JP2002313397A - Cell burnout detector - Google Patents

Cell burnout detector

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JP2002313397A
JP2002313397A JP2001116395A JP2001116395A JP2002313397A JP 2002313397 A JP2002313397 A JP 2002313397A JP 2001116395 A JP2001116395 A JP 2001116395A JP 2001116395 A JP2001116395 A JP 2001116395A JP 2002313397 A JP2002313397 A JP 2002313397A
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JP
Japan
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outlet pipe
gas outlet
fuel
cell
oxidizing gas
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001116395A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaki Toda
正樹 戸田
Tokuichi Mineo
徳一 峰尾
Masaki Ogawa
正毅 小川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell burnout detector capable of immediately detecting the burnout of a cell. SOLUTION: Transparent pipe parts 21a and 22a are provided in a fuel gas outlet pipe 21 or an oxidizing gas outlet pipe 22 or the gas outlet pipe 21 and the oxidizing gas outlet pipe 22 connected to a fuel cell stack 10, and an optical sensor 23 is installed in the transparent pipe parts 21a and 22a. A reduction in transparency of fluid flowing through the transparent pipe parts 21a and 22a caused by carbon (soot) discharged from the fuel gas outlet pipe 21 or oxidizing gas outlet pipe 22 or the fuel gas outlet pipe 21 and oxidizing gas outlet pipe 22 when the cell of the fuel cell stack 10 is burned out is detected by the optical sensor 23 to detect the burnout of the cell.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はセル焼損検出装置に
関し、例えば固体高分子型燃料電池(PEFC)におけ
るセルの焼損を検知する場合に適用して有用なものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cell burnout detection apparatus, which is useful, for example, when detecting cell burnout in a polymer electrolyte fuel cell (PEFC).

【0002】[0002]

【従来の技術】図3(a)はセル及びセパレータの構成
図、図3(b)は燃料電池スタックの構成図である。図
3(a)に示すようにセル1は、電解質膜2としてイオ
ン交換樹脂膜を用い、この電解質膜2を電極である燃料
極3と酸素極4とで挟んだ構造となっており、セル1の
両側にはセパレータ5が配置される。セパレータ5には
セル1の燃料極3に燃料ガス(水素又はメタノールなど
の燃料を改質して得られる水素リッチガス)を供給する
ための燃料ガス通路6と、セル1の酸素極4に酸化ガス
(酸素又は空気等)を供給するための酸化ガス通路7
と、セル1を冷却するための冷却水を流す冷却水通路8
とが互いに分離して形成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 3A is a structural view of a cell and a separator, and FIG. 3B is a structural view of a fuel cell stack. As shown in FIG. 3A, the cell 1 has a structure in which an ion exchange resin membrane is used as an electrolyte membrane 2 and the electrolyte membrane 2 is sandwiched between a fuel electrode 3 and an oxygen electrode 4 which are electrodes. Separator 5 is arranged on both sides of 1. The separator 5 has a fuel gas passage 6 for supplying a fuel gas (hydrogen-rich gas obtained by reforming fuel such as hydrogen or methanol) to the fuel electrode 3 of the cell 1, and an oxidizing gas flowing to the oxygen electrode 4 of the cell 1. Oxidizing gas passage 7 for supplying (oxygen or air, etc.)
And a cooling water passage 8 through which cooling water for cooling the cell 1 flows.
Are formed separately from each other.

【0003】そして、図3(b)に示すように多数のセ
ル1をセパレータ5を介して積層することにより、燃料
電池スタック(セルスタック)10を形成する。燃料電
池スタック10のセル積層方向の両端にはエンドプレー
ト(フランジ)17,18が設けられており、一方のエ
ンドプレート17には燃料ガス導入孔11,酸化ガス導
入孔12及び冷却水導入孔13が形成され、他方のエン
ドプレート18には燃料ガス排出孔14、酸化ガス排出
孔15及び冷却水排出孔16が形成されている。
[0003] As shown in FIG. 3B, a large number of cells 1 are stacked with a separator 5 interposed therebetween to form a fuel cell stack (cell stack) 10. End plates (flanges) 17 and 18 are provided at both ends of the fuel cell stack 10 in the cell stacking direction. One end plate 17 has a fuel gas introduction hole 11, an oxidizing gas introduction hole 12, and a cooling water introduction hole 13. The other end plate 18 has a fuel gas discharge hole 14, an oxidizing gas discharge hole 15, and a cooling water discharge hole 16.

