JP2002313381A - Fuel cell generation facilities - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池発電設備
に関する。[0001] The present invention relates to a fuel cell power generation facility.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体高分子電解質型燃料電池は、固体高
分子電解質を酸化ガス極および燃料ガス極で挟んだセル
とセパレータとが交互に複数積層されたスタックを備
え、当該スタック内に酸化ガスおよび燃料ガスが送給さ
れると、酸化ガスが各セパレータの一方の面に形成され
た酸化ガス流路溝から各セルの酸化ガス極に供給され、
燃料ガスが各セパレータの他方の面に形成された燃料ガ
ス流路溝から各セルの燃料ガス極に供給され、当該酸化
ガス（酸素）と燃料ガス（水素）とがセルにおいて電気
化学的に反応することにより、電力が得られるようにな
っている。2. Description of the Related Art A solid polymer electrolyte fuel cell has a stack in which a plurality of cells and separators in which a solid polymer electrolyte is sandwiched between an oxidizing gas electrode and a fuel gas electrode are alternately stacked, and the stack contains an oxidizing gas. When the fuel gas is supplied, the oxidizing gas is supplied to the oxidizing gas electrode of each cell from the oxidizing gas flow channel formed on one surface of each separator,
Fuel gas is supplied to the fuel gas electrode of each cell from a fuel gas flow channel formed on the other surface of each separator, and the oxidizing gas (oxygen) and the fuel gas (hydrogen) electrochemically react in the cell. By doing so, power can be obtained.
【０００３】このような燃料電池においては、発電の際
に、スタック内の各セルの固体高分子電解質が水素イオ
ンの移動を可能とするために十分に湿潤している必要が
ある。このため、図４に示すように、燃料電池１００の
酸化ガス供給口および燃料ガス供給口に混合器１１１
ａ，１１１ｂを介して水蒸気発生器１１０を接続し、水
蒸気発生器１１０で発生させた水蒸気３を混合器１１１
ａ，１１１ｂで酸化ガス１および燃料ガス２に混合し、
酸化ガス１および燃料ガス２と共に水蒸気３を燃料電池
１００内にそれぞれ供給することにより、スタック内の
各セルの固体高分子電解質に水分を供給するようにして
いる。すなわち、発電の原料として使用する酸化ガス１
および燃料ガス２を水蒸気３のキャリアガスとして利用
するようにしているのである。In such a fuel cell, during power generation, the solid polymer electrolyte of each cell in the stack needs to be sufficiently wet to enable the transfer of hydrogen ions. For this reason, as shown in FIG. 4, the mixer 111 is connected to the oxidizing gas supply port and the fuel gas supply port of the fuel cell 100.
a, 111b are connected to the steam generator 110, and the steam 3 generated by the steam generator 110 is mixed with the mixer 111.
a, 111b, mixed with oxidizing gas 1 and fuel gas 2,
By supplying water vapor 3 together with the oxidizing gas 1 and the fuel gas 2 into the fuel cell 100, water is supplied to the solid polymer electrolyte of each cell in the stack. That is, the oxidizing gas 1 used as a power generation material
The fuel gas 2 is used as a carrier gas for the steam 3.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前述したような燃料電
池１００においては、スタック内のセルの固体高分子電
解質における水素イオンの移動に伴って、燃料ガス極側
から酸化ガス極側へ水分が移動すると共に、セルの酸化
ガス極側での酸化ガス（酸素）１と上記水素イオンとの
反応に伴って、酸化ガス極側に水が生成する。このよう
に酸化ガス極側に移動してくる水分や反応に伴って生成
した水分は、燃料電池１００の負荷が小さいとき（低負
荷時）には、上述した水蒸気３と共に固体高分子電解質
の加湿に使用されてしまうものの、燃料電池１００の負
荷が大きいとき（高負荷時）には、その量が大幅に増え
てしまい、余剰分がセパレータの酸化ガス流路溝内で凝
縮してしまう。このようにセパレータの酸化ガス流路溝
内で水が凝縮してしまうと、酸化ガス１のスムーズな流
通を妨げてしまい、酸化ガス１の供給不足を招き、発電
能力の低下を引き起こす虞を生じてしまう。In the fuel cell 100 as described above, water moves from the fuel gas electrode side to the oxidizing gas electrode side as hydrogen ions move in the solid polymer electrolyte of the cells in the stack. At the same time, water is generated on the oxidizing gas electrode side along with the reaction between the oxidizing gas (oxygen) 1 and the hydrogen ions on the oxidizing gas electrode side of the cell. As described above, when the load of the fuel cell 100 is small (low load), the moisture that moves to the oxidizing gas electrode side and the moisture that is generated due to the reaction are humidified together with the water vapor 3 and the solid polymer electrolyte. However, when the load of the fuel cell 100 is large (high load), the amount of the fuel cell 100 is greatly increased, and the surplus is condensed in the oxidizing gas passage groove of the separator. When water condenses in the oxidizing gas flow channel groove of the separator in this way, the smooth flow of the oxidizing gas 1 is hindered, leading to a short supply of the oxidizing gas 1 and a possibility of lowering the power generation capacity. Would.
【０００５】このようなことから、本発明は、固体高分
子電解質を常に十分に加湿しながらも余剰水の発生を抑
えることができる燃料電池発電設備を提供することを目
的とする。[0005] In view of the above, an object of the present invention is to provide a fuel cell power generation facility that can suppress the generation of excess water while always sufficiently humidifying the solid polymer electrolyte.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、第一番目の発明による燃料電池発電設備は、セ
ルとセパレータとが交互に複数積層されたスタックを備
えた燃料電池と、前記燃料電池に酸化ガスを供給する酸
化ガス供給手段と、前記燃料電池に燃料ガスを供給する
燃料ガス供給手段と、前記酸化ガス供給手段から供給さ
れた前記酸化ガスに水蒸気を混合する酸化ガス用水蒸気
混合手段と、前記燃料ガス供給手段から供給された前記
燃料ガスに水蒸気を混合する燃料ガス用水蒸気混合手段
と、前記燃料電池からの負荷状態の信号に基づいて、前
記酸化ガスおよび前記燃料ガスに混合する水蒸気の量を
調整するように前記酸化ガス用水蒸気混合手段および前
記燃料ガス用水蒸気混合手段を制御する制御手段とを備
えたことを特徴とする。Means for Solving the Problems To solve the above-mentioned problems, a fuel cell power generation equipment according to a first aspect of the present invention comprises: a fuel cell having a stack in which a plurality of cells and separators are alternately stacked; Oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas to the fuel cell, fuel gas supplying means for supplying a fuel gas to the fuel cell, and oxidizing gas water vapor for mixing water vapor with the oxidizing gas supplied from the oxidizing gas supplying means Mixing means, fuel gas water vapor mixing means for mixing water vapor with the fuel gas supplied from the fuel gas supply means, and a oxidizing gas and the fuel gas based on a load state signal from the fuel cell. Control means for controlling the steam mixing means for oxidizing gas and the steam mixing means for fuel gas so as to adjust the amount of steam to be mixed, That.
