JPH07282826A - 燃料電池の差圧制御方法及び装置 - Google Patents
燃料電池の差圧制御方法及び装置Info
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- JPH07282826A JPH07282826A JP6075198A JP7519894A JPH07282826A JP H07282826 A JPH07282826 A JP H07282826A JP 6075198 A JP6075198 A JP 6075198A JP 7519894 A JP7519894 A JP 7519894A JP H07282826 A JPH07282826 A JP H07282826A
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- gas
- flow rate
- pressure
- anode
- cathode
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池の圧力変動時にアノードガスライ
ン、カソードガスライン、圧力容器内を安定して均圧に
することができる差圧制御方法及び装置を提供する。 【構成】 発電反応後のアノード排ガス及びカソード排
ガスを排出するアノード排ガスライン６及びカソード排
ガスライン８にそれぞれ設けられたアノードガス流量調
節弁１４及びカソードガス流量調節弁１５と、圧力容器
１２内のガスとアノードガスとの差圧を検出してアノー
ドガス流量調節弁を制御するアノードガス差圧制御器１
６と、圧力容器内ガスとカソードガスとの差圧を検出し
てカソードガス流量調節弁を制御するカソードガス差圧
制御器１７と、アノードガス流量調節弁とカソードガス
流量調節弁の上流側にそれぞれ別個にガスを供給するガ
ス供給ライン２０、２２とを備え、圧力容器内の圧力の
上昇に応じてガス供給ラインから供給するガス量を増大
させる。
ン、カソードガスライン、圧力容器内を安定して均圧に
することができる差圧制御方法及び装置を提供する。 【構成】 発電反応後のアノード排ガス及びカソード排
ガスを排出するアノード排ガスライン６及びカソード排
ガスライン８にそれぞれ設けられたアノードガス流量調
節弁１４及びカソードガス流量調節弁１５と、圧力容器
１２内のガスとアノードガスとの差圧を検出してアノー
ドガス流量調節弁を制御するアノードガス差圧制御器１
６と、圧力容器内ガスとカソードガスとの差圧を検出し
てカソードガス流量調節弁を制御するカソードガス差圧
制御器１７と、アノードガス流量調節弁とカソードガス
流量調節弁の上流側にそれぞれ別個にガスを供給するガ
ス供給ライン２０、２２とを備え、圧力容器内の圧力の
上昇に応じてガス供給ラインから供給するガス量を増大
させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池の差圧制御方
法及び装置に係わり、更に詳しくは、加圧運転時の差圧
制御方法及び装置に関する。
法及び装置に係わり、更に詳しくは、加圧運転時の差圧
制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率、かつ
環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特
徴を有しており、水力・火力・原子力に続く発電システ
ムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発が行
われている。溶融炭酸塩型燃料電池の本体は、図２に例
示するように、薄い平板状のタイル（電解質板）１ｔを
アノード（燃料極）１ａとカソード（空気極）１ｃの平
板状の電極で挟んだセル１（単セル）から構成され、こ
の燃料電池を約６５０°Ｃに保持し、アノード１ａに水
素を含むアノードガスを供給し、カソード１ｃに酸素を
含むカソードガスを供給することによりアノード、カソ
ード間で発電するものである。しかし、単セルでは電圧
が低い（約０．８Ｖ前後）ため、実用上は導電性のバイ
ポーラプレート１ｓ（セパレータ）を介し多数段に積層
した電池（スタック）として用いられる。更に、かかる
燃料電池は、効率を高め、装置を小型にするために圧力
容器（格納容器）内に通常格納され、加圧下（例えば３
