CN114503317A - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

即使在发生了断电的情况下，也能够防止固体氧化物型燃料电池的劣化。燃料电池系统构成为具备：SOFC(10)，其通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电；控制部(40)，其控制SOFC；探测部(41)，其用于探测控制部的控制丧失；以及阀(61)，其将SOFC开放，其中，在由探测部探测到控制部的控制丧失的情况下，阀将SOFC开放。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明涉及一种燃料电池系统。
背景技术
近年来，固体氧化物型燃料电池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)的开发不断推进。SOFC是如下一种发电机构：在空气极生成的氧化物离子透过电解质向燃料极移动，在燃料极氧化物离子与氢或一氧化碳反应，由此产生电能。SOFC在目前已知的燃料电池的形态中具有发电的动作温度最高(例如900℃～1000℃)且发电效率最高的特性。
在专利文献1中公开了一种控制水供给单元，使得在燃料供给停止后也继续水的蒸发，从而抑制燃料电池单体堆的燃料极侧的压力降低的固体氧化物型燃料电池。在该固体氧化物型燃料电池中，在充分地抑制燃料电池单体的氧化的同时实现了关闭停止的执行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-225484号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1所记载的固体氧化物型燃料电池中，即使在燃料供给停止后也控制水供给单元。因此，在专利文献1的技术中，设想了在关闭后也能够进行控制的情况，而没有设想因控制电源的丧失或控制装置的控制丧失而发生断电(blackout)的情况。另外，在专利文献1的技术中，虽然防止了燃料极的压力停止，但在燃料电池温度高的情况下，固体氧化物型燃料电池内的反应进行，燃料极发生氧化劣化，因此需要冷却固体氧化物型燃料电池。
本发明是鉴于这一点而完成的，其目的之一在于提供一种即使在发生了断电的情况下也能够防止固体氧化物型燃料电池的劣化的燃料电池系统。
用于解决问题的方案
本实施方式的燃料电池系统的一个方式的特征在于，具备：电池模块，其具有通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电的固体氧化物型燃料电池堆；控制装置，其控制所述电池模块；探测单元，其用于探测所述控制装置的控制丧失；以及开放单元，其将电池模块开放，其中，在由所述探测单元探测到所述控制单元的控制丧失的情况下，所述开放单元将所述电池模块开放。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种即使在发生了断电的情况下也能够防止固体氧化物型燃料电池的劣化的燃料电池系统。
附图说明
图1是表示第一实施方式的燃料电池系统的框图。
图2是表示第二实施方式的燃料电池系统的框图。
图3是表示第三实施方式的燃料电池系统的框图。
图4是表示第四实施方式的燃料电池系统的框图。
图5是表示第五实施方式的燃料电池系统的框图。
图6是表示第六实施方式的燃料电池系统的框图。
图7是表示第七实施方式的燃料电池系统的框图。
图8是表示第八实施方式的燃料电池系统的框图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面，参照附图来详细地说明本实施方式所涉及的燃料电池系统100。图1是表示第一实施方式的燃料电池系统100的框图。在图1中，为了便于说明，仅示出了与本发明相关联的构成要素。在图1中，用实线示出燃料气体、氧化剂气体等流体的流路，用虚线示出燃料电池系统100的控制信号的信号线。此外，为了方便，SOFC 10内的流体的流路用单点划线表示。
