JPS60208067A - 燃料電池発電プラント - Google Patents
燃料電池発電プラントInfo
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- JPS60208067A JPS60208067A JP59063721A JP6372184A JPS60208067A JP S60208067 A JPS60208067 A JP S60208067A JP 59063721 A JP59063721 A JP 59063721A JP 6372184 A JP6372184 A JP 6372184A JP S60208067 A JPS60208067 A JP S60208067A
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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
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- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本に明は冷却水温度制御装置を備えた燃料電池光電シス
テムに関する。
テムに関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来、燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネル
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の′室料、電池は通常、電解質層を挾んで燃料極および
酸化剤極の一対の多孔質電極を配置するとともに、冷却
板を設け、一方の電極の背面に水素等の流体燃料を接触
させ、また他方の電極の背面に酸素等の流体酸化剤を接
触させ、このとき起こる電気化学的反応を利用して、上
記電極間から電気エネルギーを取り出すようにしたもの
であり、上記燃料と酸化剤が供給されている限り畠い変
換効率で電気エネルギーを取り出すことかできるもので
ある。
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の′室料、電池は通常、電解質層を挾んで燃料極および
酸化剤極の一対の多孔質電極を配置するとともに、冷却
板を設け、一方の電極の背面に水素等の流体燃料を接触
させ、また他方の電極の背面に酸素等の流体酸化剤を接
触させ、このとき起こる電気化学的反応を利用して、上
記電極間から電気エネルギーを取り出すようにしたもの
であり、上記燃料と酸化剤が供給されている限り畠い変
換効率で電気エネルギーを取り出すことかできるもので
ある。
この種の燃料電池、例えば電解質層の電解質としてリン
酸を用いたリン酸型燃料電池では、燃料性には水素を主
成分とする燃料ガスを供給し、酸化剤極には空気を供給
する。燃料極に導入された燃料ガスは、触媒の助けを借
りて水素イオンと電子に電離し、水素イオンは電解質中
を移動して酸化剤極に達する。一方、燃料極で電離した
電子は外部の負荷回路を通って酸化剤極に達し、そこで
空気中の酸素と水素イオンおよび電子は電気化学的な反
応を引起して水を生成する。また、この過程で種々の電
気化学的な損失、および化学反応によるエネルギーレベ
ルの変化が熱に転化して発熱する。この熱は、外部負荷
回路でなされる電気的仕事と略同８ｒＸとなる。そして
、この熱は上記冷却板に外部より冷却水を導いて除去さ
れる。さらに、この燃料電池より熱を除去した冷却水は
外部の冷却設備に導かれ、そこで除熱されて再び燃１１
電池に戻され循環する。
酸を用いたリン酸型燃料電池では、燃料性には水素を主
成分とする燃料ガスを供給し、酸化剤極には空気を供給
する。燃料極に導入された燃料ガスは、触媒の助けを借
りて水素イオンと電子に電離し、水素イオンは電解質中
を移動して酸化剤極に達する。一方、燃料極で電離した
電子は外部の負荷回路を通って酸化剤極に達し、そこで
空気中の酸素と水素イオンおよび電子は電気化学的な反
応を引起して水を生成する。また、この過程で種々の電
気化学的な損失、および化学反応によるエネルギーレベ