【０００７】第二番目の発明による燃料電池発電設備
は、第一番目の発明において、前記制御手段が、前記燃
料電池の負荷が大きいときには前記酸化ガスに混合する
水蒸気の量を減らすように前記酸化ガス用冷却手段を制
御すると共に前記燃料ガスに混合する水蒸気の量を増や
すように前記燃料ガス用冷却手段を制御し、前記燃料電
池の負荷が小さいときには前記酸化ガスに混合する水蒸
気の量を増やすように前記酸化ガス用冷却手段を制御す
ると共に前記燃料ガスに混合する水蒸気の量を減らすよ
うに前記燃料ガス用冷却手段を制御することを特徴とす
る。[0007] In the fuel cell power generation equipment according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the control means is configured to reduce the amount of water vapor mixed with the oxidizing gas when the load on the fuel cell is large. Controlling the gas cooling means and controlling the fuel gas cooling means to increase the amount of water vapor mixed with the fuel gas, and increasing the amount of water vapor mixed with the oxidizing gas when the load on the fuel cell is small. Thus, the cooling means for oxidizing gas is controlled, and the cooling means for fuel gas is controlled so as to reduce the amount of water vapor mixed with the fuel gas.
【０００８】第三番目の発明による燃料電池発電設備
は、第一番目または第二番目の発明において、前記水蒸
気を混合された前記酸化ガスを冷却することにより当該
酸化ガス中の水分を調整する酸化ガス用冷却手段と、前
記水蒸気を混合された前記燃料ガスを冷却することによ
り当該燃料ガス中の水分を調整する燃料ガス用冷却手段
とを備え、前記制御手段が、前記燃料電池からの負荷状
態の信号に基づいて、前記酸化ガスおよび前記燃料ガス
を冷却するように前記酸化ガス用冷却手段および前記燃
料ガス用冷却手段を制御することを特徴とする。The fuel cell power plant according to a third aspect of the present invention is the fuel cell power generation system according to the first or second aspect, wherein the oxidizing gas mixed with the water vapor is cooled to adjust moisture in the oxidizing gas. Gas cooling means, and fuel gas cooling means for adjusting the water content of the fuel gas by cooling the fuel gas mixed with the water vapor, wherein the control means controls a load state from the fuel cell. The cooling means for oxidizing gas and the cooling means for fuel gas are controlled so as to cool the oxidizing gas and the fuel gas based on the signal.
【０００９】第四番目の発明による燃料電池発電設備
は、第三番目の発明において、前記制御手段が、前記燃
料電池の負荷が大きいときには前記酸化ガスを冷却する
ように前記酸化ガス用冷却手段を制御し、前記燃料電池
の負荷が小さいときには前記燃料ガスを冷却するように
前記燃料ガス用冷却手段を制御することを特徴とする。The fuel cell power generation equipment according to a fourth invention is the fuel cell power generation system according to the third invention, wherein the control means controls the oxidizing gas cooling means so as to cool the oxidizing gas when the load on the fuel cell is large. Controlling the fuel gas cooling means so as to cool the fuel gas when the load on the fuel cell is small.
【００１０】第五番目の発明による燃料電池発電設備
は、第三番目または第四番目の発明において、前記燃料
電池に供給される前記酸化ガスの温度および湿度を計測
する供給酸化ガス用温湿度計測手段と、前記燃料電池に
供給される前記燃料ガスの温度および湿度を計測する供
給燃料ガス用温湿度計測手段とを備え、前記制御手段
が、前記供給酸化ガス用温湿度計測手段および前記供給
燃料ガス用温湿度計測手段からの信号に基づいて、前記
酸化ガスおよび前記燃料ガスを所定の温度および湿度に
するように前記酸化ガス用水蒸気混合手段、前記燃料ガ
ス用水蒸気混合手段、前記酸化ガス用冷却手段、前記燃
料ガス用冷却手段をそれぞれ制御することを特徴とす
る。A fifth aspect of the present invention is the fuel cell power plant according to the third or fourth aspect, wherein the temperature and humidity of the supplied oxidizing gas for measuring the temperature and humidity of the oxidizing gas supplied to the fuel cell are measured. Means for measuring the temperature and humidity of the fuel gas supplied to the fuel cell, and a temperature / humidity measuring means for supplied fuel gas, wherein the control means comprises a means for measuring the temperature and humidity for supplied oxidizing gas and the supplied fuel. The oxidizing gas steam mixing means, the fuel gas water vapor mixing means, and the oxidizing gas for mixing the oxidizing gas and the fuel gas to a predetermined temperature and humidity based on a signal from the gas temperature and humidity measuring means. The cooling means and the fuel gas cooling means are controlled respectively.
【００１１】第六番目の発明による燃料電池発電設備
は、第五番目の発明において、前記燃料電池から排出さ
れた前記酸化ガスの温度および湿度を計測する排出酸化
ガス用温湿度計測手段と、前記燃料電池から排出された
前記燃料ガスの温度および湿度を計測する排出燃料ガス
用温湿度計測手段とを備え、前記制御手段が、前記排出
酸化ガス用温湿度計測手段および前記排出燃料ガス用温
湿度計測手段からの信号に基づいて、前記燃料電池から
排出される前記酸化ガスおよび前記燃料ガスを所定の温
度および湿度にするように前記酸化ガス用冷却手段、前
記燃料ガス用冷却手段、前記酸化ガス用水蒸気混合手
段、前記燃料ガス用水蒸気混合手段をそれぞれフィード
バック制御することを特徴とする。The fuel cell power generation equipment according to a sixth invention is the fuel cell power generation equipment according to the fifth invention, wherein the temperature and humidity measuring means for exhaust oxidizing gas for measuring the temperature and humidity of the oxidizing gas discharged from the fuel cell; Temperature / humidity measurement means for measuring the temperature and humidity of the fuel gas discharged from the fuel cell, wherein the control means controls the temperature / humidity measurement means for the discharged oxidizing gas and the temperature / humidity value for the discharged fuel gas. The oxidizing gas cooling unit, the fuel gas cooling unit, and the oxidizing gas so that the oxidizing gas and the fuel gas discharged from the fuel cell are set to a predetermined temperature and humidity based on a signal from the measuring unit. And a feedback control of the fuel vapor mixing means and the fuel gas vapor mixing means.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明による燃料電池発電設備の
実施の形態を図１を用いて説明する。図１は、燃料電池
発電設備の概略構成図である。なお、本発明は、以下の
実施の形態に限定されるものではない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a fuel cell power generation facility according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell power generation facility. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
【００１３】図１に示すように、固体高分子電解質を酸
化ガス極および燃料ガス極で挟んだセルとセパレータと
が交互に複数積層されたスタックを備えた燃料電池１０
０の酸化ガス供給口には、空気や酸素などのような酸化
ガス１を供給する酸化ガス供給手段である酸化ガス供給
源（例えば、エアコンプレッサ等）１０１が接続されて
いる。燃料電池１００の燃料ガス供給口には、水素ガス
などのような燃料ガス２を供給する燃料ガス供給手段で
ある燃料ガス供給源（例えば、メタノール改質器等）１
０２が接続されている。As shown in FIG. 1, a fuel cell 10 comprising a stack in which a plurality of cells and separators each having a solid polymer electrolyte sandwiched between an oxidizing gas electrode and a fuel gas electrode and separators are alternately stacked.
