JP2006294341A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an excessive increase of a fuel gas pressure supplied to a fuel cell without restricting a design in order to facilitate diffusion of hydrogen discharged to an external. <P>SOLUTION: This fuel cell system 10 comprises a first hydrogen passage 60 for supplying fuel gas containing the hydrogen to the fuel cell 22, a second hydrogen passage 66 connected to the first hydrogen passage 60, a first relief valve 69 provided on the second hydrogen passage 66, and opening when a pressure in the second hydrogen passage 66 exceeds a first reference value, and a hydrogen concentration reducing part connected on a downstream side of the second hydrogen passage 66 for reducing the concentration of the hydrogen discharged through the first relief valve 69 before discharge to the external. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、燃料電池を備える燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system including a fuel cell.

燃料電池を用いて発電を行なう際には、アノードに対して水素を含有する燃料ガスを供給するが、このような燃料ガスの供給部においては、一般に、種々の安全対策が施されている。特に、高圧の水素含有ガス供給源(例えば水素タンク)から燃料ガスを供給すると共に、圧力を適宜低下させた後に燃料ガスを燃料電池に供給するシステムにおいては、この燃料ガスの圧力調節に関わる機構に問題が生じた場合のための対策が重要である。過剰な圧力の燃料ガスが供給されると、下流側の配管やバルブ、あるいは燃料電池が損傷を受ける可能性があるためである。このような対策の一つとして、燃料電池に水素ガスを供給する供給路に、所定圧で開弁するリリーフバルブを設け、水素ガスの圧力が所定値を超えるときには、リリーフバルブから水素ガスを流路外に排出する構成が知られている(例えば、特開2002−216812号公報)。   When power generation is performed using a fuel cell, a fuel gas containing hydrogen is supplied to the anode, and various safety measures are generally taken in such a fuel gas supply unit. In particular, in a system in which fuel gas is supplied from a high-pressure hydrogen-containing gas supply source (for example, a hydrogen tank) and the fuel gas is supplied to the fuel cell after the pressure is appropriately reduced, a mechanism related to the pressure adjustment of the fuel gas It is important to take countermeasures when problems occur. This is because if fuel gas having an excessive pressure is supplied, piping or valves on the downstream side or the fuel cell may be damaged. As one of such measures, a relief valve that opens at a predetermined pressure is provided in a supply path for supplying hydrogen gas to the fuel cell. When the hydrogen gas pressure exceeds a predetermined value, hydrogen gas is allowed to flow from the relief valve. A configuration for discharging outside the road is known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-216812).

特開2002−216812号公報JP 2002-216812 A 特開2004−55287号公報JP 2004-55287 A

しかしながら、このようなリリーフバルブを設けて水素含有ガスを外部に排出する場合には、可燃性ガスである水素が外部に排出される際の濃度ができる限り低く抑えられるように、リリーフバルブを含む水素ガスの排出部全体の形状を設定する必要があった。すなわち、外部に排出される水素が拡散しやすいように、リリーフバルブに接続される流路の配管長さや、リリーフバルブおよびリリーフバルブに接続される流路の配設位置、あるいは、外部へ水素ガスを排出する排出口の向きなどの全体形状を、排出水素の拡散を促す形状となるように設定する必要があった。特に、燃料電池システムを車両などの移動体の駆動用電源として用いる場合には、燃料電池システムの搭載スペースに限りがあるため、水素の排出に関わる配管などの形状が制限される可能性があった。   However, when such a relief valve is provided to discharge the hydrogen-containing gas to the outside, the relief valve is included so that the concentration when hydrogen, which is a combustible gas, is discharged to the outside can be kept as low as possible. It was necessary to set the shape of the whole discharge part of hydrogen gas. That is, in order to facilitate diffusion of hydrogen discharged to the outside, the piping length of the flow path connected to the relief valve, the arrangement position of the flow path connected to the relief valve and the relief valve, or hydrogen gas to the outside It was necessary to set the overall shape such as the direction of the discharge port for discharging the hydrogen so as to promote the diffusion of the discharged hydrogen. In particular, when the fuel cell system is used as a power source for driving a moving body such as a vehicle, the mounting space of the fuel cell system is limited, and the shape of piping related to hydrogen discharge may be limited. It was.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池システムにおいて、外部に排出する水素の拡散を促進するために設計上の制限を課すことなく、燃料電池に供給される燃料ガス圧の過剰上昇を防止することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and in a fuel cell system, the fuel cell system is supplied to the fuel cell without imposing design restrictions to promote the diffusion of hydrogen discharged to the outside. The purpose is to prevent an excessive increase in the fuel gas pressure.

上記目的を達成するために、本発明は、燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に対して水素を含有する燃料ガスを供給する第1の流路と、
前記第1の流路に接続される第2の流路と、
前記第2の流路あるいは前記第2の流路と前記第1の流路との接続部に設けられ、該第2の流路内の圧力が第1の基準値を超えるときに開弁する第1のリリーフバルブと、
前記第2の流路の下流側に接続され、前記第1のリリーフバルブを介して前記第1の流路から排出された水素の濃度を、外部への排出に先立って低減する水素濃度低減部と
を備えることを要旨とする。
To achieve the above object, the present invention provides a fuel cell system including a fuel cell,
A first flow path for supplying a fuel gas containing hydrogen to the fuel cell;
A second flow path connected to the first flow path;
The valve is provided when the second flow path or a connection portion between the second flow path and the first flow path exceeds the first reference value. A first relief valve;
A hydrogen concentration reduction unit that is connected to the downstream side of the second flow path and reduces the concentration of hydrogen discharged from the first flow path via the first relief valve prior to discharge to the outside. The gist is to provide and.

以上のように構成された本発明の燃料電池システムによれば、第1の流路内の圧力が第1の基準値を超えて上昇するときには第1のリリーフバルブが開弁するため、第1の流路において第2の流路との接続部よりも下流側に対して許容範囲を超える圧力のガスが供給されることがない。このように第1のリリーフバルブを介して第1の流路から外部へと水素を排出する際に、水素濃度低減部によって水素濃度が低減されるため、外部に排出されるガス中の水素濃度の上昇を抑制することができる。また、このように水素濃度低減部を用いることにより、水素濃度を予め低減させること無く外部に排出する場合のように、ガスの排出に際して水素の拡散を促進する必要がないため、外部に排出する水素の拡散を促進するために課される設計上の制限を抑制することができる。   According to the fuel cell system of the present invention configured as described above, the first relief valve opens when the pressure in the first flow path exceeds the first reference value. In this flow path, the gas having a pressure exceeding the allowable range is not supplied to the downstream side of the connection portion with the second flow path. As described above, when hydrogen is discharged from the first flow path to the outside via the first relief valve, the hydrogen concentration is reduced by the hydrogen concentration reducing unit, so that the hydrogen concentration in the gas discharged to the outside is reduced. Can be suppressed. Further, by using the hydrogen concentration reducing unit in this way, it is not necessary to promote the diffusion of hydrogen when discharging the gas as in the case of discharging to the outside without reducing the hydrogen concentration in advance. Design limitations imposed to promote hydrogen diffusion can be reduced.

本発明の燃料電池システムにおいて、さらに、
前記第1の流路に設けられ、前記燃料電池に供給される前記燃料ガスの圧力を調整する圧力調整部を備え、
前記第2の流路は、前記圧力調整部の配置位置よりも下流側において前記第1の流路に接続されることとしても良い。
In the fuel cell system of the present invention,
A pressure adjusting unit that is provided in the first flow path and adjusts the pressure of the fuel gas supplied to the fuel cell;
The second flow path may be connected to the first flow path on the downstream side of the arrangement position of the pressure adjusting unit.

このような構成とすれば、圧力調整部に発生した不具合に起因して第1の流路の下流側に過剰な圧力が加えられることを防止することができる。   With such a configuration, it is possible to prevent an excessive pressure from being applied to the downstream side of the first flow path due to a problem occurring in the pressure adjusting unit.

本発明の燃料電池システムにおいて、さらに、
水素を貯蔵すると共に前記第1の流路に接続する水素貯蔵部と、
前記第1の流路に設けられ、前記燃料電池システムの停止時には閉状態となるシャットバルブと
を備え
前記第2の流路は、前記シャットバルブよりも下流側で前記第1の流路に対して接続することとしても良い。
In the fuel cell system of the present invention,
A hydrogen storage section for storing hydrogen and connecting to the first flow path;
A shut valve that is provided in the first flow path and that is closed when the fuel cell system is stopped. The second flow path is downstream of the shut valve with respect to the first flow path. It is good also as connecting.

このような構成とすれば、燃料電池システムの停止時にシャットバルブが閉状態となっているときに、シャットバルブから下流側へと水素が漏れ出して、第1の流路内でシャットバルブの下流側における圧力が上昇する場合であっても、許容範囲を超える圧力上昇を防止することができる。   With such a configuration, when the shut valve is closed when the fuel cell system is stopped, hydrogen leaks from the shut valve to the downstream side, and downstream of the shut valve in the first flow path. Even when the pressure on the side increases, it is possible to prevent a pressure increase exceeding the allowable range.

本発明の燃料電池システムにおいて、さらに、
酸化ガスを供給する酸化ガス供給部と、
前記酸化ガス供給部と前記燃料電池のカソードとを接続し、前記燃料電池のカソードに対して前記酸化ガスを導く酸化ガス流路と
を備え、
前記水素濃度低減部は、前記カソードから排出されるカソード排ガスを外部に導くカソード排ガス流路に設けられると共に、該カソード排ガス流路の断面積よりも大きな断面積を有し、前記第2の流路の下流側が接続される希釈器であることとしても良い。
In the fuel cell system of the present invention,
An oxidizing gas supply unit for supplying oxidizing gas;
An oxidant gas flow path that connects the oxidant gas supply unit and the cathode of the fuel cell and guides the oxidant gas to the cathode of the fuel cell;
The hydrogen concentration reducing unit is provided in a cathode exhaust gas flow path for guiding cathode exhaust gas discharged from the cathode to the outside, and has a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the cathode exhaust gas flow path. It may be a diluter connected to the downstream side of the path.

このような構成とすれば、第1のリリーフバルブを経由して排出される水素の濃度を、希釈器においてカソード排ガスを用いることによって低減させることができる。   With such a configuration, the concentration of hydrogen discharged through the first relief valve can be reduced by using the cathode exhaust gas in the diluter.

このような本発明の燃料電池システムにおいて、さらに、
前記燃料電池による発電を行なう際に、前記酸化ガス供給部からの酸化ガス供給量を制御する酸化ガス量制御部であって、前記第1のリリーフバルブが開弁するときには、前記酸化ガス供給部からの酸化ガス供給量を、前記燃料電池における発電量に基づいて設定される値よりも増大させる酸化ガス量制御部を備えることとしても良い。
In such a fuel cell system of the present invention,
An oxidizing gas amount control unit for controlling an oxidizing gas supply amount from the oxidizing gas supply unit when generating power with the fuel cell, and when the first relief valve opens, the oxidizing gas supply unit It is good also as providing the oxidizing gas amount control part which increases the oxidizing gas supply amount from from the value set based on the electric power generation amount in the said fuel cell.

このような構成とすれば、第1のリリーフバルブを経由した水素が希釈器に流入する際にはカソード排ガス量が増加するため、水素を排出する際の濃度を低減する効果を高めることができる。   With such a configuration, the amount of cathode exhaust gas increases when hydrogen flowing through the first relief valve flows into the diluter, so that the effect of reducing the concentration when discharging hydrogen can be enhanced. .

あるいは、本発明の燃料電池システムにおいて、さらに、
酸化ガスを供給する酸化ガス供給部と、
前記酸化ガス供給部と前記燃料電池のカソードとを接続し、前記燃料電池のカソードに対して前記酸化ガスを導く酸化ガス流路と、
前記カソードから排出されるカソード排ガスを外部に導くカソード排ガス流路に設けられると共に、該カソード排ガス流路の断面積よりも大きな断面積を有する希釈器と、
前記燃料電池の温度を取得する燃料電池温度取得部と、
前記第2の流路から分岐して前記希釈器に接続する第1の分岐路と、
前記第2の流路から分岐して前記酸化ガス流路に接続する第2の分岐路と、
前記第2の流路が前記第1の分岐路と連通する状態と、前記第2の流路が前記第2の分岐路と連通する状態とを、排他的に切り替える切り替え部と、
前記燃料電池温度取得部が取得した前記燃料電池の温度が基準値以上のときには、前記切り替え部を駆動して前記第2の流路と前記第2の分岐路とを連通させ、前記燃料電池の温度が基準値を下回るときには、前記切り替え部を駆動して前記第2の流路と前記第1の分岐路とを連通させる切り替え制御部と
を備え、
前記第2の流路が前記第1の分岐路に連通するときには、前記希釈器が前記水素濃度低減部として働き、前記第2の流路が前記第2の分岐路に連通するときには、前記燃料電池が備えるカソード触媒が前記水素濃度低減部として働くこととしても良い。
Alternatively, in the fuel cell system of the present invention,
An oxidizing gas supply unit for supplying oxidizing gas;
An oxidant gas flow path connecting the oxidant gas supply unit and the cathode of the fuel cell, and leading the oxidant gas to the cathode of the fuel cell;
A diluter having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the cathode exhaust gas flow path, provided in the cathode exhaust gas flow path for guiding the cathode exhaust gas discharged from the cathode to the outside;
A fuel cell temperature acquisition unit for acquiring the temperature of the fuel cell;
A first branch path branched from the second flow path and connected to the diluter;
A second branch path branched from the second flow path and connected to the oxidizing gas flow path;
A switching unit that exclusively switches between a state in which the second flow path communicates with the first branch path and a state in which the second flow path communicates with the second branch path;
When the temperature of the fuel cell acquired by the fuel cell temperature acquisition unit is equal to or higher than a reference value, the switching unit is driven to connect the second flow path and the second branch path, and the fuel cell A switching control unit that drives the switching unit to connect the second flow path and the first branch path when the temperature is lower than a reference value;
When the second flow path communicates with the first branch path, the diluter functions as the hydrogen concentration reducing unit, and when the second flow path communicates with the second branch path, the fuel A cathode catalyst provided in the battery may serve as the hydrogen concentration reduction unit.

