JPH09237634A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPH09237634A JPH09237634A JP8040206A JP4020696A JPH09237634A JP H09237634 A JPH09237634 A JP H09237634A JP 8040206 A JP8040206 A JP 8040206A JP 4020696 A JP4020696 A JP 4020696A JP H09237634 A JPH09237634 A JP H09237634A
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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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】反応ガス流量の急速な変化が生じる場合にあっ
ても、各電極のガス圧力が安定して、また迅速に制御さ
れる差圧制御系を備えるものを得る。 【解決手段】燃料極１ａからの燃料ガス排出管に備えた
燃料圧力調整弁１０のＣＶ値より小さなＣＶ値を持ち、
開度を燃料圧力調整弁１０の制御量とする燃料圧力調整
子弁１２を燃料圧力調整弁１０に並列に備え、空気極１
ｂからの空気排出管に備えた空気圧力調整弁１１のＣＶ
値より小さなＣＶ値を持ち、開度を空気圧力調整弁１１
の制御量とする空気圧力調整子弁１３を空気圧力調整弁
１１に並列に備え、また、燃料極１ａへの燃料ガス供給
管に設けた燃料流量調整弁６の流量指令と、空気極１ｂ
への空気供給管に設けた空気流量調整弁７の流量指令を
それぞれ燃料圧力調整弁１０と空気圧力調整弁１１の制
御量とする。
ても、各電極のガス圧力が安定して、また迅速に制御さ
れる差圧制御系を備えるものを得る。 【解決手段】燃料極１ａからの燃料ガス排出管に備えた
燃料圧力調整弁１０のＣＶ値より小さなＣＶ値を持ち、
開度を燃料圧力調整弁１０の制御量とする燃料圧力調整
子弁１２を燃料圧力調整弁１０に並列に備え、空気極１
ｂからの空気排出管に備えた空気圧力調整弁１１のＣＶ
値より小さなＣＶ値を持ち、開度を空気圧力調整弁１１
の制御量とする空気圧力調整子弁１３を空気圧力調整弁
１１に並列に備え、また、燃料極１ａへの燃料ガス供給
管に設けた燃料流量調整弁６の流量指令と、空気極１ｂ
への空気供給管に設けた空気流量調整弁７の流量指令を
それぞれ燃料圧力調整弁１０と空気圧力調整弁１１の制
御量とする。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、電気化学反応によ
り電気エネルギーを得る燃料電池発電装置に係わり、特
に燃料電池本体の燃料極と空気極との間の差圧を適切に
制御するための制御構成に関する。
り電気エネルギーを得る燃料電池発電装置に係わり、特
に燃料電池本体の燃料極と空気極との間の差圧を適切に
制御するための制御構成に関する。
【従来の技術】図２は、従来の加圧型のリン酸型燃料電
池発電装置の燃料電池本体の燃料極と空気極との極間の
差圧の制御構成を示す模式系統図である。リン酸型燃料
電池発電装置には、大気圧下で運転する常圧型と、燃料
電池本体を圧力容器に収めて圧力を高めて運転する加圧
型がある。図２に示した装置は加圧型で、燃料極１ａと
空気極１ｂを備えるものとして模式的に示した燃料電池
本体を燃料電池筐体１ｃに収納し、燃料電池筐体１ｃへ
窒素タンク３から窒素を送り、筐体圧力計５で計測され
た圧力値をもとにして制御装置２より発する制御信号に
より窒素圧力調整弁４を調整し、燃料電池筐体１ｃ内の
圧力を所定の圧力に加圧して保持している。燃料電池本
体の燃料極１ａへ供給される燃料ガスには改質器により
改質された燃料ガスが、また、空気極１ｂへ供給される
酸化剤ガスには空気が使用されている。燃料極１ａへ供
給される燃料ガス、および空気極１ｂへ供給される空気