【0004】この燃料電池スタック10では多数のセル
1が導電体であるセパレータ5によって電気的に直列接
続されることにより、燃料電池スタック全体として所望
の電圧が得られるようになっている。かかる燃料電池ス
タック10では、従来、発電中に何らかの原因によりセ
ル1に穴が開いて燃料ガスと酸化ガスとが急激に反応す
ることなどにより、セル1が焼損した場合、電圧モニタ
装置によってセル電圧の低下を検知することにより、セ
ル1の焼損を認識して、発電を停止していた。
[0004] In the fuel cell stack 10, a large number of cells 1 are electrically connected in series by a separator 5 that is a conductor, so that a desired voltage can be obtained as a whole of the fuel cell stack. Conventionally, in such a fuel cell stack 10, when the cell 1 is burned due to a sudden opening of the cell 1 for some reason during power generation and a rapid reaction between the fuel gas and the oxidizing gas, the cell voltage is monitored by a voltage monitor. By detecting a decrease in power generation, the burnout of the cell 1 was recognized, and power generation was stopped.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セル電
圧の低下を検出する方法ではセル1の焼損検出が遅れる
おそれがある。セル1の焼損検出が遅れると、焼損セル
の影響により他の正常なセル1も異常加熱されて発電性
能が低下したり、燃料ガス側と酸化ガス側とで圧力が異
なる場合にはセル焼損時の燃料ガスと酸化ガスのクロス
リークによる圧力変化により、例えば燃料ガス出口側の
圧力が上昇して燃料ガスが供給されないなど、二次的な
不具合が発生してしまう。
However, in the method of detecting a drop in cell voltage, the detection of burnout of the cell 1 may be delayed. If the detection of burnout of the cell 1 is delayed, other normal cells 1 are also abnormally heated due to the effect of the burnt cell, and the power generation performance is reduced. If the fuel gas side and the oxidizing gas side have different pressures, the cell burnout may occur. Due to the pressure change due to the cross leak between the fuel gas and the oxidizing gas, a secondary problem occurs, for example, the pressure on the fuel gas outlet side increases and the fuel gas is not supplied.

【0006】従って、本発明は上記の事情に鑑み、セル
の焼損を即時に検出することができるセル焼損検出装置
を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a cell burnout detecting device capable of immediately detecting cell burnout in view of the above situation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】セル1を構成する燃料極
3や酸素極4などの成分にはカーボンが含まれているた
め、セル1が焼損すると、燃料ガス排出孔14又は酸化
ガス排出孔15或いは燃料ガス排出孔14及び酸化ガス
排出孔15からカーボン(すす)が流出して流体の透明
度が低下する。本発明のセル焼損検出装置は、このこと
に着目してなされたものであり、次のような構成を有す
る。
Means for Solving the Problems Since components such as the fuel electrode 3 and the oxygen electrode 4 constituting the cell 1 contain carbon, if the cell 1 is burned out, the fuel gas discharge hole 14 or the oxidizing gas discharge hole is formed. Carbon (soot) flows out from the fuel gas discharge hole 15 or the fuel gas discharge hole 14 and the oxidizing gas discharge hole 15, and the fluid transparency is reduced. The cell burnout detection device of the present invention has been made by paying attention to this, and has the following configuration.

【0008】即ち、上記課題を解決する第1発明のセル
焼損検出装置は、燃料電池本体に接続した燃料ガス出口
配管又は酸化ガス出口配管或いは燃料ガス出口配管及び
酸化ガス出口配管に透明配管部を設けるとともに、この
透明配管部に光センサを設け、燃料電池本体のセル焼損
時に燃料ガス出口配管又は酸化ガス出口配管或いは燃料
ガス出口配管及び酸化ガス出口配管から排出されるカー
ボンによって透明配管部を流れる流体の透明度が低下す
ることを、光センサで検知することにより、セルの焼損
を検知するように構成したことを特徴とする。
That is, in the cell burnout detecting apparatus according to the first aspect of the present invention which solves the above-mentioned problems, the fuel gas outlet pipe or the oxidizing gas outlet pipe connected to the fuel cell main body, or the fuel gas outlet pipe and the oxidizing gas outlet pipe are provided with a transparent pipe portion. In addition, an optical sensor is provided in the transparent pipe section, and flows through the transparent pipe section by carbon discharged from the fuel gas outlet pipe or the oxidizing gas outlet pipe or the fuel gas outlet pipe and the oxidizing gas outlet pipe when the fuel cell body is burned. The burnout of the cell is detected by detecting the decrease in the transparency of the fluid by an optical sensor.