ルの変化が熱に転化して発熱する。この熱は、外部負荷
回路でなされる電気的仕事と略同８ｒＸとなる。そして
、この熱は上記冷却板に外部より冷却水を導いて除去さ
れる。さらに、この燃料電池より熱を除去した冷却水は
外部の冷却設備に導かれ、そこで除熱されて再び燃１１
電池に戻され循環する。
ところで、このような冷却設備を備えた燃Ｆ１電池にお
いては、戻りの冷却水温度が所定の値に保持されないと
、燃料電池そのものの動作特性か不安定となり短寿命で
効率の悪いものとなるばかりでなく、燃料電池システム
全体の動作も不安定なものになるという問題が生じる。
いては、戻りの冷却水温度が所定の値に保持されないと
、燃料電池そのものの動作特性か不安定となり短寿命で
効率の悪いものとなるばかりでなく、燃料電池システム
全体の動作も不安定なものになるという問題が生じる。
［発明の目的］
本発明は上記のような問題を解消するために成されたも
ので、その目的は燃料電池冷却水の温度を起動、停止動
作時も含めて負荷変化の広い虻囲にわたって所定の値に
精度よく制御し、燃料電池の動作特性を向上させてシス
テム全体の効率を高め長寿命化を図るこ７、と・・が′
可能な燃料電池発電システムを提供することにある。
ので、その目的は燃料電池冷却水の温度を起動、停止動
作時も含めて負荷変化の広い虻囲にわたって所定の値に
精度よく制御し、燃料電池の動作特性を向上させてシス
テム全体の効率を高め長寿命化を図るこ７、と・・が′
可能な燃料電池発電システムを提供することにある。
［発明の概要コ
上記目的を達成するために本発明では、電解質層を挾ん
で一対の電極を配置すると共に冷却板を設け、一方の電
極に流体燃料を接触させ他方の電極に流体酸化剤を接触
させ、この時の電気化学的反応により上記一対の電極間
から電気的出力を取り出すようにした燃料電池において
、上記燃料電池からの戻りの冷却水より水と水蒸気を分
離し、かつ当該水を加熱する電気加熱器を内蔵してなる
気水分離器と、この気水分離器で分離された水を上記冷
却板に循環輸送する循環ポンプと、上記気水分離器で分
離された水蒸気を凝縮する水蒸気凝縮器と、この水蒸気
凝縮器の凝縮水を上記循環ポンプの入口に導く配管の途
中に設けられ凝縮水の流量を制御する温度制ｔＩａ１節
弁と、上記電気加熱器への印加電圧を設定電圧となるよ
うに制ｒｎする電ＷＡ１！圧制御器と、上記気水分離器
からの出口冷却水の温度を検出する冷却水温度検出器と
、上記燃料電池の出力電流を検出する負荷電流検出器と
、この負荷電流検出器からの電流信号および上ｉ！Ｌ！
冷却水温度検出器からの温度信号を夫々入力とし、当該
電流信号に対応して得られる第１の温度設定信号または
上記燃料電池の起動・停止操作過（？に応じて得られる
第２の温度設定信号を上記燃料電池の運転形態に応じて
適宜選択し、かつこの選択された第１または第２の温度
設定信号と上記湿度信号との偏差信号に基づ−いて上記
温度制御調節弁の開度指令信号および上配電源電圧制叩
器の電圧設定指令信号を出力する冷却水温度制御装置と
を備えて成ることを特徴とする特 ［発明の実施例］ 以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
で一対の電極を配置すると共に冷却板を設け、一方の電
極に流体燃料を接触させ他方の電極に流体酸化剤を接触
させ、この時の電気化学的反応により上記一対の電極間
から電気的出力を取り出すようにした燃料電池において
、上記燃料電池からの戻りの冷却水より水と水蒸気を分
離し、かつ当該水を加熱する電気加熱器を内蔵してなる
気水分離器と、この気水分離器で分離された水を上記冷
却板に循環輸送する循環ポンプと、上記気水分離器で分
離された水蒸気を凝縮する水蒸気凝縮器と、この水蒸気
凝縮器の凝縮水を上記循環ポンプの入口に導く配管の途
中に設けられ凝縮水の流量を制御する温度制ｔＩａ１節
弁と、上記電気加熱器への印加電圧を設定電圧となるよ
うに制ｒｎする電ＷＡ１！圧制御器と、上記気水分離器
からの出口冷却水の温度を検出する冷却水温度検出器と
、上記燃料電池の出力電流を検出する負荷電流検出器と
、この負荷電流検出器からの電流信号および上ｉ！Ｌ！
冷却水温度検出器からの温度信号を夫々入力とし、当該
電流信号に対応して得られる第１の温度設定信号または