の所要流量は、燃料電池発電装置の発電条件に応じて変
化する。したがって、発電条件に対応して制御装置２よ
り発する制御信号により、燃料ガス供給配管に組み込ま
れた燃料流量調整弁６の開度を制御して、燃料ガスの流
量を所定値に制御し、同じく制御装置２より発する制御
信号により、酸化剤ガス供給管に組み込まれた酸化剤流
量調整弁７の開度を制御して、空気の流量を所定値に制
御し保持している。また、燃料電池本体の燃料極１ａの
圧力と空気極１ｂの圧力との差圧が過大になると極間で
のガス漏洩が生じる危険性があるので、差圧が所定値に
抑えられるよう制御されている。すなわち、燃料ガス排
出管に設けられた燃料出口圧力計８の計測値と筐体圧力
計５の計測値の差が一定値となるように、制御装置２よ
り燃料ガス排出管に設けられた燃料圧力調整弁１０へと
制御信号を送り、弁の開度を制御して燃料極１ａの圧力
を制御する。また、同時に、酸化剤ガス排出管に設けら
れた空気出口圧力計９の計測値と筐体圧力計５の計測値
の差が一定値となるように、制御装置２より酸化剤ガス
排出管に設けられた空気圧力調整弁１１へと制御信号を
送り、弁の開度を制御して空気極１ｂの圧力を制御す
る。このように筐体１ｃの圧力を基にして燃料極１ａと
空気極１ｂの圧力を制御することにより、両極間の差圧
を所定値に制御している。
池発電装置の燃料電池本体の燃料極と空気極との極間の
差圧の制御構成を示す模式系統図である。リン酸型燃料
電池発電装置には、大気圧下で運転する常圧型と、燃料
電池本体を圧力容器に収めて圧力を高めて運転する加圧
型がある。図２に示した装置は加圧型で、燃料極１ａと
空気極１ｂを備えるものとして模式的に示した燃料電池
本体を燃料電池筐体１ｃに収納し、燃料電池筐体１ｃへ
窒素タンク３から窒素を送り、筐体圧力計５で計測され
た圧力値をもとにして制御装置２より発する制御信号に
より窒素圧力調整弁４を調整し、燃料電池筐体１ｃ内の
圧力を所定の圧力に加圧して保持している。燃料電池本
体の燃料極１ａへ供給される燃料ガスには改質器により
改質された燃料ガスが、また、空気極１ｂへ供給される
酸化剤ガスには空気が使用されている。燃料極１ａへ供
給される燃料ガス、および空気極１ｂへ供給される空気
の所要流量は、燃料電池発電装置の発電条件に応じて変
化する。したがって、発電条件に対応して制御装置２よ
り発する制御信号により、燃料ガス供給配管に組み込ま
れた燃料流量調整弁６の開度を制御して、燃料ガスの流
量を所定値に制御し、同じく制御装置２より発する制御
信号により、酸化剤ガス供給管に組み込まれた酸化剤流
量調整弁７の開度を制御して、空気の流量を所定値に制
御し保持している。また、燃料電池本体の燃料極１ａの
圧力と空気極１ｂの圧力との差圧が過大になると極間で
のガス漏洩が生じる危険性があるので、差圧が所定値に
抑えられるよう制御されている。すなわち、燃料ガス排
出管に設けられた燃料出口圧力計８の計測値と筐体圧力
計５の計測値の差が一定値となるように、制御装置２よ
り燃料ガス排出管に設けられた燃料圧力調整弁１０へと
制御信号を送り、弁の開度を制御して燃料極１ａの圧力
を制御する。また、同時に、酸化剤ガス排出管に設けら
れた空気出口圧力計９の計測値と筐体圧力計５の計測値
の差が一定値となるように、制御装置２より酸化剤ガス
排出管に設けられた空気圧力調整弁１１へと制御信号を
送り、弁の開度を制御して空気極１ｂの圧力を制御す
る。このように筐体１ｃの圧力を基にして燃料極１ａと
空気極１ｂの圧力を制御することにより、両極間の差圧
を所定値に制御している。
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
燃料電池発電装置においては、流量調整弁の開度を制御
して燃料ガスあるいは空気の流量を所定値に制御すると
ともに、両極の出口に設けた圧力調整弁を用いて圧力を
制御し、両極間の差圧を所定値に保持して運転されてい
る。しかしながら、これらの制御に用いられている流量
調整弁や圧力調整弁は、機械的作動によるガタがあるの