如图1所示，燃料电池系统100具有固体氧化物型燃料电池模块(SOFC：SolidOxide Fuel Cell模块)10。SOFC模块(以下，简称为“SOFC”)10具有将多个单体进行层叠或作为为集合体而构成的电池堆。各单体具有用空气极和燃料极夹着电解质的基本结构。电池堆的各单体串联地电连接。SOFC 10具有如下的发电机构：在空气极生成的氧化物离子透过电解质向燃料极移动，在燃料极氧化物离子与氢或一氧化碳反应，由此产生电能。
SOFC 10具有氧化剂气体流路(阴极气体流路)12和燃料气体流路(阳极气体流路)14。向氧化剂气体流路12的入口部12A供给反应空气鼓风机(氧化剂气体供给器)20所取入的氧化剂气体(空气)及其它气体，从氧化剂气体流路12的出口部12B排出氧化剂废气。氧化剂气体(空气)经由将反应空气鼓风机20的出口部20A与氧化剂气体流路12的入口部12A连接的氧化剂气体供给管路21供给到氧化剂气体流路12的入口部12A。然后，氧化剂废气经由与氧化剂气体流路12的出口部12B连接的氧化剂气体排出管路22从氧化剂气体流路12的出口部12B排出。此外，氧化剂废气有时也被称为阴极废气。氧化剂气体流路12在SOFC 10内用直线(单点划线)示出，但也可以与电池堆的形状相匹配地设定流路。
从燃料气体供给器(省略图示)经由燃料气体供给管路23向燃料气体流路14的入口部14A供给燃料气体(燃料)，并且从重整水供给器(省略图示)经由重整水供给管路24向燃料气体流路14的入口部14A供给重整水、其它气体。从燃料气体流路14的出口部14B排出燃料废气。此外，燃料废气有时也被称为阳极废气。基于从燃料气体供给器(省略图示)供给的燃料气体(燃料)以及从重整水供给器(省略图示)供给的重整水来生成重整燃料(燃料气体)。然后，，被供给到氧化剂气体流路12的氧化剂气体与被供给到燃料气体流路14而生成的燃料气体发生电化学反应，由此产生直流电流(发电)。此外，关于基于燃料气体(燃料)和重整水的重整燃料(燃料气体)的生成，也能够在SOFC 10的外部设置重整器来进行。
在因控制电源的丧失而发生了断电(以下，也简称为“断电”)的情况下，停止经由燃料气体供给管路23供给来自燃料气体供给器(省略图示)的燃料气体(燃料)，并且停止经由重整水供给管路24供给来自重整水供给器(省略图示)的重整水。同样地，在发生了断电的情况下，停止经由氧化剂气体供给管路21供给来自反应空气鼓风机20的空气(氧化剂气体)。在刚断电后不久，由于SOFC 10的温度为高温且反应性高，因此SOFC 10内的燃料极的氢与空气极的氧发生反应，燃料气体(氢)全部被消耗掉。但是，由于氧化剂气体供给管路21侧没有特别地密闭，因此当SOFC 10内的温度下降而气体的体积(Volume)变小时，外部的空气向SOFC 10内流入。其结果是，流入的空气与燃料极发生反应，燃料极发生氧化而劣化。
燃料电池系统100具有控制部40和探测部41。控制部40控制包括SOFC 10的燃料电池系统100。探测部41探测控制部40的控制丧失。探测部41例如由PLC(programmable logiccontroller：可编程序逻辑控制器)构成，通过判断是否接收到从控制部40每隔固定时间发送的控制设备信号，能够探测控制部40的控制是否丧失。探测部41连接于不间断电源装置(UPS：Uninterruptible Power Supply)，即使在发生了断电的情况下，也能够探测控制部40的控制丧失。
例如，探测部41在即使经过固定时间也无法接收到控制设备信号的情况下，能够探测为控制部40丧失控制而发生了断电。另外，探测部41也可以直接探测向控制部40进行的电源供给。在该情况下，在停止了向控制部40进行的电源供给的情况下，探测部41能够探测为控制部40丧失控制而发生了断电。这样的控制部40构成控制单元。另外，探测部41构成用于探测控制部40的控制丧失的探测单元。