〜１０ａｔａ）で運転される。
環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特
徴を有しており、水力・火力・原子力に続く発電システ
ムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発が行
われている。溶融炭酸塩型燃料電池の本体は、図２に例
示するように、薄い平板状のタイル（電解質板）１ｔを
アノード（燃料極）１ａとカソード（空気極）１ｃの平
板状の電極で挟んだセル１（単セル）から構成され、こ
の燃料電池を約６５０°Ｃに保持し、アノード１ａに水
素を含むアノードガスを供給し、カソード１ｃに酸素を
含むカソードガスを供給することによりアノード、カソ
ード間で発電するものである。しかし、単セルでは電圧
が低い（約０．８Ｖ前後）ため、実用上は導電性のバイ
ポーラプレート１ｓ（セパレータ）を介し多数段に積層
した電池（スタック）として用いられる。更に、かかる
燃料電池は、効率を高め、装置を小型にするために圧力
容器（格納容器）内に通常格納され、加圧下（例えば３
〜１０ａｔａ）で運転される。
【０００３】図２において燃料電池の電解質板（タイ
ル）１ｔは、例えばセラミックの粉末焼結体に電解液が
毛細管現象で浸み込んだものであり、この電解液のセパ
レータ１ｓとの濡れによって、各セル間のガスのシー
ル、及び圧力容器内と燃料電池内との間のガスのシール
が行われる。かかる濡れによるシール（ウェットシール
と呼ぶ）の性能は燃料電池の運転状態によって影響を受
けやすく、極めて小さい差圧（例えば約４００〜８００
ｍｍＡｑ）でもガスが漏洩するおそれがある。ガスが漏
洩すると、例えば、アノードガスとカソードガスが混合
し、アノードガスが燃焼して燃料電池を破損させたり、
アノードガス及びカソードガスが圧力容器内に充満し、
内部で燃焼して燃料電池や圧力容器を破損させるおそれ
がある。従って、燃料電池ではアノード側、カソード
側、及び圧力容器内の間の差圧を常に精密に制御する必
要がある。
ル）１ｔは、例えばセラミックの粉末焼結体に電解液が
毛細管現象で浸み込んだものであり、この電解液のセパ
レータ１ｓとの濡れによって、各セル間のガスのシー
ル、及び圧力容器内と燃料電池内との間のガスのシール
が行われる。かかる濡れによるシール（ウェットシール
と呼ぶ）の性能は燃料電池の運転状態によって影響を受
けやすく、極めて小さい差圧（例えば約４００〜８００
ｍｍＡｑ）でもガスが漏洩するおそれがある。ガスが漏
洩すると、例えば、アノードガスとカソードガスが混合
し、アノードガスが燃焼して燃料電池を破損させたり、
アノードガス及びカソードガスが圧力容器内に充満し、
内部で燃焼して燃料電池や圧力容器を破損させるおそれ
がある。従って、燃料電池ではアノード側、カソード
側、及び圧力容器内の間の差圧を常に精密に制御する必
要がある。
【０００４】図３は、従来の燃料電池発電試験装置の構
成図であり、燃料電池１０を格納する圧力容器１２、燃
料電池１０にアノードガス及びカソードガスを供給する
アノードガスライン２及びカソードガスライン４、反応
後のアノード排ガス及びカソード排ガスを排出するアノ
ード排ガスライン６及びカソード排ガスライン８、等を
備え、燃料電池１０により電気を発電するようになって
いる。また差圧制御を行うために、従来の装置は、圧力
容器１２からの排出ガス流量を制御する容器流量調節弁
１３、アノード排ガスライン６の流量を制御するアノー
ドガス流量調節弁１４、カソード排ガスライン８の流量
を制御するカソードガス流量調節弁１５、圧力容器内ガ
スとアノードガスとの差圧を検出してアノードガス流量
調節弁１４を制御するアノードガス差圧制御器１６、及
び圧力容器内ガスとカソードガスとの差圧を検出してカ
ソードガス流量調節弁１５を制御するカソードガス差圧
制御器１７、等を備え、差圧制御器１６、１７により、
アノード側、カソード側、及び圧力容器内の間の差圧を
常にゼロ近くに制御していた。
成図であり、燃料電池１０を格納する圧力容器１２、燃
料電池１０にアノードガス及びカソードガスを供給する
アノードガスライン２及びカソードガスライン４、反応
後のアノード排ガス及びカソード排ガスを排出するアノ
ード排ガスライン６及びカソード排ガスライン８、等を
備え、燃料電池１０により電気を発電するようになって
いる。また差圧制御を行うために、従来の装置は、圧力
