water has been removed to the outside. The flow rate adjustment three-way valve 19 is connected to the control unit 30, which will be described later, and adjusts the amount of mixed gas sent to the circulation channel P9 based on a signal from the control unit 30.
改質水タンク20へ送出された水(液相)は、規定量が貯留され、規定を超える量が排出管P13から外部に排出される。改質水タンク20に貯留された水は、ポンプ21の駆動により、改質水供給路P12からイオン交換樹脂22を経て改質器14へ改質水として供給される。イオン交換樹脂22は、イオン交換により、通過する水の不純物を除去する。 A specified amount of water (liquid phase) is sent to the reforming water tank 20, where it is stored, and any amount exceeding the specified amount is discharged to the outside through the discharge pipe P13. Driven by the pump 21, the water stored in the reforming water tank 20 is supplied as reforming water from the reforming water supply passage P12 through the ion exchange resin 22 to the reformer 14. The ion exchange resin 22 removes impurities from the passing water through ion exchange.
図2に示されるように、制御部30は、ハードウェアとして、プロセッサ32及びメモリ34を備える。プロセッサ32は、CPU(Central Processing Unit)等を有する。メモリ34は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びストレージ等を有する。 As shown in FIG. 2, the control unit 30 includes, as hardware, a processor 32 and memory 34. The processor 32 includes a CPU (Central Processing Unit) and the like. The memory 34 includes a ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), storage, and the like.
ROMは、各種プログラム及び各種データを格納する。RAMは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージは、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)等により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム及び各種データを格納する。ROM又はストレージには、燃料電池システム10Aを制御するためのプログラムが格納されている。プロセッサ32は、プログラム35を読み出し、RAMを作業領域としてプログラム35を実行する。 The ROM stores various programs and data. The RAM serves as a working area and temporarily stores programs or data. The storage is composed of a hard disk drive (HDD) or solid state drive (SSD), and stores various programs and data, including the operating system. The ROM or storage stores a program for controlling the fuel cell system 10A. The processor 32 reads the program 35 and executes the program 35 using the RAM as a working area.
メモリ34の記憶領域36には、後述する循環流量調整テーブルT1、電圧検知部13から出力された電圧データD、当該燃料電池システム10の運転データ等が記憶される。 The storage area 36 of the memory 34 stores the circulation flow rate adjustment table T1 (described below), voltage data D output from the voltage detection unit 13, operating data of the fuel cell system 10, etc.
循環流量調整テーブルT1は、電圧検知部13から出力された電圧データDに応じて循環流路P9へ送出する混合ガス量(以下「循環流量C」と称する)を調整するためのものである。「循環流量C」は、一例として、図3に示されるように、電圧V2の時に循環流量C1で調整が開始され、電圧低下に比例して循環流量Cを増加させ、電圧V1の時に循環流量C2で調整することができる。電圧V2は、外部空気に混入する異物により影響を受けている時の電圧低下を考慮して設定される。すなわち、電圧データDの電圧Vが電圧V2以下となった場合には、外部空気に混入する異物により影響を受けていると判断できる電圧である。電圧V2は電圧V1よりも大きい値で設定される。なお、電圧V1は、一例として、外部空気に混入する異物による電圧低下を超えた異常な低電圧に設定することができる。 The circulation flow rate adjustment table T1 is used to adjust the amount of mixed gas (hereinafter referred to as "circulation flow rate C") sent to the circulation flow path P9 in accordance with the voltage data D output from the voltage detection unit 13. As an example, as shown in FIG. 3, the "circulation flow rate C" can be adjusted by starting at a circulation flow rate C1 when the voltage is V2, increasing the circulation flow rate C in proportion to the voltage drop, and adjusting to a circulation flow rate C2 when the voltage is V1. Voltage V2 is set taking into account the voltage drop that occurs when foreign matter is mixed in the outside air. In other words, when the voltage V of the voltage data D falls below voltage V2, it is determined that the device is being affected by foreign matter mixed in the outside air. Voltage V2 is set to a value greater than voltage V1. Voltage V1 can be set to an abnormally low voltage that exceeds the voltage drop caused by foreign matter mixed in the outside air.
