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公開番号2024103622
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-01
出願番号2024087564,2020201097
出願日2024-05-30,2020-12-03
発明の名称燃料電池システムおよび燃料電池船
出願人ヤンマーホールディングス株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20240725BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】不活性ガスの混入による燃料濃度の低下が燃料電池の発電に対して与える影響を軽減できる。
【解決手段】燃料電池システム5は、推進装置9または補機11に電力を供給する燃料電池51と、燃料ガスが流れる燃料ガス配管41と、燃料ガス配管41に接続され、燃料ガスのパージ時に不活性ガスが導入される不活性ガス配管43と、不活性ガス配管43に配置され、逆流を規制する逆流規制部31と、燃料ガスの流量を調節可能である流量調節部63と、燃料ガス配管41中への不活性ガスの混入を検出する検出部29と、流量調節部63を制御する制御部171とを備える。燃料ガスが燃料ガス配管41に供給されているときに、検出部29の検出結果が、不活性ガスの混入を示す場合、制御部171は、燃料電池51の燃料利用率が低減されるように流量調節部63を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
船体に推進力を発生させる推進装置、または船内に設けられた補機、に電力を供給する燃料電池と、
前記燃料電池に供給する燃料ガスが流れる燃料ガス配管と、
前記燃料ガス配管に接続され、不活性ガスによる前記燃料ガスのパージ時に前記不活性ガスが導入される不活性ガス配管と、
前記不活性ガス配管に配置され、前記不活性ガスおよび前記燃料ガスの逆流を規制する逆流規制部と、
前記燃料電池へ供給する前記燃料ガスの流量を調節可能な流量調節部と、
前記不活性ガスが前記不活性ガス配管から前記逆流規制部を通って前記燃料ガス配管中の前記燃料ガスに混入したことを検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記燃料ガスの流量を調節するように前記流量調節部を制御する制御部と
を備え、
前記燃料ガスが前記燃料ガス配管に供給されているときに、前記検出部の検出結果が、前記不活性ガスが前記燃料ガスに混入したことを示す場合、前記制御部は、前記燃料電池の燃料利用率が低減されるように前記流量調節部を制御する、燃料電池システム。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
前記燃料ガスが前記燃料ガス配管に供給されているときに、前記検出部の検出結果が、前記不活性ガスが前記燃料ガスに混入したことを示す場合、前記制御部は、前記不活性ガスが前記燃料ガスに混入する前よりも前記燃料利用率が低減されるように前記流量調節部を制御する、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料ガスが前記燃料ガス配管に供給されているときに、前記検出部の検出結果が、前記不活性ガスが前記燃料ガスに混入したことを示す場合、
前記制御部は、
前記燃料ガス配管の流路容積と、前記燃料ガスを貯留する燃料ガスタンクの容積と、前記不活性ガス配管の流路容積とに基づいて、前記燃料電池の前記燃料利用率の低減率を算出し、当該低減率に応じて前記燃料利用率が低減されるように前記流量調節部を制御する、請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システムと、
前記船体と、
前記推進装置と、
前記補機と
を備える、燃料電池船。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムおよび燃料電池船に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている舶用防爆パージガス供給システムは、水素源供給管と、燃料電池と、圧縮機と、窒素ガス発生装置と、窒素ガスパージ手段とからなる。水素源供給管は、液化石油ガス、液化石油ガス、液化天然ガス、石油類、アルコール類、および、水素などの易爆発性物質の船内貯蔵庫に接続され、燃料電池に易爆発性物質を供給するための管路である。船内貯蔵庫は、易爆発性物質を貯蔵するので、防爆を担保するために窒素ガスによるパージを要する。燃料電池は、水素ガスによって電力を発生させる。圧縮機は、燃料電池が排気する窒素リッチガスを圧縮する。窒素ガス発生装置は、圧縮機が吐出する窒素リッチガスを原料とする。窒素ガスパージ手段は、窒素ガス発生装置が発生させる窒素ガスを船内貯蔵庫に防爆目的で供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－２２５１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料電池で駆動する燃料電池船では、燃料ガスタンクの保守および点検のために、燃料ガスタンクの燃料ガスを不活性ガスでパージすることが要求される場合がある。そして、パージ後に燃料ガスが燃料ガスタンクに充填される。
【０００５】
しかしながら、不活性ガス配管および燃料ガス配管の内圧によっては、不活性ガス配管に残留した不活性ガスが、燃料ガス配管に流入し、燃料ガスに混入する可能性がある。その結果、燃料ガスの燃料濃度が低下して、燃料電池の発電性能が低下する可能性がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、不活性ガスの混入による燃料濃度の低下が燃料電池の発電に対して与える影響を軽減できる燃料電池システムおよび燃料電池船を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面によれば、燃料電池システムは、燃料電池と、燃料ガス配管と、不活性ガス配管と、逆流規制部と、流量調節部と、検出部と、制御部とを備える。前記燃料電池は、船体に推進力を発生させる推進装置、または船内に設けられた補機、に電力を供給する。前記燃料ガス配管は、前記燃料電池に供給する燃料ガスが流れる。前記不活性ガス配管は、前記燃料ガス配管に接続され、不活性ガスによる前記燃料ガスのパージ時に前記不活性ガスが導入される。前記逆流規制部は、前記不活性ガス配管に配置され、前記不活性ガスおよび前記燃料ガスの逆流を規制する。前記流量調節部は、前記燃料電池へ供給する前記燃料ガスの流量を調節可能である。前記検出部は、前記不活性ガスが前記不活性ガス配管から前記逆流規制部を通って前記燃料ガス配管中の前記燃料ガスに混入したことを検出する。前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記燃料ガスの流量を調節するように前記流量調節部を制御する。前記燃料ガスが前記燃料ガス配管に供給されているときに、前記検出部の検出結果が、前記不活性ガスが前記燃料ガスに混入したことを示す場合、前記制御部は、前記燃料電池の燃料利用率が低減されるように前記流量調節部を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、不活性ガスの混入による燃料濃度の低下が燃料電池の発電に対して与える影響を軽減できる燃料電池システムおよび燃料電池船を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態１に係る燃料電池船の概略構成を示す図である。
実施形態１に係る燃料電池システムおよび燃料ガス供給システムを示すブロック図である。
実施形態１に係る燃料ガス調節方法を示すフローチャートである。
実施形態１の変形例に係る燃料ガス調節方法を示すフローチャートである。
本発明の実施形態２に係る燃料電池システムおよび燃料ガス供給システムを示すブロック図である。
本発明の実施形態３に係る燃料電池システムおよび燃料ガス供給システムを示すブロック図である。
本発明の実施形態４に係る燃料電池システムおよび燃料ガス供給システムを示すブロック図である。
本発明の実施形態５に係る燃料電池システムおよび燃料ガス供給システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
（【００１１】以降は省略されています）

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