上記燃料電池の起動・停止操作過（？に応じて得られる
第２の温度設定信号を上記燃料電池の運転形態に応じて
適宜選択し、かつこの選択された第１または第２の温度
設定信号と上記湿度信号との偏差信号に基づ−いて上記
温度制御調節弁の開度指令信号および上配電源電圧制叩
器の電圧設定指令信号を出力する冷却水温度制御装置と
を備えて成ることを特徴とする特 ［発明の実施例］ 以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
第１図は、本発明による冷却水温度制御装置を備えた燃
料電池発電システムの構成例を示すものである。第１図
において、１は前述した燃料電池、２は気水分離器であ
り、燃料電池１からの戻りの冷却水を導入して水蒸気を
分離するものである。３は電池均１弗、水循゛環ポンプ
であり、上記気水分離器２で分離された水を燃料電池１
の冷却仮に循環輸送するものである。
料電池発電システムの構成例を示すものである。第１図
において、１は前述した燃料電池、２は気水分離器であ
り、燃料電池１からの戻りの冷却水を導入して水蒸気を
分離するものである。３は電池均１弗、水循゛環ポンプ
であり、上記気水分離器２で分離された水を燃料電池１
の冷却仮に循環輸送するものである。
また、４は水蒸気凝縮器であり、上記気水分離器２で発
生した水蒸気を凝縮して循環ポンプ３の入口に導くもの
で、工業用水等の二次冷却水により熱交換により燃料電
池からの熱を除去する。一方、５は詳細を後述する燃料
電池冷却水の温度制御装置である。本装置は、上記燃料
電池１の出力電流を検出する負荷電流検出器６の電流信
号Ａ、ｊ５よび上記気水分離器２の出口冷却水温良検出
器７の温度信号Ｂを入力信号とし、これらを基に上記水
蒸気凝縮器４の凝縮水を流層制御する温度制御調節弁８
への開度指令信号Ｃと、気水分離器２中に挿入された電
気加熱器９に印加すべき電源１０の電圧を制御する電源
電圧制御器１１へ電圧設定指令信号りとを、夫々制御信
号として出力するものである。この電源電圧制御器１１
は、サイリスタ等を使用した整流回路を有し、上記電圧
設定指令信号りを受けて整流後の電圧を連続可変として
上記電気加熱器９へ印加する。なお、上記気水分離器２
で発生する水蒸気は、その大部分が本燃料電池発電シス
テムの改質器において天然ガス等の原燃料の改質用に使
用されるので、その水位が低下して行く。そこで、この
水位を水位検出器１２で検出し、その検出信号により供
給水流量制御器１３を通して供給水流量調節弁１４を制
御して供給水を導入するようにしている。
生した水蒸気を凝縮して循環ポンプ３の入口に導くもの
で、工業用水等の二次冷却水により熱交換により燃料電
池からの熱を除去する。一方、５は詳細を後述する燃料
電池冷却水の温度制御装置である。本装置は、上記燃料
電池１の出力電流を検出する負荷電流検出器６の電流信
号Ａ、ｊ５よび上記気水分離器２の出口冷却水温良検出
器７の温度信号Ｂを入力信号とし、これらを基に上記水
蒸気凝縮器４の凝縮水を流層制御する温度制御調節弁８
への開度指令信号Ｃと、気水分離器２中に挿入された電
気加熱器９に印加すべき電源１０の電圧を制御する電源
電圧制御器１１へ電圧設定指令信号りとを、夫々制御信
号として出力するものである。この電源電圧制御器１１
は、サイリスタ等を使用した整流回路を有し、上記電圧
設定指令信号りを受けて整流後の電圧を連続可変として
上記電気加熱器９へ印加する。なお、上記気水分離器２
で発生する水蒸気は、その大部分が本燃料電池発電シス
テムの改質器において天然ガス等の原燃料の改質用に使
用されるので、その水位が低下して行く。そこで、この
水位を水位検出器１２で検出し、その検出信号により供
給水流量制御器１３を通して供給水流量調節弁１４を制
御して供給水を導入するようにしている。
第２図は、上記燃料電池冷却水の温度制御装置５の詳細
な構成例をブロック的に示すものである。
な構成例をブロック的に示すものである。
図において、５１は上記負荷電流検出器６の電流信号Ａ
を入力とする第１の信号設定器であり、入力した負荷電
流値Ｉに対応する電池冷却水の温度設定値Ｔ Ｓｅｔを
得る。５２は第２の信号設定器であり、本燃料電池発電
システムの起動あるいは停止操作中等で負荷電流信号Ａ
がない場合に、起動・１７止操作過程に応じた温度設定