容器１２からの排出ガス流量を制御する容器流量調節弁
１３、アノード排ガスライン６の流量を制御するアノー
ドガス流量調節弁１４、カソード排ガスライン８の流量
を制御するカソードガス流量調節弁１５、圧力容器内ガ
スとアノードガスとの差圧を検出してアノードガス流量
調節弁１４を制御するアノードガス差圧制御器１６、及
び圧力容器内ガスとカソードガスとの差圧を検出してカ
ソードガス流量調節弁１５を制御するカソードガス差圧
制御器１７、等を備え、差圧制御器１６、１７により、
アノード側、カソード側、及び圧力容器内の間の差圧を
常にゼロ近くに制御していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、燃料電池の発
電試験は、常圧から７乃至８ａｔａ或いはそれ以上の加
圧下で行うため、加圧下ではアノードガス及びカソード
ガスの体積流量が大幅に小さくなり、常圧用に選定した
流量調節弁１４、１５では精密な差圧制御ができなくな
る問題点があった。すなわち、図４に例示するように、
流量調節弁は全閉或いは全開付近では流量制御が不安定
になるため、開度が例えば５〜８５％の調節範囲で所望
の流量を制御できるように流量調節弁を選定する（図４
のＡ）が、加圧下におけるアノードガス及びカソードガ
スの体積流量は例えば１／７乃至１／８になる（図４の
Ｂ）ため、流量調節弁で安定して制御できる最小流量以
下になり精密な差圧制御ができなくなる。
電試験は、常圧から７乃至８ａｔａ或いはそれ以上の加
圧下で行うため、加圧下ではアノードガス及びカソード
ガスの体積流量が大幅に小さくなり、常圧用に選定した
流量調節弁１４、１５では精密な差圧制御ができなくな
る問題点があった。すなわち、図４に例示するように、
流量調節弁は全閉或いは全開付近では流量制御が不安定
になるため、開度が例えば５〜８５％の調節範囲で所望
の流量を制御できるように流量調節弁を選定する（図４
のＡ）が、加圧下におけるアノードガス及びカソードガ
スの体積流量は例えば１／７乃至１／８になる（図４の
Ｂ）ため、流量調節弁で安定して制御できる最小流量以
下になり精密な差圧制御ができなくなる。
【０００６】また、言い換えれば、流量調節弁の流量特
性として一般に用いられるＣｖ値は、バルブの大きさを
示す一種の流量係数であり、一次圧力Ｐ1(KG/cm2) 、二
次圧力Ｐ2(KG/cm2) 、流量Ｑ(m3/h)、比重ρ( 常圧の空
気を1 とする) 、温度ｔ( ℃) の場合に、Ｐ2 ＞Ｐ1 ／
２の範囲でＣｖ＝（Ｑ/409）×（ρ(273＋ｔ) ／( Ｐ1
−Ｐ2)Ｐ2 ）1/2 ．．（式）の関係があり、常圧から
加圧していくにつれて、差圧のルート（Ｐ1 −Ｐ2 ）
1/2 に反比例してＣｖが小さくなってしまい、単一の流
量調節弁では、圧力変動時に精密な差圧制御ができない
問題点があった。
性として一般に用いられるＣｖ値は、バルブの大きさを
示す一種の流量係数であり、一次圧力Ｐ1(KG/cm2) 、二
次圧力Ｐ2(KG/cm2) 、流量Ｑ(m3/h)、比重ρ( 常圧の空
気を1 とする) 、温度ｔ( ℃) の場合に、Ｐ2 ＞Ｐ1 ／
２の範囲でＣｖ＝（Ｑ/409）×（ρ(273＋ｔ) ／( Ｐ1
−Ｐ2)Ｐ2 ）1/2 ．．（式）の関係があり、常圧から
加圧していくにつれて、差圧のルート（Ｐ1 −Ｐ2 ）
1/2 に反比例してＣｖが小さくなってしまい、単一の流
量調節弁では、圧力変動時に精密な差圧制御ができない
問題点があった。
【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち本発明の目的は、燃料
電池の圧力変動時にアノードガスライン、カソードガス
ライン、圧力容器内を安定して均圧にすることができる
燃料電池の差圧制御方法及び装置を提供することにあ
る。
創案されたものである。すなわち本発明の目的は、燃料
電池の圧力変動時にアノードガスライン、カソードガス
ライン、圧力容器内を安定して均圧にすることができる
燃料電池の差圧制御方法及び装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧力容
器内に格納された燃料電池の差圧制御方法において、発
電反応後のアノード排ガス及びカソード排ガスを排出す
るアノード排ガスライン及びカソード排ガスラインにそ