An oxidizing gas supply source (for example, an air compressor or the like) 101, which is an oxidizing gas supply unit that supplies an oxidizing gas 1 such as air or oxygen, is connected to the oxidizing gas supply port 0. A fuel gas supply source (for example, a methanol reformer or the like) 1 serving as a fuel gas supply unit for supplying a fuel gas 2 such as hydrogen gas is provided at a fuel gas supply port of the fuel cell 100.
02 is connected.
【００１４】前記酸化ガス供給源１０１と燃料電池１０
０の前記酸化ガス供給口との間には、水蒸気３を発生さ
せる水蒸気発生器１０が混合器１１ａを介して連結され
ている。前記燃料ガス供給源１０２と燃料電池１００の
前記燃料ガス供給口との間には、上記水蒸気発生器１０
が混合器１１ｂを介して連結されている。前記混合器１
１ａと燃料電池１００の前記酸化ガス供給口との間に
は、冷却水４を送給する冷却水送給器２０が凝縮器２１
ａを介して連結されている。前記混合器１１ｂと燃料電
池１００の前記燃料ガス供給口との間には、上記冷却水
送給器２０が凝縮器２１ｂを介して連結されている。The oxidizing gas supply source 101 and the fuel cell 10
A steam generator 10 for generating steam 3 is connected to the oxidizing gas supply port 0 via a mixer 11a. The steam generator 10 is provided between the fuel gas supply source 102 and the fuel gas supply port of the fuel cell 100.
Are connected via a mixer 11b. Mixer 1
1a and the oxidizing gas supply port of the fuel cell 100, a cooling water feeder 20 for feeding the cooling water 4 is provided with a condenser 21.
a. The cooling water feeder 20 is connected between the mixer 11b and the fuel gas supply port of the fuel cell 100 via a condenser 21b.
【００１５】なお、本実施の形態では、水蒸気発生器１
０、混合器１１ａなどにより酸化ガス用水蒸気混合手段
を構成し、水蒸気発生器１０、混合器１１ｂなどにより
燃料ガス用水蒸気混合手段を構成し、冷却水送給器２
０、凝縮器２１ａなどにより酸化ガス用冷却手段を構成
し、冷却水送給器２０、凝縮器２１ｂなどにより燃料ガ
ス用冷却手段を構成している。In this embodiment, the steam generator 1
0, a steam mixing means for oxidizing gas is constituted by the mixer 11a and the like, and a steam mixing means for fuel gas is constituted by the steam generator 10 and the mixer 11b.
0, a condenser 21a and the like constitute a cooling means for oxidizing gas, and a cooling water feeder 20, a condenser 21b and the like constitute a cooling means for fuel gas.
【００１６】前記水蒸気発生器１０および前記冷却水送
給器２０は、制御手段である制御装置４０の出力部にそ
れぞれ電気的に接続している。一方、前記凝縮器２１ａ
と燃料電池１００の前記酸化ガス供給口との間には、温
度および湿度を検知する供給酸化ガス用温湿度計測手段
である温湿度センサ３０ａが設けられている。前記凝縮
器２１ｂと燃料電池１００の前記燃料ガス供給口との間
には、温度および湿度を検知する供給燃料ガス用温湿度
計測手段である温湿度センサ３０ｂが設けられている。
燃料電池１００の酸化ガス排出口近傍には、温度および
湿度を検知する排出酸化ガス用温湿度計測手段である温
湿度センサ３１ａが設けられている。燃料電池１００の
燃料ガス排出口近傍には、温度および湿度を検知する排
出燃料ガス用温湿度計測手段である温湿度センサ３１ｂ
が設けられている。これら温湿度センサ３０ａ，３０
ｂ，３１ａ，３１ｂは、上記制御装置４０の入力部にそ
れぞれ電気的に接続されている。また、上記制御装置４
０の入力部には、燃料電池１００から負荷状態の信号が
入力されるようになっている。The steam generator 10 and the cooling water feeder 20 are electrically connected to the output of a control device 40 as control means. On the other hand, the condenser 21a
A temperature / humidity sensor 30a is provided between the fuel cell 100 and the oxidizing gas supply port to detect temperature and humidity. A temperature / humidity sensor 30b is provided between the condenser 21b and the fuel gas supply port of the fuel cell 100, which is a temperature / humidity measuring unit for supplied fuel gas for detecting temperature and humidity.
In the vicinity of the oxidizing gas discharge port of the fuel cell 100, a temperature / humidity sensor 31a, which is a temperature / humidity measuring unit for detecting the temperature and humidity, is provided. In the vicinity of the fuel gas outlet of the fuel cell 100, a temperature / humidity sensor 31b, which is a temperature / humidity measuring means for exhaust fuel gas for detecting temperature and humidity, is provided.
Is provided. These temperature and humidity sensors 30a, 30
b, 31a, and 31b are electrically connected to the input unit of the control device 40, respectively. The control device 4
A load state signal is input from the fuel cell 100 to the input unit of “0”.
【００１７】このようにして構成される発電設備におい
ては、酸化ガス供給源１０１から送給された酸化ガス１
が燃料電池１００の酸化ガス供給口に供給されると共
に、燃料ガス供給源１０２から送給された燃料ガス２が
燃料電池１００の燃料ガス供給口に供給されると、酸化
ガス１がスタックの各セパレータの一方の面に形成され
た酸化ガス流路溝から各セルの酸化ガス極に供給され、
燃料ガス２がスタックの各セパレータの他方の面に形成
された燃料ガス流路溝から各セルの燃料ガス極に供給さ
れ、当該酸化ガス（酸素）と燃料ガス（水素）とがセル
において電気化学的に反応して、発電が行われる。In the power generation equipment configured as described above, the oxidizing gas 1 supplied from the oxidizing gas
Is supplied to the oxidizing gas supply port of the fuel cell 100, and when the fuel gas 2 supplied from the fuel gas supply source 102 is supplied to the fuel gas supply port of the fuel cell 100, the oxidizing gas 1 It is supplied to the oxidizing gas electrode of each cell from the oxidizing gas flow channel formed on one surface of the separator,
The fuel gas 2 is supplied to the fuel gas electrode of each cell from a fuel gas flow channel formed on the other surface of each separator of the stack, and the oxidizing gas (oxygen) and the fuel gas (hydrogen) are electrochemically converted in the cell. In response, power is generated.
