[发明专利]燃料供应系统、燃料电池系统以及它们的运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含供应烃系气体燃料(城市燃气、LPG等)的燃料供应装置而构成的燃料供应系统或者燃料电池系统，特别是，涉及控制气体燃料的供应量的技术。

背景技术

在燃料供应系统中，将测量气体燃料的流量的流量计配置于气体燃料的供应路径，基于测量流量对燃料的供应量进行反馈控制或将其用作其它控制的参数。作为上述流量计，一般使用作为质量流量计的热式流量计。这是因为，热式流量计的小型化是容易的，另外，在小型的基础上还具有响应性好的特点。

但是，由于气体燃料的性状(组分、热量)会变化，因而无法进行满意的控制。特别是在使用源自天然气的城市燃气的情况下，经常会有以下情况：根据燃气公司的不同，另外即使燃气公司相同也会根据地域的不同，而有时组分、热量不同，而且，根据从供应源起的路径、距离的不同，有时会因中途的空气的混入等而导致组分不同。这样，当燃料的性状、特别是组分不同时，热式流量计无法表示准确的值，难以进行合适的控制。

作为现有技术，有专利文献1～3所述的技术。

(1)专利文献1

在使用了热式流量传感器的涡街流量计中，自动判别在流路内流通的气体种类。因此，将被测定气体的质量流量与流到发热电阻体的电流值的关联信息按每个气体种类存储，根据斯特劳哈尔数与气体种类无关而为恒定的流动区域中的质量流量及此时的电流值，基于上述关联信息，判别被测定气体的种类。判别后，基于气体种类所特有的校正系数校正质量流量，由此，能高精度地检测质量流量。

(2)专利文献2

在混合多个容器的气体进行供应的情况下，根据各个容器的重量减少量测定所混合的气体的流量，预先计算混合气体的组分，由此，取得对热式流量计的换算系数，从而能进行混合气体的质量流量的精密测定。

(3)专利文献3

作成表示未知组分的燃料的性状的特性图，将由该特性图示出的未知组分的燃料的特性曲线与已知组分的燃料的特性曲线进行比较，确定未知的燃料的组分。作为燃料的性状，使用空气比与排放气体氧浓度的特性即排气A/F相对于吸气A/F的关系。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报：特开2011-203075号

专利文献2：日本公开专利公报：特开2007-024511号

专利文献3：日本公开专利公报：特开2004-011487号

发明内容

发明要解决的问题

然而，现有技术有如下问题。

(1)专利文献1

仅能够在斯特劳哈尔数为恒定的流动区域中判别气体种类。另外，仅能够判别已预先存储有信息的气体种类，因此，无法对应气体组分的动态变化。

(2)专利文献2

需要预先取得混合气体的组分，在无法取得组分的情况下，无法对应。

(3)专利文献3

为了确定燃料组分而需要使燃料反应(燃烧)一次，不仅是只能用于燃烧等用途，还无法在运转开始前把握燃料组分。另外，为了取得用于确定燃料组分的数据而需要使A/F摆动，有可能成为如下状况：不得不从调整不当的状态开始运转。

本发明是鉴于这种实际情况而完成的，虽然热式流量计的小型化是容易的，另外在小型的基础上还具有响应性好的特点，但当燃料的性状、特别是组分不同时，无法表示准确的值，难以进行合适的控制，因此，本发明的课题在于，提供即使在燃料的性状发生了变化的情况下也能够进行合适的控制的燃料供应系统。

另外，本发明的课题不仅在于提供通用的燃料供应系统，还在于提供将气体燃料改性后使用的燃料电池系统。

用于解决问题的方案

本发明的燃料供应系统包含燃料供应装置、流量计以及控制装置而构成，上述燃料供应装置向供应对象供应烃系气体燃料，上述流量计测量由上述燃料供应装置供应的上述气体燃料的流量，上述控制装置被输入上述流量计的信号而控制上述燃料供应装置的供应量。

在此，具备热式流量计和能不依赖于上述气体燃料的组分地测量流量的不依赖组分式流量计作为上述流量计。