また、調整終了電圧V3を設定し、後述する循環調整処理において、電圧VがV3を超えている場合に、空気極12Bへの混合ガスの供給を停止する指標とする。電圧V3は、外部空気に混入する異物により影響を受けていないと判断できる電圧V2よりも大きい値で設定される。 An end-of-adjustment voltage V3 is also set, and if the voltage V exceeds V3 during the circulation adjustment process described below, this is used as an indicator to stop the supply of mixed gas to the air electrode 12B. Voltage V3 is set to a value greater than voltage V2, at which it can be determined that the supply is not affected by foreign matter mixed in the external air.
プロセッサ32は、機能的な構成として、循環流量調整部38を備えている。循環流量調整部38の機能部は、プロセッサ32がプログラム35を実行することにより実現される。 The processor 32 has a circulation flow rate adjustment unit 38 as a functional component. The functional components of the circulation flow rate adjustment unit 38 are realized by the processor 32 executing the program 35.
操作パネル40は、表示器、ランプ、及び、スイッチ等を有している。操作パネル40は、燃料電池システム10Aの動作及び設定等を変更できるスイッチを有している。通信器42は、例えばモデムである。通信器42は、ネットワークNを通じて、燃料電池システム10Aを他の器機と通信可能に接続する機能を有する。 The operation panel 40 has displays, lamps, switches, etc. The operation panel 40 has switches that can change the operation and settings of the fuel cell system 10A. The communicator 42 is, for example, a modem. The communicator 42 has the function of connecting the fuel cell system 10A to other devices so that they can communicate with each other via the network N.
次に、本実施形態の燃料電池システム10Aの動作について説明する。 Next, the operation of the fuel cell system 10A of this embodiment will be described.
燃料電池システム10Aにおいては、原料ガス供給ブロワB1によって、原料ガスが改質器14へ送出される。改質器14では、改質反応により、原料ガスから水素を含む燃料ガスが生成される。燃料ガスは燃料ガス管P2を介して燃料電池セルスタック12の燃料極12Aに供給される。燃料電池セルスタック12の空気極12Bには、空気極用フィルタ24を通過して、異物が除去された外部空気が、空気供給ブロワB2により供給される。燃料電池セルスタック12では、燃料極12A及び空気極12Bにおける発電反応により、出力された電力の電圧が、電圧検知部13により検知され、検知された電圧が制御部30へ出力される。制御部30では、受信した電圧データDを記憶領域36に記憶する。 In the fuel cell system 10A, the raw material gas supply blower B1 sends raw material gas to the reformer 14. In the reformer 14, a reforming reaction occurs to generate fuel gas containing hydrogen from the raw material gas. The fuel gas is supplied to the fuel electrode 12A of the fuel cell stack 12 via the fuel gas pipe P2. External air, from which foreign matter has been removed through the air electrode filter 24, is supplied to the air electrode 12B of the fuel cell stack 12 by the air supply blower B2. In the fuel cell stack 12, the voltage of the power output by the power generation reaction at the fuel electrode 12A and the air electrode 12B is detected by the voltage detection unit 13, and the detected voltage is output to the control unit 30. The control unit 30 stores the received voltage data D in the memory area 36.
制御部30では、燃料電池システム10Aの運転中、図4に示す循環調整処理プログラムが読み出され、プロセッサ32により実行される。 During operation of the fuel cell system 10A, the control unit 30 reads the circulation adjustment processing program shown in Figure 4 and executes it via the processor 32.
