JPH079812B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は燃料電池に係り、さらに詳しくはタンクとカソ
ード間及びカソードとアノード間の差圧を所定範囲に制
御することができる燃料電池に関する。
ード間及びカソードとアノード間の差圧を所定範囲に制
御することができる燃料電池に関する。
燃料電池におけるカソードとアノード間の差圧制御は、
カソードとアノードの排ガス系に供給する制御用ガス流
量を差圧に応じて調節することによつて行つている。し
かしながら、この方法では差圧が発生した後に制御用ガ
ス流量が変化するので、制御遅れが発生する欠点があ
る。
カソードとアノードの排ガス系に供給する制御用ガス流
量を差圧に応じて調節することによつて行つている。し
かしながら、この方法では差圧が発生した後に制御用ガ
ス流量が変化するので、制御遅れが発生する欠点があ
る。
また、第２図は差圧調節弁による差圧制御装置の系統図
を示している。この従来装置において、１は燃料電池本
体を収納するタンク、２はカソード、３はアノードであ
る。タンク１へは弁４を介して不活性ガスとして窒素が
供給され、圧力調節計20に制御される圧力調節弁５を介
して系外に排出される。カソード２には（空気）流量調
節計18に制御される（空気）流量調節弁６を介して空気
が供給され、カソード２内で発電作用に必要な酸素を消
費した後に排ガスとして（第１の）差圧調節弁25を介し
て排出される。（第１の）差圧調節計21はタンク１とカ
ソード２の差圧を計測して該差圧が所定の一定値となる
ように前記差圧調節弁25を制御する。差圧調節弁25の後
流には補助空気流量調節弁７を介して補助空気が供給さ
れ、前記カソード２からの排ガスはこの補助空気と合流
した後に圧損要素８を介してリホーマ燃焼部12に供給さ
れる。補助空気流量調節弁７はこの合流流量を計測する
補助空気流量調節計23によつて制御される。アノード３
には、リホーマプロセス部（図示せず）で発生した水素
を含む改質ガスが（燃料）流量調節計19に制御される
（燃料）流量調節弁９を介して供給され、アノード３内
で発電作用に必要な水素を消費した後に、（第２の）差
圧調節弁10と圧損要素11を介してリホーマ燃焼部12へ排
出され、該部12において前記カソード系排ガスと混合し
て燃焼され、その排ガスはシステムのベース圧力調節計
24に制御される（排ガス）圧力調節弁13を経て系外に排
出される。（第２の）差圧調節計22はカソード２とアノ
ード３の差圧を計測して該差圧が所定の一定値となるよ
うに前記差圧調節弁10を制御する。
を示している。この従来装置において、１は燃料電池本
体を収納するタンク、２はカソード、３はアノードであ
る。タンク１へは弁４を介して不活性ガスとして窒素が
供給され、圧力調節計20に制御される圧力調節弁５を介
して系外に排出される。カソード２には（空気）流量調
節計18に制御される（空気）流量調節弁６を介して空気
が供給され、カソード２内で発電作用に必要な酸素を消
費した後に排ガスとして（第１の）差圧調節弁25を介し
て排出される。（第１の）差圧調節計21はタンク１とカ
ソード２の差圧を計測して該差圧が所定の一定値となる
ように前記差圧調節弁25を制御する。差圧調節弁25の後
流には補助空気流量調節弁７を介して補助空気が供給さ
れ、前記カソード２からの排ガスはこの補助空気と合流
した後に圧損要素８を介してリホーマ燃焼部12に供給さ
れる。補助空気流量調節弁７はこの合流流量を計測する
補助空気流量調節計23によつて制御される。アノード３
には、リホーマプロセス部（図示せず）で発生した水素
を含む改質ガスが（燃料）流量調節計19に制御される
（燃料）流量調節弁９を介して供給され、アノード３内
で発電作用に必要な水素を消費した後に、（第２の）差
圧調節弁10と圧損要素11を介してリホーマ燃焼部12へ排
出され、該部12において前記カソード系排ガスと混合し
て燃焼され、その排ガスはシステムのベース圧力調節計
24に制御される（排ガス）圧力調節弁13を経て系外に排
出される。（第２の）差圧調節計22はカソード２とアノ
ード３の差圧を計測して該差圧が所定の一定値となるよ
うに前記差圧調節弁10を制御する。
カソード２の電極部14からアノード３の電極部15に向つ
て流れる負荷電流の大きさは変流器16を介して測定され
て制御用計測機17に取り込まれ、これに基づいて必要な
ガス流量が演算され、その演算結果が前記流量調節計1
8,19に制御設定値として与えられる。
て流れる負荷電流の大きさは変流器16を介して測定され
