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JP6684491B2 - Temperature / humidity adjustment device, humidity adjustment device, aptitude diagnosis device, temperature / humidity adjustment method, aptitude diagnosis method and program - Google Patents
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Description

本発明は、温湿度調整装置、湿度調整装置、適性診断装置、温湿度調整方法、適性診断方法及びプログラムに関し、特に、気体の温度及び湿度を調整する温湿度調整装置等に関する。   The present invention relates to a temperature / humidity adjusting device, a humidity adjusting device, an aptitude diagnosing device, a temperature / humidity adjusting method, an aptitude diagnosing method and a program, and more particularly to a temperature / humidity adjusting device for adjusting the temperature and humidity of a gas.

燃料電池自動車に使用される水素燃料中に一酸化炭素などの不純物が混入している場合、燃料電池自動車の電池性能劣化等に影響を与えることが確認されている。そのため、水素ステーションにおける水素燃料の品質管理のコストダウン及び水素製造設備の信頼性向上を目的として、水素燃料適性診断装置の開発が行われてきた。   It has been confirmed that when hydrogen hydrogen used in a fuel cell vehicle contains impurities such as carbon monoxide, it may affect the deterioration of the cell performance of the fuel cell vehicle. Therefore, a hydrogen fuel suitability diagnostic device has been developed for the purpose of cost reduction of hydrogen fuel quality control at a hydrogen station and improvement of reliability of hydrogen production equipment.

図17は、水素燃料適性診断装置の診断部201の概要を示す図である。図17(a)を参照して、診断部201は、恒温槽203と、電源205と、電圧計207とを備える。恒温槽203中において、アノード209及びカソード211間に電解質膜213がある。電源205がアノード209及びカソード211間に電流を流し、電圧計207がアノード209及びカソード211間の電圧を計測する。流入口215から水素燃料を流入させると共に、流出口217から水素燃料を流出させる。   FIG. 17 is a diagram showing an outline of the diagnosis unit 201 of the hydrogen fuel suitability diagnosis device. With reference to FIG. 17A, the diagnosis unit 201 includes a constant temperature bath 203, a power supply 205, and a voltmeter 207. In the thermostat 203, an electrolyte membrane 213 is provided between the anode 209 and the cathode 211. The power supply 205 applies a current between the anode 209 and the cathode 211, and the voltmeter 207 measures the voltage between the anode 209 and the cathode 211. The hydrogen fuel is made to flow in from the inflow port 215, and the hydrogen fuel is made to flow out from the outflow port 217.

診断部201は、MEA(電解質膜213/電極接合体)に電源205から電流を流すことで、アノード209上で分解された水素が水素イオンとなり電解質膜213中を移動し、カソード211上で再び水素となる水素ポンプの原理を応用して診断する。   The diagnostic unit 201 supplies a current from the power supply 205 to the MEA (electrolyte membrane 213 / electrode assembly), whereby hydrogen decomposed on the anode 209 becomes hydrogen ions and moves in the electrolyte membrane 213, and again on the cathode 211. Diagnosis is made by applying the principle of hydrogen pump that becomes hydrogen.

水素燃料中に不純物が含まれると、図17(b)に示すように、センサー電極が被毒し一定電流を流すために必要な電圧が上昇する。診断部201は、この電圧変化により、不純物の混入を検知する。   When impurities are contained in the hydrogen fuel, as shown in FIG. 17 (b), the sensor electrode is poisoned and the voltage required to flow a constant current rises. The diagnostic unit 201 detects the mixing of impurities based on this voltage change.

なお、一酸化炭素などの不純物は、200ppm〜0.2ppmの広いレンジにわたって検出可能であることが求められる。図18は、水素の製造から供給までのプロセスの概要を示す図である。   Impurities such as carbon monoxide are required to be detectable over a wide range of 200 ppm to 0.2 ppm. FIG. 18 is a diagram showing an outline of a process from hydrogen production to supply.

図18を参照して、水素製造装置301は、都市ガス、LPG、LNGのような原料となる気体から水素を製造する。製造当初は、200ppm程度の高濃度で一酸化炭素などの不純物が混入している。不純物濃度は、時間の経過とともに低下し、やがて0.2ppm以下の低濃度で安定する。200ppm〜0.2ppm程度の高濃度の不純物は、市販されている簡易診断装置303で検出可能である。高純度となった水素ガスは、コンプレッサー305により圧縮され、蓄ガス器307に蓄えられる。ディスペンサー309が水素燃料を供給する際には、0.2ppm以下の微量の不純物濃度を高精度に検出する水素燃料適性診断装置311が必要となる。   With reference to FIG. 18, the hydrogen production apparatus 301 produces hydrogen from a raw material gas such as city gas, LPG, or LNG. At the beginning of manufacturing, impurities such as carbon monoxide are mixed in at a high concentration of about 200 ppm. The impurity concentration decreases with the passage of time, and eventually stabilizes at a low concentration of 0.2 ppm or less. Impurities with a high concentration of about 200 ppm to 0.2 ppm can be detected by a commercially available simple diagnostic device 303. The highly purified hydrogen gas is compressed by the compressor 305 and stored in the gas storage unit 307. When the dispenser 309 supplies hydrogen fuel, a hydrogen fuel suitability diagnostic device 311 that detects a minute impurity concentration of 0.2 ppm or less with high accuracy is required.

このような水素燃料適性診断装置311の診断部201に用いられる不純物センサーが有効に機能するためには、診断対象となる水素燃料の湿度及び温度をそれぞれ±1%程度に精密に維持する必要がある。   In order for the impurity sensor used in the diagnosis unit 201 of the hydrogen fuel suitability diagnosis device 311 to function effectively, it is necessary to precisely maintain the humidity and temperature of the hydrogen fuel to be diagnosed at about ± 1%. is there.

従来、相対湿度はわずかな温度変化で増減するため、正確で信頼性ある測定が困難と考えられていた。そのため、流路内の湿度を計測する際、相対湿度を直接的に測定する方法ではなく、露点を用いた間接的な湿度計測が行われていた。   Conventionally, it has been considered difficult to make accurate and reliable measurement because the relative humidity increases and decreases with a slight temperature change. Therefore, when measuring the humidity in the flow path, an indirect humidity measurement using the dew point has been performed instead of the method of directly measuring the relative humidity.

また、一般的な加湿装置は、純水を加温した100%加湿槽と乾燥槽との比率制御で加湿制御をしている。しかし、加湿槽の加湿粒子が大きく精密な加湿制御ができない。   Further, a general humidifier controls the humidification by controlling the ratio between a 100% humidification tank in which pure water is heated and a drying tank. However, the humidification particles in the humidification tank are large, and precise humidification control cannot be performed.

他方、特定の樹脂が水粒子を透過する特性を利用した場合、膜を透過した微小粒子を加湿に用いることにより、結露しにくい安定した加湿制御が可能となる。この場合、流路の湿度維持のために流路の温度を安定に調整する方法として、流路の周囲に熱容量の大きな温水を流すことが行われていた。   On the other hand, when the characteristic that a specific resin permeates water particles is used, by using the fine particles that have permeated the membrane for humidification, stable humidification control in which dew condensation is unlikely becomes possible. In this case, as a method of stably adjusting the temperature of the flow channel to maintain the humidity of the flow channel, hot water having a large heat capacity has been flown around the flow channel.

しかしながら、露点による湿度計測の場合、流路内の温度が短時間に変化して流路内の湿度が数%変化した場合であっても、空気中の水蒸気の絶対量が変化しない限り露点自体は変化がない。そのため、湿度の変化を迅速に検知して精密に調整することが困難であった。     However, in the case of humidity measurement by dew point, even if the temperature in the flow channel changes in a short time and the humidity in the flow channel changes by several percent, the dew point itself does not change unless the absolute amount of water vapor in the air changes. Is unchanged. Therefore, it is difficult to quickly detect the change in humidity and make precise adjustments.

しかも、熱容量の大きな水で流路の温度を迅速に調整することが難しいため、水蒸気の流路への取り込み量を迅速かつ精密に制御して流路内の湿度を保つことが困難であった。   Moreover, since it is difficult to quickly adjust the temperature of the flow path with water having a large heat capacity, it was difficult to quickly and precisely control the amount of water vapor taken into the flow path to maintain the humidity in the flow path. .

ゆえに、本発明は、気体の温度及び湿度を精密に調整することが可能となる温湿度調整装置等を提供することを目的とする。   Therefore, it is an object of the present invention to provide a temperature / humidity adjusting device or the like that can accurately adjust the temperature and humidity of a gas.

本発明の第1の観点は、気体の温度及び湿度を調整する温湿度調整装置であって、前記気体が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、前記加湿流路の周囲に水蒸気を与えて加湿する水蒸気付与部と、前記加湿流路に接触して加熱する電熱器と、前記電熱器を制御する温度制御部とを備える、温湿度調整装置である。   A first aspect of the present invention is a temperature / humidity adjusting device for adjusting the temperature and humidity of a gas, which is a flow path through which the gas passes, and a humidification flow in which the amount of ambient water vapor taken in increases or decreases depending on the temperature. A path, a steam applying section for applying steam to the humidifying channel to humidify it, an electric heater for contacting the humidifying channel for heating, and a temperature control section for controlling the electric heater, temperature and humidity It is an adjusting device.

本発明の第2の観点は、第1の観点の温湿度調整装置であって、前記加湿流路を経た流路内部の相対湿度の値を計測する計測手段をさらに備え、前記温度制御部は、前記加湿流路を経た流路内部の相対湿度の値に基づいて前記電熱器を制御する。   A second aspect of the present invention is the temperature-humidity adjusting device according to the first aspect, further comprising a measuring unit that measures the value of the relative humidity inside the flow path that has passed through the humidification flow path. Controlling the electric heater based on the value of the relative humidity inside the flow path that has passed through the humidification flow path.

本発明の第3の観点は、第1又は第2の観点の温湿度調整装置であって、前記加湿流路を通らない流路における前記気体の流速を調整する乾燥流量調整部と、前記乾燥流量調整部を制御する湿度制御部とをさらに備え、前記乾燥流量調整部から前記気体を流出させる流路は、前記加湿流路から前記気体が流出する流路にある合流点に接続されている。   A third aspect of the present invention is the temperature / humidity adjusting device according to the first or second aspect, wherein a drying flow rate adjusting unit that adjusts a flow rate of the gas in a channel that does not pass through the humidifying channel, and the drying unit. A humidity control unit for controlling a flow rate adjusting unit is further provided, and a flow path for allowing the gas to flow out from the dry flow rate adjusting unit is connected to a confluence point in a flow path for the gas to flow out from the humidification flow path. .

本発明の第4の観点は、第3の観点の温湿度調整装置であって、前記加湿流路に前記気体を与える気体供給部と、前記気体供給部と前記加湿流路との間に及び/又は前記加湿流路と前記合流点の間に、前記加湿流路から流出する前記気体の流量を制御するマイクロバルブとをさらに備える。   A fourth aspect of the present invention is the temperature-humidity adjusting device according to the third aspect, wherein a gas supply unit that supplies the gas to the humidification flow channel, and between the gas supply unit and the humidification flow channel are provided. And / or a micro valve for controlling a flow rate of the gas flowing out from the humidification channel between the humidification channel and the confluence.

本発明の第5の観点は、第4の観点の温湿度調整装置であって、前記マイクロバルブと前記加湿流路の間に、前記加湿流路よりも流路が細い微小流路をさらに備える。   A fifth aspect of the present invention is the temperature-humidity adjusting device according to the fourth aspect, further comprising a minute channel that is thinner than the humidification channel between the microvalve and the humidification channel. .

本発明の第6の観点は、気体の湿度を調整する湿度調整装置であって、前記気体が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、前記加湿流路の周囲に水蒸気を与えて加湿する水蒸気付与部と、前記加湿流路を通らない流路における前記気体の流速を調整する乾燥流量調整部と、前記乾燥流量調整部を制御する湿度制御部と、前記加湿流路に前記気体を与える気体供給部と、前記加湿流路から流出する前記気体の流量を制御するマイクロバルブとを備え、前記乾燥流量調整部から前記気体を流出させる流路は、前記マイクロバルブから前記気体が流出する流路にある合流点に接続されている、湿度調整装置である。   A sixth aspect of the present invention is a humidity adjusting device for adjusting the humidity of a gas, which is a flow path through which the gas passes, and a humidification flow path in which the amount of ambient water vapor taken in increases or decreases depending on the temperature, A steam applying unit that applies steam to the humidifying channel to humidify it, a dry flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of the gas in the flow channel that does not pass through the humidifying flow channel, and a humidity that controls the dry flow rate adjusting unit. A control unit, a gas supply unit that supplies the gas to the humidification flow channel, and a micro valve that controls the flow rate of the gas that flows out from the humidification flow channel, and a flow that causes the gas to flow out from the dry flow rate adjustment unit. The passage is a humidity adjusting device, which is connected to a confluence point in the flow path where the gas flows out from the micro valve.