で、弁開度の増大方向と減少方向でヒステリシスを生じ
ることとなる。このため、弁開度の増大と減少とを伴う
制御状態にあっては、制御の遅れが生じることとなり、
制御の安定性を損なう事態を生じるという難点がある。
本発明の目的は、上記のごとき従来の技術の難点を解消
して、発電量の急激な変化が生じて反応ガス流量が急速
に変化する場合にあっても、各電極のガスの圧力が安定
して、また、迅速に制御される差圧制御系を備えた燃料
電池発電装置を提供することにある。
燃料電池発電装置においては、流量調整弁の開度を制御
して燃料ガスあるいは空気の流量を所定値に制御すると
ともに、両極の出口に設けた圧力調整弁を用いて圧力を
制御し、両極間の差圧を所定値に保持して運転されてい
る。しかしながら、これらの制御に用いられている流量
調整弁や圧力調整弁は、機械的作動によるガタがあるの
で、弁開度の増大方向と減少方向でヒステリシスを生じ
ることとなる。このため、弁開度の増大と減少とを伴う
制御状態にあっては、制御の遅れが生じることとなり、
制御の安定性を損なう事態を生じるという難点がある。
本発明の目的は、上記のごとき従来の技術の難点を解消
して、発電量の急激な変化が生じて反応ガス流量が急速
に変化する場合にあっても、各電極のガスの圧力が安定
して、また、迅速に制御される差圧制御系を備えた燃料
電池発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、 (1) 燃料電池本体の燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガ
ス供給管に燃料流量調整弁を備え、燃料極からガスを排
出する燃料ガス排出管に燃料極の圧力を調整する燃料圧
力調整弁を備える燃料電池発電装置において、燃料圧力
調整弁のＣＶ値より小さなＣＶ値を有する燃料圧力調整
子弁を、燃料圧力調整弁に並列に備えることとする。 (2) さらに、上記(1) において、燃料圧力調整子弁の開
度を燃料圧力調整弁の制御量とすることとする。 (3) また、燃料電池本体の空気極に酸化剤ガスを供給す
る酸化剤ガス供給管に酸化剤ガス流量調整弁を備え、空
気極からガスを排出する酸化剤ガス排出管に空気極の圧
力を調整する酸化剤ガス圧力調整弁を備える燃料電池発
電装置において、酸化剤ガス圧力調整弁のＣＶ値より小
さなＣＶ値を有し酸化剤ガス圧力調整弁によって開度が
制御される酸化剤ガス圧力調整子弁を、酸化剤ガス圧力
調整弁に並列に備えることとする。 (4) さらに、上記(3) において、酸化剤ガス圧力調整子
弁の開度を酸化剤ガス圧力調整弁の制御量とすることと
する。 (5) また、燃料電池本体の燃料極に燃料ガスを供給する
燃料ガス供給管に燃料流量調整弁を備え、燃料極からガ
スを排出する燃料ガス排出管に燃料極の圧力を調整する
燃料圧力調整弁を備える燃料電池発電装置において、燃
料流量調整弁の流量指令を燃料圧力調整弁の制御量とす
ることとする。 (6) また、燃料電池本体の空気極に酸化剤ガスを供給す
る酸化剤ガス供給管に酸化剤ガス流量調整弁を備え、空
気極からガスを排出する酸化剤ガス排出管に空気極の圧
力を調整する酸化剤ガス圧力調整弁を備える燃料電池発
電装置において、酸化剤ガス流量調整弁の流量指令を酸
化剤ガス圧力調整弁の制御量とすることとする。流量調
整弁を流れる流体の流量は、流量調整弁の前後の圧力差
が同一であれば、流量調整弁のＣＶ値に比例する。また
流量調整弁のヒステリシスは、通常ＣＶ値が小さくなれ
ば減少する。したがって、上記(1) のごとくにすれば、
ＣＶ値の大きな燃料圧力調整弁のヒステリシスの影響に
より遅れとなる制御範囲をＣＶ値の燃料圧力調整子弁が
補うため、見かけ上のヒステリシスは燃料圧力調整子弁
のヒステリシスの範囲となり、見かけ上のヒステリシス
が減少することとなるので、燃料極のガス圧力が安定し
て制御できることとなる。さらに、上記(2) のごとくに
すれば、燃料圧力調整子弁による制御が不可能となる燃
