CN101006604A - 燃料电池系统及其运行方法 - Google Patents

燃料电池系统及其运行方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101006604A
CN101006604A CNA2006800006139A CN200680000613A CN101006604A CN 101006604 A CN101006604 A CN 101006604A CN A2006800006139 A CNA2006800006139 A CN A2006800006139A CN 200680000613 A CN200680000613 A CN 200680000613A CN 101006604 A CN101006604 A CN 101006604A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unstrpped gas
producing apparatus
fuel cell
hydrogen producing
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800006139A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101006604B (zh
Inventor
小原英夫
中村彰成
尾关正高
田中良和
行正章典
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN101006604A publication Critical patent/CN101006604A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101006604B publication Critical patent/CN101006604B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H01M8/04022—Heating by combustion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04231—Purging of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04303—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during shut-down
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04358—Temperature; Ambient temperature of the coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04373—Temperature; Ambient temperature of auxiliary devices, e.g. reformers, compressors, burners
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04425—Pressure; Ambient pressure; Flow at auxiliary devices, e.g. reformers, compressors, burners
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H01M8/04679—Failure or abnormal function of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04701—Temperature
    • H01M8/04731—Temperature of other components of a fuel cell or fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04701—Temperature
    • H01M8/04738—Temperature of auxiliary devices, e.g. reformer, compressor, burner
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04776—Pressure; Flow at auxiliary devices, e.g. reformer, compressor, burner
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04955—Shut-off or shut-down of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0618—Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0822—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel the fuel containing hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1609—Shutting down the process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04783—Pressure differences, e.g. between anode and cathode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明提供能够妥当实行随着利用燃料电池系统的原料气体进行的置换不妥当而发生的特殊停止的燃料电池系统及其运行方法。燃料电池系统(100)的控制装置(11)如果在燃料电池系统(100)的停止动作中利用燃料气体进行的置换动作有异常，就根据该异常的内容，使开闭燃料极(13a)的出入口的燃料开闭装置(26、23、24)、开闭氧化剂极(13c)的出入口的氧化剂开闭装置(25、28、20、27)以及开闭氢生成装置(12)的氢开闭装置(21、23、22)的开闭，形成与利用原料气体进行置换时的开闭状态不同的状态。

Description

燃料电池系统及其运行方法
技术领域
本发明涉及燃料电池系统及其运行方法，更详细地说，涉及燃料电池系统的停止动作中的系统内部的原料气体的供给控制的改良技术。
背景技术
已有的燃料电池系统，主要具有在燃料极消耗富氢重整气体(燃料气体)并且在氧化剂极消耗氧气进行发电的燃料电池、向氧化剂极输送氧气的鼓风机、利用原料气体(例如城市煤气、天然气等)与水蒸汽进行的水蒸汽重整反应生成重整气体的氢生成装置、使在燃料极中未消耗的重整气体(废气)中含有的水蒸汽凝集的水去除装置、以及利用使废气燃烧得到的燃烧气体的热交换加热燃料生成装置的重整催化剂体的燃烧器(加热用燃烧器)。
在这样的燃料电池系统停止时，通常能够利用对燃料电池系统内部进行不活泼气体(例如氮气)置换处理可靠地抑制由空气和燃料气体混合的混合气体的异常燃烧等情况的发生。
但是另一方面，在氮气置换处理中，需要氮气瓶或氮气分离装置等专用氮气设备，在将燃料电池系统作为家庭用的固定设置型分散发电源或电动汽车用电源等用途使用时，上述氮气设备对燃料电池系统降低价格和尺寸小型化这两个方面形成制约。
为此出现这样的技术，即在燃料电池系统停止运行时，取代利用氮气进行置换处理的方法，利用原料气体对燃料电池系统内部进行置换处理的技术。
已知有例如，将经过旁路路径的脱硫气体(去除硫成分的原料气体)引入燃料电池，利用原料气体对其进行置换处理的置换技术(参考作为已有技术的例子的专利文献1)。
还提出了在燃料电池系统的可燃性气体体系内，在引导水蒸汽置换该体系内的可燃性气体后，在氢生成装置(燃料重整器)的催化剂的温度充分降低的时刻，将原料气体引导到上述体系内置换体系内的水蒸汽那样的置换技术(参照作为已有技术的例子的专利文献2)。
专利文献1：日本特开2003-229149号公报
专利文献2：日本特开2003-282114号公报
发明内容
在采用利用原料气体进行置换的技术的燃料电池系统的停止动作模式中，除燃料电池系统的通常停止模式以及可燃气体泄漏或燃料电池系统内压异常等引起的紧急停止模式外，还有伴随例如原料气体计量计的故障或原料气体供给源的压力被切断那样的利用原料气体进行的置换动作不方便而发生的特殊停止模式。
已有技术例记载的利用原料气体进行的置换技术是仅仅将燃料电池系统的通常的停止模式放在心上的技术，而没有对特殊停止模式的状况进行任何考虑。
因此，本发明申请人等考虑到，在使处于特殊停止模式状态的燃料电池系统依照已有的利用原料气体进行的置换而停止时，因存在于燃料电池系统内部(例如氢生成装置的内部或燃料电池的内部)的水蒸汽结露使这些装置内部急剧负压化，最糟糕时有可能使燃料电池系统的设备受到破坏。
本发明是鉴于这些情况而作出的，其目的在于，提供能够妥当实行随着利用燃料电池系统的原料气体进行的置换动作不方便而实施的特殊停止的燃料电池系统及其运行方法。
为达到上述目的，本发明的燃料电池系统具备：使用燃料极的氢气和氧化极的氧化剂气体进行发电的燃料电池、由原料气体生成所述氢气并将其提供给所述燃料极的氢生成装置、对所述氧化剂极提供所述氧化剂气体的氧化剂气体提供装置、将所述原料气体至少引向所述氢生成装置的内部的原料气体供给路径、开闭所述燃料极的出入口的燃料开闭装置、开闭所述氧化剂极的出入口的氧化剂开闭装置、开闭所述氢生成装置的出入口的氢开闭装置、以及控制所述燃料开闭装置和所述氢开闭装置及所述氧化剂开闭装置的开闭动作的控制装置；并且所述控制装置如下所述进行控制，即在燃料电池系统的停止动作中，使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部通过所述出入口与所述原料气体供给路径及大气连通，使原料气体能够流通的第1状态，利用所述原料气体供给路径的原料气体对所述氢生成装置、所述燃料极和所述氧化剂极中的至少一个的内部进行置换，同时使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部通过所述入口与所述原料气体供给路径连通，并且不与大气连通的第2状态，将所述原料气体供给路径的原料气体注入所述至少一个的内部，控制使所述至少一个的内部保持为正压或大气压，而且，如果用所述原料气体进行置换的动作有异常，则根据所述异常的内容使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，不为所述第1状态，而是与所述第1状态不同的状态，并使所述至少一个的内部保持为正压或大气压。
又，本发明的燃料电池系统的运行方法，其所述燃料电池系统具备使用燃料极的氢气和氧化剂极的氧化剂气体进行发电的燃料电池、由所述原料气体生成所述氢气并将其提供给所述燃料极的氢生成装置、将所述氧化剂提供给所述氧化剂极的氧化剂气体供给装置、将所述原料气体至少引到所述氢生成装置的内部的原料气体供给路径、开闭所述燃料极的出入口的燃料开闭装置、开闭所述氧化剂极的出入口的氧化剂开闭装置、以及开闭所述氢生成装置的出入口的氢开闭装置；在所述燃料电池系统的停止动作中，使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部通过所述出入口与所述原料气体供给路径及大气连通，使原料气体能够流通的第1状态，利用所述原料气体供给路径的原料气体对所述氢生成装置、所述燃料极和所述氧化剂极中的至少一个的内部进行置换，同时使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部通过所述入口与所述原料气体供给路径连通，并且不与大气连通的第2状态，将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述至少一个的内部，使所述至少一个的内部保持为正压或大气压；而且，如果用所述原料气体进行置换的动作有异常，则根据所述异常的内容使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭不为所述第1状态，而是与所述第1状态不同的状态，并使所述至少一个的内部保持为正压或大气压。