値Ｔ、Ｓｅｔ時間的な温度上昇速度の制限値等の情報と
共に組み込んでいる。また、５３は第１の選択器であり
、上記第１または第２の信号設定器５１または５２のい
ずれかの出力を這３択・シ゛、これを設定温度Ｔｓｅｔ
として送出する。また、５４はこの第１の選択器５３か
らの設定温度７Ｓｅｔと、上記冷却水検出器７からの温
度信号値Ｔとを比較する比較器であり、両者の偏差信号
ΔＴｅｒｒを得る。５５は、この比較！！３５４からの
出力信号ΔＴ ｅｒｒを入力とする演算器であり、その
出力をＰＩＤ制御を加えた信号Ｅとして送出し、さらに
開度補正器５６を通して一定の開度補正を施し、これを
上記温度制御調節弁８への開度指令信号Ｃとして送出す
るようにしている。この場合、信号Ｅが正信号のとき調
節弁８へ閉指令とし、かつその大きさに応じて開度を１
！１節する。
を入力とする第１の信号設定器であり、入力した負荷電
流値Ｉに対応する電池冷却水の温度設定値Ｔ Ｓｅｔを
得る。５２は第２の信号設定器であり、本燃料電池発電
システムの起動あるいは停止操作中等で負荷電流信号Ａ
がない場合に、起動・１７止操作過程に応じた温度設定
値Ｔ、Ｓｅｔ時間的な温度上昇速度の制限値等の情報と
共に組み込んでいる。また、５３は第１の選択器であり
、上記第１または第２の信号設定器５１または５２のい
ずれかの出力を這３択・シ゛、これを設定温度Ｔｓｅｔ
として送出する。また、５４はこの第１の選択器５３か
らの設定温度７Ｓｅｔと、上記冷却水検出器７からの温
度信号値Ｔとを比較する比較器であり、両者の偏差信号
ΔＴｅｒｒを得る。５５は、この比較！！３５４からの
出力信号ΔＴ ｅｒｒを入力とする演算器であり、その
出力をＰＩＤ制御を加えた信号Ｅとして送出し、さらに
開度補正器５６を通して一定の開度補正を施し、これを
上記温度制御調節弁８への開度指令信号Ｃとして送出す
るようにしている。この場合、信号Ｅが正信号のとき調
節弁８へ閉指令とし、かつその大きさに応じて開度を１
！１節する。
一方、５７は上記演算器５５からの出力信号Ｅを入力と
する符号反転器で、この信号Ｅの符号を反転して、第２
の選択器５８に入力し、負荷状態の時には第３の信号設
定器５９を介し、また起動・停止操作時等無負荷の時に
は第４の信号設定器５１０を介し、上記気水分離器２内
の電気加熱器９の電源電圧制御器１１へその大きさに応
じて電圧設定指令信号りを送出するようにしている。
する符号反転器で、この信号Ｅの符号を反転して、第２
の選択器５８に入力し、負荷状態の時には第３の信号設
定器５９を介し、また起動・停止操作時等無負荷の時に
は第４の信号設定器５１０を介し、上記気水分離器２内
の電気加熱器９の電源電圧制御器１１へその大きさに応
じて電圧設定指令信号りを送出するようにしている。
次に、かかる構成のシステムにおいて、令弟１または第
２の信号設定器５１または５２からの設定温度信号ＴＳ
ｅｔが、冷却水温度検出器７からの温度信号Ｂよりも高
い時には比較器５４の出力信号ΔＴ ｅｒｒが負となり
、演算器５５を通った（３号Ｅも負となって温度制御調
節弁８への開度指令信号Ｃは閉指令となる。このことに
より、水蒸気凝縮器４で作られた凝縮−水は電池冷却水
循環系へ流入することなく、電池冷却水の冷却効果は抑
制される。
２の信号設定器５１または５２からの設定温度信号ＴＳ
ｅｔが、冷却水温度検出器７からの温度信号Ｂよりも高
い時には比較器５４の出力信号ΔＴ ｅｒｒが負となり
、演算器５５を通った（３号Ｅも負となって温度制御調
節弁８への開度指令信号Ｃは閉指令となる。このことに
より、水蒸気凝縮器４で作られた凝縮−水は電池冷却水
循環系へ流入することなく、電池冷却水の冷却効果は抑
制される。
一方、上記演算器５５からの出力信号Ｅは符号反転器５
７を通って符号が反転され、正信号となつて第３または
第４の信号設定器５９または５１０に与えられ、その出
力である電圧設定指令信号りの大きさに応じて電源電圧
制御器１１への設定電圧が指令される。これにより、電
気加熱器９へは電源１０電圧がその指令値に応じて印加
され、気水分離器２内の水を加熱して、その温度が上昇
する。
７を通って符号が反転され、正信号となつて第３または
第４の信号設定器５９または５１０に与えられ、その出
力である電圧設定指令信号りの大きさに応じて電源電圧