料圧力調整子弁の開度の全開あるいは全閉状態を回避し
て、圧力を制御することができるので、燃料極のガス圧
力がより確実に安定して制御できることとなる。また、
(3) のごとくとすれば、(1) の燃料極の場合と同様に、
空気極においても、ＣＶ値の大きな酸化剤ガス圧力調整
弁のヒステリシスの影響により遅れとなる制御範囲をＣ
Ｖ値の酸化剤ガス圧力調整子弁が補うため、見かけ上の
ヒステリシスは酸化剤ガス圧力調整子弁のヒステリシス
の範囲となり、見かけ上のヒステリシスが減少すること
となるので、空気極のガス圧力が安定して制御できるこ
ととなる。さらに、上記(4) のごとくにすれば、酸化剤
ガス圧力調整子弁による制御が不可能となる酸化剤ガス
圧力調整子弁の開度の全開あるいは全閉状態を回避し
て、圧力を制御することができるので、空気極のガス圧
力がより確実に安定して制御できることとなる。また、
上記(5) のごとく、燃料流量調整弁の流量指令を燃料圧
力調整弁の制御量とすれば、燃料極のガス圧力の制御に
燃料流量調整弁のフィードフォワード制御を採用するこ
とができるので、燃料電池の発電量の変動に伴う流量変
動に対して迅速な圧力制御が可能となる。また、上記
(6) のごとくにすれば、(5) と同様に、空気極のガス圧
力の制御に酸化剤ガス流量調整弁のフィードフォワード
制御を採用することができ、燃料電池の発電量の変動に
伴う流量変動に対して迅速な圧力制御が可能となる。
めに、本発明においては、 (1) 燃料電池本体の燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガ
ス供給管に燃料流量調整弁を備え、燃料極からガスを排
出する燃料ガス排出管に燃料極の圧力を調整する燃料圧
力調整弁を備える燃料電池発電装置において、燃料圧力
調整弁のＣＶ値より小さなＣＶ値を有する燃料圧力調整
子弁を、燃料圧力調整弁に並列に備えることとする。 (2) さらに、上記(1) において、燃料圧力調整子弁の開
度を燃料圧力調整弁の制御量とすることとする。 (3) また、燃料電池本体の空気極に酸化剤ガスを供給す
る酸化剤ガス供給管に酸化剤ガス流量調整弁を備え、空
気極からガスを排出する酸化剤ガス排出管に空気極の圧
力を調整する酸化剤ガス圧力調整弁を備える燃料電池発
電装置において、酸化剤ガス圧力調整弁のＣＶ値より小
さなＣＶ値を有し酸化剤ガス圧力調整弁によって開度が
制御される酸化剤ガス圧力調整子弁を、酸化剤ガス圧力
調整弁に並列に備えることとする。 (4) さらに、上記(3) において、酸化剤ガス圧力調整子
弁の開度を酸化剤ガス圧力調整弁の制御量とすることと
する。 (5) また、燃料電池本体の燃料極に燃料ガスを供給する
燃料ガス供給管に燃料流量調整弁を備え、燃料極からガ
スを排出する燃料ガス排出管に燃料極の圧力を調整する
燃料圧力調整弁を備える燃料電池発電装置において、燃
料流量調整弁の流量指令を燃料圧力調整弁の制御量とす
ることとする。 (6) また、燃料電池本体の空気極に酸化剤ガスを供給す
る酸化剤ガス供給管に酸化剤ガス流量調整弁を備え、空
気極からガスを排出する酸化剤ガス排出管に空気極の圧
力を調整する酸化剤ガス圧力調整弁を備える燃料電池発
電装置において、酸化剤ガス流量調整弁の流量指令を酸
化剤ガス圧力調整弁の制御量とすることとする。流量調
整弁を流れる流体の流量は、流量調整弁の前後の圧力差
が同一であれば、流量調整弁のＣＶ値に比例する。また
流量調整弁のヒステリシスは、通常ＣＶ値が小さくなれ
ば減少する。したがって、上記(1) のごとくにすれば、
ＣＶ値の大きな燃料圧力調整弁のヒステリシスの影響に
より遅れとなる制御範囲をＣＶ値の燃料圧力調整子弁が
補うため、見かけ上のヒステリシスは燃料圧力調整子弁
のヒステリシスの範囲となり、見かけ上のヒステリシス
が減少することとなるので、燃料極のガス圧力が安定し
て制御できることとなる。さらに、上記(2) のごとくに
すれば、燃料圧力調整子弁による制御が不可能となる燃
料圧力調整子弁の開度の全開あるいは全閉状態を回避し