【0009】また、第2発明のセル焼損検出装置は、第
1発明のセル焼損検出装置において、前記燃料電池本体
は複数のセルを積層してなる燃料電池スタックであるこ
とを特徴とする。
Further, a cell burnout detecting device according to a second invention is characterized in that in the cell burnout detecting device according to the first invention, the fuel cell main body is a fuel cell stack formed by stacking a plurality of cells.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。なお、燃料電池スタックの構
成については従来(図3参照)と同様であるため、ここ
での説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the configuration of the fuel cell stack is the same as that of the conventional fuel cell stack (see FIG. 3), and a description thereof will be omitted.

【0011】図1は本発明の実施の形態に係るセル焼損
検出装置を備えた燃料電池発電システムの概要図、図2
は前記セル焼損検出装置の説明図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell power generation system provided with a cell burnout detecting device according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory view of the cell burnout detection device.

【0012】図1に示すように、燃料電池本体である燃
料電池スタック(セルスタック)10の一端側に設けた
燃料ガス導入孔11、酸化ガス導入孔12及び冷却水導
入孔13には、燃料ガス入口配管25、酸化ガス入口配
管26及び冷却水入口配管27がそれぞれ接続されてい
る。
As shown in FIG. 1, a fuel gas introduction hole 11, an oxidizing gas introduction hole 12, and a cooling water introduction hole 13 provided at one end of a fuel cell stack (cell stack) 10 as a fuel cell main body are provided with fuel. The gas inlet pipe 25, the oxidizing gas inlet pipe 26, and the cooling water inlet pipe 27 are connected to each other.

【0013】燃料ガス入口配管25は燃料ガス供給装置
30につながっており、この燃料ガス供給装置30から
水蒸気とともに送給される燃料ガス(水素又はメタノー
ルなどの燃料を改質して得られる水素リッチガス)が、
燃料ガス入口配管25を介して燃料電池スタック10に
供給される。酸化ガス入口配管26は酸化ガス供給装置
31につながっており、この酸化ガス供給装置31から
水蒸気とともに送給される酸化ガス(酸素又は空気等)
が、酸化ガス入口配管26を介して燃料電池スタック1
0に供給される。また、冷却水入口配管27は図示しな
い冷却水供給装置につながっており、この冷却水供給装
置から送給される冷却水が、冷却水入口配管27を介し
て燃料電池スタック10に供給される。
The fuel gas inlet pipe 25 is connected to a fuel gas supply device 30. A fuel gas (hydrogen-rich gas obtained by reforming a fuel such as hydrogen or methanol) supplied from the fuel gas supply device 30 together with steam. )But,
The fuel gas is supplied to the fuel cell stack 10 through the fuel gas inlet pipe 25. The oxidizing gas inlet pipe 26 is connected to an oxidizing gas supply device 31, and the oxidizing gas (oxygen or air or the like) supplied from the oxidizing gas supply device 31 together with water vapor.
Is connected to the fuel cell stack 1 through the oxidizing gas inlet pipe 26.
0 is supplied. The cooling water inlet pipe 27 is connected to a cooling water supply device (not shown), and the cooling water supplied from the cooling water supply device is supplied to the fuel cell stack 10 through the cooling water inlet pipe 27.

【0014】燃料電池スタック10では燃料ガスと酸化
ガスとの電気化学反応によって発電し、この発電電力が
電力系統装置29を介して負荷に供給される。
In the fuel cell stack 10, power is generated by an electrochemical reaction between the fuel gas and the oxidizing gas, and the generated power is supplied to a load via a power system device 29.

