CN101485023B - 燃料电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种可利用臭味来感知未预期的因排出控制单元的气体泄漏的燃料电池系统。在燃料电池系统中，设置连接添臭剂除去部(40)的入口和出口附近的燃料废气通路(30)的旁路通路(32)，并设成，与清洗阀(31)的打开连动来关闭旁路阀(33)，从而促进对燃料废气进行的臭味的除去，且与基于清洗阀(31)的关闭的停止排出燃料废气连动，来打开旁路阀33，从而抑制臭味的除去。
Description
技术领域
本发明涉及具备臭味除去单元的燃料电池系统。
背景技术
以往，存在作为在燃料电池系统中可以感知氢气泄露的技术，而使用了被加臭的燃料气体的燃料电池系统。并且，作为使用了被加臭的燃料气体的燃料电池系统，以往还有如下的燃料电池系统：通过将添臭剂除去部设置在燃料废气通路上，来扩大可感知燃料气体的泄漏的范围，且该添臭剂除去部设置在用于使燃料气体通向燃料电池的燃料气体通路上，该燃料废气通路用于使从燃料电池排出的燃料废气通过(参考专利文献1)。
专利文献1：日本特开2004-134273号公报
在此，若着眼于用于控制燃料废气从燃料电池向燃料废气通路排出的清洗阀等排气控制单元，在因燃料电池系统的故障而应该停止排出燃料废气的状态下燃料废气正在泄漏的情况下，则不能利用添臭剂的臭味感知这种情况。这是因为，除非从其它部分产生泄漏以外，从排除控制单元泄漏的燃料废气，在被排出到燃料电池系统外的时刻，已经将添臭剂除去。
发明内容
本发明鉴于以上问题，其要解决的技术问题是，提供一种可利用臭味来感知未预期的因排出控制单元的气体泄漏的燃料电池系统。
本发明为了解决上述课题，通过与开始排出燃料废气连动来促进对燃料废气进行的臭味的除去，与停止排出燃料废气连动来抑制臭味的除去，可以利用臭味感知未预期的因排出控制单元的气体泄漏。
详细而言，本发明是一种燃料电池系统，其特征在于，具备：燃料电池，其使用被加臭的燃料气体；燃料废气通路，其使来自上述燃料电池的燃料废气通过；排出控制单元，其设置在上述燃料废气通路中并控制上述燃料废气的排出；臭味除去单元，其设置在上述燃料废气通路上的比上述排气控制单元靠近下游的下游侧，从上述被排出的燃料废气中除去臭味；臭味除去控制单元，用于与上述排出控制单元进行开始排出上述燃料废气的控制连动，来促进基于上述臭味除去单元的对上述被排出的燃料废气进行的臭味的除去，且与上述排出控制单元进行停止排出上述燃料废气的控制连动，来抑制基于上述臭味除去单元的臭味的除去。
在此，若将燃料废气通路的燃料电池侧设为上游，则将臭味除去单元设置在比排出控制单元靠近下游的下游侧。
根据本发明，通过与排出控制单元进行停止排出燃料废气的控制连动，来抑制基于臭味除去单元的臭味的除去，当在应该停止排出的状态下产生了未预期的气体泄漏的情况下，可利用臭味感知此种情况。另外，由于与排出控制单元进行开始排出燃料废气的控制连动，来促进基于臭味除去单元的对被排出的燃料废气进行的臭味的除去，因而在预期的排出燃料废气的情况下，臭味不会泄漏到燃料电池系统外。
另外，在本发明中，其特征在于，上述臭味除去控制单元，在上述排出控制单元进行停止排出上述燃料废气的控制之后，经过了规定的时间的时刻，抑制基于上述臭味除去单元的臭味的除去。
假设，当上述排出控制单元在刚进行了停止排出上述燃料废气的控制之后，抑制了臭味的除去的情况下，未被除去臭味的燃料废气有可能被排出到燃料电池系统外。因此，在本发明中，通过在进行停止排出燃料废气的控制之后，经过了规定的时间的时刻，抑制基于上述臭味除去单元的臭味的除去，来防止未被除去臭味的燃料废气排出到燃料电池系统外的情况。
另外，在本发明中，其特征在于，上述臭味除去控制单元，具有：分支通路，其使上述燃料废气绕过上述臭味除去单元；分支阀，其设置在上述分支通路中，控制上述分支通路的开闭，与上述排出控制单元进行开始排出上述燃料废气的控制连动来关闭上述分支阀，与上述排出控制单元进行停止排出上述燃料废气的控制连动来打开上述分支阀，由此来控制对基于上述臭味除去单元的对上述被排出的燃料废气进行的臭味的除去的促进及抑制。
根据本发明，通过在抑制臭味的除去的情况下打开分支通路，可以确保未被除去臭味的气体流动的通路，抑制臭味的除去。
另外，在本发明中，其特征在于，上述臭味除去控制单元，在经过上述排出控制单元进行开始排出上述燃料废气的控制而被排出的燃料废气到达上述分支阀所需的时间之前，关闭上述分支阀，在上述排出控制单元进行停止排出上述燃料废气的控制后，经过了除去上述燃料废气通路及上述分支通路内的残留燃料废气的臭味所需的时间的时刻，打开上述分支阀。