て、圧力を制御することができるので、燃料極のガス圧
力がより確実に安定して制御できることとなる。また、
(3) のごとくとすれば、(1) の燃料極の場合と同様に、
空気極においても、ＣＶ値の大きな酸化剤ガス圧力調整
弁のヒステリシスの影響により遅れとなる制御範囲をＣ
Ｖ値の酸化剤ガス圧力調整子弁が補うため、見かけ上の
ヒステリシスは酸化剤ガス圧力調整子弁のヒステリシス
の範囲となり、見かけ上のヒステリシスが減少すること
となるので、空気極のガス圧力が安定して制御できるこ
ととなる。さらに、上記(4) のごとくにすれば、酸化剤
ガス圧力調整子弁による制御が不可能となる酸化剤ガス
圧力調整子弁の開度の全開あるいは全閉状態を回避し
て、圧力を制御することができるので、空気極のガス圧
力がより確実に安定して制御できることとなる。また、
上記(5) のごとく、燃料流量調整弁の流量指令を燃料圧
力調整弁の制御量とすれば、燃料極のガス圧力の制御に
燃料流量調整弁のフィードフォワード制御を採用するこ
とができるので、燃料電池の発電量の変動に伴う流量変
動に対して迅速な圧力制御が可能となる。また、上記
(6) のごとくにすれば、(5) と同様に、空気極のガス圧
力の制御に酸化剤ガス流量調整弁のフィードフォワード
制御を採用することができ、燃料電池の発電量の変動に
伴う流量変動に対して迅速な圧力制御が可能となる。
【発明の実施の形態】図１は、本発明の燃料電池発電装
置の実施の形態を示す加圧型のリン酸型燃料電池発電装
置の燃料電池本体の極間の差圧制御構成の模式系統図で
ある。図において、図２に示した従来例の構成に示した
ものと同一の機能を有する構成要素には同一符号を付し
て重複する説明は省略する。本構成の第１の特徴は、燃
料極１ａの燃料ガス排出管に設けられた燃料圧力調整弁
１０に並列に、燃料圧力調整弁１０のＣＶ値より小さな
ＣＶ値を有する燃料圧力調整子弁１２が設けられ、また
空気極１ｂの酸化剤ガス排出管に設けられた空気圧力調
整弁１１に並列に、空気圧力調整弁１１のＣＶ値より小
さなＣＶ値を有する空気圧力調整子弁１３が設けられて
いることにある。したがって、本構成においては、燃料
圧力調整系のヒステリシスはＣＶ値の小さな燃料圧力調
整子弁１２のヒステリシスの範囲となり、また空気圧力
調整系のヒステリシスはＣＶ値の小さな空気圧力調整子
弁１３のヒステリシスの範囲となるので、燃料極１ａお
よび空気極１ｂのガス圧力がそれぞれ安定して制御さ
れ、極間圧力が安定して制御されることとなる。本構成
の第２の特徴は、制御装置２により、燃料圧力調整子弁
１２の開度を燃料圧力調整弁１０の制御量として制御
し、空気圧力調整子弁１３の開度を空気圧力調整弁１１
の制御量として制御していることにある。したがって、
制御が不能となる燃料圧力調整子弁１２あるいは空気圧
力調整子弁１３の全開状態および全閉状態を回避するよ
う制御することにより、ＣＶ値の小さな燃料圧力調整子
弁１２あるいは空気圧力調整子弁１３のヒステリシスの
範囲での圧力調整が確実に行われるので、燃料極１ａお
よび空気極１ｂのガス圧力、したがって極間圧力が的確
に安定して制御されることとなる。本構成の第３の特徴
は、制御装置２により、燃料流量調整弁６の流量指令を
燃料圧力調整弁１０の制御量として制御し、空気流量調
整弁７の流量指令を空気圧力調整弁１１の制御量として
制御していることにある。したがって、燃料極１ａのガ
ス圧力の制御に燃料流量調整弁６のフィードフォワード
制御を、また空気極１ｂのガス圧力の制御に空気流量調
整弁７のフィードフォワード制御を採用することができ
るので、燃料電池の発電量の変動に伴う流量変動に対し
て迅速な圧力制御が可能となる。なお、図１の極間の差
圧制御構成においては、燃料極１ａおよび空気極１ｂの
それぞれに上記の第１〜第３の特徴を備えたものとして
表示したが、これらを全て備えたものに限らず、第１の
特徴のみを備えたもの、第１と第２の特徴を備えたも
の、第１と第３の特徴を備えたもの、第３の特徴のみを
