JPS6332868A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPS6332868A JPS6332868A JP61176142A JP17614286A JPS6332868A JP S6332868 A JPS6332868 A JP S6332868A JP 61176142 A JP61176142 A JP 61176142A JP 17614286 A JP17614286 A JP 17614286A JP S6332868 A JPS6332868 A JP S6332868A
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- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 6
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- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 11
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
- 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
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、燃料電池の電力負荷に対応じて、空気極へ
供給される空気流量を制御するに際し、空気圧縮機の回
転数を変えることを特徴とする。
供給される空気流量を制御するに際し、空気圧縮機の回
転数を変えることを特徴とする。
第４図は例えば特開昭５７−８２９７３号公報に示され
た従来の燃料電池発電システムを示す系統図であり、図
において、（１）は燃料極（Ｉａ）、空気極（１ｂ）を
有する燃料電池、（２）は炭化水素系燃料を改質して、
燃料電池＋１）の燃料極（１ａ）に水素を多く含む改質
ガスを供給する改質装置、（３）は燃料電池（１）の空
気極（１ｂ）に空気を供給する空気圧縮機、（４）は空
気極（１ｂ）の入口ラインに取り付けられた流量調節弁
、（５）は空気極（１ｂ）へ供給される空気を空気極（
１ｂ）からの余剰空気によって予熱するための熱交換器
である。
た従来の燃料電池発電システムを示す系統図であり、図
において、（１）は燃料極（Ｉａ）、空気極（１ｂ）を
有する燃料電池、（２）は炭化水素系燃料を改質して、
燃料電池＋１）の燃料極（１ａ）に水素を多く含む改質
ガスを供給する改質装置、（３）は燃料電池（１）の空
気極（１ｂ）に空気を供給する空気圧縮機、（４）は空
気極（１ｂ）の入口ラインに取り付けられた流量調節弁
、（５）は空気極（１ｂ）へ供給される空気を空気極（
１ｂ）からの余剰空気によって予熱するための熱交換器
である。
次に動作について説明する。
炭化水素系燃料は、改質装置（２）において水素を多く
含むガスに改質され、燃料電池ｆｉｌの燃料極（１ａ）
に供給される。一方、空気圧縮機（３）より供給された
空気は燃料電池（１）の負荷に応じて流量調節弁（４）
によって′／Ｘ量を調節された後、熱交換器（５）にお
いて空気極（１ｂ）からの余剰空気によって予熱され、
空気ｉ （ｌｂ）へ投入される。
含むガスに改質され、燃料電池ｆｉｌの燃料極（１ａ）
に供給される。一方、空気圧縮機（３）より供給された
空気は燃料電池（１）の負荷に応じて流量調節弁（４）
によって′／Ｘ量を調節された後、熱交換器（５）にお
いて空気極（１ｂ）からの余剰空気によって予熱され、
空気ｉ （ｌｂ）へ投入される。
従来の燃料電池発電システムは以上のように構成されて
おり、燃料電池（１）の空気極（１ｂ）へ供給される空
気の流量は燃料電池（１）の負荷に応じて空気極（１ｂ
）入口ラインの流量調節弁（４）によって制御されるた
め、流量を広い範囲でなめらかに制御できず、そのため
燃料電池（１）の動作圧力が変動し、電池寿命に影響を
与えるという問題点があった。また、流ｆｉｔ調節弁を
設けることにより圧力損失が大きくなるため、空気圧縮
４１ＳＩ（３１の動力が増大するなどの問題点があった
。
おり、燃料電池（１）の空気極（１ｂ）へ供給される空
気の流量は燃料電池（１）の負荷に応じて空気極（１ｂ
）入口ラインの流量調節弁（４）によって制御されるた
め、流量を広い範囲でなめらかに制御できず、そのため
燃料電池（１）の動作圧力が変動し、電池寿命に影響を
与えるという問題点があった。また、流ｆｉｔ調節弁を
設けることにより圧力損失が大きくなるため、空気圧縮
４１ＳＩ（３１の動力が増大するなどの問題点があった
。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、空気圧縮機がら燃料電池の空気極へ供給され
る空気の流量を燃料電池の負荷に応じて、広い範囲でな
めらかに制御することにょって、電池動作圧力の変動を
防止して電池寿命に影響を与えないようにするとともに
、空気極大口までの配管の圧力損失を減少さ−せて空気
圧縮機の動力を少なくすることを目的とする。
たもので、空気圧縮機がら燃料電池の空気極へ供給され
る空気の流量を燃料電池の負荷に応じて、広い範囲でな
めらかに制御することにょって、電池動作圧力の変動を
防止して電池寿命に影響を与えないようにするとともに
、空気極大口までの配管の圧力損失を減少さ−せて空気
圧縮機の動力を少なくすることを目的とする。
この発明に係る燃料電池発電システムは、燃料発電の負
荷に応じて燃料電池の空気極へ空気を供給する空気圧縮
機の回転数を変えるようにしたものである。
荷に応じて燃料電池の空気極へ空気を供給する空気圧縮
機の回転数を変えるようにしたものである。
この発明における燃料電池発電システムは、燃料電池の
負荷に応じて空気圧縮機の回転数を変えることにより、
燃料電池の空気極へ供給する空気の流量を制御する。
負荷に応じて空気圧縮機の回転数を変えることにより、
燃料電池の空気極へ供給する空気の流量を制御する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１）は燃料極（１ａ）、空気極（１ｂ）を
有する燃料電池、（２）は炭化水素系燃料を改質し“ζ
、燃料電池（１）の燃料極（１ａ）へ水素を多く含む改