て制御用計測機17に取り込まれ、これに基づいて必要な
ガス流量が演算され、その演算結果が前記流量調節計1
8,19に制御設定値として与えられる。
このような制御系をもつ燃料電池で負荷追従運転を行つ
た場合、カソード２への空気流入量が増大すると先ず差
圧調節弁25が動作し、その後に補助空気流量調節弁７と
システムのベース圧力調節弁13が遅れて動作する。従つ
て、負荷の急増に伴つてカソード２への空気流入量が急
増した場合、差圧調節弁25が全開してもカソード２内の
圧力上昇を抑えることができず、タンク１とカソード２
間の差圧が許容値以上となることがある。
た場合、カソード２への空気流入量が増大すると先ず差
圧調節弁25が動作し、その後に補助空気流量調節弁７と
システムのベース圧力調節弁13が遅れて動作する。従つ
て、負荷の急増に伴つてカソード２への空気流入量が急
増した場合、差圧調節弁25が全開してもカソード２内の
圧力上昇を抑えることができず、タンク１とカソード２
間の差圧が許容値以上となることがある。
なお、この種の制御装置としては、特開昭59−123168号
公報に記載されたものがある。
公報に記載されたものがある。
本発明の目的は、タンクとカソード間およびカソードと
アノード間の差圧を常に許容範囲内に調節することがで
きる燃料電池を提供することにある。
アノード間の差圧を常に許容範囲内に調節することがで
きる燃料電池を提供することにある。
本発明は、負荷電流と、カソードへの空気流量と、アノ
ードへの燃料ガス流量の測定値を制御用計算機に取り込
んで補助空気流量設定値とシステムベース圧力設定値を
演算し、この演算結果を補助空気流量調節計とシステム
ベース圧力調節計に設定値として与え、これによつて補
助空気流量調節弁とシステムベース圧力調節弁を先行制
御してその動作遅れを軽減し、以つて過大な差圧の発生
を防止することを特徴とする。
ードへの燃料ガス流量の測定値を制御用計算機に取り込
んで補助空気流量設定値とシステムベース圧力設定値を
演算し、この演算結果を補助空気流量調節計とシステム
ベース圧力調節計に設定値として与え、これによつて補
助空気流量調節弁とシステムベース圧力調節弁を先行制
御してその動作遅れを軽減し、以つて過大な差圧の発生
を防止することを特徴とする。
本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。第２図
を参照して説明した従来装置と同一の構成要素について
は同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
を参照して説明した従来装置と同一の構成要素について
は同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
制御用計算器17は、前述した負荷電流測定のほかに、カ
ソード２への空気流量測定値とアノード３への燃料ガス
流量測定値とをそれぞれの調節計18,19から取り込み、
これらの値に基づいて、リホーマ燃焼部12に供給される
空気の流量が一定になるように供給されるべき補助空気
の流量と運転されるべきリホーマ燃焼部12の圧力を演算
し、この演算結果に基づいて補助空気流量調節計23に設
定すべき値とシステムベース圧力調節弁24に設定すべき
値を演算して前記補助空気流量調節計23と前記システム
ベース圧力調節計24に設定値として与え、当該設定値に
基づいて前記補助空気流量調節弁７と前記システムベー
ス圧力調節弁13を先行制御し、これらの弁の動作遅れを
軽減するように構成されている。このように構成するこ
とにより、例えば負荷電流が増大したときには補助空気
量調節計23の設定値を下げて補助空気の供給を制御する
とともに前記システムベース圧力調節計24の設定値を下
げ、負荷電流が減少したときには補助空気流量調節計23
の設定値を上げて補助空気の供給を増すとともに前記シ
ステムベース圧力調節計24の設定値を上げるように制御
することが可能になる。
ソード２への空気流量測定値とアノード３への燃料ガス
流量測定値とをそれぞれの調節計18,19から取り込み、
これらの値に基づいて、リホーマ燃焼部12に供給される
空気の流量が一定になるように供給されるべき補助空気
の流量と運転されるべきリホーマ燃焼部12の圧力を演算
し、この演算結果に基づいて補助空気流量調節計23に設
定すべき値とシステムベース圧力調節弁24に設定すべき
値を演算して前記補助空気流量調節計23と前記システム
ベース圧力調節計24に設定値として与え、当該設定値に
基づいて前記補助空気流量調節弁７と前記システムベー