【００１８】このとき、燃料電池１００のスタック内の
各セルの固体高分子電解質を十分に湿潤させておく必要
があるため、水蒸気発生器１０で水蒸気３を発生させて
混合器１１ａ，１１ｂ内に送給することにより、酸化ガ
ス１および燃料ガス２に水蒸気３を混合し、酸化ガス１
および燃料ガス２と共に水蒸気３を燃料電池１００のス
タック内にそれぞれ供給することでスタック内の各セル
の固体高分子電解質に水分を供給する。At this time, since it is necessary to sufficiently wet the solid polymer electrolyte of each cell in the fuel cell 100 stack, steam 3 is generated by the steam generator 10 and the steam is generated in the mixers 11a and 11b. By feeding, the oxidizing gas 1 and the fuel gas 2 are mixed with the steam 3, and the oxidizing gas 1 and the fuel gas 2 are mixed.
By supplying water vapor 3 together with the fuel gas 2 into the stack of the fuel cell 100, water is supplied to the solid polymer electrolyte of each cell in the stack.
【００１９】このようにして発電を行っている際に、燃
料電池１００の負荷が大きくなると、スタック内のセル
の固体高分子電解質における水素イオンの移動に伴う燃
料ガス極側から酸化ガス極側への水分の移動量およびセ
ルの酸化ガス極側での酸化ガス（酸素）１と上記水素イ
オンとの反応に伴う酸化ガス極側に生成する水分の量が
大幅に増え、酸化ガス極側に余剰水を生じてしまい、当
該余剰水がセパレータの酸化ガス流路溝内で凝縮して酸
化ガス１のスムーズな流通を妨げる虞を生じる。When the load on the fuel cell 100 increases during power generation in this manner, from the fuel gas electrode side to the oxidizing gas electrode side due to the movement of hydrogen ions in the solid polymer electrolyte of the cells in the stack. And the amount of water generated on the oxidizing gas electrode side due to the reaction between the oxidizing gas (oxygen) 1 and the hydrogen ions on the oxidizing gas electrode side of the cell is greatly increased, and the amount of excess water on the oxidizing gas electrode side is increased. Water is generated, and the surplus water condenses in the oxidizing gas flow channel groove of the separator, which may hinder the smooth flow of the oxidizing gas 1.
【００２０】そこで、本実施の形態の燃料電池発電設備
においては、前記制御装置４０が、燃料電池１００のス
タック内のセパレータの酸化ガス流路溝内で余剰水を凝
縮させることなくセルの固体高分子電解質を十分に湿潤
させるように、燃料電池１００からの負荷状態の信号お
よび前記温湿度センサ３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ
からの信号に基づいて、水蒸気発生器１０および冷却水
送給器２０を制御するのである。この制御装置４０によ
る制御方法を図２，３を用いて以下に説明する。図２
は、燃料電池の電気特性と酸化ガスおよび燃料ガスの湿
度との関係を表すグラフ、図３は、負荷変動に伴う酸化
ガスおよび燃料ガスの湿度変化を表すグラフである。Therefore, in the fuel cell power generation equipment of the present embodiment, the control device 40 controls the solid height of the cell without condensing excess water in the oxidizing gas flow channel groove of the separator in the stack of the fuel cell 100. A load state signal from the fuel cell 100 and the temperature / humidity sensors 30a, 30b, 31a, 31b are provided so as to sufficiently wet the molecular electrolyte.
The steam generator 10 and the cooling water feeder 20 are controlled on the basis of the signal from. A control method by the control device 40 will be described below with reference to FIGS. FIG.
Is a graph showing the relationship between the electrical characteristics of the fuel cell and the humidity of the oxidizing gas and the fuel gas.
【００２１】燃料電池１００は、負荷の小さい低負荷時
においては、上述の燃料ガス極側から酸化ガス極側への
水分の移動量および酸化ガス極側に生成する水分の量が
少なく、負荷の大きい高負荷時においては、上述の燃料
ガス極側から酸化ガス極側への水分の移動量および酸化
ガス極側に生成する水分の量が多くなる。このため、図
２に示すように、燃料電池１００の低負荷時（図２中、
左寄り（例えばＡ点））には、酸化ガス１の湿度を比較
的多くする（８０％）と共に、燃料ガス２の湿度を比較
的少なくする（７０％）一方、燃料電池１００の高負荷
時（図２中、右寄り（例えばＢ点））には、酸化ガス１
の湿度を比較的少なくする（２０％）と共に、燃料ガス
２の湿度を比較的多くする（９０％）とすることによ
り、燃料電池１００のスタック内のセパレータの酸化ガ
ス流路溝内に余剰水を凝縮させることなくセルの固体高
分子電解質を十分に湿潤させることができるようにな
る。In the fuel cell 100, when the load is small and the load is small, the amount of movement of water from the fuel gas electrode side to the oxidizing gas electrode side and the amount of water generated on the oxidizing gas electrode side are small, and At the time of a large high load, the amount of movement of water from the fuel gas electrode side to the oxidizing gas electrode side and the amount of water generated on the oxidizing gas electrode side increase. For this reason, as shown in FIG. 2, when the fuel cell 100 is under a low load (in FIG. 2,
To the left (for example, point A), the humidity of the oxidizing gas 1 is made relatively high (80%) and the humidity of the fuel gas 2 is made relatively small (70%). In FIG. 2, the oxidizing gas 1 is shifted to the right (for example, point B).
By making the humidity of the fuel gas 2 relatively low (20%) and the humidity of the fuel gas 2 relatively high (90%), the excess water in the oxidizing gas flow channel groove of the separator in the stack of the fuel cell 100 is reduced. , And the solid polymer electrolyte of the cell can be sufficiently wetted.
【００２２】すなわち、燃料電池１００の負荷状態に基
づいて、図２に示したグラフに対応するように酸化ガス
１および燃料ガス２の湿度を調整することにより、燃料
電池１００のスタック内のセパレータの酸化ガス流路溝
内に余剰水を流入させることなくセルの固体高分子電解
質を十分に湿潤させることができるのである。That is, based on the load state of the fuel cell 100, the humidity of the oxidizing gas 1 and the fuel gas 2 is adjusted so as to correspond to the graph shown in FIG. Thus, the solid polymer electrolyte of the cell can be sufficiently wet without allowing excess water to flow into the oxidizing gas flow channel.
