JP2010205551A - 燃料電池システム及びその運転方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池14と、燃料電池に発電反応用の流体を供給するために、出力に応じて前記流体を吐出して送り出す流体供給手段B1,B2と、流路内を通過する流体に所定の圧力損失を生じさせる圧損要素部5Aと、圧損要素部よりも上流側の流路内の流体の圧力を測定する圧力計測手段9A1と、圧損要素部における流体の流量と圧力損失との相関関係を予め把握して記憶しておき、測定圧力と前記相関関係とに基づいて圧力損失を計算により求めるか、または圧損要素部下流側の圧力を測定し、この圧力と上流側測定圧力とから圧損要素部で生じる圧力損失を求め、求めた圧力損失と相関関係とに基づいて流体の流量を推定する手段10Aとを有する。
【選択図】図1
Description
図1を参照して第1の実施の形態に係る燃料電池システムを説明する。
次に図2を参照して第2の実施の形態に係る燃料電池システムを説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
次に、図3と図4を参照して第3の実施の形態に係る燃料電池システムを説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
2,21…改質器(燃料改質部)、3…燃焼室、
5A,5B,5C…オリフィス(圧損要素部)、8…流量計、
9A1,9B1,9C1…圧力計測手段、
9A2,9B2,9C2…圧力計測装置(第2の圧力計測手段)、
10A,10B,10C…制御器(流量推定手段)、
12…選択酸化器、14…燃料電池、
B1…燃料ブロワ(流体供給手段)、B2…空気ブロワ(流体供給手段)、B3…空気ブロワ(流体供給手段)、
L1〜L9…流路(流体ライン)、V1,V2…三方弁、V3…遮断弁。
Claims (8)
- 燃料電池と、
前記燃料電池に発電反応用の流体を供給するために、出力に応じて前記流体を吐出して送り出す流体供給手段と、
前記流体供給手段から前記燃料電池までの流路に設けられ、前記流路内を通過する流体に所定の圧力損失を生じさせる圧損要素部と、
前記流路において前記圧損要素部よりも上流側に設けられ、前記流路内の流体の圧力を測定する圧力計測手段と、
前記圧損要素部における流体の流量と圧力損失との相関関係を予め把握して記憶しておき、前記圧力計測手段により測定した測定圧力と前記相関関係とに基づいて前記圧損要素部で生じる圧力損失を計算により求めるか、または前記圧損要素部よりも下流側の流路を通流する流体の圧力を測定し、該下流側測定圧力と前記圧力計測手段による上流側測定圧力とから前記圧損要素部で生じる圧力損失を求め、求めた圧力損失と前記相関関係とに基づいて流体の流量を推定する手段と、
を有することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記推定手段は、前記推定した流量と前記流体供給手段の出力とが1対1に対応する対照テーブルを作成し、前記対照テーブルを用いて前記流体供給手段の出力に対する吐出量を推定することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記関数として下式を用いることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池システム。
Q=C×π(d/2)2×(2ΔP/ρ)1/2
但し、Q:流量、C:流量係数、d:配管(オリフィス)流路の直径、ΔP:圧損、ρ:流体の密度である。 - 前記推定手段は、流量推定の対象となる流体の流路を切り替えて該流体を前記圧損要素部に流し、該流体の圧力損失を測定し、測定した圧力損失値を用いて該流体の流量を推定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 流量推定の対象となる流体が可燃性ガスからなる燃料であり、前記推定手段は、該燃料の流量を推定するために前記流体供給手段から吐出された燃料を酸化剤と燃焼反応させて処理する燃焼室を有することを特徴とする請求項2又は3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料を水素リッチな水素富ガスに改質するための燃料改質部と、前記燃料改質部を通流するガスの圧力を測定する圧力計測装置と、をさらに有し、
前記推定手段は、前記燃料改質部の圧力計測装置により測定した圧力測定値を用いて前記流体の流量を推定することを特徴とする請求項1、2、5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記圧損要素部を通過した流体の圧力を測定する第2の圧力計測手段をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- (a)燃料電池に発電反応用の流体を供給するための流路に圧力計測手段および圧損要素部をそれぞれ取り付け、前記圧力計測手段により前記流路を流れる流体の圧力を測定し、
(b)前記圧力計測手段の圧力測定値から前記圧損要素部で生じる圧力損失量を測定または計算して求め、
(c)前記圧損要素部における流体の流量と圧損の関係および前記圧力損失量から所定の算式を用いて流体の流量を推定する、
ことを特徴とする燃料電池システムの運転方法。
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