制御器１１への設定電圧が指令される。これにより、電
気加熱器９へは電源１０電圧がその指令値に応じて印加
され、気水分離器２内の水を加熱して、その温度が上昇
する。
つぎに、かようにし工冷却水温度検出器７にて検出され
る電池冷却水の温度Ｂが設定温度Ｔｓｅｔに到達すると
、演算器５５の出力信号Ｅは零となり、電気加熱器９へ
の電源電圧設定指令信号りも零となって加熱は停止され
温度が上昇しなくなる。
る電池冷却水の温度Ｂが設定温度Ｔｓｅｔに到達すると
、演算器５５の出力信号Ｅは零となり、電気加熱器９へ
の電源電圧設定指令信号りも零となって加熱は停止され
温度が上昇しなくなる。
また、電池冷却水の温度Ｂが設定温度Ｔｓｅｔよりも高
くなると、比較器５４の出力信号△Ｔ ｅｒｒは正とな
り、演算器５５の出力信号Ｅも正となって温度制御ｌ調
節弁８への開度指令信号Ｃは正のある値となり、この値
に対応する開度に弁が開かれて水蒸気凝縮器４で作られ
た凝縮水が電池冷却水系へ流入してその温度が低下する
。同時に、上記演ｎ器５５からの信号Ｅは符号反転器５
７により負信号に反転されて、第３または第４の信号設
定器５９また５１０の電圧設定指令信号Ｄ １．を零と
なり、電気加熱器９は加熱されないままの状態を保つ。
くなると、比較器５４の出力信号△Ｔ ｅｒｒは正とな
り、演算器５５の出力信号Ｅも正となって温度制御ｌ調
節弁８への開度指令信号Ｃは正のある値となり、この値
に対応する開度に弁が開かれて水蒸気凝縮器４で作られ
た凝縮水が電池冷却水系へ流入してその温度が低下する
。同時に、上記演ｎ器５５からの信号Ｅは符号反転器５
７により負信号に反転されて、第３または第４の信号設
定器５９また５１０の電圧設定指令信号Ｄ １．を零と
なり、電気加熱器９は加熱されないままの状態を保つ。
ここで、第４の信号設定器５１０は燃料電池１の起動時
に出来る限り温度上昇を早めるためのものであり、上記
第２の信号設定器５２の設定値を最大にし電気加熱器９
の能力を最大限に使用して加熱する。また、第３の信号
設定器５９は負荷運転状態で使用するものであり、温度
制御を精度よく円滑に行なうために上記比較器５４の温
度偏差信号△Ｔ ｅｒｒに対応して電気加熱器９の加熱
能力を調整する。さらに、燃料電池１の停止操作時には
第２の信号設定器５２を最小に設定して電気加熱器９へ
の電源を切ると同時に、温度制御調節弁８を最大に開け
て水蒸気凝縮器４の冷却能力を最大限に利用する。
に出来る限り温度上昇を早めるためのものであり、上記
第２の信号設定器５２の設定値を最大にし電気加熱器９
の能力を最大限に使用して加熱する。また、第３の信号
設定器５９は負荷運転状態で使用するものであり、温度
制御を精度よく円滑に行なうために上記比較器５４の温
度偏差信号△Ｔ ｅｒｒに対応して電気加熱器９の加熱
能力を調整する。さらに、燃料電池１の停止操作時には
第２の信号設定器５２を最小に設定して電気加熱器９へ
の電源を切ると同時に、温度制御調節弁８を最大に開け
て水蒸気凝縮器４の冷却能力を最大限に利用する。
上述したように本燃料電池発電システムは、電解質層を
挾んで一対の電極を配置すると共に冷却板を設け、一方
の電極に流体燃料を接触させ他方の電極に流体酸化剤を
接触させ、この時の電気化学的反応により上記一対の電
極間から電気的出力を取り出すようにした燃料電池１に
おいて、上記燃料電池１からの戻りの冷却水より水と水
蒸気を分離し、かつ当該水を加熱する電気加熱器９を内
蔵してなる気水分離器２と、この気水分離器２で分離さ
れた水を上記冷却板に循環輸送する循環ポンプ３と、上
記気水分離器２で分離された水蒸気を凝縮する水蒸気−
凝１ｊ４−ｉ’４と、この水蒸気凝縮器４の凝縮水を上
記循環ポンプ３の入口に導く配管の途中に設けられ凝縮
水の流量を制御する温度制御ｌ調節弁８と、上記電気加
熱器９への印加電圧を設定電圧となるように制御する電
源電圧制御器１１と、上記気水分離器２からの出口冷却
水の温度を検出する冷却水温度検出器７と、上記燃料電
池１１の出力電流を検出する負荷電流検出器６と、この
負荷電流検出器６がらの電流信号Ａおよび上記冷却水温
度検出器７からの温度信号Ｂを夫々入力とし、当該電流
信号Ａに対応して得られる第１の温度設定信号Ｔ Ｓｅ
ｔまたは上記燃料電池１の起動・停止操作過程に応じて