本発明の第7の観点は、水素燃料の燃料としての適性を診断する適性診断装置であって、前記水素燃料の温度及び湿度を調整する温湿度調整部と、前記温湿度調整部によって温度及び湿度を調整された前記水素燃料の相対湿度を計測する計測部と、前記水素燃料を診断することにより前記水素燃料の燃料としての適性を診断する診断部と、前記温湿度調整部、前記計測部及び前記診断部の順に前記水素燃料を流す流路とを備え、前記温湿度調整部は、前記水素燃料が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、前記加湿流路の周囲に水蒸気を与えて加湿する水蒸気付与部と、前記加湿流路に接触して加熱する電熱器と、前記電熱器を制御する温度制御部とを備える、適性診断装置である。   A seventh aspect of the present invention is an aptitude diagnosis device for diagnosing the aptitude of hydrogen fuel as a fuel, which comprises a temperature / humidity adjusting unit for adjusting the temperature and humidity of the hydrogen fuel and a temperature / humidity adjusting unit. A measuring unit for measuring the relative humidity of the hydrogen fuel whose humidity is adjusted, a diagnosing unit for diagnosing the suitability of the hydrogen fuel as a fuel by diagnosing the hydrogen fuel, the temperature / humidity adjusting unit, and the measuring unit. And a flow path through which the hydrogen fuel flows in the order of the diagnosis unit, wherein the temperature / humidity adjusting unit is a flow path through which the hydrogen fuel passes and the humidification flow in which the amount of ambient water vapor taken in increases / decreases depending on the temperature. A path, a steam applying section for applying steam to the humidifying channel to humidify it, an electric heater for contacting and heating the humidifying channel, and a temperature control section for controlling the electric heater, an aptitude diagnosis It is a device.

本発明の第8の観点は、第7の観点の適性診断装置であって、前記水素燃料における不純物の濃度の検量線を作成する検量線作成部をさらに備え、前記検量線作成部は、既知の第1濃度の前記不純物を含有する水素燃料である第1試料を前記流路に流した際の電圧を測定すると共に、前記第1濃度とは異なる既知の第2濃度の前記不純物を含有する水素燃料である第2試料を前記流路に流した際の電圧を測定する。   An eighth aspect of the present invention is the aptitude diagnosis apparatus according to the seventh aspect, further comprising a calibration curve creation unit that creates a calibration curve of the concentration of impurities in the hydrogen fuel, and the calibration curve creation unit is a known device. And measuring the voltage when the first sample, which is a hydrogen fuel containing the first concentration of the impurities, is passed through the flow channel, and contains the second concentration of the impurities that is known different from the first concentration. The voltage when the second sample, which is hydrogen fuel, is caused to flow through the flow path is measured.

本発明の第9の観点は、第8の観点の適性診断装置であって、前記第2濃度は、前記第1濃度よりも前記不純物の濃度が高く、前記検量線作成部は、濃度依存流量調整部をさらに備え、前記濃度依存流量調整部は、前記第2試料の不純物濃度を測定する場合に、前記第1試料の不純物濃度を測定する場合よりも流速を遅くする。   A ninth aspect of the present invention is the aptitude diagnosis apparatus according to the eighth aspect, wherein the second concentration has a higher concentration of the impurities than the first concentration, and the calibration curve creating unit has a concentration-dependent flow rate. The concentration-dependent flow rate adjusting unit further includes an adjusting unit, and when measuring the impurity concentration of the second sample, makes the flow velocity slower than when measuring the impurity concentration of the first sample.

本発明の第10の観点は、気体の温度及び湿度を調整する温湿度調整方法であって、温度制御部が、前記気体が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路を経た流路内部の相対湿度の値に基づいて電熱器を制御して、前記加湿流路を加熱させるステップを含む、温湿度調整方法である。   A tenth aspect of the present invention is a temperature-humidity adjusting method for adjusting the temperature and humidity of a gas, wherein the temperature control unit is a flow path through which the gas passes and the amount of ambient water vapor taken in according to the temperature. Is a temperature / humidity adjusting method including a step of heating the humidifying channel by controlling an electric heater based on the value of the relative humidity inside the channel passing through the humidifying channel where

本発明の第11の観点は、水素燃料の燃料としての適性を診断する適性診断装置を用いた適性診断方法であって、前記適性診断装置は、前記水素燃料が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、前記加湿流路を加熱する電熱器と、前記電熱器を制御する温度制御部と、前記加湿流路において温度及び湿度を調整された前記水素燃料の相対湿度を計測する計測部と、前記水素燃料を診断することにより前記水素燃料の燃料としての適性を診断する診断部と、前記加湿流路、測定部及び前記診断部の順に前記水素燃料を流す流路とを備え、前記温度制御部が、前記計測部が計測した相対湿度の計測結果に基づいて前記電熱器を制御して、前記加湿流路を加熱させるステップを含む、適性診断方法である。   An eleventh aspect of the present invention is an aptitude diagnosis method using an aptitude diagnosis device for diagnosing the aptitude of hydrogen fuel as a fuel, wherein the aptitude diagnosis device is a flow path through which the hydrogen fuel passes, and a temperature A humidification channel that increases or decreases the amount of surrounding water vapor taken in, a heater that heats the humidification channel, a temperature control unit that controls the electric heater, and a temperature and humidity are adjusted in the humidification channel. A measuring unit for measuring the relative humidity of the hydrogen fuel, a diagnostic unit for diagnosing the hydrogen fuel by diagnosing the hydrogen fuel, and a humidifying channel, a measuring unit, and the diagnosing unit in this order. A flow path for flowing the hydrogen fuel, wherein the temperature control unit controls the electric heater based on a measurement result of the relative humidity measured by the measurement unit, and includes a step of heating the humidification flow path, It is an aptitude diagnosis method

本発明の第12の観点は、第11の観点の適性診断方法であって、前記適性診断装置は、前記水素燃料における不純物の濃度の検量線を作成する検量線作成部と、既知の濃度の不純物を含有する混入気体保持部とをさらに備え、前記検量線作成部が前記混入気体保持部からの気体を第1時間だけ流路に流した後に、前記診断部が診断する第1診断ステップと、前記検量線作成部が前記混入気体保持部からの気体を前記第1時間とは異なる第2時間だけ流路に流した後に、前記診断部が診断する第2診断ステップとをさらに含む。   A twelfth aspect of the present invention is the aptitude diagnosis method according to the eleventh aspect, wherein the aptitude diagnosis apparatus includes a calibration curve creating unit that creates a calibration curve of the concentration of impurities in the hydrogen fuel, and a calibration curve of a known concentration. A first diagnostic step further comprising: a mixed gas holding part containing impurities, wherein the calibration curve creating part causes the gas from the mixed gas holding part to flow through the flow path for a first time, and then the diagnostic part diagnoses. And a second diagnostic step in which the diagnostic unit makes a diagnosis after the calibration curve creating unit causes the gas from the mixed gas holding unit to flow in the flow path for a second time different from the first time.

本発明の第13の観点は、コンピュータを、第10の観点の温湿度調整方法における温度制御部として機能させるプログラム。   A thirteenth aspect of the present invention is a program for causing a computer to function as a temperature control unit in the temperature and humidity adjusting method according to the tenth aspect.

本発明の各観点によれば、加湿流路に接触して加熱する電熱器を用いることにより、加湿流路が水蒸気を取り込む量を迅速に調整可能となる。そのため、気体の温度及び湿度を精密に調整することが可能となる。   According to each of the aspects of the present invention, the amount of water vapor taken in by the humidification channel can be quickly adjusted by using the electric heater that contacts and heats the humidification channel. Therefore, it is possible to precisely adjust the temperature and humidity of the gas.

また、本発明の第2の観点によれば、温度に敏感に左右される相対湿度の値の計測結果に基づいて加湿流路をフィードバック制御行うことにより、加湿流路において精密に気体の温度及び湿度を調整する温湿度調整装置等を提供することが容易となる。   Further, according to the second aspect of the present invention, by performing feedback control of the humidification flow path based on the measurement result of the value of the relative humidity which is sensitive to temperature, it is possible to accurately measure the temperature of the gas and the temperature of the gas in the humidification flow path. It becomes easy to provide a temperature / humidity adjusting device or the like for adjusting the humidity.

さらに、本発明の第3の観点によれば、加湿流路を経た気体と乾燥した気体を混合することにより、気体の湿度を精密に調整することが容易となる。   Furthermore, according to the third aspect of the present invention, it is easy to precisely adjust the humidity of the gas by mixing the gas that has passed through the humidification flow path and the dry gas.

さらに、本発明の第4及び第6の観点によれば、加湿流路の前後に流量を精密に調整することを可能とするマイクロバルブを設置することにより、加湿流路による加湿を安定して行うことが可能となる。結果として、気体の加湿を安定して行うことが可能となる。   Further, according to the fourth and sixth aspects of the present invention, by installing microvalves capable of precisely adjusting the flow rate before and after the humidification channel, the humidification by the humidification channel can be stabilized. It becomes possible to do. As a result, it is possible to stably humidify the gas.

さらに、本発明の第5の観点によれば、マイクロバルブと加湿流路の間に微小流路を設けることにより、さらに高精度な制御が可能となった。具体的には、水素燃料の湿度を±0.2%程度、温度を±0.1%程度もの高精度に調整することが可能となった。   Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, by providing a minute flow path between the micro valve and the humidification flow path, it is possible to perform control with higher accuracy. Specifically, it has become possible to adjust the humidity of the hydrogen fuel to about ± 0.2% and the temperature to ± 0.1% with high accuracy.

さらに、本発明の第7の観点によれば、流路内の相対湿度を直接的に計測することにより、流路内の湿度の変化を迅速に検知して水素燃料の適性診断を実施することができる。   Further, according to a seventh aspect of the present invention, by directly measuring the relative humidity in the flow channel, a change in the humidity in the flow channel can be quickly detected to perform a hydrogen fuel suitability diagnosis. You can

さらに、本発明の第8の観点によれば、測定対象である水素燃料中の不純物濃度を測定可能となる。そのため、水素燃料の燃料としての適性を定量的に診断することが可能となる。   Furthermore, according to the eighth aspect of the present invention, it is possible to measure the impurity concentration in the hydrogen fuel that is the measurement target. Therefore, it becomes possible to quantitatively diagnose the suitability of hydrogen fuel as a fuel.

さらに、本発明の第9及び第12の観点によれば、計測部の測定レンジを変更せずに検量線作成や濃度測定を行うことが容易となる。   Furthermore, according to the ninth and twelfth aspects of the present invention, it becomes easy to create a calibration curve and perform concentration measurement without changing the measurement range of the measurement unit.

本願発明の実施例1に係る温湿度調整装置1の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of the temperature / humidity adjustment apparatus 1 which concerns on Example 1 of this invention. 温湿度調整装置1を用いた水素燃料診断装置41の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the hydrogen fuel diagnostic apparatus 41 using the temperature / humidity adjustment apparatus 1. 表示部25の操作画面の一例を示す図である。9 is a diagram showing an example of an operation screen of the display unit 25. FIG. 表示部25の制御画面及び設定画面の一例を示す図である。7 is a diagram showing an example of a control screen and a setting screen of the display unit 25. FIG. 温湿度調整装置1を用いた温度及び湿度の調整結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the adjustment result of the temperature and humidity which used the temperature-humidity adjusting device 1. 温湿度調整装置1を用いた温度及び湿度の調整結果の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the adjustment result of the temperature and humidity which used the temperature-humidity adjusting device 1. 電圧の検知結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detection result of a voltage. 本発明の実施例2に係る温湿度調整装置101の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the temperature / humidity adjustment apparatus 101 which concerns on Example 2 of this invention. 温湿度調整装置101を用いた場合の水素燃料適性診断結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a hydrogen fuel suitability diagnosis result when using the temperature / humidity adjusting device 101. 温湿度調整装置101を用いた温度及び湿度の調整結果の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a temperature and humidity adjustment result using the temperature and humidity adjusting device 101. 図10の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of FIG. 不純物濃度を測定する不純物濃度測定部の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the impurity concentration measurement part which measures an impurity concentration. 不純物濃度測定部及び温湿度調整装置を含む適性診断装置全体の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the whole suitability diagnostic apparatus containing an impurity concentration measurement part and a temperature / humidity adjustment apparatus. 検量線作成のために不純物濃度が2ppm程度と既知である第1濃度の不純物が混入した水素気体を測定するフローを示す図である。It is a figure which shows the flow which measures the hydrogen gas in which the impurity of the 1st density | concentration with which the impurity density | concentration is known to be about 2 ppm for mixing is created. 検量線作成のために不純物濃度が200ppm程度と既知である第1濃度の不純物が混入した水素気体を測定するフローを示す図である。It is a figure which shows the flow which measures the hydrogen gas in which the impurity concentration of the known 1st density | concentration with which the impurity concentration is known for the production of a calibration curve is mixed. 水素燃料の不純物濃度測定のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of impurity concentration measurement of hydrogen fuel. 従来の水素燃料の診断原理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the conventional diagnosis principle of hydrogen fuel. 水素の製造から供給までのプロセスの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the process from manufacture of hydrogen to supply.

