4
C 8831 : 2008
セルスタック内での水素消費速度は,式 (1) による。
nI
QH 224. 60 (1)
2 96 500
ここに, QH : セルスタック内での水素消費速度 (L/min)
n : 積層数 (−)
I : 電流値 (A)
96 500 : ファラディ定数 (C/mol)
22.4 : 標準条件での気体1モル当たりの体積 (L/mol)
60 : 分秒換算 (s/min)
セルスタックへ供給される水素流量は,式 (2) による。
100QH
F=
H (2)
UF
ここに, FH : セルスタックへ供給される水素流量 (L/min)
UF : 燃料利用率 (%)
QH : セルスタック内での水素消費速度 (L/min)
セルスタックへ供給される燃料ガス流量は,式 (3) による。
100 FH
F=
F (3)
CH
ここに, FF : セルスタックへ供給される燃料ガス流量 (L/min)
FH : セルスタックへ供給される水素流量 (L/min)
CH : 燃料ガス中の水素濃度 (%)
したがって,燃料利用率は,式 (4) で表示される。
10 000QH
U=
F (4)
CH FF
ここに, UF : 燃料利用率 (%)
QH : セルスタック内での水素消費速度 (L/min)
CH : 燃料ガス中の水素濃度 (%)
FF : セルスタックへ供給される燃料ガス流量 (L/min)
b) 酸化剤利用率 酸化剤利用率をUO (%),電流値をI (A),積層数をn (−),電流値から計算されるセル
スタック内での酸素消費速度をQO (L/min),セルスタックへ供給される酸素流量をFO (L/min),セルス
タックへ供給される酸化剤ガス流量をFAir (L/min) とすると,次の関係式が成立する。ただし,酸化
剤ガス中の酸素濃度は,空気を用いることを想定して21 %とする。
なお,ここで用いる酸素消費速度及び流量は,標準条件の値である。
セルスタック内での酸素消費速度は,式 (5) による。
nI
Q=
O 224. 60 (5)
4 96 500
ここに, Q :
O セルスタック内での酸素消費速度 (L/min)
n : 積層数 (−)
I : 電流値 (A)
96 500 : ファラディ定数 (C/mol)
22.4 : 標準条件での気体1モル当たりの体積 (L/mol)
60 : 分秒換算 (s/min)
セルスタックへ供給される酸素流量は,式 (6) による。
――――― [JIS C 8831 pdf 6] ―――――
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C 8831 : 2008
100QO
F=
O (6)
UO
ここに, FO : セルスタックへ供給される酸素流量 (L/min)
QO : セルスタック内での酸素消費速度 (L/min)
UO : 酸化剤利用率 (%)
セルスタックへ供給される酸化剤ガス流量は,式 (7) による。
F
100O
F=
Air (7)
21
ここに, FAir : セルスタックへ供給される酸化剤ガス流量 (L/min)
FO : セルスタックへ供給される酸素流量 (L/min)
21 : 酸化剤ガス中の酸素濃度 (%)
したがって,酸化剤利用率は,式 (8) で表示される。
10 000QO
U=
O (8)
21FAir
ここに, UO : 酸化剤利用率 (%)
QO : セルスタック内での酸素消費速度 (L/min)
FAir : セルスタックへ供給される酸化剤ガス流量 (L/min)
21 : 酸化剤ガス中の酸素濃度 (%)
なお,燃料ガス及び酸化剤ガス流量測定は,加湿前に実施する。
ガス漏えい試験及びガス漏えい確認試験において,試験ガスにヘリウムガスを用いる場合には,式 (9)
に基づいて燃料ガス漏えい相当量に換算する。
(換算式)
試験ガスでのガス漏えい量実測値をLtest (L/min),燃料ガスでのガス漏えい相当量をLF (L/min),試験ガ
攀
スの比重をGtest (g/L),燃料ガスの比重をGF (g/L),試験ガスの粘度を
Pa・s),燃料ガスの粘度を
s) とする。
燃料ガスでのガス漏えい相当量 :
LF = R × Ltest (9)
ここに, R : 次のいずれか大きい数値を用いる。
R=Gtest/GF又はR=攀
――――― [JIS C 8831 pdf 7] ―――――
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C 8831 : 2008
ガス漏えい試験
許容運転圧力試験
冷却系統の耐圧試験
電気的過負荷試験
絶縁耐力試験
差圧試験
燃料・酸化剤ガス遮断試験
短絡試験
冷却欠如・冷却阻害試験
凍結・融解サイクル試験
図1−安全性評価試験手順例
――――― [JIS C 8831 pdf 8] ―――――
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C 8831 : 2008
附属書A
(規定)
ガス漏えい試験方法
序文
この附属書は,定置用固体高分子形燃料電池セルスタックのガス漏えい試験方法について規定する。
試験は,燃料極側についてだけ行う。ただし,気密容器内に収納されている燃料電池には適用しない。
また,セルスタック全体を用いることが無理な場合には,積層数を縮小した代表的な数のセルをもつ一つ
のセルスタックを用いることができる。その場合,ガス漏えい量は,積層数の比を基に計算する。
A.1 試験条件
a) 測定条件 ガス漏えい試験の測定条件は,表A.1による。
b) 試験室
− 温度 試験室の温度は,JIS Z 8703の表1に規定する“常温”(標準温度状態15級 : 20±15 ℃)と
し,試験中の温度の変動は,±5 ℃とする。
− 湿度 試験室の湿度は,JIS Z 8703の表2に規定する“常湿”[標準湿度状態20級 : (65±20) %]
とする。
c) 試験装置 試験装置の構成例を,図A.1に示す。
d) 試験ガス 試験ガスは,燃料ガス又はヘリウムガスとし,燃料ガスを用いる場合には,その組成比を
明記する。
A.2 測定項目
必要な測定項目は,表A.2による。
A.3 試験手順
ガス漏えい試験方法手順例の概略を,図A.2に示す。
A.4 測定記録
ガス漏えい試験の記録表の例を,表A.3に示す。
A.5 評価基準
ガス漏えい量が,ガス漏えい基準値以下でなければならない。
表A.1−測定条件
項目 内容
試験温度 最低運転温度以下において,温度変化がない状態
試験圧力 最高運転圧力
加圧時間 1分間
試験ガス 燃料ガス又はヘリウムガス
流量調節器 誤差がフルスケールの2 %以下の機器を使用
――――― [JIS C 8831 pdf 9] ―――――
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C 8831 : 2008
図A.1−試験装置の構成例
表A.2−測定項目
項目 単位 注記
大気 環境(試験室)温度 ℃
圧力 hPa
環境(試験室)湿度 RH%
試験温度 ℃ 最低運転温度以下になった場合の測
定時セルスタック温度
試験圧力 燃料極 kPa
加圧時間 min
ガス漏えい量 L/min (NTP) a)用いた試験ガスでの換算前のガス漏
(換算前) えい量(評価に際しては,燃料ガス
でのガス漏えい相当量に換算する。)
0 ℃,1気圧
注a) TP : normal pressure and temperature
――――― [JIS C 8831 pdf 10] ―――――
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JIS C 8831:2008の国際規格 ICS 分類一覧
- 27 : エネルギー及び熱伝達工学 > 27.070 : 燃料電池