このような構成とすれば、燃料電池の温度が基準値以上の時には、第1のリリーフバルブを経由して排出される水素の濃度をカソード触媒によって低減させることができ、燃料電池の温度が基準値を下回るときには、上記排出される水素の濃度を希釈器においてカソード排ガスを用いて低減させることができる。このように、燃料電池の温度が低いときにはカソード触媒とは異なる水素濃度低減部を用いるため、燃料電池の温度が変化しても、水素濃度低減の効率の低下を抑制することができる。   With such a configuration, when the temperature of the fuel cell is equal to or higher than the reference value, the concentration of hydrogen discharged via the first relief valve can be reduced by the cathode catalyst, and the temperature of the fuel cell is set to the reference value. When below the value, the concentration of the discharged hydrogen can be reduced using cathode exhaust gas in the diluter. As described above, when the temperature of the fuel cell is low, the hydrogen concentration reducing unit different from the cathode catalyst is used. Therefore, even if the temperature of the fuel cell changes, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of hydrogen concentration reduction.

このような本発明の燃料電池システムにおいて、さらに、
前記燃料電池による発電を行なう際に、前記酸化ガス供給部からの酸化ガス供給量を制御する酸化ガス量制御部であって、前記第1のリリーフバルブが開弁すると共に前記第2の流路が前記第1の分岐路に連通されるときには、前記酸化ガス供給部からの酸化ガス供給量を、前記燃料電池における発電量に基づいて設定される値よりも増大させる酸化ガス量制御部を備えることとしても良い。
In such a fuel cell system of the present invention,
An oxidizing gas amount control unit for controlling an oxidizing gas supply amount from the oxidizing gas supply unit when generating power by the fuel cell, wherein the first relief valve is opened and the second flow path is opened. Is provided with an oxidant gas amount control unit that increases the oxidant gas supply amount from the oxidant gas supply unit to a value that is set based on the power generation amount in the fuel cell when communicating with the first branch passage. It's also good.

このような構成とすれば、第1のリリーフバルブを経由した水素が希釈器に流入する際にはカソード排ガス量が増加するため、水素を排出する際の濃度を低減する効果を高めることができる。   With such a configuration, the amount of cathode exhaust gas increases when hydrogen flowing through the first relief valve flows into the diluter, so that the effect of reducing the concentration when discharging hydrogen can be enhanced. .

また、本発明の燃料電池システムにおいて、さらに、
酸化ガスを供給する酸化ガス供給部と、
前記酸化ガス供給部と前記燃料電池とを接続し、前記燃料電池のカソードに対して前記酸化ガスを導入する酸化ガス流路と
を備え、
前記第2の流路は、さらに前記酸化ガス流路に接続されており、
前記水素濃度低減部は、前記燃料電池が備えるカソード触媒であることとしても良い。
In the fuel cell system of the present invention,
An oxidizing gas supply unit for supplying oxidizing gas;
An oxidant gas flow path for connecting the oxidant gas supply unit and the fuel cell and introducing the oxidant gas to the cathode of the fuel cell;
The second flow path is further connected to the oxidizing gas flow path,
The hydrogen concentration reduction unit may be a cathode catalyst provided in the fuel cell.

このような構成とすれば、第1のリリーフバルブを経由して排出される水素をカソード触媒上で酸化させることによって、水素濃度を低減させることができる。   With such a configuration, the hydrogen concentration can be reduced by oxidizing the hydrogen discharged via the first relief valve on the cathode catalyst.

本発明の燃料電池システムにおいて、さらに、
前記第1の流路を介して前記第2の流路に連通するように、前記第1の流路に接続されると共に、前記第2の流路よりも流路の配管径が大きく形成された第3の流路と、
前記第3の流路あるいは前記第3の流路と前記第1の流路との接続部に設けられ、該第3の流路内の圧力が、前記第1の基準値よりも大きな第2の基準値を超えるときに開弁する第2のリリーフバルブと
を備えることとしても良い。
In the fuel cell system of the present invention,
The first flow path is connected to the first flow path so as to communicate with the second flow path via the first flow path, and the pipe diameter of the flow path is formed larger than that of the second flow path. A third flow path,
The second flow path is provided at a connection portion between the third flow path or the third flow path and the first flow path, and the pressure in the third flow path is larger than the first reference value. And a second relief valve that opens when the reference value is exceeded.

このような構成とすれば、第1のリリーフバルブが開弁した後に第1の流路における圧力が上昇し続ける場合であっても、第2のリリーフバルブが開弁して第3の流路からより多くのガスが排出されるため、第1の流路における圧力上昇を抑制することができる。また、第2の流路が第3の流路に比べて配管径が小さく、第2の流路は第3の流路に比べて流れるガス量が少ないため、第2の流路に接続する水素濃度低減部に供給されるガスの圧力を抑制し、過剰なガス圧に起因する水素濃度低減部の損傷を防止することができる。   With such a configuration, even when the pressure in the first flow path continues to rise after the first relief valve opens, the second relief valve opens and the third flow path opens. Since more gas is discharged from, the pressure rise in the first flow path can be suppressed. In addition, since the second channel has a smaller pipe diameter than the third channel, and the second channel has a smaller amount of gas flowing than the third channel, the second channel is connected to the second channel. The pressure of the gas supplied to the hydrogen concentration reduction unit can be suppressed, and damage to the hydrogen concentration reduction unit due to excessive gas pressure can be prevented.

本発明の燃料電池システムにおいて、さらに、
水素を貯蔵すると共に前記第1の流路に接続する水素貯蔵部と、
前記第1の流路に設けられ、前記燃料電池システムの停止時には閉状態になると共に、前記第1の流路における前記第2の流路との接続部よりも下流側に設けられた第1のシャットバルブと、
前記第1の流路に設けられ、前記燃料電池システムの停止時には閉状態になると共に、前記第1の流路における前記第2の流路との接続部よりも上流側に設けられた第2のシャットバルブと
を備え、
前記第2の流路は、前記第1の流路における前記第1のシャットバルブの配置位置よりも下流側に対してさらに接続され、
前記水素濃度低減部は、前記燃料電池システムの停止時に前記第1のリリーフバルブが開弁したときに、前記リリーフバルブを介して水素が流入し、該流入した水素がアノード側流路からカソード側流路へと電解質層を介して透過する前記燃料電池であることとしても良い。
In the fuel cell system of the present invention,
A hydrogen storage section for storing hydrogen and connecting to the first flow path;
The first flow path is provided in the first flow path, is closed when the fuel cell system is stopped, and is provided on the downstream side of the connection portion of the first flow path with the second flow path. The shut valve and
The second channel is provided in the first channel, is closed when the fuel cell system is stopped, and is provided upstream of the connection portion of the first channel with the second channel. With a shut valve and
The second flow path is further connected to the downstream side of the position where the first shut valve is disposed in the first flow path,
When the first relief valve is opened when the fuel cell system is stopped, hydrogen flows in through the relief valve, and the introduced hydrogen flows from the anode side channel to the cathode side. The fuel cell may pass through the electrolyte layer to the flow path.

このような構成とすれば、燃料電池システムの停止時に第1および第2のシャットバルブが閉状態となっているときに、第2のシャットバルブから下流側へと水素が漏れ出して、第2のシャットバルブよりも下流側における圧力が上昇する場合であっても、第1のシャットバルブあるいはさらに下流側に対して、過剰な圧力が加えられることを防止することができる。その際に、第1のリリーフバルブを経由して排出される水素を、燃料電池において電解質層を介してアノード側流路からカソード側流路へと透過させることによって、外部に排出される水素濃度を低減させることができる。   With this configuration, when the first and second shut valves are closed when the fuel cell system is stopped, hydrogen leaks downstream from the second shut valve, and the second Even when the pressure on the downstream side of the shut valve increases, it is possible to prevent excessive pressure from being applied to the first shut valve or further downstream. At that time, hydrogen concentration discharged through the first relief valve is allowed to permeate from the anode-side channel to the cathode-side channel through the electrolyte layer in the fuel cell. Can be reduced.

このような本発明の燃料電池システムにおいて、さらに、
前記第1の流路に対して、前記第1のシャットバルブと前記第2のシャットバルブとの間で接続され、前記第1の流路を介して前記第2の流路と連通すると共に、前記第2の流路よりも流路の配管径が大きく形成された第3の流路と、
前記第3の流路あるいは前記第3の流路と前記第1の流路との接続部に設けられ、該第3の流路内の圧力が、前記第1の基準値よりも大きな第2の基準値を超えるときに開弁する第2のリリーフバルブと
を備えることとしても良い。
In such a fuel cell system of the present invention,
The first flow path is connected between the first shut valve and the second shut valve, and communicates with the second flow path via the first flow path. A third channel having a pipe diameter larger than that of the second channel;
The second flow path is provided at a connection portion between the third flow path or the third flow path and the first flow path, and the pressure in the third flow path is larger than the first reference value. And a second relief valve that opens when the reference value is exceeded.

このような構成とすれば、第1のリリーフバルブが開弁した後に第1の流路における圧力が上昇し続ける場合であっても、第2のリリーフバルブが開弁して第3の流路からより多くのガスが排出されるため、第1の流路における圧力上昇を抑制することができる。   With such a configuration, even when the pressure in the first flow path continues to rise after the first relief valve opens, the second relief valve opens and the third flow path opens. Since more gas is discharged from, the pressure rise in the first flow path can be suppressed.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、本発明の燃料電池システムを駆動用電源として搭載する移動体などの形態で実現することが可能である。   The present invention can be realized in various forms other than those described above. For example, the present invention can be realized in the form of a moving body in which the fuel cell system of the present invention is mounted as a driving power source.

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.システムの全体構成:
B.水素ガス圧過剰上昇防止の動作:
C.第2実施例:
D.第3実施例:
E.第4実施例:
F.変形例:
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Overall system configuration:
B. Action to prevent excessive hydrogen gas pressure rise:
C. Second embodiment:
D. Third embodiment:
E. Fourth embodiment:
F. Variations:

A.システムの全体構成:
図1は、本発明の実施例である燃料電池システム10における燃料電池の発電に関わる部分の構成の概略を表わすブロック図である。本実施例の燃料電池システム10は、車両に搭載され、車両の駆動用電源として用いられる。燃料電池システム10は、発電の本体である燃料電池22と、燃料電池22に供給する水素を貯蔵する水素タンク23と、燃料電池22に圧縮空気を供給するためのエアコンプレッサ24と、を備えている。ここで、水素タンク23は、第1の流路60によって燃料電池22のアノードと接続されており、水素タンク23に貯蔵される水素が、燃料ガスとして燃料電池22のアノードに供給される。また、エアコンプレッサ24は、酸化ガス供給路67によって燃料電池22のカソードに接続されており、エアコンプレッサ24によって取り込まれた空気が、酸化ガスとして燃料電池22のカソードに供給される。燃料電池22としては種々の種類の燃料電池を用いることが可能であるが、本実施例では、燃料電池22として固体高分子型燃料電池を用いている。この燃料電池22は、複数の単セルを積層したスタック構造を有している。以下に、燃料電池システム10を構成する各部および燃料電池システム10におけるガスの流れについて、さらに説明する。
A. Overall system configuration:
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of a portion related to power generation of a fuel cell in a fuel cell system 10 which is an embodiment of the present invention. The fuel cell system 10 of the present embodiment is mounted on a vehicle and used as a power source for driving the vehicle. The fuel cell system 10 includes a fuel cell 22 that is a main body of power generation, a hydrogen tank 23 that stores hydrogen to be supplied to the fuel cell 22, and an air compressor 24 for supplying compressed air to the fuel cell 22. Yes. Here, the hydrogen tank 23 is connected to the anode of the fuel cell 22 by the first flow path 60, and hydrogen stored in the hydrogen tank 23 is supplied to the anode of the fuel cell 22 as fuel gas. The air compressor 24 is connected to the cathode of the fuel cell 22 by an oxidizing gas supply path 67, and the air taken in by the air compressor 24 is supplied as an oxidizing gas to the cathode of the fuel cell 22. Although various types of fuel cells can be used as the fuel cell 22, in this embodiment, a polymer electrolyte fuel cell is used as the fuel cell 22. The fuel cell 22 has a stack structure in which a plurality of single cells are stacked. Below, the flow of the gas in each part which comprises the fuel cell system 10, and the fuel cell system 10 is further demonstrated.

水素タンク23は、例えば、高圧水素を貯蔵する水素ボンベである。あるいは、水素吸蔵合金を内部に備え、水素吸蔵合金に吸蔵させることによって水素を貯蔵するタンクとしても良い。水素タンク23に貯蔵された水素ガスは、水素タンク23に接続された第1の水素流路60に放出された後、圧力調整弁62によって所定の圧力に調整(減圧)されて、燃料ガスとして燃料電池22を構成する各単セルのアノードに供給される。なお、図1の燃料電池システム10では、第1の水素流路60において圧力調整弁が一つしか設けられていないが、水素タンク23内の水素圧力や、燃料電池22に水素を供給する際の望ましい圧力に応じて、複数の圧力調整弁を適宜設ければよい。この場合には、図1の圧力調整弁62は、最も下流側、すなわち、燃料電池22に最も近い位置に配設された圧力調整弁に対応する。   The hydrogen tank 23 is, for example, a hydrogen cylinder that stores high-pressure hydrogen. Or it is good also as a tank which stores hydrogen by providing a hydrogen storage alloy inside and making it store in a hydrogen storage alloy. The hydrogen gas stored in the hydrogen tank 23 is discharged to the first hydrogen flow path 60 connected to the hydrogen tank 23, and then adjusted (depressurized) to a predetermined pressure by the pressure adjustment valve 62 to obtain fuel gas. The fuel cell 22 is supplied to the anode of each unit cell. In the fuel cell system 10 of FIG. 1, only one pressure adjusting valve is provided in the first hydrogen flow path 60, but when supplying hydrogen to the hydrogen pressure in the hydrogen tank 23 or supplying hydrogen to the fuel cell 22. A plurality of pressure regulating valves may be provided as appropriate according to the desired pressure. In this case, the pressure adjustment valve 62 in FIG. 1 corresponds to the pressure adjustment valve disposed on the most downstream side, that is, the position closest to the fuel cell 22.