まず、ステップS10で、記憶領域36から最新の電圧データDを読み出し、ステップS11で、電圧がV3以上かどうかを判断する。電圧がV3以下の場合には、ステップS12で、電圧がV2以上かどうかを判断する。電圧がV2以下の場合には、ステップS14で、電圧がV1以上かどうかを判断する。電圧がV1よりも低いと判断された場合には、異常な低電圧であるとして、ステップS20で異常を警告し、処理を終了する。異常の警告は、操作パネル40への警告表示や、警告音の出力などで実行することができる。 First, in step S10, the latest voltage data D is read from memory area 36, and in step S11, it is determined whether the voltage is V3 or higher. If the voltage is V3 or lower, in step S12, it is determined whether the voltage is V2 or higher. If the voltage is V2 or lower, in step S14, it is determined whether the voltage is V1 or higher. If the voltage is determined to be lower than V1, it is determined to be an abnormally low voltage, and an abnormality warning is issued in step S20, and processing ends. The abnormality warning can be issued by displaying a warning on the operation panel 40, emitting a warning sound, or the like.
ステップS14で、電圧がV1以上と判断された場合には、電圧Vが、外部空気に混入する異物により影響を受けていると判断できるため、外部空気の取り込み量を減らすために、ステップS16へ進む。ステップS16では、循環流量調整テーブルT1を参照し、読み出した電圧に応じた循環流量Cを決定する。そして、ステップS18で、流量調整三方弁19へ信号を出力して循環流量Cを調整する。これにより、適切な流量の混合ガスが空気極12Bへ供給され、当該供給量に応じて外部空気の取り込み量を減少させることができる。 If step S14 determines that the voltage is V1 or higher, it can be determined that the voltage V is being affected by foreign matter mixed in the external air, and the process proceeds to step S16 to reduce the amount of external air being taken in. In step S16, the circulation flow rate adjustment table T1 is referenced to determine the circulation flow rate C corresponding to the read voltage. Then, in step S18, a signal is output to the flow rate adjustment three-way valve 19 to adjust the circulation flow rate C. This allows the mixed gas to be supplied to the air electrode 12B at an appropriate flow rate, and the amount of external air being taken in can be reduced according to this supply rate.
ステップS19で運転終了の指示があったかどうかを判断し、運転終了指示があった場合には、本処理を終了する。運転継続の場合には、ステップS10へ戻って処理を繰り返す。 In step S19, it is determined whether an instruction to end operation has been received, and if an instruction to end operation has been received, this process ends. If operation continues, the process returns to step S10 and repeats the process.
ステップS19での判断が否定された後、ステップS10へ戻り、ステップS11で、電圧がV3よりも大きいと判断された場合には、電圧Vが、空気極12Bへの混合ガスの供給を停止する指標を超えているため、ステップS13で、流量調整三方弁19へ信号を出力して循環流量Cをゼロにする。そして、ステップS10へ戻る。 After the determination in step S19 is negative, the process returns to step S10. If the determination in step S11 is that the voltage is greater than V3, the voltage V exceeds the indicator for stopping the supply of mixed gas to the air electrode 12B. Therefore, in step S13, a signal is output to the flow rate adjustment three-way valve 19 to set the circulation flow rate C to zero. The process then returns to step S10.
ステップS19での判断が否定された後、ステップS10へ戻り、ステップS11で判断が肯定された後、ステップS12で、電圧がV2よりも大きいと判断された場合には、空気極12Bへの混合ガスの供給を続けるため、ステップS13を経由せずにステップS10へ戻る。 If the determination in step S19 is negative, the process returns to step S10. If the determination in step S11 is positive and the voltage is determined to be greater than V2 in step S12, the process returns to step S10 without going through step S13 to continue supplying the mixed gas to the air electrode 12B.
このように、循環調整処理により、電圧Vに応じて循環流路P9へ送出する混合ガスの流量を調整することにより、適切な流量の混合ガスを空気極12Bへ供給し、混合ガス中の酸素を空気極12Bで利用することができる。これにより、混合ガスの当該供給量に応じた量の外部空気の取り込みを減少させることができる。 In this way, the circulation adjustment process adjusts the flow rate of the mixed gas sent to the circulation flow path P9 in accordance with the voltage V, allowing the appropriate flow rate of the mixed gas to be supplied to the air electrode 12B and the oxygen in the mixed gas to be utilized at the air electrode 12B. This reduces the amount of external air taken in that corresponds to the amount of mixed gas supplied.
