(57)【要約】【課題】  応答時間が早く、オーバーシュートを低減し、短時間で系を安定させる。【解決手段】  背圧弁制御装置２は、燃料電池１から排出される未反応の燃料と空気による背圧を制御するもので、背圧弁５と、制御部８を具備する。背圧弁５は、燃料電池１の排出口１ａに接続され、外部の設定圧力によってバルブの開度が調整可能とされる。制御部８は、背圧弁５を閉止した状態で、目標圧力から演算された設定圧力をフィードフォワード分として背圧をフィードフォワード制御するとともに、フィードフォワード制御後の目標圧力に対するプロセス圧力の偏差量に応じた各プロセス毎の設定圧力の操作量を演算し、この演算された操作量で背圧弁５のバルブの開度を制御する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池から排出される未反応の燃料と空気による背圧を制御する燃料電池の背圧弁制御装置において、
前記燃料電池の排出口に接続され、外部の設定圧力によってバルブの開度が調整可能な機械式の背圧弁と、
前記背圧弁を閉止した状態で、目標圧力から演算された設定圧力をフィードフォワード分として前記背圧をフィードフォワード制御するとともに、該フィードフォワード制御後の前記目標圧力に対するプロセス圧力の偏差量に応じた各プロセス毎の設定圧力の操作量を演算し、この演算された操作量で前記背圧弁のバルブの開度を制御する制御部とを備えたことを特徴とする燃料電池の背圧弁制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記フィードフォワード制御によるプロセスの変化時間を演算し、該変化時間が経過する直前で前記操作量により前記背圧弁のバルブの開度を制御することを特徴とする請求項１記載の燃料電池の背圧弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池から排出される未反応の燃料と空気による背圧を制御するための燃料電池の背圧弁制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水素などの燃料と、空気などの酸化剤を電気化学的に反応させることにより、燃料の持つ化学的エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置である。この種の燃料電池の中でも、電解質に高分子イオン交換膜を用いた固体高分子型燃料電池は、出力密度が高く、作動温度が約７０℃〜９０℃と低いこと、構造が単純で電解質を含めて燃料電池全体を固体で構成できること、高分子膜が差圧に強いことなどの特徴がある。そして、出力密度が高いことは、コンパクトで大きな出力が得られ、低温作動であることは、起動時などの取り扱いが容易になることを意味するので、上述した固体高分子型燃料電池は、例えば自動車用、家庭用、可搬用など様々な分野での利用が可能である。
【０００３】
ところで、固体高分子型燃料電池では、排出される未反応の燃料と空気による背圧の制御は重要な問題であり、固体高分子型燃料電池から排出される排出燃料等に対して背圧制御弁が設けられているのが一般的である。これにより、固体高分子型燃料電池のカソード側に対するアノード側の圧力を所定圧に設定して所定の発電効率を確保するとともに、固体高分子型燃料電池に供給される燃料の流量を制御することで所定の出力が得られるようになっている。
【０００４】
この種の背圧制御弁を備えた固体高分子型燃料電池の発明に関連する先行技術文献情報としては、下記特許文献１に開示される燃料電池の制御装置が知られている。この特許文献１に係る燃料電池の制御装置では、燃料電池の排出燃料を制御する小流量バルブと大流量バルブの２バルブが並列に配置・接続されている。制御部は、低流量域では大流量バルブを閉止し、作動圧とオフガスの流量から小流量バルブをフィードバック制御し、高流量域では、作動圧とオフガスの流量から大流量バルブをフィードフォワード制御し、併せて小流量バルブを同様にフィードバック制御して精度を向上させている。
【特許文献１】特開２００１−３３８６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に係る燃料電池の制御装置では、背圧の制御が好適に行なわれず、実際には燃料電池のカソード側に対するアノード側の圧力が良好な値に維持できず、所定の安定した背圧が確保できないという問題があった。