燃料電池22のアノードから排出されるアノード排ガスは、アノード排ガス路63に導かれて再び第1の水素流路60に流入する。このように、アノード排ガス中の残余の水素は、第1の水素流路60の一部とアノード排ガス路63と燃料電池22内の流路とから成る流路(以下、循環流路と呼ぶ)内を循環して再度電気化学反応に供される。負荷要求に応じた電気化学反応が進行可能となるように、循環流路内の圧力は圧力調整弁62によって調節され、電気化学反応の進行に伴って、圧力調整弁62を介して水素タンク23から循環流路へと水素が補充される。循環流路内でアノード排ガスを循環させるために、アノード排ガス路63には水素ポンプ65が設けられている。なお、第1の水素流路60には、圧力調整弁62の上流側に、シャットバルブ61が設けられている。このシャットバルブ61は、燃料電池22における発電を停止する際に閉じられて、水素タンク23から燃料電池22への水素ガス供給を遮断する。   The anode exhaust gas discharged from the anode of the fuel cell 22 is guided to the anode exhaust gas path 63 and flows into the first hydrogen channel 60 again. As described above, the remaining hydrogen in the anode exhaust gas is a flow path (hereinafter referred to as a circulation flow path) including a part of the first hydrogen flow path 60, the anode exhaust gas path 63, and the flow path in the fuel cell 22. It circulates in the interior and is used again for electrochemical reaction. The pressure in the circulation channel is adjusted by the pressure regulating valve 62 so that the electrochemical reaction according to the load request can proceed, and the hydrogen tank 23 is passed through the pressure regulating valve 62 as the electrochemical reaction proceeds. To the circulation channel. In order to circulate the anode exhaust gas in the circulation channel, a hydrogen pump 65 is provided in the anode exhaust gas channel 63. Note that a shut valve 61 is provided in the first hydrogen flow path 60 on the upstream side of the pressure adjustment valve 62. The shut valve 61 is closed when power generation in the fuel cell 22 is stopped, and shuts off the supply of hydrogen gas from the hydrogen tank 23 to the fuel cell 22.

さらに、第1の水素流路60における圧力調整弁62よりも下流側には、第1の水素流路60と連通する流路である第2の水素流路66が接続されている。この第2の水素流路66には、予め設定された第1の圧力で開弁すると共に、予め設定された第2の圧力で閉弁する第1のリリーフバルブ69が設けられている。また、第2の水素流路66は、さらに、燃料電池22へと酸化ガスを供給する酸化ガス供給路67に接続されている。第1のリリーフバルブ69を介した第1の水素流路60からの水素ガス排出の動作については、後に詳しく説明する。   Furthermore, a second hydrogen flow channel 66 that is a flow channel communicating with the first hydrogen flow channel 60 is connected to the first hydrogen flow channel 60 on the downstream side of the pressure regulating valve 62. The second hydrogen flow channel 66 is provided with a first relief valve 69 that opens at a preset first pressure and closes at a preset second pressure. The second hydrogen channel 66 is further connected to an oxidizing gas supply channel 67 that supplies an oxidizing gas to the fuel cell 22. The operation of discharging the hydrogen gas from the first hydrogen flow path 60 via the first relief valve 69 will be described in detail later.

また、アノード排ガス路63には、気液分離器27が設けられている。電気化学反応の進行に伴ってカソードでは水が生じるが、生じた水は、燃料電池22の電解質膜を介して、アノード側に供給される燃料ガス内にも導入される。気液分離器27は、このようなアノード排ガス中に含まれる水蒸気を凝縮させて、アノード排ガスから除去する。この気液分離器27には、バルブ27aが設けられており、バルブ27aを開状態とすることで、気液分離器27内で凝縮された水が、バルブ27aに接続する排ガス排出路64を介して外部に排出される。なお、バルブ27aが開状態になると、上記凝縮水と共に、アノード排ガス路63内を流れるアノード排ガスの一部も外部に排出される。燃料電池22の運転時には、アノード側を流れるガスにおいては、既述したように電解質膜を介して、カソード側から水が導入されると共に、カソードに供給される空気中の窒素なども導入される。従って、燃料電池による発電を継続していると、循環流路内を循環する水素含有ガスでは窒素などの不純物濃度が上昇するが、所定のタイミングでバルブ27aを開状態にして循環する水素含有ガスの一部を外部に排出することで、水素含有ガス中の不純物濃度の上昇を抑えている。ここで、排ガス排出路64は、排ガス排出路64よりも断面積が大きい容器である希釈器26に接続されている。この希釈器26は、アノード排ガスを外部に排出する際に、排出に先立って、アノード排ガス中の水素を後述するカソード排ガスによって希釈するために設けられている。   The anode exhaust gas path 63 is provided with a gas-liquid separator 27. As the electrochemical reaction proceeds, water is generated at the cathode, and the generated water is also introduced into the fuel gas supplied to the anode side through the electrolyte membrane of the fuel cell 22. The gas-liquid separator 27 condenses the water vapor contained in the anode exhaust gas and removes it from the anode exhaust gas. The gas-liquid separator 27 is provided with a valve 27a. By opening the valve 27a, water condensed in the gas-liquid separator 27 passes through an exhaust gas discharge path 64 connected to the valve 27a. It is discharged to the outside. When the valve 27a is opened, a part of the anode exhaust gas flowing in the anode exhaust gas path 63 is also discharged to the outside together with the condensed water. During operation of the fuel cell 22, in the gas flowing on the anode side, water is introduced from the cathode side through the electrolyte membrane as described above, and nitrogen in the air supplied to the cathode is also introduced. . Therefore, if power generation by the fuel cell is continued, the concentration of impurities such as nitrogen increases in the hydrogen-containing gas circulating in the circulation channel, but the hydrogen-containing gas circulating with the valve 27a opened at a predetermined timing. By discharging a part of the gas to the outside, an increase in impurity concentration in the hydrogen-containing gas is suppressed. Here, the exhaust gas discharge path 64 is connected to the diluter 26 which is a container having a larger cross-sectional area than the exhaust gas discharge path 64. The diluter 26 is provided to dilute the hydrogen in the anode exhaust gas with a cathode exhaust gas to be described later before discharging the anode exhaust gas to the outside.

エアコンプレッサ24は、加圧した空気を酸化ガスとして酸化ガス供給路67を介して燃料電池22のカソードに供給する。エアコンプレッサ24が空気を圧縮する際には、エアクリーナ28を介して外部から空気を取り込む。カソードから排出されるカソード排ガスは、カソード排ガス路68に導かれて外部に排出される。ここで、酸化ガス供給路67には、既述したように第2の水素流路66が接続されている。そのため、第1のリリーフバルブ69を介して第2の水素流路66から酸化ガス供給路67へと水素が流入すると、流入した水素は、酸化ガスである空気と共に燃料電池22のカソードへと供給される。また、本実施例では、酸化ガス供給路67およびカソード排ガス路68は、加湿モジュール25を経由している。加湿モジュール25では、水蒸気透過性の膜によって酸化ガス供給路67とカソード排ガス路68とが隔てられており、水蒸気を含有するカソード排ガスを用いて、カソードに供給する加圧空気の加湿を行なっている。さらに、カソード排ガス路68は、カソード排ガスを外部に導くのに先立って、既述した希釈器26を経由している。そのため、カソード排ガスは、希釈器26において、排ガス排出路64を介して流入するアノード排ガスと混合されてこれを希釈し、その後、外部に排出される。   The air compressor 24 supplies pressurized air as an oxidizing gas to the cathode of the fuel cell 22 via the oxidizing gas supply path 67. When the air compressor 24 compresses air, the air is taken in from the outside via the air cleaner 28. The cathode exhaust gas discharged from the cathode is guided to the cathode exhaust gas path 68 and discharged to the outside. Here, the second hydrogen flow channel 66 is connected to the oxidizing gas supply channel 67 as described above. Therefore, when hydrogen flows from the second hydrogen channel 66 into the oxidizing gas supply channel 67 through the first relief valve 69, the hydrogen that has flowed in is supplied to the cathode of the fuel cell 22 together with the air that is the oxidizing gas. Is done. In this embodiment, the oxidizing gas supply path 67 and the cathode exhaust gas path 68 are routed through the humidification module 25. In the humidification module 25, the oxidizing gas supply path 67 and the cathode exhaust gas path 68 are separated from each other by a water vapor permeable membrane, and the pressurized air supplied to the cathode is humidified using the cathode exhaust gas containing water vapor. Yes. Further, the cathode exhaust gas path 68 passes through the diluter 26 described above before leading the cathode exhaust gas to the outside. Therefore, the cathode exhaust gas is mixed with the anode exhaust gas flowing in through the exhaust gas discharge path 64 in the diluter 26 to dilute it, and then discharged to the outside.

さらに、燃料電池システム10は、燃料電池システム10の各部の動きを制御する制御部70を備えている。制御部は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するCPUと、CPUで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたROMと、同じくCPUで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされるRAMと、各種の信号を入出力する入出力ポート等を備える。この制御部70は、燃料電池システム10が備える各種センサの検出信号や、燃料電池22に対する負荷要求に関する情報などを取得する。また、制御部70は、燃料電池システム10が備える圧力調整弁62、エアコンプレッサ24、水素ポンプ65、あるいはバルブ61,27aのような燃料電池22の発電に関わる各部に駆動信号を出力する。   Furthermore, the fuel cell system 10 includes a control unit 70 that controls the movement of each unit of the fuel cell system 10. The control unit is configured as a logic circuit centered on a microcomputer, and more specifically, a CPU that executes predetermined calculations in accordance with a preset control program, and a control program necessary to execute various arithmetic processes by the CPU And a ROM in which control data and the like are stored in advance, a RAM in which various data necessary for performing various arithmetic processes by the CPU are temporarily read and written, an input / output port for inputting and outputting various signals, and the like. The control unit 70 acquires detection signals from various sensors included in the fuel cell system 10 and information related to a load request for the fuel cell 22. Further, the control unit 70 outputs a drive signal to each unit related to power generation of the fuel cell 22 such as the pressure regulating valve 62, the air compressor 24, the hydrogen pump 65, or the valves 61 and 27a provided in the fuel cell system 10.

B.水素ガス圧過剰上昇防止の動作:
図2は、第1の水素流路60内の水素圧が許容範囲を超えて上昇する時に燃料電池システム10で行なわれる動作である圧力上昇時処理を表わす説明図である。なお、この図2に示した圧力上昇時処理は、制御部70によって積極的に行なわれる制御を表わすものではなく、燃料電池システム10において進行する動作を説明するものである。
B. Action to prevent excessive hydrogen gas pressure rise:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a pressure rise process, which is an operation performed in the fuel cell system 10 when the hydrogen pressure in the first hydrogen flow path 60 rises beyond the allowable range. The pressure increase process shown in FIG. 2 does not represent the control that is actively performed by the control unit 70 but describes the operation that proceeds in the fuel cell system 10.

燃料電池22の発電中に、第1の水素流路60において、例えば圧力調整弁62に不具合が生じると、水素タンク23から放出される水素ガスが、充分に降圧されることなく圧力調整弁62を通過するようになり、第1の水素流路60内の水素圧が上昇する(ステップS100)。このように水素圧が上昇して、圧力調整弁62よりも下流の第1の水素流路60内の圧力が、第1のリリーフバルブ69の開弁圧として設定された圧力(第1の圧力)を超えると、第1のリリーフバルブ69が開弁する(ステップS110)。ここで、第1のリリーフバルブ69の開弁圧としては、燃料電池システム10の正常な動作時に第1の水素流路60内の圧力が変動する範囲を超えた圧力であって、第1の水素流路60内の圧力調節における異常発生時に相当する圧力が設定されている。このような開弁圧としては、燃料電池22が許容できる水素圧、および、水素圧が正常範囲であるときに水素が流れる配管であって第1の水素流路60と第2の水素流路66との接続部位よりも下流側の配管やこの配管に設けられる部品が許容できる水素圧よりも低い圧力が設定されている。   During the power generation of the fuel cell 22, for example, if a failure occurs in the pressure adjustment valve 62 in the first hydrogen flow path 60, the hydrogen gas released from the hydrogen tank 23 is not sufficiently reduced in pressure, and the pressure adjustment valve 62. And the hydrogen pressure in the first hydrogen channel 60 rises (step S100). In this way, the hydrogen pressure rises, and the pressure in the first hydrogen flow path 60 downstream from the pressure regulating valve 62 is the pressure (first pressure) set as the valve opening pressure of the first relief valve 69. ), The first relief valve 69 is opened (step S110). Here, the valve opening pressure of the first relief valve 69 is a pressure exceeding the range in which the pressure in the first hydrogen flow path 60 fluctuates during normal operation of the fuel cell system 10, A pressure corresponding to the occurrence of an abnormality in the pressure adjustment in the hydrogen flow path 60 is set. As such valve opening pressure, the hydrogen pressure that the fuel cell 22 can tolerate, and the piping through which hydrogen flows when the hydrogen pressure is in the normal range, the first hydrogen channel 60 and the second hydrogen channel. A pressure lower than the hydrogen pressure that can be tolerated by the piping downstream of the connection portion with 66 and the components provided in the piping is set.

第1のリリーフバルブ69が開弁することで、第1の水素流路60内の水素が酸化ガス供給路67内に流入し(ステップS120)、この水素は、酸化ガスと共に燃料電池22のカソードに供給される。カソードに供給された水素は、カソード触媒上で、酸化ガス中の酸素を利用して酸化される(ステップS130)。上記のように燃料電池22は発電中であるため、カソード触媒上では電気化学反応が進行しているが、カソードに対して酸素と共に水素が供給されると、カソード触媒上では、電気化学反応と共に、水素の酸化反応、すなわち水素と酸素とから水を生じる反応が進行する。このように、電気化学反応および水素の酸化反応で生じた水蒸気を含有するガスは、カソード触媒からカソード排ガス路68および希釈器26をさらに経由して、燃料電池システム10の外部(大気中)に排出される。このように、第1のリリーフバルブ69から酸化ガス供給路67内に流入した水素の少なくとも一部はカソード触媒上で進行する酸化反応で消費されるため、カソード触媒は、水素濃度低減部として機能する。   When the first relief valve 69 is opened, hydrogen in the first hydrogen flow path 60 flows into the oxidizing gas supply path 67 (step S120), and this hydrogen together with the oxidizing gas is the cathode of the fuel cell 22. To be supplied. The hydrogen supplied to the cathode is oxidized on the cathode catalyst using oxygen in the oxidizing gas (step S130). As described above, since the fuel cell 22 is generating electricity, an electrochemical reaction proceeds on the cathode catalyst. However, when hydrogen is supplied together with oxygen to the cathode, the electrochemical reaction is performed on the cathode catalyst. Then, a hydrogen oxidation reaction, that is, a reaction for generating water from hydrogen and oxygen proceeds. As described above, the gas containing water vapor generated by the electrochemical reaction and the oxidation reaction of hydrogen further passes through the cathode exhaust gas channel 68 and the diluter 26 from the cathode catalyst to the outside (in the atmosphere) of the fuel cell system 10. Discharged. Thus, since at least a part of the hydrogen flowing into the oxidizing gas supply path 67 from the first relief valve 69 is consumed by the oxidation reaction that proceeds on the cathode catalyst, the cathode catalyst functions as a hydrogen concentration reduction unit. To do.