【0015】燃料電池スタック10の他端側に設けた燃
料ガス排出孔14、酸化ガス排出孔15及び冷却水排出
孔16には、燃料ガス出口配管21、酸化ガス出口配管
22及び冷却水出口配管24がそれぞれ接続されてい
る。
The fuel gas outlet 14, the oxidizing gas outlet 15, and the cooling water outlet 16 provided at the other end of the fuel cell stack 10 have fuel gas outlet pipe 21, oxidizing gas outlet pipe 22, and cooling water outlet pipe. 24 are connected respectively.

【0016】燃料ガス出口配管21からは、燃料電池ス
タック10において発電に利用されずに残った燃料ガス
が、凝縮水などとともに排出される。酸化ガス出口配管
22からは、燃料電池スタック10において発電に利用
されずに残った酸化ガスが、燃料ガスと酸化ガスとの反
応によって生じた生成水や凝縮水などとともに排出され
る。冷却水出口配管24からは、燃料電池スタック10
を冷却した後の冷却水が排出される。
From the fuel gas outlet pipe 21, fuel gas remaining without being used for power generation in the fuel cell stack 10 is discharged together with condensed water and the like. The oxidizing gas remaining without being used for power generation in the fuel cell stack 10 is discharged from the oxidizing gas outlet pipe 22 together with water produced or a condensed water generated by a reaction between the fuel gas and the oxidizing gas. From the cooling water outlet pipe 24, the fuel cell stack 10
The cooling water after cooling is discharged.

【0017】そして、燃料ガス出口配管21及び酸化ガ
ス出口配管22には、テフロン(登録商標)等の透明な
ホースなどを用いて透明配管部21a及び透明配管部2
2aがそれぞれ設けられるとともに、これらの透明配管
部21a,22aには光センサ23が設けられている。
光センサ23の検出信号はコントローラ28へ送られ
る。
For the fuel gas outlet pipe 21 and the oxidizing gas outlet pipe 22, transparent hoses such as Teflon (registered trademark) are used to form a transparent pipe 21a and a transparent pipe 2a.
2a are provided, and an optical sensor 23 is provided in each of these transparent pipe portions 21a and 22a.
The detection signal of the optical sensor 23 is sent to the controller 28.

【0018】図2に示すように、光センサ23は透明配
管部21a(22a)の両側に位置する発光素子23a
と受光素子23bとを有している。発光素子23aから
出力された光33は、透明配管部21a(22a)を透
過した後、受光素子23bにより受光されて光電変換さ
れる。その結果、透明配管部21aや透明配管部22a
を流れる流体(燃料ガス、酸化ガス、水)の透明度に応
じた電気信号が得られる。
As shown in FIG. 2, the light sensor 23 includes light emitting elements 23a located on both sides of the transparent pipe portion 21a (22a).
And a light receiving element 23b. The light 33 output from the light emitting element 23a is transmitted through the transparent pipe part 21a (22a), and then received by the light receiving element 23b and photoelectrically converted. As a result, the transparent pipe section 21a and the transparent pipe section 22a
An electric signal corresponding to the degree of transparency of the fluid (fuel gas, oxidizing gas, water) flowing through is obtained.

【0019】即ち、燃料電池スタック10において、セ
ル1が焼損した場合には、セル1を構成する燃料極や酸
素極などの成分にカーボンが含まれていることから、燃
料ガス排出孔14又は酸化ガス排出孔15、或いは、燃
料ガス排出孔14及び酸化ガス排出孔15から、カーボ
ン(すす)32が流出して、透明配管部21a又は透明
配管部22a、或いは、透明配管部21a及び透明配管
部22aを流れる流体の透明度が低下する。このため、
受光素子23bにおいて受光する光33の強度が低下
し、これに応じて電気信号の値も低下する。
That is, in the fuel cell stack 10, when the cell 1 is burned out, the fuel gas exhaust hole 14 or the oxidized gas is contained in the fuel electrode or the oxygen electrode constituting the cell 1 because carbon is contained in the component. Carbon (soot) 32 flows out from the gas discharge hole 15, or the fuel gas discharge hole 14 and the oxidizing gas discharge hole 15, and the transparent pipe portion 21a or the transparent pipe portion 22a, or the transparent pipe portion 21a and the transparent pipe portion The transparency of the fluid flowing through 22a decreases. For this reason,
The intensity of the light 33 received by the light receiving element 23b decreases, and the value of the electric signal decreases accordingly.