SOFC 10由对SOFC 10进行保温的绝热材料50围绕。在SOFC 10的垂直方向的上方的上端设置有开放口60。在开放口60处连接有被阀61关闭的开放管路62。另外，在SOFC 10的垂直方向的下方的下端设置有开放口70。在开放口70处连接有被阀71关闭的开放管路72。由阀61开放的直径可以与氧化剂气体排出管路22的直径为相同程度。同样地，由阀71开放的直径可以与氧化剂气体供给管路21的直径为相同程度。
阀61、阀71是常开(Normal Open)型的电磁阀，在通过控制部40进行通电时维持关闭的状态。与此相对地，在由探测部41探测到控制部40的控制丧失，因电源丧失等而发生了断电等从而没有通过控制部40进行通电时，阀61、阀71开放。因此，在没有发生断电的正常时，维持从控制部40向阀61、阀71的通电，也维持阀61、阀71的关闭状态。因此，在正常时，SOFC 10内的高温气体不会经由开放管路62、开放管路72被排出到大气中。与此相对地，在因电源丧失等而发生断电从而控制部40的控制丧失的情况下，从控制部40向阀61、阀71的通电被解除，阀61、阀71开放。因此，在发生了断电的情况下，SOFC 10内的高温气体经由开放管路62、开放管路72被排出到大气中。
这样的阀61、阀71、开放管路62、开放管路72构成将SOFC 10开放的开放单元。在本实施方式中，对作为2个阀以及对应的开放管路而具有阀61和阀71以及开放管路62和开放管路72的情况进行说明。
这样，在第一实施方式所涉及的燃料电池系统100中，在发生了断电的情况下，阀61、阀71开放。连接有阀61的开放管路62和连接有阀71的开放管路72分别被配置在SOFC 10的垂直方向上的不同的高度。因而，SOFC 10内的高温气体向上方移动，经由与配置在SOFC10的上方的开放口60连接的开放管路62向大气中排出。然后，经由与配置在SOFC 10的下方的开放口70连接的开放管路72向SOFC 10内供给与从SOFC 10内排出的气体的体积量相当的大气中的气体(空气)。由于刚断电后不久的SOFC 10内的温度为非常高的温度700℃～900℃，因此即使被供给到SOFC 10内的大气中的气体(空气)为常温，也能够充分地冷却SOFC 10。
因而，第一实施方式所涉及的燃料电池系统100能够进行从SOFC 10内的高温气体的排出以及大气中的气体(空气)的供给，且能够迅速地冷却SOFC 10的温度。其结果是，即使在发生了断电的情况下，也能够防止SOFC 10的劣化。
另外，在第一实施方式中，开放管路62、开放管路72贯穿围绕SOFC 10的绝热材料50而与SOFC 10连接。因此，在发生了断电的情况下，能够将SOFC 10内的高温气体不经由绝热材料50而经由开放管路62直接排出到大气中。而且，能够不经由绝热材料50而经由开放管路72直接向SOFC 10供给大气中的气体(空气)来冷却SOFC 10。由此，即使在发生了断电的情况下，也能够不考虑绝热材料50的绝热效果地将SOFC 10的温度迅速冷却。其结果是，能防止SOFC 10的劣化。
(第二实施方式)
在第二实施方式所涉及的燃料电池系统200中，与第一实施方式不同点在于，开放管路62、开放管路72经由围绕SOFC 10的绝热材料50来与SOFC 10连接。图2是表示第二实施方式的燃料电池系统200的框图。此外，在以下说明的实施方式中，对与已经说明的第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记等，并省略或简化其重复的说明。
SOFC 10由对SOFC 10进行保温的绝热材料50围绕。在SOFC 10的垂直方向的上方的绝热材料50的上端设置有开放口60。在开放口60处连接有被阀61关闭的开放管路62。另外，在SOFC 10的垂直方向的下方的绝热材料50的下端设置有开放口70。在开放口70处连接有被阀71关闭的开放管路72。即，在第二实施方式所涉及的燃料电池系统200中，开放管路62、开放管路72不贯穿绝热材料50而经由绝热材料50来与SOFC 10连接。