借助于此，可得到能够妥当实行随着燃料电池系统的利用原料气体进行的置换动作不方便而实施的特殊停止的燃料电池系统及其运行方法。
又，本发明的燃料电池系统的运行方法，是使如下所述的系统运行的方法，所述系统是，在这里，在作为利用所述原料气体进行置换的动作异常的一个例子，这种异常是不能计量所述原料气体供给路径内的所述原料气体或不能进行置换处理后的气体的后处理的情况，在这种情况下，所述控制装置使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭为所述第2状态，将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，并使所述至少一个的内部保持为正压或大气压的系统，所述运行方法是使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭为所述第2状态，将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，并使所述至少一个的内部保持为正压或大气压的燃料电池系统的运行方法。
如果使用这样的燃料电池系统及其运行方法，则即使在例如原料气体流量计等不能进行原料气体的计量的情况下，也能够妥当地将原料气体注入燃料极、氧化剂极以及氢生成装置的内部，以此切实防止这些构件内部的负压化。因此能够防止由于这些构件的内部发生负压化而引起外部空气混入，从而导致氢生成装置等的内部的催化剂发生氧化而劣化的情况发生。
又，本发明的燃料电池系统的运行方法，是使如下所述的系统运行的方法，所述燃料电池系统为，作为利用所述原料气体进行置换的动作异常的另一例子，是不能提供所述原料气体供给路径的原料气体的情况，在这种情况下，所述控制装置使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部不与所述原料气体供给路径连通，而通过所述出口连通大气的第3状态，使所述至少一个的内部向大气开放的系统；而且所述系统如下所述运行，也就是使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部不与所述原料气体供给路径连通，而通过所述出口连通大气的第3状态，使所述至少一个的内部向大气开放。
如果使用这样的燃料电池系统及其运行方法，则即使在原料气体供给源的压力被切断等不能提供原料气体的情况下，也能够将燃料极、氧化剂极以及氢生成装置的内部开放于大气中，切实防止这些构件的内部为过度的负压状态。因此燃料电池系统的内部负压化不会发展到超过燃料电池系统的保障耐压，能够防止燃料电池系统的气体密封部发生破损。
也可以是，作为向所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部注入原料气体的条件，具备检测所述氢生成装置的温度的第1温度检测装置；所述控制装置根据所述第1温度检测装置得到的温度，将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，将所述内部保持于正压或大气压。
又可以是，作为向所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部注入原料气体的另一条件，具备检测所述燃料电池的温度的第2温度检测装置；所述控制装置根据所述第2温度检测装置得到的温度，将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极的中的至少一个的内部，将所述内部保持在正压或大气压。
通过测定氢生成装置的内部气体温度和燃料电池的内部气体温度，例如控制装置能够进行这些测定温度与内部气体露点温度的比较，同时能够预测氢生成装置和燃料电池中的气体的体积减少量。因此，通过很好地利用氢生成装置的内部气体温度和燃料电池的内部气体温度，控制装置能够使燃料电池系统动作，将氢生成装置和燃料电池的内部至少维持于正压或大气压。
还可以是，作为向所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部注入原料气体的第3条件，具备检测所述氢生成装置的压力的第1压力检测装置；所述控制装置根据所述第1压力检测装置得到的压力，将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，将所述至少一个的内部保持于正压或大气压。
氢生成装置的温度由于比燃料电池的温度更快下降，因此如果对氢生成装置的测定压力进行监控，氢生成装置的内部压力至少维持于正压或大气压，则可以推断其结果是，燃料电池的内部压力也至少维持于正压或大气压。
还可以是具备检测所述氢生成装置的压力的第1压力检测装置，所述控制装置在封闭所述氢生成装置的出入口后所述第1压力检测装置检测出的压力超过规定阈值时，将所述氢生成装置的内部开放于大气中的系统。
如果采用这样的燃料电池系统的结构，则即使在燃料电池系统停止时，由于存在于例如低温区域的凝集水流入高温区域的氢生成装置，凝集水的蒸发使得氢生成装置的内部达到过大的正压状态，氢生成装置的内压上升也不会超过燃料电池系统的保障耐压，能够防止燃料电池系统的气体密封部受到损坏。
又可以是这样的系统，即具备利用与燃烧气体的热交换加热所述氢生成装置的加热用燃烧器、以及向所述加热用燃烧器提供生成所述燃烧气体用的空气的空气供给装置；所述控制装置在燃料电池系统实施停止动作时，在所述加热用燃烧器的燃烧气体停止生成后，启动所述空气供给装置，利用与空气的热交换冷却所述氢生成装置，并且一边将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，使所述至少一个的内部保持正压或大气压。
如果采用这样的燃料电池系统的结构，则能够利用与空气供给装置送来的空气的热交换迅速冷却氢生成装置。
又可以是这样的系统，即具备检测所述原料气体供给路径内的原料气体的供给压力的第2压力检测装置；所述控制装置在所述第2压力检测装置得到的压力在规定的阈值以上的情况下，能够将所述原料气体供给路径的原料气体注入所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，将所述至少一个的内部保持于正压或大气压的系统。
另一方面，也可以形成这样的系统，即具备检测所述原料气体供给路径内的原料气体的供给压力的第2压力检测装置；所述控制装置在所述第2压力检测装置得到的压力未满规定的阈值的情况下，将所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部向大气开放的系统。
如下所述控制燃料电池系统，即只要是这样利用控制装置判断原料气体供给路径的原料气体供给源的压力是否超过规定阈值(例如氢生成装置的内部的压力的下限)，而且原料气体的供给源的压力在该规定的阈值以上的情况下，就将所述原料气体注入所述燃料极以及氢生成装置和/或所述氧化剂极的内部，使这些内部保持于正压或大气压；在原料气体的供给源的压力低于该规定阈值的情况下，不向所述燃料极和所述氢生成装置以及/或所述氧化剂极的内部注入所述原料气体，而将这些内部开放于大气，通过这样进行燃料电池系统的控制，能够使燃料电池系统的特殊停止根据原料气体供给源的压力值妥当进行。
又可以是这样的燃料电池系统，即在燃料电池系统处于停止工作的状态被保管的情况下，所述控制装置将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，将所述至少一个的内部保持正压或大气压的系统。
如果采用这样的结构，在燃料电池系统处于停止状态下被保管时，利用控制装置判定是否符合在燃料电池系统中规定的条件(例如达到氢生成装置的内压下降的下限值)，在符合该规定的条件的情况下，为防止燃料极、氧化剂极以及氢生成装置的内部的负压化，将原料气体供给路径的原料气体注入到燃料极以及氢生成装置和/或氧化剂极的内部，实施在该处的升压动作，将燃料极、氢生成装置和/或氧化剂极的内部至少保持为正压。
又，也可以是这样的燃料电池系统，即在燃料电池系统处于停止工作的状态被保管的情况下，所述控制装置将所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部向大气开放。
如果采用这样的结构，在燃料电池系统处于停止状态下被保管时，利用控制装置判断是否符合在燃料电池系统中规定的条件(例如氢生成装置的内压达到规定的负压水平)，在符合该规定的条件的情况下，为消除燃料极、氢生成装置、及/或所述氧化剂极的内部的负压状态，可以将燃料极、氢生成装置和/或氧化剂极的内部暂时向大气开放。
本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点从参照下面的附图进行的对具体实施形态的详细说明中能够清楚了解。
如果采用本发明，则能够得到可妥当实行随着利用燃料电池系统的原料气体进行的置换动作不方便而实施的特殊停止的燃料电池系统及其运行方法。
附图说明
图1是表示本发明实施形态的燃料电池系统的概略结构的方框图。
图2是表示本实施形态的燃料电池系统通常的停止动作例的流程图。
图3是表示本实施形态的燃料电池系统由于原料气体流量计故障引起的特殊停止动作的例子的流程图。
图4是说明氢生成装置的内部的升压动作的一个例子的说明图。
图5是本实施形态的燃料电池系统由于原料气体供给源压力被切断引起的特殊停止的动作的一个例子的流程图。
图6是表示图5的燃料电池系统的特殊停止动作的变形例的流程图。
符号说明
10a   原料气体供给源
11    控制装置
12    氢生成装置
13    燃料电池
13a   阳极
13c   阴极
14    水去除装置
15    冷却水泵
16    第1鼓风机
17    第2鼓风机
18    加热用燃烧器
20    第1三通阀
21    第5二通阀
22    第3二通阀
23    第2三通阀
24    第1二通阀
25    第3三通阀
26    第2二通阀
27    第4二通阀
28    第4三通阀
30    第1压力检测装置
31    原料气体计量计
32    第2压力检测装置
33    第1温度检测装置
34    燃烧检测装置
35    第2温度检测装置
36    第3温度检测装置
100   燃料电池系统
G1    原料供给配管
G2    第1原料分叉配管
G3    原料返回配管
G4    第2原料分叉配管
G5    第3原料分叉配管
具体实施方式
实施形态1
以下参照附图对本发明的理想的实施形态进行说明。
图1是表示本发明实施形态的燃料电池系统的概略结构的方框图。
燃料电池系统100如图1所示，主要具备具有阳极13a(燃料极)和阴极13c(氧化剂极)的固体高分子电解质型的燃料电池13、向作为发电原料气体的城市煤气或天然气中添加水使这些原料重整以生成富氢燃料气体(重整气体)，并将其提供给燃料电池13的阳极13a的氢生成装置12、向氢生成装置12提供适当的重整水的水供给装置(未图示)、去除在燃料电池13的阳极13a中未被消耗就排出的残余燃料气体(废气)中的水的水去除装置14、使去除水份干燥处理过的废气燃烧以加热氢生成装置12的加热用燃烧器18、作为将燃烧用的空气提供给加热用燃烧器18的空气供给装置的第1鼓风机16、作为将氧化剂气体(空气)提供给燃料电池13的阴极13c然后排出到燃料电池13的外部的氧化剂气体供给装置的第2鼓风机17、以及将冷却水引到燃料电池13的内部以合适保持燃料电池13的内部温度于适当的温度用的冷却水泵15。还有，原料供给配管G1作为形成能够将原料气体引到氢生成装置12内部的结构的原料气体供给路径发挥作用，如下所述，在其内部流动提供给氢生成装置12的作为发电原料的原料气体和作为提供给氢生成装置12、阳极13a以及阴极13c的置换气体的原料气体。