なお、第1のリリーフバルブ69の開弁を検出した場合には、制御部70によって、燃料電池22の発電を停止すればよい。すなわち、シャットバルブ61を閉じて水素ガスの供給を停止すると共に、エアコンプレッサ24を停止させて酸化ガスの供給を停止し、さらなる水素の流出を防止すると共に、不具合発生状態での発電を停止すればよい。既述したように、本実施例では、燃料電池システム10を車両駆動用電源として用いているが、燃料電池22と共に例えば2次電池を車両駆動用電源として搭載しておくことで、このような発電停止時にも必要な車両走行を行なうことが可能となる。   Note that when the opening of the first relief valve 69 is detected, the power generation of the fuel cell 22 may be stopped by the control unit 70. That is, the shut valve 61 is closed to stop the supply of hydrogen gas, and the air compressor 24 is stopped to stop the supply of oxidizing gas to prevent further outflow of hydrogen and to stop the power generation in the state of malfunction. That's fine. As described above, in this embodiment, the fuel cell system 10 is used as a power source for driving the vehicle. However, for example, by installing a secondary battery together with the fuel cell 22 as a power source for driving the vehicle, It is possible to perform necessary vehicle travel even when power generation is stopped.

ここで、第1のリリーフバルブ69の開弁は、例えば、燃料電池システム10の第1の水素流路60における圧力調整弁62よりも下流側に圧力センサを設けることにより、検出することができる。すなわち、第1の水素流路60における圧力調整弁62よりも下流側の圧力が、第1のリリーフバルブ69において設定された開弁圧に達したときには、第1のリリーフバルブ69が開弁したと判断することができる。また、第2の水素流路66において第1のリリーフバルブ69よりも上流側に圧力センサを設ける場合にも同様に判断することができる。あるいは、第2の水素流路66において、第1のリリーフバルブ69よりも下流側に圧力センサを設け、所定の基準値を上回る急激な圧力上昇があったときに、第1のリリーフバルブ69が開弁したと判断しても良い。また、上記いずれかの圧力センサに代えてガス流量を検出する流量計を設け、ガス流量に基づいて同様の判断をすることも可能である。なお、燃料電池システムでは、通常は圧力調整弁62の下流に圧力センサを設けて第1の水素流路60内の圧力を監視するため、この圧力センサの検出信号を用いる場合には、第1のリリーフバルブ69の開弁を判断するために、別途センサを設ける必要がない。   Here, the opening of the first relief valve 69 can be detected, for example, by providing a pressure sensor downstream of the pressure regulating valve 62 in the first hydrogen flow path 60 of the fuel cell system 10. . That is, when the pressure downstream of the pressure regulating valve 62 in the first hydrogen flow path 60 reaches the valve opening pressure set in the first relief valve 69, the first relief valve 69 is opened. It can be judged. The same determination can be made when a pressure sensor is provided upstream of the first relief valve 69 in the second hydrogen channel 66. Alternatively, in the second hydrogen channel 66, a pressure sensor is provided on the downstream side of the first relief valve 69, and when there is a sudden pressure increase exceeding a predetermined reference value, the first relief valve 69 is It may be determined that the valve has opened. It is also possible to provide a flow meter for detecting the gas flow rate in place of any of the above pressure sensors and make the same determination based on the gas flow rate. In the fuel cell system, a pressure sensor is usually provided downstream of the pressure regulating valve 62 to monitor the pressure in the first hydrogen flow path 60. Therefore, when the detection signal of this pressure sensor is used, the first In order to determine whether the relief valve 69 is open, it is not necessary to provide a separate sensor.

以上のように構成された本実施例の燃料電池システム10によれば、第1の水素流路60内の圧力が所定の設定圧を超えて上昇したときには第1のリリーフバルブ69が開弁するため、燃料電池22に対して許容範囲を超える圧力のガスが供給されることがない。このように第1のリリーフバルブ69を介して水素を外部に排出する際に、水素の少なくとも一部はカソード触媒上で消費されるため、外部に排出されるガス中の水素濃度の上昇を抑制することができる。また、このようにカソード触媒を水素濃度低減部として用いることにより、水素ガスを予め消費すること無く外部に排出する場合のように、ガスの排出に際して水素の拡散を促進する必要がないため、外部に排出する水素の拡散を促進するために課される設計上の制限を抑制することができる。   According to the fuel cell system 10 of the present embodiment configured as described above, the first relief valve 69 opens when the pressure in the first hydrogen flow path 60 rises above a predetermined set pressure. Therefore, the gas having a pressure exceeding the allowable range is not supplied to the fuel cell 22. As described above, when hydrogen is discharged to the outside via the first relief valve 69, at least a part of the hydrogen is consumed on the cathode catalyst, so that an increase in the hydrogen concentration in the gas discharged to the outside is suppressed. can do. In addition, by using the cathode catalyst as the hydrogen concentration reducing unit in this way, it is not necessary to promote the diffusion of hydrogen when discharging the gas as in the case of discharging the hydrogen gas to the outside without being consumed in advance. The design limitations imposed to promote the diffusion of hydrogen discharged into the can be suppressed.

なお、第1のリリーフバルブ69を開弁することにより第1の水素流路60から水素を排出する動作は、燃料電池22の発電中だけでなく、燃料電池システム10の停止中であっても行なわれる可能性がある。このような場合であっても、カソード触媒は、発電時と同様に、水素濃度低減部として機能することができる。システム停止時におけるカソード触媒による水素濃度低減の動作を、以下に説明する。   The operation of discharging the hydrogen from the first hydrogen flow path 60 by opening the first relief valve 69 is not only during the power generation of the fuel cell 22 but also during the stop of the fuel cell system 10. It may be done. Even in such a case, the cathode catalyst can function as a hydrogen concentration reduction unit, as in power generation. The operation of reducing the hydrogen concentration by the cathode catalyst when the system is stopped will be described below.

燃料電池システム10の停止中には、シャットバルブ61および圧力調整弁62が閉じられて水素タンク23からの水素供給が停止されるが、例えば経時的な劣化によって、これらのバルブから微量の水素漏れが生じる場合が考えられる。システム停止時間が長時間であり、このような水素漏れが継続して進行すると、水素タンク23内には高圧の水素が貯蔵されているため、シャットバルブ61および圧力調整弁62の下流側において第1の水素流路60内の圧力が次第に高まる。このような場合に、第1の水素流路60内の圧力が第1のリリーフバルブ69の開弁圧を超えると、第1のリリーフバルブ69が開弁して、第1の水素流路60内の水素が酸化ガス供給路67内に流入する。ただし、このとき、水素の漏れ量が微量であれば、第1のリリーフバルブ69が開弁することで第1の水素流路60内の圧力は急激に低下するため、第1のリリーフバルブ69は閉弁する。   While the fuel cell system 10 is stopped, the shut valve 61 and the pressure regulating valve 62 are closed and the hydrogen supply from the hydrogen tank 23 is stopped. For example, a slight amount of hydrogen leaks from these valves due to deterioration over time. May occur. If the system shutdown time is long and such hydrogen leakage continues, high-pressure hydrogen is stored in the hydrogen tank 23, and therefore, the downstream side of the shut valve 61 and the pressure regulating valve 62 The pressure in one hydrogen flow path 60 gradually increases. In such a case, when the pressure in the first hydrogen flow path 60 exceeds the valve opening pressure of the first relief valve 69, the first relief valve 69 opens and the first hydrogen flow path 60 is opened. The hydrogen inside flows into the oxidizing gas supply path 67. However, at this time, if the amount of leakage of hydrogen is very small, the pressure in the first hydrogen flow path 60 rapidly decreases when the first relief valve 69 is opened. Closes.

ここで、燃料電池システム10の停止中には、エアコンプレッサ24も停止しているため、酸化ガスが積極的に酸化ガス供給路67内に送り込まれることはないが、酸化ガス供給路67は大気開放されており、内部には大気圧の空気が満ちている。そのため、第1のリリーフバルブ69を介して流入した水素は、酸化ガス供給路67内で空気と混合されつつ拡散し、次第に燃料電池22のカソードへと到達する。このようなシステム停止時には、発電時に比べて燃料電池22の温度が低下しており、したがって、カソード触媒の温度も発電時に比べて低く、活性も低い状態となっている。しかしながら、温度が低下した状態であっても、水素の酸化反応は、ゆっくりとではあるが進行する。そのため、カソード触媒上において、流入した水素の消費が緩やかに進行し、酸化ガス供給路67およびこれに連通する燃料電池22内の酸化ガスの流路内における水素濃度は次第に低下する。ここで、次回起動時に、エアコンプレッサ24の駆動と共に希釈器26を経由したカソード排ガスの放出が開始される時には、酸化ガス供給路67内に流入した水素はカソード触媒上で消費されているため、外部に排出されるガス中の水素濃度を抑制することができる。   Here, since the air compressor 24 is also stopped while the fuel cell system 10 is stopped, the oxidizing gas is not actively sent into the oxidizing gas supply path 67, but the oxidizing gas supply path 67 is in the atmosphere. It is open and filled with atmospheric air. Therefore, the hydrogen that has flowed in through the first relief valve 69 diffuses while being mixed with air in the oxidizing gas supply path 67 and gradually reaches the cathode of the fuel cell 22. When the system is stopped, the temperature of the fuel cell 22 is lower than that at the time of power generation. Therefore, the temperature of the cathode catalyst is lower than that at the time of power generation, and the activity is low. However, even when the temperature is lowered, the oxidation reaction of hydrogen proceeds slowly. Therefore, on the cathode catalyst, the consumption of the inflowed hydrogen gradually proceeds, and the hydrogen concentration in the oxidizing gas supply path 67 and the oxidizing gas flow path in the fuel cell 22 communicating with the oxidizing gas supply path 67 gradually decreases. Here, at the next start-up, when the discharge of the cathode exhaust gas via the diluter 26 is started together with the driving of the air compressor 24, the hydrogen flowing into the oxidizing gas supply path 67 is consumed on the cathode catalyst. The hydrogen concentration in the gas discharged to the outside can be suppressed.

C.第2実施例:
図3は、第2実施例の燃料電池システム110の概略構成を表わすブロック図である。燃料電池システム110は、第1実施例の燃料電池システム10と同様に、車両の駆動用電源として用いられており、燃料電池システム10と類似する構成を有しているため、共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。
C. Second embodiment:
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the fuel cell system 110 of the second embodiment. Similar to the fuel cell system 10 of the first embodiment, the fuel cell system 110 is used as a power source for driving the vehicle and has a configuration similar to that of the fuel cell system 10. The same reference numerals are assigned and detailed description is omitted.

燃料電池システム110は、燃料電池システム10の第2の水素流路66に代えて、第2の水素流路166を備えている。第2の水素流路166は、第2の水素流路66と同様に、循環流路の一部である第1の水素流路60に接続されているが、他の端部は、酸化ガス供給路67ではなく希釈器26へと接続されている。また、第2の水素流路166には、第2の水素流路66と同様に、第1のリリーフバルブ69が設けられている。   The fuel cell system 110 includes a second hydrogen channel 166 instead of the second hydrogen channel 66 of the fuel cell system 10. Like the second hydrogen channel 66, the second hydrogen channel 166 is connected to the first hydrogen channel 60 that is a part of the circulation channel, but the other end is an oxidizing gas. It is connected not to the supply path 67 but to the diluter 26. The second hydrogen channel 166 is provided with a first relief valve 69 as in the case of the second hydrogen channel 66.

図4は、第1の水素流路60内の水素圧が許容範囲を超えて上昇する時に燃料電池システム110で行なわれる動作である圧力上昇時処理を表わす説明図である。この図4に示す圧力上昇時処理は、燃料電池システム10において進行する動作を、制御部70によって積極的に行なわれる制御を交えて表わすものである。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a pressure rise process, which is an operation performed in the fuel cell system 110 when the hydrogen pressure in the first hydrogen flow path 60 rises beyond the allowable range. The pressure rise processing shown in FIG. 4 represents the operation that proceeds in the fuel cell system 10 with the control that is positively performed by the control unit 70.

第2実施例においても、第1実施例と同様に、例えば圧力調整弁62での不具合発生に起因して第1の水素流路60内の圧力が所定値以上に上昇すると(ステップS200)、第1のリリーフバルブ69が開弁する(ステップS210)。そして、第1のリリーフバルブ69が開弁することで、第1の水素流路60内の水素が、第2の水素流路166を介して希釈器26へと流入する(ステップS220)。   Also in the second embodiment, as in the first embodiment, when the pressure in the first hydrogen flow path 60 rises to a predetermined value or more due to, for example, occurrence of a malfunction in the pressure regulating valve 62 (step S200), The first relief valve 69 is opened (step S210). Then, when the first relief valve 69 is opened, the hydrogen in the first hydrogen channel 60 flows into the diluter 26 via the second hydrogen channel 166 (step S220).

このように第1のリリーフバルブ69が開弁すると、本実施例では、第1のリリーフバルブ69の開弁が制御部70によって検知される(ステップS230)。第1のリリーフバルブ69の開弁は、既述したように、第1の水素流路60における圧力調整弁62よりも下流側、あるいは第2の水素流路66に、圧力センサあるいは流量計を設けることで、検出可能となる。第1のリリーフバルブ69の開弁を検知すると、制御部70は、エアコンプレッサ24の駆動量を増加させる(ステップS240)。ここで、燃料電池22の発電中には、負荷要求(例えば、車速及びアクセル開度に基づいて設定される車両走行のための負荷要求)に応じて、所望の電力を得るために充分な量として設定される所定量の酸化ガスがカソードに供給されるように、エアコンプレッサ24が駆動されている。ステップS240では、例えば、このような負荷要求に応じて設定される酸化ガス供給量に比べて、予め定めた所定量だけ供給酸化ガス量が増加するように、エアコンプレッサ24の駆動量を増加させればよい。上記予め定めた所定量とは、第1のリリーフバルブ69が開弁して水素ガスが希釈器26に流入したときに、希釈器26から外部に排出されるガス中の水素濃度を充分に低くすることができる量として設定されるものである。あるいは、ステップS240では、エアコンプレッサ24の駆動可能量として設定されている範囲の最大値となるように、エアコンプレッサ24の駆動量を増加させても良い。   When the first relief valve 69 is opened in this manner, in this embodiment, the opening of the first relief valve 69 is detected by the control unit 70 (step S230). As described above, the first relief valve 69 is opened by connecting a pressure sensor or a flow meter downstream of the pressure regulating valve 62 in the first hydrogen passage 60 or in the second hydrogen passage 66. By providing, detection becomes possible. When detecting the opening of the first relief valve 69, the controller 70 increases the drive amount of the air compressor 24 (step S240). Here, during the power generation of the fuel cell 22, an amount sufficient to obtain a desired electric power according to a load request (for example, a load request for vehicle travel set based on the vehicle speed and the accelerator opening). The air compressor 24 is driven so that a predetermined amount of oxidizing gas set as is supplied to the cathode. In step S240, for example, the driving amount of the air compressor 24 is increased so that the supplied oxidizing gas amount is increased by a predetermined amount compared to the oxidizing gas supply amount set in response to such a load request. Just do it. The predetermined amount is a sufficiently low hydrogen concentration in the gas discharged from the diluter 26 when the first relief valve 69 is opened and hydrogen gas flows into the diluter 26. The amount that can be set. Alternatively, in step S240, the drive amount of the air compressor 24 may be increased so that the maximum value in the range set as the driveable amount of the air compressor 24 is obtained.