在第二实施方式所涉及的燃料电池系统200中，在发生了断电的情况下，阀61、阀71开放。然后，SOFC 10内的高温气体经由SOFC 10和绝热材料50向上方移动，经由与开放口60连接的开放管路62排出到大气中，所述开放口60配置于SOFC 10的上方的绝热材料50。然后，经由与开放口70连接的开放管路72向SOFC 10内供给与从SOFC 10内排出的气体的体积量相当的大气中的气体(空气)，所述开放口70配置于SOFC 10的下方的绝热材料50。由于刚断电后不久的SOFC 10内的温度为非常高的温度700℃～900℃，因此即使经由绝热材料50向SOFC 10供给的大气中的气体(空气)为常温，也能够充分地冷却SOFC 10。
因而，第二实施方式所涉及的燃料电池系统200能够经由绝热材料50进行从SOFC10内的高温气体的排出以及大气中的气体(空气)的供给，且能够迅速地冷却SOFC 10的温度。其结果是，即使在发生了断电的情况下，也能够防止SOFC 10的劣化。
另外，在第二实施方式中，开放管路62、开放管路72不贯穿围绕SOFC 10的绝热材料50而经由绝热材料50来与SOFC 10连接。因此，在发生了断电的情况下，能够通过开放管路62将SOFC 10内的高温气体经由绝热材料50排出到大气中。而且，能够通过开放管路72将大气中的气体(空气)经由绝热材料50供给到SOFC 10以进行冷却。由此，在发生了断电的情况下，能够迅速地冷却SOFC 10的温度。其结果是，能够防止SOFC 10的劣化。并且，由于不需要对绝热材料50等现有的设备进行改进，因此能够保护绝热材料50的绝热效果，来抑制燃料电池系统200的发电效率的降低。
(第三实施方式)
在第三实施方式所涉及的燃料电池系统300中，与第一实施方式的不同点在于，阀61连接于氧化剂气体供给管路21以及阀71连接于氧化剂气体排出管路22。图3是表示第三实施方式的燃料电池系统300的框图。此外，在以下说明的实施方式中，对与已经说明的第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记等，并省略或简化其重复的说明。
第三实施方式的燃料电池系统300对氧化剂气体排出管路22直接连接了阀61。另外，第三实施方式的燃料电池系统300对氧化剂气体供给管路21连接了被阀71关闭的开放管路72。氧化剂气体供给管路21与阀71例如经由T形管80连接。
因而，在第三实施方式中，在断电时，能够经由与氧化剂气体排出管路22连接的阀61从SOFC 10内排出高温气体。另外，能够经由与氧化剂气体供给管路21连接的阀71进行大气中的气体(空气)的供给。由此，能够迅速地冷却SOFC 10的温度。其结果是，即使在发生了断电的情况下，也能够防止SOFC 10的劣化。这样的氧化剂气体供给管路21构成向SOFC 10供给氧化剂气体的氧化剂气体供给单元。另外，氧化剂气体排出管路22构成从SOFC 10排出氧化剂气体的氧化剂气体排出单元。
即，在第三实施方式中，不像第一实施方式那样设置开放口60、开放口70等其它结构而利用现有的设备结构，在发生了断电的情况下，能够迅速地冷却SOFC 10来防止SOFC10的劣化。由此，能够实现成本的削减。并且，由于不需要对绝热材料50等现有的设备进行改进，因此能够保护绝热材料50的绝热效果，来抑制燃料电池系统300的发电效率的降低。
(第四实施方式)
在第四实施方式所涉及的燃料电池系统400中，与第三实施方式的不同点在于设置有控制丧失时燃料供给管路110和控制丧失时重整水供给管路111。图4是表示第四实施方式的燃料电池系统400的框图。此外，在以下说明的实施方式中，对与已经说明的第三实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略或简化其重复的说明。
控制丧失时燃料供给管路110被阀120关闭，来将燃料瓶(省略图示)与燃料气体流路14的入口部14A连接。另外，控制丧失时重整水供给管路111被阀121关闭，来将重整水瓶(省略图示)与燃料气体流路14的入口部14A连接。
