JP6124619B2 - ガス流量制御装置及びガス流量制御方法 - Google Patents
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Description
前記燃料電池にガスを供給するための燃料ガス供給装置を有し、
前記燃料電池の出口から入口に向かって帰還するループ状の循環流路が前記燃料ガス供給装置に接続され、
前記燃料電池の入口に近い位置からループ内減圧弁、昇圧ポンプが順に配置して設けられており、
前記循環流路における前記燃料電池の入口圧力と出口圧力との圧力差による差圧を計測する差圧計と、
前記ループ内減圧弁と前記燃料電池の入口との間の水分、圧力、温度、ガス成分の各ガス組成の濃度を計測する計測器と、
前記燃料電池の発電時に、予め設定される性能評価条件の目標設定流量と前記計測器による計測結果に基づいて目標設定差圧を演算し、前記差圧計が計測する差圧が、前記演算した目標設定差圧に近づくように前記ループ内減圧弁の開閉を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
前記循環流路を介して前記昇圧ポンプに吸引されるガスの圧力を計測する圧力計と、
前記圧力計が計測した圧力に応じて前記制御部により開閉制御される供給側減圧弁とを備えたことを特徴とする。
前記昇圧ポンプの運転開始後に、前記差圧計により計測した差圧と前記演算した目標設定差圧とを比較し、前記差圧計により計測した差圧が前記目標設定差圧に達していないときに、前記差圧計により計測される差圧が前記目標設定差圧に近づくように前記ループ内減圧弁の開閉を制御するステップを含むことを特徴とする。
前記循環流路を介して前記昇圧ポンプに吸引されるガスの圧力を計測するステップと、
前記計測された圧力が予め設定される最小設定圧力以下のときに、前記供給側減圧弁の開閉を制御するステップとを含むことを特徴とする。
制御部13は、操作部12から操作入力される目標設定流量と流量計5の計測による流量とを比較し、流量計5の計測による流量が目標設定流量になったか否かを判別する(ST3)。制御部13は、流量計5の計測による流量が目標設定流量になっていないと判断すると(ST3−No)、流量計5の計測による流量が目標設定流量になるまでループ内減圧弁6を「開/閉」制御する(ST4)。そして、制御部13は、昇圧ポンプ8がOFFであるか否かを判別する(ST5)。これに対し、流量計5の計測による流量が目標設定流量になったと判断すると(ST3−Yes)、昇圧ポンプ8がOFFであるか否かを判別する(ST5)。そして、制御部13は、昇圧ポンプ8がOFFであると判断すると(ST5−Yes)、処理(1)を終了する。これに対し、制御部13は、昇圧ポンプ8がOFFでないと判断すると(ST5−No)、ST3の判別処理に戻る。
制御部13は、操作部12から操作入力される目標設定圧力と差圧計11の計測による差圧とを比較し、差圧計11の計測による差圧が目標設定圧力になったか否かを判別する(ST6)。制御部13は、差圧計11の計測による差圧が目標設定圧力になっていないと判断すると(ST6−No)、差圧計11の計測による差圧が目標設定圧力になるまで背圧弁9を「開/閉」制御する(ST7)。そして、制御部13は、昇圧ポンプ8がOFFであるか否かを判別する(ST8)。これに対し、制御部13は、差圧計11の計測による差圧が目標設定圧力になったと判断すると(ST6−Yes)、昇圧ポンプ8がOFFであるか否かを判別する(ST8)。そして、制御部13は、昇圧ポンプ8がOFFであると判断すると(ST8−Yes)、処理(2)を終了する。これに対し、制御部13は、昇圧ポンプ8がOFFでないと判断すると(ST8−No)、ST6の判別処理に戻る。
制御部13は、圧力計10の計測による圧力と操作部12から操作入力される最小設定圧力とを比較し、圧力計10の計測による圧力が最小設定圧力以下であるか否かを判別する(ST9)。制御部13は、圧力計10の計測による圧力が最小設定圧力以下であると判断すると(ST9−Yes)、不足する水素ガスをガス供給装置3Aから供給するべく、圧力計10の計測による圧力が最小設定圧力以上になるまで供給側減圧弁3を「開/閉」制御する(ST10)。そして、制御部13は、昇圧ポンプ8がOFFであるか否かを判別する(ST11)。これに対し、制御部13は、圧力計10の計測による圧力が最小設定圧力以下でないと判断すると(ST9−No)、昇圧ポンプ8がOFFであるか否かを判別する(ST11)。そして、制御部13は、昇圧ポンプ8がOFFであると判断すると(ST11−Yes)、処理(3)を終了する。これに対し、制御部13は、昇圧ポンプ8がOFFでないと判断すると(ST11−No)、ST9の判別処理に戻る。
2 燃料電池
3 供給側減圧弁
3A ガス供給装置
4 循環流路
4a ガス昇圧流路
4b ガス供給流路
4c ガス帰還流路
5 流量計
6 ループ内減圧弁
7 バッファタンク
8 昇圧ポンプ
9 背圧弁
10 圧力計
11 差圧計
12 操作部
13 制御部
14 計測器
Claims (4)
- アノードガスとカソードガスとの電気化学反応により電気エネルギーを発生する燃料電池に供給されるガスの流量を制御する燃料電池のガス流量制御装置において、
前記燃料電池にガスを供給するための燃料ガス供給装置を有し、
前記燃料電池の出口から入口に向かって帰還するループ状の循環流路が前記燃料ガス供給装置に接続され、
前記燃料電池の入口に近い位置からループ内減圧弁、昇圧ポンプが順に配置して設けられており、
前記循環流路における前記燃料電池の入口圧力と出口圧力との圧力差による差圧を計測する差圧計と、
前記ループ内減圧弁と前記燃料電池の入口との間の水分、圧力、温度、ガス成分の各ガス組成の濃度を計測する計測器と、
前記燃料電池の発電時に、予め設定される性能評価条件の目標設定流量と前記計測器による計測結果に基づいて目標設定差圧を演算し、前記差圧計が計測する差圧が、前記演算した目標設定差圧に近づくように前記ループ内減圧弁の開閉を制御する制御部とを備えたことを特徴とするガス流量制御装置。 - 前記循環流路を介して前記昇圧ポンプに吸引されるガスの圧力を計測する圧力計と、
前記圧力計が計測した圧力に応じて前記制御部により開閉制御される供給側減圧弁とを備えたことを特徴とする請求項1記載のガス流量制御装置。 - 請求項1のガス流量制御装置を用いたガス流量制御方法であって、
前記昇圧ポンプの運転開始後に、前記差圧計により計測した差圧と前記演算した目標設定差圧とを比較し、前記差圧計により計測した差圧が前記目標設定差圧に達していないときに、前記差圧計により計測される差圧が前記目標設定差圧に近づくように前記ループ内減圧弁の開閉を制御するステップを含むことを特徴とするガス流量制御方法。 - 請求項2のガス流量制御装置を用いたガス流量制御方法であって、
前記循環流路を介して前記昇圧ポンプに吸引されるガスの圧力を計測するステップと、
前記計測された圧力が予め設定される最小設定圧力以下のときに、前記供給側減圧弁の開閉を制御するステップとを含むことを特徴とするガス流量制御方法。
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