如果采用这样的燃料电池系统100，则能够使由氢生成装置12提供给燃料电池13的阳极13a的燃料气体和由第2鼓风机17提供给燃料电池13的阴极13c的空气在燃料电池13的内部进行反应以进行发电。
又，氢生成装置12中燃料气体的生成和燃料电池13的发电是使用公知技术的，在这里，省略对其内部结构和燃料气体的生成动作以及发电动作的详细说明。
在这里，在原料供给配管G1上，在第5二通阀21(后述)的上流侧，如图1所示，连接作为城市煤气13A等的原料供给源的阀门的原料气体供给源10a、测定原料气体供给源的压力的第1压力检测装置30、位于第1压力检测装置下游，测定原料气体供给量的原料气体流量计31、作为将置换处理用的原料气体提供给燃料电池13和氢生成装置12的置换气体供给装置发挥作用的第1二通阀24(开闭阀)的一方、以及第1三通阀20(切换阀)的两方。后面详细叙述原料供给配管G1与各阀20、21、24的连接结构。
还有，原料气体流量计31是例如孔板流量计(压差式流量计)，形成能够通过对气体温度和气体压差的数据进行换算测定气体流量的构成。
又，利用氢生成装置12的燃料气体供给系统以及废气回流系统具备设置于连接在氢生成装置12的出口与阳极13a的入口之间的配管(燃料气体配管)上的第2三通阀23(切换阀)、设置于连接在阳极13a的出口与水去除装置14的入口之间的配管(废气配管)上的第2二通阀26(开闭阀)、以及设置于连接在水去除装置14的出口与加热用燃烧器18的废气入口之间的配管上的第3二通阀22(开闭阀)。
该第2三通阀23也连接于将上述燃料气体配管与废气配管加以连接的旁路配管上，这样可以不将从氢生成装置12流出的燃料气体导入阳极13a，而直接送入第2二通阀26与水去除装置14的入口之间的配管的中途。
还有，连接于原料供给配管G1的第1二通阀24通过第3原料分叉配管G5(下述)连接于燃料气体供给系统的第2三通阀23与阳极13a的入口之间的配管上，借助于此，可以通过第3原料分叉配管G5将原料气体从原料供给配管G1提供给阳极13a。
如果采用这样的燃料气体供给系统和废气回流系统，则在利用第2三通阀23的阀切换操作连通氢生成装置12的出口与阳极13a的入口的情况下，从氢生成装置12流出的燃料气体被引到阳极13a的内部，在阳极13a的内部作为发电燃料使用后，从阳极13a的出口作为废气向外部排出。该废气通过打开状态的第2二通阀26后，利用水去除装置14去除废气中含有的水分(水蒸汽和细微的水滴等)变得干燥。干燥的废气通过打开状态的第3二通阀22被送入加热用燃烧器18，在加热用燃烧器18的内部燃烧。
还可以将由废气燃烧生成的热使用于对氢生成装置12的加热。
另一方面，在利用第2三通阀23的阀切换操作使氢生成装置的出口与废气配管(第2二通阀26与水去除装置14的入口间的配管部分)连通的情况下，从氢生成装置12流出的可燃性气体(燃料气体或原料气体)不经过阳极13a，直接被送达水去除装置14，在其内部去除可燃性气体中的水分使其干燥后，送入加热用燃烧器18中进行燃烧。
又，连通第2鼓风机17的氧化剂气体供给系统由设置于连接在第2鼓风机17与阴极13c的入口之间的配管上的第3三通阀25(切换阀)、设置于连接在阴极13c的出口与大气之间的配管上的第4三通阀28(切换阀)、以及设置于连接在该第4三通阀28与加热用燃烧器18间的配管上的第4二通阀27(开闭阀)构成。
还有，连接于原料供给配管G1上的第1三通阀20和氧化剂气体供给系统的第3三通阀25相互之间通过第2原料分叉配管G4(下述)连接，借助于此，能够从原料供给配管G1对阴极13c提供原料气体。
如果采用这样的氧化剂气体供给系统，则在利用第3三通阀25的阀切换操作连通第2鼓风机17与阴极13c的入口，而且利用第4三通阀28的阀切换操作使阴极13c的出口与大气连通的情况下，从第2鼓风机17流出的氧化剂气体(空气)在利用适当的加热和加湿装置(未图示)加热和加湿后，被导入阴极13c的内部，在阴极13c的内部作为发电氧化剂使用后排出到大气中。
另一方面，在利用第3三通阀25的阀切换操作，使第1三通阀20与阴极13c的入口连通，而且利用第4三通阀28的阀切换操作使阴极13c的出口与第4二通阀27连通的情况下，流过原料供给配管G1的原料气体通过第2原料分叉配管G4被导入阴极13c的内部，在对阴极13c的内部实施下述处理后，通过打开状态的第4二通阀27被送入加热用燃烧器18，在加热用燃烧器18的内部燃烧。
又，在原料气体供给系统中，从例如城市煤气供给源等原料气体供给源10a送出原料气体一边利用第1压力检测装置30和原料气体流量计31测定气体供给压力和气体供给流量，一边利用合适的脱硫器(未图示)去除原料气体中的硫磺成分。
而且，在脱硫后的原料气体供给系统中，有向氢生成装置12输送原料气体的第1原料气体供给路径、向阴极13c输送原料气体的第2原料气体供给路径、以及向阳极13a输送原料气体的第3原料气体供给路径。
第1原料气体供给路径由设置于连接在原料气体供给源10a的下游侧与氢生成装置12的入口之间的配管(原料供给配管G1)上的第5二通阀21(开闭阀)构成，流过该原料供给配管G1的原料气体通过打开状态的第5二通阀21被引导到氢生成装置12的内部。
如果采用这样的第1原料气体供给路径，则在燃料电池系统100进行发电时，在氢生成装置12的内部，基于使用例如重整催化剂体的水蒸汽重整反应，由从原料供给配管G1送出的原料气体生成富氢燃料气体。又，在燃料电池系统100停止时，从原料供给配管G1送出的原料气体被导入氢生成装置12的内部，利用该原料气体对氢生成装置12的内部实施气体置换或升压之类的妥当处理(后面详细说明)。
还有，对氢生成装置12的内部实施妥当的处理后排出到外部的包含原料气体的气体，没有被利用第2三通阀23的阀切换操作引导到阳极13a，而通过水去除装置14和处于打开状态的第3二通阀22输送到加热用燃烧器18，在加热用燃烧器18内部被燃烧然后进行妥当的后续处理。
在第2原料气体供给路径上，从位于原料气体流量计31的下游侧的原料供给配管G1分叉的第1原料分叉配管G2连接于第1三通阀20的一方，该第1三通阀20通过原料返回配管G3连接于比第1原料分叉配管G2的分叉位置更下游，位于第5二通阀21的上游的原料供给配管G1上。还有，从第1三通阀20延伸的第2原料分叉配管G4如以往所述那样，连接于氧化剂气体供给系统的第3三通阀25上。
如果采用这样的第2原料气体供给路径，则在燃料电池系统100停止之际，从连接于原料供给配管G1的第1三通阀20流到第2原料分叉配管G4的原料气体通过第3三通阀25被引导到阴极13c的内部，利用该原料气体对阴极13c的内部实施置换或升压之类的妥当的处理(下面进行详细说明)。
还有，对阴极13c的内部实施妥当的处理后排出外部的包含原料气体的气体，通过打开状态的第4二通阀27被输送到加热用燃烧器18，在加热用燃烧器18的内部燃烧后进行妥当的后续处理。
第3原料气体供给路径，具备连接比第1原料分叉配管G2的分叉位置更下游，位于第5二通阀21的上游的原料供给配管G1的中途和燃料气体供给系统的第2三通阀23与阳极13a的入口之间的配管的第3原料分叉配管G5上设置的第1二通阀24。
如果采用这样的第3原料气体供给路径，则在燃料电池系统100停止之际，从连接于原料供给配管G1的第1二通阀24流到第3原料分叉配管G3的原料气体被引导到阳极13a，利用该原料气体使阳极13a的内部升压(后面详细说明)。
控制装置11控制燃料电池系统100的各要素，利用妥当控制燃料电池系统100的启动、发电以及停止各动作的微处理器等运算装置构成。
作为控制装置11的控制对象的例子，有开闭例如氢生成装置的出入口的，由电磁开闭阀和电磁切换阀构成的氢开闭装置(第3及第5二通阀22、21以及第2三通阀23)、开闭阳极13a的出入口的，由电磁开闭阀、电磁切换阀等构成的燃料开闭装置(第1、第2以及第3二通阀24、26、22以及第2三通阀23)、以及开闭阴极13c的出入口的，由电磁开闭阀、电器切换阀等构成的氧化剂开闭装置(第4二通阀27以及第1、第3和第4三通阀20、25、28)。
又，作为控制装置11的输入传感器的例子，除了有例如在已经述及的原料气体流量计31及第1压力检测装置30以外，还有测定氢生成装置12的内压的第2压力检测装置32、测定氢生成装置12的内部气体温度的第1温度检测装置33(例如热电偶)、检测加热燃烧部18的燃烧状态的燃烧检测装置34(例如火焰杆)、配置于冷却燃料电池13的冷却水配管的冷却水入口近旁，通过测定流过燃料电池13的冷却水入口近旁的冷却水的温度，能够预测流过阳极13a和阴极13c的气体的温度的第2温度检测装置35(例如热电偶)、以及配置于冷却燃料电池13的冷却水配管的冷却水出口近旁，通过测定流过燃料电池13的冷却水出口近旁的冷却水的温度，能够预测流过阳极13a和阴极13c的气体的温度的第3温度检测装置36(例如热电偶)。
还有，控制装置11内藏对原料气体流量计31的出错检测装置(未图示)，形成能够以此取得原料流量计31发生故障(例如由于原料气体流量计31的配线短路或断线引起的气体温度或气体压差的数据错误)时的出错检测信号的结构。
而且，后面详细说明的燃料电池系统的动作中，控制装置根据利用上述各种输入传感器30、31、32、33、34、35、36得到的检测数据，适当地控制上述各种阀20、21、22、23、24、25、26、27的开闭动作。
又，在本说明书中，控制装置不仅意味着单独的控制装置，也意味着多个控制装置协同工作，控制燃料电池系统100的动作的控制装置群。因此，控制装置11不必一定由单独的控制装置构成，也可以形成多个控制装置分散配置，这些控制装置能够协同工作，控制燃料电池系统100的动作的结构。
又，图1中所示的阀结构不过是一个例子，图1的阀结构也可以根据氢生成装置或燃料电池的结构适当改变。
下面参照附图对本实施形态的燃料电池系统100的停止动作的一个例子进行说明。
在最初叙述燃料电池系统100的通常停止模式的停止动作后，对燃料电池系统100的特殊停止模式的停止动作例进行说明。
<燃料电池系统的停止动作例(通常停止)>
图2是表示本实施形态的燃料电池系统通常停止动作例的流程图。
控制装置11收到从原料气体供给源压力测定用的第1压力检测装置30来的正常压力信号，而且对原料气体流量计31的出错检测装置没有获得任何出错检测信号的情况下，控制相应于如图2所示的步骤S201～步骤S206的各种阀以实行燃料电池系统100的通常停止。
首先，在向燃料电池13的发电动作停止以及加热用燃烧器18的燃烧动作停止等燃料电池系统100的停止过程转移时，封闭阳极13a的出入口和氢生成装置12的出入口(步骤S201)。
更详细地说，关闭第2、第3以及第5二通阀26、22、21，并且第2三通阀23被切换为连通氢生成装置12的出口与第2二通阀26和水去除装置14的入口之间的配管(氢生成装置12的出口和阳极13a的入口之间的连通被切断)，借助于此，可靠地封闭阳极13a的出入口和氢生成装置12的出入口(如下所述的阳极13的出入口a和氢生成装置112的出入口的封闭阀的操作也相同。)。
接着，燃料电池13被(放置)自然冷却，另一方面，由向加热用燃烧器18供给燃烧用空气用的第1鼓风机16提供空气，利用与该空气的热交换强制使氢生成装置12空气冷却。
