JP2009110826A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】気圧計を更に設けることなく、燃料電池５へ酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給器１２から供給される空気量を設置場所に依らず所望の供給量を安定的に供給することが可能な燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電する燃料電池５と、燃料電池５に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給器１２と、燃料電池５の設置場所情報を取得する設置場所情報取得器１５と、取得した設置場所情報に基づいて酸化剤ガス供給器１２の操作量の制御を行う操作量設定器１６とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとを利用して発電し、家庭用の電力負荷等に電力供給する燃料電池システム及びその運転方法に関し、特に、原料を用いて改質反応により燃料ガスとしての燃料ガスを生成する燃料処理器を有する燃料電池システム及びその運転方法に関する。

従来から、高効率な小規模発電が可能である燃料電池システムは、発電の際に発生する熱エネルギーを利用するためのシステム構築が容易であるため、高いエネルギー利用効率を実現可能な分散型の発電システムとして開発が進められている。

燃料電池システムでは、発電運転の際、その発電部の本体として配設される燃料電池スタック（以下、単に燃料電池という）に、燃料ガスと酸化剤ガスとが各々供給される。すると、燃料電池では、その供給される燃料ガスと酸化剤ガスに含まれる酸素とが用いられて、所定の電気化学反応が進行する。この所定の電気化学反応が進行することにより、燃料電池において、燃料ガス及び酸素が有する化学的なエネルギーが、電気的なエネルギーに直接変換される。これにより、燃料電池システムは、電力負荷に向けて電力を出力する。

以下、従来の燃料電池システムの構成及びその動作について、図面を参照しながら概説する。図１０は、従来の燃料電池システムの構成を模式的に示すブロック図である。

図１０に示すように、従来の燃料電池システムは、発電運転時に燃料ガスを生成する燃料処理器１０１を備えている。この燃料処理器１０１は、水蒸気改質反応を進行させる改質触媒１０１ａを備えている。また、この燃料処理器１０１は、改質触媒１０１ａの温度を検出する改質温度検知器１１１を備えている。一方、図４に示すように、この燃料電池システムは、発電運転時に燃料処理器１０１内の改質触媒１０１ａを加熱する燃焼器１０２を備えている。この燃焼器１０２は、例えば、燃料電池１０５から排出された燃料ガスと燃焼ファン１０８から供給される空気との混合ガスを燃焼して燃料処理器１０１の改質触媒１０１ａを実質的に加熱する。さらに、この燃料電池システムはコントローラ１０７が、改質温度検知器１１１の出力電圧に基づき燃焼器１０２への燃焼ガス供給器１１０により都市ガスの供給量を制御すると共に、燃焼ファン１０８（例えば、モータ回転数）の操作量を制御することで、燃焼器１０２に供給する混合ガスの空燃比を適切に確保するよう構成されている。

上記従来の燃料電池システムでは、発電運転の際、燃料処理器１０１は、例えば都市ガスと水とが供給されて、改質触媒で進行する水蒸気改質反応により、水素を主成分とし一酸化炭素を副成分として含む燃料ガスを生成する。この際、燃料処理器１０１の改質触媒１０１ａは、燃焼器１０２により、水蒸気改質反応の進行に適した温度に加熱される。改質温度検知器１１１の出力電圧に基づいてコントローラ１０７が燃焼ガス供給器１１０及び燃焼ファン１０８の操作量（具体的には、モータ回転数）を制御することで空燃比を適切に制御しながら燃焼器１０２の燃焼量を調整し、改質触媒１０１ａの温度を調整する。

ところで、上述した従来の燃料電池システムでは、標高の高い地域に設置した場合には大気圧が低くなるため、燃焼ファン１０８から供給される空気流量が低下する。この場合、コントローラ１０７が標高の低い地域と同様に燃焼器１０２へ供給する混合ガスが所定の空燃比を満たすよう燃焼ファン１０８の操作量であるモータ回転数を制御しても、空気の密度が低いため、所定の空燃比を満たすのに必要な所望の供給量で空気を燃焼器１０２へ供給することができない。