ス圧力調節弁13を先行制御し、これらの弁の動作遅れを
軽減するように構成されている。このように構成するこ
とにより、例えば負荷電流が増大したときには補助空気
量調節計23の設定値を下げて補助空気の供給を制御する
とともに前記システムベース圧力調節計24の設定値を下
げ、負荷電流が減少したときには補助空気流量調節計23
の設定値を上げて補助空気の供給を増すとともに前記シ
ステムベース圧力調節計24の設定値を上げるように制御
することが可能になる。
従つて、負荷電流の変化に応じてカソード２への空気流
量およびアノード３への燃料ガス流量が急変しても調節
弁7,12の動作遅れがなく差圧発生が抑制される。
量およびアノード３への燃料ガス流量が急変しても調節
弁7,12の動作遅れがなく差圧発生が抑制される。
以上のように、本発明は、負荷電流とカソードへの空気
流量とアノードへの燃料ガス流量の測定値を制御用計算
機に取り込んで補助空気流量設定値とシステムベース圧
力設定値を演算し、この演算結果を補助空気流量調節計
とシステムベース圧力調節計に設定値として与えて補助
空気流量調節弁およびシステムベース圧力調節弁を先行
制御してその動作遅れを軽減したので、これらの調節弁
の動作遅れによつて発生していた差圧の発生を抑制し、
当該差圧を許容範囲内に収めることができる。
流量とアノードへの燃料ガス流量の測定値を制御用計算
機に取り込んで補助空気流量設定値とシステムベース圧
力設定値を演算し、この演算結果を補助空気流量調節計
とシステムベース圧力調節計に設定値として与えて補助
空気流量調節弁およびシステムベース圧力調節弁を先行
制御してその動作遅れを軽減したので、これらの調節弁
の動作遅れによつて発生していた差圧の発生を抑制し、
当該差圧を許容範囲内に収めることができる。
第１図は本発明になる燃料電池差圧制御装置の系統図、
第２図は従来の燃料電池差圧制御装置の系統図である。 １……タンク、２……カソード、３……アノード、６…
…空気流量調節弁、７……補助空気流量調節弁、９……
燃料ガス流量調節計、12……リホーマ燃焼部、13……シ
ステムベース圧力調節弁、16……負荷電流測定用変流
器、17……制御用計算機、18……空気流量調節計、19…
…燃料ガス流量調節計、23……補助空気流量調節計、24
……システムベース圧力調節計。
第２図は従来の燃料電池差圧制御装置の系統図である。 １……タンク、２……カソード、３……アノード、６…
…空気流量調節弁、７……補助空気流量調節弁、９……
燃料ガス流量調節計、12……リホーマ燃焼部、13……シ
ステムベース圧力調節弁、16……負荷電流測定用変流
器、17……制御用計算機、18……空気流量調節計、19…
…燃料ガス流量調節計、23……補助空気流量調節計、24
……システムベース圧力調節計。
Claims (1)
- 【請求項１】容器（１）、カソード（２）及びアノード
（３）からなる燃料電池本体と、前記容器（１）に不活
性ガスを供給する不活性ガス供給管路と、空気流量調節
計（18）及びこの空気流量調節計（18）に設定された設
定値に基づいて供給する空気の流量を調節する空気流量
調節弁（６）を備え、前記カソード（２）に空気を供給
する空気供給管路と、燃料流量調節計（19）及びこの燃
料流量調節計（19）に設定された設定値に基づいて供給
する燃料の流量を調節する燃料流量調節弁（９）を備
え、前記アノード（３）に燃料を供給する燃料供給管路
と、圧力調節計（20）及びこの圧力調節計（20）に設定
された設定値に基づいて排出される不活性ガスの圧力を
調節する圧力調節弁（５）を備え、前記容器（１）から
不活性ガスを排出する不活性ガス排出管路と、前記容器
（１）と前記カソード（２）との間の差圧を調節する第
１の差圧調節弁（25）を備え、前記カソード（２）から
排空気を排出する排空気排出管路と、前記カソード
（２）と前記アノード（３）との間の差圧を調節する第
２の差圧調節弁（10）を備え、前記アノード（３）から
排燃料を排出する排燃料排出管路と、前記容器（１）と
前記カソード（２）との間の差圧を検出し、両者間の差
圧が予め設定した圧力になるように前記第１の差圧調節
弁（25）を制御する第１の差圧調節計（21）と、前記カ
ソード（２）と前記アノード（３）との間の差圧を検出
し、両者間の差圧が予め設定した圧力になるように前記
第２の差圧調節弁（10）を制御する第２の差圧調節計
（22）と、前記カソード（２）から排出された排空気と
前記アノード（３）から排出された排燃料とを混合して
燃焼させるリホーマ燃焼部（12）と、該リホーマ燃焼部
（12）で燃焼した排ガスを排出するリホーマ燃焼ガス排