阀120、阀121是常开型的电磁阀，在通过控制部40进行通电时维持关闭的状态。与此相对地，在由探测部41探测到控制部40的控制丧失，因电源丧失等而发生了断电等从而没有通过控制部40进行通电时，阀120、阀121开放。因此，在没有发生断电的正常时，维持从控制部40向阀120、阀121的通电，也维持阀120、阀121的关闭状态。因此，在正常时，不会从燃料瓶(省略图示)经由控制丧失时燃料供给管路110供给燃料气体、从重整水瓶(省略图示)经由控制丧失时重整水供给管路111向SOFC 10供给重整水。与此相对地，在因电源丧失等而发生了断电，控制部40的控制丧失的情况下，从控制部40向阀120、阀121的通电被解除，阀120、阀121开放。因此，在发生了断电的情况下，经由控制丧失时燃料供给管路110从燃料瓶(省略图示)向SOFC 10供给燃料气体。同样地，经由控制丧失时重整水供给管路111从重整水瓶(省略图示)向SOFC 10供给重整水。
此外，经由控制丧失时燃料供给管路110从燃料瓶(省略图示)供给的燃料气体的流量可以比在没有发生断电的正常时经由燃料气体供给管路23供给的燃料气体的流量少，如果温度充分下降，则也可以是1/10左右。同样地，经由控制丧失时重整水供给管路111从重整水瓶(省略图示)供给的重整水的流量也可以比在没有发生断电的正常时经由重整水供给管路24供给的重整水的流量少，如果温度充分下降，则也可以是1/10左右。这样的控制丧失时燃料供给管路110构成在由探测部41探测到控制部40的控制丧失的情况下向SOFC10供给燃料气体的控制丧失时燃料供给单元。另外，控制丧失时重整水供给管路111构成在由探测部41探测到控制部40的控制丧失的情况下向SOFC 10供给重整水的控制丧失时重整水供给单元。
在第四实施方式中，即使在发生了断电而停止经由燃料气体供给管路23供给燃料气体(燃料)的情况下，也能够经由控制丧失时燃料供给管路110从燃料瓶(省略图示)向SOFC 10供给燃料气体。同样地，即使在发生了断电而停止经由重整水供给管路24供给重整水的情况下，也能够经由控制丧失时重整水供给管路111从重整水瓶(省略图示)向SOFC 10供给重整水。由此，在重整反应中生成还原气体，因此能够使SOFC 10内成为还原状态，能够抑制SOFC 10的燃料极发生氧化而劣化。并且，由于重整反应是吸热反应，因此能够通过成为还原状态来促进SOFC 10的冷却。
因而，在断电时，能够经由与氧化剂气体排出管路22连接的阀61从SOFC 10内排出高温气体，并且经由与氧化剂气体供给管路21连接的阀71进行大气中的气体(空气)的供给。由此，在第四实施方式中，能够迅速地冷却SOFC 10的温度。还能够通过还原状态来抑制燃料极发生氧化而劣化。并且，能够通过由重整反应引起的吸热反应来促进SOFC 10的冷却。
(第五实施方式)
在第五实施方式所涉及的燃料电池系统500中，与第四实施方式的不同点在于具备断开延时定时器(off delay timer)42。图5是表示第五实施方式的燃料电池系统500的框图。此外，在以下说明的实施方式中，对与已经说明的第四实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略或简化其重复的说明。
第五实施方式的控制丧失时燃料供给管路110被阀130关闭，来将燃料瓶(省略图示)与燃料气体流路14的入口部14A连接。另外，控制丧失时重整水供给管路111被阀131关闭，来将重整水瓶(省略图示)与燃料气体流路14的入口部14A连接。
第五实施方式的控制部40、断开延时定时器42与不间断电源装置连接，即使在发生了断电的情况下，也能够进行规定时间的计时。另外，阀130、阀131是电磁阀，在由探测部41未探测到控制部40的丧失控制的正常时，维持关闭的状态。与此相对地，在由探测部41探测到控制部40的控制丧失，因电源丧失等而发生了断电等时，阀130、阀131开放。例如，在没有发生断电的正常时，维持从控制部40向阀130、阀131的通电，也维持阀130、阀131的关闭状态。因此，在正常时，不会从燃料瓶(省略图示)经由控制丧失时燃料供给管路110供给燃料气体、从重整水瓶(省略图示)经由控制丧失时重整水供给管路111向SOFC 10供给重整水。与此相对地，在因电源丧失等而发生了断电，控制部40的控制丧失的情况下，解除从控制部40向阀130、阀131的通电，将阀130、阀131开放。因此，在发生了断电的情况下，经由控制丧失时燃料供给管路110从燃料瓶(省略图示)向SOFC 10供给燃料气体。同样地，经由控制丧失时重整水供给管路111从重整水瓶(省略图示)向SOFC 10供给重整水。