また、本実施形態では、混合ガスに含まれている水を凝縮器18で除去して空気極12Bへ供給するので、空気極12Bへの過剰な水の流入を抑制することができる。 In addition, in this embodiment, water contained in the mixed gas is removed by the condenser 18 and supplied to the air electrode 12B, thereby preventing excess water from flowing into the air electrode 12B.
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では第1実施形態と同様の部分について同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態の燃料電池システム10Bは、第1実施形態の燃料電池システム10Aの流量調整三方弁19に代えて、循環流路P9に電磁弁44A、オリフィス44Bを備えている。電磁弁44A、オリフィス44B以外の構成については、図1に示される、第1実施形態の燃料電池システム10Aと同一である。 In place of the three-way flow rate regulating valve 19 of the fuel cell system 10A of the first embodiment, the fuel cell system 10B of this embodiment is equipped with a solenoid valve 44A and an orifice 44B in the circulation flow path P9. Other than the solenoid valve 44A and orifice 44B, the configuration is the same as that of the fuel cell system 10A of the first embodiment shown in FIG. 1.
図5に示されるように、燃料電池システム10Bは、循環流路P9に電磁弁44A、オリフィス44Bを備えている。電磁弁44Aはオリフィス44Bよりも上流側に設けられており、電磁弁44Aが開放状態の時、オリフィス44Bにより、循環流路P9へ流れる混合ガスの流量が一定量になるように絞られている。循環流路P9へ流れる混合ガスの流量は、電圧Vの低下により必要とされる循環流量に設定されている。電磁弁44Aは、制御部30と接続されており、制御部30により開閉が制御される。 As shown in FIG. 5, the fuel cell system 10B is equipped with a solenoid valve 44A and an orifice 44B in the circulation flow path P9. The solenoid valve 44A is located upstream of the orifice 44B, and when the solenoid valve 44A is open, the orifice 44B throttles the flow rate of the mixed gas flowing into the circulation flow path P9 to a constant amount. The flow rate of the mixed gas flowing into the circulation flow path P9 is set to the circulation flow rate required by a drop in voltage V. The solenoid valve 44A is connected to the control unit 30, and its opening and closing is controlled by the control unit 30.
次に、本実施形態の燃料電池システム10Bの動作について説明する。 Next, the operation of the fuel cell system 10B of this embodiment will be described.
制御部30では、燃料電池システム10Bの運転中、図6に示す循環制御処理プログラムが読み出され、プロセッサ32により実行される。 During operation of the fuel cell system 10B, the control unit 30 reads the circulation control processing program shown in Figure 6 and executes it via the processor 32.
まず、ステップS10~ステップS14については、第1実施形態と同様に実行される。ステップS14で、電圧がV1以上と判断された場合には、電圧Vが、外部空気に混入する異物により影響を受けていると判断できるため、外部空気の取り込み量を減らすために、ステップS15で電磁弁44Aを開放する。これにより、所定の循環流量の混合ガスが空気極12Bへ供給され、当該供給量に対応した外部空気の取り込み量を減少させることができる。 First, steps S10 to S14 are performed in the same manner as in the first embodiment. If step S14 determines that the voltage is equal to or greater than V1, it can be determined that the voltage V is being affected by foreign matter mixed in with the outside air. Therefore, in order to reduce the amount of outside air taken in, solenoid valve 44A is opened in step S15. This allows a predetermined circulation flow rate of mixed gas to be supplied to the air electrode 12B, reducing the amount of outside air taken in corresponding to this supply amount.
ステップS18で運転終了の指示があったかどうかを判断し、運転終了指示があった場合には、ステップS19で電磁弁44Aを閉鎖して本処理を終了する。運転継続の場合には、ステップS10へ戻って処理を繰り返す。 In step S18, it is determined whether an instruction to end operation has been received. If an instruction to end operation has been received, solenoid valve 44A is closed in step S19, and this process ends. If operation is to continue, the process returns to step S10 and repeats the process.