【００２３】具体的には、制御装置４０は、燃料電池１
００の負荷状態の信号および温湿度センサ３０ａ，３０
ｂからの信号に基づいて、燃料電池１００内に供給する
酸化ガス１および燃料ガス２の湿度を図２に示したグラ
フの値と一致させるように水蒸気発生器１０を制御し
て、酸化ガス１および燃料ガス２に混合する水蒸気３の
量を調整すると共に、燃料電池１００のスタック内のセ
ルで生じる上述の酸化ガス極側と燃料ガス極側との水分
の変化に伴う酸化ガス１および燃料ガス２の湿度変化を
温湿度センサ３１ａ，３１ｂからの信号により確認（フ
ィードバック）するのである。Specifically, the control device 40 controls the fuel cell 1
00 load state signal and temperature / humidity sensors 30a, 30
b, the steam generator 10 is controlled so that the humidities of the oxidizing gas 1 and the fuel gas 2 supplied into the fuel cell 100 match the values of the graph shown in FIG. And the amount of water vapor 3 mixed with the fuel gas 2 is adjusted, and the oxidizing gas 1 and the fuel gas accompanying the change in water between the oxidizing gas electrode side and the fuel gas electrode side generated in the cells in the stack of the fuel cell 100. The change in the humidity of No. 2 is confirmed (feedback) by the signals from the temperature and humidity sensors 31a and 31b.
【００２４】ここで、例えば、燃料電池１００の負荷が
急激に増加したときには、制御装置４０は、燃料ガス２
の湿度を急速に高くすると共に酸化ガス１の湿度を急速
に低くするように水蒸気発生器１０からの水蒸気３の発
生量を制御し、燃料電池１００の負荷が急激に減少した
ときには、制御装置４０は、酸化ガス１の湿度を急速に
高くすると共に燃料ガス２の湿度を急速に低くするよう
に水蒸気発生器１０からの水蒸気３の発生量を制御する
必要がある。水蒸気発生器１０から発生する水蒸気３の
量を調整することで酸化ガス１や燃料ガス２の湿度を急
速に高くすることは、水蒸気発生器１０から発生する水
蒸気３の量を過剰に加えて、凝縮器２１ａ，２１ｂで不
要分を取り除くように制御するが、水蒸気発生器１０か
ら発生する水蒸気３の量を調整することだけで酸化ガス
１や燃料ガス２の湿度を急速に低くすることは非常に難
しい。Here, for example, when the load of the fuel cell 100 increases rapidly, the control device 40
The amount of steam 3 generated from the steam generator 10 is controlled so that the humidity of the oxidizing gas 1 is rapidly decreased while the humidity of the oxidizing gas 1 is rapidly decreased. It is necessary to control the amount of steam 3 generated from the steam generator 10 so as to rapidly increase the humidity of the oxidizing gas 1 and rapidly decrease the humidity of the fuel gas 2. The rapid increase of the humidity of the oxidizing gas 1 and the fuel gas 2 by adjusting the amount of the steam 3 generated from the steam generator 10 is performed by adding the amount of the steam 3 generated from the steam generator 10 excessively. Although the condensers 21a and 21b are controlled to remove unnecessary components, it is very difficult to rapidly lower the humidity of the oxidizing gas 1 and the fuel gas 2 only by adjusting the amount of the steam 3 generated from the steam generator 10. Difficult.
【００２５】このため、制御装置４０は、さらに、燃料
電池１００の負荷状態の信号に基づいて、燃料電池１０
０の負荷が急激に増加したときには、冷却水送給器２０
から凝縮器２１ａ内に冷却水４を噴霧させるように冷却
水送給器２０を制御することにより、酸化ガス１を急速
に冷却して当該酸化ガス１中の水分を凝縮除去して、燃
料電池１００内に供給する酸化ガス１の湿度を図２に示
したグラフの値と急速に一致させるのである。これと同
様に、燃料電池１００の負荷が急激に減少したときに
は、凝縮器２１ｂ内に冷却水４を噴霧させるように冷却
水送給器２０を制御することにより、燃料ガス２を急速
に冷却して当該燃料ガス２中の水分を凝縮除去して、燃
料電池１００内に供給する燃料ガス２の湿度を図２に示
したグラフの値と急速に一致させる。For this reason, the control device 40 further controls the fuel cell 10 based on the signal of the load state of the fuel cell 100.
When the load of 0 is rapidly increased, the cooling water
The oxidizing gas 1 is rapidly cooled by controlling the cooling water feeder 20 so that the cooling water 4 is sprayed into the condenser 21a from the fuel cell 21a to condense and remove the moisture in the oxidizing gas 1 to thereby improve the fuel cell. The humidity of the oxidizing gas 1 to be supplied into the chamber 100 is made to quickly match the value of the graph shown in FIG. Similarly, when the load of the fuel cell 100 is rapidly reduced, the fuel gas 2 is rapidly cooled by controlling the cooling water feeder 20 so that the cooling water 4 is sprayed into the condenser 21b. Thus, the moisture in the fuel gas 2 is condensed and removed, and the humidity of the fuel gas 2 supplied into the fuel cell 100 is made to quickly match the value in the graph shown in FIG.
【００２６】これにより、例えば、図３に示すように、
従来は酸化ガス１および燃料ガス２の両者共に湿度が常
に一定であったものの、本実施の形態では、燃料電池１
００の負荷が急激に増加するときには、これに追従し
て、酸化ガス１の湿度が応答性よく下がると同時に燃料
ガス２の湿度が応答性よく上がり、燃料電池１００の負
荷が急激に減少するときには、これに追従して、酸化ガ
ス１の湿度が応答性よく上がると同時に燃料ガス２の湿
度が応答性よく下がるようになる。Thus, for example, as shown in FIG.
Conventionally, the humidity of both the oxidizing gas 1 and the fuel gas 2 was always constant, but in the present embodiment, the fuel cell 1
When the load of the fuel cell 100 rapidly increases, the humidity of the oxidizing gas 1 decreases with good responsiveness, and the humidity of the fuel gas 2 increases with good responsiveness. Following this, the humidity of the oxidizing gas 1 increases with good responsiveness, and the humidity of the fuel gas 2 decreases with good responsiveness.
【００２７】したがって、本実施の形態によれば、スタ
ック内のセルの固体高分子電解質を常に十分に加湿しな
がらも、余剰水の発生を抑えることができる。Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the generation of excess water while always sufficiently humidifying the solid polymer electrolyte of the cells in the stack.
