JPS6151772A - 燃料電池発電装置の流量制御装置 - Google Patents
燃料電池発電装置の流量制御装置Info
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- JPS6151772A JPS6151772A JP59172038A JP17203884A JPS6151772A JP S6151772 A JPS6151772 A JP S6151772A JP 59172038 A JP59172038 A JP 59172038A JP 17203884 A JP17203884 A JP 17203884A JP S6151772 A JPS6151772 A JP S6151772A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技？＃分野〕
この発明は燃料電池発電装置の燃料電池本体例供給する
燃料ガスあるいは酸化剤ガスの流量制御装置に関するも
のである。
燃料ガスあるいは酸化剤ガスの流量制御装置に関するも
のである。
第１図は例えば特開昭５７−２１２７７６号公報に示さ
れた従来の燃料電池発電装置の燃料ＩＩＪ御装置の構成
を示す系統図である。図において、（１）は水素−酸素
（空気）ＦＭの燃料電池本体、（２）は燃料室、（３）
は酸化剤（空気）室、（４）は水素極、（５）は酸素極
、（６）は電解液室ないしは電解液含浸マ） ＩＪンク
ス、（７）は上記燃料室（２）へ水素を生成分とする燃
料ガスを供給する第１の供給流路、（８）はこの第１の
供給流路（７）に設けられた第１の調ロ゛６弁、（９）
は上記燃料室（２）からガスを排出する第１の排出流路
、（１０）は上記空気室（３）へ酸素を含む酸化剤ガス
を供給する第２のＰ袷流路、（１１）はこの第２の供給
流路（１０）に投けられた第２の調整弁、（１２）は上
記空気室（３）からガスを排出する第２の排出流路、（
１３）は燃料電池本体（１）で発生する直流電力を取り
出す導線、（１４）はこの導線（１３）に設けられ、燃
料電池本体（１１）の電力または電流を検出する検出器
、（１５）はこの検出器（１４）の出力信号、（１６）
は出力制御演算部、（１７）は弁開度設定値、（１８）
は流量調節器、（１９）は弁開度操作信号、（２０）は
第１の供給流路（７）中の燃料ガスの流量を検出する流
量検出器、（２１）はこの流量検出器（２０）の出力信
号である。
れた従来の燃料電池発電装置の燃料ＩＩＪ御装置の構成
を示す系統図である。図において、（１）は水素−酸素
（空気）ＦＭの燃料電池本体、（２）は燃料室、（３）
は酸化剤（空気）室、（４）は水素極、（５）は酸素極
、（６）は電解液室ないしは電解液含浸マ） ＩＪンク
ス、（７）は上記燃料室（２）へ水素を生成分とする燃
料ガスを供給する第１の供給流路、（８）はこの第１の
供給流路（７）に設けられた第１の調ロ゛６弁、（９）
は上記燃料室（２）からガスを排出する第１の排出流路
、（１０）は上記空気室（３）へ酸素を含む酸化剤ガス
を供給する第２のＰ袷流路、（１１）はこの第２の供給
流路（１０）に投けられた第２の調整弁、（１２）は上
記空気室（３）からガスを排出する第２の排出流路、（
１３）は燃料電池本体（１）で発生する直流電力を取り
出す導線、（１４）はこの導線（１３）に設けられ、燃
料電池本体（１１）の電力または電流を検出する検出器
、（１５）はこの検出器（１４）の出力信号、（１６）
は出力制御演算部、（１７）は弁開度設定値、（１８）
は流量調節器、（１９）は弁開度操作信号、（２０）は
第１の供給流路（７）中の燃料ガスの流量を検出する流
量検出器、（２１）はこの流量検出器（２０）の出力信
号である。
次に動作について説明する。燃料電池本体（１）で発電
される直流電力または電流を検出器（１４）で検出する
。出力制御演算部（１６）は検出器（１４）の出力信号
（１５）を受けて、予め判明している電池特性や水素利
用率設定値等から弁開度−流量特性江見合った弁開度設
定値（１７）を演算出力し、流量調節器（１８）に与え
る。流量調節器（１Ｂ）は弁開度設定値（１７）と流量
検出器（２０）の検出信号を入力し、第１の調節弁（８
）の開度を弁開度設定値まで変えて第１の供給流路（７
）を流れる燃料ガス流量を制御する。
される直流電力または電流を検出器（１４）で検出する
。出力制御演算部（１６）は検出器（１４）の出力信号
（１５）を受けて、予め判明している電池特性や水素利