つまり、従来の燃料電池システムは、標高の高い地域では燃焼器１０２へ供給する混合ガスの空燃比が悪化して不完全燃焼が発生しやすくなり、燃焼器１０２から高濃度の一酸化炭素を含む排気ガスが排出される可能性があるという問題を有している。

また、燃料電池１０８へ酸化剤ガス供給器１１２より供給されるカソード空気も高地での大気圧低下によって流量が減少し、カソード空気の流量が減少すると、燃料電池１０８において酸素不足となり燃料電池１０８の電圧低下を引き起こす。

そこで、気圧を測定する気圧計を設け、この気圧計の出力信号に基づき燃料電池にカソード空気を供給する酸化剤ガス供給器の操作量を標準的な気圧に対して設定された値よりも上昇させることにより、カソード空気流量を適切に確保することが可能になる（例えば、特許文献１及び２参照）。そして、これにより、燃料電池システムにおいて、大気圧の変化にかかわりなく、空気供給量を所定の値に保ち、燃料電池の特性低下を回避することができる。
特開２０００−４８８３８号公報 特開平６−２４３８８６号公報

しかしながら、上記特許文献に記載の燃料電池システムでは、比較的高価で容積の大きい気圧計を設ける必要があり、非効率であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、気圧計を設けることなく、燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給器の操作量を、設置される場所の高度に応じて好適に制御することが可能な燃料電池システム及びその運転方法を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明に係る第１の燃料電池システムは、燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電する燃料電池と、前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給器と、前記燃料電池の設置場所に関連する設置場所情報を取得する設置場所情報取得器と、前記取得した設置場所情報に基づいて前記酸化剤ガス供給器の操作量の設定を行う操作量設定器とを備えることを特徴とする。

これに、気圧計を新たに設けることなく、燃料電池に供給するカソード空気流量を、設置場所の高度に応じて好適に制御することが可能になる。

また、本発明に係る第２の燃料電池システムは、原料を用いて前記燃料ガスを生成する燃料処理器と、前記燃料電池から排出された前記燃料ガスを燃焼する燃焼器と、前記燃焼器に空気を供給する燃焼ファンとを備え、前記操作量設定器は、前記取得した設置場所情報に基づいて前記燃焼ファンの操作量を設定することを特徴とする。

これに、気圧計を新たに設けることなく、燃焼器へ供給する混合ガスの空燃比を、設置場所の高度に応じて好適に制御することが可能になる。

また、本発明に係る第３の燃料電池システムは、前記操作量設定器は、前記設置場所情報と前記操作量の補正係数との対応関係を記憶した記憶器を備え、前記操作量設定器は、前記取得した設置場所情報と、前記記憶器に記憶された前記設置場所情報と前記補正係数との対応関係とに基づいて前記補正係数を決定する。

また、本発明に係る第４の燃料電池システムは、前記設置場所情報が、郵便番号であることを特徴とする。

また、本発明に係る第５の燃料電池システムは、前記設置場所情報が、固定電話番号であることを特徴とする。

また、本発明に係る第６の燃料電池システムは、前記設置場所情報が、ＰＨＳ基地情報であることを特徴とする。

また、本発明に係る第７の燃料電池システムは、前記設置場所情報が、ＧＰＳ情報であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。