れぞれ設けられたアノードガス流量調節弁及びカソード
ガス流量調節弁と、圧力容器内ガスとアノードガスとの
差圧を検出してアノードガス流量調節弁を制御するアノ
ードガス差圧制御器と、圧力容器内ガスとカソードガス
との差圧を検出してカソードガス流量調節弁を制御する
カソードガス差圧制御器と、アノードガス流量調節弁と
カソードガス流量調節弁の上流側にそれぞれ別個にガス
を供給するガス供給ラインと、を備え、圧力容器内の圧
力の上昇に応じてガス供給ラインから供給するガス量を
増大させる、ことを特徴とする燃料電池の差圧制御方法
が提供される。
器内に格納された燃料電池の差圧制御方法において、発
電反応後のアノード排ガス及びカソード排ガスを排出す
るアノード排ガスライン及びカソード排ガスラインにそ
れぞれ設けられたアノードガス流量調節弁及びカソード
ガス流量調節弁と、圧力容器内ガスとアノードガスとの
差圧を検出してアノードガス流量調節弁を制御するアノ
ードガス差圧制御器と、圧力容器内ガスとカソードガス
との差圧を検出してカソードガス流量調節弁を制御する
カソードガス差圧制御器と、アノードガス流量調節弁と
カソードガス流量調節弁の上流側にそれぞれ別個にガス
を供給するガス供給ラインと、を備え、圧力容器内の圧
力の上昇に応じてガス供給ラインから供給するガス量を
増大させる、ことを特徴とする燃料電池の差圧制御方法
が提供される。
【０００９】また、本発明によれば、燃料電池を格納し
た圧力容器と、発電反応後のアノード排ガス及びカソー
ド排ガスを排出するアノード排ガスライン及びカソード
排ガスラインにそれぞれ設けられたアノードガス流量調
節弁及びカソードガス流量調節弁と、圧力容器内ガスと
アノードガスとの差圧を検出してアノードガス流量調節
弁を制御するアノードガス差圧制御器と、圧力容器内ガ
スとカソードガスとの差圧を検出してカソードガス流量
調節弁を制御するカソードガス差圧制御器と、アノード
ガス流量調節弁とカソードガス流量調節弁の上流側にそ
れぞれ別個にガスを供給するガス供給ラインと、を備え
たことを特徴とする燃料電池の差圧制御装置が提供され
る。
た圧力容器と、発電反応後のアノード排ガス及びカソー
ド排ガスを排出するアノード排ガスライン及びカソード
排ガスラインにそれぞれ設けられたアノードガス流量調
節弁及びカソードガス流量調節弁と、圧力容器内ガスと
アノードガスとの差圧を検出してアノードガス流量調節
弁を制御するアノードガス差圧制御器と、圧力容器内ガ
スとカソードガスとの差圧を検出してカソードガス流量
調節弁を制御するカソードガス差圧制御器と、アノード
ガス流量調節弁とカソードガス流量調節弁の上流側にそ
れぞれ別個にガスを供給するガス供給ラインと、を備え
たことを特徴とする燃料電池の差圧制御装置が提供され
る。
【００１０】本発明の好ましい実施例によれば、圧力容
器内の圧力を検出しその上昇に応じてガス供給ラインか
ら供給するガス量を増大させるガス流量制御器を更に備
える。
器内の圧力を検出しその上昇に応じてガス供給ラインか
ら供給するガス量を増大させるガス流量制御器を更に備
える。
【００１１】
【作用】上述した本発明の方法及び装置によれば、アノ
ードガス流量調節弁とカソードガス流量調節弁の上流側
にそれぞれ別個にガスを供給するガス供給ラインを備
え、圧力の上昇に応じてガス供給ラインから供給するガ
ス量を増大することができる。従って、燃料電池の発電
試験において、常圧から７乃至８ａｔａ或いはそれ以上
に加圧する場合でも、アノードガス及びカソードガスの
体積流量の減少に応じて減少量を補う量のガス（例えば
不活性ガス）を流量調節弁の上流側に供給することによ
り、流量調節弁を通過する体積流量をほぼ一定に保持す
ることができ、常に精密な差圧制御を行うことができ
る。
ードガス流量調節弁とカソードガス流量調節弁の上流側
にそれぞれ別個にガスを供給するガス供給ラインを備
え、圧力の上昇に応じてガス供給ラインから供給するガ
ス量を増大することができる。従って、燃料電池の発電
試験において、常圧から７乃至８ａｔａ或いはそれ以上
に加圧する場合でも、アノードガス及びカソードガスの
体積流量の減少に応じて減少量を補う量のガス（例えば
不活性ガス）を流量調節弁の上流側に供給することによ
り、流量調節弁を通過する体積流量をほぼ一定に保持す
ることができ、常に精密な差圧制御を行うことができ
る。
【００１２】また、言い換えれば、上述の式におい