当由探测部41探测到控制部40的控制丧失时断开延时定时器42开始计时。然后，在从开始计时起经过了规定时间的情况下，断开延时定时器42通过控制部40解除对阀130的通电，来停止经由控制丧失时燃料供给管路110进行的控制丧失时燃料气体的供给。同样地，在从开始计时起经过了规定时间的情况下，断开延时定时器42通过控制部40解除对阀131的通电，来停止经由控制丧失时重整水供给管路111进行的控制丧失时重整水的供给。作为规定时间，例如能够设定SOFC 10的温度下降所需的时间。这样的断开延时定时器42构成供给停止单元，在由探测部41探测到控制部40的控制丧失之后经过了规定时间的情况下，所述供给停止单元使经由控制丧失时燃料供给管路110进行的燃料气体的供给和/或经由控制丧失时重整水供给管路111进行的重整水的供给停止。
在第五实施方式中，例如在经过了SOFC 10的温度下降所需的时间的定时，使经由控制丧失时燃料供给管路110进行的控制丧失时燃料气体的供给以及经由控制丧失时重整水供给管路111进行的控制丧失时重整水的供给停止。由此，能够节约经由控制丧失时燃料供给管路110供给的燃料量和经由控制丧失时重整水供给管路111供给的重整水的量。其结果是，能够减少燃料瓶(省略图示)和重整水瓶(省略图示)的设置数量，能够减小燃料电池系统500的系统规模，能够实现成本的降低。
(第六实施方式)
在第六实施方式所涉及的燃料电池系统600中，与第三实施方式的不同点在于，阀61、阀71分别配置在比热交换器90靠SOFC 10侧的位置。图6是表示第六实施方式的燃料电池系统600的框图。此外，在以下说明的实施方式中，对与已经说明的第三实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略或简化其重复的说明。
第六实施方式的燃料电池系统600对氧化剂气体供给管路21和氧化剂气体排出管路22连接有热交换器90。热交换器90将在氧化剂气体排出管路22中流动的氧化剂废气的热向在氧化剂气体供给管路21中流动的氧化剂气体进行热交换。第六实施方式的燃料电池系统600在相对于氧化剂气体供给管路21而言比热交换器90靠SOFC 10侧的位置处配置有被阀71关闭的开放管路72。被阀71关闭的开放管路72例如经由T形管80在比热交换器90靠SOFC 10侧的位置处与氧化剂气体供给管路21连接。另外，第六实施方式的燃料电池系统600在相对于氧化剂气体排出管路22而言比热交换器90靠SOFC 10侧的位置处配置有被阀61关闭的开放管路62。通过阀61连接的开放管路62例如经由T形管81在比热交换器90靠SOFC 10侧的位置处与氧化剂气体排出管路22连接。
因而，第六实施方式的燃料电池系统600在断电时，能够经由被配置在相对于氧化剂气体排出管路22而言比热交换器90靠SOFC 10侧的位置的阀61从SOFC 10内排出高温气体。设置有阀61的开放管路62被配置在氧化剂气体排出管路22的比热交换器90靠SOFC 10侧的位置。由此，能够抑制SOFC 10内的高温气体向热交换器90侧排出。因而，即使氧化剂气体(空气)从反应空气鼓风机20的间隙等泄漏进来，也能够抑制由于氧化剂废气的热而导致通过热交换器90从氧化剂气体供给管路21供给的氧化剂气体的温度上升，能够抑制SOFC10的温度上升。