また、本発明に係る第８の燃料電池システムは、地図上の位置情報であることを特徴とする。

また、本発明に係る第９の燃料電池システムは、前記設置場所情報取得器は、前記設置場所情報を情報端末と接続して入力することを特徴とする。

本発明に係る燃料電池システムによれば、気圧計を設けることなく、燃料電池に供給するカソード空気流量を、設置される場所の高度に応じて好適に制御することが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態）
先ず、本発明の実施の形態に係る燃料電池システムの構成、及び、燃料電池の発電運転の際の基本的な動作について、図１を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料電池システムの構成を模式的に示すブロック図である。尚、図１では、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る燃料電池システムの構成は、設置場所情報取得器１５及び設置場所情報取得器１５が取得した情報に基づいて燃料電池の酸化ガス供給器１２及び燃焼ファン８の制御パラメータをそれぞれ設定する操作量設定器１６を備えていることを除けば、従来の燃料電池システムの構成と同様である。即ち、本発明の実施の形態１に係る燃料電池システムは、燃料電池５と、燃料電池５のアノードに向けて水素を含有する燃料ガスを供給する燃料処理器１と、燃料電池システムの燃料ガス各構成要素の動作を制御するコントローラ７とを備えている。

また、燃料電池５のカソードに酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給器１２と、燃料処理器１から送出される燃料ガスが燃料電池５をバイパスするためのバイパス流路１４と、燃料ガスを燃料電池５に供給するかまたはバイパス流路１４に供給するかを切り替える流路切替器１３を備えている。なお、本実施の形態では、酸化剤ガス供給器１２として空気ブロアが用いられている。

一方、発電運転時に燃料電池５へ供給する燃料ガスとしての燃料ガスを生成する燃料処理器１を備えている。この燃料処理器１は、図１に示すように、水蒸気改質反応を進行させる改質触媒１ａを備えている。また、この燃料処理器１は、改質触媒１ａの温度を直接的または間接的に改質触媒１ａの近傍における温度を検出する改質温度検知器１１を備えている。また、この燃料処理器１は、発電運転時等において燃料処理器１の改質触媒１ａを加熱するための燃焼器２を備えている。この燃焼器２は、図１では図示しないが、例えば、燃焼器２に供給される可燃性ガスと空気との混合ガスを燃焼して燃料処理器１の改質触媒１ａを実質的に加熱するバーナを備えている。更に、図１に示すように、原料ガス供給路３を通じて燃料処理器１に原料としての都市ガスを供給する原料ガス供給器９と、燃焼ガス供給路６を通じて燃焼器２に燃焼ガスとしての都市ガスを供給する燃焼ガス供給器１０と、燃焼器２に燃焼のための空気を供給する燃焼ファン６とを備えている。なお、本実施の形態では、上記原料ガス供給器９及び燃焼ガス供給器１０は、それぞれ、原料ガス及び燃焼ガスの流量を制御する流量制御弁で構成されている。

また、コントローラ７は、マイコン等の演算装置で構成され、ＣＰＵ等からなる演算部（図示せず）を有している。

かかる燃料電池システムでは、発電運転の際、燃料処理器１は、例えば、都市ガスが原料ガス供給器９により所定の流量で供給されると共に、水供給路４から水が所定の流量で供給されて、改質触媒１ａで進行する水蒸気改質反応により、水素を主成分として一酸化炭素を副成分として含む燃料ガスを生成する。そして、燃料電池５は、燃料処理器１より供給される燃料ガスと酸化剤ガス供給器１２から供給される酸化剤ガスを用いて発電する。ここで、燃料処理器１の改質触媒１ａは、燃焼器２のバーナにおける可燃性ガスと空気との混合ガスの燃焼により生じた燃焼ガスにより、水蒸気改質反応の進行に適した温度に加熱される。なお、この燃焼器２のバーナは、燃料電池５のアノードから排出された燃料オフガスと燃焼ガス供給器１０より供給された燃焼ガスとを含む可燃性ガスと、燃焼ファン８より供給される空気との混合ガスが燃焼するよう構成されている。

ここで、コントローラ７は、燃料電池５に発電量に応じた酸化剤ガス量が供給されるよう酸化剤ガス供給器１２の操作量を制御する。なお、コントローラ７は、第１記憶器１９に記憶された燃料電池５の発電量と酸化剤ガス供給器１２の操作量との対応関係に基づき酸化剤ガス供給器１２の操作量を制御する。