以下、図面を参照して、本願発明の実施例について述べる。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiment of the present invention is not limited to the following examples.

図1は、本願発明の実施例1に係る温湿度調整装置1の概要を示すブロック図である。以下、図1の温湿度調整装置1の概要を説明する。   1 is a block diagram showing an outline of a temperature / humidity adjusting apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. Hereinafter, an outline of the temperature / humidity adjusting device 1 of FIG. 1 will be described.

温湿度調整装置1(本願請求項の「温湿度調整装置」の一例)は、気体の温度及び湿度を調整する。温湿度調整装置1は、流入弁3と、全流量調整部5と、分岐7と、加湿器9と、乾燥流量調整部11(本願請求項の「乾燥流量調整部」の一例)と、合流点13と、微小流路17と、マイクロバルブ19と、温度制御部21(本願請求項の「温度制御部」の一例)と、湿度制御部23と、表示部25と、設定部27と、計測部29(本願請求項の「計測手段」の一例)とを備える。また、加湿器9は、加湿流路31(本願請求項の「加湿流路」の一例)と、水蒸気付与部33(本願請求項の「水蒸気付与部」の一例)と、電熱器35(本願請求項の「電熱器」の一例)とを備える。計測部29は、相対湿度計測部37と、温度制御部39とを備える。   The temperature / humidity adjusting device 1 (an example of the “temperature / humidity adjusting device” in the claims of the present application) adjusts the temperature and humidity of the gas. The temperature / humidity adjusting device 1 joins the inflow valve 3, the total flow rate adjusting unit 5, the branch 7, the humidifier 9, the dry flow rate adjusting unit 11 (an example of the “dry flow rate adjusting unit” in the claims of the present application). A point 13, a minute flow path 17, a micro valve 19, a temperature control unit 21 (an example of a “temperature control unit” in the claims of the present application), a humidity control unit 23, a display unit 25, a setting unit 27, The measuring unit 29 (an example of the “measuring unit” in the claims of the present application). In addition, the humidifier 9 includes a humidification flow path 31 (an example of a “humidification flow path” in the claims of the present application), a steam applying unit 33 (an example of “a steam application unit” in the claims of the present application), and an electric heater 35 (the present application). An example of the "electric heater" in the claims). The measuring unit 29 includes a relative humidity measuring unit 37 and a temperature control unit 39.

流入弁3から温湿度調整装置1内に流入した気体は、全流量調整部5を経て分岐7で加湿器9及び乾燥流量調整部11に分けて送られる。加湿器9及び乾燥流量調整部11から送られた気体は、合流点13で合流し、計測部29に流入する。加湿器9から出た気体は、微小流路17及びマイクロバルブ19を順に経て合流点13に至る。   The gas flowing into the temperature / humidity adjusting device 1 from the inflow valve 3 is sent to the humidifier 9 and the dry flow rate adjusting unit 11 at the branch 7 through the total flow rate adjusting unit 5. The gases sent from the humidifier 9 and the dry flow rate adjusting unit 11 merge at the merge point 13 and flow into the measuring unit 29. The gas discharged from the humidifier 9 reaches the confluence 13 through the minute flow path 17 and the micro valve 19 in order.

全流量調整部5は、流入弁3から流入した気体の流量を調整する。加湿器9は、加湿流路31を通過する気体を加湿する。加湿流路31は、水蒸気付与部33から加湿されると共に、電熱器35から加熱される。マイクロバルブ19は、加湿器9から出てくる加湿された気体の流量を精密に調整する。温度制御部21は、加湿器9の温度の情報を得ながら電熱器35の温度を制御する。湿度制御部23は、乾燥流量調整部11の湿度を制御する。表示部25は、気体や温湿度調整装置1の状態等を表示する他、操作画面や設定画面等を表示する。設定部27は、ユーザに温湿度調整装置1の設定を行わせるためのユーザーインターフェースである。計測部29は、気体の湿度及び温度を計測する。相対湿度計測部37は、計測部29に流入した気体の相対湿度を計測する。温度計測部39は、計測部29に流入した気体の温度を計測する。   The total flow rate adjusting unit 5 adjusts the flow rate of the gas flowing from the inflow valve 3. The humidifier 9 humidifies the gas passing through the humidification flow path 31. The humidification flow path 31 is humidified by the water vapor application unit 33 and heated by the electric heater 35. The microvalve 19 precisely adjusts the flow rate of the humidified gas coming out of the humidifier 9. The temperature control unit 21 controls the temperature of the electric heater 35 while obtaining information on the temperature of the humidifier 9. The humidity control unit 23 controls the humidity of the dry flow rate adjusting unit 11. The display unit 25 displays the gas and the state of the temperature / humidity adjusting device 1 and the like, as well as the operation screen and the setting screen. The setting unit 27 is a user interface for allowing the user to set the temperature and humidity adjustment device 1. The measuring unit 29 measures the humidity and temperature of the gas. The relative humidity measuring unit 37 measures the relative humidity of the gas flowing into the measuring unit 29. The temperature measuring unit 39 measures the temperature of the gas flowing into the measuring unit 29.

加湿器9において、加湿流路31は、少なくとも一部がナフィオン(登録商標)を素材としており、温度に応じて水蒸気を透過する量が異なる。水蒸気付与部33が加湿流路31の周囲を加湿し、かつ、温度制御部21が電熱器35を制御して加湿流路31を加熱することにより、加湿流路31を通る気体の湿度を調整することが可能である。特に、電熱器35が加湿流路31をらせん状に巻いて接触することにより、加湿流路が水蒸気を取り込む量を迅速に調整可能となる。   In the humidifier 9, at least a part of the humidification flow path 31 is made of Nafion (registered trademark), and the amount of water vapor permeated differs depending on the temperature. The water vapor imparting unit 33 humidifies the surroundings of the humidification flow channel 31, and the temperature control unit 21 controls the electric heater 35 to heat the humidification flow channel 31, thereby adjusting the humidity of the gas passing through the humidification flow channel 31. It is possible to In particular, since the electric heater 35 spirally winds the humidifying flow path 31 and is in contact with the humidifying flow path 31, the amount of water vapor taken into the humidifying flow path can be quickly adjusted.

他方、乾燥流量調整部11を通過する気体は、湿度制御部23が乾燥流量調整部11を制御することにより湿度が制御される。加湿器9を経た湿った気体と乾燥流量調整部11を経た乾いた気体を適切な割合で混合することにより、気体の湿度を調整することが可能である。ここで、加湿器から出た気体がマイクロバルブ19を経ることにより、精密な調整が可能となる。また、加湿器9を出た気体がマイクロバルブ19の直前で小さな径の微小流路17を通過することにより、さらに精密な調整が容易となる。   On the other hand, the humidity of the gas passing through the dry flow rate adjusting unit 11 is controlled by the humidity control unit 23 controlling the dry flow rate adjusting unit 11. The humidity of the gas can be adjusted by mixing the moist gas that has passed through the humidifier 9 and the dry gas that has passed through the drying flow rate adjusting unit 11 at an appropriate ratio. Here, the gas emitted from the humidifier passes through the microvalve 19 to enable precise adjustment. In addition, the gas exiting the humidifier 9 passes through the minute flow path 17 having a small diameter immediately before the micro valve 19, which facilitates more precise adjustment.

また、気体の相対湿度は、気体の温度に極めて敏感に左右される。そこで、相対湿度計測部37の計測結果に基づいて温度制御部21が電熱器35を制御することにより、加湿流路における迅速な湿度調整がさらに容易となる。   Also, the relative humidity of the gas is very sensitive to the temperature of the gas. Therefore, the temperature control unit 21 controls the electric heater 35 based on the measurement result of the relative humidity measuring unit 37, so that quick humidity adjustment in the humidification flow path becomes easier.

図2を参照して、温湿度調整装置1を用いた水素燃料診断装置について説明する。図2は、水素燃料診断装置41の概要を示す図である。   With reference to FIG. 2, a hydrogen fuel diagnostic device using the temperature and humidity adjusting device 1 will be described. FIG. 2 is a diagram showing an outline of the hydrogen fuel diagnostic device 41.

図2に示す水素燃料診断装置41は、図1の温湿度調整装置1を備え、さらに、診断部43と、制御モジュール45と、検出モジュール47と、純水タンク49と、純水ドレン弁51とをさらに備える。計測部29は、温湿センサ53を備える。診断部43は、水素燃料の燃料としての適性を診断するセンサである診断センサ55を備える。制御モジュール45は、温度制御部21と、湿度制御部23と、計測部温度制御部57とを備える。   A hydrogen fuel diagnostic device 41 shown in FIG. 2 includes the temperature / humidity adjusting device 1 of FIG. 1, and further includes a diagnostic unit 43, a control module 45, a detection module 47, a pure water tank 49, and a pure water drain valve 51. And further. The measuring unit 29 includes a temperature / humidity sensor 53. The diagnostic unit 43 includes a diagnostic sensor 55 that is a sensor that diagnoses the suitability of hydrogen fuel as a fuel. The control module 45 includes a temperature control unit 21, a humidity control unit 23, and a measurement unit temperature control unit 57.

計測部29は、温湿センサ53が計測した計測部29の温度を温度制御部21に伝達する。温度制御部21は、計測結果として伝達された計測部29の温度に基づいて、電熱器35を制御する。また、計測部29は、温湿センサ53が計測した計測部29の相対湿度を湿度制御部23に伝達する。湿度制御部23は、計測結果として伝達された計測部29の相対湿度に基づいて、乾燥流量調整部11の湿度を制御する。制御モジュール45は、各部の温度及び湿度の情報を得ながらフィードバック制御を行う。検出モジュール47は、診断センサ55に電流を印加すると共に、診断センサ55における電圧を測定して水素燃料の不純物を検出する。純水タンク49は、純水ドレン弁51を介して水蒸気付与部33に純水を供給する。   The measurement unit 29 transmits the temperature of the measurement unit 29 measured by the temperature / humidity sensor 53 to the temperature control unit 21. The temperature control unit 21 controls the electric heater 35 based on the temperature of the measurement unit 29 transmitted as the measurement result. The measuring unit 29 also transmits the relative humidity of the measuring unit 29 measured by the temperature / humidity sensor 53 to the humidity control unit 23. The humidity control unit 23 controls the humidity of the dry flow rate adjusting unit 11 based on the relative humidity of the measuring unit 29 transmitted as the measurement result. The control module 45 performs feedback control while obtaining information on the temperature and humidity of each part. The detection module 47 applies an electric current to the diagnostic sensor 55 and measures the voltage at the diagnostic sensor 55 to detect impurities in the hydrogen fuel. The deionized water tank 49 supplies deionized water to the water vapor deposition unit 33 via the deionized water drain valve 51.

例えば、全流量調整部5は、加湿器9及び乾燥流量調整部11に流入する水素燃料の合計の流量を50〜100ml/分に調整する。温度制御部21は、加湿器9から伝達された加湿器9の温度の情報に基づいて、電熱器35の温度を30〜40℃に制御する。湿度制御部23は、温湿センサ53から伝達された計測部29の温度及び/又は湿度の情報に基づいて、計測部29における湿度が70.0%rhとなるように、乾燥流量調整部11の湿度を制御する。計測部温度制御部57は、温湿センサ53から伝達された計測部29の温度及び/又は湿度の情報に基づいて、計測部29の温度を40.0℃に制御する。全体として、温湿度調整装置1は、相対湿度70%rh、40℃に調整された水素燃料を診断部43に対して50〜100ml/分で供給する。温湿度調整装置1が診断対象となる水素燃料の温度及び湿度を極めて安定に保つことにより、水素燃料診断装置41は、適正な診断が可能となる。   For example, the total flow rate adjusting unit 5 adjusts the total flow rate of the hydrogen fuel flowing into the humidifier 9 and the dry flow rate adjusting unit 11 to 50 to 100 ml / min. The temperature control unit 21 controls the temperature of the electric heater 35 to 30 to 40 ° C. based on the temperature information of the humidifier 9 transmitted from the humidifier 9. The humidity control unit 23, based on the temperature and / or humidity information of the measuring unit 29 transmitted from the temperature / humidity sensor 53, sets the dry flow rate adjusting unit 11 so that the humidity in the measuring unit 29 becomes 70.0% rh. Control the humidity of. The measurement unit temperature control unit 57 controls the temperature of the measurement unit 29 to 40.0 ° C. based on the information on the temperature and / or the humidity of the measurement unit 29 transmitted from the temperature / humidity sensor 53. As a whole, the temperature / humidity adjusting device 1 supplies the hydrogen fuel adjusted to a relative humidity of 70% rh and 40 ° C. to the diagnosis unit 43 at 50 to 100 ml / min. The temperature / humidity adjusting device 1 keeps the temperature and humidity of the hydrogen fuel to be diagnosed extremely stable, so that the hydrogen fuel diagnosing device 41 can perform appropriate diagnosis.