備えたもの、あるいは燃料極１ａおよび空気極１ｂのい
ずれか一方にこれらの特徴を備えたものにおいても、そ
の特徴に対応して安定した圧力制御特性が得られること
となる。
置の実施の形態を示す加圧型のリン酸型燃料電池発電装
置の燃料電池本体の極間の差圧制御構成の模式系統図で
ある。図において、図２に示した従来例の構成に示した
ものと同一の機能を有する構成要素には同一符号を付し
て重複する説明は省略する。本構成の第１の特徴は、燃
料極１ａの燃料ガス排出管に設けられた燃料圧力調整弁
１０に並列に、燃料圧力調整弁１０のＣＶ値より小さな
ＣＶ値を有する燃料圧力調整子弁１２が設けられ、また
空気極１ｂの酸化剤ガス排出管に設けられた空気圧力調
整弁１１に並列に、空気圧力調整弁１１のＣＶ値より小
さなＣＶ値を有する空気圧力調整子弁１３が設けられて
いることにある。したがって、本構成においては、燃料
圧力調整系のヒステリシスはＣＶ値の小さな燃料圧力調
整子弁１２のヒステリシスの範囲となり、また空気圧力
調整系のヒステリシスはＣＶ値の小さな空気圧力調整子
弁１３のヒステリシスの範囲となるので、燃料極１ａお
よび空気極１ｂのガス圧力がそれぞれ安定して制御さ
れ、極間圧力が安定して制御されることとなる。本構成
の第２の特徴は、制御装置２により、燃料圧力調整子弁
１２の開度を燃料圧力調整弁１０の制御量として制御
し、空気圧力調整子弁１３の開度を空気圧力調整弁１１
の制御量として制御していることにある。したがって、
制御が不能となる燃料圧力調整子弁１２あるいは空気圧
力調整子弁１３の全開状態および全閉状態を回避するよ
う制御することにより、ＣＶ値の小さな燃料圧力調整子
弁１２あるいは空気圧力調整子弁１３のヒステリシスの
範囲での圧力調整が確実に行われるので、燃料極１ａお
よび空気極１ｂのガス圧力、したがって極間圧力が的確
に安定して制御されることとなる。本構成の第３の特徴
は、制御装置２により、燃料流量調整弁６の流量指令を
燃料圧力調整弁１０の制御量として制御し、空気流量調
整弁７の流量指令を空気圧力調整弁１１の制御量として
制御していることにある。したがって、燃料極１ａのガ
ス圧力の制御に燃料流量調整弁６のフィードフォワード
制御を、また空気極１ｂのガス圧力の制御に空気流量調
整弁７のフィードフォワード制御を採用することができ
るので、燃料電池の発電量の変動に伴う流量変動に対し
て迅速な圧力制御が可能となる。なお、図１の極間の差
圧制御構成においては、燃料極１ａおよび空気極１ｂの
それぞれに上記の第１〜第３の特徴を備えたものとして
表示したが、これらを全て備えたものに限らず、第１の
特徴のみを備えたもの、第１と第２の特徴を備えたも
の、第１と第３の特徴を備えたもの、第３の特徴のみを
備えたもの、あるいは燃料極１ａおよび空気極１ｂのい
ずれか一方にこれらの特徴を備えたものにおいても、そ
の特徴に対応して安定した圧力制御特性が得られること
となる。
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、燃料電
池発電装置を、 (1) 請求項１に記載のごとくとしたので、燃料極のガス
圧力、したがって極間圧力が安定して制御される燃料電
池発電装置が得られることとなった。 (2) さらに、請求項２に記載のごとくとすれば、燃料極
のガス圧力、したがって極間圧力が的確に安定して制御
される燃料電池発電装置として好適である。 (3) また、請求項３に記載のごとくとすれば、空気極の
ガス圧力、したがって極間圧力が安定して制御される燃
料電池発電装置が得られることとなる。 (4) さらに、請求項４に記載のごとくとすれば、空気極
のガス圧力、したがって極間圧力が的確に安定して制御
される燃料電池発電装置として好適である。 (5) また、請求項５に記載のごとくとすれば、燃料電池
の発電量の変動に伴う燃料ガスの流量変動に対して迅速
な圧力制御が可能な燃料電池発電装置が得られることと
なる。 (6) また、請求項６に記載のごとくとすれば、燃料電池
の発電量の変動に伴う酸化剤ガスの流量変動に対して迅