また、コントローラ７は、改質温度検知器１１の検知温度に基づき燃焼ガス供給器１０及び燃焼ファン８を制御する。この際に、燃焼器２に供給される可燃性ガスと空気との混合ガスが所定の空燃比を満たしつつ、上記検知温度が所定の温度になるよう都市ガス及び空気のそれぞれの供給量を制御する。なお、コントローラ７は、燃焼器２へ供給される可燃性ガス及び空気の混合ガスが所定の空燃比を満足するように、燃焼器２に供給されている燃料電池５からの燃焼オフガス量から最適な燃焼ガス供給器１０の操作量（本実施の形態の場合、燃焼ガスの流量制御弁の開度）と燃焼ファン６の操作量（本実施の形態の場合、送風モータの回転数）を決定する。そして、決定されたそれぞれの操作量になるよう燃焼ガス供給器１０及び燃焼ファン６を制御する。より具体的には、上記燃焼オフガス量が、原料供給器９から供給される原料ガス供給量及び改質温度検知器１１での検知温度に基づき算出される燃料ガス中の水素ガス量と、燃料電池５での発電量とに基づき推定される。そして、この推定値と改質温度検知器１１での検知温度と目標温度との差から決定された燃焼ガスの供給量との総和に対して所定の空燃比を満たすために必要な空気供給量が決定される。そして、それぞれ決定された燃焼ガス供給量及び空気供給量に対応した操作量を第１記憶器１９に記憶された燃焼ガス供給器１９からの燃焼ガス供給量と燃焼ガス供給器１０の操作量との対応関係、及び燃焼ファン６からの空気供給量と燃焼ファン８の操作量との対応関係に基づきコントローラ７が決定する。

なお、本実施の形態の燃料電池システムでは、燃焼器２での燃焼量を制御するために燃焼ガス供給路６を通じて燃焼ガス供給器１０より燃焼ガスの供給量を制御したが、燃焼ガス供給器１０から燃焼ガスを供給せずに、燃焼器２には燃料電池５からの燃料オフガスのみが可燃性ガスとして供給されるように構成した場合には、改質温度検知器１１の検知温度に基づいてコントローラ７が、原料ガス供給器９からの原料ガス供給量を制御するように構成しても構わない。また、この場合も上述と同様に所定の空燃比を満足するように燃焼ファン８の操作量がコントローラ７により制御される。

ここで、本発明の酸化剤ガス供給器としての空気ブロアの操作量である送風モータの回転数と、空気ブロアによって供給される空気流量との関係の燃料電池システムが設置された高度による違いを図２に示す。図２に示すように、空気ブロアの回転数と空気ブロアから燃料電池５に供給される空気流量は比例関係にある。

一方、図３に示すように、高度によって空気の密度（大気圧）が変化するため、図２に示すように、高地では標準的な高度の低地（海抜１０ｍ付近）と比較して、同じ空気ブロア回転数でも空気流量は低下する。

大気圧Ｐ（ｈＰａ）と高度Ｈ（ｍ）は近似的に以下の式１に示す様な関係となっている。

Ｐ=−Ｈ／１０＋１０１３．３ （式１）
一例を挙げると、高度１０００ｍでは標準的な高度の海抜１０ｍの低地と比較し、約１００ｈＰａの気圧低下が生じ、空気の密度が約1割低下する。このことによって、高度１０００ｍの地域では標準的な高度の場所に比べて、同一の空気ブロア回転数でも９割の空気流量しか供給できなくなる。

この場合、燃料電池５の発電量に対する空気供給量が減少し、空気利用率が上昇するため燃料電池５のカソード出口での空気流量が減少し、フラッディングにより燃料電池５の電圧が低下したり、場合によっては空気欠乏状態になり電極材料が酸化して燃料電池５が劣化するなどの不具合が生じる可能性がある。