【００２８】[0028]
【発明の効果】第一番目の発明による燃料電池発電設備
は、セルとセパレータとが交互に複数積層されたスタッ
クを備えた燃料電池と、前記燃料電池に酸化ガスを供給
する酸化ガス供給手段と、前記燃料電池に燃料ガスを供
給する燃料ガス供給手段と、前記酸化ガス供給手段から
供給された前記酸化ガスに水蒸気を混合する酸化ガス用
水蒸気混合手段と、前記燃料ガス供給手段から供給され
た前記燃料ガスに水蒸気を混合する燃料ガス用水蒸気混
合手段と、前記燃料電池からの負荷状態の信号に基づい
て、前記酸化ガスおよび前記燃料ガスに混合する水蒸気
の量を調整するように前記酸化ガス用水蒸気混合手段お
よび前記燃料ガス用水蒸気混合手段を制御する制御手段
とを備えたことから、制御手段が燃料電池からの負荷状
態の信号に基づいて酸化ガス用水蒸気混合手段および燃
料ガス用水蒸気混合手段を制御して、酸化ガスおよび前
記燃料ガスに混合する水蒸気の量を調整するので、燃料
電池の負荷が変動しても、燃料電池のセパレータの酸化
ガスや燃料ガスの流路溝内で余剰水を凝縮させることな
くセルの固体高分子電解質を十分に湿潤させることがで
きる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell power generation facility comprising a fuel cell including a stack in which a plurality of cells and separators are alternately stacked, and oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas to the fuel cell. A fuel gas supply unit for supplying a fuel gas to the fuel cell; an oxidizing gas water vapor mixing unit for mixing water vapor with the oxidizing gas supplied from the oxidizing gas supplying unit; Fuel gas water vapor mixing means for mixing water vapor with the fuel gas; and the oxidizing gas so as to adjust the amount of water vapor mixed with the oxidizing gas and the fuel gas based on a load state signal from the fuel cell. Control means for controlling the fuel gas water vapor mixing means and the fuel gas water vapor mixing means. Since the amount of water vapor mixed with the oxidizing gas and the fuel gas is adjusted by controlling the oxidizing gas water vapor mixing means and the fuel gas water vapor mixing means, even if the load of the fuel cell fluctuates, the fuel cell separator is The solid polymer electrolyte of the cell can be sufficiently wet without condensing excess water in the flow channel of the oxidizing gas or the fuel gas.
【００２９】第二番目の発明による燃料電池発電設備
は、第一番目の発明において、前記制御手段が、前記燃
料電池の負荷が大きいときには前記酸化ガスに混合する
水蒸気の量を減らすように前記酸化ガス用冷却手段を制
御すると共に前記燃料ガスに混合する水蒸気の量を増や
すように前記燃料ガス用冷却手段を制御し、前記燃料電
池の負荷が小さいときには前記酸化ガスに混合する水蒸
気の量を増やすように前記酸化ガス用冷却手段を制御す
ると共に前記燃料ガスに混合する水蒸気の量を減らすよ
うに前記燃料ガス用冷却手段を制御するので、燃料電池
の負荷が変動しても、燃料電池のセパレータの酸化ガス
や燃料ガスの流路溝内で余剰水を凝縮させることなくセ
ルの固体高分子電解質を十分に湿潤させることができ
る。[0029] In the fuel cell power generation equipment according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the control means may be configured so that when the load on the fuel cell is large, the oxidizing gas is reduced so as to reduce the amount of water vapor mixed with the oxidizing gas. Controlling the gas cooling means and controlling the fuel gas cooling means to increase the amount of water vapor mixed with the fuel gas, and increasing the amount of water vapor mixed with the oxidizing gas when the load on the fuel cell is small. As described above, the oxidizing gas cooling means is controlled and the fuel gas cooling means is controlled so as to reduce the amount of water vapor mixed with the fuel gas. Therefore, even if the load of the fuel cell fluctuates, the fuel cell separator The solid polymer electrolyte of the cell can be sufficiently wetted without condensing excess water in the flow channel of the oxidizing gas or fuel gas.
【００３０】第三番目の発明による燃料電池発電設備
は、第一番目または第二番目の発明において、前記水蒸
気を混合された前記酸化ガスを冷却することにより当該
酸化ガス中の水分を調整する酸化ガス用冷却手段と、前
記水蒸気を混合された前記燃料ガスを冷却することによ
り当該燃料ガス中の水分を調整する燃料ガス用冷却手段
とを備え、前記制御手段が、前記燃料電池からの負荷状
態の信号に基づいて、前記酸化ガスおよび前記燃料ガス
を冷却するように前記酸化ガス用冷却手段および前記燃
料ガス用冷却手段を制御するので、燃料電池の負荷が急
激に変動しても、これに追従して酸化ガスおよび燃料ガ
スの湿度を調整することができる。The fuel cell power generation equipment according to a third aspect of the present invention is the fuel cell power generation system according to the first or second aspect, wherein the oxidizing gas mixed with the water vapor is cooled to adjust moisture in the oxidizing gas. Gas cooling means, and fuel gas cooling means for adjusting the water content of the fuel gas by cooling the fuel gas mixed with the water vapor, wherein the control means controls a load state from the fuel cell. The cooling means for the oxidizing gas and the cooling means for the fuel gas are controlled so as to cool the oxidizing gas and the fuel gas on the basis of the above signal. The humidity of the oxidizing gas and the fuel gas can be adjusted accordingly.
【００３１】第四番目の発明による燃料電池発電設備
は、第三番目の発明において、前記制御手段が、前記燃
料電池の負荷が大きいときには前記酸化ガスを冷却する
ように前記酸化ガス用冷却手段を制御し、前記燃料電池
の負荷が小さいときには前記燃料ガスを冷却するように
前記燃料ガス用冷却手段を制御するので、燃料電池の負
荷が急激に変動しても、これに追従して酸化ガスおよび
燃料ガスの湿度を調整することができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell power generation equipment according to the third aspect, the control means may include a cooling means for cooling the oxidizing gas so as to cool the oxidizing gas when the load on the fuel cell is large. When the load on the fuel cell is small, the cooling means for the fuel gas is controlled so as to cool the fuel gas when the load on the fuel cell is small. The humidity of the fuel gas can be adjusted.