質ガスを供給する改質装置、（３）は燃料電池（Ｌ）の
空気極（１ｂ）へ空気を供給する空気圧縮機、（５）は
空気極（１ｂ）へ供給される空気を空気極（１ｂ）から
の余剰空気によって予熱するための熱交換器、（６）は
前記空気圧ｍ ｍ ＋３１の電動機に接続されたインバ
ータである。
図において、１）は燃料極（１ａ）、空気極（１ｂ）を
有する燃料電池、（２）は炭化水素系燃料を改質し“ζ
、燃料電池（１）の燃料極（１ａ）へ水素を多く含む改
質ガスを供給する改質装置、（３）は燃料電池（Ｌ）の
空気極（１ｂ）へ空気を供給する空気圧縮機、（５）は
空気極（１ｂ）へ供給される空気を空気極（１ｂ）から
の余剰空気によって予熱するための熱交換器、（６）は
前記空気圧ｍ ｍ ＋３１の電動機に接続されたインバ
ータである。
次に動作について説明する。
炭化水素系燃料は、改質装置（２）において水素を多く
含むガスに改質された後、燃料電池（１）の燃料極（１
ａ）へ送られる。また、空気圧縮機（３）より供給され
た空気は、燃料電池（１）の空気極（１ｂ）からの余剰
空気によって熱交換器（５）において予熱され、空気極
（１ｂ）へ供給される。この時、空気極（１ｂ）へ供給
される空気の流量は、空気圧縮機（３）の電動機に接続
されたインバータ（６）によって制御される。この流量
制御の方法を第２図において説明すると、燃料電池発電
システムが連系運転の場合には電池の負荷指令により、
また、単独運転の場合には電池出力に応じて負荷設定演
算をおこなう。この負荷設定値によって燃料電池ｆｉ＋
に供給する改質ガス量と空気量の演算を行う。
含むガスに改質された後、燃料電池（１）の燃料極（１
ａ）へ送られる。また、空気圧縮機（３）より供給され
た空気は、燃料電池（１）の空気極（１ｂ）からの余剰
空気によって熱交換器（５）において予熱され、空気極
（１ｂ）へ供給される。この時、空気極（１ｂ）へ供給
される空気の流量は、空気圧縮機（３）の電動機に接続
されたインバータ（６）によって制御される。この流量
制御の方法を第２図において説明すると、燃料電池発電
システムが連系運転の場合には電池の負荷指令により、
また、単独運転の場合には電池出力に応じて負荷設定演
算をおこなう。この負荷設定値によって燃料電池ｆｉ＋
に供給する改質ガス量と空気量の演算を行う。
以下、空気の流量制御について述べ、改質ガス量の制御
方法は省略する。前記の演算の結果求められた必要な空
気流量を供給するための空気圧縮機（３）の回転数をさ
らに演算によって求め、その回転数を指令値としてイン
バータ（６）に与え、このインバータ（６）によってイ
ンバータ（６）と接続された空気圧縮機（３）の電動機
の周波数を制御することによって、空気圧縮機（３）の
回転数を変え空気の流量を制御する０以上のようにイン
バータ（６）を用いて燃料電池（１）の空気極（１ｂ）
への供給空気量を制御するため、流量を広い範囲でなめ
らかに制御でき、燃料電池＋１）の動作圧力の変動を防
止し、電池寿命に影響を与えないようにすることができ
る。また空気極（１ｂ）入口において流量調節弁（４）
が不要となるので、空気極（１ｂ）入口までの配管の圧
力損失が減少し、空気圧縮機（３）の動力が少なくなる
。
方法は省略する。前記の演算の結果求められた必要な空
気流量を供給するための空気圧縮機（３）の回転数をさ
らに演算によって求め、その回転数を指令値としてイン
バータ（６）に与え、このインバータ（６）によってイ
ンバータ（６）と接続された空気圧縮機（３）の電動機
の周波数を制御することによって、空気圧縮機（３）の
回転数を変え空気の流量を制御する０以上のようにイン
バータ（６）を用いて燃料電池（１）の空気極（１ｂ）
への供給空気量を制御するため、流量を広い範囲でなめ
らかに制御でき、燃料電池＋１）の動作圧力の変動を防
止し、電池寿命に影響を与えないようにすることができ
る。また空気極（１ｂ）入口において流量調節弁（４）
が不要となるので、空気極（１ｂ）入口までの配管の圧
力損失が減少し、空気圧縮機（３）の動力が少なくなる
。
なお、上記実施例では燃料電池（１）の空気極（１ｂ）
の人出ロラインに調節弁を設置しなかったが、電池の負
荷変動に応じて供給される空気流量が変化するために、
配管や電池内における圧力損失が変わり、燃料電池（１
）の動作圧力も変動する。そこで、第３図に示すように
空気極（１ｂ）出口ラインに圧力調節弁（７）を設けて
もよく、この場合、燃料電池（１）内の圧力をさらに一
定に保つことができ、電池の寿命も延びる。
の人出ロラインに調節弁を設置しなかったが、電池の負
荷変動に応じて供給される空気流量が変化するために、
配管や電池内における圧力損失が変わり、燃料電池（１
）の動作圧力も変動する。そこで、第３図に示すように
空気極（１ｂ）出口ラインに圧力調節弁（７）を設けて
もよく、この場合、燃料電池（１）内の圧力をさらに一
定に保つことができ、電池の寿命も延びる。
Ｃ発明の効果〕
以上のように、この発明によれば燃料電池の負荷に応じ
て空気圧縮機の回転数を変えることにより、燃料電池の
空気極へ供給する空気の流量を制御するように構成した
ので、流量調節が広い範囲でなめらに行われ、燃料電池
の動作圧力の変動を防止し、電池寿命に影響を与えない
システムが得られる。又、空気極大口で流Ｎ調節弁を必
要としないため空気極大口までの圧力損失を減少でき、
空気圧縮機の動力も少なくなり、また、装置が簡単にな
るという効果がある。
て空気圧縮機の回転数を変えることにより、燃料電池の
空気極へ供給する空気の流量を制御するように構成した
ので、流量調節が広い範囲でなめらに行われ、燃料電池
の動作圧力の変動を防止し、電池寿命に影響を与えない
システムが得られる。又、空気極大口で流Ｎ調節弁を必
要としないため空気極大口までの圧力損失を減少でき、
空気圧縮機の動力も少なくなり、また、装置が簡単にな
るという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システ
ムを示す系統図、第２図はこの発明における制御方法を
示すフローチャート図、第３図はこの発明の他の実施例
を示す系統図、第４図は従来の燃料電池発電システムを
示す系統図である。 図において、（１）は燃料電池、（２）は改質装置、（
３）−は空気圧縮機、（５）は熱交換器、（６）はイン