用率設定値等から弁開度−流量特性江見合った弁開度設
定値（１７）を演算出力し、流量調節器（１８）に与え
る。流量調節器（１Ｂ）は弁開度設定値（１７）と流量
検出器（２０）の検出信号を入力し、第１の調節弁（８
）の開度を弁開度設定値まで変えて第１の供給流路（７
）を流れる燃料ガス流量を制御する。
従来の燃料電池発電装置の流量制御装置は以上のよう【
構成されているので、出力制御演算部（１６）は調節弁
（８）の弁開度−流量特性を把握しておく必要があり、
また、弁開度−流量特性は調節弁（８）の前後の圧力例
より異なり、圧力による補正演算をも機能として持たせ
ることが必要となり、出力制御演算部（１６）の処理機
能が複雑になるという欠点があった。
構成されているので、出力制御演算部（１６）は調節弁
（８）の弁開度−流量特性を把握しておく必要があり、
また、弁開度−流量特性は調節弁（８）の前後の圧力例
より異なり、圧力による補正演算をも機能として持たせ
ることが必要となり、出力制御演算部（１６）の処理機
能が複雑になるという欠点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、燃料電池本体で発生する電力また
は電流を検出する検出器の出力信号と燃料ガスの流量及
び水素濃度または酸化剤ガスの流量及び酸素濃度とから
水素利用率または酸素利用率を算出し、この算出値と予
め設定または指令されている水素利用率または酸素利用
率との偏差に応じて、第１の調節弁または第２の調節弁
の開度を操作することにより、燃料ガス流量または酸化
剤ガス流量を変えて、水素利用率または酸素利用率を簡
易な処理機能で最適にｉｌＪ御できる燃料電池発電装置
の流量制御装置を提供するものである。
めになされたもので、燃料電池本体で発生する電力また
は電流を検出する検出器の出力信号と燃料ガスの流量及
び水素濃度または酸化剤ガスの流量及び酸素濃度とから
水素利用率または酸素利用率を算出し、この算出値と予
め設定または指令されている水素利用率または酸素利用
率との偏差に応じて、第１の調節弁または第２の調節弁
の開度を操作することにより、燃料ガス流量または酸化
剤ガス流量を変えて、水素利用率または酸素利用率を簡
易な処理機能で最適にｉｌＪ御できる燃料電池発電装置
の流量制御装置を提供するものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図におけて、（１）〜（１５）は上述した従来装置の構
成と同様である。（２２）は第１の供給流路（７）に設
けられた燃料ガスの流量検出器、（２３）はこの流量検
出器（２２）の出力信号、（２４）は第２の供給流路（
１０）に設けられた酸化剤ガスの流量検出器、（２５）
はこの流量検出器（２４）の出力信号、（２６）は検出
器（１４）の出力信号（１５）、流量検出器（２２）の
出力信号（２３） 、及び予め設定または指令されてい
る水素利用率（２７）を入力し、第１の調節弁（８）へ
の弁開度操作信号（２８）を出力し、燃料ガスの流量を
変えて水素利用率を制御する調節器、（２９）は検出器
（１４）の出力信号（１５）、流量検出器（２４）の出
力信号（２５）、及び予め設定または指令されている酸
素利用率（３０）を入力し、第２の調節弁（１１）への
弁開度操作信号（３１）を出力し、酸化剤ガスの流量を
変えて酸素利用率を制御する調節器である。
図におけて、（１）〜（１５）は上述した従来装置の構
成と同様である。（２２）は第１の供給流路（７）に設
けられた燃料ガスの流量検出器、（２３）はこの流量検
出器（２２）の出力信号、（２４）は第２の供給流路（
１０）に設けられた酸化剤ガスの流量検出器、（２５）
はこの流量検出器（２４）の出力信号、（２６）は検出
器（１４）の出力信号（１５）、流量検出器（２２）の
出力信号（２３） 、及び予め設定または指令されてい
る水素利用率（２７）を入力し、第１の調節弁（８）へ
の弁開度操作信号（２８）を出力し、燃料ガスの流量を
変えて水素利用率を制御する調節器、（２９）は検出器
（１４）の出力信号（１５）、流量検出器（２４）の出
力信号（２５）、及び予め設定または指令されている酸
素利用率（３０）を入力し、第２の調節弁（１１）への
弁開度操作信号（３１）を出力し、酸化剤ガスの流量を
変えて酸素利用率を制御する調節器である。
次に動作例ついて説明する。流量検出器（２２）、（２
４）はそれぞれ燃料室（２）へ供給される燃料ガスの流
量、空気室（３）へ供給される酸化剤ガスの流量と検出