得られる第２の温度設定信号ＴＳｅｔを上記燃料電池１
の運転形態に応じて適宜選択し、かつこの選択された第
１または第２の温度設定信号Ｔ ｓｅｔと上記温度信号
Ｂとの偏差信号ΔＴ ｅｒｒに基づいて上記温度ｉＩＪ
御調節弁８の開度指令信号Ｃおよび上記電源電圧制御器
１１の電圧設定指令信号りを出力する冷却水温度制御装
置５とから構成したものである。
挾んで一対の電極を配置すると共に冷却板を設け、一方
の電極に流体燃料を接触させ他方の電極に流体酸化剤を
接触させ、この時の電気化学的反応により上記一対の電
極間から電気的出力を取り出すようにした燃料電池１に
おいて、上記燃料電池１からの戻りの冷却水より水と水
蒸気を分離し、かつ当該水を加熱する電気加熱器９を内
蔵してなる気水分離器２と、この気水分離器２で分離さ
れた水を上記冷却板に循環輸送する循環ポンプ３と、上
記気水分離器２で分離された水蒸気を凝縮する水蒸気−
凝１ｊ４−ｉ’４と、この水蒸気凝縮器４の凝縮水を上
記循環ポンプ３の入口に導く配管の途中に設けられ凝縮
水の流量を制御する温度制御ｌ調節弁８と、上記電気加
熱器９への印加電圧を設定電圧となるように制御する電
源電圧制御器１１と、上記気水分離器２からの出口冷却
水の温度を検出する冷却水温度検出器７と、上記燃料電
池１１の出力電流を検出する負荷電流検出器６と、この
負荷電流検出器６がらの電流信号Ａおよび上記冷却水温
度検出器７からの温度信号Ｂを夫々入力とし、当該電流
信号Ａに対応して得られる第１の温度設定信号Ｔ Ｓｅ
ｔまたは上記燃料電池１の起動・停止操作過程に応じて
得られる第２の温度設定信号ＴＳｅｔを上記燃料電池１
の運転形態に応じて適宜選択し、かつこの選択された第
１または第２の温度設定信号Ｔ ｓｅｔと上記温度信号
Ｂとの偏差信号ΔＴ ｅｒｒに基づいて上記温度ｉＩＪ
御調節弁８の開度指令信号Ｃおよび上記電源電圧制御器
１１の電圧設定指令信号りを出力する冷却水温度制御装
置５とから構成したものである。
従って、燃料電池１の運転形態つまり起動・停止操作中
および負荷運転状態の全ての領域にわたって、燃料電池
冷却水の温度を所定温度に精度よく円滑に制御すること
ができ、このことにより燃料電池１のみならずシステム
全体の動作特性を向上させ、しいてはシステム全体の効
率向上および長寿命化を図ることが可能となるものであ
る。
および負荷運転状態の全ての領域にわたって、燃料電池
冷却水の温度を所定温度に精度よく円滑に制御すること
ができ、このことにより燃料電池１のみならずシステム
全体の動作特性を向上させ、しいてはシステム全体の効
率向上および長寿命化を図ることが可能となるものであ
る。
［発明の効果］
以上説明したように一本発明によれば、燃料電池冷却水
の濃度を起動、停止動作時も含めて負荷変化の広い範囲
にわたって所定の値に゛精度よく制御し、燃料電池の動
作特性を向上させてシステム全体の効率を高め長寿命化
を図ることが可能なｆｆｌ”１電池発電システムが提供
できる。
の濃度を起動、停止動作時も含めて負荷変化の広い範囲
にわたって所定の値に゛精度よく制御し、燃料電池の動
作特性を向上させてシステム全体の効率を高め長寿命化
を図ることが可能なｆｆｌ”１電池発電システムが提供
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図における冷却水温度制御］装置の一例を示すブロック
図である。 １・・・燃料電池、２・・・気水分離器、３・・・循環
ポンプ、４・・・水蒸気凝縮器、５・・・冷却水温度制
御＠置、６・・・負荷電流検出器、Ｚ・・・・・冷却水
温度検出器、８・・・湿度制御調節弁、９・・・電気加
熱器、１０・・・電源、１１・・・電源電圧制御器、１
２・・・水位検出器、１３・・・供給水流山制御器、１
４・・・供給水流量調節弁、５１・・・第１の信号設定
器、５２・・・第２の信号設定器、５３・・・第１の選
択器、５４・・・比較器、５５・・・演算器、５６・・
・開度補正器、５７・・・符号反転器、５８・・・第２
の選択器、５９・・・第３の信号設定器、５１０・・・
第４の信号設定器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
図における冷却水温度制御］装置の一例を示すブロック
図である。 １・・・燃料電池、２・・・気水分離器、３・・・循環