図3を参照して、温湿度調整装置1の操作画面について説明する。図3は、表示部25の操作画面の一例を示す図である。   An operation screen of the temperature / humidity adjusting device 1 will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a diagram showing an example of the operation screen of the display unit 25.

図3に示すように、表示部25は、操作画面として、複数のボタンを表示する。例えば、「モニター画面」、「加湿制御画面」、「恒温槽温度制御画面」、「装置 状態・操作」、「データ表示 画面1」、「データ表示 画面2」、「データ表示 画面3」、「データ表示 画面4」、「設定」と表示された各ボタンが表示される。表示部25は、タッチパネルであり、画面に接触することで操作が可能である。   As shown in FIG. 3, the display unit 25 displays a plurality of buttons as an operation screen. For example, "monitor screen", "humidification control screen", "constant temperature control screen", "device status / operation", "data display screen 1", "data display screen 2", "data display screen 3", " The data display screen 4 ”and the buttons labeled“ setting ”are displayed. The display unit 25 is a touch panel and can be operated by touching the screen.

図4を参照して、温湿度調整装置1の表示部25が表示するその他の画面について説明する。図4は、表示部25の制御画面及び設定画面の一例を示す図であり、(a)モニター画面、(b)加湿制御画面、(c)恒温槽画面、(d)設定画面を示す図である。   Other screens displayed by the display unit 25 of the temperature / humidity adjusting device 1 will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a diagram showing an example of a control screen and a setting screen of the display unit 25, showing (a) a monitor screen, (b) a humidification control screen, (c) a constant temperature bath screen, and (d) a setting screen. is there.

図4(a)に示す「モニター画面」においては、水素燃料診断装置41全体が表示されると共に、全流量調整部5における水素燃料の流量、加湿器9における相対湿度及び温度、温湿センサ53の測定結果、診断センサ55が有する恒温槽の温度、並びに、検出モジュール47が検出した水素燃料内の不純物の検出結果等が表示される。なお、図4(a)においてCO変化率がmVで表示されているが、混入した不純物濃度(ppm)に換算して表示することも可能である。   In the “monitor screen” shown in FIG. 4A, the entire hydrogen fuel diagnostic device 41 is displayed, and the flow rate of the hydrogen fuel in the total flow rate adjusting unit 5, the relative humidity and temperature in the humidifier 9, and the temperature / humidity sensor 53 are displayed. The measurement result, the temperature of the thermostatic chamber of the diagnostic sensor 55, the detection result of impurities in the hydrogen fuel detected by the detection module 47, and the like are displayed. In addition, although the CO change rate is displayed in mV in FIG. 4A, it is also possible to convert the CO change rate into the mixed impurity concentration (ppm) and display it.

図4(b)に示す「加湿制御画面」においては、全流量調整部5における水素燃料の流量、乾燥流量調整部11における水素燃料の流量、及び、温湿センサ53の測定結果等が表示される。   In the "humidification control screen" shown in FIG. 4B, the flow rate of hydrogen fuel in the total flow rate adjusting unit 5, the flow rate of hydrogen fuel in the dry flow rate adjusting unit 11, the measurement result of the temperature and humidity sensor 53, etc. are displayed. It

図4(c)に示す「恒温槽画面」においては、診断部43が拡大表示されると共に、温湿センサ53の測定結果、計測部29を介して流入する水素燃料の流量、診断部43における恒温槽の温度等が表示される。   In the "constant temperature screen" shown in FIG. 4C, the diagnostic unit 43 is enlarged and displayed, the measurement result of the temperature / humidity sensor 53, the flow rate of hydrogen fuel flowing in through the measuring unit 29, and the diagnostic unit 43. The temperature of the constant temperature bath is displayed.

図4(d)に示す「設定」画面においては、例えば、計測の開始又は停止、運転状態の異常の有無、センサー電圧の異常の有無、通信状態の異常の有無、診断部43における電圧、電流、電圧の変化率、温湿センサ53の計測結果、水素燃料診断装置41内における各所の水素燃料の流量、加湿流路31の温度が表示される。ユーザは、この画面で計測の開始/停止や、センサの除湿等を設定する。設定部27は、ユーザの入力に応じて設定内容に基づいて制御モジュール45及び/又は検出モジュール47に制御を実行させる。   In the “Setting” screen shown in FIG. 4D, for example, start or stop of measurement, presence / absence of abnormality in operating state, presence / absence of abnormality in sensor voltage, presence / absence of abnormality in communication state, voltage and current in diagnostic unit 43, and the like. The rate of change of voltage, the measurement result of the temperature / humidity sensor 53, the flow rate of hydrogen fuel at various places in the hydrogen fuel diagnostic device 41, and the temperature of the humidification flow path 31 are displayed. The user sets the start / stop of measurement, dehumidification of the sensor, etc. on this screen. The setting unit 27 causes the control module 45 and / or the detection module 47 to execute control based on the setting content according to the user's input.

以下、図5、図6及び図7を参照して、温湿度調整装置1を用いた実際の調整結果について説明する。図5は、本発明に係る温湿度調整装置を用いた場合の気体燃料の温度の経時変化及び湿度の経時変化の一例を示す図である。   Hereinafter, an actual adjustment result using the temperature / humidity adjusting device 1 will be described with reference to FIGS. 5, 6 and 7. FIG. 5 is a diagram showing an example of a temporal change in the temperature of the gaseous fuel and a temporal change in the humidity when the temperature / humidity adjusting device according to the present invention is used.

従来の市販の装置は、温度精度が±0.5℃程度であった。これに対し、温湿度調整装置1は、図5(a)に示すように、計測部29の温度を1日の間、設定温度40℃に対して、39.97〜40.07℃と±0.1℃の精度で保つことができた。つまり、従来の市販の装置と比べて5倍の精度を示した。   The conventional commercially available device has a temperature accuracy of about ± 0.5 ° C. On the other hand, in the temperature / humidity adjusting device 1, as shown in FIG. 5A, the temperature of the measuring unit 29 is 39.97 to 40.07 ° C. with respect to the set temperature of 40 ° C. for one day. The accuracy could be maintained at 0.1 ° C. That is, the accuracy is five times higher than that of the conventional commercially available device.

また、従来の市販の装置は、相対湿度精度が±1%rh程度であった。これに対し、温湿度調整装置1は、図5(b)に示すように、計測部29の相対湿度を1日の間、設定相対湿度70.00%rhに対して、69.97〜70.06%rhと±0.1%rhの精度で保つことができた。つまり、従来の市販の装置と比べて10倍の精度を示した。以上に示すように、本発明に係る温湿度調整装置1は、従来のものよりも非常に高い精度で温度及び湿度を調整することができる。   Further, the relative humidity accuracy of the conventional commercially available device was about ± 1% rh. On the other hand, in the temperature / humidity adjusting device 1, as shown in FIG. 5B, the relative humidity of the measuring unit 29 is 69.97 to 70 with respect to the set relative humidity of 70.00% rh for one day. The accuracy could be maintained at 0.06% rh and ± 0.1% rh. That is, the accuracy is 10 times higher than that of the conventional commercially available device. As described above, the temperature / humidity adjusting device 1 according to the present invention can adjust the temperature and humidity with much higher accuracy than the conventional device.

これらの高い精度での調整ができた主な原因として、加湿流路31の温度を高い精度で制御できたことが挙げられる。図5(c)に示すように、設定温度35.0℃に対して、34.91〜35.08℃と±0.1℃以上の精度で保つことができた。   The main reason why these adjustments can be made with high accuracy is that the temperature of the humidifying channel 31 can be controlled with high accuracy. As shown in FIG. 5C, the set temperature was 35.0 ° C., which was 34.91 to 35.08 ° C. and could be maintained with an accuracy of ± 0.1 ° C. or higher.

さらに、温湿度調整装置1は、長期にわたって供給する水素燃料の湿度を安定に調整した。図6は、本発明に係る温湿度調整装置を用いた温度及び湿度の調整結果の別の例を示す図である。図6(a)に示すように、温湿度調整装置1は、27日間にわたって、計測部29の相対湿度を±0.1%rhに保つことができた。この原因の1つとして、図6(b)に示すように、加湿流路31の温度を27日間にわたって、±0.1℃の精度で保つことができたことが挙げられる。   Further, the temperature / humidity adjusting device 1 stably adjusted the humidity of the hydrogen fuel supplied over a long period of time. FIG. 6 is a diagram showing another example of the temperature and humidity adjustment results using the temperature and humidity adjusting device according to the present invention. As shown in FIG. 6A, the temperature / humidity adjusting apparatus 1 was able to maintain the relative humidity of the measuring unit 29 at ± 0.1% rh for 27 days. One of the causes for this is that the temperature of the humidification flow channel 31 can be maintained with an accuracy of ± 0.1 ° C. for 27 days as shown in FIG. 6B.

さらに、このように温度及び湿度が高い精度で安定して供給できる結果、水素燃料診断装置41は、安定した出力電圧及び出力変化率を示した。図7は、電圧の検知結果の一例を示す図であり、(a)平均出力電圧[mV]の経時変化、及び、(b)平均出力変化率[mV]の経時変化を示す図である。   Further, as a result of stable supply of temperature and humidity with high accuracy, the hydrogen fuel diagnostic device 41 showed stable output voltage and output change rate. FIG. 7: is a figure which shows an example of the detection result of a voltage, and is a figure which shows (a) time-dependent change of average output voltage [mV], and (b) time-dependent change of average output change rate [mV].

図7(a)に示すように、平均出力電圧は、2mV/日の増大とわずかな変化に抑えられた。また、図7(b)に示すように、平均出力変化率も、27日間にわたって、約±0.5mVの範囲に収まった。このように、水素燃料の温度や湿度変化に伴う出力電圧及び出力変化率の変動が最小限に抑えられることにより、水素燃料診断装置41は、一酸化炭素などの不純物を高精度に検出可能となる。   As shown in FIG. 7A, the average output voltage was suppressed to a slight change with an increase of 2 mV / day. Further, as shown in FIG. 7B, the average output change rate was within the range of about ± 0.5 mV over 27 days. As described above, the fluctuations in the output voltage and the output change rate due to the changes in the temperature and humidity of the hydrogen fuel are minimized, so that the hydrogen fuel diagnostic device 41 can detect impurities such as carbon monoxide with high accuracy. Become.

続いて、温湿度調整装置1の異なる構成について述べる。実施例1では、マイクロバルブ19を加湿器9と合流点13の間に設置した。実施例2では、マイクロバルブを分岐7と加湿器9の間に設置した温湿度調整装置101について述べる。   Subsequently, a different configuration of the temperature / humidity adjusting device 1 will be described. In Example 1, the micro valve 19 was installed between the humidifier 9 and the confluence 13. In the second embodiment, a temperature / humidity adjusting device 101 in which a micro valve is installed between the branch 7 and the humidifier 9 will be described.

図8を参照して、温湿度調整装置101の構成について述べる。図8は、本発明の実施例2に係る温湿度調整装置101の概要を示すブロック図である。   The configuration of the temperature / humidity adjusting device 101 will be described with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a block diagram showing an outline of the temperature / humidity adjusting device 101 according to the second embodiment of the present invention.

温湿度調整装置101は、温湿度調整装置1と異なり、マイクロバルブ119を分岐107と加湿器109との間に備える。また、実施例1の乾燥流量調整部11、計測部29に対応する第1乾燥流量調整部111及び第1計測部129に加えて、第2乾燥流量調整部111及び第2計測部129とをさらに備える。また、実施例1の制御モジュール45に対応する制御モジュール145は、実施例1の温度制御部21、湿度制御部23及び計測部温度制御部57に対応する温度制御部121、第1湿度制御部123、第1計測部温度制御部157に加えて、第2計測部温度制御部159、第2湿度制御部161とをさらに備える。 The temperature / humidity adjusting device 101 is different from the temperature / humidity adjusting device 1 in that a micro valve 119 is provided between the branch 107 and the humidifier 109. Further, in addition to the dry flow rate adjustment unit 11 of Example 1, the first dry flow rate adjustment unit 111 1 and the first measurement unit 129 1 corresponding to the measurement unit 29, the second dry flow rate adjustment unit 111 2 and the second measurement unit are also provided. 129 further comprises a 2. The control module 145 corresponding to the control module 45 of the first embodiment includes a temperature control unit 121, a first humidity control unit 121, and a temperature control unit 121, a humidity control unit 23, and a measurement unit temperature control unit 57 of the first embodiment. In addition to 123 and the 1st measurement part temperature control part 157, the 2nd measurement part temperature control part 159 and the 2nd humidity control part 161 are further provided.