并且，根据燃料电池系统100的规定的条件(例如从燃料电池系统100停止时起每经过一定时间或相应于氢生成装置12内压的降低)，为防止由于阳极13a和氢生成装置12的内部存在的水蒸汽结露造成的阳极13a和氢生成装置12的内部负压化，利用原料气体的供给源的压力，向阳极13a和氢生成装置12的内部注入原料供给配管G1的原料气体，执行该处的升压动作，使阳极13a和氢生成装置12的内部至少保持为正压或大气压。而且，在这样的内部升压动作后，再度封闭阳极13a和氢生成装置12(步骤S202)。
更详细地说，在封闭阳极13a的出入口和氢生成装置12的出入口的状态下，第1三通阀20被切换为连通第1原料分叉配管G2与原料返回配管G3(将第1原料分叉配管G2和第2原料分叉配管G4间的连通切断)，而且暂时打开第1及第5二通阀24、21。这样一来，在第1二通阀24打开期间，阳极13a的内部通过阳极13a的入口连通原料供给配管G1，形成其内部不与大气连通的状态(第2状态)。其结果是，能够根据原料气体的供给源的压力向阳极13a的内部适量注入原料供给配管G1的原料气体。又，在第5二通阀21打开期间，氢生成装置12的内部通过氢生成装置12的入口连通原料供给配管G1，形成其内部不与大气连通的状态(第2状态)。其结果是，能够根据原料气体的供给源的压力向氢生成装置12的内部适量注入原料供给配管G1的原料气体。借助于此，能够防止阳极13a和氢生成装置12的内部负压化。
接着，如果燃料电池系统100的温度降低到规定的基准温度，就利用原料气体供给源的压力，执行利用原料供给配管G1的原料气体对阴极13c的内部进行置换的阴极13c的置换动作。而且，在对阴极13c利用原料气体进行置换的动作结束的时刻，封闭阴极13c的出入口(步骤S203)。
更详细地说，第1三通阀20切换为连通第1原料分叉配管G2与第2原料分叉配管G4(第1原料分叉配管G2与原料返回配管G3之间的连通被切断)，第3三通阀25被切换为连通第2原料分叉配管G4与阴极13c的入口(第2鼓风机17与阴极13c的入口之间的连通被切断)，第4三通阀28被切换为连通阴极13c的出口与第4二通阀27(阴极13c的出口与大气间的连通被切断)。这样一来，如果在该状态下第4二通阀27被打开，就形成阴极13c的内部通过其出入口连通原料供给配管G1和大气，能够使原料气体流通的状态(第1状态)。其结果是，从原料气体供给源10a送出的原料气体通过第1原料分叉配管G2和第2原料分叉配管G4被引导到阴极13c，借助于此，阴极13c内存在的气体被置换为原料气体。而且，借助于向阴极13c压送原料气体从阴极13c排出的包含原料气体的置换处理气体，通过打开状态的第4二通阀27，在利用合适的水去除装置(未图示)去除水分之后，送入加热用燃烧器18并在这里进行燃烧然后进行后处理。
还有，在利用加热用燃烧器18燃烧置换处理气体的燃烧期间，暂时停止用从第1鼓风机16输送来的空气对氢生成装置12进行强制空气冷却。
而且，第1三通阀20被切换为连通第1原料分叉配管G2与原料返回配管G3(第1原料分叉配管G2与第2原料分叉配管G4间的连通被切断)，第3三通阀25被切换为连通第2原料分叉配管G4与阴极13c的入口(第2鼓风机17与阴极13c的入口间的连通被切断)，第4三通阀28被切换为连通阴极13c的出口与第4二通阀27(阴极13c的出口与大气间的连通被切断)，第4二通阀27被关闭，以此可靠地封闭阴极13c的出入口(如下所述的阴极13c的出入口的封闭阀的操作也相同。)。
接着，与步骤S202中所述的动作相同，燃料电池13自然冷却，另一方面由向加热用燃烧器18提供燃烧用空气的第1鼓风机16供给空气，利用与该空气的热交换强制氢生成装置12空气冷却。
并且，为了防止基于燃料电池系统100的规定的条件(例如从燃料电池系统100停止时起每经过一定时间或相应于氢生成装置12的内压降低)，阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部存在的水蒸汽结露，导致阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部负压化，在这里实施升压动作，利用原料气体供给源的压力，将原料供给配管G1的原料气体注入阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部，使阳极13a、阴极13c以及氢生成装置12的内部至少保持正压或大气压。而且，在这样的内部升压动作后，再度封闭阳极13a、阴极13c以及氢生成装置12(步骤S204)。
更详细地说，在将阴极13c封闭的状态下，暂时切换第1三通阀20，使第1原料分叉配管G2与第2原料分叉配管G4连通(第1原料分叉配管G2与原料返回配管G3间连通暂时切断)。
这样一来，在上述第1三通阀20暂时切换期间，阴极13c的内部通过阴极13c的入口连通原料供给配管G1，形成其内部不与大气连通的状态(第2状态)。其结果是，基于原料气体供给源的压力向阴极13c的内部适量注入原料供给配管G1的原料气体，以此防止阴极13c的内部负压化。又，向阳极13a和氢生成装置12的内部注入原料气体的阀操作与步骤202中说明的内容相同，因此在这里省略了这些阀操作的说明。
此后，如果燃料电池系统100的温度(氢生成装置12的温度)降低到规定的基准温度，就利用原料气体供给源的压力，实施以原料供给配管G1的原料气体置换氢生成装置12的内部的，氢生成装置12的置换动作。而且在利用氢生成装置12的利用原料气体进行的置换动作结束的时刻，再度封闭氢生成装置12的出入口(步骤S205)。
更详细地说，第1三通阀20被切换为连通第1原料分叉配管G2与原料返回配管G3(第1原料分叉配管G2与第2原料分叉配管G4之间连通被切断)，第2三通阀23被切换为连通氢生成装置12的出口与第2二通阀26和水去除装置14的入口之间的配管(氢生成装置12的出口与阳极13a的入口间的连通被切断)。这样一来，在该状态下如果第5与第3二通阀21、22被打开，就形成氢生成装置12的内部连通原料供给配管G1和大气的状态，以使原料气体能够通过其出入口流通(第1状态)。其结果是，从原料气体供给源10a送出的原料气体通过原料供给配管G1被导入氢生成装置12，借助于此，位于氢生成装置12内部的气体被置换为原料气体。而且，由于向氢生成装置12压送原料气体而从氢生成装置12排出的包含原料气体的置换处理气体在利用水去除装置14去除水分之后，通过打开状态的第3二通阀22被送到加热用燃烧器18，在该处燃烧并进行后处理。
又，在利用加热用燃烧器18燃烧置换处理气体的燃烧期间，用从第1鼓风机16输送的空气进行的对氢生成装置12的强制空气冷却暂时停止。
此后，在燃料电池系统100的温度(氢生成装置12的温度)充分下降的时刻，利用与从第1鼓风机16送来的空气的热交换强制氢生成装置12冷却的动作停止(步骤S206)，燃料电池系统100的通常停止动作结束。
如果采用这样的燃料电池系统的停止动作，在燃料电池系统100停止之际，代替已有的氮气置换处理，对燃料电池系统100的内部可妥当地利用原料气体进行置换，因此省掉了氮气设备，能够谋求降低燃料电池系统100的成本和减小尺寸。
还有，向阳极13a、阴极13c以及氢生成装置12的内部注入适当的原料气体，以此防止其内部负压化。因此能够防止由于内部负压化引起外部空气混入，从而使氢生成装置12等的内部的催化剂氧化、劣化。又，在超过燃料电池系统100的保障耐压(作为与大气压的压差，设想为例如20kPa)，燃料电池系统100的内部向负压化发展时，燃料电池系统100有可能发生机械故障，但这样的事态能够预先防止。
图2所示的燃料电池系统的停止工作(通常停止)的变形例
在这之前，已经叙述了在燃料电池系统100的停止动作中，在燃料电池13的阳极13a中封闭富氢燃料气体的例子，但是，当然也可以利用原料气体对该阳极13a进行置换。而且在这样的情况下，存在将经由第3原料分叉配管G5的原料气体引到阳极13a的第1路径、以及不经该第3原料分叉配管G5，而将通过氢生成装置12的原料气体引到阳极13a的第2路径的这两条通过路径。
在采用第1路径的情况下，开闭阳极13a的出入口的燃料开闭装置，与上述实施形态一样，由第1、第2以及第3二通阀24、26、22、以及第2三通阀23构成。而且，作为该燃料开闭装置的动作例，切换第2三通阀23，以连通氢生成装置12的出口与第2二通阀26和水去除装置14的入口之间的配管，在该状态下如果打开第1、第2以及第3二通阀24、26、22，则形成阳极13a的内部能够通过该出入口流通原料气体地连通原料供给配管G1以及大气的状态(第1状态)。其结果是，从原料气体供给源10a送出的原料气体通过第3原料分叉配管G5被导入阳极13a，借助于此，将阳极13a内部的气体置换为原料气体。
在采用第2路径的情况下，开闭阳极13a的出入口的燃料开闭装置由第2以及第3二通阀26、22、以及第2三通阀23构成。而且，作为该燃料开闭装置的动作例，切换第2三通阀23，使其连通氢生成装置12的出口和阳极13a的入口，如果在该状态下打开第2及第3二通阀26、22(但是，氢生成装置12的入口侧的第5二通阀21也处于打开状态)，阳极13a的内部就形成能够通过该出入口流通原料气体地连通原料供给配管G1(通过氢生成装置12)和大气的状态(第1状态)。其结果是，从原料气体供给源10a送出的原料气体通过原料供给配管G1和氢生成装置12(利用原料气体对氢生成装置12进行置换)，然后被导入阳极13a，借助于此，阳极13a内部的气体置换为原料气体。
又可以使用这里所述的第2路径，对氢生成装置12和燃料电池13的阳极13a都一起注入原料气体。又，对氢生成装置12和燃料电池13的阳极13a一起注入原料气体时各种阀动作的说明只要参照已经叙述的内容和图2就能够容易地理解，因此省略其说明。
<燃料电池系统的停止动作例(由于原料气体流量计故障而进行的特殊停止)>
图3是表示本实施形态的燃料电池系统由于原料气体流量计故障引起的特殊停止动作例的流程图。
控制装置11在取得原料气体供给量测定用的原料气体流量计31的出错检测信号的情况下，控制对应于图3所述的步骤S301～步骤S306的各种阀，实行由于燃料电池系统100的原料气体流量计31的故障(不能进行原料气体的计量)引起的特殊停止。
在这里，像从图3的流程图了解到的那样，在由于原料气体流量计31的故障引起燃料电池100特殊停止时，不能利用原料气体流量计31测定原料气体的量，由于不能够掌握原料气体量，因此省去了利用原料气体对阴极13c的内部和氢生成装置12的内部的进行置换的原料气体清洗处理。
又，阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部的升压动作(注入原料气体)与以往所述的动作相同，因此在这里省略这些阀操作的详细说明。同样，由于阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的出入口的封闭动作也与已经叙述的动作相同，在这里也省去这些阀操作的详细说明。
一旦转移到燃料电池13的发电动作停止以及加热用燃烧器18的燃烧动作停止等燃料电池系统100停止的过程，就封闭燃料电池13的阳极13a的出入口、燃料电池13的阴极13c的出入口、以及氢生成装置12的出入口(步骤S301)。
接着，将燃料电池13自然冷却(放置)，另一方面向加热用燃烧器18提供燃烧用空气用的第1鼓风机16提供空气，利用与该空气的热交换对氢生成装置12实施强制冷却(步骤S302)。
在这里，利用控制装置11判定是否符合燃料电池系统100中规定的条件(后述)(步骤S303)。在符合该规定的条件的情况下(步骤S303中“是”的情况下)，为防止由于阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部存在的水蒸汽结露引起阳极13a、阴极13c、以及氢生成装置12的内部负压化，利用原料气体供给源的压力将原料供给配管G1的原料气体注入阳极13a、阴极13c、以及氢生成装置12的内部，在该处实施升压操作，使阳极13a、阴极13c、及氢生成装置12的内部至少保持正压或大气压。而且，在实施这样的内部升压动作后，再度封闭阳极13a、阴极13c、以及氢生成装置12(步骤S304)，然后进入接着的判定步骤S305。