する。検出器（１４）は燃料電池本体（１）で発電され
る電力または電流を検出する。調節器（２６） ！／ｉ
流量検出器（２２）の出力信号（２３）と、検出器（１
４）の出力信号（１５）と、図には書いてないが燃料ガ
ス中の水素濃度及び圧力、温度（燃料ガス流量を湿田及
び組成補正するため）とから、水素利用率を例えＱＦ＋
＝［電池で発電される電力の電流値（Ａ） ］ Ｘ ３
６００（ｓｅｃＡｒ）×□（電子／クーロン）×１（分
子数／１．６Ｘ１０−１１１
２その値と予め設定または指令されている水素利用率（
２７）との偏差に応じて弁洲度操作信号（２８）を出力
し、燃料室（２）への第１の供給流路（７〕Ｋ設けた第
１の調節弁（８〕の開度を操作して、燃料ガス流量分変
えて水素利用率を所定の値に制御する。同様に、調節器
（２９） ｒ／ｉ、流量検出器（２４）の出力信号（２
５）と、検出器（１りの出力信号（１５）と、図には示
していないが酸化剤ガス中の酸素濃度及び圧力、温度（
酸化剤ガス流量を温圧及び組成補正するため）とから、
酸素利用率を例えば次の式を用いて算出ＱＡ１＝［電池
で発電される電力の電流値（Ａ） ］ Ｘ ３６００
（ｓｅｃｙ’ｈｒ）この値と予め設定または指令されて
いる酸素利用率（３０）との偏差に応じて弁Ｕｇ度操作
信８ （３１）を出力し、空気室（３）への第２の供給
流路（１０）に設けた第２の調節弁（１１）の開度を操
作して、酸化剤ガス流量を変えて、酸素利用率を所定の
値に制御する。
４）はそれぞれ燃料室（２）へ供給される燃料ガスの流
量、空気室（３）へ供給される酸化剤ガスの流量と検出
する。検出器（１４）は燃料電池本体（１）で発電され
る電力または電流を検出する。調節器（２６） ！／ｉ
流量検出器（２２）の出力信号（２３）と、検出器（１
４）の出力信号（１５）と、図には書いてないが燃料ガ
ス中の水素濃度及び圧力、温度（燃料ガス流量を湿田及
び組成補正するため）とから、水素利用率を例えＱＦ＋
＝［電池で発電される電力の電流値（Ａ） ］ Ｘ ３
６００（ｓｅｃＡｒ）×□（電子／クーロン）×１（分
子数／１．６Ｘ１０−１１１
２その値と予め設定または指令されている水素利用率（
２７）との偏差に応じて弁洲度操作信号（２８）を出力
し、燃料室（２）への第１の供給流路（７〕Ｋ設けた第
１の調節弁（８〕の開度を操作して、燃料ガス流量分変
えて水素利用率を所定の値に制御する。同様に、調節器
（２９） ｒ／ｉ、流量検出器（２４）の出力信号（２
５）と、検出器（１りの出力信号（１５）と、図には示
していないが酸化剤ガス中の酸素濃度及び圧力、温度（
酸化剤ガス流量を温圧及び組成補正するため）とから、
酸素利用率を例えば次の式を用いて算出ＱＡ１＝［電池
で発電される電力の電流値（Ａ） ］ Ｘ ３６００
（ｓｅｃｙ’ｈｒ）この値と予め設定または指令されて
いる酸素利用率（３０）との偏差に応じて弁Ｕｇ度操作
信８ （３１）を出力し、空気室（３）への第２の供給
流路（１０）に設けた第２の調節弁（１１）の開度を操
作して、酸化剤ガス流量を変えて、酸素利用率を所定の
値に制御する。
なお、上記実施例では、水素利用率を制御する調節器（
２６）と酸素利用率を制御する調節器（２９）の両方を
設置しているが、水素利用率だけを制御するならば調節
器（２６）だけ分、酸素利用率だけｔ制御するならば調
節器（２９）だけを投置しても良い。
２６）と酸素利用率を制御する調節器（２９）の両方を
設置しているが、水素利用率だけを制御するならば調節
器（２６）だけ分、酸素利用率だけｔ制御するならば調
節器（２９）だけを投置しても良い。
また、上記実施例では燃料ガス中の水素濃度または酸化
剤ガス中の酸素濃度を既知としているが第１の供給流路
（７）または第２の供給流路（１０）中のガス組成を検
出する装置例えば水素センサまたは酸素センナ）を設け
て、水素濃度または酸素濃度を検出しても良い。
剤ガス中の酸素濃度を既知としているが第１の供給流路
（７）または第２の供給流路（１０）中のガス組成を検
出する装置例えば水素センサまたは酸素センナ）を設け
て、水素濃度または酸素濃度を検出しても良い。
以上のように、この発明によれば、燃料電池本体で発生
する電力またＶ′ｉ電流を検出する検出器の出力信号と
燃料ガスの流量及び水素濃度または酸化剤ガスの流量及
び酸素濃度とから水素利用率または酸素利用率を算出し
、この算出値と予め設定または指令されている水素利用
率または酸素利用率との偏差に応じて、第１のｍ節介ま
たは第２の調節弁の開度を操作することにより、燃料ガ