て、ガスｑの供給により流量ＱをＱ＋ｑに増加させるこ
とにより、圧力の上昇によるＣｖ値の低下を防止し、同
一の流量調節弁で圧力変動時に精密な差圧制御を行うこ
とができる。
て、ガスｑの供給により流量ＱをＱ＋ｑに増加させるこ
とにより、圧力の上昇によるＣｖ値の低下を防止し、同
一の流量調節弁で圧力変動時に精密な差圧制御を行うこ
とができる。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明による燃料
電池の差圧制御装置の構成図である。図１において本発
明を適用する発電試験装置は、図３と同様に、燃料電池
１０にアノードガス及びカソードガスを供給するアノー
ドガスライン２及びカソードガスライン４、及び反応後
のアノード排ガス及びカソード排ガスを排出するアノー
ド排ガスライン６及びカソード排ガスライン８を備え、
燃料電池１０により電気を発電するようになっている。
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明による燃料
電池の差圧制御装置の構成図である。図１において本発
明を適用する発電試験装置は、図３と同様に、燃料電池
１０にアノードガス及びカソードガスを供給するアノー
ドガスライン２及びカソードガスライン４、及び反応後
のアノード排ガス及びカソード排ガスを排出するアノー
ド排ガスライン６及びカソード排ガスライン８を備え、
燃料電池１０により電気を発電するようになっている。
【００１４】本発明の差圧制御装置は、燃料電池１０を
格納した圧力容器１２と、アノード排ガスライン６及び
カソード排ガスライン８にそれぞれ設けられたアノード
ガス流量調節弁１４及びカソードガス流量調節弁１５
と、圧力容器内ガスとアノードガスとの差圧を検出して
アノードガス流量調節弁１４を制御するアノードガス差
圧制御器１６と、圧力容器内ガスとカソードガスとの差
圧を検出してカソードガス流量調節弁１５を制御するカ
ソードガス差圧制御器１７と、アノードガス流量調節弁
１４とカソードガス流量調節弁１５の上流側にそれぞれ
別個にガスを供給するガス供給ライン２０、２２と、を
備えている。
格納した圧力容器１２と、アノード排ガスライン６及び
カソード排ガスライン８にそれぞれ設けられたアノード
ガス流量調節弁１４及びカソードガス流量調節弁１５
と、圧力容器内ガスとアノードガスとの差圧を検出して
アノードガス流量調節弁１４を制御するアノードガス差
圧制御器１６と、圧力容器内ガスとカソードガスとの差
圧を検出してカソードガス流量調節弁１５を制御するカ
ソードガス差圧制御器１７と、アノードガス流量調節弁
１４とカソードガス流量調節弁１５の上流側にそれぞれ
別個にガスを供給するガス供給ライン２０、２２と、を
備えている。
【００１５】更に、圧力容器１２には不活性ガス（例え
ば窒素）を供給するガス供給ライン１２ａと、流量調節
弁１３（容器流量調節弁）を有するガス排出ライン１２
ｂとが設けられており、流量調節弁１３により圧力容器
１２内の圧力を常圧から高圧（例えば７〜８ａｔａ）ま
で調節できるようになっている。
ば窒素）を供給するガス供給ライン１２ａと、流量調節
弁１３（容器流量調節弁）を有するガス排出ライン１２
ｂとが設けられており、流量調節弁１３により圧力容器
１２内の圧力を常圧から高圧（例えば７〜８ａｔａ）ま
で調節できるようになっている。
【００１６】かかる構成により、アノードガス差圧制御
器１６とカソードガス差圧制御器１７により、アノード
ガス流量調節弁１４とカソードガス流量調節弁１５を制
御し、圧力容器１２内のガスとアノードガスとの差圧、
及び圧力容器１２内のガスとカソードガスとの差圧を常
にゼロ近くに制御することができる。
器１６とカソードガス差圧制御器１７により、アノード
ガス流量調節弁１４とカソードガス流量調節弁１５を制
御し、圧力容器１２内のガスとアノードガスとの差圧、
及び圧力容器１２内のガスとカソードガスとの差圧を常
にゼロ近くに制御することができる。
【００１７】ガス供給ライン２０、２２は、アノードガ
ス流量調節弁１４とカソードガス流量調節弁１５の上流
側にそれぞれ別個にガスを供給するようになっている。
またこのガス供給ライン２０、２２にはガス流量調節弁
２３、２４がそれぞれ設けられ、独立して流量を調節す
ることができる。前述のように、圧力容器１２内の圧力