【0020】図1に示すように、コントローラ28で
は、光センサ23から受信した電気信号(流体の透明
度)と設定値とを比較し、前記信号が前記設定値以下と
なったときに電力系統装置29、燃料ガス供給装置30
及び酸化ガス供給装置31へ発電停止信号を送る。電力
系統装置29では、前記発電停止信号に基づき、インタ
ーロック回路が作動して負荷を遮断する。燃料ガス供給
装置30では、前記発電停止信号に基づき、インターロ
ック回路が作動して燃料ガスの供給を停止する。酸化ガ
ス供給装置31では、前記発電停止信号に基づき、イン
ターロック回路が作動して酸化ガスの供給を停止する。
かくして、燃料電池スタック10の発電が停止する。
As shown in FIG. 1, the controller 28 compares the electric signal (transparency of the fluid) received from the optical sensor 23 with a set value, and when the signal becomes equal to or less than the set value, the power system apparatus. 29, fuel gas supply device 30
And a power generation stop signal is sent to the oxidizing gas supply device 31. In the power system device 29, based on the power generation stop signal, the interlock circuit operates to cut off the load. In the fuel gas supply device 30, the interlock circuit operates to stop the supply of the fuel gas based on the power generation stop signal. In the oxidizing gas supply device 31, based on the power generation stop signal, the interlock circuit operates to stop the supply of the oxidizing gas.
Thus, the power generation of the fuel cell stack 10 stops.

【0021】以上のように、本実施の形態によれば、セ
ル焼損時のカーボンの流出を光センサ23で検出するた
め、燃料電池スタック10の何れかのセル1が焼損した
ことを即時に認識することができる。このため、他の正
常なセル1が異常加熱(正常時の作動温度は70〜80
℃程度)されて発電性能が低下したり、燃料ガスと酸化
ガスのクロスリークによって例えば燃料ガス出口側の圧
力が上昇することにより燃料ガスが供給されないなどの
二次的な不具合の発生するのを防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, the outflow of carbon at the time of burning of a cell is detected by the optical sensor 23, so that it is immediately recognized that any one of the cells 1 of the fuel cell stack 10 has been burned. can do. Therefore, the other normal cell 1 is abnormally heated (the normal operating temperature is 70 to 80).
℃) to lower the power generation performance, or to cause secondary problems such as fuel gas not being supplied due to a rise in the pressure at the fuel gas outlet side due to the cross leak of the fuel gas and the oxidizing gas. Can be prevented.

【0022】この場合、光センサ23としては感度の高
いものを用いることが望ましく、このことによって大規
模なセル焼損前の微量なカーボンの流出を検知すること
ができる。
In this case, it is desirable to use a high-sensitivity sensor as the optical sensor 23, so that it is possible to detect a small amount of outflow of carbon before a large-scale cell burnout.

【0023】なお、上記では固体高分子型の燃料電池ス
タックにおけるセルの焼損を検知する場合について説明
したが、必ずしもこれに限定するものではなく、本発明
はカーボン材料で電極を構成する他の形式の燃料電池本
体におけるセル焼損検出にも適用することができる。
In the above description, the case of detecting burnout of a cell in a polymer electrolyte fuel cell stack has been described. However, the present invention is not limited to this case. It can also be applied to the detection of cell burnout in the fuel cell main body.

【0024】また、上記では燃料ガス出口配管21や酸
化ガス出口配管22の一部に透明配管部21a,22a
を設けたが、燃料ガス出口配管全体や酸化ガス出口配管
全体が透明配管部であってもよい。
In the above description, the transparent pipe portions 21a, 22a are provided in a part of the fuel gas outlet pipe 21 and the oxidizing gas outlet pipe 22.
However, the whole fuel gas outlet pipe or the whole oxidizing gas outlet pipe may be a transparent pipe part.