ここで、高度に応じた大気圧が分かれば、標準的な高度条件（海抜１０ｍ）での空気ブロア回転数Ｒ０に補正係数Ｎを乗ずることによって、所定の空気量を供給することができる。補正係数Ｎと大気圧Ｐの関係は、以下の式２で表され、
Ｎ＝１０１３．３／Ｐ （式２）
また、高度Ｈとの関係は、以下の式３で表すことができる。

Ｎ＝１０１３３／（１０１３３−Ｈ） （式３）
と表すことができる。

標準的な高度条件での空気ブロア回転数Ｒ０と、所定の高度Hにおける空気ブロア回転数Ｒ１との関係は高度Hを用いて、以下の式４で表すことができる。

Ｒ１＝Ｎ＊Ｒ０＝１０１３３／（１０１３３−Ｈ） （式４）
ここで、設置者が、例えば、操作画面を介して設置場所の高度を入力することで式３に基づき補正係数Ｎを定めるよう構成することも可能であるが、比較的高価で容積の大きい気圧計を設ける必要があり、非効率であった。

そこで、本実施の形態の燃料電池システムにおいては、本発明の記憶器である第２記憶器１８が、燃料電池システムの設置場所情報と高度Ｈとの対応関係もしくは燃料電池システムの設置場所情報と補正係数Ｎとの対応関係を記憶しており、設置場所情報取得器１５より設置場所情報が取得されると、第２記憶器１８に記憶された上記対応関係に基づき操作量設定器１６が補正係数Ｎを決定した後、式４に基づいて第２記憶器１９に初期情報として記憶された燃料電池５の発電量と酸化剤ガス供給器１２の操作量Ｒ０との対応関係を燃料電池システムの設置場所の高度に応じた酸化剤ガス供給量と酸化ガス供給器１２の操作量Ｒ１との対応関係に更新（設定）する。そして、コントローラ７は、上述のように第１記憶器１９に設定された燃料電池５の発電量と酸化剤ガス供給器１２との対応関係に基づき燃料電池５の発電量に応じた酸化剤ガス供給器１２の操作量を決定し、上記操作量になるよう酸化剤ガス供給器１２を制御する。なお、第２記憶器１８が、燃料電池システムの設置場所情報と高度Ｈとの対応関係を記憶している場合、設置場所情報取得器１５より設置場所情報が取得されると、第２記憶器１８に記憶された上記対応関係に基づき操作量設定器１６が高度Ｈを決定した後、式４に基づいて第２記憶器１９に初期情報として記憶された燃料電池５の発電量と酸化剤ガス供給器１２の操作量Ｒ０との対応関係を燃料電池システムの設置場所の高度に応じた酸化剤ガス供給量と酸化ガス供給器１２の操作量Ｒ１との対応関係に更新（設定）するよう構成しても構わない。

なお、上述の実施の形態においては、設置場所情報取得器１５により取得された設置場所情報に基づき操作量設定器１６が酸化剤ガス供給器１２の操作量を設定する場合について説明したが、操作量設定器１６は、酸化剤ガス供給器１２の操作量だけでなく、燃焼ファン８の操作量の設定を行っても構わない。この場合、操作量設定器１６により決定された高度Ｈまたは補正係数Ｎを用いて式４に従い、第２記憶器１９に初期情報として記憶された燃焼ファン８からの空気供給量と燃焼ファン８の操作量Ｒ０’との対応関係を燃料電池システムの設置場所の高度に応じた燃焼ファン８の空気供給量と燃焼ファン８の操作量Ｒ１’との対応関係に更新（設定）する。そして、コントローラ７は、第１記憶器１９において更新（設定）された燃焼ファン８からの空気供給量と燃焼ファン８の操作量との対応関係から燃焼ファン８が所定の空気供給量を出力するための燃焼ファン８の操作量を決定し、燃焼ファン８に対応する制御指令値を出力する。