は、容器流量調節弁１３により調節され、この圧力の変
化に追従してアノードガス及びカソードガスの圧力は、
アノードガス流量調節弁１４及びカソードガス流量調節
弁１５で調節されるので、流量調節弁１４、１５の上流
側にそれぞれ別個にガスを供給しても、差圧（圧力容器
１２内のガスとアノードガスとの差圧及び圧力容器１２
内のガスとカソードガスとの差圧）に影響を与えない。
従って、ガス流量調節弁２３、２４により調節するガス
供給ライン２０、２２のガス流量は、独立して自由に設
定できる。この流量は、常圧から７乃至８ａｔａ或いは
それ以上に加圧する場合にアノードガス及びカソードガ
スの体積流量の減少に応じて減少量を補う量とするのが
よい。これにより、流量調節弁１４、１５を通過する体
積流量をほぼ一定に保持することができ、常に精密な差
圧制御を行うことができる。なお、ガス供給ライン２
０、２２から供給するガスは、不活性ガス（例えば窒
素、アルゴン等）が好ましいが、特にこれに限定され
ず、例えばアノード側に可燃性ガス、カソード側に空気
等を供給してもよい。
ス流量調節弁１４とカソードガス流量調節弁１５の上流
側にそれぞれ別個にガスを供給するようになっている。
またこのガス供給ライン２０、２２にはガス流量調節弁
２３、２４がそれぞれ設けられ、独立して流量を調節す
ることができる。前述のように、圧力容器１２内の圧力
は、容器流量調節弁１３により調節され、この圧力の変
化に追従してアノードガス及びカソードガスの圧力は、
アノードガス流量調節弁１４及びカソードガス流量調節
弁１５で調節されるので、流量調節弁１４、１５の上流
側にそれぞれ別個にガスを供給しても、差圧（圧力容器
１２内のガスとアノードガスとの差圧及び圧力容器１２
内のガスとカソードガスとの差圧）に影響を与えない。
従って、ガス流量調節弁２３、２４により調節するガス
供給ライン２０、２２のガス流量は、独立して自由に設
定できる。この流量は、常圧から７乃至８ａｔａ或いは
それ以上に加圧する場合にアノードガス及びカソードガ
スの体積流量の減少に応じて減少量を補う量とするのが
よい。これにより、流量調節弁１４、１５を通過する体
積流量をほぼ一定に保持することができ、常に精密な差
圧制御を行うことができる。なお、ガス供給ライン２
０、２２から供給するガスは、不活性ガス（例えば窒
素、アルゴン等）が好ましいが、特にこれに限定され
ず、例えばアノード側に可燃性ガス、カソード側に空気
等を供給してもよい。
【００１８】図１の実施例において、本発明の燃料電池
の差圧制御装置は更に、圧力容器１２内の圧力を検出し
その上昇に応じてガス供給ライン２０、２２から供給す
るガス量を増大させるガス流量制御器２５、２６を備え
ている。かかるガス流量制御器２５、２６を備えること
により、流量調節弁１４、１５を通過する体積流量を自
動的にほぼ一定に保持することができ、より安定して精
密な差圧制御を行うことができる。
の差圧制御装置は更に、圧力容器１２内の圧力を検出し
その上昇に応じてガス供給ライン２０、２２から供給す
るガス量を増大させるガス流量制御器２５、２６を備え
ている。かかるガス流量制御器２５、２６を備えること
により、流量調節弁１４、１５を通過する体積流量を自
動的にほぼ一定に保持することができ、より安定して精
密な差圧制御を行うことができる。
【００１９】また、図１の差圧制御装置は更に、気水分
離器２７、２８及び逆止弁２９を備えている。気水分離
器２７、２８によりアノードガス、カソードガスに含ま
れる水滴を除去し、流量調節弁１４、１５の作動をより
安定して行うことができる。また、逆止弁２９を備える
ことにより、可燃性ガスであるアノードガスの逆流を防
止し、安全性を更に高めることができる。
離器２７、２８及び逆止弁２９を備えている。気水分離
器２７、２８によりアノードガス、カソードガスに含ま
れる水滴を除去し、流量調節弁１４、１５の作動をより
安定して行うことができる。また、逆止弁２９を備える
ことにより、可燃性ガスであるアノードガスの逆流を防
止し、安全性を更に高めることができる。
【００２０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】上述したように、本発明の方法及び装置
によれば、アノードガス流量調節弁とカソードガス流量
調節弁の上流側にそれぞれ別個にガスを供給するガス供