第2計測部129は、第1計測部129と診断部143の間に接続されている。第2乾燥流量調整部111は、分岐107と第2計測部129の間に接続されている。また、第1計測部129から気体が流出する流路と第2乾燥流量調整部111から気体が流出する流路とは、合流点113にて合流して、第2計測部129に接続されている。 The second measuring unit 129 2 is connected between the first measuring unit 129 1 and the diagnosis section 143. Second drying flow rate adjusting unit 111 2 is connected between branch 107 and the second measuring unit 129 2. Further, the flow path through which the gas flows out from the first measuring unit 129 1 and the flow path through which the gas flows out from the second dry flow rate adjusting unit 111 2 merge at the confluence point 113 2 , and the second measuring unit 129 2 It is connected to the.

ここで、第1計測部129及び第2計測部129とを順に接続することにより、実施例1よりも高精度な温度及び湿度の調整が可能となる。第1計測部129において粗く温度及び湿度を調整し、第2計測部129においてより精密に制御するためである。 Here, by connecting the first measurement unit 129 1 and the second measurement unit 129 2 in order, it is possible to adjust the temperature and humidity with higher accuracy than in the first embodiment. This is because the first measuring unit 129 1 roughly adjusts the temperature and the humidity, and the second measuring unit 129 2 performs more precise control.

具体的には、第1計測部温度制御部157は、温湿センサから伝達された第1計測部129の温度及び/又は湿度の情報に基づいて、第1計測部129の温度を40.0℃に制御する。第1湿度制御部123は、第1計測部129の温度及び/又は湿度の情報に基づいて、第1計測部129における湿度が90.0%rhとなるように、第1乾燥流量調整部111の湿度を制御する。 Specifically, the first measurement unit temperature control unit 157 sets the temperature of the first measurement unit 129 1 to 40 degrees based on the temperature and / or humidity information of the first measurement unit 129 1 transmitted from the temperature and humidity sensor. Control to 0 ° C. The first humidity control unit 123, based on the first measurement portion 129 1 of the temperature and / or humidity information, as the humidity in the first measuring unit 129 1 is 90.0% rh, first drying flow adjustment The humidity of the part 111 1 is controlled.

第2計測部温度制御部159は、温湿センサから伝達された第2計測部129の温度及び/又は湿度の情報に基づいて、第2計測部129の温度を40.0℃に制御する。第2湿度制御部161は、第2計測部129の温度及び/又は湿度の情報に基づいて、第2計測部129における湿度が80.0%rhとなるように、第2乾燥流量調整部111の湿度を制御する。 Second measuring part temperature control unit 159, based on the second temperature of the measuring part 129 2 and / or humidity of the information transmitted from the temperature and humidity sensor, controls the second temperature of the measuring part 129 2 to 40.0 ° C. To do. The second humidity control unit 161, based on the second temperature of the measuring part 129 2 and / or humidity information, as the humidity in the second measuring unit 129 2 is 80.0% rh, second drying flow adjustment controlling the humidity of the part 111 2.

全体として、温湿度調整装置101は、相対湿度80%rh、40℃に調整された水素燃料を診断部143に対して50〜100ml/分で供給する。   As a whole, the temperature / humidity adjusting device 101 supplies the hydrogen fuel adjusted to a relative humidity of 80% rh and 40 ° C. to the diagnostic unit 143 at 50 to 100 ml / min.

続いて、図9、図10及び図11を参照して、温湿度調整装置101を用いた場合の水素燃料適性診断結果、並びに、水素燃料の温度及び湿度の調整結果について述べる。図9(a)は、温湿度調整装置101を用いた場合の水素燃料適性診断結果の一例を示す図である。図9(b)は、図9(a)に丸で囲んで示される、電圧の平均変化率のグラフの一部を拡大した図である。図10(a)は、温湿度調整装置101を用いた温度及び湿度の調整結果の一例を示す図である。図10(b)は、図10(a)に示される平均センサー湿度の制御結果を拡大した図である。図11(a)は、図10(a)に示される平均加湿器温度の制御結果を拡大した図である。図11(b)は、図10(a)に示される平均センサー温度の制御結果を拡大した図である。   Next, with reference to FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11, a hydrogen fuel suitability diagnosis result and a hydrogen fuel temperature and humidity adjustment result when the temperature / humidity adjusting device 101 is used will be described. FIG. 9A is a diagram showing an example of a hydrogen fuel suitability diagnosis result when the temperature and humidity adjusting device 101 is used. FIG. 9B is an enlarged view of a part of the graph of the average change rate of the voltage, which is shown in a circle in FIG. 9A. FIG. 10A is a diagram showing an example of the temperature and humidity adjustment results using the temperature and humidity adjusting device 101. FIG. 10B is an enlarged view of the control result of the average sensor humidity shown in FIG. FIG. 11A is an enlarged view of the control result of the average humidifier temperature shown in FIG. FIG. 11B is an enlarged view of the control result of the average sensor temperature shown in FIG.

図9を参照して、診断部143の診断センサーの計測結果について述べる。図9は、横軸が時間、縦軸が出力値を表している。   The measurement result of the diagnostic sensor of the diagnostic unit 143 will be described with reference to FIG. 9. In FIG. 9, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the output value.

励起電流AC20mA P-P、湿度80±0.2%RH、温度40±0.1℃の条件下で、診断センサーが検出する平均電圧(mV/10min)、出力変化率(mV/10min)平均電流が非常に安定していることが分かる。CO被毒のない条件下では、電圧上昇値は、0.018mV/10min、すなわち、2.6mV/日である。半年でも500mV以下の上昇にとどまり、診断センサーの寿命の指標として良好な値といえる。   Excitation current AC20mA PP, humidity 80 ± 0.2% RH, temperature 40 ± 0.1 ℃, average voltage (mV / 10min), output change rate (mV / 10min) average current detected by diagnostic sensor is very stable. I understand that. Under conditions without CO poisoning, the voltage rise value is 0.018 mV / 10 min, or 2.6 mV / day. Even in half a year, the increase was less than 500 mV, which is a good value as an indicator of the life of the diagnostic sensor.

図9(a)及び(b)において、0.2ppmの一酸化炭素を5分間被毒させると、診断センサーは3.7mV/10minの出力変化率となった。図9(b)に示すように、矢印で示されるCO被毒から速やかにかつ明確に被毒を検出できていることが分かる。   In FIGS. 9A and 9B, when carbon monoxide of 0.2 ppm was poisoned for 5 minutes, the diagnostic sensor had an output change rate of 3.7 mV / 10 min. As shown in FIG. 9 (b), it can be seen that the poisoning can be promptly and clearly detected from the CO poisoning indicated by the arrow.

続いて、図10及び図11を参照して、約2週間にわたる温湿度調整装置101の温度及び湿度の調整結果について述べる。横軸は、経過時間を表す。縦軸は、平均水素流量(ml/min)、計測部129における平均センサー湿度(%RH)及び平均センサー温度(℃)、加湿器109の平均温度(℃)、第2乾燥流量調整部111から計測部129に流入する気体の平均乾燥流量(ml/min)を表す。 Next, with reference to FIG. 10 and FIG. 11, a description will be given of the temperature and humidity adjustment results of the temperature / humidity adjusting device 101 over about two weeks. The horizontal axis represents elapsed time. The vertical axis represents the average hydrogen flux (ml / min), average sensor humidity (% RH) and average sensor temperatures in the measurement unit 129 2 (° C.), the average temperature of the humidifier 109 (° C.), a second drying flow rate adjusting unit 111 It represents the average dry flow rate of the gas flowing from the 2 to the measuring unit 129 2 (ml / min).

図10(a)を参照して、平均乾燥流量は増減があるものの、平均水素流量、平均センサー湿度、平均センサー温度、加湿器の平均温度が、それぞれ高精度に一定に保たれていることが見てとれる。図10(b)を参照して、計測部129における平均センサー湿度は、約2週間もの間、ほぼ80%±0.2%RH以内に保たれた。図11(a)を参照して、同様に、加湿器109の平均温度は、34℃±0.1℃以内に保たれた。さらに、図11(b)を参照して、平均センサー温度は、40℃±0.1℃以内に保たれた。 Referring to FIG. 10A, although the average dry flow rate is increased or decreased, the average hydrogen flow rate, the average sensor humidity, the average sensor temperature, and the average temperature of the humidifier are maintained with high accuracy. You can see it. Figure 10 Referring to (b), average sensor humidity in the measurement unit 129 2, while also about 2 weeks, was kept within RH approximately 80% ± 0.2%. Similarly, with reference to FIG. 11A, the average temperature of the humidifier 109 was kept within 34 ° C. ± 0.1 ° C. Furthermore, referring to FIG. 11 (b), the average sensor temperature was kept within 40 ° C. ± 0.1 ° C.

本願発明の発明者らは、70%RHで診断センサーを使用する場合と比べ、80%RHで診断センサーを使用する場合の方が、診断センサーの寿命が延びることを確認した。診断センサーに供給される診断対象の水素燃料の湿度を70%RHとした場合、電圧上昇値は、0.15mV/10min、すなわち、21.6mV/日程度であった。電圧の上限値は、例えば500mV程度であり、診断センサーの寿命は、1か月足らずとなる。他方、80%RHとした場合は、上記のとおり、0.018mV/10minと約1/10にまで減少し、診断センサーの寿命が半年以上となる顕著な効果が確認された。したがって、本発明に係る温湿度調整装置が、80%RHのような高い湿度で高精度に温度及び湿度を保てることは、特筆すべき利点といえる。   The inventors of the present invention have confirmed that the life of the diagnostic sensor is extended when the diagnostic sensor is used at 80% RH as compared to when the diagnostic sensor is used at 70% RH. When the humidity of the hydrogen fuel to be diagnosed supplied to the diagnostic sensor was 70% RH, the voltage increase value was 0.15 mV / 10 min, that is, about 21.6 mV / day. The upper limit value of the voltage is, for example, about 500 mV, and the life of the diagnostic sensor is less than one month. On the other hand, when it was set to 80% RH, as described above, it was confirmed that 0.018 mV / 10 min was reduced to about 1/10, and a remarkable effect that the life of the diagnostic sensor was more than half a year. Therefore, it can be said that the temperature / humidity adjusting device according to the present invention can maintain the temperature and humidity with high accuracy at a high humidity such as 80% RH, which is a remarkable advantage.

図2の診断センサ55は、不純物の有無を診断していた。これに対し、本実施例の適性診断装置171(本願請求項の「適性診断装置」の一例)が備える不純物濃度測定部173は、不純物濃度をも測定可能である。これにより、診断対象の水素燃料の燃料としての適性を定量的に診断可能となる。以下、不純物濃度測定部173について詳述する。   The diagnostic sensor 55 in FIG. 2 diagnoses the presence or absence of impurities. On the other hand, the impurity concentration measuring unit 173 included in the suitability diagnostic apparatus 171 of this embodiment (an example of the “suitability diagnostic apparatus” in the claims of the present application) can also measure the impurity concentration. As a result, the suitability of the hydrogen fuel to be diagnosed as the fuel can be quantitatively diagnosed. Hereinafter, the impurity concentration measuring unit 173 will be described in detail.

図12〜図16を参照して、温湿度調整装置1に流入する水素燃料中の不純物濃度を測定する構成について述べる。図12は、不純物濃度を測定する不純物濃度測定部173の概要を示す図である。図13は、不純物濃度測定部173及び温湿度調整装置1を含む適性診断装置171全体の概要を示す図である。図14は、検量線作成のために不純物濃度が2ppm程度と既知である第1濃度の不純物が混入した水素気体を測定するフローを示す図である。図15は、検量線作成のために不純物濃度が200ppm程度と既知である第1濃度の不純物が混入した水素気体を測定するフローを示す図である。図16は、水素燃料の不純物濃度の測定方法の概要を示すフロー図である。   A configuration for measuring the impurity concentration in the hydrogen fuel flowing into the temperature / humidity adjusting device 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a diagram showing an outline of the impurity concentration measuring unit 173 for measuring the impurity concentration. FIG. 13 is a diagram showing an outline of the whole aptitude diagnosis device 171 including the impurity concentration measuring unit 173 and the temperature / humidity adjusting device 1. FIG. 14 is a diagram showing a flow for measuring hydrogen gas mixed with an impurity having a first concentration known to have an impurity concentration of about 2 ppm for creating a calibration curve. FIG. 15 is a diagram showing a flow for measuring a hydrogen gas mixed with an impurity having a first concentration known to have an impurity concentration of about 200 ppm for creating a calibration curve. FIG. 16 is a flowchart showing the outline of the method for measuring the impurity concentration of hydrogen fuel.