上記設置場所情報取得器１５は、燃料電池発電システムの設置場所に関する情報を取得する構成であり、例えば、燃料電池システムが設置される地図上の位置、住所等の設置場所に関する直接的な情報であってもいいし、あるいは燃料電池システムが設置される場所（住居）の郵便番号、固定電話番号、ＧＰＳ情報、設置場所に近くにあるＰＨＳ基地情報等の間接的な情報であっても構わない。なお、設置場所情報取得器１５の具体的構成としては、本取得器により取得される情報が、設置場所の地図上の位置、設置場所の住所、郵便番号、固定電話番号である場合、設置者もしくは使用者が燃料電池システムの運転を操作するための操作入力装置を介してこれらの情報を入力することで、入力された情報に基づき操作量設定器１６が設置場所が標準的な高度である場合を想定して初期設定された操作量を更新設定する。例えば、設置場所情報が地図上の位置である場合、図４に示すように操作入力装置の画面に表示された地図情報から設置される場所が表示された箇所をペンや指等で画面に接触して、選択し、図６に示されるような選択された地図上の位置と、第２記憶器１８に記憶された、選択された地図上の所定の位置と補正係数との対応関係を示すデータとに基づき所定の補正係数Ｎを、操作量設定器１６により決定する。そして、操作量設定器１６は決定された補正係数Ｎに基づき上述のように燃料電池５の発電量と酸化剤ガス供給器１２の操作量との対応関係を燃料電池システムの設置場所の高度に応じた対応関係に設定し、第１記憶器１９に記憶させる。併せて、操作量設定器１６は、燃焼ファン８からの空気供給量と燃焼ファン８の操作量との対応関係を燃料電池システムの設置場所の高度に応じた対応関係に設定し、第１記憶器１９に記憶させる。なお、図６には地図上の位置と補正係数Ｎとの対応関係を示したが、補正係数Ｎを高度Ｈに置き換えた形でで第２記憶器１８に地図上の位置と高度Ｈとの対応関係が記憶され、操作量設定器１６が上記第２記憶器１８に記憶された対応関係に基づき高度Ｈを決定しても構わない。

また、設置場所情報が、燃料電池システムが設置される住所である場合、例えば、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、操作入力装置の画面に表示される住所の上位階層情報から順次ペン、指等で選択することで最終的に設置される住所を確定し、確定された住所と、図７に示すような第２記憶器１８に記憶された、住所と補正係数Ｎとの対応関係を示すデータとに基づき所定の補正係数Ｎが、操作量設定器１６により決定され、同様に操作量設定器１６により高度に応じた酸化剤ガス供給器１２の操作量及び燃焼ファンの操作量が設定される。

例えば、図５（ａ）は、第１層目の住所情報である都道府県として大阪府を選択した後、大阪府に属する第２層目の住所情報である市として設置者がペンにより高槻市を選んだ図であり、図５（ｂ）は、高槻市に属する第３層目の住所情報である町村及び番地として設置者がペンにより芥川町１０−２１を選択した図である。図５に示すように選択された住所情報は表示器（図示せず）により強調表示される。なお、図４及び図５により説明した燃料電池システムにおいて、本発明の設置情報情報取得器は、燃料電池システムの運転の操作情報を入力する操作入力装置に相当し、より具体的には、図８に示すような使用者の画面への接触位置を検知する接触位置検知器１９及び接触位置検知器１９で検知された信号に基づきペンや指等により選択された設置場所情報（地図上の位置情報、住所情報等）を特定する設置場所情報特定器２０を備える。また、上記接触位置検知器１９に代えて押下位置検知器であっても構わない。なお、図７には住所と補正係数Ｎとの対応関係を示したが、補正係数Ｎを高度Ｈに置き換えた形で第２記憶器１８に住所と高度Ｈとの対応関係が記憶され、操作量設定器１６が上記第２記憶器１８に記憶された対応関係に基づき高度Ｈを決定しても構わない。