另一方面，在不符合该规定的条件时(步骤S303中为“否”时，不实行上述步骤S304记载的原料气体注入动作，进入下面的判定步骤S305。
在这里，判定燃料电池系统100的内部是否充分冷却(步骤S305)，如果冷却不充分(步骤S305中为“否”的情况下)，就返回步骤S302，反复进行步骤S302以后的动作，如果充分冷却(步骤S305中为“是”的情况下)，就停止利用与从第1鼓风机16输送来的空气的热交换进行的氢生成装置12的强制空气冷却动作(步骤S306)，由燃料电池系统100的原料气体流量计31的故障引起的特殊停止动作结束。
在这里，作为步骤S303记述的“规定的条件”的一个例子，也可以是作为与其符合时的燃料电池系统100的动作，控制装置11利用适当的定时装置(未图示)监控从燃料电池系统100停止时起经过的时间，每经一定时间进行步骤S304的阀操作，利用原料气体供给源的压力向阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部注入原料供给配管G1的原料气体。
又，作为步骤S303所述的“规定的条件”的另一例子，也可以是作为与其符合时的燃料电池系统100的动作，控制装置11根据从氢生成装置12的内压测定用的第2压力检测装置32得到的压力，如图4所示，在氢生成装置12的测定出的内压达到氢生成装置12的内压下限值(例如0.5kPa)的时刻，利用来自步骤S304的阀操作的原料气体供给源的压力，向阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部注入原料供给配管G1的原料气体，使氢生成装置12的内部升压到与城市煤气供给压力(约2kPa)相当的压力水平(同时升压到阳极13a和阴极13c的合适的压力水平)。
氢生成装置12的温度，由于比燃料电池13的温度更急剧下降，因此要监控氢生成装置12的测定压力，如果氢生成装置12的内部压力至少维持于正压或大气压(在这里为0.5kPa以上)，则可以推断其结果是，燃料电池13的内部压力也至少维持于正压或大气压。
还有，作为步骤S303所述的“规定的条件”的又一例子，也可以是作为与其符合时的燃料电池系统100的动作，控制装置11根据从氢生成装置12的内部气体温度测定用的第1温度检测装置33得到的温度，取得氢生成装置12的内部气体温度降低值，温度每降低例如50℃，就进行步骤S304的阀操作，利用原料气体供给源的压力将原料供给配管G1的原料气体注入到阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部，使氢生成装置12的内部升压到相当于城市煤气供给压力(约2kPa)的水平(同时升压到阳极13a和阴极13c合适的压力水平)。
还有，作为步骤S303所述的“规定的条件”的再一个例子，也可以是作为与其符合时的燃料电池系统100的动作，控制装置11根据从能够预测燃料电池13的内部气体温度的第2温度检测装置35得到的温度，取得燃料电池13的内部气体温度下降值，温度每降低例如5℃时，就进行步骤S304的阀操作，利用原料气体供给源的压力将原料供给配管G1的原料气体注入到阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部，使氢生成装置12的内部升压到相当于城市煤气供给压力(约2kPa)的水平(同时升压到阳极13a和阴极13c合适的压力水平)。
通过测定氢生成装置12的内部气体温度和燃料电池13的内部气体温度，例如控制装置11能够将这些测定的温度与内部气体露点温度加以比较，同时能够预测氢生成装置12和燃料电池13中的气体的体积减少量。因此，通过灵活利用氢生成装置12的内部气体温度和燃料电池13的内部气体温度，控制装置11能够使燃料电池系统100工作，将氢生成装置12和燃料电池13的内部至少维持于正压或大气压(例如0.5kPa以上)。
如果采用这样的燃料电池系统的停止动作，即使是原料气体流量计31发生故障的情况下，也向阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部注入适当的原料气体，以此防止他们的内部负压化。因此能够防止由于他们的内部负压化使外部空气混入导致氢生成装置12等的内部的催化剂氧化劣化。
又，在超过燃料电池系统100的保障耐压(例如与大气压的压差为20kPa)，燃料电池系统100的内部向负压化发展时，虽然有可能导致燃料电池系统100的气体密封部破损，但是这样的燃料电池系统100的气体密封部的破损也是能够防止的。
还有，在每个家庭的城市煤气供给源被挪用为原料气体供给源10a的情况下，由于燃料电池系统100的内部的负压，促使该城市煤气被吸入到燃料电池系统100中，这虽然有可能对家用煤气设备造成不良影响，但是也能够预先避免这样的对家用煤气设备的不良影响。
特别是因原料流量计31的故障，导致无法利用原料气体对氢生成装置12和阴极13c的内部进行置换，由于氢生成装置12和阴极13c的内部大量存在的水蒸汽结露，容易导致氢生成装置12和阴极13c负压化。由此可知，在步骤S304中说明的利用原料气体的注入来防止负压化的效果在因原料气体流量计31的故障引起特殊停止动作时能够发挥显著的作用。
图3所示的燃料电池系统的特殊停止动作的变形例1
迄今为止，对假想原料气体流量计31有故障的燃料电池系统100的特殊停止动作进行了说明，但图3所示的燃料电池系统100的特殊停止动作的实行不限于原料气体流量计有故障这样的情况。
例如由于加热用燃烧器18不起火等加热用燃烧器18的故障，包含置换后的原料气体的可燃性气体的燃烧排气不能进行的情况下(置换处理后的气体的后处理不能够进行的情况下)，如果利用原料气体对氢生成装置12的内部和13c的内部进行置换处理，则会陷入未燃烧的可燃性气体(原料气体)原封不动地排放到大气中的事态。
为此，控制装置11根据燃烧检测装置34得到的数据对加热用燃烧器18的燃烧状态是否有异常进行监控。于是，如果加热用燃烧器18发生熄火等燃烧异常，控制装置11就不执行图2所示的燃料电池系统100的通常停止动作，而对各种阀的操作进行控制，以转移到图3所示的燃料电池系统的特殊停止动作。这样一来，即使是加热用燃烧器18发生熄火等燃烧异常，也能够避免发生未燃烧的可燃性气体未经燃烧处理就排放到大气中的情况发生。同时能够防止阳极13a、阴极13c以及氢生成装置12的内部负压化。
图3所示的燃料电池系统的特殊停止动作的变形例2
又，迄今为止，对在燃料电池系统100执行停止动作时，利用原料气体供给源的压力将压力供给配管G1的原料气体注入阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部，执行该处的升压动作，以使阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部至少保持正压或大气压的例子进行了说明，但是这样的通过注入原料气体使阳极13a等的内部升压的技术，即使是燃料电池系统100处于停止工作的状态被保管的情况下也能够使用。
例如在燃料电池系统100处于停止工作的状态被保管的情况下，也可以利用控制装置11判断是否符合燃料电池系统100中规定的条件(例如达到氢生成装置12的内压降低的下限值)，在符合该规定的条件的情况下，为防止阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部负压化，在该处实施升压动作，利用原料气体供给源的压力向阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部注入原料供给配管G1的原料气体，使阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部至少保持为正压或大气压。
<燃料电池系统的停止动作例(原料气体供给源的压力被切断造成的特殊停止)>
图5是本实施形态的燃料电池系统由于原料气体供给源的压力被切断造成的特殊停止动作例的流程图。
控制装置11根据从原料气体供给源的压力测定用的第1压力检测装置30得到的压力，控制对应于图5所示的步骤S501～步骤S506的各种阀门，选择是否实行由于燃料电池系统100的原料气体供给源的压力被切断而引起的特殊停止。
即控制装置11在从第1压力检测装置30得到的压力超过规定阈值时，实行图2所示的燃料电池系统100的通常停止或图3所示的燃料电池系统100的原料气体流量计31的故障造成的特殊停止，同时在从第1压力检测装置30得到的压力低于规定阈值时，实行图5所示的燃料电池系统100的原料气体供给源的压力被切断造成的特殊停止。
又，所谓该规定的阈值是至少利用原料气体供给源的压力防止氢生成装置12等的内部负压化所必需的压力。在这里，作为规定的下限阈值，设想为图4所示的氢生成装置12的内压的下限值(0.5kPa)。
在这里，从图5的流程图可知，在由于原料供给源的压力被切断造成燃料电池系统100的特殊停止时，自己不能够提供原料气体，所以利用原料气体对阴极13c的内部和氢生成装置12的内部进行置换的原料气体清洗处理省略，并省略用于防止阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部负压化的原料气体注入处理。而且，取代这些处理，在符合燃料电池系统100中规定的条件时，实行将阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部开放于大气中的处理。
又，阳极13a和阴极13c以及氢生成装置的出入口的封闭动作由于与以往所示的动作相同，在这里也省略这些详细的阀操作说明。
首先，燃料电池13的发电动作停止以及加热用燃烧器18的燃烧动作停止等情况发生，燃料电池系统100向停止过程转移时，封闭燃料电池13的阳极13a的出入口和燃料电池13的阴极13c的出入口以及氢生成装置12的出入口(步骤S501)。
接着，燃料电池13被(放置)自然冷却，另一方面，由向加热用燃烧器18提供燃烧用空气用的第1鼓风机16提供空气，利用与该空气的热交换强制使氢生成装置12冷却(步骤S502)。
在这里，利用控制装置11判定是否符合燃料电池系统100中规定的条件(后述)(步骤S503)。在符合该规定的条件的情况下(步骤S503中判断为“是”的情况下)，为消除由例如阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部存在的水蒸汽结露导致阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部的负压过大的状态，使阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部暂时开放于大气中。而且，在这样对大气开放的动作之后，阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12再度封闭(步骤S504)，接着进入下一个判定步骤S505。
更详细地说，在阴极13c的出入口被封闭的状态下，暂时切换第4三通阀28使阴极13c的出口与大气连通(阴极13c的出口和第4二通阀27之间的连通被切断)，阴极13c的内部不与原料供给配管G1连通，而且形成通过该出口与大气连通的状态(第3状态)，借助于此，使阴极13c的内部开放于大气中。
又，在阳极13a的出入口和氢生成装置12的出入口被封闭的状态下，第2和第3二通阀26、22暂时被打开，阳极13a和氢生成装置12的内部不与原料供给配管G连通，而且形成通过这些出口与大气连通的状态(第3状态)，借助于此，阳极13a和氢生成装置12的内部通过加热用燃烧器18的排气通路(未图示)向大气开放。
这样一来，在暂时切换第4三通阀28将阴极13c的出口与大气连通的期间，处于负压状态的阴极13c的内部吸入外部空气，其结果是，能够适当消除阴极13c的内部的负压状态。
又，在第2和第3二通阀26、22暂时被打开的期间处于负压状态的阳极13a与氢生成装置12的内部吸入外部空气，其结果是，能够可靠地消除阳极13a和氢生成装置12的内部的负压状态。