図12を参照して、不純物濃度測定部173は、気体保持部175と、流路部177と、気体流量調整部179(本願請求項の「濃度依存流量調整部」の一例)と、不純物濃度算出部181と、検量線作成部183(本願請求項の「検量線作成部」の一例)と、記憶部185とを備える。気体保持部175は、水素燃料を保持する水素燃料保持部187と、高純度の気体水素を保持する水素保持部189と、第1混入気体保持部191(本願請求項の「混入気体保持部」の一例)と、第2混入気体保持部193(本願請求項の「混入気体保持部」の他の例)とを備える。第1混入気体保持部191は、既知の第1濃度(本願請求項の「第1濃度」の一例)の不純物を内包する気体水素(第1混入気体;本願請求項の「第1試料」の一例)を保持する。第2混入気体保持部193は、第1濃度よりも高い濃度である既知の第2濃度(本願請求項の「第2濃度」の一例)の不純物を内包する気体水素(第2混入気体;本願請求項の「第2試料」の一例)を保持する。本実施例では、第1混入気体保持部191は、2ppmの一酸化炭素が混入した気体水素を保持する。また、第2混入気体保持部193は、200ppmの一酸化炭素が混入した気体水素を保持する。   With reference to FIG. 12, the impurity concentration measuring unit 173 includes a gas holding unit 175, a flow path unit 177, a gas flow rate adjusting unit 179 (an example of a “concentration-dependent flow rate adjusting unit” in claims of the present application), and an impurity concentration. A calculation unit 181, a calibration curve creation unit 183 (an example of the “calibration curve creation unit” in the claims of the present application), and a storage unit 185 are provided. The gas holding unit 175 includes a hydrogen fuel holding unit 187 that holds hydrogen fuel, a hydrogen holding unit 189 that holds high-purity gaseous hydrogen, and a first mixed gas holding unit 191 (the “mixed gas holding unit” in the claims of the present application). And a second mixed gas holding portion 193 (another example of the “mixed gas holding portion” in the claims of the present application). The first mixed gas holding unit 191 includes gaseous hydrogen (first mixed gas; “first sample” of claim of the present application) containing impurities of a known first concentration (an example of “first concentration” of claim of the present application). Hold one example). The second mixed gas holding unit 193 contains gaseous hydrogen (second mixed gas; the present application) that contains impurities of a known second concentration (an example of the “second concentration” in the claims of the present application) that is higher than the first concentration. An example of the "second sample" in the claims is held. In this embodiment, the first mixed gas holding unit 191 holds the gaseous hydrogen mixed with 2 ppm of carbon monoxide. The second mixed gas holding unit 193 holds the gaseous hydrogen mixed with 200 ppm of carbon monoxide.

流路部177は、気体保持部175から全流量調整部5に至る複数の流路として、第1流路195、第2流路195、・・・、第m流路195(mは2以上の自然数)を有する。また、流路部177は、気体の流路の通過の可否を切り替える弁として、第1弁197、第2弁197、・・・、第n弁197(nは2以上の自然数)を有する。気体流量調整部179は、第1混入気体保持部191からの気体の流量を調整する第1気体流量調整部199と、第2混入気体保持部193からの気体の流量を調整する第2気体流量調整部199とを有する。第1気体流量調整部199と第2気体流量調整部199とは、異なる流量に設定可能である。本実施例では、初期設定として、全流量調整部5を100ml/分に設定し、第1気体流量調整部199を100ml/分と設定し、第2気体流量調整部199を1.0ml/分に設定する。 The flow path section 177 is a plurality of flow paths from the gas holding section 175 to the total flow rate adjusting section 5, and is a first flow path 195 1 , a second flow path 195 2 , ..., An m-th flow path 195 m (m Has a natural number of 2 or more). The flow passage portion 177 serves as a valve for switching whether or not the gas can pass through the flow passage. The first valve 197 1 , the second valve 197 2 , ..., The n-th valve 197 n (n is a natural number of 2 or more). Have. Flow regulating unit 179, a first gas flow adjustment unit 199 1 for adjusting the flow rate of the gas from the first mixed gas holding portion 191, a second gas to adjust the flow rate of the gas from the second mixed gas holding portion 193 And a flow rate adjusting unit 1992 . The first gas flow rate adjusting unit 199 1 and the second gas flow rate adjusting unit 199 2 can be set to different flow rates. In this embodiment, as the initial settings, the total flow rate adjusting unit 5 is set to 100 ml / min, the first gas flow rate adjusting unit 199 1 is set to 100 ml / min, and the second gas flow rate adjusting unit 199 2 is set to 1.0 ml. Set to / minute.

図13を参照して、各種保持部は、流路部177を介して温湿度調整装置1の全流量調整部5に接続されている。図13では、流路部177は、各種保持部から全流量調整部5へと気体が移動する第1流路195から第7流路195と、流路を開閉する第1弁197から第12弁19712とを有する。 With reference to FIG. 13, the various holding units are connected to the total flow rate adjusting unit 5 of the temperature / humidity adjusting apparatus 1 via the flow path unit 177. In FIG. 13, the flow passage portion 177 includes a first flow passage 195 1 to a seventh flow passage 195 7 through which gas moves from various holding portions to the total flow rate adjusting portion 5, and a first valve 197 1 that opens and closes the flow passage. from and a twelfth valve 197 12.

水素保持部189は、水素保持部189に近い順に第1弁197、第2弁197及び第3弁197を介して全流量調整部5に接続されている(第1流路195)。また、水素保持部189は、第1流路195とは異なる第2流路195及び第3流路195によってもそれぞれ全流量調整部5に接続されている。第2流路195は、第1弁197と第2弁197の間において第1流路195に接続されると共に、第3弁197と全流量調整部5の間においても第1流路195に接続されている。また、第2流路195は、水素保持部189に近い順に第4弁197及び第5弁197を有する。第3流路195は、第1弁197と第2弁197の間において第1流路195に接続されるとともに、第3弁197と全流量調整部5の間においても第1流路195に接続されている。また、第3流路195は、水素保持部189に近い順に第6弁197及び第7弁197を有する。 The hydrogen holding unit 189 is connected to the total flow rate adjusting unit 5 via the first valve 197 1 , the second valve 197 2 and the third valve 197 3 in the order closer to the hydrogen holding unit 189 (the first flow path 195 1 ). The hydrogen holding unit 189 is also connected to the total flow rate adjusting unit 5 by a second flow passage 195 2 and a third flow passage 195 3 which are different from the first flow passage 195 1 . The second flow passage 195 2 is connected to the first flow passage 195 1 between the first valve 197 1 and the second valve 197 2 , and also between the third valve 197 3 and the total flow rate adjusting unit 5. It is connected to one flow path 195 1 . Further, the second flow path 195 2 has a fourth valve 197 4 and a fifth valve 197 5 in the order of being closer to the hydrogen holding portion 189. The third flow path 195 3 is connected to the first flow path 195 1 between the first valve 197 1 and the second valve 197 2 , and also between the third valve 197 3 and the total flow rate adjusting unit 5. It is connected to one flow path 195 1 . Further, the third flow path 195 3 has a sixth valve 197 6 and a seventh valve 197 7 in the order of being closer to the hydrogen holding portion 189.

第1混入気体保持部191は、第1混入気体保持部191に近い順に第8弁197、第1気体流量調整部199、第2流路195の第5弁197を介して全流量調整部5に接続されている(第4流路195)。水素燃料保持部187は、水素燃料保持部187に近い順に第9弁197、第10弁19710、第1流路195の第3弁197を介して全流量調整部5に接続されている(第5流路195)。第2混入気体保持部193は、第2混入気体保持部193に近い順に第11弁19711、第12弁19712、第2気体流量調整部199、第3流路195の第7弁197を介して全流量調整部5に接続されている(第6流路195)。また、第2混入気体保持部193は、第12弁19712及び第2混入気体保持部193の間から第5流路195の第10弁19710にも接続されている。水素燃料保持部187から第9弁197、第10弁19710、第6流路195の第2気体流量調整部199、第3流路195の第7弁197を介して全流量調整部5へと接続される流路を第7流路195とする。 The first mixed gas holding portion 191, the eighth valve 197 8 sequentially closer to the first mixed gas holding portion 191, the first flow regulating unit 199 1 via a fifth valve 197 5 of the second flow path 195 2 All It is connected to the flow rate adjusting unit 5 (fourth flow path 195 4 ). The hydrogen fuel holding unit 187 is connected to the total flow rate adjusting unit 5 via the ninth valve 197 9 , the 10th valve 197 10 and the third valve 197 3 of the first flow path 195 1 in the order of being closer to the hydrogen fuel holding unit 187. (5th channel 195 5 ). The second mixed gas holding portion 193 includes the eleventh valve 197 11 , the twelfth valve 197 12 , the second gas flow rate adjusting portion 199 2 , and the third valve 195 3 of the seventh valve in order of being closer to the second mixed gas holding portion 193. It is connected to the total flow rate adjusting unit 5 via 197 7 (sixth flow path 195 6 ). The second mixed gas holding portion 193 is also connected between the twelfth valve 197 12 and the second mixed gas holding portion 193 to the tenth valve 197 10 of the fifth flow path 195 5 . From the hydrogen fuel holding portion 187 through the ninth valve 197 9 , the tenth valve 197 10 , the second gas flow rate adjusting portion 199 2 of the sixth flow passage 195 6 and the seventh valve 197 7 of the third flow passage 195 3 , all. The flow path connected to the flow rate adjusting unit 5 is referred to as a seventh flow path 195 7 .

制御モジュール45は、気体流量調整部179及び流路部177を制御する。   The control module 45 controls the gas flow rate adjusting unit 179 and the flow path unit 177.

以下、不純物濃度測定部173による不純物濃度測定方法について述べる。不純物濃度測定方法は、大きく検量線作成ステップと濃度測定ステップに分かれる。   Hereinafter, a method for measuring the impurity concentration by the impurity concentration measuring unit 173 will be described. The impurity concentration measuring method is roughly divided into a calibration curve creating step and a concentration measuring step.

図14及び図15を参照して、不純物濃度測定部173を用いて検量線を作成するフローについて述べる。検量線作成部183は、不純物濃度が2ppm程度と既知である第1濃度の不純物が混入した水素気体と既知の200ppm程度の第2濃度の不純物が混入した水素気体を測定することにより、検量線を作成する。   A flow of creating a calibration curve using the impurity concentration measuring unit 173 will be described with reference to FIGS. 14 and 15. The calibration curve creation unit 183 measures the calibration curve by measuring the hydrogen gas mixed with the first concentration of impurities whose known impurity concentration is about 2 ppm and the hydrogen gas mixed with the known second concentration of impurities of about 200 ppm. To create.

図14を参照して、始めに、2ppmの不純物濃度の水素気体を用いて計測する。第1流路195及び第2流路195を開いて第3流路195から第7流路195を閉じた状態で、水素保持部189からの高純度の気体水素で第1流路195及び第2流路195を180秒間パージする(ステップST001)。続いて、第1流路195及び第2流路195を閉じて第4流路195を開いた状態で、第1混入気体保持部191からの第1混入気体を60秒間第4流路195に流す。第1気体流量調整部199は、100ml/分の気体を流すよう設定する。このとき、第1混入気体に含まれる一酸化炭素等の不純物濃度に応じて診断センサ55における電圧が変化する。検出モジュール47は、診断センサ55における電圧を測定して不純物の存在及び濃度を電圧の変化として検出する。記憶部185は、このときの電圧の値Vを記憶する(ステップST002)。続いて、第4流路195を閉じ、第1流路195及び第2流路195を開いて、再度180秒間パージする。この間、検出モジュール47は、電圧を測定する。記憶部185は、180秒間の電圧の最大値Vを記憶する(ステップST003)。記憶部185は、2ppmにおける電圧値として、V2ppm=V−Vを記憶する(ステップST004)。 Referring to FIG. 14, first, measurement is performed using hydrogen gas having an impurity concentration of 2 ppm. With the first flow path 195 1 and the second flow path 195 2 open and the third flow path 195 3 to the seventh flow path 195 7 closed, the first flow of high-purity gaseous hydrogen from the hydrogen holding unit 189 is performed. The passage 195 1 and the second passage 195 2 are purged for 180 seconds (step ST001). Then, in a state where the first flow path 195 1 and the second flow path 195 2 are closed and the fourth flow path 195 4 is opened, the first mixed gas from the first mixed gas holding unit 191 is flowed in the fourth flow for 60 seconds. flowing in the road 195 4. The first flow regulating unit 199 1 sets to flow 100ml / min gas. At this time, the voltage at the diagnostic sensor 55 changes according to the concentration of impurities such as carbon monoxide contained in the first mixed gas. The detection module 47 measures the voltage in the diagnostic sensor 55 and detects the presence and concentration of impurities as a change in voltage. The storage unit 185 stores the voltage value V 1 at this time (step ST002). Subsequently, the fourth flow path 195 4 is closed, the first flow path 195 1 and the second flow path 195 2 are opened, and the purge is performed again for 180 seconds. During this time, the detection module 47 measures the voltage. The storage unit 185 stores the maximum value V 2 of the voltage for 180 seconds (step ST003). The storage unit 185 stores V 2ppm = V 2 −V 1 as the voltage value at 2 ppm (step ST004).