また、設置場所情報が住所である場合、設置場所情報取得器１５は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように画面に表示された住所情報を選択するような構成でなく、使用者による操作入力装置上に設けられた所定の操作キーの操作に基づいて住所を画面上に表示された入力欄に直接入力するような構成であっても構わない。具体的には、例えば、図５（ｃ）に示すように画面に表示されたかな文字のうち所定の文字を方向キーを操作しながら選択した後、確定キーを押下することで選択された所定の文字を入力文字として確定し、入力欄に文字が入力され、最終的に所定の住所の入力が完了してから、更に確定キーを押下することで入力欄に入力された住所が設置場所情報として操作量設定器１６に出力される。なお、入力欄に入力されたかな文字を漢字に変換する場合は、例えば、下向きキーの押下を繰り返すことで変換される漢字の候補が順次表示され、所望の漢字が入力欄に表示された場合に、確定キーを押下することで漢字の入力が確定する。

また、設置位置情報が、郵便番号、固定電話番号等である場合は、設置場所情報取得器１５も、上述の住所情報の直接入力の場合と同様に、使用者による操作入力装置上に設けられた所定の操作キーの（例えば、方向キー）の操作に基づいて、画面上に表示される入力欄に郵便番号、固定電話番号等の設置場所情報を入力するような構成が挙げられる。具体的には、例えば、図５（ｃ）に示すように画面に表示されたテンキーから所定の数字を選択し、確定キーを押下することで選択された数字の入力が確定し、最終的に所定の郵便番号または固定電話番号の入力が完了した後に、確定キーを更に押下することで入力欄に入力された情報が設置場所情報として確定し、操作量設定器１６に出力される。そして、入力された郵便番号または固定電話番号と、記憶器１８に記憶された郵便番号または固定電話番号と高度Ｈまたは補正係数Nとの対応関係を示すデータとに基づき所定の補正係数Nが操作量設定器１６により決定される。そして、操作量設定器１６は、決定された補正係数Ｎに基づき、上述と同様に高度に応じた酸化剤ガス供給器１２の操作量及び燃焼ファンの操作量が設定される。なお、郵便番号または固定電話番号と補正係数Nとの対応関係を示すデータは、図６または図７と同様に構成される。また、郵便番号または固定電話番号と高度Ｈとの対応関係は、図６または図７の補正係数Ｎを高度Ｈに置き換えた様な対応関係が第２記憶器１８に記憶されている。

また、設置場所情報が、PHS基地局情報及びGPS情報である場合、設置場所情報取得器１５は、図９に示すようにPHS基地局及びGPS衛星と通信可能な通信器２１と通信器２１が受信したPHS基地局またはGPS衛星から受信した信号に基づき更に具体的な設置場所情報を特定する設置場所情報特定器２２を備える。そして、設置場所情報特定器２２により特定される設置場所情報と、記憶器１８に記憶された、設置場所情報特定器２２により特定される設置場所情報と高度Ｈまたは補正係数Nとの対応関係を示すデータとに基づき所定の補正係数Nが操作量設定器１６により決定される。そして、そして、操作量設定器１６は、決定された補正係数Ｎに基づき、上述と同様に高度に応じた酸化剤ガス供給器１２の操作量及び燃焼ファンの操作量を設定する。なお、記憶器１８に記憶された、設置場所情報特定器２２により特定される設置場所情報と補正係数Nとの対応関係を示すデータは、図６または図７と同様に構成される。また、設置場所情報特定器２２により特定される設置場所情報と高度Ｈとの対応関係は、図６または図７の補正係数Ｎを高度Ｈに置き換えた様な対応関係が第２記憶器１８に記憶されている。