【0025】また、上記では燃料ガス出口配管21と酸
化ガス出口配管22の両方に光センサ23を設けたが、
燃料ガス側と酸化ガス側の圧力関係などから、セル燃焼
時に燃料ガス出口配管側又は酸化ガス出口配管側の何れ
か一方からのみカーボンが流出するような場合などに
は、カーボン流出が生じる燃料ガス出口配管側又は酸化
ガス出口配管側にのみ光センサ23を設けるようにして
もよい。
In the above description, the optical sensors 23 are provided on both the fuel gas outlet pipe 21 and the oxidizing gas outlet pipe 22.
Due to the pressure relationship between the fuel gas side and the oxidizing gas side, etc., when carbon flows out from only one of the fuel gas outlet pipe side and the oxidizing gas outlet pipe side during cell combustion, etc. The optical sensor 23 may be provided only on the outlet pipe side or the oxidizing gas outlet pipe side.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第1発明のセル焼損検出装置は、燃
料電池本体に接続した燃料ガス出口配管又は酸化ガス出
口配管或いは燃料ガス出口配管及び酸化ガス出口配管に
透明配管部を設けるとともに、この透明配管部に光セン
サを設け、燃料電池本体のセル焼損時に燃料ガス出口配
管又は酸化ガス出口配管或いは燃料ガス出口配管及び酸
化ガス出口配管から排出されるカーボンによって透明配
管部を流れる流体の透明度が低下することを、光センサ
で検知することにより、セルの焼損を検知するように構
成したことを特徴とする。
As described above in detail with the embodiments of the present invention, the cell burnout detecting apparatus according to the first invention comprises a fuel gas outlet pipe, an oxidizing gas outlet pipe, or a fuel gas outlet pipe connected to a fuel cell body. A transparent pipe section is provided in the pipe and the oxidizing gas outlet pipe, and an optical sensor is provided in the transparent pipe section, and a fuel gas outlet pipe or an oxidizing gas outlet pipe or a fuel gas outlet pipe and an oxidizing gas outlet pipe are provided when a fuel cell body is burned. It is configured to detect burning of the cell by detecting, with an optical sensor, a decrease in the transparency of the fluid flowing through the transparent pipe due to carbon discharged from the cell.

【0027】また、第2発明のセル焼損検出装置は、第
1発明のセル焼損検出装置において、前記燃料電池本体
は複数のセルを積層してなる燃料電池スタックであるこ
とを特徴とする。
A cell burnout detecting apparatus according to a second invention is characterized in that, in the cell burnout detecting apparatus according to the first invention, the fuel cell body is a fuel cell stack formed by stacking a plurality of cells.

【0028】従って、この第1又は第2発明のセル焼損
検出装置によれば、燃料電池本体のセルが焼損したこと
を即時に認識することができる。特に、燃料電池スタッ
クのセル焼損を検出する場合には、燃料電池スタックの
何れかのセルが焼損したことを即時に認識することがで
きるため、他の正常なセルが異常加熱されて発電性能が
低下したり、燃料ガスと酸化ガスのクロスリークによっ
て例えば燃料ガス出口側の圧力が上昇することにより燃
料ガスが供給されないなどの二次的な不具合が発生する
のを防止することができる。
Therefore, according to the cell burnout detecting device of the first or second invention, it is possible to immediately recognize that the cells of the fuel cell main body are burnt. In particular, when detecting cell burnout of a fuel cell stack, it is possible to immediately recognize that any one of the cells of the fuel cell stack has burned out, so that other normal cells are abnormally heated and the power generation performance is reduced. It is possible to prevent the occurrence of secondary problems such as a decrease in the fuel gas and an oxidizing gas cross leak, for example, an increase in the pressure on the fuel gas outlet side, whereby the fuel gas is not supplied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るセル焼損検出装置を
備えた燃料電池発電システムの概要図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell power generation system including a cell burnout detection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記セル焼損検出装置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the cell burnout detection device.

