JP5023743B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1から図6は、本発明の第1の実施の形態を示しており、図1は、本実施の形態に係る燃料電池システムの略構成図である。燃料電池システム10は、燃料電池スタック12と、酸化ガス供給流路14および酸化ガス系排出流路16と、加湿器バイパス弁18と、入口シャット弁20と、出口シャット弁22とを備える。
次に、図7は、本発明に関する参考例の起動制御方法を表すフローチャートである。なお、以下の説明において、燃料電池システムの基本的構成は、上記の第1の実施の形態を表す図1の場合と同様であるため、図1の構成と同等部分には同一符号を付して説明する。まず、発電起動時には、加湿器バイパス弁18と入口シャット弁20とのうちで、最初に、加湿器バイパス弁18のみを開放し、その後、加湿器バイパス弁18と入口シャット弁20とのうちで、入口シャット弁20のみを開放する場合の起動制御方法を説明する。
なお、図示は省略するが、第2の実施の形態として、上記の図1から図6に示した第1の実施の形態と、上記の図7に示した参考例とを組み合わせることもできる。すなわち、以下、上記の第1の実施の形態を表す図1の符号を用いて説明するが、本実施の形態の場合、上記の第1の実施の形態及び参考例と同様に、加湿器バイパス弁18および入口シャット弁20のうちの一方の弁において、エアコンプレッサ24と通じる開弁用圧力室52に、エアコンプレッサ24の第1の吐出圧に対応する第1の圧力値を作用させることにより、上記の一方の弁を駆動させる圧力付与手段を備える。また、上記の第1の実施の形態において、制御部が有する圧力変化手段として、上記一方の弁の開弁用圧力室52内がエアコンプレッサ24の第1の吐出圧に対応する第1の圧力値である場合でも一方の弁が駆動しない異常時に、燃料電池バイパス弁38の開度を絞るとともに、流体供給部であるエアコンプレッサ24による空気の吐出流量を上昇させるエアコンプレッサ燃料電池バイパス弁制御手段とする。
次に、図8から図10は、第2の参考例を示している。なお、以下の説明においても、燃料電池システムの基本的構成は、上記の第1の実施の形態を表す図1の場合と同様であるため、図1の構成と同等部分には同一符号を付して説明する。まず、図8は、本参考例により解決しようとする不都合と、この不都合を解決する原理とを示す略図である。すなわち、図8は、加湿器バイパス弁18または入口シャット弁20において、弁体58と、弁体58を摺動させる摺動部である、仕切り部44に設けた孔部との関係を表している。本実施の形態により解決しようとする不都合は、図8(a)に示すように、加湿器バイパス弁18または入口シャット弁20において、弁体58が仕切り部44に設けた孔部の軸方向に対し傾斜した状態で、弁体58が孔部の角部等に引っ掛かり、開弁しきらない状態で固着することである。このように弁体58が孔部に固着した場合、弁体58が凍結により固定の部分に固着して開弁しない場合と同様に、通常開弁する圧力を加湿器バイパス弁18または入口シャット弁20の開弁用圧力室52に作用させたのでは加湿器バイパス弁18または入口シャット弁20が開弁しきらない可能性がある。
その他の構成および作用については、上記の図1から図6に示した第1の実施の形態と同様である。
なお、図示は省略するが、第3の実施の形態として、上記の図8から図10に示した第2の参考例において、入口シャット弁20と加湿器バイパス弁18とのうち一方の弁の開弁用圧力室52内が第1の圧力値である場合でも一方の弁が駆動しない異常時に、一方の弁の開弁用圧力室52内の圧力値を上下変動させる圧力変化手段を、第2の燃料電池バイパス弁制御手段とすることもできる。第2の燃料電池バイパス弁制御手段は、上記異常時に、燃料電池バイパス弁38の開度を大小に交互に繰り返すように変化させる。このような第2の燃料電池バイパス弁制御手段を有する場合も、上記の第2の参考例と同様に、弁体58(図8参照)に両側に力を交互に作用させることができ、弁体58の引っ掛かり等による固定の部分に対する固着を解除して、弁を円滑に駆動させることができ、安定した運転を可能とすることができる。
Claims (3)
- 酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
燃料電池に酸化ガスを供給する酸化ガス供給流路と、
酸化ガス供給流路のガス上流側に設けられたエアコンプレッサと、
酸化ガス供給流路に設けられる弁であって、弁体に結合されたダイヤフラムと、ハウジングの内部でダイヤフラムの片側に設けられる圧力室とを有し、圧力室に供給される流体の圧力変化によるダイヤフラム両側の圧力差の変化に応じて駆動され、酸化ガス供給流路の上流側と下流側との間を遮断または接続する弁と、
エアコンプレッサから酸化ガス供給流路および酸化ガス供給流路に接続される圧力制御用流路を介して圧力室に第1の圧力値を有する流体を供給し、ダイヤフラム両側の圧力差の変化に応じて弁を駆動させる圧力付与手段と、
圧力室内の圧力値を第1の圧力値としても弁が駆動しない異常時に、圧力室内の圧力値を第1の圧力値から増大させる圧力変化手段と、
燃料電池から酸化ガス系ガスを排出する酸化ガス系ガス排出流路と、
酸化ガス供給流路と酸化ガス系ガス排出流路とを、燃料電池を迂回して接続する燃料電池バイパス流路と、
燃料電池バイパス流路に設けられた燃料電池バイパス弁と、を備え、
圧力変化手段は、圧力室内の圧力値を第1の圧力値としても弁が駆動しない異常時に、燃料電池バイパス弁の開度を絞ることにより、圧力室に供給する流体の圧力値を第1の圧力値よりも増大させるバイパス弁制御手段であることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、
バイパス弁制御手段は、圧力室内の圧力値を第1の圧力値としても弁が駆動しない異常時に、燃料電池バイパス弁の開度を絞るとともに、エアコンプレッサによる流体の吐出流量を上昇させるエアコンプレッサバイパス弁制御手段であることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、
バイパス弁制御手段は、圧力室内の圧力値を第1の圧力値としても弁が駆動しない異常時に、燃料電池バイパス弁の開度を大小交互に変化させ、圧力室に供給する流体の供給圧を上下交互に変動させることを特徴とする燃料電池システム。
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