バータである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
ムを示す系統図、第２図はこの発明における制御方法を
示すフローチャート図、第３図はこの発明の他の実施例
を示す系統図、第４図は従来の燃料電池発電システムを
示す系統図である。 図において、（１）は燃料電池、（２）は改質装置、（
３）−は空気圧縮機、（５）は熱交換器、（６）はイン
バータである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）燃料電池と、炭化水素系燃料を改質して前記燃料
電池に水素ガスを供給する改質装置と、前記燃料電池に
空気を供給する電導機により駆動される空気圧縮機とを
備えた燃料電池発電システムにおいて、前記空気圧縮機
の回転数を前記燃料電池の負荷に応じて変えることによ
り空気流量を制御するようにしたことを特徴とする燃料
電池発電システム。 - （２）電動機の周波数をインバータにより制御して空気
圧縮機の回転数を変えるようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の燃料電池発電システム。 - （３）空気圧縮機から燃料電池の空気極へ供給される空
気は、空気極からの余剰空気によって予熱されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料電池発電シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61176142A JPS6332868A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61176142A JPS6332868A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6332868A true JPS6332868A (ja) | 1988-02-12 |
Family
ID=16008393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61176142A Pending JPS6332868A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6332868A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02183965A (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| JPH0479165A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池の運転方法 |
| EP0629013A2 (de) * | 1993-06-07 | 1994-12-14 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Luftversorgung eines Brennstoffzellensystems |
| WO1998015022A1 (de) * | 1996-10-02 | 1998-04-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur luftversorgung einer pem-brennstoffzellenanlage |
| WO2001003218A1 (de) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Htm-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betrieb einer htm-brennstoffzellenanlage |
| JP2001006709A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池システム |
-
1986
- 1986-07-24 JP JP61176142A patent/JPS6332868A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02183965A (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| JPH0479165A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池の運転方法 |
| EP0629013A2 (de) * | 1993-06-07 | 1994-12-14 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Luftversorgung eines Brennstoffzellensystems |
| EP0629013A3 (de) * | 1993-06-07 | 1995-11-29 | Daimler Benz Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Luftversorgung eines Brennstoffzellensystems. |
| WO1998015022A1 (de) * | 1996-10-02 | 1998-04-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur luftversorgung einer pem-brennstoffzellenanlage |
| JP2001006709A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池システム |
| WO2001003218A1 (de) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Htm-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betrieb einer htm-brennstoffzellenanlage |
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