第1のリリーフバルブ69の開弁によって、第2の水素流路166を介して希釈器26に水素が流入すると、この水素は、エアコンプレッサ24から燃料電池22内を経由して供給される空気によって希釈され、燃料電池システム110の外部(大気中)に排出される(ステップS250)。このように、本実施例では、カソード排ガス路68よりも流路断面積が大きく形成されると共に空気が流通する希釈器26が、水素濃度低減部として機能する。燃料電池22の発電中は、エアコンプレッサ24から空気が供給されているため、エアコンプレッサ24の駆動量を特に増加させない場合であっても、希釈器26は水素濃度低減部として機能することができる。しかしながら、第2実施例のようにエアコンプレッサ24の駆動量を増加させることで、外部に排出されるガス中の水素濃度を低減する効果を高めることができる。なお、第1のリリーフバルブ69の開弁の検出に伴って燃料電池22の発電を停止する制御を行なう際には、エアコンプレッサ24において、希釈器26内に導入された水素を希釈するための充分な駆動量および駆動時間を確保した後に、エアコンプレッサ24を停止すればよい。   When hydrogen flows into the diluter 26 via the second hydrogen flow path 166 by opening the first relief valve 69, this hydrogen is supplied from the air compressor 24 via the inside of the fuel cell 22. And is discharged to the outside (in the atmosphere) of the fuel cell system 110 (step S250). Thus, in the present embodiment, the diluter 26 having a flow passage cross-sectional area larger than that of the cathode exhaust gas passage 68 and through which the air flows functions as a hydrogen concentration reduction unit. Since the air is supplied from the air compressor 24 during power generation of the fuel cell 22, the diluter 26 can function as a hydrogen concentration reducing unit even when the driving amount of the air compressor 24 is not particularly increased. . However, by increasing the drive amount of the air compressor 24 as in the second embodiment, the effect of reducing the hydrogen concentration in the gas discharged to the outside can be enhanced. When performing control to stop the power generation of the fuel cell 22 in response to detection of opening of the first relief valve 69, the air compressor 24 dilutes hydrogen introduced into the diluter 26. The air compressor 24 may be stopped after securing a sufficient drive amount and drive time.

以上のように構成された第2実施例の燃料電池システム110によれば、第1の水素流路60内の圧力が予め設定された開弁圧を超えて上昇するときには第1のリリーフバルブ69が開弁するため、燃料電池22に対して許容範囲を超える圧力のガスが供給されることがない。このように第1のリリーフバルブ69を介して水素を外部に排出する際に、希釈器26において水素濃度を低減させているため、外部に排出されるガス中の水素濃度の上昇を抑制することができる。また、このように希釈器26を水素濃度低減部として用いることにより、水素ガスを予め希釈すること無く外部に排出する場合のように、配管から大気中へと放出する際に水素の拡散を促進する必要がないため、外部に排出する水素の拡散を促進するために課される設計上の制限を抑制することができる。   According to the fuel cell system 110 of the second embodiment configured as described above, the first relief valve 69 is used when the pressure in the first hydrogen flow path 60 rises above a preset valve opening pressure. Therefore, the gas having a pressure exceeding the allowable range is not supplied to the fuel cell 22. As described above, when the hydrogen is discharged to the outside through the first relief valve 69, the hydrogen concentration is reduced in the diluter 26, so that an increase in the hydrogen concentration in the gas discharged to the outside is suppressed. Can do. In addition, by using the diluter 26 as a hydrogen concentration reducing unit in this way, hydrogen diffusion is promoted when the hydrogen gas is discharged into the atmosphere from the pipe, as in the case of discharging the hydrogen gas to the outside without being diluted in advance. Therefore, it is possible to suppress design restrictions imposed to promote the diffusion of hydrogen discharged to the outside.

なお、第1実施例と同様に、第1のリリーフバルブ69を開弁することにより第1の水素流路60から水素を排出する動作は、燃料電池22の発電中だけでなく、燃料電池システム110の停止中であっても行なわれる可能性がある。このような場合であっても、希釈器26は、発電時と同様に水素濃度低減部として機能することができる。システム停止時における希釈器26による水素濃度低減の動作を、以下に説明する。   As in the first embodiment, the operation of discharging the hydrogen from the first hydrogen flow path 60 by opening the first relief valve 69 is not only during the power generation of the fuel cell 22, but also in the fuel cell system. This may be done even when 110 is stopped. Even in such a case, the diluter 26 can function as a hydrogen concentration reduction unit as in power generation. The operation of reducing the hydrogen concentration by the diluter 26 when the system is stopped will be described below.

燃料電池システム110の停止中に、シャットバルブ61および圧力調整弁62からの水素漏れが生じると、第1の水素流路60内の圧力が次第に上昇して第1のリリーフバルブ69が開弁する。これにより、第1の水素流路60内の水素が第2の水素流路166を介して希釈器26へと流入する。ここで、燃料電池システム110の停止中には、エアコンプレッサ24が停止しているため、酸化ガスが積極的に希釈器26内に送り込まれることはない。しかしながら希釈器26は、カソード排ガス路68さらには第2の水素流路166よりも流路断面積が大きく形成され、内部に空気が滞留している容器である。したがって、希釈器26内の空間で、希釈器26内に滞留する空気によって、上記流入した水素は希釈される。システム停止時において、水素の漏れ量が微量であるならば、第1のリリーフバルブ69が開弁して第1の水素流路60内の圧力が低下すると第1のリリーフバルブ69は閉弁するため、流入する水素量は限られている。したがって、第1のリリーフバルブ69の開弁により流入した水素は、希釈器26内で効果的に希釈される。次回にシステムが起動されるときには、希釈器26内で水素濃度が低減されているため、エアコンプレッサ24が駆動されて希釈器26を経由したカソード排ガスが外部に排出されても、外部に排出されるガス中の水素濃度を抑制することができる。   If hydrogen leaks from the shut valve 61 and the pressure regulating valve 62 while the fuel cell system 110 is stopped, the pressure in the first hydrogen flow path 60 gradually increases and the first relief valve 69 opens. . Thereby, the hydrogen in the first hydrogen channel 60 flows into the diluter 26 through the second hydrogen channel 166. Here, since the air compressor 24 is stopped while the fuel cell system 110 is stopped, the oxidizing gas is not actively sent into the diluter 26. However, the diluter 26 is a container in which the cross-sectional area of the channel is larger than that of the cathode exhaust gas channel 68 and the second hydrogen channel 166, and air is retained therein. Therefore, the inflowing hydrogen is diluted by the air staying in the diluter 26 in the space in the diluter 26. If the amount of hydrogen leakage is very small when the system is stopped, the first relief valve 69 closes when the first relief valve 69 opens and the pressure in the first hydrogen flow path 60 decreases. Therefore, the amount of hydrogen that flows in is limited. Therefore, the hydrogen that flows in by opening the first relief valve 69 is effectively diluted in the diluter 26. When the system is started next time, since the hydrogen concentration is reduced in the diluter 26, even if the cathode compressor exhaust gas that has passed through the diluter 26 is discharged to the outside because the air compressor 24 is driven, it is discharged to the outside. The hydrogen concentration in the gas can be suppressed.

D.第3実施例:
図5は、第3実施例の燃料電池システム210の概略構成を表わすブロック図である。燃料電池システム210は、燃料電池システム10および燃料電池システム110と類似する構成を有しているため、共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。
D. Third embodiment:
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the fuel cell system 210 of the third embodiment. Since the fuel cell system 210 has a configuration similar to that of the fuel cell system 10 and the fuel cell system 110, common portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

燃料電池システム210は、燃料電池システム10の第2の水素流路66と同様に、第1の水素流路60から酸化ガス供給路67へと水素を導くガス流路と、燃料電池システム110の第2の水素流路166と同様に、第1の水素流路60から希釈器26へと水素を導くガス流路とを備えている。具体的には、燃料電池システム210は、第1の水素流路60に接続されると共に第1のリリーフバルブ69を設けた第2の水素流路266を備えている。この第2の水素流路266は、酸化ガス供給路67に接続される第1分岐路80と、希釈器26に接続される第2分岐路82とに分岐している。第2の水素流路266が第1分岐路80および第2分岐路82に分岐する分岐点には、流路切り替え弁84が設けられている。この流路切り替え弁84は、制御部70によって駆動されて、第2の水素流路266の下流側を、第1分岐路80あるいは第2分岐路82のいずれかと、択一的に連通させる。また、第1の水素流路60において、燃料電池22との接続部近傍には、第1の水素流路60内の圧力を検出する圧力センサ86が設けられている。さらに、燃料電池システム210では、カソード排ガス路68において、燃料電池22との接続部近傍に温度センサ88が設けられている。燃料電池22内を通過して燃料電池22から排出される酸化ガスは、燃料電池22の内部温度と略同一の温度となっているため、上記温度センサ88を用いることで、燃料電池22の内部温度を知ることができる。圧力センサ86および温度センサ88の検出信号は、制御部70へと入力される。   Similar to the second hydrogen channel 66 of the fuel cell system 10, the fuel cell system 210 includes a gas channel that guides hydrogen from the first hydrogen channel 60 to the oxidizing gas supply channel 67, and a fuel cell system 110. Similar to the second hydrogen channel 166, a gas channel for introducing hydrogen from the first hydrogen channel 60 to the diluter 26 is provided. Specifically, the fuel cell system 210 includes a second hydrogen channel 266 that is connected to the first hydrogen channel 60 and is provided with a first relief valve 69. The second hydrogen flow path 266 branches into a first branch path 80 connected to the oxidizing gas supply path 67 and a second branch path 82 connected to the diluter 26. A flow path switching valve 84 is provided at a branch point where the second hydrogen flow path 266 branches into the first branch path 80 and the second branch path 82. The flow path switching valve 84 is driven by the control unit 70 to selectively communicate the downstream side of the second hydrogen flow path 266 with either the first branch path 80 or the second branch path 82. In the first hydrogen channel 60, a pressure sensor 86 that detects the pressure in the first hydrogen channel 60 is provided in the vicinity of the connection portion with the fuel cell 22. Further, in the fuel cell system 210, a temperature sensor 88 is provided in the cathode exhaust gas passage 68 in the vicinity of the connection portion with the fuel cell 22. Since the oxidizing gas that passes through the fuel cell 22 and is discharged from the fuel cell 22 has substantially the same temperature as the internal temperature of the fuel cell 22, the internal temperature of the fuel cell 22 can be increased by using the temperature sensor 88. You can know the temperature. Detection signals from the pressure sensor 86 and the temperature sensor 88 are input to the control unit 70.

ここで、制御部70は、温度センサ88が検出した燃料電池の温度に応じて流路切り替え弁84を駆動して、第2の水素流路266を、第2分岐路82と第1分岐路80とのいずれかと連通させる切り替え制御部として機能する。以下に、燃料電池システム210において、第1の水素流路60内の水素圧が許容範囲を超えて上昇する時に制御部70によって行なわれる制御について説明する。   Here, the control unit 70 drives the flow path switching valve 84 in accordance with the temperature of the fuel cell detected by the temperature sensor 88, so that the second hydrogen flow path 266 passes through the second branch path 82 and the first branch path. It functions as a switching control unit that communicates with any one of 80. Hereinafter, in the fuel cell system 210, the control performed by the control unit 70 when the hydrogen pressure in the first hydrogen channel 60 rises beyond the allowable range will be described.

図6は、燃料電池システム210の稼働中に、制御部70のCPUにおいて実行される圧力上昇判断処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンが起動されると、制御部70は、圧力センサ86から検出信号を取得して、第1のリリーフバルブ69が開弁したか否かを判断する(ステップS300)。すなわち、圧力センサ86が検出した圧力が、基準値に達したか否かを判断する。ここで、ステップS300での判断に用いる基準値とは、第1のリリーフバルブ69の開弁圧に相当する値であり、予め制御部70に記憶されている。第1実施例と同様に、例えば圧力調整弁62での不具合発生に起因して第1の水素流路60内の圧力が所定値以上に上昇すると(図2のステップS100)、第1のリリーフバルブ69が開弁する(ステップS110)。このような開弁の際には、圧力センサ86の検出値が急激に上昇して上記基準値に達し、制御部70は、第1のリリーフバルブ69が開弁したと判断する。なお、制御部70は、リリーフバルブ69が開弁したと判断するまで、圧力センサ86からの検出信号の取得を繰り返し行なう。   FIG. 6 is a flowchart illustrating a pressure increase determination processing routine that is executed by the CPU of the control unit 70 during operation of the fuel cell system 210. When this routine is started, the control unit 70 acquires a detection signal from the pressure sensor 86 and determines whether or not the first relief valve 69 is opened (step S300). That is, it is determined whether or not the pressure detected by the pressure sensor 86 has reached the reference value. Here, the reference value used for the determination in step S300 is a value corresponding to the valve opening pressure of the first relief valve 69 and is stored in the controller 70 in advance. Similar to the first embodiment, for example, when the pressure in the first hydrogen flow path 60 rises to a predetermined value or more due to the occurrence of a malfunction in the pressure regulating valve 62 (step S100 in FIG. 2), the first relief The valve 69 is opened (step S110). At the time of such valve opening, the detection value of the pressure sensor 86 rapidly increases and reaches the reference value, and the control unit 70 determines that the first relief valve 69 is opened. Note that the control unit 70 repeatedly acquires the detection signal from the pressure sensor 86 until it is determined that the relief valve 69 is opened.