【０００６】
本願発明者等は、その原因を次のように分析した。すなわち、特許文献１では、大流量バルブのフィードフォワード制御も、小流量バルブのフィードバック制御も、共に２つの変数からバルブの開度を検索するマップ (テーブル）方式によって行なっている。すなわち、作動圧とオフガスの流量によって一義的にバルブの開度を決定している。しかし、バルブの開度の制御によって調整すべき燃料電池の背圧は、実際には作動圧とオフガスの流量のみで決定できるものではなく、燃料電池の運転状態を示す他の物性量とも相関関係にあると考えられ、これら他の物性量が変化すれば背圧も変化してしまうと予想される。
【０００７】
そこで、本願発明者等は、上記知見に基づき、燃料電池において未反応の燃料と空気による背圧を制御するため、単なるマップ方式ではなく、前記背圧と相関関係にある複数種類の物性量（燃料の流量、燃料の圧力、負荷電流、燃料電池の運転温度、使用する燃料の密度）を用いて所定の演算式で演算を行なうことにより流量制御手段 (背圧弁）に制御信号を与える背圧制御装置を既に出願（特願２００３−９１５６７）しているが、オーバーシュートを低減して、さらに短時間で背圧制御することができる安定性に優れた装置の提供が望まれていた。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、応答時間が早く、オーバーシュートを低減し、短時間で系を安定させることができる安定性に優れた燃料電池の背圧弁制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る請求項１の発明に記載された燃料電池の背圧弁制御装置は、燃料電池から排出される未反応の燃料と空気による背圧を制御する燃料電池の背圧弁制御装置において、
前記燃料電池の排出口に接続され、外部の設定圧力によってバルブの開度が調整可能な機械式の背圧弁と、
前記背圧弁を閉止した状態で、目標圧力から演算された設定圧力をフィードフォワード分として前記背圧をフィードフォワード制御するとともに、該フィードフォワード制御後の前記目標圧力に対するプロセス圧力の偏差量に応じた各プロセス毎の設定圧力の操作量を演算し、この演算された操作量で前記背圧弁のバルブの開度を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る請求項２の発明に記載された燃料電池の背圧弁制御装置は、請求項１記載の燃料電池の背圧弁制御装置において、
前記制御部は、前記フィードフォワード制御によるプロセスの変化時間を演算し、該変化時間が経過する直前で前記操作量により前記背圧弁のバルブの開度を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の燃料電池の背圧弁制御装置によれば、従来のＰＩＤ制御等のフィードバック制御と比較して、応答時間が早く、オーバーシュートを低減し、短時間で系を安定させることができ、応答性・安定性の向上とともに、調整工数の短縮が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係る燃料電池の背圧弁制御装置の概略構成図、図２は同背圧弁制御装置に採用される背圧弁の一例を示す概略断面図、図３は背圧弁の動作時の操作信号（目標圧力）とプロセス圧力の関係を示す図、図４は同背圧弁制御装置によるプロセス圧力の変化と設定圧力の操作量の関係を示す模式図、図５は同背圧弁制御装置において圧力を一定として流量を変化させたときの試験結果の一例を示す図、図６は同背圧弁制御装置において流量を一定として圧力を変化させたときの試験結果の一例を示す図である。
【００１３】
なお、以下では、出力密度の高い固体高分子型燃料電池 (ＰＥＦＣ) を採用した場合の背圧弁制御装置を例にとって説明するが、固体高分子型燃料電池の他、例えばリン酸型燃料電池 (ＰＡＦＣ) 、溶融炭酸塩型燃料電池 (ＭＣＦＣ) 、固体酸化物型燃料電池 (ＳＯＦＣ) 、アルカリ型燃料電池 (ＡＦＣ) 、直接メタノール型燃料電池 (ＤＭＦＣ）などの燃料電池の背圧弁制御装置として用いることもできる。
【００１４】
（１）固体高分子型燃料電池の構成