【図3】(a)はセル及びセパレータの構成図、(b)
は燃料電池スタックの構成図である。
FIG. 3A is a configuration diagram of a cell and a separator, and FIG.
FIG. 2 is a configuration diagram of a fuel cell stack.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セル 2 電解質膜 3 燃料極 4 酸素極 5 セパレータ 6 燃料ガス通路 7 酸化ガス通路 8 冷却水通路 10 燃料電池スタック 11 燃料ガス導入孔 12 酸化ガス導入孔 13 冷却水導入孔 14 燃料ガス排出孔 15 酸化ガス排出孔 16 冷却水排出孔 17,18 エンドプレート 21 燃料ガス出口配管 21a 透明配管部 22 酸化ガス出口配管 22a 透明配管部 23 光センサ 23a 発光素子 23b 受光素子 24 冷却水出口配管 25 燃料ガス入口配管 26 酸化ガス入口配管 27 冷却水入口配管 28 コントローラ 29 電力系統装置 30 燃料ガス供給装置 31 酸化ガス供給装置 32 カーボン 33 光 REFERENCE SIGNS LIST 1 cell 2 electrolyte membrane 3 fuel electrode 4 oxygen electrode 5 separator 6 fuel gas passage 7 oxidizing gas passage 8 cooling water passage 10 fuel cell stack 11 fuel gas introduction hole 12 oxidizing gas introduction hole 13 cooling water introduction hole 14 fuel gas discharge hole 15 Oxidizing gas discharge hole 16 Cooling water discharge hole 17, 18 End plate 21 Fuel gas outlet pipe 21a Transparent pipe part 22 Oxidizing gas outlet pipe 22a Transparent pipe part 23 Optical sensor 23a Light emitting element 23b Light receiving element 24 Cooling water outlet pipe 25 Fuel gas inlet Pipe 26 Oxidizing gas inlet pipe 27 Cooling water inlet pipe 28 Controller 29 Power system device 30 Fuel gas supply device 31 Oxidizing gas supply device 32 Carbon 33 Light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 正毅 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社汎用機・特車事業本部内 Fターム(参考) 5H026 AA06 CX06 5H027 AA06 MM03 MM08  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masatake Ogawa 3000 Tana, Sagamihara-shi, Kanagawa F-term in the General Purpose Machinery & Special Vehicles Division, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 5H026 AA06 CX06 5H027 AA06 MM03 MM08

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池本体に接続した燃料ガス出口配
管又は酸化ガス出口配管或いは燃料ガス出口配管及び酸
化ガス出口配管に透明配管部を設けるとともに、この透
明配管部に光センサを設け、燃料電池本体のセル焼損時
に燃料ガス出口配管又は酸化ガス出口配管或いは燃料ガ
ス出口配管及び酸化ガス出口配管から排出されるカーボ
ンによって透明配管部を流れる流体の透明度が低下する
ことを、光センサで検知することにより、セルの焼損を
検知するように構成したことを特徴とするセル焼損検出
装置。
1. A fuel cell, comprising: a fuel gas outlet pipe or an oxidizing gas outlet pipe connected to a fuel cell body; a transparent pipe section provided in the fuel gas outlet pipe and the oxidizing gas outlet pipe; and an optical sensor provided in the transparent pipe section. Detecting with a light sensor that the transparency of the fluid flowing through the transparent pipe portion is reduced by the carbon gas discharged from the fuel gas outlet pipe or the oxidizing gas outlet pipe or the fuel gas outlet pipe and the oxidizing gas outlet pipe when the main body is burned. A cell burnout detecting device configured to detect cell burnout.
【請求項2】 請求項1に記載するセル焼損検出装置に
おいて、 前記燃料電池本体は複数のセルを積層してなる燃料電池
スタックであることを特徴とするセル焼損検出装置。
2. The cell burnout detection device according to claim 1, wherein the fuel cell body is a fuel cell stack formed by stacking a plurality of cells.
JP2001116395A 2001-04-16 2001-04-16 Cell burnout detector Withdrawn JP2002313397A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004227805A (en) * 2003-01-20 2004-08-12 Ricoh Co Ltd Portable electronic equipment
JP2007103050A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell cogeneration system
KR101313599B1 (en) 2011-12-12 2013-10-02 한국항공우주연구원 Fuel-cell including glass fiber and monitoring system of the fuel-cell

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004227805A (en) * 2003-01-20 2004-08-12 Ricoh Co Ltd Portable electronic equipment
JP4564231B2 (en) * 2003-01-20 2010-10-20 株式会社リコー Portable electronic devices
JP2007103050A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell cogeneration system
KR101313599B1 (en) 2011-12-12 2013-10-02 한국항공우주연구원 Fuel-cell including glass fiber and monitoring system of the fuel-cell

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