速な圧力制御が可能な燃料電池発電装置が得られること
となる。
池発電装置を、 (1) 請求項１に記載のごとくとしたので、燃料極のガス
圧力、したがって極間圧力が安定して制御される燃料電
池発電装置が得られることとなった。 (2) さらに、請求項２に記載のごとくとすれば、燃料極
のガス圧力、したがって極間圧力が的確に安定して制御
される燃料電池発電装置として好適である。 (3) また、請求項３に記載のごとくとすれば、空気極の
ガス圧力、したがって極間圧力が安定して制御される燃
料電池発電装置が得られることとなる。 (4) さらに、請求項４に記載のごとくとすれば、空気極
のガス圧力、したがって極間圧力が的確に安定して制御
される燃料電池発電装置として好適である。 (5) また、請求項５に記載のごとくとすれば、燃料電池
の発電量の変動に伴う燃料ガスの流量変動に対して迅速
な圧力制御が可能な燃料電池発電装置が得られることと
なる。 (6) また、請求項６に記載のごとくとすれば、燃料電池
の発電量の変動に伴う酸化剤ガスの流量変動に対して迅
速な圧力制御が可能な燃料電池発電装置が得られること
となる。
【図１】本発明の燃料電池発電装置の実施の形態を示す
加圧型のリン酸型燃料電池発電装置の燃料電池本体の極
間の差圧制御構成の模式系統図
加圧型のリン酸型燃料電池発電装置の燃料電池本体の極
間の差圧制御構成の模式系統図
【図２】従来の加圧型のリン酸型燃料電池発電装置の燃
料電池本体の極間の差圧制御構成を示す模式系統図
料電池本体の極間の差圧制御構成を示す模式系統図
１ａ 燃料極 １ｂ 空気極 １ｃ 燃料電池筐体 ２ 制御装置 ３ 窒素タンク ４ 窒素圧力調整弁 ５ 筐体圧力計 ６ 燃料流量調整弁 ７ 空気流量調整弁 ８ 燃料出口圧力計 ９ 空気出口圧力計 １０ 燃料圧力調整弁 １１ 空気圧力調整弁 １２ 燃料圧力調整子弁 １３ 空気圧力調整子弁
Claims (6)
- 【請求項１】燃料電池本体の燃料極に燃料ガスを供給す
る燃料ガス供給管に燃料流量調整弁を備え、燃料極から
ガスを排出する燃料ガス排出管に燃料極の圧力を調整す
る燃料圧力調整弁を備える燃料電池発電装置において、
燃料圧力調整弁のＣＶ値より小さなＣＶ値を有する燃料
圧力調整子弁を、燃料圧力調整弁に並列に備えたことを
特徴とする燃料電池発電装置。 - 【請求項２】前記燃料圧力調整子弁の開度を前記燃料圧
力調整弁の制御量としたことを特徴とする請求項１に記
載の燃料電池発電装置。 - 【請求項３】燃料電池本体の空気極に酸化剤ガスを供給
する酸化剤ガス供給管に酸化剤ガス流量調整弁を備え、
空気極からガスを排出する酸化剤ガス排出管に空気極の
圧力を調整する酸化剤ガス圧力調整弁を備える燃料電池
発電装置において、酸化剤ガス圧力調整弁のＣＶ値より
小さなＣＶ値を有し酸化剤ガス圧力調整弁によって開度
が制御される酸化剤ガス圧力調整子弁を、酸化剤ガス圧
力調整弁に並列に備えてなることを特徴とする燃料電池
発電装置。 - 【請求項４】前記酸化剤ガス圧力調整子弁の開度を前記
酸化剤ガス圧力調整弁の制御量としたことを特徴とする
請求項３に記載の燃料電池発電装置。 - 【請求項５】燃料電池本体の燃料極に燃料ガスを供給す
る燃料ガス供給管に燃料流量調整弁を備え、燃料極から
ガスを排出する燃料ガス排出管に燃料極の圧力を調整す
る燃料圧力調整弁を備える燃料電池発電装置において、
燃料流量調整弁の流量指令を燃料圧力調整弁の制御量と
したことを特徴とする燃料電池発電装置。 - 【請求項６】燃料電池本体の空気極に酸化剤ガスを供給
する酸化剤ガス供給管に酸化剤ガス流量調整弁を備え、
空気極からガスを排出する酸化剤ガス排出管に空気極の
圧力を調整する酸化剤ガス圧力調整弁を備える燃料電池
発電装置において、酸化剤ガス流量調整弁の流量指令を
酸化剤ガス圧力調整弁の制御量としたことを特徴とする
燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8040206A JPH09237634A (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8040206A JPH09237634A (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09237634A true JPH09237634A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=12574316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8040206A Pending JPH09237634A (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09237634A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007280867A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Espec Corp | 背圧制御装置 |
| WO2014069408A1 (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-08 | 三菱重工業株式会社 | 発電システム及び発電システムにおける燃料電池の起動方法並びに運転方法 |
| JP2014089931A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電システム及び発電システムにおける燃料電池の運転方法 |
| US8795917B2 (en) | 2005-04-06 | 2014-08-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system with control of the pressure of the reactants within the system |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP8040206A patent/JPH09237634A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8795917B2 (en) | 2005-04-06 | 2014-08-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system with control of the pressure of the reactants within the system |
| JP2007280867A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Espec Corp | 背圧制御装置 |
| WO2014069408A1 (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-08 | 三菱重工業株式会社 | 発電システム及び発電システムにおける燃料電池の起動方法並びに運転方法 |
| JP2014089931A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電システム及び発電システムにおける燃料電池の運転方法 |
| US9806358B2 (en) | 2012-10-31 | 2017-10-31 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Power generation system, and methods for starting and operating fuel cell in power generation system |
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