ステップS18での判断が否定された後、ステップS10へ戻り、ステップS11で、電圧がV3よりも大きいと判断された場合には、電圧Vが、空気極12Bへの混合ガスの供給を停止する指標を超えているため、ステップS17で、電磁弁44Aへ信号を出力して電磁弁44Aを閉鎖する。そして、ステップS10へ戻る。 After the determination in step S18 is negative, the process returns to step S10. If the determination in step S11 is that the voltage is greater than V3, the voltage V exceeds the indicator for stopping the supply of mixed gas to the air electrode 12B. Therefore, in step S17, a signal is output to the solenoid valve 44A to close the solenoid valve 44A. The process then returns to step S10.
ステップS18での判断が否定された後、ステップS10へ戻り、ステップS11で判断が肯定された後、ステップS12で、電圧がV2よりも大きいと判断された場合には、空気極12Bへの混合ガスの供給を続けるため、ステップS17を経由せずにステップS10へ戻る。 If the determination in step S18 is negative, the process returns to step S10. If the determination in step S11 is positive and the voltage is determined to be greater than V2 in step S12, the process returns to step S10 without going through step S17 to continue supplying the mixed gas to the air electrode 12B.
このように、循環制御処理により、循環流路P9への混合ガスの供給有無を制御することにより、混合ガスを空気極12Bへ供給し、当該供給量に応じた量の外部空気の取り込みを減少させることができる。 In this way, by controlling whether or not mixed gas is supplied to the circulation flow path P9 using the circulation control process, the mixed gas can be supplied to the air electrode 12B, and the intake of external air can be reduced by an amount corresponding to the amount supplied.
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態では第1、第2実施形態と同様の部分について同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the same parts as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態の燃料電池システム10Cは、第1実施形態の燃料電池システム10Aの循環流路P9に代えて、燃焼排ガス循環流路P14を備えている。また、流量調整三方弁19に代えて、流量調整三方弁46を備えている。これら以外の構成については、図1に示される、第1実施形態の燃料電池システム10Aと同一である。 The fuel cell system 10C of this embodiment has a combustion exhaust gas circulation flow path P14 instead of the circulation flow path P9 of the fuel cell system 10A of the first embodiment. It also has a flow rate adjustment three-way valve 46 instead of the flow rate adjustment three-way valve 19. Other than these, the configuration is the same as that of the fuel cell system 10A of the first embodiment shown in FIG. 1.
図7に示されるように、燃焼排ガス路P7の中間部に分岐して、燃焼排ガス循環流路P14が接続されている。燃焼排ガス循環流路P14の下流端は、空気供給管P3の空気極用フィルタ24よりも下流側且つ空気供給ブロワB2よりも上流側に接続されている。 As shown in Figure 7, the combustion exhaust gas circulation flow path P14 is connected to a branch in the middle of the combustion exhaust gas path P7. The downstream end of the combustion exhaust gas circulation flow path P14 is connected to the air supply pipe P3 downstream of the air electrode filter 24 and upstream of the air supply blower B2.
燃焼排ガス路P7の燃焼排ガス循環流路P14との接続部分には、流量調整三方弁46が設けられている。流量調整三方弁46は、制御部30と接続されており、制御部30からの信号に基づいて、燃焼排ガス循環流路P14へ送出する燃焼排ガス量を調整する。 A three-way flow rate control valve 46 is provided at the connection point between the combustion exhaust gas passage P7 and the combustion exhaust gas circulation passage P14. The three-way flow rate control valve 46 is connected to the control unit 30 and adjusts the amount of combustion exhaust gas sent to the combustion exhaust gas circulation passage P14 based on a signal from the control unit 30.