ステップS300においてリリーフバルブ69の開弁が判断されると、制御部70は、温度センサ88の検出信号を取得することによって燃料電池の内部温度を得る(ステップS310)。燃料電池温度を取得すると、制御部70は、この燃料電池温度が基準値以上であるか否かを判断する(ステップS320)。ステップS320での判断に用いる基準値は、燃料電池が備えるカソード触媒の温度が充分に高いと判断できる温度として予め設定し、制御部70内に記憶した値である。   When it is determined in step S300 that the relief valve 69 is opened, the control unit 70 obtains the internal temperature of the fuel cell by acquiring the detection signal of the temperature sensor 88 (step S310). When the fuel cell temperature is acquired, the control unit 70 determines whether or not the fuel cell temperature is equal to or higher than a reference value (step S320). The reference value used for the determination in step S320 is a value that is set in advance as a temperature at which it can be determined that the temperature of the cathode catalyst included in the fuel cell is sufficiently high and is stored in the control unit 70.

ステップS320において燃料電池温度が基準値以上であると判断すると、制御部70は、流路切り替え弁84に駆動信号を出力して、水素の流路を第1分岐路80側、すなわち酸化ガス供給路67側へと切り替え(ステップS330)、本ルーチンを終了する。これにより、第1のリリーフバルブ69を通過した水素は、酸化ガス供給路67を流れる酸化ガスと共に燃料電池22のカソードへと供給され、カソード触媒上で酸化される。   If it is determined in step S320 that the fuel cell temperature is equal to or higher than the reference value, the control unit 70 outputs a drive signal to the flow path switching valve 84 so that the hydrogen flow path is on the first branch path 80 side, that is, the oxidizing gas supply Switching to the path 67 side (step S330), this routine is finished. As a result, the hydrogen that has passed through the first relief valve 69 is supplied to the cathode of the fuel cell 22 together with the oxidizing gas flowing through the oxidizing gas supply path 67 and is oxidized on the cathode catalyst.

ステップS320において燃料電池温度が基準値に満たないと判断すると、制御部70は、流路切り替え弁84に駆動信号を出力して、水素の流路を第2分岐路82側、すなわち希釈器26側へと切り替える(ステップS340)。また、このとき制御部70は、第2実施例のステップS240と同様にエアコンプレッサ24の駆動量を増加させて(ステップS350)、本ルーチンを終了する。これにより、第1のリリーフバルブ69を通過した水素は、希釈器26内へと流入し、流量が増加されたカソード排ガスによって希釈され、外部へと排出される。   If it is determined in step S320 that the fuel cell temperature does not reach the reference value, the control unit 70 outputs a drive signal to the flow path switching valve 84 so that the hydrogen flow path is on the second branch path 82 side, that is, the diluter 26. Switching to the side (step S340). At this time, the control unit 70 increases the drive amount of the air compressor 24 (step S350) as in step S240 of the second embodiment, and ends this routine. As a result, the hydrogen that has passed through the first relief valve 69 flows into the diluter 26, is diluted by the cathode exhaust gas whose flow rate has been increased, and is discharged to the outside.

以上のように構成された第3実施例の燃料電池システム210によれば、第1および第2実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、第3実施例では、燃料電池の内部温度に基づいて、カソード触媒と希釈器26とのいずれを水素濃度低減部として用いるかを切り替えるため、燃料電池温度が基準値に満たないときには、水素濃度低減のために希釈器26を優先して用いることになる。カソード触媒は、燃料電池における通常の運転温度範囲では、温度が高いほど酸化反応を促進する活性が高くなるため、このような制御を行なうことで、カソード触媒における活性が比較的低いときにはカソード触媒を用いることなく、希釈器26を用いてより確実に水素濃度を低減することができる。また、カソード触媒による水素濃度低減効果が充分に期待できる触媒高温時にはカソード触媒を用いることで、希釈器26を水素濃度低減部として用いることに伴うエアコンプレッサ24における電力消費量の増加を抑え、システム全体のエネルギ効率を向上させることができる。   According to the fuel cell system 210 of the third embodiment configured as described above, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained. Furthermore, in the third embodiment, since either the cathode catalyst or the diluter 26 is used as the hydrogen concentration reducing unit based on the internal temperature of the fuel cell, the hydrogen concentration is reduced when the fuel cell temperature is less than the reference value. The diluter 26 is preferentially used for concentration reduction. In the normal operating temperature range of the fuel cell, the cathode catalyst has a higher activity for promoting the oxidation reaction as the temperature rises. Therefore, by performing such control, when the activity in the cathode catalyst is relatively low, Without using, the diluter 26 can be used to reduce the hydrogen concentration more reliably. In addition, by using the cathode catalyst at a high catalyst temperature at which the effect of reducing the hydrogen concentration by the cathode catalyst can be sufficiently expected, an increase in power consumption in the air compressor 24 due to the use of the diluter 26 as the hydrogen concentration reducing unit is suppressed, and the system Overall energy efficiency can be improved.

なお、ステップS320で用いる流路切り替えのための基準値は、用いる触媒の種類に応じて、適宜設定すればよい。このような基準値は、例えば、水素濃度低減部としてカソード触媒を用いた方が希釈器26を用いる場合よりも水素濃度低減効果が高いと考えられる温度として設定することができる。あるいは、希釈器26よりもカソード触媒の方が水素濃度低減効果が低くなる温度であっても、カソード触媒を水素濃度低減部として用いたときの排出ガス中の水素濃度が許容範囲であれば、基準温度をより低く設定し、エアコンプレッサ24の駆動量増加による効率低下を抑えても良い。   Note that the reference value for switching the flow path used in step S320 may be appropriately set according to the type of catalyst used. Such a reference value can be set, for example, as a temperature at which the effect of reducing the hydrogen concentration is higher when the cathode catalyst is used as the hydrogen concentration reducing unit than when the diluter 26 is used. Alternatively, even if the cathode catalyst has a lower hydrogen concentration reducing effect than the diluter 26, if the hydrogen concentration in the exhaust gas when the cathode catalyst is used as a hydrogen concentration reducing unit is within an allowable range, The reference temperature may be set lower, and the efficiency reduction due to the increase in the driving amount of the air compressor 24 may be suppressed.

また、第3実施例では、ステップS330およびステップS340のいずれにおいても、制御部70は流路切り替え弁84へと駆動信号を出力しているが、通常はいずれか一方に切り替えた状態としておけばよい。そして、ステップS320における判断結果により異なる切り替え状態とすべき場合は、流路切り替え弁84を駆動して流路の切り替えを行なえば良い。あるいは、第1のリリーフバルブ69の開弁を検出してから流路切り替え弁84を切り替えるのではなく、第1のリリーフバルブ69が閉じているときにも、燃料電池22の発電中には温度に応じて流路切り替え弁84の切り替え動作を行なっても良い。この場合には、第1のリリーフバルブ69の開弁時には、流路切り替え弁84の切り替えのための判断を行なう必要がない。   In the third embodiment, the control unit 70 outputs a drive signal to the flow path switching valve 84 in both step S330 and step S340. Normally, the control unit 70 may be switched to either one. Good. And when it should be in a different switching state by the judgment result in step S320, the flow path switching valve 84 may be driven to switch the flow path. Alternatively, instead of switching the flow path switching valve 84 after detecting the opening of the first relief valve 69, the temperature during the power generation of the fuel cell 22 is maintained even when the first relief valve 69 is closed. In response to this, the switching operation of the flow path switching valve 84 may be performed. In this case, when the first relief valve 69 is opened, it is not necessary to make a determination for switching the flow path switching valve 84.

あるいは、第3実施例では、燃料電池温度(カソード触媒温度)を判断するためにカソード排ガスの温度を検出しているが、異なる値に基づいて燃料電池温度を判断しても良い。カソード排ガス温度以外であっても、燃料電池22の運転温度の調節のために燃料電池22内を通過させる冷却水の出口温度など、燃料電池22の温度を反映する値であればよい。また、ステップS300で制御部70が第1のリリーフバルブ69の開弁を判断するための情報としては、圧力センサ86の検出信号以外の情報、例えば、既述したように異なる位置に設けた圧力センサからの検出信号や流量計からの検出信号を用いても良い。   Alternatively, in the third embodiment, the temperature of the cathode exhaust gas is detected in order to determine the fuel cell temperature (cathode catalyst temperature), but the fuel cell temperature may be determined based on a different value. Any value other than the cathode exhaust gas temperature may be a value that reflects the temperature of the fuel cell 22 such as the outlet temperature of the cooling water that passes through the fuel cell 22 in order to adjust the operating temperature of the fuel cell 22. In addition, as information for the control unit 70 to determine the opening of the first relief valve 69 in step S300, information other than the detection signal of the pressure sensor 86, for example, pressures provided at different positions as described above A detection signal from a sensor or a detection signal from a flow meter may be used.

なお、第1および第2実施例と同様に、第1のリリーフバルブ69を開弁することにより第1の水素流路60から水素を排出する動作は、燃料電池22の発電中だけでなく、燃料電池システム110の停止中であっても行なわれる可能性がある。このような場合であっても、カソード触媒あるいは希釈器26は、発電時と同様に水素濃度低減部として機能することができる。この場合には、燃料電池システムの停止時に、流路切り替え弁84を、酸化ガス供給路67側あるいは希釈器26側へと切り替えておけばよい。酸化ガス供給路67側へと切り替えた場合には、第1実施例と同様に、カソード触媒によって排出された水素はゆっくりと消費されて希釈される、また、希釈器26側へと切り替えた場合には、第2実施例と同様に、希釈器26内で内部に滞留する空気によって水素が希釈される。   As in the first and second embodiments, the operation of discharging the hydrogen from the first hydrogen flow path 60 by opening the first relief valve 69 is not only during power generation of the fuel cell 22, This may be performed even when the fuel cell system 110 is stopped. Even in such a case, the cathode catalyst or the diluter 26 can function as a hydrogen concentration reducing unit as in power generation. In this case, the flow path switching valve 84 may be switched to the oxidizing gas supply path 67 side or the diluter 26 side when the fuel cell system is stopped. When switching to the oxidizing gas supply path 67 side, as with the first embodiment, the hydrogen discharged by the cathode catalyst is slowly consumed and diluted, or when switching to the diluter 26 side. In the same manner as in the second embodiment, hydrogen is diluted by air staying inside the diluter 26.

E.第4実施例:
図7は、第4実施例の燃料電池システム310の概略構成を表わすブロック図である。燃料電池システム310は、燃料電池システム10と類似する構成を有しているため、共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分について、以下に説明する。
E. Fourth embodiment:
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the fuel cell system 310 of the fourth embodiment. Since the fuel cell system 310 has a configuration similar to that of the fuel cell system 10, common portions are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different portions will be described below.

燃料電池システム310では、第1の水素流路60において、第1実施例と同様にシャットバルブ61および圧力調整弁62が設けられている。そして、これらシャットバルブ61および圧力調整弁62よりも上流側に圧力調整弁94が設けられ、さらに上流にシャットバルブ96が設けられている。本実施例では、このように複数の圧力調整弁を備えることにより、燃料電池22への水素供給に先立って、水素タンク23に貯蔵される高圧の水素ガスを順次減圧している。また、シャットバルブ96は、燃料電池22における発電を停止する際に閉じられて、第1の水素流路60における水素タンク23との接続部近傍において水素ガスの流通を遮断する。   In the fuel cell system 310, a shut valve 61 and a pressure regulating valve 62 are provided in the first hydrogen flow path 60 as in the first embodiment. A pressure adjusting valve 94 is provided upstream of the shut valve 61 and the pressure adjusting valve 62, and a shut valve 96 is provided further upstream. In this embodiment, by providing a plurality of pressure control valves in this manner, the high-pressure hydrogen gas stored in the hydrogen tank 23 is sequentially reduced before supplying hydrogen to the fuel cell 22. In addition, the shut valve 96 is closed when power generation in the fuel cell 22 is stopped, and shuts off the flow of hydrogen gas in the vicinity of the connection portion with the hydrogen tank 23 in the first hydrogen flow path 60.

燃料電池システム310には、圧力調整弁62および圧力調整弁94の間において第1の水素流路60に接続される第2の水素流路366が設けられている。第2の水素流路366は、第1実施例と同様の第1のリリーフバルブ69を備えており、第2の水素流路366の下流側は、第1の水素流路60に対してシャットバルブ61の配置位置よりも下流側において接続されている。すなわち、第1のリリーフバルブ69が開弁したときには、第1のリリーフバルブ69を経由した水素は循環流路内に流入し、循環流路内を循環する水素と共に、燃料電池22内のアノード側流路へと供給される。したがって、第1のリリーフバルブ69が開弁したときには、循環流路内における圧力が上昇する。そのため、本実施例では、負荷要求が最大であって循環流路内の水素の圧力が高まっている場合に第1のリリーフバルブ69が開弁した場合であっても、循環流路内あるいは燃料電池22内部の燃料ガスの流路内のガス圧がそれぞれの許容範囲内となるように、第2の水素流路366の配管径が充分に小さく設定されている。   The fuel cell system 310 is provided with a second hydrogen passage 366 connected to the first hydrogen passage 60 between the pressure adjustment valve 62 and the pressure adjustment valve 94. The second hydrogen channel 366 includes a first relief valve 69 similar to that of the first embodiment, and the downstream side of the second hydrogen channel 366 is shut with respect to the first hydrogen channel 60. The valve 61 is connected downstream of the arrangement position. That is, when the first relief valve 69 is opened, the hydrogen that has passed through the first relief valve 69 flows into the circulation channel, and together with the hydrogen circulating in the circulation channel, the anode side in the fuel cell 22 Supplied to the flow path. Therefore, when the first relief valve 69 is opened, the pressure in the circulation channel increases. Therefore, in the present embodiment, even when the first relief valve 69 is opened when the load demand is maximum and the hydrogen pressure in the circulation passage is increased, the inside of the circulation passage or the fuel is increased. The pipe diameter of the second hydrogen flow path 366 is set to be sufficiently small so that the gas pressure in the fuel gas flow path inside the battery 22 falls within the permissible range.

また、第1の水素流路60には、圧力調整弁62および圧力調整弁94の間であって、第2の水素流路366との接続部よりも上流において、第3の水素流路90が接続されている。この第3の水素流路90には、第2のリリーフバルブ92が設けられている。ここで、第2のリリーフバルブ92は、第1のリリーフバルブ69に比べて開弁圧がより高く設定されている。また、第3の水素流路90は、第2の水素流路366に比べて配管径が大きく形成されている。   Further, in the first hydrogen channel 60, the third hydrogen channel 90 is located between the pressure regulating valve 62 and the pressure regulating valve 94 and upstream of the connection with the second hydrogen channel 366. Is connected. A second relief valve 92 is provided in the third hydrogen channel 90. Here, the second relief valve 92 is set to have a higher valve opening pressure than the first relief valve 69. In addition, the third hydrogen channel 90 is formed with a larger pipe diameter than the second hydrogen channel 366.