另外，第六实施方式的燃料电池系统600在断电时，能够经由被配置在氧化剂气体供给管路21的比热交换器90靠SOFC 10侧的位置的阀71向SOFC 10内进行大气中的气体(空气)的供给。设置有阀71的开放管路72被配置在氧化剂气体供给管路21的比热交换器90靠SOFC 10侧的位置。因而，在发生了断电时，能够向SOFC 10内直接供给大气中的常温气体(空气)，而不是供给由热交换器90进行热交换后的高温空气(氧化剂气体)。因而，在断电时，能够迅速地冷却SOFC 10的温度来防止SOFC 10的劣化。
(第七实施方式)
在第七实施方式所涉及的燃料电池系统700中，与第一实施方式不同点在于，阀61、阀71被配置在SOFC 10的垂直方向的侧面。图7是表示第七实施方式的燃料电池系统700的框图。此外，在以下说明的实施方式中，对与已经说明的第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略或简化其重复的说明。
第七实施方式的燃料电池系统700在SOFC 10的垂直方向的上方的侧面设置有开放口60。被阀61关闭的开放管路62沿着与SOFC 10的垂直方向正交的方向、即水平方向连接于开放口60。另外，在SOFC 10的垂直方向的下方的侧面设置有开放口70。被阀71关闭的开放管路72沿着与SOFC 10的垂直方向正交的方向、即水平方向连接于开放口70。
因而，第七实施方式的燃料电池系统700的开放管路62、开放管路72不向SOFC 10的垂直方向突出。因此，能够抑制燃料电池系统700的垂直方向的尺寸(高度尺寸)。其结果是，例如在将燃料电池系统700搭载在卡车等上进行搬运的情况下，即使在通过具有高度限制的通道的情况下，也容易将燃料电池系统700控制在限制内的高度尺寸。另外，即使在将燃料电池系统700设置在有高度限制的设置场所的情况下，也能够无需留意垂直方向的尺寸地连接被阀61关闭的开放管路62和被阀71关闭的开放管路72。另外，由于不向垂直方向的下方突出，因此能够使接地面变得平坦，能够提供稳定的设置环境。
(第八实施方式)
在第八实施方式所涉及的燃料电池系统800中，与第一实施方式的不同点在于，SOFC 10被配设在壳体200内，开放管路62、开放管路72贯穿壳体200而与SOFC 10连接。图8是表示第八实施方式的燃料电池系统800的框图。此外，在以下说明的实施方式中，对与已经说明的第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略或简化其重复的说明。
第八实施方式的燃料电池系统800利用壳体200包围了SOFC 10。从防风雨和防盗的观点出发，壳体200用于保护SOFC 10。在壳体200中配置有导入口201和排出口202。导入口201和排出口202例如由风扇构成。导入口201通过控制部40的控制而向壳体200内导入外部的气体(空气)。排出口202通过控制部40的控制将壳体200内的气体(空气)排出到外部。但是，在电源丧失而发生了断电的情况下，控制部40的控制丧失，导入口201和排出口202停止，其结果是，壳体200内的温度上升。
与此相对地，在第八实施方式中，开放管路62、开放管路72贯穿包围了SOFC 10的壳体200而与SOFC 10连接。因此，即使在发生了断电而导入口201和排出口202停止了的情况下，也能够经由开放管路62将SOFC 10内的高温气体直接排出到壳体200的外部的大气中。而且，能够经由开放管路72将壳体200的外部的大气中的气体(空气)直接供给到SOFC10中来直接冷却。由此，即使在发生了断电的情况下，也能够不考虑壳体200的绝热效果地将SOFC 10的温度迅速地冷却。其结果是，能够防止SOFC 10的劣化。
此外，本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变更来实施。在上述实施方式中，附图所图示的构成要素的大小、形状、功能等不限定于此，能够在发挥本发明的效果的范围内适当地变更。此外，只要不脱离本发明的目的的范围，就能够适当变更来实施。
在上述实施方式所涉及的燃料电池系统100中，作为探测控制部40的控制丧失的探测单元，对即使经过固定时间也无法接收到控制设备信号的情况、控制部40控制丧失的情况进行了说明。然而，探测控制部40的控制丧失的探测单元的结构不限定于此，能够适当变更。