ポンプ、４・・・水蒸気凝縮器、５・・・冷却水温度制
御＠置、６・・・負荷電流検出器、Ｚ・・・・・冷却水
温度検出器、８・・・湿度制御調節弁、９・・・電気加
熱器、１０・・・電源、１１・・・電源電圧制御器、１
２・・・水位検出器、１３・・・供給水流山制御器、１
４・・・供給水流量調節弁、５１・・・第１の信号設定
器、５２・・・第２の信号設定器、５３・・・第１の選
択器、５４・・・比較器、５５・・・演算器、５６・・
・開度補正器、５７・・・符号反転器、５８・・・第２
の選択器、５９・・・第３の信号設定器、５１０・・・
第４の信号設定器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
Claims (3)
- （１）電解質層を挾んで一対の電極を配置すると共に冷
却板を設け、一方の電極に流体燃料を接触させ他方の電
極に流体酸化剤を接触させ、この時の霜気化学的反応梃
より前記一対の電極間から電気的出力を取り出すように
した燃料電池において、前記燃料電池からの戻りの冷却
水より水と水蒸気を分離し、かつ当該水を加熱する電気
加熱器を内蔵してなる気水分離器と、この気水分離器で
分離された水を前記冷却板に循環輸送する循環ポンプと
、前記気水分離器で分離された水蒸気を凝縮する水蒸気
凝縮器と、この水蒸気凝縮器の凝縮水を前記循環ポンプ
の入口に導く配管の途中に設けられ凝縮水の流ｍを制御
する温度側ｔＩＩ調節弁と、前記電気加熱器への印加電
圧を設定電圧となるように制御する電源電圧制御器と、
前記気水分離器からの出口冷却水の温度を検出する冷却
水温度検出器と、前記燃料電池の出力電流を検出する負
荷電流検出器と、この負荷電流検出器からの電流信号お
よび前記冷却水温度検出器からの温度信号を夫々入力と
し、当該電流信号に対応して得られる第１の温度設定信
号または前記燃料電池の起動・停止操作過程に応じて得
られる第２の温度設定信号を前記燃料電池の運転形態に
応じて適宜選択し、かつこの選択された第１または第２
の湿度設定信号と前記温度信号との偏差信号に基づいて
前記温度制御調節弁の開度指令信号および前記電源電圧
制御器の電圧設定指令信号を出力する冷却水温度制御装
置とを備えて成ることを特徴とする燃１Ｎ電池発電シス
テム。 - （２）電源電圧制御器は電圧を連続的に可変できるもの
であることを特徴する特許請求の範囲箱（１）項記載の
燃料電池発電システム。 - （３）電源電圧制御器は交流電圧を整流してその人きざ
を可変とするものであることを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063721A JPH06105624B2 (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063721A JPH06105624B2 (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 燃料電池発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60208067A true JPS60208067A (ja) | 1985-10-19 |
| JPH06105624B2 JPH06105624B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=13237539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59063721A Expired - Lifetime JPH06105624B2 (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105624B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6340269A (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-20 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電プラントの冷却系制御装置 |