【００３２】第五番目の発明による燃料電池発電設備
は、第三番目または第四番目の発明において、前記燃料
電池に供給される前記酸化ガスの温度および湿度を計測
する供給酸化ガス用温湿度計測手段と、前記燃料電池に
供給される前記燃料ガスの温度および湿度を計測する供
給燃料ガス用温湿度計測手段とを備え、前記制御手段
が、前記供給酸化ガス用温湿度計測手段および前記供給
燃料ガス用温湿度計測手段からの信号に基づいて、前記
酸化ガスおよび前記燃料ガスを所定の温度および湿度に
するように前記酸化ガス用水蒸気混合手段、前記燃料ガ
ス用水蒸気混合手段、前記酸化ガス用冷却手段、前記燃
料ガス用冷却手段をそれぞれ制御するので、酸化ガスお
よび燃料ガスの当初の温湿度に左右されることなく、燃
料電池の負荷に対応した温湿度に酸化ガスおよび燃料ガ
スを調整することができる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the fuel cell power generation equipment according to the third or fourth aspect, wherein the temperature and humidity of the supplied oxidizing gas for measuring the temperature and humidity of the oxidizing gas supplied to the fuel cell are measured. Means for measuring the temperature and humidity of the fuel gas supplied to the fuel cell, and a temperature / humidity measuring means for supplied fuel gas, wherein the control means comprises a means for measuring the temperature and humidity for supplied oxidizing gas and the supplied fuel. The oxidizing gas steam mixing means, the fuel gas water vapor mixing means, and the oxidizing gas for mixing the oxidizing gas and the fuel gas to a predetermined temperature and humidity based on a signal from the gas temperature and humidity measuring means. Since the cooling means and the fuel gas cooling means are respectively controlled, they can respond to the load of the fuel cell without being affected by the initial temperature and humidity of the oxidizing gas and the fuel gas. It is possible to adjust the oxidizing gas and fuel gas to temperature and humidity.
【００３３】第六番目の発明による燃料電池発電設備
は、第五番目の発明において、前記燃料電池から排出さ
れた前記酸化ガスの温度および湿度を計測する排出酸化
ガス用温湿度計測手段と、前記燃料電池から排出された
前記燃料ガスの温度および湿度を計測する排出燃料ガス
用温湿度計測手段とを備え、前記制御手段が、前記排出
酸化ガス用温湿度計測手段および前記排出燃料ガス用温
湿度計測手段からの信号に基づいて、前記燃料電池から
排出される前記酸化ガスおよび前記燃料ガスを所定の温
度および湿度にするように前記酸化ガス用冷却手段、前
記燃料ガス用冷却手段、前記酸化ガス用水蒸気混合手
段、前記燃料ガス用水蒸気混合手段をそれぞれフィード
バック制御するので、燃料電池のセパレータの酸化ガス
や燃料ガスの流路溝内での余剰水の凝縮や、セルの固体
高分子電解質の湿潤状態を確認しながら酸化ガスおよび
燃料ガスの湿度を調整することができる。The fuel cell power generation equipment according to a sixth aspect of the present invention is the fuel cell power generation equipment according to the fifth aspect, wherein the temperature and the humidity of the oxidized gas discharged from the fuel cell are measured. Temperature / humidity measurement means for measuring the temperature and humidity of the fuel gas discharged from the fuel cell, wherein the control means controls the temperature / humidity measurement means for the discharged oxidizing gas and the temperature / humidity value for the discharged fuel gas. The oxidizing gas cooling unit, the fuel gas cooling unit, and the oxidizing gas so that the oxidizing gas and the fuel gas discharged from the fuel cell are set to a predetermined temperature and humidity based on a signal from the measuring unit. Feedback control of the steam mixing means for fuel and the steam mixing means for fuel gas, respectively, is performed in the flow channel groove of the oxidizing gas or fuel gas of the fuel cell separator. It can be adjusted condensation and excess water, the humidity of the cell of a solid oxide gas while checking the wet state of the polymer electrolyte and the fuel gas.
【図１】本発明による燃料電池発電設備の実施の形態の
概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a fuel cell power generation facility according to the present invention.
【図２】燃料電池の電気特性と酸化ガスおよび燃料ガス
の湿度との関係を表すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a relationship between electric characteristics of a fuel cell and humidity of an oxidizing gas and a fuel gas.
【図３】燃料電池の負荷変動に伴う酸化ガスおよび燃料
ガスの湿度変化を表すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a change in humidity of an oxidizing gas and a fuel gas accompanying a load change of a fuel cell.
【図４】従来の燃料電池発電設備の一例の概略構成図で
ある。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional fuel cell power generation facility.
１ 酸化ガス ２ 燃料ガス ３ 水蒸気 ４ 冷却水 １０ 水蒸気発生器 １１ａ，１１ｂ 混合気 ２０ 冷却水送給器 ２１ａ，２１ｂ 凝縮器 ３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ 温湿度センサ ４０ 制御装置 １００ 燃料電池 １０１ 酸化ガス供給源 １０２ 燃料ガス供給源 Reference Signs List 1 oxidizing gas 2 fuel gas 3 steam 4 cooling water 10 steam generator 11a, 11b mixture 20 cooling water feeder 21a, 21b condenser 30a, 30b, 31a, 31b temperature / humidity sensor 40 controller 100 fuel cell 101 oxidizing gas Supply source 102 Fuel gas supply source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 正毅 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社汎用機・特車事業本部内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 5H027 AA06 BA01 KK44 MM14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Masatake Ogawa 3000 Tana, Sagamihara-shi, Kanagawa F-term in the General Purpose Machinery & Special Vehicles Division, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 5H026 AA06 5H027 AA06 BA01 KK44 MM14
Claims (6)
れたスタックを備えた燃料電池と、 前記燃料電池に酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段
と、 前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段
と、 前記酸化ガス供給手段から供給された前記酸化ガスに水
蒸気を混合する酸化ガス用水蒸気混合手段と、 前記燃料ガス供給手段から供給された前記燃料ガスに水
蒸気を混合する燃料ガス用水蒸気混合手段と、 前記燃料電池からの負荷状態の信号に基づいて、前記酸
化ガスおよび前記燃料ガスに混合する水蒸気の量を調整
するように前記酸化ガス用水蒸気混合手段および前記燃
料ガス用水蒸気混合手段を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする燃料電池発電設備。A fuel cell including a stack in which a plurality of cells and separators are alternately stacked; an oxidizing gas supply unit configured to supply an oxidizing gas to the fuel cell; and a fuel gas configured to supply a fuel gas to the fuel cell. Supply means, oxidizing gas water vapor mixing means for mixing water vapor with the oxidizing gas supplied from the oxidizing gas supplying means, and fuel gas water vapor for mixing water vapor with the fuel gas supplied from the fuel gas supplying means Mixing means, and the oxidizing gas water vapor mixing means and the fuel gas water vapor mixing means so as to adjust the amount of water vapor mixed with the oxidizing gas and the fuel gas based on a load state signal from the fuel cell. And a control means for controlling the fuel cell power generation.