燃料電池22の発電中に第1のリリーフバルブ69が開弁したときには、第1のリリーフバルブ69を経由した水素は水素が循環している循環水素内に流入するため、高濃度のガスが外部に排出されることはないが、この場合には特別な水素濃度の低減の動作が進行するわけではない。本実施例では、特に、燃料電池システム310の停止中に第1のリリーフバルブ69が開弁した場合に、第1のリリーフバルブ69を経由した水素が流入する燃料電池22が、水素濃度低減部として機能する。この、燃料電池システム310の停止中の動作について以下に説明する。   When the first relief valve 69 is opened during the power generation of the fuel cell 22, the hydrogen passing through the first relief valve 69 flows into the circulating hydrogen in which the hydrogen circulates. However, in this case, a special hydrogen concentration reduction operation does not proceed. In the present embodiment, in particular, when the first relief valve 69 is opened while the fuel cell system 310 is stopped, the fuel cell 22 into which hydrogen flows through the first relief valve 69 serves as a hydrogen concentration reduction unit. Function as. This operation while the fuel cell system 310 is stopped will be described below.

図8は、燃料電池システム310の停止時であって、第1の水素流路60内の水素圧が許容範囲を超えて上昇する時に、燃料電池システム310で行なわれる動作である圧力上昇時処理を表わす説明図である。なお、この図8に示した圧力上昇時処理は、図2と同様に、制御部70によって積極的に行なわれる制御を表わすものではなく、燃料電池システム10において進行する動作を説明するものである。   FIG. 8 shows a pressure rise process that is an operation performed in the fuel cell system 310 when the fuel cell system 310 is stopped and the hydrogen pressure in the first hydrogen flow path 60 rises beyond an allowable range. It is explanatory drawing showing. The pressure rise process shown in FIG. 8 does not represent the control that is actively performed by the control unit 70 as in FIG. 2, but describes the operation that proceeds in the fuel cell system 10. .

ここで、燃料電池システム310が停止する際には、燃料電池22の発電停止に伴ってエアコンプレッサ24が停止されるため、燃料電池22内の酸化ガスの流路内は、略大気圧となる。また、燃料電池システム310における水素が流通する流路では、4つ流路調整弁62,94、およびシャットバルブ61,96が閉じられて、循環流路は閉じられた空間となる。この循環流路内には発電停止前の発電量に応じた圧力の水素が滞留している。燃料電池システム310が停止されてこのような状態になると、燃料電池22内では、燃料ガスの流路と酸化ガスの流路との間の水素分圧差に従って、アノード側からカソード側へと電解質層を介して水素が透過する。これにより、燃料電池22内の燃料ガスの流路における水素濃度は次第に低下して、電解質層を介してアノード側流路とカソード側流路の水素分圧は略同一となる。   Here, when the fuel cell system 310 is stopped, the air compressor 24 is stopped along with the stop of power generation of the fuel cell 22, so that the inside of the flow path of the oxidizing gas in the fuel cell 22 becomes substantially atmospheric pressure. . In the flow path through which hydrogen flows in the fuel cell system 310, the four flow path adjustment valves 62 and 94 and the shut valves 61 and 96 are closed, and the circulation flow path becomes a closed space. Hydrogen in a pressure corresponding to the amount of power generated before power generation is stopped stays in this circulation channel. When the fuel cell system 310 is stopped and enters such a state, in the fuel cell 22, the electrolyte layer moves from the anode side to the cathode side according to the hydrogen partial pressure difference between the flow path of the fuel gas and the flow path of the oxidizing gas. Hydrogen permeates through. As a result, the hydrogen concentration in the fuel gas flow path in the fuel cell 22 gradually decreases, and the hydrogen partial pressures in the anode side flow path and the cathode side flow path become substantially the same via the electrolyte layer.

燃料電池システム310が停止して上記のような状態となっているときに、第1の水素流路60において、例えば圧力調整弁94およびシャットバルブ96の経時的な劣化によってこれらのバルブから水素漏れが生じると、第1の水素流路60内の圧力が次第に上昇する(ステップS400)。このように水素圧が上昇して、第1の水素流路60内の圧力が第1のリリーフバルブ69の開弁圧として設定された圧力を超えると、第1のリリーフバルブ69が開弁する(ステップS410)。第1のリリーフバルブ69が開弁することで、第1の水素流路60内の水素が第1の水素流路60の、より下流側に流入し、この水素は、燃料電池22内の燃料ガスの流路へとさらに流れ込む(ステップS420)。ここで、圧力調整弁94およびシャットバルブ96からの水素の漏れ量が微量である場合には、第1のリリーフバルブ69が開弁して第1の水素流路60内の圧力が低下すると、第1のリリーフバルブ69は閉弁する。   When the fuel cell system 310 is stopped and in the above-described state, hydrogen leakage from these valves occurs in the first hydrogen passage 60 due to, for example, deterioration of the pressure regulating valve 94 and the shut valve 96 over time. When this occurs, the pressure in the first hydrogen channel 60 gradually increases (step S400). Thus, when the hydrogen pressure rises and the pressure in the first hydrogen flow path 60 exceeds the pressure set as the valve opening pressure of the first relief valve 69, the first relief valve 69 opens. (Step S410). When the first relief valve 69 is opened, the hydrogen in the first hydrogen flow path 60 flows into the downstream side of the first hydrogen flow path 60, and this hydrogen is the fuel in the fuel cell 22. It further flows into the gas flow path (step S420). Here, when the amount of hydrogen leakage from the pressure regulating valve 94 and the shut valve 96 is very small, when the first relief valve 69 opens and the pressure in the first hydrogen flow path 60 decreases, The first relief valve 69 is closed.

燃料電池システム310の停止時に、上記のように燃料電池22内の燃料ガスの流路内に水素が流入すると、この水素は、電解質層を介してアノード側からカソード側へと次第に透過する(ステップS430)。透過した水素は、燃料電池22内の酸化ガスの流路およびこれに連通するカソード排ガスの流路内に拡散する。したがって、燃料電池22内の酸化ガスの流路およびこれに連通するカソード排ガスの流路では、第1のリリーフバルブ69を介して第1の水素流路60から排出された水素の濃度が、より低減された状態となる。次回に燃料電池システム310が起動されたときには、上記酸化ガスおよびカソード排ガスの流路内で希釈された水素は、エアコンプレッサ24の起動に伴って大気中に放出される。このように、水素を透過させる電解質層および透過した水素が拡散する酸化ガスの流路を備える燃料電池22は、水素濃度低減部として機能する。   When hydrogen flows into the flow path of the fuel gas in the fuel cell 22 as described above when the fuel cell system 310 is stopped, this hydrogen gradually permeates from the anode side to the cathode side through the electrolyte layer (step). S430). The permeated hydrogen diffuses into the oxidizing gas flow path in the fuel cell 22 and the cathode exhaust gas flow path communicating therewith. Therefore, in the oxidizing gas flow path in the fuel cell 22 and the cathode exhaust gas flow path communicating with the oxidizing gas flow path, the concentration of hydrogen discharged from the first hydrogen flow path 60 via the first relief valve 69 is further increased. It becomes a reduced state. When the fuel cell system 310 is activated next time, the hydrogen diluted in the flow path of the oxidizing gas and the cathode exhaust gas is released into the atmosphere as the air compressor 24 is activated. As described above, the fuel cell 22 including the electrolyte layer through which hydrogen permeates and the flow path of the oxidizing gas through which the permeated hydrogen diffuses functions as a hydrogen concentration reduction unit.

なお、第1の水素流路60内における圧力上昇の速度が速く、第1のリリーフバルブ69を開弁しても第1の水素流路60の圧力が上昇し続ける場合には、その後、第2のリリーフバルブ92が開弁する。また、通常の発電時において、第1のリリーフバルブ69が開弁した後も、第1の水素流路60内の圧力が上昇し続ける場合にも、その後、第2のリリーフバルブ92が開弁する。   If the pressure increase rate in the first hydrogen flow path 60 is fast and the pressure in the first hydrogen flow path 60 continues to increase even after the first relief valve 69 is opened, 2 relief valve 92 opens. Further, during normal power generation, even when the pressure in the first hydrogen flow path 60 continues to rise after the first relief valve 69 is opened, the second relief valve 92 is subsequently opened. To do.

以上のように構成された第4実施例の燃料電池システム310によれば、燃料電池システムの停止中に、第1の水素流路60における第2の水素流路366および第3の水素流路90との接続部よりも下流側に対して、許容範囲を超える圧力のガス供給を防止することができると共に、外部に排出される水素濃度の上昇を抑制することができる。また、燃料電池22を水素濃度低減部として用いることにより、外部に排出する水素の拡散を促進するために課される設計上の制限を抑制することができる。   According to the fuel cell system 310 of the fourth embodiment configured as described above, the second hydrogen flow channel 366 and the third hydrogen flow channel in the first hydrogen flow channel 60 during the stop of the fuel cell system. The gas supply at a pressure exceeding the permissible range can be prevented from the downstream side of the connecting portion with 90, and an increase in the concentration of hydrogen discharged to the outside can be suppressed. In addition, by using the fuel cell 22 as a hydrogen concentration reduction unit, it is possible to suppress design restrictions imposed to promote diffusion of hydrogen discharged to the outside.

ここで、第3の水素流路90は、第2の水素流路366を経由した水素が導かれる燃料電池22とは異なる他の水素濃度低減部、例えば、第1ないし第3実施例のいずれかと同様の水素濃度低減部へと接続することができる。この場合には、第3の水素流路90が接続される他の水素濃度低減部としては、第3の水素流路90が接続される燃料電池22よりも許容できるガス圧が高い水素濃度低減部を用いることが望ましい。   Here, the third hydrogen flow path 90 is different from the fuel cell 22 through which the hydrogen passed through the second hydrogen flow path 366 is guided, for example, any of the first to third embodiments. It can be connected to the same hydrogen concentration reduction unit. In this case, as another hydrogen concentration reducing unit to which the third hydrogen channel 90 is connected, the hydrogen concentration reduction having a higher allowable gas pressure than the fuel cell 22 to which the third hydrogen channel 90 is connected. It is desirable to use parts.

あるいは、第3の水素流路90を大気開放しても良い。本実施例の燃料電池システム310では、水素圧上昇の程度が比較的小さいときには第1のリリーフバルブ69のみが開弁し、水素圧上昇の程度がより大きいときには、両方のリリーフバルブが開弁することになる。したがって、システムの停止中であって第1の水素流路60における水素圧上昇の程度が比較的小さい場合には、第3の水素流路90が大気開放されるか否かに関わらず、水素濃度低減部である燃料電池22によって、排出水素の濃度を低減することができる。なお、配管径のより大きい第3の水素流路90を大気開放する場合には、水素濃度低減部として用いることができる既述した各部における許容可能な圧力を超える圧力の水素が第2のリリーフバルブ92を経由して排出される場合にも、上記各部を損傷することなく、上記水素圧上昇に対応することが可能になる。   Alternatively, the third hydrogen channel 90 may be opened to the atmosphere. In the fuel cell system 310 of this embodiment, only the first relief valve 69 opens when the degree of hydrogen pressure rise is relatively small, and both relief valves open when the degree of hydrogen pressure rise is larger. It will be. Therefore, when the system is stopped and the degree of increase in the hydrogen pressure in the first hydrogen flow path 60 is relatively small, the hydrogen is not affected regardless of whether or not the third hydrogen flow path 90 is opened to the atmosphere. The concentration of discharged hydrogen can be reduced by the fuel cell 22 which is a concentration reducing unit. When the third hydrogen channel 90 having a larger pipe diameter is opened to the atmosphere, hydrogen having a pressure exceeding the allowable pressure at each of the above-described parts that can be used as the hydrogen concentration reducing part is the second relief. Even when the gas is discharged via the valve 92, it is possible to cope with the increase in the hydrogen pressure without damaging the respective parts.

F.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
F. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

F1.変形例1:
第1ないし第3実施例では、第1のリリーフバルブ69を備える第2の水素流路は、第1の水素流路60において、循環流路の一部を構成する領域に接続されているが、異なる構成としても良い。すなわち、燃料ガスを供給する燃料ガス供給部である水素タンク23と燃料電池22のアノードとを接続する第1の水素流路60における他の位置に接続されることとしても良い。例えば、第4実施例と同様に、第1の水素流路60が複数の流量調整弁を有する場合には、これらの複数の流量調整弁の間のいずれかの場所において、第2の水素流路が接続されることとしても良い。高圧の水素ガスを減圧して燃料電池22に供給する際に、第1の水素流路60の途中に接続される第2の水素流路を設けることで、第2の水素流路の接続部よりも下流側に対する望ましくない高圧ガスの供給を防止することが可能となる。
F1. Modification 1:
In the first to third embodiments, the second hydrogen flow path including the first relief valve 69 is connected to a region constituting a part of the circulation flow path in the first hydrogen flow path 60. A different configuration may be used. That is, it may be connected to another position in the first hydrogen flow path 60 that connects the hydrogen tank 23 that is a fuel gas supply unit that supplies fuel gas and the anode of the fuel cell 22. For example, in the same manner as in the fourth embodiment, when the first hydrogen flow path 60 has a plurality of flow rate adjustment valves, the second hydrogen flow is located anywhere between the plurality of flow rate adjustment valves. The roads may be connected. When the high-pressure hydrogen gas is depressurized and supplied to the fuel cell 22, a second hydrogen passage connected to the middle of the first hydrogen passage 60 is provided, thereby connecting the second hydrogen passage. It becomes possible to prevent the supply of an undesirable high-pressure gas to the downstream side.

また、第1ないし第3実施例のように、燃料電池22に対して供給されるガス圧の過剰な上昇を防止するために第2の水素流路および第1のリリーフバルブ69を設ける場合には、第2の水素流路は、循環流路において燃料電池22よりも下流側、すなわちアノード排ガス路63に接続されることとしても良い。   Further, as in the first to third embodiments, when the second hydrogen flow path and the first relief valve 69 are provided in order to prevent an excessive increase in the gas pressure supplied to the fuel cell 22. The second hydrogen channel may be connected to the downstream side of the fuel cell 22 in the circulation channel, that is, to the anode exhaust gas channel 63.