本実施形態の燃料電池システム10Cについても、運転中に、第1実施形態と同様に、循環調整処理(図4参照)が実行される。このように、循環調整処理により、電圧Vに応じて燃焼排ガス循環流路P14へ送出する燃焼排ガスの流量を調整することにより、燃焼排ガス中の酸素を空気極12Bで利用することができる。これにより、燃焼排ガスの当該供給量に応じた量の外部空気の取り込みを減少させることができる。 In the fuel cell system 10C of this embodiment, the circulation adjustment process (see Figure 4) is performed during operation, as in the first embodiment. In this way, the circulation adjustment process adjusts the flow rate of the combustion exhaust gas sent to the combustion exhaust gas circulation flow path P14 in accordance with the voltage V, allowing the oxygen in the combustion exhaust gas to be used at the air electrode 12B. This makes it possible to reduce the amount of external air taken in that corresponds to the amount of combustion exhaust gas supplied.
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態では第1~第3実施形態と同様の部分について同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the same parts as those in the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態の燃料電池システム10Dは、第3実施形態の燃料電池システム10Cの流量調整三方弁46に代えて、燃焼排ガス循環流路P14に電磁弁48A、オリフィス48Bを備えている。電磁弁48A、オリフィス48B以外の構成については、図7に示される、第3実施形態の燃料電池システム10Cと同一である。 In place of the three-way flow rate regulating valve 46 of the fuel cell system 10C of the third embodiment, the fuel cell system 10D of this embodiment is equipped with a solenoid valve 48A and an orifice 48B in the combustion exhaust gas circulation flow path P14. Other than the solenoid valve 48A and orifice 48B, the configuration is the same as that of the fuel cell system 10C of the third embodiment shown in FIG. 7.
図8に示されるように、燃料電池システム10Dは、燃焼排ガス循環流路P14に電磁弁48A、オリフィス48Bを備えている。電磁弁48Aはオリフィス48Bよりも上流側に設けられており、電磁弁48Aは開放状態の時、オリフィス48Bにより、燃焼排ガス循環流路P14へ流れる燃焼排ガスの流量が一定量になるように絞られている。燃焼排ガス循環流路P14へ流れる燃焼排ガスの流量は、電圧Vの低下により必要とされる循環流量に設定されている。電磁弁48Aは、制御部30と接続されており、制御部30により開閉が制御される。 As shown in FIG. 8, the fuel cell system 10D is equipped with a solenoid valve 48A and an orifice 48B in the combustion exhaust gas circulation flow path P14. The solenoid valve 48A is located upstream of the orifice 48B, and when the solenoid valve 48A is open, the orifice 48B throttles the flow rate of the combustion exhaust gas flowing into the combustion exhaust gas circulation flow path P14 to a constant amount. The flow rate of the combustion exhaust gas flowing into the combustion exhaust gas circulation flow path P14 is set to the circulation flow rate required by a drop in voltage V. The solenoid valve 48A is connected to the control unit 30, and its opening and closing is controlled by the control unit 30.
本実施形態の燃料電池システム10Dについても、運転中に、第2実施形態と同様に、循環制御処理(図6参照)が実行される。このように、循環制御処理により、燃焼排ガス循環流路P14への燃焼排ガスの供給有無を制御することにより、燃焼排ガスを空気極12Bへ供給し、当該供給量に応じた量の外部空気の取り込みを減少させることができる。 In the fuel cell system 10D of this embodiment, the circulation control process (see FIG. 6) is executed during operation, as in the second embodiment. In this way, the circulation control process controls whether or not combustion exhaust gas is supplied to the combustion exhaust gas circulation flow path P14, thereby supplying combustion exhaust gas to the air electrode 12B and reducing the intake of external air by an amount corresponding to the amount of supply.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。 The above describes an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above, and it goes without saying that various modifications and variations are possible within the scope of the present invention.