在这里，作为步骤S503所记述的“规定的条件”的一个例子，也可以是作为与其符合时的燃料电池系统100的动作，控制装置11根据从氢生成装置12的内压测定用的第2压力检测装置32得到的压力，在测出氢生成装置12的内压达到一定的负压水平的时刻，通过步骤S504的阀操作使阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部开放于大气中。
在这里，当氢生成装置12内部的负压水平超过燃料电池系统100的保障耐压(例如与大气压的压差为20kPa)时，就有可能使燃料电池系统100发生机械故障。因此，氢生成装置12的负压水平(规定的条件的判定数值)有必要至少设定得比保障耐压(20kPa)低。
这样一来，氢生成装置12的温度与燃料电池13的温度相比急剧下降，因此对氢生成装置12的测定压力进行监控，如果氢生成装置12的内部压力不超过该保障耐压，作为其结果，就可以推断为燃料电池13的内部压力也没超过保障耐压。
另一方面，在不符合该规定的条件的情况下(步骤S503中“否”的情况下)，不实行上述步骤304记述的原料气体注入动作，进入接着的判定步骤505。
在这里，判定燃料电池系统100的内部是否充分冷却(步骤S505)，如果冷却不充分(步骤S505中“否”的情况)，就返回步骤S502，反复进行步骤S502以下的动作，如果冷却充分(步骤S505中“是”的情况)，就停止利用与第1鼓风机16送来的空气的热交换对氢生成装置12进行的强制空气冷却动作(步骤S506)，由于燃料电池系统100的原料气体供给源切断造成的特殊停止动作结束。
如果采用这样的燃料电池系统的停止动作，即使是原料气体供给源的压力被切断的情况下，也将阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部开放于大气中，切实防止这些部件的内部处于过度负压的状态。因此，燃料电池系统100内部的负压化不会超过燃料电池系统100的保障耐压(例如与大气压的压差为20kPa)发展下去，能够防止燃料电池系统100的气体密封部破损。
还有，在各个家庭的城市煤气供给源被挪用为原料气体供给源10a的情况下，虽然由于燃料电池系统100的内部的负压，促进该城市煤气被吸入燃料电池系统100，有对家用煤气设备造成不良影响的可能，但是这样的对家用煤气设备的不良影响也是可以避免的。
又，在实行如上所述的燃料电池系统的停止动作时，阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部暂时暴露于大气中，有可能使这些部件内部的催化剂氧化劣化，但通过适当限制使催化剂暴露于大气的时间和次数，能够可靠地抑制阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的催化剂的氧化劣化的发展。
因此，阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12开放于大气的不利之处(催化剂的氧化劣化)与解除上述负压状态得到的好处(防止燃料电池系统100的气体密封部破损)相比被认为是轻微的。
特别是，由于原料气体供给源的压力被切断，不能对氢生成装置12和阴极13c的内部以原料气体进行置换，氢生成装置12和阴极13c的内部大量存在的水蒸汽结露，导致氢生成装置12和阴极13c负压化容易发展。因此，由步骤S504中说明的原料气体开放得到的负压解除效果在因原料气体供给源的压力被切断造成特殊停止动作时得到显著发挥。
图5所示的燃料电池系统的特殊停止动作的变形例1
迄今为止，对假设原料气体供给源的压力被切断的燃料电池系统100的特殊停止动作进行了说明，但是图5的步骤S504所示的氢生成装置12对大气开放的动作不限于原料气体供给源的压力被切断的状况。
图6是表示图5的燃料电池系统特殊停止动作的变形例的流程图。图5所示的步骤S503和步骤S504分别被代之以步骤S601和步骤S602，但这以外的前级与后级的步骤的处理内容与图5所示的步骤的处理内容相同，这些处理内容的图示与说明省略。
在燃料电池系统100停止时，温度不均匀地同时存在高温区域和低温区域。因此，燃料电池系统100的低温区域(在这里，是连接于氢生成装置12的配管内)存在的水蒸汽由于凝集而结露，有时候该凝集水流入燃料电池系统100的高温区域(在这里是氢生成装置12的内部)在瞬间蒸发。这样一来，氢生成装置12的内部由于凝集水的蒸发而引起体积膨胀形成过大的正压状态，在最坏的情况下，有可能超过燃料电池系统100的保障耐压。
为应对这样的事态，如图6所示，控制装置11根据从氢生成装置1 2的内压测定用的第2压力检测装置32得到的压力，判断氢生成装置12的内压是否在规定压力(例如，相当于与大气压的压差的保障耐压：20kPa)以上(步骤S601)。
而且，在氢生成装置12的内压达到该规定压力的情况下(步骤S601中“是”的情况下)，将氢生成装置12的内部暂时开放于大气后，封闭氢生成装置的出入口(步骤S602)，然后进入后一步骤。
又，氢生成装置12开放于大气的阀操作和封闭氢生成装置12的出入口的阀操作与以往所述相同，因此在这里省略这些说明。
如果采用这样的燃料电池系统的停止动作，则即使是由于凝集水的蒸发而使氢生成装置12的内部达到过大的正压状态，氢生成装置12的内压也不会超过燃料电池系统100的保障耐压上升，能够防止燃料电池系统100的气体密封部破损。
图5所示的燃料电池系统的特殊停止动作的变形例2
又，迄今为止，对在燃料电池系统100停止动作时，为消除阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部的负压状态，阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部暂时开放于大气中的例子进行了说明，但是利用这样的开放于大气的方法消除阳极13a等的内部的负压的技术也可以适用于处于停止工作的状态被保管的情况下的燃料电池系统100。
例如，在燃料电池系统100处于停止工作的状态被保管的情况下，利用控制装置11判断是否符合燃料电池100中规定的条件(例如氢生成装置12达到规定的负压水平)，在符合该规定的条件的情况下，为消除阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部的负压状态，也可以暂时将阳极13a和阴极13c以及氢生成装置12的内部开放于大气中。
燃料电池系统100的故障通报的一个状态的例子
还有，赋予燃料电池系统100能够在控制装置11检测到如上所述的原料气体流量计31的故障、原料气体供给源的压力被切断、以及加热用燃烧器18熄火等燃料电池系统100的各种故障的阶段，切实将其陷入故障状态的情况、故障内容(种类)通告给使用者或系统管理中心等的功能这件事情，从迅速察觉上述各种故障并能够迅速修复这种故障的观点来看是需要的。如果能够这样做，则能够将燃料电池系统100的故障状态限制于短时间内，同时能够减少修复时间和减少修复费用。
作为这样的故障通报的一个例子，也可以是在控制装置11从各种设备接收到上述各种故障产生的出错检测信号的情况下，通过燃料电池系统100的使用者的操作终端(例如遥控器)的显示部或燃料电池系统100的主体设备的显示功能部(例如LED)将该故障通知使用者。
又，作为这样的故障通报的另一个例子，也可以控制装置11由无线设备(未图示)构成，在从各机器接收到因上述故障而产生的出错检测信号的情况下，将该出错检测信号载于从无线设备发出的无线载波上，将该无线信号传送到预先登记的使用者的便携式信息终端(例如便携式电话)或预先登记的系统管理中心监视终端。当然，也可以通过有线电路(电话线路或LAN电缆线路)将故障通报给系统管理中心。
从以上说明，本行业的技术人员是可以明白本发明的多种改良和其他的实施形态的。因此，上述说明只可以作为例示解释，是为了对本行业的技术人员示教执行本发明的最佳实施形态而提供的。在不脱离本发明的精神的情况下，可以对其结构以及/或功能的细节作实质性变更。
工业应用性
如果采用本发明的燃料电池系统及其运行方法，则能够谋求恰当应对伴随燃料电池系统的，利用原料气体进行的置换动作不恰当而发生的特殊停止，作为例如家用燃料电池系统及其运行方法是有用的。

Claims (15)

1.一种燃料电池系统，其特征在于，
具备使用燃料极的氢气和氧化极的氧化剂气体进行发电的燃料电池、由原料气体生成所述氢气并将其提供给所述燃料极的氢生成装置、对所述氧化剂极提供所述氧化剂气体的氧化剂气体提供装置、将所述原料气体至少引向所述氢生成装置的内部的原料气体供给路径、开闭所述燃料极的出入口的燃料开闭装置、开闭所述氧化剂极的出入口的氧化剂开闭装置、开闭所述氢生成装置的出入口的氢开闭装置、以及控制所述燃料开闭装置和所述氢开闭装置及所述氧化剂开闭装置的开闭动作的控制装置；
并且所述控制装置如下所述进行控制，即在燃料电池系统的停止动作中，使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部通过所述出入口与所述原料气体供给路径及大气连通，使原料气体能够流通的第1状态，利用所述原料气体供给路径的原料气体对所述氢生成装置、所述燃料极和所述氧化剂极中的至少一个的内部进行置换，同时使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部通过所述入口与所述原料气体供给路径连通，并且不与大气连通的第2状态，将所述原料气体供给路径的原料气体注入所述至少一个的内部，控制使所述至少一个的内部保持为正压或大气压，而且，如果用所述原料气体进行的置换的动作有异常，则根据所述异常的内容，使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭不为所述第1状态，而是与所述第1状态不同的状态，并使所述至少一个的内部保持为正压或大气压。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，在利用所述原料气体进行置换的动作异常是不能计量所述原料气体供给路径内的所述原料气体或不能进行置换处理后的气体的后处理的情况下，所述控制装置使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭为所述第2状态，将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，并使所述至少一个的内部保持为正压或大气压。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，在利用所述原料气体进行置换的动作异常是不能提供所述原料气体供给路径内的所述原料气体的情况下，所述控制装置使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部不与所述原料气体供给路径连通，而通过所述出口连通大气的第3状态，使所述至少一个的内部向大气开放。
4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备检测所述氢生成装置的温度的第1温度检测装置；
所述控制装置根据所述第1温度检测装置得到的温度，将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，将所述至少一个的内部保持于正压或大气压。
5.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备检测所述燃料电池的温度的第2温度检测装置；
所述控制装置根据所述第2温度检测装置得到的温度，将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，将所述至少一个的内部保持于正压或大气压。
6.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备检测所述氢生成装置的压力的第1压力检测装置；