合する水蒸気の量を減らすように前記酸化ガス用冷却手
段を制御すると共に前記燃料ガスに混合する水蒸気の量
を増やすように前記燃料ガス用冷却手段を制御し、 前記燃料電池の負荷が小さいときには前記酸化ガスに混
合する水蒸気の量を増やすように前記酸化ガス用冷却手
段を制御すると共に前記燃料ガスに混合する水蒸気の量
を減らすように前記燃料ガス用冷却手段を制御すること
を特徴とする燃料電池発電設備。2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the control means controls the oxidizing gas cooling means so as to reduce the amount of water vapor mixed with the oxidizing gas when the load of the fuel cell is large, and controls the fuel gas. Controlling the fuel gas cooling means to increase the amount of water vapor to be mixed, and controlling the oxidizing gas cooling means to increase the amount of water vapor to be mixed with the oxidizing gas when the load on the fuel cell is small. A fuel cell power plant, wherein the cooling means for fuel gas is controlled so as to reduce the amount of water vapor mixed with the fuel gas.
より当該酸化ガス中の水分を調整する酸化ガス用冷却手
段と、 前記水蒸気を混合された前記燃料ガスを冷却することに
より当該燃料ガス中の水分を調整する燃料ガス用冷却手
段とを備え、 前記制御手段が、前記燃料電池からの負荷状態の信号に
基づいて、前記酸化ガスおよび前記燃料ガスを冷却する
ように前記酸化ガス用冷却手段および前記燃料ガス用冷
却手段を制御することを特徴とする燃料電池発電設備。3. The oxidizing gas cooling means according to claim 1, wherein the oxidizing gas mixed with the water vapor is cooled to adjust moisture in the oxidizing gas, and the fuel mixed with the water vapor is cooled. Fuel gas cooling means for adjusting the moisture in the fuel gas by cooling the gas, wherein the control means controls the oxidizing gas and the fuel gas based on a load state signal from the fuel cell. A fuel cell power generation facility, wherein the cooling means for oxidizing gas and the cooling means for fuel gas are controlled to cool.
却するように前記酸化ガス用冷却手段を制御し、 前記燃料電池の負荷が小さいときには前記燃料ガスを冷
却するように前記燃料ガス用冷却手段を制御することを
特徴とする燃料電池発電設備。4. The fuel cell system according to claim 3, wherein the control unit controls the oxidizing gas cooling unit to cool the oxidizing gas when the load on the fuel cell is large, and the control unit controls the cooling unit for the oxidizing gas when the load on the fuel cell is small. A fuel cell power plant, wherein the fuel gas cooling means is controlled to cool the fuel gas.
度を計測する供給酸化ガス用温湿度計測手段と、 前記燃料電池に供給される前記燃料ガスの温度および湿
度を計測する供給燃料ガス用温湿度計測手段とを備え、 前記制御手段が、前記供給酸化ガス用温湿度計測手段お
よび前記供給燃料ガス用温湿度計測手段からの信号に基
づいて、前記酸化ガスおよび前記燃料ガスを所定の温度
および湿度にするように前記酸化ガス用水蒸気混合手
段、前記燃料ガス用水蒸気混合手段、前記酸化ガス用冷
却手段、前記燃料ガス用冷却手段をそれぞれ制御するこ
とを特徴とする燃料電池発電設備。5. The supply oxidizing gas temperature / humidity measuring means for measuring a temperature and a humidity of the oxidizing gas supplied to the fuel cell, and the fuel gas supplied to the fuel cell. A temperature / humidity measuring unit for supplied fuel gas for measuring temperature and humidity, wherein the control unit is configured to control the temperature and humidity based on signals from the supplied oxidizing gas temperature / humidity measuring unit and the supplied fuel gas temperature / humidity measuring unit. Controlling the oxidizing gas water vapor mixing means, the fuel gas water vapor mixing means, the oxidizing gas cooling means, and the fuel gas cooling means so that the oxidizing gas and the fuel gas have a predetermined temperature and humidity, respectively. A fuel cell power generation facility characterized by the following.
湿度を計測する排出酸化ガス用温湿度計測手段と、 前記燃料電池から排出された前記燃料ガスの温度および
湿度を計測する排出燃料ガス用温湿度計測手段とを備
え、 前記制御手段が、前記排出酸化ガス用温湿度計測手段お
よび前記排出燃料ガス用温湿度計測手段からの信号に基
づいて、前記燃料電池から排出される前記酸化ガスおよ
び前記燃料ガスを所定の温度および湿度にするように前
記酸化ガス用冷却手段、前記燃料ガス用冷却手段、前記
酸化ガス用水蒸気混合手段、前記燃料ガス用水蒸気混合
手段をそれぞれフィードバック制御することを特徴とす
る燃料電池発電設備。6. The exhaust gas temperature and humidity measuring means for measuring the temperature and humidity of the oxidizing gas discharged from the fuel cell according to claim 5, wherein the temperature and the humidity of the fuel gas discharged from the fuel cell are measured. An exhaust fuel gas temperature / humidity measuring unit for measuring humidity, wherein the control unit is configured to control the fuel cell based on signals from the exhaust oxidizing gas temperature / humidity measuring unit and the exhaust fuel gas temperature / humidity measuring unit. Cooling means for oxidizing gas, cooling means for fuel gas, steam mixing means for oxidizing gas, steam mixing means for fuel gas so that the oxidizing gas and fuel gas discharged from A fuel cell power generation facility characterized in that feedback control is performed for each of them.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004054026A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-24 | Sony Corporation | Fuel cell and electronic equipment mounting it |
| JP2004303442A (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Chino Corp | Humidifier of solid polymer fuel cell |
| JP2006120340A (en) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Honda Motor Co Ltd | Reaction gas supplying device for fuel cell and reaction gas supplying method |
| JP2009140677A (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Honda Motor Co Ltd | Operation method of fuel cell system |
| US7655330B2 (en) | 2001-08-07 | 2010-02-02 | Sony Corporation | Method of operating fuel cell and power supply system |
| JP2010123337A (en) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system and apparatus for evaluating fuel cell |
-
2001
- 2001-04-19 JP JP2001120509A patent/JP2002313381A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7655330B2 (en) | 2001-08-07 | 2010-02-02 | Sony Corporation | Method of operating fuel cell and power supply system |
| WO2004054026A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-24 | Sony Corporation | Fuel cell and electronic equipment mounting it |
| US8101311B2 (en) | 2002-12-12 | 2012-01-24 | Sony Corporation | Fuel cell and electronic apparatus with the same mounted thereon |
| JP2004303442A (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Chino Corp | Humidifier of solid polymer fuel cell |
| JP4686115B2 (en) * | 2003-03-28 | 2011-05-18 | 株式会社チノー | Humidifier for polymer electrolyte fuel cell |
| JP2006120340A (en) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Honda Motor Co Ltd | Reaction gas supplying device for fuel cell and reaction gas supplying method |
| JP4675605B2 (en) * | 2004-10-19 | 2011-04-27 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell oxidant supply device |
| JP2009140677A (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Honda Motor Co Ltd | Operation method of fuel cell system |
| JP2010123337A (en) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system and apparatus for evaluating fuel cell |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080701 |