以上のような設置場所情報取得器１５及び操作量設定器１６を設けることで、気圧計を設置することなく、設置者にとって確認しやすい、または外部システムから取得しやすい設置場所情報に基づき、燃料電池システムの設置場所の高度に応じた酸化剤ガス供給器１２の操作量または燃焼ファン８の操作量の設定を行うことが可能になる。

本発明に係る燃料電池システム及びその運転方法は、気圧計を設けることなく、燃料電池に供給するカソード空気流量を、設置される場所の高度に応じて好適に制御することが可能になり、設置型または車載用燃料電池システム及びその運転方法として、有効である。

本発明の実施の形態に係る燃料電池システムの構成を模式的に示すブロック図 本発明の実施の形態における空気ブロアの回転数と空気流量の関係を示すグラフ 高度と大気圧の関係を示すグラフ 本発明の実施の形態における設置位置情報取得器の一例を示す図 本発明の実施の形態における設置位置情報取得器の一例を示す図 本発明の実施の形態における設置位置情報取得器の一例を示す図 本発明の実施の形態における設置位置情報取得器の一例を示す図 本発明の実施の形態における設置位置情報と補正係数との対応関係の一例を示す図 本発明の実施の形態における設置位置情報と補正係数との対応関係の一例を示す図 本発明の実施の形態における設置位置情報取得器の一例を示す図 本発明の実施の形態における設置位置情報取得器の一例を示す図 従来の燃料電池システムの構成を模式的に示すブロック図

符号の説明

１ 燃料処理器
１ａ 改質触媒
２ 燃焼器
３ 原料ガス供給路
４ 水供給路
５ 燃料電池
６ 燃焼ガス供給路
７ コントローラ
８ 燃焼ファン
９ 原料ガス供給器
１０ 燃焼ガス供給器
１１ 改質温度検知器
１２ 酸化剤ガス供給器
１３ 流路切替器
１４ バイパス流路
１５ 設置場所情報取得器
１６ 操作量設定器
１７ 原料ガス供給器
１８ 第２記憶器
１９ 第１記憶器
１０１ 燃料処理器
１０１ａ 改質触媒
１０２ 燃焼器
１０３ 原料ガス供給路
１０４ 水供給路
１０５ 燃料電池
１０６ 燃焼ガス供給路
１０７ コントローラ
１０８ 燃焼ファン
１０９ 原料ガス供給器
１１０ 燃焼ガス供給器
１１１ 改質温度検知器
１１２ 酸化剤ガス供給器
１１３ａ 流路切替器
１１４ バイパス流路

Claims (9)

1. 燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電する燃料電池と、
   前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給器と、
   前記燃料電池の設置場所情報を取得する設置場所情報取得器と、
   前記取得した設置場所情報に基づいて前記酸化剤ガス供給器の操作量の設定を行う操作量設定器とを備えることを特徴とする燃料電池システム。
2. 原料を用いて前記燃料ガスを生成する燃料処理器と、
   前記燃料電池から排出された前記燃料ガスを燃焼する燃焼器と、
   前記燃焼器に空気を供給する燃焼ファンとを備え、
   前記操作量設定器は、前記取得した設置場所情報に基づいて前記燃焼ファンの操作量を設定することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
3. 前記操作量設定器は、前記設置場所情報と前記操作量の補正係数との対応関係を記憶した記憶器を備え、前記操作量設定器は、前記取得した設置場所情報と、前記記憶器に記憶された前記設置場所情報と前記補正係数との対応関係とに基づいて前記補正係数を決定する請求項１または２に記載の燃料電池システム。
4. 前記設置場所情報が、郵便番号であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
5. 前記設置場所情報が、固定電話番号であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
6. 前記設置場所情報が、ＰＨＳ基地情報であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
7. 前記設置場所情報が、ＧＰＳ情報であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
8. 前記設置場所情報取得器は、地図上の位置情報であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
9. 前記設置場所情報取得器は、前記設置場所情報を情報端末と接続して入力することを特徴とする請求項１〜８記載の記載の燃料電池システム。

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