所述控制装置根据所述第1压力检测装置得到的压力，将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，将所述内部保持于正压或大气压。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备检测所述氢生成装置的压力的第1压力检测装置；
所述控制装置在封闭所述氢生成装置的出入口后所述第1压力检测装置检测出的压力超过规定的阈值时，将所述氢生成装置的内部向大气开放。
8.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备利用与燃烧气体的热交换加热所述氢生成装置的加热用燃烧器、以及将生成所述燃烧气体用的空气提供给所述加热用燃烧器的空气供给装置；
所述控制装置在燃料电池系统实施停止动作时使所述加热用燃烧器的燃烧气体的生成停止后，使所述空气供给装置工作，并利用与空气的热交换使所述氢生成装置冷却，而且一边将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，将所述至少一个的内部保持于正压或大气压。
9.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备检测所述原料气体供给路径内的原料气体的供给压力的第2压力检测装置；
所述控制装置在所述第2压力检测装置得到的压力在规定的阈值以上的情况下，将所述原料气体供给路径的原料气体注入所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，将所述内部保持于正压或大气压。
10.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备检测所述原料气体供给路径内的原料气体的供给压力的第2压力检测装置；
所述控制装置在所述第2压力检测装置得到的压力未满规定的阈值的情况下，将所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部向大气开放。
11.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，在所述燃料电池系统处于停止工作的状态被保管的情况下，所述控制装置将所述原料气体供给路径的原料气体注入到所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，将所述至少一个的内部保持正压或大气压。
12.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，在所述燃料电池系统处于停止工作的状态被保管的情况下，所述控制装置将所述燃料极、所述氢生成装置以及所述氧化剂极中的至少一个的内部向大气开放。
13.一种燃料电池系统的运行方法，所述燃料电池系统具备使用燃料极的氢气和氧化剂极的氧化剂气体进行发电的燃料电池、由所述原料气体生成所述氢气并将其提供给所述燃料极的氢生成装置、将所述氧化剂气体提供给所述氧化剂极的氧化剂气体供给装置、将所述原料气体至少引到所述氢生成装置的内部的原料气体供给路径、开闭所述燃料极的出入口的燃料开闭装置、开闭所述氧化剂极的出入口的氧化剂开闭装置、以及开闭所述氢生成装置的出入口的氢开闭装置，其特征在于，
在所述燃料电池系统的停止动作中，使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部通过所述出入口与所述原料气体供给路径及大气连通，使原料气体能够流通的第1状态，利用所述原料气体供给路径的原料气体对所述氢生成装置、所述燃料极和所述氧化剂极中的至少一个的内部进行置换，同时使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部通过所述入口与所述原料气体供给路径连通，并且不与大气连通的第2状态，将所述原料气体供给路径的原料气体注入所述至少一个的内部，使所述至少一个的内部保持为正压或大气压；
而且，如果用所述原料气体进行置换的动作有异常，则根据所述异常的内容使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭不为所述第1状态，而是与所述第1状态不同的状态，并使所述至少一个的内部保持为正压或大气压。
14.根据权利要求13所述的燃料电池系统的运行方法，其特征在于，在利用所述原料气体进行置换的动作异常是不能计量所述原料气体供给路径内的所述原料气体或不能进行置换处理后的气体的后处理的情况下，则使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭为所述第2状态，将所述原料气体供给路径内的所述原料气体注入所述燃料极、所述氢生成装置、以及所述氧化剂极中的至少一个的内部，使所述至少一个的内部保持为正压或大气压。
15.根据权利要求13所述的燃料电池系统的运行方法，其特征在于，在利用所述原料气体进行置换的动作异常是不能够供应所述原料气体供给路径内的所述原料气体的情况下，使所述燃料开闭装置、所述氢开闭装置以及所述氧化剂开闭装置中的至少一个的开闭，为所述氢生成装置、所述燃料极以及所述氧化剂极中的至少一个的内部不与所述原料气体供给路径连通，而通过所述出口连通大气的第3状态，使所述至少一个的内部向大气开放。
CN2006800006139A 2005-02-18 2006-02-16 燃料电池系统及其运行方法 Expired - Fee Related CN101006604B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005043261 2005-02-18
JP043261/2005 2005-02-18
PCT/JP2006/302706 WO2006088077A1 (ja) 2005-02-18 2006-02-16 燃料電池システムおよびその運転方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101006604A true CN101006604A (zh) 2007-07-25
CN101006604B CN101006604B (zh) 2010-09-15

Family

ID=36916478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800006139A Expired - Fee Related CN101006604B (zh) 2005-02-18 2006-02-16 燃料电池系统及其运行方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8481219B2 (zh)
EP (1) EP1892783B1 (zh)
JP (1) JP5063340B2 (zh)
KR (1) KR20070104473A (zh)
CN (1) CN101006604B (zh)
WO (1) WO2006088077A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102361817A (zh) * 2009-03-25 2012-02-22 松下电器产业株式会社 氢生成装置、具备该装置的燃料电池系统、氢生成装置的运转方法以及燃料电池系统的运转方法
CN102414118A (zh) * 2009-05-21 2012-04-11 松下电器产业株式会社 氢生成系统及热水生成系统
CN102473950A (zh) * 2010-03-18 2012-05-23 松下电器产业株式会社 燃料电池发电系统以及燃料电池发电系统的运转停止方法

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030207021A1 (en) * 2000-04-28 2003-11-06 Hiroshi Izawa Deposited-film formation apparatus, deposited-film formation process, vacuum system, leak judgment method, and computer-readable recording medium with recorded leak-judgment- executable program
JP4984543B2 (ja) * 2005-07-21 2012-07-25 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP5406426B2 (ja) * 2006-09-28 2014-02-05 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
JP5286771B2 (ja) * 2007-01-26 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP5064830B2 (ja) * 2007-02-16 2012-10-31 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 改質器システム、燃料電池システム、及びその運転方法
JP2008266118A (ja) * 2007-03-29 2008-11-06 Aisin Seiki Co Ltd 改質装置システム
CN101743191B (zh) * 2007-07-18 2012-04-11 松下电器产业株式会社 氢生成装置、燃料电池系统以及氢生成装置的运转方法
US9079771B2 (en) 2007-07-18 2015-07-14 Panasonic Corporation Hydrogen generation system, fuel cell system, and method for operation of hydrogen generation system
WO2009037864A1 (ja) * 2007-09-21 2009-03-26 Panasonic Corporation 燃料電池システム
KR100971745B1 (ko) * 2007-10-30 2010-07-21 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 그 운전방법
US8728674B2 (en) * 2008-03-12 2014-05-20 Panasonic Corporation Fuel cell system with controlled stop process for a shut-down operation
US8623564B2 (en) * 2008-10-31 2014-01-07 GM Global Technology Operations LLC Method for remedial action in the event of the failure of the primary air flow measurement device in a fuel cell system
EP2352197B1 (en) 2008-11-20 2014-08-20 Panasonic Corporation Fuel cell system
JP5681948B2 (ja) 2008-11-20 2015-03-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水素生成装置及びそれを備える燃料電池システム