10A、10B、10C、10D 燃料電池システム
12 燃料電池セルスタック(燃料電池)
12A 燃料極
12B 空気極
16 燃焼器
18 凝縮器(水除去部)
19、46 流量調整三方弁(循環流量調整部)
26 燃焼器用フィルタ
30 制御部(循環流量調整部)
38 循環流量調整部
44A、48A 電磁弁(循環流量調整部)
44B、48B オリフィス(循環流量調整部)
C 循環流量
D 電圧データ
P4 空気極オフガス路(空気極オフガス循環流路)
P6 燃焼用空気供給管(燃焼空気導入路)
P9 循環流路
P14 燃焼排ガス循環流路(循環流路)
10A, 10B, 10C, 10D Fuel cell system 12 Fuel cell stack (fuel cell)
12A fuel electrode 12B air electrode 16 combustor 18 condenser (water removal section)
19, 46 Flow rate adjusting three-way valve (circulation flow rate adjusting section)
26 Combustor filter 30 Control unit (circulation flow rate adjustment unit)
38 Circulation flow rate adjusting unit 44A, 48A Solenoid valve (circulation flow rate adjusting unit)
44B, 48B Orifice (circulation flow rate adjustment part)
C Circulation flow rate D Voltage data P4 Air electrode off-gas path (air electrode off-gas circulation path)
P6 Combustion air supply pipe (combustion air introduction passage)
P9 Circulation flow path P14 Combustion exhaust gas circulation flow path (circulation flow path)
Claims (10)
可燃ガスを燃焼させる燃焼器と、
異物除去用のフィルタが設けられ、前記燃焼器へ前記フィルタを通過した外部空気を導入する燃焼空気導入路と、
前記燃焼器からの燃焼排ガスを前記空気極へ送出する循環流路と、
発電中の前記燃料電池の電圧が、外部空気に混入する異物により影響を受けていると判断できる電圧以下となった場合に、前記電圧に応じて、前記燃焼排ガスを前記循環流路へ送出する循環流量を増加させるように制御する、循環流量調整部と、
を備えた燃料電池システム。 a fuel cell that generates electricity using a fuel gas supplied to the fuel electrode and air supplied to the air electrode;
a combustor that burns combustible gas;
a combustion air introduction passage provided with a filter for removing foreign matter, and introducing external air that has passed through the filter into the combustor;
a circulation flow path for sending the combustion exhaust gas from the combustor to the air electrode;
a circulation flow rate adjusting unit that, when the voltage of the fuel cell during power generation falls below a voltage at which it can be determined that the fuel cell is being affected by foreign matter mixed in the external air, controls the fuel cell to increase the circulation flow rate at which the combustion exhaust gas is sent to the circulation flow path in accordance with the voltage; and
A fuel cell system comprising:
請求項1に記載の燃料電池システム。 the circulation flow rate adjusting unit controls the circulation flow rate so that the combustion exhaust gas is sent to the circulation flow path when the voltage is equal to or lower than a predetermined low voltage.
The fuel cell system according to claim 1 .
請求項1または請求項2に記載の燃料電池システム。 The circulation flow rate adjusting unit adjusts the circulation flow rate in accordance with the voltage.
3. The fuel cell system according to claim 1 or 2.
請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 A water removal unit is provided in the circulation flow path and removes water from the combustion exhaust gas.
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 an air electrode off-gas circulation flow path that sends the off-gas discharged from the air electrode to the air electrode,
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4.
フィルタを通過した燃焼用空気を導入して可燃ガスを燃焼させる燃焼器からの燃焼排ガスを、発電中の前記燃料電池の電圧発電中の前記燃料電池の電圧が、外部空気に混入する異物により影響を受けていると判断できる電圧以下となった場合に、前記電圧に応じて増加させるように流量を調整し、前記空気極へ供給する、
燃料電池システム運転方法。 A method for operating a fuel cell system including a fuel cell that generates electricity using a fuel gas supplied to an anode and air supplied to an cathode, comprising:
When the voltage of the fuel cell during power generation falls below a voltage at which it can be determined that the voltage is being affected by foreign matter mixed in the external air, the flow rate of the combustion exhaust gas from the combustor, which introduces combustion air that has passed through a filter and burns the combustible gas, is adjusted so as to increase in accordance with the voltage and supplied to the air electrode.