ゼロ値校正として、第1流路195及び第2流路195を開いて第3流路195から第7流路195を閉じた状態で、水素保持部189からの高純度の気体水素で第1流路195及び第2流路195を60秒間パージする。記憶部185は、このときの電圧の値Vを記憶する。さらに、180秒間パージし、記憶部185は、このときの電圧の値Vを記憶する。記憶部185は、ゼロ校正値として、V=V−Vを記憶する(ステップST005)。また、校正後の検量線の2ppmにおける値として、V2ppm0=V2ppm−Vを記憶する(ステップST006)。 As zero-value calibration, with the first flow path 195 1 and the second flow path 195 2 opened and the third flow path 195 3 to the seventh flow path 195 7 closed, a high-purity gas from the hydrogen holding unit 189 The first channel 195 1 and the second channel 195 2 are purged with hydrogen for 60 seconds. The storage unit 185 stores the voltage value V 3 at this time. Further, the purge is performed for 180 seconds, and the storage unit 185 stores the voltage value V 4 at this time. The storage unit 185 stores V 0 = V 4 −V 3 as the zero calibration value (step ST005). Further, V 2ppm0 = V 2ppm −V 0 is stored as the value at 2 ppm of the calibration curve after calibration (step ST006).

続いて、図15を参照して、200ppmの不純物濃度の水素気体を用いて計測する。第1流路195及び第3流路195を開いて第2流路195及び第4流路195から第7流路195を閉じた状態で、水素保持部189からの高純度の気体水素で第1流路195及び第3流路195を180秒間パージする(ステップST101)。続いて、第3流路195を閉じて第1流路195及び第6流路195を開いた状態で、水素保持部189からの高純度の気体水素を第1流路195に流しながら、第2混入気体保持部193からの第2混入気体を60秒間第6流路195に流す。ここで、第6流路195の第2気体流量調整部199が流速を1ml/分に制限しているため、第1流路195に高純度の気体水素が99ml/分の気体水素が供給される。記憶部185は、このときの電圧の値Vを記憶する(ステップST102)。続いて、第6流路195を閉じて第1流路195及び第3流路195を開いた状態で、再度180秒間パージする。記憶部185は、180秒間の電圧の最大値Vを記憶する(ステップST103)。記憶部185は、200ppmにおける電圧値として、V200ppm=V−Vを記憶する(ステップST104)。ステップST005と同様にゼロ校正値を求める(ステップST105)。記憶部185は、校正後の検量線の200ppmにおける値として、V200ppm0を記憶する(ステップST106)。 Subsequently, referring to FIG. 15, measurement is performed using hydrogen gas having an impurity concentration of 200 ppm. With the first flow path 195 1 and the third flow path 195 3 opened and the second flow path 195 2 and the fourth flow path 195 4 to the seventh flow path 195 7 closed, high purity from the hydrogen holding part 189 is obtained. The first flow path 195 1 and the third flow path 195 3 are purged with the gaseous hydrogen of 180 seconds for 180 seconds (step ST101). Subsequently, in a state where the third flow passage 195 3 is closed and the first flow passage 195 1 and the sixth flow passage 195 6 are opened, high-purity gaseous hydrogen from the hydrogen holding portion 189 is supplied to the first flow passage 195 1 . While flowing, the second mixed gas from the second mixed gas holding unit 193 is caused to flow through the sixth flow path 195 6 for 60 seconds. Here, since the second flow regulating unit 199 2 of the sixth flow path 195 6 limits the flow rate to 1 ml / min, high purity gaseous hydrogen in the first flow path 195 1 99 ml / min gaseous hydrogen Is supplied. The storage unit 185 stores the voltage value V 5 at this time (step ST102). Subsequently, with the sixth flow passage 195 6 closed and the first flow passage 195 1 and the third flow passage 195 3 opened, the purge is performed again for 180 seconds. Storage unit 185 stores the maximum value V 6 of the voltage for 180 seconds (step ST 103). Storage unit 185 as a voltage value at 200 ppm, and stores the V 200ppm = V 6 -V 5 (step ST 104). Similar to step ST005, a zero calibration value is obtained (step ST105). The storage unit 185 stores V 200ppm0 as the value at 200 ppm of the calibration curve after calibration (step ST106).

検量線作成部183は、V2ppm0やV200ppm0の値から検量線を作成する。 The calibration curve creation unit 183 creates a calibration curve from the values of V 2ppm0 and V 200ppm0 .

ここで、より正確な検量線を作成するために、1ppmのプロットを得るフローについて説明する。ステップST002において、第2流路195を閉じて第1流路195及び第4流路195を開いた状態で、第1混入気体保持部191からの第1混入気体を第4流路195に流しつつ、第1流路195に水素保持部189からの高純度の気体水素を流す。第4流路195の第1気体流量調整部199は、50ml/分の流速の気体を流すよう設定する。記憶部185は、60秒後の電圧の値V5を記憶する。ステップST003からステップST006は同様である。 Here, a flow for obtaining a 1 ppm plot in order to create a more accurate calibration curve will be described. In step ST002, the first mixed gas from the first mixed gas holding unit 191 is supplied to the fourth flow path while the second flow path 195 2 is closed and the first flow path 195 1 and the fourth flow path 195 4 are opened. High-purity gaseous hydrogen from the hydrogen holding unit 189 is caused to flow through the first flow path 195 1 while flowing into 195 4 . The first gas flow rate adjusting unit 199 1 of the fourth flow path 195 4 is set to flow the gas at a flow rate of 50 ml / min. The storage unit 185 stores the voltage value V5 after 60 seconds. Steps ST003 to ST006 are the same.

あるいは、混入気体が保持されている保持部からの気体の流出時間を制御することにより、異なるプロットを得ることもできる。例えば、ステップST002において、第1流路195及び第2流路195を閉じて第4流路195を開いた状態で、第1気体流量調整部199が100ml/分の気体を流す設定のままとする。ただし、第1混入気体保持部191からの第1混入気体を60秒の半分の30秒間だけ第4流路に流す。このときの電圧の値から1ppmに対応するプロットを得ることもできる。この場合、2ppmに対応する電圧値を得たステップST001〜ST006が本願請求項の「第1診断ステップ」の一例であり、1ppmに対応する電圧値を得たステップが本願請求項の「第2診断ステップ」の一例である。 Alternatively, different plots can be obtained by controlling the outflow time of the gas from the holding unit that holds the mixed gas. For example, in step ST002, the first gas flow rate adjusting unit 199 1 flows 100 ml / min of gas in a state where the first flow path 195 1 and the second flow path 195 2 are closed and the fourth flow path 195 4 is opened. Leave the setting as it is. However, the first mixed gas from the first mixed gas holding unit 191 is caused to flow through the fourth flow path for 30 seconds which is half of 60 seconds. A plot corresponding to 1 ppm can be obtained from the voltage value at this time. In this case, steps ST001 to ST006 in which the voltage value corresponding to 2 ppm is obtained are an example of the "first diagnostic step" in the claims of the present application, and the step in which the voltage value corresponding to 1 ppm is obtained is the "second diagnostic step" in the claims of the present application. Diagnostic step ”.

1ppmのプロットを得る上記フローと同様にして、0.2ppm、20ppm、100ppm等のプロットを得ることにより、より正確な検量線を作成可能である。   By obtaining the plots of 0.2 ppm, 20 ppm, 100 ppm and the like in the same manner as the above flow for obtaining the 1 ppm plot, a more accurate calibration curve can be created.

次に、図16を参照して、不純物濃度測定部173を用いて水素燃料の不純物濃度を測定するフローについて述べる。まず、水素燃料に0〜2ppm程度の不純物の混入を想定している場合について述べる。   Next, with reference to FIG. 16, a flow for measuring the impurity concentration of hydrogen fuel using the impurity concentration measuring unit 173 will be described. First, a case will be described in which it is assumed that impurities of about 0 to 2 ppm are mixed in the hydrogen fuel.

始めに、第1流路195及び第2流路195を開き、第3流路195から第7流路195を閉じた状態で、水素保持部189からの高純度の気体水素で第1流路195及び第2流路195を180秒間パージする(ステップST201)。続いて、第1流路195及び第2流路195を閉じ、第5流路195を開いた状態で、水素燃料保持部187からの水素燃料を60秒間第5流路195に流す。このとき、水素燃料に含まれる一酸化炭素等の不純物濃度に応じて診断センサ55における電圧が変化する。検出モジュール47は、診断センサ55における電圧を測定して不純物の存在及び濃度を電圧の変化として検出する。不純物濃度算出部181は、検量線を用いて対応する濃度の値Aを算出する。記憶部185は、Aの値を記憶する(ステップST202)。続いて、第5流路195を閉じ、第1流路195及び第2流路195を開いて再度180秒間パージする。不純物濃度算出部181は、検量線を用いて180秒間の最大電圧に対応する濃度の値Bを検量線を用いて算出する。記憶部185は、Bの値を記憶する(ステップST203)。続いて、ステップST202と同じ操作により不純物濃度の値Cを得る。記憶部185は、Cの値を記憶する(ステップST204)。さらに、ステップST203と同じ操作により、不純物濃度の値Dを得る。記憶部185は、Dの値を記憶する(ステップST205)。ここで、上記のA〜Dの値は、全てゼロ値校正後の値とする。 First, with the first flow path 195 1 and the second flow path 195 2 opened and the third flow path 195 3 to the seventh flow path 195 7 closed, high-purity gaseous hydrogen from the hydrogen holding unit 189 was used. The first channel 195 1 and the second channel 195 2 are purged for 180 seconds (step ST201). Then, with the first flow path 195 1 and the second flow path 195 2 closed and the fifth flow path 195 5 open, the hydrogen fuel from the hydrogen fuel holding portion 187 flows to the fifth flow path 195 5 for 60 seconds. Shed. At this time, the voltage at the diagnostic sensor 55 changes according to the concentration of impurities such as carbon monoxide contained in the hydrogen fuel. The detection module 47 measures the voltage in the diagnostic sensor 55 and detects the presence and concentration of impurities as a change in voltage. The impurity concentration calculating unit 181 calculates the value A of the corresponding concentration using the calibration curve. The storage unit 185 stores the value of A (step ST202). Subsequently, the fifth flow path 195 5 is closed, the first flow path 195 1 and the second flow path 195 2 are opened, and the purge is performed again for 180 seconds. The impurity concentration calculation unit 181 uses the calibration curve to calculate the concentration value B corresponding to the maximum voltage for 180 seconds using the calibration curve. The storage unit 185 stores the value of B (step ST203). Then, the impurity concentration value C is obtained by the same operation as in step ST202. The storage unit 185 stores the value of C (step ST204). Further, the impurity concentration value D is obtained by the same operation as in step ST203. The storage unit 185 stores the value of D (step ST205). Here, all of the above values A to D are values after zero value calibration.

不純物濃度算出部181は、{(B−A)+(D−C)}/2の計算式により不純物濃度を算出する。記憶部185は、算出された不純物濃度を記憶する。制御モジュール45は、表示部25に算出結果を表示させる(ステップST206)。制御モジュール45は、規定回数に達したか否かを判定する(ステップST207)。規定回数に達していなければ、所定時間後にステップST202に戻って処理を繰り返す。規定回数に達していれば、フローを終了する。ステップST207において、規定回数の代わりに規定時間が経過したか否かを判定基準としてもよい。   The impurity concentration calculation unit 181 calculates the impurity concentration by a calculation formula of {(B−A) + (D−C)} / 2. The storage unit 185 stores the calculated impurity concentration. The control module 45 displays the calculation result on the display unit 25 (step ST206). The control module 45 determines whether or not the specified number of times has been reached (step ST207). If the specified number of times has not been reached, the process returns to step ST202 after a predetermined time and the process is repeated. If the specified number of times has been reached, the flow ends. In step ST207, whether or not a specified time has elapsed may be used as the determination criterion instead of the specified number of times.