在开始排出燃料废气的情况下，优选，在被排出的燃料废气通过通路到达分支阀之前关闭分支阀。另外，优选，在停止排出燃料废气的情况下，为了防止未除去存在于通路内的燃料废气的臭味而排出到燃料系统外，在经过了除去通路内的残留燃料废气的臭味所需的时间的时刻，打开分支阀。此时，由于燃料废气通过通路到达分支阀之前所用的时间，及除去通路内的残留燃料废气的臭味所需的时间，根据通路长度等而变化，因此，优选，根据实施方式使用适宜的最佳值。
根据本发明，可以提供一种利用臭味可感知未预期的因排出控制单元的气体泄漏的燃料电池系统。
附图说明
图1是表示实施方式中的燃料电池系统的构成概略的图。
图2是表示实施方式中的清洗阀打开处理的控制的流程的图。
图3是表示实施方式中的清洗阀关闭处理的控制的流程的图。
图4是表示在实施方式中，在燃料电池系统的工作中进行了清洗阀打开处理及清洗阀关闭处理的情况下的清洗阀及旁路阀的状态的变化的图。
具体实施方式
基于附图，对本发明涉及的燃料电池系统的实施方式进行说明。
图1为表示本实施方式中的燃料电池系统的构成概略的图。燃料电池系统，具备：燃料电池10、贮藏被加臭的燃料气体的气体罐21、燃料气体通路22、循环通路25、燃料废气通路30、添臭剂除去部40、空气送风机51、氧化气体通路52、氧化废气通路53、旁路通路32、电子控制单元(以下称为“ECU”)90。燃料电池系统，通过在燃料电池10内进行由气体罐21通过燃料气体通路22所提供的燃料气体和由空气送风机51通过氧化气体通路52提供的氧化气体的电化学反应，进行发电。
在燃料气体通路22内，设置有减压阀23及流量控制阀24。从气体罐21提供到燃料电池10的燃料气体，被减压阀23减压到规定的压力，并被流量控制阀24调整流量，通过燃料气体通路22提供到燃料电池10。通过了燃料电池10内的燃料气体，向循环通路25排出。
在循环通路25上，设置有循环泵26。通过循环泵26，可使从燃料电池10排出的燃料气体返回至燃料气体通路22，增加单位时间提供给燃料电池10的氢气流量。
在燃料废气通路30上，设置有清洗阀31。燃料气体，通过循环而降低了气体内的氢气浓度。因此，通过控制清洗阀31，将氢气浓度较低的燃料废气从循环通路25排出到燃料废气通路30，并通过控制流量控制阀24，从气体罐21提供氢气浓度较高的燃料气体。
添臭剂除去部40，设置在燃料废气通路30的下游，从由燃料废气通路30进入的燃料废气中除去添臭剂。在添臭剂除去部40中，设置有吸附剂(省略图示)，在添臭剂除去部40内通过的气体中所包含的添臭剂被吸附于吸附剂，由此，来除去添臭剂。
旁路通路32，是连接添臭剂除去部40的入口和出口附近的燃料废气通路30的气体通路。在旁路通路32中设置有旁路阀33，在旁路阀33打开的状态下，燃料废气的一部分绕过添臭剂除去部40。
ECU90，除CPU外，具备后述的存储各种程序及MAP图的ROM、RAM等，控制燃料电池系统整体的各要素。清洗阀31、减压阀23、流量控制阀24及旁路阀33，由ECU90进行关闭控制。
接着，使用图2到图4，说明燃料电池系统的控制的流程。通过利用ECU90控制构成燃料电池系统的各部而进行以下所示的控制。
图2是表示本实施方式中的清洗阀打开处理的控制的流程的图。如上所述，燃料电池系统，为了调整用于发电的燃料气体内的氢气浓度等目的，进行清洗阀31的开闭控制。在判断为在ECU90检测到循环通路25内的氢气浓度的降低的情况等需要从循环通路25内排出燃料气体的情况下，由ECU90开始本流程图表示的控制。
在S101中，关闭旁路阀33。这是因为，为了不使被加臭的燃料气体排出到燃料系统外，需要在打开清洗阀31之前关闭旁路阀33。ECU90，控制并关闭旁路阀33。之后，处理进入S102。
在S102中，监视规定时间的经过。ECU90，关闭旁路阀33后，监视规定时间(例如100msec)的经过。之后，处理进入S103。
在S103中，打开清洗阀31。ECU90，控制并打开清洗阀31。之后，本流程所示的处理结束。
此外，S102的处理，是用于不使从清洗阀31排出的被加臭的燃料气体排出到燃料系统之外的处理，也可以设为不进行规定时间的经过的监视。另外，在本实施方式中，虽然设为在旁路阀33关闭后打开清洗阀31，然而也可以同时进行旁路阀33的关闭和清洗阀31的打开，也可以设为首先打开清洗阀31后，在经过了被排出的燃料废气通过燃料废气通路30到达旁路阀33所需的时间之前，关闭旁路阀33。如果在打开清洗阀31而被排出的燃料废气通过燃料废气通路30到达旁路阀33之前，关闭旁路阀33，则被加臭的燃料废气就不会被排出到燃料电池系统外。