另外，在上述实施方式所涉及的燃料电池系统100中，作为将SOFC 10开放的开放单元，配置有2个阀(阀61、阀71)以及对应的2个开放管路(开放管路62、开放管路72)。然而，将SOFC 10开放的开放单元至少有1个即可，也可以配置3个以上。在该情况下，优选的是，至少2个2个以上的开放单元被配置在SOFC 10的垂直方向上的不同的高度处。
另外，在上述实施方式所涉及的燃料电池系统300中，开放管路62与氧化剂气体排出管路22连接，开放管路72与氧化剂气体供给管路21连接，但不限于此。例如，也可以将开放管路62和开放管路72中的至少一方与氧化剂气体供给管路21或氧化剂气体排出管路22连接。
产业上的可利用性
本发明的燃料电池系统即使在固体氧化物型燃料电池发生了断电的情况下也能够防止固体氧化物型燃料电池的劣化，优选应用于家庭用、业务用及其它所有产业领域的燃料电池系统。
本申请基于2019年12月25日申请的日本特愿2019-234466。该内容全部包含在本申请中。

Claims (9)

1.一种燃料电池系统，其特征在于，具备：
电池模块，其具有通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电的固体氧化物型燃料电池堆；
控制单元，其控制所述电池模块；
探测单元，其用于探测所述控制单元的控制丧失；以及
开放单元，其将所述电池模块开放，
其中，在由所述探测单元探测到所述控制单元的控制丧失的情况下，所述开放单元将所述电池模块开放。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
至少一个所述开放单元被配置在所述电池模块的上方。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，
至少2个所述开放单元被配置在所述电池模块的垂直方向上的不同的高度处。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述电池模块由绝热材料围绕，
所述开放单元贯穿所述绝热材料来将所述电池模块开放。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，
还具备向所述电池模块供给所述氧化剂气体的氧化剂气体供给单元或者从所述电池模块排出所述氧化剂气体的氧化剂气体排出单元，
所述开放单元与所述氧化剂气体供给单元及所述氧化剂气体排出单元中的至少一方连接。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备：
控制丧失时燃料供给单元，其在由所述探测单元探测到所述控制单元的控制丧失的情况下，向所述电池模块供给所述燃料气体；以及
控制丧失时重整水供给单元，其在由所述探测单元探测到所述控制单元的控制丧失的情况下，向所述电池模块供给重整水。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，
还具备供给停止单元，在由所述探测单元探测到所述控制单元的控制丧失之后经过了规定时间的情况下，所述供给停止单元使由所述控制丧失时燃料供给单元进行的所述燃料气体的供给和/或由所述控制丧失时重整水供给单元进行的所述重整水的供给停止。
8.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，
还具备热交换器，所述热交换器将来自所述氧化剂气体排出单元的所述氧化剂气体的热向在所述氧化剂气体供给单元中流动的所述氧化剂气体进行热交换，
所述开放单元被配置在比所述热交换器靠所述电池模块侧的位置。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述电池模块被配设在壳体内，
所述开放单元贯穿所述壳体来将所述电池模块开放。
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