給ラインを備え、圧力の上昇に応じてガス供給ラインか
ら供給するガス量を増大することができる。従って、燃
料電池の発電試験において、常圧から７乃至８ａｔａ或
いはそれ以上に加圧する場合でも、アノードガス及びカ
ソードガスの体積流量の減少に応じて減少量を補う量の
ガス（例えば不活性ガス）を流量調節弁の上流側に供給
し、流量調節弁を通過する体積流量をほぼ一定に保持す
ることができ、常に精密な差圧制御を行うことができ
る。また、言い換えれば、上述の式において、ガスｑ
の供給により流量ＱをＱ＋ｑに増加させることにより、
圧力の上昇によるＣｖ値の低下を防止し、同一の流量調
節弁で圧力変動時に精密な差圧制御を行うことができ
る。
によれば、アノードガス流量調節弁とカソードガス流量
調節弁の上流側にそれぞれ別個にガスを供給するガス供
給ラインを備え、圧力の上昇に応じてガス供給ラインか
ら供給するガス量を増大することができる。従って、燃
料電池の発電試験において、常圧から７乃至８ａｔａ或
いはそれ以上に加圧する場合でも、アノードガス及びカ
ソードガスの体積流量の減少に応じて減少量を補う量の
ガス（例えば不活性ガス）を流量調節弁の上流側に供給
し、流量調節弁を通過する体積流量をほぼ一定に保持す
ることができ、常に精密な差圧制御を行うことができ
る。また、言い換えれば、上述の式において、ガスｑ
の供給により流量ＱをＱ＋ｑに増加させることにより、
圧力の上昇によるＣｖ値の低下を防止し、同一の流量調
節弁で圧力変動時に精密な差圧制御を行うことができ
る。
【００２２】従って、本発明の燃料電池の差圧制御方法
及び装置は、燃料電池の圧力変動時にアノードガスライ
ン、カソードガスライン、圧力容器内を常に安定して均
圧にすることができる優れた効果を有する。
及び装置は、燃料電池の圧力変動時にアノードガスライ
ン、カソードガスライン、圧力容器内を常に安定して均
圧にすることができる優れた効果を有する。
【図１】本発明による燃料電池の差圧制御装置の構成図
である。
である。
【図２】燃料電池の模式的構成図である。
【図３】従来の燃料電池発電試験装置の構成図である。
【図４】流量調節弁の開度と流量の関係を示す図であ
る。
る。
１ 燃料電池の単セル １ａ アノード（燃料極） １ｃ カソード（空気極） １ｓ セパレータ（バイポーラプレート） １ｔ タイル（電解質板） ２ アノードガスライン ４ カソードガスライン ６ アノード排ガスライン ８ カソード排ガスライン １０ 燃料電池 １２ 圧力容器 １２ａ ガス供給ライン １２ｂ ガス排出ライン １３ 容器流量調節弁 １４ アノードガス流量調節弁 １５ カソードガス流量調節弁 １６ アノードガス差圧制御器 １７ カソードガス差圧制御器 ２０、２２ ガス供給ライン ２３、２４ ガス流量調節弁 ２５、２６ ガス流量制御器 ２７、２８ 気水分離器 ２９ 逆止弁
フロントページの続き (72)発明者 吉田 敏明 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内
Claims (3)
- 【請求項１】 圧力容器内に格納された燃料電池の差圧
制御方法において、発電反応後のアノード排ガス及びカ
ソード排ガスを排出するアノード排ガスライン及びカソ
ード排ガスラインにそれぞれ設けられたアノードガス流
量調節弁及びカソードガス流量調節弁と、圧力容器内ガ
スとアノードガスとの差圧を検出してアノードガス流量
調節弁を制御するアノードガス差圧制御器と、圧力容器
内ガスとカソードガスとの差圧を検出してカソードガス
流量調節弁を制御するカソードガス差圧制御器と、アノ
ードガス流量調節弁とカソードガス流量調節弁の上流側
にそれぞれ別個にガスを供給するガス供給ラインと、を
備え、 圧力容器内の圧力の上昇に応じてガス供給ラインから供
給するガス量を増大させる、ことを特徴とする燃料電池
の差圧制御方法。 - 【請求項２】 燃料電池を格納した圧力容器と、発電反
応後のアノード排ガス及びカソード排ガスを排出するア
ノード排ガスライン及びカソード排ガスラインにそれぞ
れ設けられたアノードガス流量調節弁及びカソードガス
流量調節弁と、圧力容器内ガスとアノードガスとの差圧
を検出してアノードガス流量調節弁を制御するアノード
ガス差圧制御器と、圧力容器内ガスとカソードガスとの
差圧を検出してカソードガス流量調節弁を制御するカソ
ードガス差圧制御器と、アノードガス流量調節弁とカソ