图3是表示本实施方式中清洗阀关闭处理的控制的流程的图。在停止从循环通路25内排出燃料气体的情况下，和为了停止燃料电池系统而需要关闭清洗阀31的情况下等，由ECU90开始本流程表示的控制。
在S201中，关闭清洗阀31。若关闭了清洗阀31，则停止将燃料废气向添臭剂除去部40及旁路通路32侧排出。ECU90控制并关闭清洗阀31。之后，处理进入S202。
在S202中，监视规定时间的经过。ECU90，在关闭清洗阀31后，监视规定时间(例如100mset)的经过。对于该规定时间，预先设定为，自关闭清洗阀31后，利用添臭剂除去部40充分除去在燃料废气通路30内存在的燃料废气中所包含的添臭剂所需的时间。即，该规定时间根据从清洗阀31开始的前面的燃料废气通路30的长度等原因，发生变化。在经过了规定时间后，处理进入S203。
在S203中，打开旁路阀33。ECU90，控制并打开旁路阀33。在S202中其经过被监视的规定时间内，在S201关闭清洗阀31的时刻，残留在燃料废气通路30内的燃料废气的添臭剂已被除去，因此被加臭的燃料废气不会被排出到燃料系统外。之后，本流程图所示的处理结束。
图4是表示在本实施方式中在燃料电池系统的工作中进行了清洗阀打开处理及清洗阀关闭处理情况下的清洗阀31及旁路阀33的状态变化的图。横轴表示时间的经过，纵轴表示清洗阀31及旁路阀33的状态。对于打开清洗阀31的情况，在清洗阀31打开前关闭旁路阀33。对于关闭清洗阀31的情况，在清洗阀31关闭后，等待用于除去燃料废气通路30内的燃料废气的添臭剂的时间后，打开旁路阀33。
根据本实施方式，通过在清洗阀31已关闭时打开旁路阀33，在从清洗阀31产生了未预期的气体泄漏的情况下，可利用添臭剂的臭味感知该情况。由于在清洗阀31已打开的状态下旁路阀33已关闭，因此当在清洗阀31中未发生故障的情况下，添臭剂的臭味不会泄漏到燃料电池系统外。另外，本发明不仅在燃料系统处于运转状态时，而且在燃料系统处于停止状态的情况下，也可以感知未预期的因清洗阀31的气体泄漏。
此外，在实施本发明的情况下，抑制臭味的除去的方法，也可以不是本实施方式所示的旁路通路32及旁路阀33。例如，也可以是在添臭剂除去部40的入口附近进行分支，设置不返回到燃料废气通路的分支废气通路及控制该分支废气通路开闭的分支阀，还可以采用控制添臭剂除去部40本身的除去功能的方法。在此，在采用分支废气通路的情况下，优选为，在燃料废气通路及分支废气通路的双方设置氢稀释器。
Claims (3)
1.一种燃料电池系统，其特征在于，具备：
燃料电池，其使用被加臭的燃料气体；
燃料废气通路，其使来自上述燃料电池的燃料废气通过；
排出控制单元，其设置在上述燃料废气通路中并控制上述燃料废气的排出；
臭味除去单元，其设置在上述燃料废气通路上的比上述排气控制单元靠近下游的下游侧，从上述被排出的燃料废气中除去臭味；
臭味除去控制单元，用于与上述排出控制单元进行开始排出上述燃料废气的控制连动，来促进基于上述臭味除去单元的对上述被排出的燃料废气进行的臭味的除去，且与上述排出控制单元进行停止排出上述燃料废气的控制连动，来抑制基于上述臭味除去单元的臭味的除去，
上述臭味除去控制单元，具有：
分支通路，其使上述燃料废气绕过上述臭味除去单元；
分支阀，其设置在上述分支通路中，控制上述分支通路的开闭，
与上述排出控制单元进行开始排出上述燃料废气的控制连动来关闭上述分支阀，与上述排出控制单元进行停止排出上述燃料废气的控制连动来打开上述分支阀，由此来控制对基于上述臭味除去单元的对上述被排出的燃料废气进行的臭味的除去的促进及抑制。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
上述臭味除去控制单元，在上述排出控制单元进行停止排出上述燃料废气的控制之后，经过了除去燃料废气通路内的残留燃料废气的臭味所需的时间的时刻，抑制基于上述臭味除去单元的臭味的除去。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
上述臭味除去控制单元，在经过上述排出控制单元进行开始排出上述燃料废气的控制而被排出的燃料废气到达上述分支阀所需的时间之前，关闭上述分支阀，
在上述排出控制单元进行停止排出上述燃料废气的控制后，经过了除去上述燃料废气通路及上述分支通路内的残留燃料废气的臭味所需的时间的时刻，打开上述分支阀。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20110504 Termination date: 20160802 |