US8916304B2 (en) * 2008-11-20 2014-12-23 Panasonic Corporation Hydrogen generator and fuel cell system including same
EP2429022B1 (en) * 2009-05-08 2017-07-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Fuel cell system
DE102010053572B4 (de) * 2010-12-06 2015-01-15 Enymotion Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems
JP5148681B2 (ja) * 2010-12-20 2013-02-20 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
JP5746062B2 (ja) * 2012-01-06 2015-07-08 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP5988037B2 (ja) * 2012-03-23 2016-09-07 Toto株式会社 固体酸化物型燃料電池
JP5542883B2 (ja) * 2012-08-20 2014-07-09 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
JP2015035269A (ja) * 2013-08-07 2015-02-19 三浦工業株式会社 燃料電池システム
US11527766B2 (en) * 2014-12-19 2022-12-13 Ceres Intellectual Property Company Limited Fuel cell system and tail gas burner assembly and method
CN108370051B (zh) * 2015-12-15 2020-03-10 日产自动车株式会社 燃料电池系统、及燃料电池系统的控制方法
CN106711548B (zh) * 2017-02-22 2023-07-07 山东科技大学 一种纯电动汽车动力电池空气热管理系统及其工作方法
JP7156546B2 (ja) * 2019-08-30 2022-10-19 日産自動車株式会社 燃料電池システム、及び燃料電池システムの制御方法
CN113224354B (zh) * 2021-03-23 2022-05-20 武汉海亿新能源科技有限公司 一种燃料电池冬季低温储存氢气路除水干燥控制方法
DE102021208597A1 (de) * 2021-08-06 2023-02-09 Cellcentric Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanalage

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11191426A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池発電システム
US7432004B2 (en) * 2000-06-14 2008-10-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fuel cell electric power generating system and method of stopping fuel cell electric power generation
JP2002154807A (ja) * 2000-11-16 2002-05-28 Nissan Motor Co Ltd 改質システム
JP2002352839A (ja) * 2001-05-22 2002-12-06 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムの保護停止制御装置
US6635370B2 (en) * 2001-06-01 2003-10-21 Utc Fuel Cells, Llc Shut-down procedure for hydrogen-air fuel cell system
US7033687B2 (en) * 2001-09-19 2006-04-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fuel cell power generation system and method of controlling fuel cell power generation
US7192669B2 (en) 2001-11-30 2007-03-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. System and method of fuel cell power generation
JP4028787B2 (ja) * 2001-11-30 2007-12-26 松下電器産業株式会社 燃料電池発電システムおよびその運転方法
JP4248182B2 (ja) * 2002-01-31 2009-04-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池発電システムおよび燃料電池のパージ方法
JP2003282114A (ja) 2002-03-26 2003-10-03 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池発電装置の停止方法
US6835479B2 (en) * 2002-06-26 2004-12-28 Utc Fuel Cells, Llc System and method for shutting down a fuel cell power plant
WO2005020359A1 (ja) 2003-08-25 2005-03-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 燃料電池システム、燃料電池システムの停止方法
JP4377648B2 (ja) 2003-10-15 2009-12-02 パナソニック株式会社 燃料電池発電装置、及びその運転方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102361817A (zh) * 2009-03-25 2012-02-22 松下电器产业株式会社 氢生成装置、具备该装置的燃料电池系统、氢生成装置的运转方法以及燃料电池系统的运转方法
US8546030B2 (en) 2009-03-25 2013-10-01 Panasonic Corporation Hydrogen generator, fuel cell system comprising hydrogen generator, and operation method of hydrogen generator, and operation method of fuel cell system
CN102414118A (zh) * 2009-05-21 2012-04-11 松下电器产业株式会社 氢生成系统及热水生成系统
CN102414118B (zh) * 2009-05-21 2014-07-23 松下电器产业株式会社 氢生成系统及热水生成系统
CN102473950A (zh) * 2010-03-18 2012-05-23 松下电器产业株式会社 燃料电池发电系统以及燃料电池发电系统的运转停止方法
CN102473950B (zh) * 2010-03-18 2015-04-15 松下电器产业株式会社 燃料电池发电系统以及燃料电池发电系统的运转停止方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101006604B (zh) 2010-09-15
US20080160361A1 (en) 2008-07-03
JPWO2006088077A1 (ja) 2008-07-03
JP5063340B2 (ja) 2012-10-31
EP1892783A8 (en) 2009-10-14
EP1892783A4 (en) 2009-11-04
EP1892783B1 (en) 2012-01-04
US8481219B2 (en) 2013-07-09
EP1892783A1 (en) 2008-02-27
WO2006088077A1 (ja) 2006-08-24
KR20070104473A (ko) 2007-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101006604B (zh) 燃料电池系统及其运行方法
KR100827954B1 (ko) 용융탄산염 연료전지 보호 장치 및 그 방법
CN100524925C (zh) 燃料电池系统
KR20210029213A (ko) 연료 전지 시스템 및 그 제어 방법
WO2008035776A1 (fr) Générateur d&#39;hydrogène, procédé de fonctionnement d&#39;un générateur d&#39;hydrogène et système de pile à combustible
CN101919097A (zh) 燃料电池系统
CN100533833C (zh) 燃料电池设备内的装置和方法
CN101682066B (zh) 燃料电池系统
JPWO2008023729A1 (ja) 燃焼装置、燃料処理装置、及び燃料電池発電システム
JP6494981B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池システム及びこれを備える複合発電システム、並びに、固体酸化物形燃料電池システムの停止方法
CN101420040B (zh) 燃料电池系统及其运行方法
CN100466352C (zh) 燃料电池系统
US20100178575A1 (en) Power generating system
KR101735647B1 (ko) 냉각 장치를 갖는 분산발전용 연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템
KR101690637B1 (ko) 엔진 공기량 제어형 연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템
JP2004288603A (ja) コージェネレーションシステム
JP2004342389A (ja) 燃料電池装置
KR101690636B1 (ko) 분산발전용 연료전지―엔진 하이브리드 발전시스템 비상 정지 운전 방법
JP2009115400A (ja) 燃焼装置、燃料処理装置、及び燃料電池発電システム
JP2013033673A (ja) 燃料電池システムおよびその残留ガスパージ方法
CN113782787B (zh) 一种熔融碳酸盐燃料电池进气系统的控制方法
WO2021131514A1 (ja) 燃料電池システム
KR101690635B1 (ko) 분산발전용 연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템 구조 및 운용방법
WO2012132259A1 (ja) 燃料電池システム及びその運転方法
KR101690638B1 (ko) 부하 변동 대비형 연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100915