図１において、本実施の形態による固体高分子型燃料電池１ (以下、単に燃料電池１とも呼ぶ）は、例えば固体ポリマーイオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み込んで形成されたセルを構成単位とし、このセルを複数積層して構成したスタックから構成されて、燃料として例えば水素が供給される水素極と、酸化剤として例えば酸素を含む空気が供給される空気極とを備えている。そして、空気極及び燃料極には、供給された燃料及び酸化剤のうち、未反応の燃料及び酸化剤を外部へ排出するための排出口１ａが設けられており、各排出口１ａには大気に開放される配管が接続されている。
【００１５】
（２）背圧弁制御装置の構成
図１において、本例における燃料電池１の背圧弁制御装置２は、燃料電池１へ燃料を供給する燃料供給部３と、燃料電池１へ空気等の酸化剤を供給する酸化剤供給部４と、未反応の燃料と空気が排出される燃料電池１の排出口１ａに接続された背圧弁５と、燃料電池１が発電した直流を交流に変換して負荷に与える直流交流変換装置６と、制御部７とを有している。
【００１６】
（ａ）燃料供給部３
まず、燃料供給部３は、例えばメタノールと水の混合液等からなる液体燃料を供給する手段であり、図示はしないが、液体燃料を蒸発させて燃料蒸気を生成する蒸気発生部、蒸気発生部の暖気及び液体燃料の蒸発に利用される燃焼ガスを生成する燃焼部、燃料蒸気から水素リッチな改質燃料を生成する改質部、改質燃料中の一酸化炭素を選択的に酸化して除去するＣＯ低減部、そして補助燃料供給部等も含む。
【００１７】
燃料供給部３は、例えばメタノール等のアルコール系化合物や、メタン、エタン、ガソリン等の炭化水素系化合物等からなる燃料と水とを、所定の比率で混合した混合液等の液体燃料を蒸気発生部へ供給する。蒸気発生部は、内部に液体燃料を供給するための例えばノズル等を備えており、このノズルから噴霧された液体燃料は燃焼部から供給された燃焼ガスの熱により蒸発させられる。
【００１８】
燃焼部は、例えば、燃料電池１の燃料極から排出された未反応水素を含む排出燃料と、空気極から排出された未反応酸素を含む排出酸化剤とを導入するためのノズルと、排出燃料及び排出酸化剤の燃焼状態を持続するための燃焼用触媒と、着火源である例えば電気ヒータとを備えている。そして、排出燃料及び排出酸化剤の燃焼により生成された燃焼ガスを蒸気発生部へ供給する。さらに、燃焼部には補助燃料供給部が備えられており、この補助燃料供給部から供給される補助燃料を燃焼させることによって、燃焼部を暖機すると共に、蒸気発生部にて液体燃料の蒸発に利用される燃焼ガスを発生させる。
【００１９】
改質部は、例えば改質触媒を備えており、この改質触媒により燃料蒸気から水素の含有率が高められた（水素リッチな）改質燃料が生成される。例えばメタノールと水の混合液からなる燃料蒸気の場合には、下記反応式（１）〜（３）によって、水素、二酸化炭素、一酸化炭素を含む改質燃料が生成される。
ＣＨ3 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ→３Ｈ2 ＋ＣＯ2 …（１）
ＣＨ3 ＯＨ＋１／２Ｏ2 →２Ｈ2 ＋ＣＯ2 …（２）
ＣＨ3 ＯＨ→２Ｈ2 ＋ＣＯ…（３）
反応式（１）は、メタノールと水による改質反応であり、燃料である水素が生成される。反応式（２）は、メタノールの酸化反応であり、吸熱反応である反応式（１）で必要とされる熱量を補給する。なお、反応式（３）は、不可避的に発生するメタノールの分解反応であり、一酸化炭素が生成される。この一酸化炭素は、燃料電池１内に含まれる、例えばＰｔ触媒等を被毒して発電効率を低下させると共に、燃料電池１の寿命を短くするため、ＣＯ低減部にて除去する。
【００２０】
ＣＯ低減部は、例えばＰｔやＲｕ等からなる選択酸化触媒を備えており、下記反応式（４）によって、改質燃料に含まれている一酸化炭素を選択的に酸化して除去する。
２ＣＯ＋Ｏ2 →２ＣＯ2 …（４）
そして、一酸化炭素の含有量が低減された改質燃料は、燃料電池１の燃料極へ供給される。
【００２１】
（ｂ）酸化剤供給部４
次に、酸化剤供給部４は、例えば図示しないエアーコンプレッサーを備えて構成され、制御部７からの制御信号に基づいて酸化剤としての酸素を含む空気等を加圧して、燃料電池１の空気極へ供給する。そして、燃料電池１では、改質燃料中の水素（燃料）と酸化剤（酸素）が電気化学反応を起こして発電が行われる。
【００２２】
（ｃ）背圧弁５
次に、背圧弁５は、未反応の燃料と空気が排出される固体高分子型燃料電池１の排出口１ａに接続されており、外部の設定圧力（パイロット圧力）に応じてバルブの開度が調整可能な機械式背圧弁で構成される。背圧弁５は、オペレータの手動操作、又は後述する制御部７の制御により駆動部としてのアクチュエータ８を介して開度が調整される。なお、駆動部としてのアクチュエータ８は、例えば空気圧、電磁（ソレノイド）、圧電素子（ピエゾスタック）等で構成することができる。そして、上記背圧弁５のバルブの開度を制御することにより、燃料電池１から排出された未反応の燃料ガス及び空気の圧力、すなわち燃料電池１の背圧を制御することができる。
【００２３】
図２は手動操作によって開度が調整可能な背圧弁５（ＦＩＳＨＥＲ−ＲＯＳＥＭＯＵＮＴ社製：９５  ＬＤ−１）の一構成例を示している。図２に示す背圧弁５は、例えばステンレス、ニッケル−コバルト合金などからなるダイアフラム部（金属板）１１の屈曲により開閉を行うバルブで構成される。その概略構成について説明すると、背圧弁５は、一対の管体１２，１２に形成された流路１３に臨むようにして弁１４が配置されている。弁１４は、上部が可動中心軸１５を介してダイアフラム部１１の中心と連結されている。ダイアフラム部１１の上部には、付勢手段としてのコイルスプリング１６が介挿された筒体１７が設けられている。筒体１７は、外周部が一対の管体１２，１２に固定され、調整手段として外周部分にネジ１８ａが切られたボルト１８が上部に取り付けられている。この背圧弁５では、ネジ１８ａが切られたボルト１８を上下移動させることにより、コイルスプリング１６を介してダイアフラム部１１に加わる圧力が調整できるようになっている。
【００２４】
（ｄ）各種検出器
次に、燃料供給部３と燃料電池１を結ぶ配管の中途には流量検出器２０が設けられ、燃料の流量Ｑを測定することができる。燃料電池１には第１の圧力検出器２１が設けられ、燃料電池１の運転圧力Ｐ１を測定することができる。燃料電池１には温度検出器２２が設けられ、燃料電池１の運転温度Ｔを測定することができる。直流交流変換装置６と負荷２３の間には電流検出器２４が設けられ、負荷電流Ｉを測定することができる。さらに、燃料電池１と背圧弁５を結ぶ配管の中途には第２の圧力検出器２５ (背圧センサ）が設けられ、燃料電池１の背圧Ｐ２を測定することができる。
【００２５】
（ｅ）制御部７
次に、制御部７は、例えば電気自動車等の車両におけるアクセルペダルの操作等に基づく発電要求に応じて、背圧弁５における排出燃料の流量を制御している。このため、制御部７には、運転条件（例えば目標発電量、目標流量、目標圧力、設定圧力など）や各種検出器からの検出信号（流量検出器２０からの流量Ｑの検出信号、第１の圧力検出器２１からの燃料電池１の運転圧力Ｐ１の検出信号、温度検出器２２からの燃料電池１の運転温度Ｔの検出信号、電流検出器２４からの負荷電流Ｉの検出信号、第２の圧力検出器２５からの燃料電池１の背圧の検出信号）等が入力される。
【００２６】
制御部７は、上記入力に基づいて、例えば燃料噴射指令値を燃料供給部３に出力するとともに、発電電流指令値を直流交流変換装置６に出力して負荷２３に対する出力を制御している。また、制御部７は、予め決められた容積と、予め設定された目標流量とに基づいて、プロセス圧力（燃料電池１と背圧弁５を結ぶ配管における実際の圧力）が目標圧力に到達するまでに要する時間（目標値到達時間）や目標圧力を中心とする各プロセス（例えば図４に示す変化（１）〜（４），（１）’〜（４）’）の変化時間を演算して時間管理している。なお、図４の各プロセスのプロセス圧力の変化（（１）〜（４），（１）’〜（４）’）の変化量は適宜変えることができる。制御部７は、最初に目標圧力から演算された設定圧力（パイロット圧力）をフィードフォワード分として背圧をフィードフォワード制御し、その後、プロセス圧力が目標圧力に到達するまでの間は目標圧力とプロセス圧力との差（偏差）に基づいて背圧弁５に対する設定圧力の操作量を非線形で修正制御している。
【００２７】
ここで、上記修正制御の内容について説明する。背圧を制御する場合、目標圧力に対する偏差量がプロセス圧力によって異なるため、本例では、制御部７が、例えば図４に示すように、目標圧力に近くプロセス圧力の変化がない範囲を中心として、所定の±偏差量を示す各プロセス（変化（１）〜（４），（１）’〜（４）’）における設定圧力の操作量（単位時間当りの変化量）を演算し、この演算した操作量によって背圧弁５の開度を制御している。具体的に、目標圧力に対して偏差量が大きい範囲のプロセス（例えば変化（４），（４）’）では設定圧力の操作量を大きくして背圧弁５の開度を制御し、目標圧力に対する偏差量が小さい範囲のプロセス（例えば変化（１），（１）’）では設定圧力の操作量を小さくして背圧弁５の開度を制御している。
【００２８】
なお、背圧弁５のバルブを手動操作する場合は、制御部７が管理する時間（目標値到達時間、各プロセスの変化時間）における偏差量に基づき、オペレータが背圧弁５のバルブの開度を調整する。例えば図２に示す構成の背圧弁５を採用した場合には、ネジ１８ａが切られたボルト１８を回してダイアフラム部１１の圧力を可変し、バルブの開度を調整することができる。
【００２９】
このように、本例の背圧弁制御装置２では、外部のパイロット圧力が設定できる背圧弁５を採用し、フィードフォワード制御と修正制御とからなる制御方式により、今までの不具合点を一気に解決している。
【００３０】
圧力制御を考える時、できるだけ早く昇圧するには、背圧弁５を閉止して目的の圧力（目標圧力）になるまで昇圧する。この場合、昇圧の割合はＰＶ＝圧力×「容積Ａ」＝流量（Ｑ１）×時間で示される。本例では、フィードフォワード制御と非線形（偏差量ゲイン可変）による修正制御とを組み合わせて背圧弁５の制御を行うことにより、制御性能の改善を実施した。
【００３１】
ここで、背圧弁５としてのダイアフラム弁の特性は図３に示すような概略２種類の関数で示すことができる。本例の背圧弁制御装置２では、上記関数を予め検証して、制御部７が目標圧力から設定圧力（パイロット圧力）を演算している。
【００３２】
そして、目標圧力に対するプロセス圧力の偏差に従って設定圧力の操作量を非線形で制御しており、この操作量の非線形化で安定時間の短縮と制御安定性を達成している。同時に、この設定圧力の操作量を非線形で操作する制御に時間的要素を加えてプロセスの安定性をより一層強化している。すなわち、フィードフォワード制御後、目標値到達（プロセス圧力の偏差量が次のプロセスの偏差量まで到達するまでの時間）が経過する直前で目標圧力に対するプロセス圧力の差（偏差）に応じて設定圧力の操作量を演算し、この演算された操作量で背圧弁５の開度を制御（修正制御）し、最終的な目標圧力を得ている。
【００３３】
次に、上記構成による背圧弁制御装置２の動作について説明する。例えばアクセルペダルの操作量等に応じた目標発電電流値（目標発電量）から燃料噴射量を算出し、この算出した燃料噴射量を燃料噴射指令として、例えば燃料供給部３等へ出力する。また、燃料噴射指令から発電電流指令を算出し、この算出した発電電流指令を直流交流変換装置６等に出力し、燃料電池１から出力される発電電流を制御する。
【００３４】
発電電流指令に基づいて目標アノード作動圧（燃料電池１の作動圧力）を算出する。なお、目標アノード作動圧は、燃料電池１の反応効率に応じて設定された所定の圧損、すなわち燃料電池１に供給される改質燃料の圧力と、燃料電池１から排出された排出燃料の圧力（背圧）との差に関する値であり、燃料電池１から出力される発電電流に対して所定の目標アノード作動圧が設定されている。また、燃料噴射指令及び発電電流指令に基づいて、排出燃料つまりオフガスの流量を算出する。
【００３５】
そして、本例では、図３に示す背圧弁５に関する操作信号（目標圧力）とプロセス圧力との関係に基づき、目標圧力（目標アノード作動圧）から設定圧力（パイロット圧力）を演算する。そして、背圧弁５を設定圧力に調整した後、背圧弁５のバルブを全閉した状態で、上記演算で得た設定圧力をフィードフォワード分として背圧をフィードフォワード制御する。これにより、背圧弁５は、プロセス圧力と設定圧力のバランスで制御され、流量変動に対してバルブ自身の自己平衡性を有するので、目標到達時間に近づくに連れ、プロセス圧力が設定圧力に近づく。ところが、外乱の影響により背圧弁５がヒステリシスの特性を持つため、所定時間（目標値到達時間）が経過してもプロセス圧力が目標圧力に安定せず、修正が必要となる。
【００３６】