ードガス流量調節弁の上流側にそれぞれ別個にガスを供
給するガス供給ラインと、を備えたことを特徴とする燃
料電池の差圧制御装置。 - 【請求項３】 圧力容器内の圧力を検出しその上昇に応
じてガス供給ラインから供給するガス量を増大させるガ
ス流量制御器を更に備える、ことを特徴とする請求項２
に記載の燃料電池の差圧制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6075198A JPH07282826A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 燃料電池の差圧制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6075198A JPH07282826A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 燃料電池の差圧制御方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07282826A true JPH07282826A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13569268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6075198A Pending JPH07282826A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 燃料電池の差圧制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07282826A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7919211B2 (en) | 2001-01-18 | 2011-04-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | On-board fuel cell system and method of controlling the same |
| KR101394677B1 (ko) * | 2012-06-08 | 2014-05-13 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 시스템 운전 방법 |
| JP2020136228A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃料電池モジュール及び発電システム |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP6075198A patent/JPH07282826A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7919211B2 (en) | 2001-01-18 | 2011-04-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | On-board fuel cell system and method of controlling the same |
| KR101394677B1 (ko) * | 2012-06-08 | 2014-05-13 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 시스템 운전 방법 |
| JP2020136228A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃料電池モジュール及び発電システム |
| WO2020175181A1 (ja) * | 2019-02-25 | 2020-09-03 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃料電池モジュール及び発電システム |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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