出管路と、補助空気流量調節弁（７）及びこの補助空気
流量調節弁（７）の流量を設定するための補助空気流量
調節計（23）を備え、前記排空気排出管路の圧力調節弁
（25）とリホーマ燃焼部（12）の間に接続されて前記リ
ホーマ燃焼部（12）に供給される空気の流量が一定にな
るように前記排空気排出管路に空気を供給する補助空気
管路と、前記リホーマ燃焼ガス排出管路に設けられ、シ
ステムベース圧力調節計（24）の設定圧力に基づいてリ
ホーマ燃焼部（12）の圧力を所定の圧力に制御するため
のシステムベース圧力調節弁（13）と、前記燃料電池か
ら検出される負荷電流に基づいて前記空気流量調節計
（18）と燃料流量調節計（19）にそれぞれ設定値を与え
る制御用計算機（17）とを含んで構成される燃料電池に
おいて、 前記制御用計算機（17）は、負荷電流が増大したときに
は補助空気流量調節計（23）の設定値を下げて補助空気
の供給を制御するとともに前記システムベース圧力調節
計（24）の設定値を下げ、負荷電流が減少したときには
補助空気流量調節計（23）の設定値を上げて補助空気の
供給を増すとともに前記システムベース圧力調節計（2
4）の設定値を上げるように、前記空気流量調節計（1
8）及び燃料流量調節計（19）から入力される流量に基
づいて、供給されるべき補助空気の流量と運転されるべ
きリホーマ燃焼部（12）の圧力を演算し、この演算結果
に基づいて補助空気流量調節計（23）に設定すべき値と
システムベース圧力調節計（24）に設定すべき値を演算
して前記補助空気流量調節計（23）と前記システムベー
ス圧力調節計（24）にそれぞれ設定値として与え、当該
設定値に基づいて前記補助空気流量調節弁（７）と前記
システムベース圧力調節弁（13）を先行制御するように
構成されていることを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171052A JPH079812B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171052A JPH079812B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6231954A JPS6231954A (ja) | 1987-02-10 |
| JPH079812B2 true JPH079812B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=15916183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60171052A Expired - Fee Related JPH079812B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079812B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0649327Y2 (ja) * | 1987-07-27 | 1994-12-14 | 株式会社ニュ−ギン | パチンコ機の賞球排出制御装置 |
| JPH0448220Y2 (ja) * | 1987-10-28 | 1992-11-13 | ||
| FR2917240B1 (fr) * | 2007-06-08 | 2009-08-28 | Renault Sas | Dispositif et procede de commande de l'alimentation en air d'un systeme de pile a combustible |
| CN113224356B (zh) * | 2021-03-23 | 2022-03-04 | 武汉海亿新能源科技有限公司 | 一种燃料电池空气流量供给的环境自适应系统及其控制方法 |
| CN116247242B (zh) * | 2023-05-12 | 2023-07-18 | 北京重理能源科技有限公司 | 燃料电池系统的控制方法与装置 |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP60171052A patent/JPH079812B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6231954A (ja) | 1987-02-10 |
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