A method for operating a fuel cell system.
請求項6に記載の燃料電池システム運転方法。 supplying the combustion exhaust gas to the air electrode when the voltage is equal to or lower than a predetermined low voltage;
The method for operating a fuel cell system according to claim 6.
請求項6または請求項7に記載の燃料電池システム運転方法。 adjusting the flow rate of the combustion exhaust gas supplied to the air electrode in accordance with the voltage;
8. The method for operating a fuel cell system according to claim 6 or 7.
請求項6~請求項8のいずれか1項に記載の燃料電池システム運転方法。 removing water from the flue gas before delivering it to the cathode;
The method for operating a fuel cell system according to any one of claims 6 to 8.
請求項6~請求項9のいずれか1項に記載の燃料電池システム運転方法。 sending off-gas discharged from the air electrode to the air electrode;
The method for operating a fuel cell system according to any one of claims 6 to 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022031206A JP7775112B2 (en) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | Fuel cell system and fuel cell system operating method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022031206A JP7775112B2 (en) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | Fuel cell system and fuel cell system operating method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023127422A JP2023127422A (en) | 2023-09-13 |
| JP7775112B2 true JP7775112B2 (en) | 2025-11-25 |
Family
ID=87971671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022031206A Active JP7775112B2 (en) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | Fuel cell system and fuel cell system operating method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7775112B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005268043A (en) | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2015011914A (en) | 2013-07-01 | 2015-01-19 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system |
| JP2016091816A (en) | 2014-11-05 | 2016-05-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Control device and method, and program for hybrid power generation system, and hybrid power generation system with the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02183967A (en) * | 1989-01-09 | 1990-07-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Power generating system for fused carbonate type fuel cell |
-
2022
- 2022-03-01 JP JP2022031206A patent/JP7775112B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005268043A (en) | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2015011914A (en) | 2013-07-01 | 2015-01-19 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system |
| JP2016091816A (en) | 2014-11-05 | 2016-05-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Control device and method, and program for hybrid power generation system, and hybrid power generation system with the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023127422A (en) | 2023-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8415064B2 (en) | Fuel cell system | |
| EP2011185B1 (en) | Fuel cell system with fuel flow control assembly including a low flow bypass | |
| US20100143815A1 (en) | Fuel cell | |
| EP2164126B1 (en) | Fuel Cell System and Fuel Supply Method thereof | |
| JP2006156252A (en) | Fuel cell system | |
| CN115799566B (en) | Fuel cell system | |
| JP2009505356A (en) | Control assembly that controls the fuel cell system during shutdown and restart | |
| JP2004047438A (en) | Operation control method of fuel cell power generator | |
| JP7775112B2 (en) | Fuel cell system and fuel cell system operating method | |
| CN112825365A (en) | Exhaust hydrogen concentration control apparatus and method for fuel cell system | |
| JP7720270B2 (en) | Fuel cell system and fuel cell system operating method | |
| JP7778603B2 (en) | fuel cell system | |
| JP6412187B2 (en) | Fuel cell system | |
| EP2164125B1 (en) | Fuel cell system and air supply method thereof | |
| JP2005259586A (en) | Fuel cell system | |
| JP6448845B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP7765934B2 (en) | Solid oxide fuel cell system | |
| JP7775115B2 (en) | fuel cell system | |
| JP4622244B2 (en) | Operation control method of fuel cell power generator | |
| EP4691972A2 (en) | Gas processing system, operating method therefor, manufacturing method therefor, and fuel cell system | |
| JP7794594B2 (en) | Solid oxide fuel cell system | |
| JP7315506B2 (en) | FUEL CELL SYSTEM AND FUEL CELL SYSTEM OPERATING METHOD | |
| JP2003297402A (en) | Fuel cell generator | |
| JP2025142735A (en) | fuel cell system | |
| KR20230120801A (en) | Fuel cell system and method for operating the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241107 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250625 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250708 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250825 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251104 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251112 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7775112 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |