(57)【要約】【課題】空気供給路を流れる流速を制御するために、流量計を複数個配設すると、設置スペースが大きくなり、コストが高くなるおそれがあった。【解決手段】  燃料電池セルと、流体を前記燃料電池セルに向けて供給する、第１の流体ラインと、第１の流体ラインにおける流体の供給量を計測する流量計と、  流体を燃料電池セルに向けて供給する、第２の流体ラインであって、第２の流体ラインにおける流体の供給量を計測する流量計を有しない、第２の流体ラインと、流量計の計測結果に基づいて、第２の流体ラインにおける流体の供給量を制御する、少なくとも１つのプロセッサと、を備えることにより、流量計の数を減らすことができる。【選択図】      図１
2018106909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルと、
流体を前記燃料電池セルに向けて供給する、第１の流体ラインと、
前記第１の流体ラインにおける流体の供給量を計測する流量計と、
流体を前記燃料電池セルに向けて供給する、第２の流体ラインであって、前記第２の流体ラインにおける流体の供給量を計測する流量計を有しない、第２の流体ラインと、
前記流量計の計測結果に基づいて、前記第２の流体ラインにおける流体の供給量を制御する、少なくとも１つのプロセッサと、を含む、燃料電池装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのプロセッサにもとづき前記第２の流体ラインの流体の供給量を調節する調節ユニットを、さらに含み、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記調節ユニットの動作パラメータを制御することで流体の供給量を制御する、請求項１記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記調節ユニットが第２の調節ユニットであるとき、
前記少なくとも１つのプロセッサにもとづき前記第１の流体ラインの流体の供給量を調節する第１の調節ユニットを、さらに含み
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記第１の調節ユニットの動作パラメータを制御することで流体の供給量を制御する、請求項２記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記第１の流体ラインと前記第２の流体ラインは、それぞれ実質的に同じ流路特性を備え、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記第２の調節ユニットの動作パラメータを、前記第１の調節ユニットの動作パラメータと等しくなるように制御する、請求項３記載の燃料電池装置。
【請求項５】
前記流路特性は、動作パラメータと流量との関係を含む、請求項４記載の燃料電池装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記流量計の計測結果に基づいて前記第１の流体ラインと前記第２の流体ラインそれぞれの流体の供給量を算出し、
算出した前記第１の流体ラインと前記第２の流体ラインそれぞれの流体の供給量に基づいて、前記第１の流体ラインと前記第２の流体ラインの流体の供給量を制御する、請求項３記載の燃料電池装置。
【請求項７】
前記流体は、酸素を含有するガスを含む、請求項１乃至６のいずれか記載の燃料電池装置。
【請求項８】
前記流体は、水を含有する液体を含む、請求項１乃至６のいずれか記載の燃料電池装置。
【請求項９】
前記流体は、炭化水素を含有するガスを含む、請求項１乃至６のいずれか記載の燃料電池装置。
【請求項１０】
水蒸気改質を行なうための改質器をさらに含み、
前記改質器は、前記第１の流体ラインおよび前記第２の流体ラインと、前記燃料電池セルと、の間に位置する、請求項９記載の燃料電池装置。
【請求項１１】
燃料電池セルと、
流体を前記燃料電池セルに向けて供給する、第１の流体ラインと、
前記第１の流体ラインにおける流体の供給量を計測する流量計と、
流体を前記燃料電池セルに向けて供給する、第２の流体ラインであって、前記第２の流体ラインにおける流体の供給量を計測する流量計を有しない、第２の流体ラインと、
プロセッサと、を備えた燃料電池装置の制御方法であって、
前記プロセッサは、前記流量計の計測結果に基づいて、前記第２の流体ラインにおける流体の供給量を制御する、燃料電池装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施態様は、燃料電池装置および燃料電池装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス（水素含有ガス）と空気（酸素含有ガス）とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを収納容器内に収納した燃料電池装置が種々提案されている。
【０００３】
燃料電池装置は、収納容器内にセルスタック装置および改質器が収納された燃料電池モジュールを有し、セルスタック装置に酸素含有ガス（空気）を供給するための流路および外部へと排気ガスを排出するための流路が、予め収納容器内に形成されている（例えば、特許文献１を参照）。このような燃料電池装置に補機および燃料、空気、水など供給する供給管を接続して構成された燃料電池装置が知られている。
【０００４】
また、燃料電池の出力を大きくするために、十分な量の燃料ガスを送り込こめるように、複数のガス供給流路を並行して配置した燃料電池装置が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５８５２７号公報
【特許文献２】特開２００６−２１６２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
燃料、空気、水などの流体を供給するための流体ラインを複数有する燃料電池装置において、それぞれのラインに流量計を配置しなければならず、流量計が増えると、コストがかかる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の燃料電池装置は、燃料電池セルと、流体を前記燃料電池セルに向けて供給する、第１の流体ラインと、第１の流体ラインにおける流体の供給量を計測する流量計と、流体を燃料電池セルに向けて供給する、第２の流体ラインであって、第２の流体ラインにおける流体の供給量を計測する流量計を有しない、第２の流体ラインと、流量計の計測結果に基づいて、第２の流体ラインにおける流体の供給量を制御する、少なくとも１つのプロセッサと、を含む。
【０００８】
本開示の燃料電池装置の制御方法は、燃料電池セルと、流体を前記燃料電池セルに向けて供給する、第１の流体ラインと、前記第１の流体ラインにおける流体の供給量を計測する流量計と、流体を前記燃料電池セルに向けて供給する、第２の流体ラインであって、前記第２の流体ラインにおける流体の供給量を計測する流量計を有しない、第２の流体ラインと、プロセッサと、を備えた燃料電池装置の制御方法であって、前記プロセッサは、前記流量計の計測結果に基づいて、前記第２の流体ラインにおける流体の供給量を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の燃料電池装置および燃料電池装置の制御方法によれば、複数の流体ラインを１つの流量計の測定値に基づいて制御することができるので、流量計の数を減らすことができ、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の燃料電池装置の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の燃料電池装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の燃料電池装置の制御方法の他の一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の燃料電池装置の他の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を用いて本実施形態の一例である燃料電池装置について説明する。燃料電池装置１は、燃料電池セル(Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ)を備えており、水素を用いて空気中の酸素との化学反応により直流の電力を発電する。以下の具体例では、燃料電池セルとして、ＳＯＦＣ（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）が挙げられる。燃料電池セルは、他に、ＰＥＦＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ   Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）、ＭＣＦＣ（Ｍｏｌｔｅｎ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）等が挙げられる。燃料電池セルは、水素と空気中の酸素との化学反応により発電を行う。発電に用いる水素に関しては、直接貯蔵して燃料電池に供給する形態でも、炭化水素ガスとして貯蔵して改質により水素を生成して燃料電池に供給する形態であってもよい。
【００１２】
本実施例においては、複数の流路を用いて供給する流体の具体例は空気である。調節ユニットの具体例としてブロアが挙げられる。供給する流体が水の場合は、調節ユニットとして、例えば、ハイセラポンプを配設すればよく、供給する流体が燃料ガスの場合は、調節ユニットとして、例えば、ダイアフラムポンプを配設すればよい。調節ユニットの動作状態を示すとともに制御の対象となる指標が動作パラメータである。ブロアまたはハイセラポンプの場合、動作パラメータは、回転数であってもよい。また、ダイアフラムポンプの場合、動作パラメータは単位時間当たりの動作回数であってもよい。そして、水またはガスの供給路を図１に示す空気の供給路と同様の配置にすれば、燃料電池装置への水またはガスの供給に関し、同様の効果を得ることができる。
【００１３】
本実施形態の燃料電池装置１は、改質器１６およびセルスタック１７を含む燃料電池モジュール１０と、燃料電池モジュール１０に接続された空気供給ライン２０と、その他の補機を含む。セルスタック１７は、発電を行う燃料電池セルを複数個直列に配列して、燃料ガスを各燃料電池セルに供給できるようにした構造であってもよい。燃料電池装置１の構成によっては、燃料電池モジュール１０の内部に含まれる装置の構成は変わることがあり、セルスタックに限定されず、少なくとも発電を行うための燃料電池セルを有していればよい。
【００１４】
図１における燃料電池モジュール１０は、筐体１１内に配設されたセルスタック１７において燃料ガスと空気（酸素含有ガス）とを反応させて発電を行う。なお、本実施態様の燃料電池装置は、筺体１１と、その内部に位置するセルスタック１７と改質器１６と、を含む燃料電池モジュール１０を有しているが、燃料電池モジュールは本実施態様において必須構造ではなく、例えば、筺体１１を有さず、補機などを収納する容器に、セルスタック１７を有していてもよい。原燃料ガスは燃料ガス供給路１４から導入される。炭化水素を含有する原燃料ガスを改質器１６で水蒸気改質するための水は水供給路１５から導入される。酸素含有ガスである空気は吸気口１２から燃料電池モジュール１０内に導入される。燃料ガス供給路１４から導入された原燃料ガスは改質器で水と反応して水素を含む燃料ガスとなり、吸気口１２から導入された空気と反応して発電する。空気と燃料ガスとが反応すると排ガスが生じる。排ガスは排気口１３から大気中に放出される。
【００１５】
燃料電池モジュール１０の吸気口１２には、空気供給ライン２０が接続されている。空気供給ライン２０は、複数のＮ本の流体ラインである空気供給路２１１〜２１Ｎ（まとめて空気供給路２１ということがある。以下同様）と、空気供給路２１のそれぞれの下流側と燃料電池モジュール１０とを接続する共通流路２２とを含んでいる。共通流路２２は、空気供給路２１１〜２１Ｎのそれぞれからの空気を合流させて燃料電池モジュール１０に空気を供給する。
【００１６】
空気供給路２１１〜２１Ｎのそれぞれの吸気口にはフィルタ２３１〜２３Ｎが設けられている。フィルタ２３１〜２３Ｎによって外気を含まれる塵またはほこりが空気供給路２１に侵入することを低減することができる。空気供給路２１１〜２１Ｎは、外部から空気を取り込む調節ユニットであるブロア２４１〜２４Ｎをそれぞれ備えている。本実施形態のブロアには、例えば、ターボファンなどの他の空気供給手段も含まれる。
【００１７】
空気供給路２１１のブロア２４１と共通流路２２との間に流量計２５が配設されている。流量計は、その他の空気供給路２１２〜２１Ｎには設けられていない。流量計２５は、空気供給路２１１を流れる空気の流量を測定することができる。すなわち、空気供給路２１は、流量計が設置された第１の流体ラインである空気供給路２１１と、流量計が設置されていない第２の流体ラインである空気供給路２１２〜２１Ｎとを含んでいる。第１の流体ラインは少なくとも１つあればよく、複数個あっても良い。
【００１８】
燃料電池装置１は、以下にさらに詳細に述べられるように、種々の機能を実行するための制御および処理能力を提供するために、少なくとも１つのプロセッサ３０を含む。種々の実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサ３０は、単一の集積回路（ＩＣ）として、又は複数の通信可能に接続された集積回路ＩＣ及び／又はディスクリート回路（discrete circuits）として実行されてもよい。少なくとも１つのプロセッサ３０は、種々の既知の技術に従って実行されることが可能である。
【００１９】
ある実施形態において、プロセッサ３０は、１以上のデータ計算手続又は処理を実行するために構成された１以上の回路又はユニットを含む。例えば、プロセッサ３０は、１以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらのデバイス若しくは構成の任意の組み合わせ、又は他の既知のデバイスおよび構成の組み合わせを含み、以下に説明される機能を実行してもよい。
【００２０】
プロセッサ３０は、燃料電池モジュール１０の内部の改質器１６またはセルスタック１７を制御するとともにそれらから必要な情報を集めて燃料電池モジュール１０を監視している。また、プロセッサ３０は、流量計２５の値を収集して空気供給路２１１を流れる空気の流量を監視している。また、プロセッサ３０は、ブロア２４１〜２４Ｎの動作パラメータである回転数を収集して監視するとともに、ブロア２４１〜２４Ｎの回転数を制御することによって、空気供給路２１１〜２１Ｎそれぞれの空気供給量を制御することができる。すなわち、プロセッサ３０は、流量計２５の計測結果に基づいて複数の空気供給路２１それぞれの空気供給量を制御する。
【００２１】
プロセッサ３０は、燃料電池モジュール１０の筐体１１内に配設しても良いし、筐体１１の外に配設しても良い。また、空気供給ライン２０の、一部または全部を燃料電池モジュール１０の筐体１１内に設ける構成も可能である。
【００２２】
燃料電池装置は、空気を供給するために、ブロアを設置した空気供給路を燃料電池モジュールの空気供給口に接続し、ブロアを動作させることによって燃料電池モジュールに空気を供給している。出力の高い燃料電池装置は、多くの燃料電池セルスタックに空気を供給する必要があるため、空気供給能力の高い大型のブロアが必要になる。ブロアが大型化するとブロアが高価になる。燃料電池装置の出力を高めるために、空気、水や燃料ガスなどの流体を大量に燃料電池モジュールに供給するために、供給ラインにおいて、供給経路を並列化して、それぞれの経路に小型のブロアやポンプなどの調節ユニットを配設した場合、複数の流路を流れる流体の流速を制御するために、それぞれの流路に流量計を配置しなければならず、コストが高くなる傾向があった。また、流量計が増えると、燃料電池装置の大きさが大きくなり、設置面積が大きくなる場合も考えられる。
【００２３】
複数の空気供給路のうちの１つの空気供給路に配設した流量計の計測結果に基づいてブロアを制御することによって、各空気供給路に流量計を配設した燃料電池装置に比べて流量計の数を減らすことができ、燃料電池装置のコストダウンを実現することができる。また、流量計を設置する容積を抑制できる場合もあり、その場合、燃料電池装置の大型化を抑制することができる。
【００２４】
例えば、流量計を共通流路に配設することも考えられるが、共通流路は、多数の空気供給路からの空気が合流する箇所であり、気流を安定させにくい。また、共通流路は、燃料電池モジュールに近く、燃料電池モジュールの圧力変化の影響を受けるので、安定した流量の測定が難しい。そのため、燃料電池モジュールの安定した制御が難しくなる。そこで、共通流路２２よりも燃料電池モジュール１０から離れた空気供給路２１の１つに流量計を配設することによって、流れが安定した箇所で流量を測定することができ、安定した燃料電池モジュール１０の制御を実現することができる。
【００２５】
図１においては、１つの空気供給路２１１を流れる空気を流量計２５で測定してその測定結果に基づいて全てのブロワの制御を行う例を示したが、例えば、流量計を複数個（Ｎ個未満）置いてそれらの測定結果に基づいて、全てのブロアの制御を行っても良い。この場合、複数の流量計に基づいて流量制御を行うので精度の向上が期待できる。１つの流量計に不具合が生じても他の流量計が補完できるので、信頼性の高い燃料電池装置が実現することができる。すなわち、複数の第１の流体ラインを用いて第２の流体ラインにおける流体の供給量を制御しても良い。
【００２６】
また、空気供給路２１を複数のグループに分けてグループごとに流量計を１つ配置し、空気供給路のグループ毎に各々設置した流量計の測定結果に基づいて、流量制御を行っても良い。すなわち、流体ラインのグループ毎に第１の流体ラインを配設して、各グループの第２の流体ラインにおける流体の供給量を制御しても良い。
【００２７】
図２は、本実施形態の燃料電池装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。図２のフローチャートに示される制御例においては、流体ラインである空気供給路２１１〜２１Ｎは、同じ流路特性を備えていてもよいが、同じ流路特性を備えていなくても良い。流路特性とは、例えば、水、燃料、ガスなどの流体供給路の形状、材質、設置位置などによって定まる特性であって、調節ユニットの動作パラメータと流量との関係を示す。例えば、違う流路特性の空気供給路であれば、同じブロアを用いて同じ動作パラメータ（回転数）で動作させてもそれぞれ違う流量が空気供給路に流れる。そこで、流路特性を用いてプロセッサがブロアの回転数を制御することにより、それぞれの空気供給路の流速を同じに制御することができる。「実質的に同じ流路特性」とは、動作パラメータまたは流量が、±１０％の範囲内のものをいう。
【００２８】
プロセッサ３０は、燃料電池モジュール１０の稼動情報を取得する（ステップＳ０１）。稼動情報とは、燃料電池モジュール１０の発電量、セルスタックの温度、圧力、外部からの指示等である。なお、稼働情報として圧力が用いられる場合は、例えば、圧力センサがセルスタックの近傍に位置してもよい。続いて、プロセッサ３０は、燃料電池モジュール１０の取得した稼動情報に基づいて燃料電池モジュール１０に投入すべき空気量である空気投入必要量を算出する（ステップＳ０２）。
【００２９】
続いてプロセッサ３０は、算出した空気投入必要量に基づいて空気供給路２１１〜２１Ｎそれぞれから供給すべき空気流量を算出し、算出した値に基づいて調節ユニットであるブロア２４１〜２４Ｎそれぞれの回転数を算出し、ブロア２４１〜２４Ｎの回転数が算出した値になるように制御する（ステップＳ０３）。
【００３０】
続いてプロセッサ３０は、第１の調節ユニットであるブロア２４１の回転数と流量計２５の測定された流量を取得し、ステップＳ２で算出した空気投入量に対応した流量になっているかどうか確認し、フィードバック制御によって、流量計２５の値が制御目標の値になるように、ブロア２４１の回転数を補正するように制御する（ステップＳ０４）。
【００３１】
続いてプロセッサ３０は、補正したブロア２４１の回転数に基づいて、第２の調節ユニットであるブロア２４２〜２４Ｎのそれぞれの適正回転数を算出する。例えば、各空気供給路間で流路特性が異なる場合には、ブロア２４１の回転数から２４２〜２４Ｎの回転数をそれぞれ求めることができる算出式または算出テーブルをプロセッサ３０内に準備しておき、その算出式または算出テーブルに基づいてブロア２４２〜２４Ｎの適正回転数を算出する（ステップＳ０５）。
【００３２】
続いてプロセッサ３０は、ブロア２４２〜２４Ｎの回転数を計測し（ステップＳ０６）、ステップＳ５で算出した適正回転数と比較する（ステップＳ０７）。適正な回転数であった場合には、そのブロアの回転数を維持する（ステップＳ０８）。適正な回転数でなかった場合おいて（ステップＳ０９）、ブロアの回転数が適正回転数よりも大きかった場合には、そのブロアに対応する制御信号電圧を下げてブロアの回転数を下げる（ステップＳ１０）。ブロアの回転数が適正回転数よりも小さかった場合には、そのブロアに対応する制御信号電圧を上げてブロアの回転数を上げる（ステップＳ１１）。このようなブロア回転数の制御をブロア２４２〜２４Ｎに対して行って、全てのブロアを適正回転数に近づける。このように、プロセッサ３０は、第１の調節ユニットの制御結果に基づいて第２の張背ユニットの動作パラメータを制御する。
【００３３】
本実施の形態においては、制御信号電圧を上げてブロアの回転数を上げ、制御信号電圧を下げて、ブロアの回転数を下げているが、制御信号の形態は、他の形態を適宜選択することができる。例えば、制御信号として電流値を変化させて回転数を制御する形態も可能である。
【００３４】
このように図２のフローチャートに示されるような制御を行うプロセッサ３０は、流量計２５が配設された空気供給路２１１のブロア２４１の動作パラメータである回転数と、流量計２５の流量を取得し、取得した回転数と流量とに基づいて、複数の空気供給路２１２〜２１Ｎのブロア２４２〜２４Ｎの適正回転数を算出し、ブロア２４２〜２４Ｎの回転数を適正回転数に制御する。このことによって、１つの流量計で安定した燃料電池装置の制御を実現することができる。
【００３５】
図３は、本実施形態の燃料電池装置の制御方法の他の一例を示すフローチャートである。図３のフローチャートに示される制御例において、第２の流体ラインである空気供給路２１２〜２１Ｎは、第１の流体ラインである空気供給路２１１と実質的に同じ流路特性を備えている。ここで実質的に同じ流路特性の空気供給路とは、空気供給路に配設されたブロアを同じ回転数で動作させたとき、ほぼ同じ流量が得られる流路をいう。このような空気供給路の構成の場合、流量計のある空気供給路のブロアの回転数を制御して、他の空気供給路のブロアの回転数を流量計のある空気供給路のブロアの回転数に一致させるように制御すれば良い。
【００３６】
プロセッサ３０は、燃料電池モジュール１０の稼動情報を取得する（ステップＳ２１）。稼動情報とは、燃料電池モジュール１０の発電量、セルスタック装置の温度、圧力、外部からの指示等である。なお、稼働情報として圧力が用いられる場合は、例えば、圧力センサがセルスタックの近傍に位置してもよい。プロセッサ３０は、燃料電池モジュール１０の取得した稼動情報に基づいて燃料電池モジュール１０に投入すべき空気量である空気投入必要量を算出する（ステップＳ２２）。
【００３７】
続いてプロセッサ３０は、算出した空気投入必要量に基づいて空気供給路２１１の空気流量を算出し、算出した値に基づいて第１の調節ユニットであるちブロア２４１の回転数を算出し、ブロア２４１〜２４Ｎの動作パラメータである回転数が算出した値になるように制御する（ステップＳ２３）。空気供給路２１１〜２１Ｎの流路特性は同じであるから、ブロア２４１〜２４Ｎの回転数は全く同じである。したがって、第２の調節ユニットであるブロア２４２〜２４Ｎの回転数はブロア２４１の回転数と同じになるように制御される。
【００３８】
続いてプロセッサ３０は、ブロア２４１の回転数と流量計２５の測定された流量を取得し、ステップＳ２２で算出した空気投入量に対応した流量になっているかどうか確認し、フィードバック制御によって、流量計２５の値が制御目標の値になるように、ブロア２４１の回転数を補正するように制御する（ステップＳ２４）。
【００３９】
続いてプロセッサ３０は、補正したブロア２４１の回転数に基づいて、ブロア２４２〜２４Ｎの回転数を同じになうように制御する。プロセッサ３０は、ブロア２４２〜２４Ｎの回転数を計測し（ステップＳ２５）、ブロア２４１の回転数と比較する（ステップＳ２６）。適正な回転数であった場合には、そのブロアの回転数を維持する（ステップＳ２７）。適正な回転数でなかった場合おいて（ステップＳ２８）、ブロアの回転数がブロア２４１の回転数よりも大きかった場合には、そのブロアに対応する制御信号電圧を下げてブロアの回転数を下げる（ステップＳ２９）。ブロアの回転数が適正回転数よりも小さかった場合には、そのブロアに対応する制御信号電圧を上げてブロアの回転数を上げる（ステップＳ３０）。このようなブロア回転数の制御をブロア２４２〜２４Ｎに対して行って、全てのブロアの回転数をブロア２４１の回転数と同じになるように制御する。
【００４０】
このように、複数の空気供給路２１１〜２１Ｎは、それぞれ実質的に同じ流路特性を備え、プロセッサ３０は、流量計２５の計測結果に基づいて、流量計２５が配設された空気供給路２１１のブロア２４１の回転数を制御し、複数の空気供給路のうちの流量計が配設されていない空気供給路２１２〜２１Ｎのブロア２４２〜２４Ｎの回転数を、流量計２５が配設された空気供給路２１１のブロア２４１の回転数と等しくなるように制御する。
【００４１】
実質的に同じ流路特性の空気供給路を備えることによって、空気供給路の流量を測定および制御して、その結果を他の空気供給路に適用して制御できるので、制御手段をより簡略化することができ、コストダウンを図ることができる。
【００４２】
図４は、本実施形態の燃料電池装置の他の一例を示すブロック図である。図１においては、流体ラインである空気供給路を複数本も設けたのに対し、本例においては、流体ラインである燃料供給路を複数本設けた点が異なる。
【００４３】
その他の燃料電池装置１に含まれる燃料電池モジュール１０の構成は、図１に示される実施形態と同様である。燃料電池モジュールには、燃料供給ライン４０が接続され、燃料電池モジュール１０に燃料ガスを供給している。燃料供給ライン４０は、複数のＮ本の流体供給路である燃料供給路４１１〜４１Ｎと、燃料供給路４１のそれぞれの下流側と燃料電池モジュール１０とを接続する共通流路４２とを含んでいる。共通流路４２は、燃料供給路４１１〜４１Ｎのそれぞれからの原燃料ガスを合流させて燃料電池モジュール１０に燃料ガスを供給する。燃料電池モジュール１０は、改質器１６およびセルスタック装置１７を含んでいる。改質器１６は、燃料供給ライン４０とセルスタック装置１７の間に位置している。燃料供給ライン４０から供給された原燃料ガスは、改質器に流入し、水供給路１５からの水と反応して水蒸気改質が行われ、水素を含む燃料ガスとなってセルスタック装置１７に供給される。すなわち、改質器１６は、第１の流体ラインである燃料供給路４１１および第２の流体ラインである４１２〜４１Ｎと、燃料電池セルとの間に位置している。
【００４４】
燃料供給路４１１〜４１Ｎのそれぞれの上流側はガス供給源に接続されている。燃料供給路４１１〜４１Ｎは、燃料を導入するための調節ユニットであるポンプ４３１〜４３Ｎをそれぞれ備えている。
【００４５】
第１の流体ラインである燃料供給路４１１の第１の調節ユニットであるポンプ４３１と共通流路４２との間に流量計４４が配設されている。流量計は、第２の流体ラインである燃料供給路４１２〜４１Ｎには設けられていない。流量計４４は、燃料供給路４１１を流れる燃料ガスの流量を測定することができる。
【００４６】
プロセッサ３０は、燃料電池モジュール１０を制御するとともに燃料電池モジュール１０から必要な情報を集めて燃料電池モジュール１０を監視している。また、プロセッサ３０は、流量計４４の値を収集して燃料供給路４１１を流れる燃料の流量を監視している。また、プロセッサ３０は、ポンプ４３１〜４３Ｎの動作パラメータである回転数を収集して監視するとともに、ポンプ４３１〜４３Ｎの回転数を制御することによって、燃料供給路４１１〜４１Ｎそれぞれの燃料供給量を制御することができる。すなわち、プロセッサ３０は、流量計４４の計測結果に基づいて複数の燃料供給路４１それぞれの燃料ガス供給量を制御する。図４に示した燃料電池装置においても、図２、図３のフローチャートに示されるのと同様の制御によって、燃料ガスの流量制御ができる。
【００４７】
このように複数の燃料供給路のうちの１つの燃料供給路に配設した流量計の計測結果に基づいて全てのポンプを制御することによって、各燃料供給路に流量計を配設した燃料電池装置に比べて流量計の数を減らすことができるので、燃料電池装置のコストダウンを実現することができる。また、流量計を設置する容積を抑制できるので、燃料電池装置の大型化を抑制することができる。
【００４８】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１      燃料電池装置
１０    燃料電池モジュール
２０    空気供給ライン
２１    空気供給路
２１１〜２１Ｎ    空気供給路
２２    共通流路
２４１〜２４Ｎ  ブロア
２５    流量計
３０    プロセッサ
４０    燃料供給ライン
４１    燃料供給路
４１１〜４１Ｎ    燃料供給路
４２    共通流路
４３１〜４３Ｎ  ポンプ
４４  流量計
【図１】
2018106909.tif 000003
【図２】
2018106909.tif 000004
【図３】
2018106909.tif 000005
【図４】
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