2〜200ppm程度の不純物の混入を想定している場合、ステップST202において、第5流路195を開く代わりに第1流路195及び第7流路195を開く。第7流路195の第2気体流量調整部199は、1.0ml/分程度の流速であるため、計測部29には0.02〜2ppm程度の不純物が混入した水素燃料が到達する。このため、0〜2ppm程度の不純物の混入を想定している場合と比較して、測定系の測定レンジを大きく変える必要がない。 When it is assumed that impurities of about 2 to 200 ppm are mixed, in step ST202, the first flow path 195 1 and the seventh flow path 195 7 are opened instead of opening the fifth flow path 195 5 . The second flow regulating unit 199 2 of the seventh flow path 195 7 are the flow rates of the order of 1.0 ml / min, the measurement unit 29 reaches the hydrogen fuel impurities of about 0.02~2ppm is mixed . Therefore, it is not necessary to greatly change the measurement range of the measurement system as compared with the case where impurities of about 0 to 2 ppm are assumed to be mixed.

なお、温湿度調整装置は、乾燥流量調整部に対しても温度制御を行ってもよい。これにより、合流点に達する前の乾燥した気体の温度変化を抑制することが容易となる。そのため、合流点に達した後の気体の温度制御がさらに容易となる。   The temperature and humidity adjusting device may also control the temperature of the dry flow rate adjusting unit. This facilitates suppressing the temperature change of the dry gas before reaching the confluence. Therefore, the temperature control of the gas after reaching the merging point becomes easier.

また、温湿度調整装置は、気体供給部と加湿流路との間に第1マイクロバルブを備え、かつ、加湿流路と合流点との間に第2マイクロバルブをさらに備えてもよい。   Further, the temperature / humidity adjusting device may include a first micro valve between the gas supply unit and the humidification flow channel, and further may include a second micro valve between the humidification flow channel and the confluence point.

さらに、不純物濃度測定部は、第1濃度とも第2濃度とも異なる第3濃度の不純物を内包する気体水素を保持する第3混入気体保持部等を備えてもよい。   Further, the impurity concentration measurement unit may include a third mixed gas holding unit that holds gaseous hydrogen containing an impurity having a third concentration different from the first concentration and the second concentration.

さらに、不純物濃度算出部は、ステップST202及びST203により得られたA及びBを用いて、B−Aの計算式により不純物濃度を算出してもよい。   Further, the impurity concentration calculation unit may calculate the impurity concentration by the calculation formula of BA using A and B obtained in steps ST202 and ST203.

1・・・温湿度調整装置、5・・・全流量調整部、7・・・分岐、9・・・加湿器、11・・・乾燥流量調整部、13・・・合流点、17・・・微小流路、19・・・マイクロバルブ、21・・・温度制御部、23・・・湿度制御部、29・・・計測部、31・・・加湿流路、33・・・水蒸気付与部、35・・・電熱器、37・・・相対湿度計測部、39・・・温度計測部、41・・・水素燃料診断装置、43・・・診断部、45・・・制御モジュール、47・・・検出モジュール、53・・・温湿センサ、55・・・診断センサ、57・・・計測部温度制御部、171・・・適性診断装置、173・・・不純物濃度測定部、175・・・気体保持部、177・・・流路部、179・・・気体流量調整部、181・・・不純物濃度算出部、183・・・検量線作成部、185・・・記憶部、187・・・水素燃料保持部、189・・・水素保持部、191・・・第1混入気体保持部、193・・・第2混入気体保持部、195・・・流路、197・・・弁、199・・・気体流量調整部   1 ... Temperature / humidity adjusting device, 5 ... Total flow rate adjusting unit, 7 ... Branch, 9 ... Humidifier, 11 ... Drying flow rate adjusting unit, 13 ... Confluence point, 17 ... Micro flow path, 19 ... Micro valve, 21 ... Temperature control section, 23 ... Humidity control section, 29 ... Measuring section, 31 ... Humidification flow path, 33 ... Water vapor applying section , 35 ... Electric heater, 37 ... Relative humidity measuring unit, 39 ... Temperature measuring unit, 41 ... Hydrogen fuel diagnostic device, 43 ... Diagnostic unit, 45 ... Control module, 47 ... ..Detection module, 53 ... Temperature / humidity sensor, 55 ... Diagnostic sensor, 57 ... Measuring section temperature control section, 171 ... Aptitude diagnosis apparatus, 173 ... Impurity concentration measuring section, 175 ... Gas holding part, 177 ... Flow path part, 179 ... Gas flow rate adjusting part, 181, ... Impurity concentration calculating part, 83 ... Calibration curve creation unit, 185 ... Storage unit, 187 ... Hydrogen fuel holding unit, 189 ... Hydrogen holding unit, 191 ... First mixed gas holding unit, 193 ... Second Mixed gas holding section, 195 ... flow path, 197 ... valve, 199 ... gas flow rate adjusting section

Claims (7)

水素燃料の燃料としての適性を診断する適性診断装置であって、
前記水素燃料の温度及び湿度を調整する温湿度調整部と、
前記温湿度調整部によって温度及び湿度を調整された前記水素燃料の相対湿度を計測する計測部と、
前記水素燃料を診断することにより前記水素燃料の燃料としての適性を診断する診断部と、
前記温湿度調整部、前記計測部及び前記診断部の順に前記水素燃料を流す流路とを備え、
前記温湿度調整部は、
前記水素燃料が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、
前記加湿流路の周囲に水蒸気を与えて加湿する水蒸気付与部と、
前記加湿流路に接触して加熱する電熱器と、
前記電熱器を制御する温度制御部とを備え、
前記加湿流路は、少なくとも一部がナフィオン(登録商標)を素材としており、
前記水素燃料における不純物の濃度の検量線を作成する検量線作成部をさらに備え、
前記検量線作成部は、
既知の第1濃度の前記不純物を含有する水素燃料である第1試料を前記流路に流した際の電圧を測定すると共に、
前記第1濃度とは異なる既知の第2濃度の前記不純物を含有する水素燃料である第2試料を前記流路に流した際の電圧を測定し、
前記第2濃度は、前記第1濃度よりも前記不純物の濃度が高く、
前記検量線作成部は、濃度依存流量調整部をさらに備え、
前記濃度依存流量調整部は、前記第2試料の不純物濃度を測定する場合に、前記第1試料の不純物濃度を測定する場合よりも流速を遅くする、適性診断装置。
An aptitude diagnosis device for diagnosing the aptitude of hydrogen fuel as a fuel,
A temperature and humidity adjusting unit for adjusting the temperature and humidity of the hydrogen fuel,
A measuring unit that measures the relative humidity of the hydrogen fuel whose temperature and humidity are adjusted by the temperature and humidity adjusting unit,
A diagnosis unit for diagnosing the suitability of the hydrogen fuel as a fuel by diagnosing the hydrogen fuel;
The temperature and humidity adjusting unit, the measuring unit and the diagnosis unit, and a flow path for flowing the hydrogen fuel in order,
The temperature and humidity adjustment unit,
A humidification flow path in which the hydrogen fuel is a flow path and the amount of ambient water vapor taken in increases or decreases depending on the temperature,
A steam applying unit for applying steam to the periphery of the humidifying channel to humidify the steam,
An electric heater for heating by contacting the humidifying channel,
A temperature control unit for controlling the electric heater,
At least a part of the humidification channel is made of Nafion (registered trademark) ,
Further comprising a calibration curve creating unit for creating a calibration curve of the concentration of impurities in the hydrogen fuel,
The calibration curve creation unit,
While measuring the voltage when a first sample, which is a hydrogen fuel containing a known first concentration of the impurities, is passed through the flow path,
Measuring a voltage when a second sample, which is a hydrogen fuel containing the impurity having a known second concentration different from the first concentration, is passed through the flow path,
The second concentration has a higher concentration of the impurities than the first concentration,
The calibration curve creation unit further comprises a concentration-dependent flow rate adjustment unit,
The concentration-dependent flow rate adjusting unit, when measuring the impurity concentration of the second sample, to slow the flow rate than the case of measuring the impurity concentration of the first sample, aptitude diagnostic device.
前記加湿流路を経た流路内部の相対湿度の値を計測する計測手段をさらに備え、
前記温度制御部は、前記加湿流路を経た流路内部の相対湿度の値に基づいて前記電熱器を制御する、請求項1記載の適性診断装置
Further comprising a measuring means for measuring the value of the relative humidity inside the flow path through the humidification flow path,
The suitability diagnostic device according to claim 1, wherein the temperature control unit controls the electric heater based on a value of a relative humidity inside the flow path that has passed through the humidification flow path.
前記加湿流路を通らない流路における前記水素燃料の流速を調整する乾燥流量調整部と、
前記乾燥流量調整部を制御する湿度制御部とをさらに備え、
前記乾燥流量調整部から前記水素燃料を流出させる流路は、前記加湿流路から前記水素燃料が流出する流路にある合流点に接続されている、請求項1又は2記載の適性診断装置
A dry flow rate adjusting unit for adjusting the flow rate of the hydrogen fuel in the flow path that does not pass through the humidification flow path,
Further comprising a humidity control unit for controlling the dry flow rate adjusting unit,
The drying rate adjustment flow is caused to flow out the hydrogen fuel from the unit path, wherein the hydrogen fuel from the humidifying passage is connected to the merging point on the flow path for flowing out, aptitude diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, wherein.
前記加湿流路に前記水素燃料を与える気体供給部と、
前記気体供給部と前記加湿流路との間に及び/又は前記加湿流路と前記合流点との間に、前記水素燃料の流量を制御するマイクロバルブとをさらに備える、請求項3記載の適性診断装置
A gas supply unit for supplying the hydrogen fuel to the humidification channel,
The suitability according to claim 3, further comprising: a microvalve for controlling the flow rate of the hydrogen fuel between the gas supply unit and the humidification channel and / or between the humidification channel and the confluence. Diagnostic device .
前記マイクロバルブと前記加湿流路の間に、前記加湿流路よりも流路が細い微小流路をさらに備える、請求項4記載の適性診断装置The aptitude diagnosis apparatus according to claim 4, further comprising a minute flow channel, which is thinner than the humidification flow channel, between the micro valve and the humidification flow channel. 水素燃料の燃料としての適性を診断する適性診断装置を用いた適性診断方法であって、
前記適性診断装置は、
前記水素燃料が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、
前記加湿流路を加熱する電熱器と、
前記電熱器を制御する温度制御部と、
前記加湿流路において温度及び湿度を調整された前記水素燃料の相対湿度を計測する計測部と、
前記水素燃料を診断することにより前記水素燃料の燃料としての適性を診断する診断部と、
前記加湿流路、前記計測部及び前記診断部の順に前記水素燃料を流す流路と、
前記水素燃料における不純物の濃度の検量線を作成する検量線作成部と、
既知の濃度の不純物を含有する混入気体保持部とをさらに備え、
前記加湿流路は、少なくとも一部がナフィオン(登録商標)を素材としており、
前記温度制御部が、前記計測部が計測した相対湿度の計測結果に基づいて前記電熱器を制御して、前記加湿流路を加熱させるステップと、
前記検量線作成部が前記混入気体保持部からの気体を第1時間だけ流路に流した後に、前記診断部が診断する第1診断ステップと、
前記検量線作成部が前記混入気体保持部からの気体を前記第1時間とは異なる第2時間だけ流路に流した後に、前記診断部が診断する第2診断ステップとを含む、適性診断方法。
An aptitude diagnosis method using an aptitude diagnosis device for diagnosing aptitude of hydrogen fuel as a fuel,
The aptitude diagnosis device,
A humidification flow path in which the hydrogen fuel is a flow path and the amount of ambient water vapor taken in increases or decreases depending on the temperature,
An electric heater for heating the humidifying channel,
A temperature control unit for controlling the electric heater,
A measuring unit that measures the relative humidity of the hydrogen fuel whose temperature and humidity are adjusted in the humidifying channel,
A diagnosis unit for diagnosing the suitability of the hydrogen fuel as a fuel by diagnosing the hydrogen fuel;
A flow path for flowing the hydrogen fuel in the order of the humidification flow path, the measurement unit and the diagnosis unit ,
A calibration curve creating unit for creating a calibration curve of the concentration of impurities in the hydrogen fuel,
Further comprising a mixed gas holding portion containing a known concentration of impurities,
At least a part of the humidification channel is made of Nafion (registered trademark) ,
The temperature control unit controls the electric heater based on the measurement result of the relative humidity measured by the measurement unit, and heating the humidification flow path ,
A first diagnosing step in which the diagnosing section makes a diagnosis after the calibration curve creating section causes the gas from the mixed gas holding section to flow in the flow path for a first time;
A second diagnostic step in which the diagnostic unit diagnoses after the calibration curve creating unit has flowed the gas from the mixed gas holding unit into the flow path for a second time different from the first time; .
コンピュータを、請求項記載の前記温度制御部、前記検量線作成部及び前記診断部として機能させるプログラム。 The computer, the temperature control unit according to claim 6, a program to function as the calibration curve creating unit and the diagnosis unit.
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