JP2008243488A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池システム1は、燃料電池2から排出される水素オフガスを燃料電池2に循環供給する循環系50と、循環系50内の流体(水素オフガス及び生成水)を外部に排出する排出弁48と、排出弁48の開閉を制御する制御装置6と、を備える。制御装置6は、燃料電池システム1が通常運転状態の時には排出弁48を開閉して水分及び水素オフガス中の不純物を外部に排出する。一方、制御装置6は、燃料電池システム1が通常運転状態よりも作動音が小さい運転状態の時には、排出弁48の開閉を禁止する。
【選択図】図2
Description
水素タンク40は、高圧(例えば70MPa)の水素ガスを貯留した水素供給源である。なお、水素タンク40に代えて、炭化水素系の燃料から水素リッチな改質ガスを生成する改質器と、この改質器で生成した改質ガスを高圧状態にして蓄圧する高圧ガスタンクと、を水素供給源として採用することもできる。また、水素タンク40に代えて、水素吸蔵合金を有するタンクを採用してもよい。
排気排水弁48(排出弁)は、電磁駆動式の開閉弁であり、制御装置6からの制御信号によって作動し、循環系50内の流体を排出流路49に間欠放出する。排気排水弁48は、アングル弁構造からなり、バルブボディ61、弁座61d、弁体62及びダイアフラム63を有する。
以下、上記実施形態の変形例について説明する。上記実施形態と同様の部分は説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
アイドル状態のときに排気排水弁48の開閉を禁止するのではなく、これを許容してもよい。この場合には、弁体62のストロークを変える制御を行うことで、排気排水弁48の作動音を低減すればよい。この制御方法としては、排気排水弁48のコイル65に給電するパルス状励磁電流のデューティ比を変化させるデューティ制御を用いると好適である。ここで、デューティ比とは、パルス状励磁電流のオン時間を、パルス状励磁電流のオン時間とオフ時間とを加算したスイッチング周期で除したものである。デューティ制御により、弁体62のストロークを、多段階あるいは連続的(無段階)に切替えることが可能となる。
排気排水弁48として、ソレノイドを駆動部とする電磁弁に代えて、ステップモータを駆動部とする電動弁を用いてもよい。ステップモータを用いて、通常運転状態よりもアイドル状態のときに、弁体62のストロークの長さが長くなるように制御しても、第1の変形例と同様の作用効果を奏することができる。
排気排水弁48が、排気及び排水の一方のみを行うものであってもよい。例えば、気液分離器47で分離した水分を外部に排出する排水弁と、循環流路42内の水素オフガスを不純物ともに外部に排出する排気弁とを別々に設けた場合には、このそれぞれについて、排気排水弁48と同様の開閉制御を行えばよい。つまり、燃料電池システム1がアイドル状態にある時は、排水弁及び排気弁の開閉を禁止したり、弁体のストロークを短くしたりすればよい。こうすることで、排水弁及び排気弁の開閉に伴う騒音を抑制できる。なお、このような構成の場合には、排水弁は排気排水弁48と同じ様な態様で気液分離器47に接続される。一方、排気弁は、循環流路42に分岐接続したパージ路に介設される。
Claims (6)
- 燃料電池から排出される燃料オフガスを当該燃料電池に循環供給する循環系と、
前記循環系内の流体を外部に排出する排出弁と、
前記排出弁の開閉を制御する制御装置と、を備えた燃料電池システムにおいて、
前記制御装置は、当該燃料電池システムが通常運転状態の時には前記排出弁の開閉を許可し、当該燃料電池システムが前記通常運転状態よりも作動音が小さい第1の運転状態の時には前記排出弁の開閉を禁止する、燃料電池システム。 - 前記第1の運転状態は、当該燃料電池システムのアイドル状態である、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記制御装置は、前記アイドル状態から前記通常運転状態に移行後に初めて前記排出弁を開弁する際、通常の開弁時よりも前記流体が多く排出するように前記排出弁を開弁する、請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記制御装置は、前記アイドル状態から前記通常運転状態に移行後に初めて前記排出弁を開弁する際、通常の開弁時よりも開弁時間が長くなるように前記排出弁を開弁する、請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記循環系は、燃料オフガスから水分を分離して貯留する気液分離器を有し、
前記排出弁は、開弁時に、前記気液分離器に貯留された水分を燃料オフガスと共に外部に排出する、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 - 燃料電池から排出される燃料オフガスを当該燃料電池に循環供給する循環系と、
前記循環系内の流体を外部に排出する排出弁と、
前記排出弁の開閉を制御する制御装置と、を備えた燃料電池システムにおいて、
前記排出弁は、
弁座と、
前記循環系内と外部とを連通する流路と、
前記弁座に当接して前記流路を閉鎖し且つ前記弁座から離間して前記流路を開放する弁体と、
前記弁座に対し前記弁体を所定のストロークで移動させる駆動部と、を有し、
前記制御装置は、当該燃料電池システムが通常運転状態よりも作動音が小さい第1の運転状態の時には、前記通常運転状態の時よりも短いストロークで前記弁体を移動させるように、前記駆動部を制御する、燃料電池システム。
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