ス流量または酸化剤ガス流量を変えて、水素利用率また
は酸素利用率を簡易な処理機能で最適に制御できる燃料
電池発電装置の流量制御装置を得ることができる。
する電力またＶ′ｉ電流を検出する検出器の出力信号と
燃料ガスの流量及び水素濃度または酸化剤ガスの流量及
び酸素濃度とから水素利用率または酸素利用率を算出し
、この算出値と予め設定または指令されている水素利用
率または酸素利用率との偏差に応じて、第１のｍ節介ま
たは第２の調節弁の開度を操作することにより、燃料ガ
ス流量または酸化剤ガス流量を変えて、水素利用率また
は酸素利用率を簡易な処理機能で最適に制御できる燃料
電池発電装置の流量制御装置を得ることができる。
第１図は従来の燃料電池発電装置の燃料制御装置を示す
系統図、第２図はこの発明の一実施例によ、る燃料電池
発電装置の流量制御装置を示す系統図である。 図において、（１）は燃料電池本体、（４）は水素極、
（５）は酸素極、（７）、（１０）け第１１第２の供給
流路、（８）、（１１）は第１、第２の調節弁、（１３
）は導線、（１４）は検出器、（２６） 、 （２９）
は調節器である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相肖部分を示す。 第１図
系統図、第２図はこの発明の一実施例によ、る燃料電池
発電装置の流量制御装置を示す系統図である。 図において、（１）は燃料電池本体、（４）は水素極、
（５）は酸素極、（７）、（１０）け第１１第２の供給
流路、（８）、（１１）は第１、第２の調節弁、（１３
）は導線、（１４）は検出器、（２６） 、 （２９）
は調節器である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相肖部分を示す。 第１図
Claims (1)
- 水素極側の水素と酸素極側の酸素との電気化学反応によ
って発電する燃料電池本体と、この燃料電池本体で発生
する直流電力をとり出す導線と、この導線に設けられた
電力または電流を検出する検出器と、水素を主成分とす
る燃料ガスを上記水素極側へ供給する第１の供給流路と
、この第１の供給流路に設けられた第１の調節弁と、酸
素を含む酸化剤ガスを上記酸素極側へ供給する第２の供
給流路と、この第２の供給流路に設けられた第２の調節
弁とを備えた燃料電池発電装置において、上記検出器か
らの出力信号と、燃料ガスの流量及び水素濃度または酸
化剤ガスの流量及び酸素濃度とから、水素利用率または
酸素利用率を算出し、この算出値と予め設定または指令
されている水素利用率または酸素利用率との偏差に応じ
て、第１の調節弁または第２の調節弁の開度を操作して
、燃料ガス流量または酸化剤ガス流量を変えて水素利用
率または酸素利用率を制御する調節器を備えたことを特
徴とする燃料電池発電装置の流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59172038A JPS6151772A (ja) | 1984-08-18 | 1984-08-18 | 燃料電池発電装置の流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59172038A JPS6151772A (ja) | 1984-08-18 | 1984-08-18 | 燃料電池発電装置の流量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6151772A true JPS6151772A (ja) | 1986-03-14 |
| JPH0572071B2 JPH0572071B2 (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=15934373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59172038A Granted JPS6151772A (ja) | 1984-08-18 | 1984-08-18 | 燃料電池発電装置の流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6151772A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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