そこで、本例では、プロセス圧力を目標圧力で安定させるための修正制御として、目標値到達時間の直前における偏差に応じて背圧弁５のバルブの開度を変えるための設定圧力の操作量を非線形で制御している。すなわち、フィードフォワード制御後、目標圧力に対するパイロット圧力の偏差量に従って設定圧力の操作量を演算し、この演算された操作量で背圧弁５のバルブの開度を調整している。
【００３７】
このように、本例の燃料電池の背圧弁制御装置では、制御ループの最短安定時間を目指して演算で算出された設定圧力（例えば図４の設定変化（１））をフィードフォワード分として出力し、その際にプロセスの変化時間を同時演算し、その時間（目標到達時間）が経過する直前で出力変更の修正制御を実施している。この制御方式の採用により、従来のＰＩＤ制御等のフィードバック制御と比較して、応答時間が早く、またオーバーシュートを低減し、系を短時間で安定させることができ、応答性・安定性の向上とともに装置導入後の調整工数の短縮に大きな効果を発揮した。具体的には、以下に示すような効果を奏する。
（１）従来に比べて装置導入後の調整工数を１／１０に短縮することができる。
（２）従来に比べて制御性の向上を図ることができる。具体的には、数リットル／ｍｉｎの低流量から数千リットル／ｍｉｎの大流量まで±５Ｋｐａの安定性を確保できた。
（３）従来（特願２００３−９１５６７の制御方式）に比べてオーバーシュートを１／３から１／５に低減し、格別の性能向上を図ることができる。
【００３８】
ここで、上記（２）の安定性に関して実験を試みたところ、図５に示すように、圧力（カソード背圧）の目標値を３０ＫＰａに設定し、流量を３０ｌ／ｍｉｎ→３００ｌ／ｍｉｎ→３０００ｌ／ｍｉｎ→４５００ｌ／ｍｉｎ→３０００ｌ／ｍｉｎ→３００ｌ／ｍｉｎ→３０ｌ／ｍｉｎとステップ状に変化させた場合、圧力（カソード背圧）を目標値３０ＫＰａに対して±３ＫＰａに安定させることができた。また、図６に示すように、流量の目標値を３０００ｌ／ｍｉｎに設定し、圧力（カソード背圧）を３０ＫＰａ→１００ＫＰａ→３００ＫＰａ→１００ＫＰａ→３０ＫＰａとステップ状に変化させた場合でも、流量を目標値３０００ｌ／ｍｉｎに対して低誤差で安定させることができた。
【００３９】
ところで、上述した形態では、外部のパイロット圧力を設定することができる自己平衡性を有する機械式背圧弁を採用しているが、この機械式背圧弁と従来のダイアフラム弁を並列接続して大流量制御する場合でも本例の背圧弁制御装置を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る燃料電池の背圧弁制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る背圧弁制御装置に採用される背圧弁の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る背圧弁制御装置の背圧弁の動作時の操作信号とプロセス圧力の関係を示す図である。
【図４】本発明に係る背圧弁制御装置によるプロセス圧力の変化と設定圧力の操作量の関係を示す模式図である。
【図５】本発明に係る背圧弁制御装置において圧力を一定として流量を変化させたときの試験結果の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る背圧弁制御装置において流量を一定として圧力を変化させたときの試験結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  燃料電池
１ａ  排出口
２  背圧弁制御装置
３  燃料供給部
４  酸化剤供給部
５  背圧弁
６  直流交流変換装置
７  制御部
１１  ダイアフラム部
１２  管体
１３  流路
１４  弁
１５  可動中心軸
１６  コイルスプリング（付勢手段）
１７  筒体
１８  ボルト（調整手段）
１８ａ  ネジ
２０  流量検出器
２１  第１の圧力検出器
２２  温度検出器
２３  負荷
２４  電流検出器
２５  第２の圧力検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006092855.tif 000005
【図４】
2006092855.tif 000006
【図５】
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【図６】
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