| JPH01265461A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-23 | Mitsubishi Electric Corp | リン酸型燃料電池発電装置及びその運転方法 |
| JPH0210663A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池熱併給システム |
| JPH0210664A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池水処理システム |
| JPH02230665A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-13 | Tohoku Electric Power Co Inc | 燃料電池発電装置 |
| WO1999016139A3 (de) * | 1997-09-19 | 1999-07-01 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum kühlen bei brennstoffzellen |
| WO2006054565A2 (en) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | Output limiting device for fuel cell |
-
1984
- 1984-03-31 JP JP59063721A patent/JPH06105624B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6340269A (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-20 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電プラントの冷却系制御装置 |
| JPH01265461A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-23 | Mitsubishi Electric Corp | リン酸型燃料電池発電装置及びその運転方法 |
| JPH0210663A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池熱併給システム |
| JPH0210664A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池水処理システム |
| JPH02230665A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-13 | Tohoku Electric Power Co Inc | 燃料電池発電装置 |
| WO1999016139A3 (de) * | 1997-09-19 | 1999-07-01 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum kühlen bei brennstoffzellen |
| WO2006054565A2 (en) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | Output limiting device for fuel cell |
| WO2006054565A3 (en) * | 2004-11-17 | 2006-09-21 | Nissan Motor | Output limiting device for fuel cell |
| US8603693B2 (en) | 2004-11-17 | 2013-12-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Output limiting device for fuel cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06105624B2 (ja) | 1994-12-21 |
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