あるいは、第1のリリーフバルブ69は、第2の水素流路に設ける代わりに、第2の水素流路と第1の水素流路60との接続部に設けても良い。第2のリリーフバルブ92も同様に、第3の水素流路90に設ける代わりに、第3の水素流路90と第1の水素流路60との接続部に設けることができる。   Alternatively, the first relief valve 69 may be provided at the connection portion between the second hydrogen channel and the first hydrogen channel 60 instead of being provided in the second hydrogen channel. Similarly, the second relief valve 92 can be provided at the connection portion between the third hydrogen channel 90 and the first hydrogen channel 60 instead of being provided in the third hydrogen channel 90.

F2.変形例2:
また、第4実施例において、第2の水素流路366が接続する水素濃度低減部として、燃料電池22に代えて、第1ないし第3実施例のいずれかの水素濃度低減部を用いても良い。この場合にも、第4実施例と同様に、第2のリリーフバルブ92の開弁圧を第1のリリーフバルブ69よりも高く設定し、第2の水素流路366の配管径を第3の水素流路90の配管径よりも小さくすることで、上記水素濃度低減部に対する許容範囲を超える圧力のガスの供給を防止可能となる。なお、このとき、第3の水素流路90は、第2の水素流路366が接続する水素濃度低減部よりも許容圧力が高い他の水素濃度低減部に接続するか、外部へと開放すればよい。
F2. Modification 2:
In the fourth embodiment, any one of the hydrogen concentration reduction sections of the first to third embodiments may be used instead of the fuel cell 22 as the hydrogen concentration reduction section to which the second hydrogen flow path 366 is connected. good. Also in this case, as in the fourth embodiment, the valve opening pressure of the second relief valve 92 is set higher than that of the first relief valve 69, and the pipe diameter of the second hydrogen flow path 366 is set to the third value. By making it smaller than the pipe diameter of the hydrogen flow path 90, it becomes possible to prevent the supply of gas having a pressure exceeding the allowable range for the hydrogen concentration reducing portion. At this time, the third hydrogen channel 90 is connected to another hydrogen concentration reducing unit having a higher allowable pressure than the hydrogen concentration reducing unit to which the second hydrogen channel 366 is connected, or is opened to the outside. That's fine.

F3.変形例3:
第1ないし第4実施例で用いた水素濃度低減部に代えて、さらに他の水素濃度低減部を用いても良い。例えば、リリーフバルブを設けた水素流路の下流を大気開放し、この水素流路の下流側開口部近傍に、水素濃度低減部として、制御部70によって駆動されるファンを設けても良い。既述した圧力センサあるいは流量計を用いてリリーフバルブの開弁を検知し、リリーフバルブが開弁したときには上記ファンを駆動すればよい。このようにして外部の空気を取り込むことによって、リリーフバルブを介して排出される水素を、外部への排出の際に希釈することができる。水素濃度低減部として用いる上記ファンは、燃料電池22以外の電源(例えば2次電池)を電源とすることが望ましく、これにより、燃料電池システムの停止時にも水素濃度低減部として用いることが可能となる。
F3. Modification 3:
Instead of the hydrogen concentration reduction unit used in the first to fourth embodiments, another hydrogen concentration reduction unit may be used. For example, the downstream of the hydrogen channel provided with the relief valve may be opened to the atmosphere, and a fan driven by the control unit 70 may be provided as a hydrogen concentration reducing unit in the vicinity of the downstream opening of the hydrogen channel. The opening of the relief valve is detected using the pressure sensor or flow meter described above, and the fan may be driven when the relief valve is opened. By taking in external air in this way, hydrogen discharged through the relief valve can be diluted when discharged to the outside. The fan used as the hydrogen concentration reduction unit preferably uses a power source (for example, a secondary battery) other than the fuel cell 22 as a power source, and can be used as a hydrogen concentration reduction unit even when the fuel cell system is stopped. Become.

F4.変形例4:
第1ないし第4実施例では、予め設定した所定の開弁圧となったときに自動的に開弁するリリーフバルブを用いているが、異なるバルブを用いても良い。例えば、上記リリーフバルブに代えて、制御部70によって開閉駆動されるバルブを設け、このバルブの上流側における圧力あるいはガス流量を検知することによって、このバルブの開閉制御を行なっても良い。
F4. Modification 4:
In the first to fourth embodiments, a relief valve that automatically opens when a predetermined valve opening pressure is set in advance is used, but a different valve may be used. For example, instead of the relief valve, a valve that is opened and closed by the control unit 70 may be provided, and the opening or closing control of the valve may be performed by detecting the pressure or gas flow rate upstream of the valve.

F5.変形例5:
さらに、実施例とは異なる構成の燃料電池システムにおいて本発明を適用しても良い。例えば、第1ないし第4実施例の燃料電池システムでは、燃料電池22に供給される水素ガスは循環流路内を循環しているが、アノード排ガス路63を設けず、燃料電池からアノード排ガスを排出させない構成(いわゆるデッドエンド型)としても良い。上記構成では、水素の循環は行なわれないが、発電で消費された水素量に対応する量の水素が新たに燃料電池内に供給される。したがって、燃料電池に新たに供給される水素量の調節において不具合が生じて圧力超過を起こす際に、本発明を適用することができる。
F5. Modification 5:
Furthermore, the present invention may be applied to a fuel cell system having a configuration different from that of the embodiment. For example, in the fuel cell systems of the first to fourth embodiments, the hydrogen gas supplied to the fuel cell 22 circulates in the circulation channel, but the anode exhaust gas channel 63 is not provided, and the anode exhaust gas is supplied from the fuel cell. It is good also as a structure (what is called a dead end type) which is not discharged. In the above configuration, hydrogen is not circulated, but an amount of hydrogen corresponding to the amount of hydrogen consumed by power generation is newly supplied into the fuel cell. Therefore, the present invention can be applied when a malfunction occurs in the adjustment of the amount of hydrogen newly supplied to the fuel cell and the pressure is exceeded.

あるいは、純度の高い水素を貯蔵する水素タンクを備える構成に代えて、改質器を設け、炭化水素系燃料を改質して得られる改質ガスを、燃料ガスとして燃料電池に供給しても良い。この場合にも、燃料電池に供給される燃料ガス圧が過剰となった時には、シャットバルブを介して排出される水素を所定の水素濃度低減部に導くことで、実施例と同様の効果を得ることができる。   Alternatively, instead of a configuration including a hydrogen tank for storing high-purity hydrogen, a reformer may be provided, and a reformed gas obtained by reforming a hydrocarbon-based fuel may be supplied to the fuel cell as a fuel gas. good. Also in this case, when the fuel gas pressure supplied to the fuel cell becomes excessive, the same effect as in the embodiment can be obtained by guiding the hydrogen discharged through the shut valve to the predetermined hydrogen concentration reduction unit. be able to.

また、燃料電池システムを、実施例のように移動体の駆動用電源とする他、定置型の発電装置として用いる場合であっても、本発明を適用可能である。   Further, the present invention can be applied even when the fuel cell system is used as a stationary power generation apparatus in addition to the power source for driving the moving body as in the embodiment.

第1実施例の燃料電池システムの概略構成を表わすブロック図である。It is a block diagram showing schematic structure of the fuel cell system of 1st Example. 第1の水素流路内の圧力上昇時に行なわれる動作を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the operation | movement performed at the time of the pressure rise in a 1st hydrogen flow path. 第2実施例の燃料電池システムの概略構成を表わすブロック図である。It is a block diagram showing schematic structure of the fuel cell system of 2nd Example. 第1の水素流路内の圧力上昇時に行なわれる動作を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the operation | movement performed at the time of the pressure rise in a 1st hydrogen flow path. 第3実施例の燃料電池システムの概略構成を表わすブロック図である。It is a block diagram showing schematic structure of the fuel cell system of 3rd Example. 圧力上昇判断処理ルーチンを表わすフローチャートである。It is a flowchart showing a pressure rise judgment processing routine. 第4の実施例の燃料電池システムの概略構成を表わすブロック図である。It is a block diagram showing schematic structure of the fuel cell system of a 4th Example. 第1の水素流路内の圧力上昇時に行なわれる動作を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the operation | movement performed at the time of the pressure rise in a 1st hydrogen flow path.

符号の説明Explanation of symbols

10,110,210,310…燃料電池システム
22…燃料電池
23…水素タンク
24…エアコンプレッサ
25…加湿モジュール
26…希釈器
27…気液分離器
27a…バルブ
28…エアクリーナ
60…第1の水素流路
61,96…シャットバルブ
62,94…流路調整弁
63…アノード排ガス路
64…排ガス排出路
65…水素ポンプ
66,166,266,366…第2の水素流路
67…酸化ガス供給路
68…カソード排ガス路
69…第1のリリーフバルブ
70…制御部
80…第1分岐路
82…第2分岐路
84…流路切り替え弁
86…圧力センサ
88…温度センサ
90…第3の水素流路
92…第2のリリーフバルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,110,210,310 ... Fuel cell system 22 ... Fuel cell 23 ... Hydrogen tank 24 ... Air compressor 25 ... Humidification module 26 ... Diluter 27 ... Gas-liquid separator 27a ... Valve 28 ... Air cleaner 60 ... First hydrogen flow Path 61, 96 ... Shut valve 62, 94 ... Flow path regulating valve 63 ... Anode exhaust gas path 64 ... Exhaust gas discharge path 65 ... Hydrogen pump 66, 166, 266, 366 ... Second hydrogen flow path 67 ... Oxidizing gas supply path 68 ... cathode exhaust gas passage 69 ... first relief valve 70 ... control unit 80 ... first branch passage 82 ... second branch passage 84 ... flow path switching valve 86 ... pressure sensor 88 ... temperature sensor 90 ... third hydrogen flow path 92 ... Second relief valve

Claims (11)

燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に対して水素を含有する燃料ガスを供給する第1の流路と、
前記第1の流路に接続される第2の流路と、
前記第2の流路あるいは前記第2の流路と前記第1の流路との接続部に設けられ、該第2の流路内の圧力が第1の基準値を超えるときに開弁する第1のリリーフバルブと、
前記第2の流路の下流側に接続され、前記第1のリリーフバルブを介して前記第1の流路から排出された水素の濃度を、外部への排出に先立って低減する水素濃度低減部と
を備える燃料電池システム。
A fuel cell system comprising a fuel cell,
A first flow path for supplying a fuel gas containing hydrogen to the fuel cell;
A second flow path connected to the first flow path;
The valve is provided when the second flow path or a connection portion between the second flow path and the first flow path exceeds the first reference value. A first relief valve;
A hydrogen concentration reduction unit that is connected to the downstream side of the second flow path and reduces the concentration of hydrogen discharged from the first flow path via the first relief valve prior to discharge to the outside. And a fuel cell system.
請求項1記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記第1の流路に設けられ、前記燃料電池に供給される前記燃料ガスの圧力を調整する圧力調整部を備え、
前記第2の流路は、前記圧力調整部の配置位置よりも下流側において前記第1の流路に接続される
燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1, further comprising:
A pressure adjusting unit that is provided in the first flow path and adjusts the pressure of the fuel gas supplied to the fuel cell;
The fuel cell system, wherein the second flow path is connected to the first flow path on the downstream side of the arrangement position of the pressure adjusting unit.
請求項1記載の燃料電池システムであって、さらに、
水素を貯蔵すると共に前記第1の流路に接続する水素貯蔵部と、
前記第1の流路に設けられ、前記燃料電池システムの停止時には閉状態となるシャットバルブと
を備え
前記第2の流路は、前記シャットバルブよりも下流側で前記第1の流路に対して接続する
燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1, further comprising:
A hydrogen storage section for storing hydrogen and connecting to the first flow path;
A shut valve that is provided in the first flow path and that is closed when the fuel cell system is stopped. The second flow path is downstream of the shut valve with respect to the first flow path. Connect the fuel cell system.
請求項1ないし3いずれか記載の燃料電池システムであって、さらに、
酸化ガスを供給する酸化ガス供給部と、
前記酸化ガス供給部と前記燃料電池のカソードとを接続し、前記燃料電池のカソードに対して前記酸化ガスを導く酸化ガス流路と
を備え、
前記水素濃度低減部は、前記カソードから排出されるカソード排ガスを外部に導くカソード排ガス流路に設けられると共に、該カソード排ガス流路の断面積よりも大きな断面積を有し、前記第2の流路の下流側が接続される希釈器である
燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
An oxidizing gas supply unit for supplying oxidizing gas;
An oxidant gas flow path that connects the oxidant gas supply unit and the cathode of the fuel cell and guides the oxidant gas to the cathode of the fuel cell;
The hydrogen concentration reducing unit is provided in a cathode exhaust gas flow path for guiding cathode exhaust gas discharged from the cathode to the outside, and has a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the cathode exhaust gas flow path. A fuel cell system, which is a diluter connected to the downstream side of the road.
請求項4記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記燃料電池による発電を行なう際に、前記酸化ガス供給部からの酸化ガス供給量を制御する酸化ガス量制御部であって、前記第1のリリーフバルブが開弁するときには、前記酸化ガス供給部からの酸化ガス供給量を、前記燃料電池における発電量に基づいて設定される値よりも増大させる酸化ガス量制御部を備える
燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 4, further comprising:
An oxidizing gas amount control unit for controlling an oxidizing gas supply amount from the oxidizing gas supply unit when generating power with the fuel cell, and when the first relief valve opens, the oxidizing gas supply unit A fuel cell system comprising: an oxidizing gas amount control unit that increases an oxidizing gas supply amount from a value set based on a power generation amount in the fuel cell.
請求項1ないし3いずれか記載の燃料電池システムであって、さらに、
酸化ガスを供給する酸化ガス供給部と、
前記酸化ガス供給部と前記燃料電池のカソードとを接続し、前記燃料電池のカソードに対して前記酸化ガスを導く酸化ガス流路と、
前記カソードから排出されるカソード排ガスを外部に導くカソード排ガス流路に設けられると共に、該カソード排ガス流路の断面積よりも大きな断面積を有する希釈器と、
前記燃料電池の温度を取得する燃料電池温度取得部と、
前記第2の流路から分岐して前記希釈器に接続する第1の分岐路と、
前記第2の流路から分岐して前記酸化ガス流路に接続する第2の分岐路と、
前記第2の流路を、前記第1の分岐路あるいは前記第2の分岐路のいずれかと択一的に連通させる切り替え部と、
前記燃料電池温度取得部が取得した前記燃料電池の温度が基準値以上のときには、前記切り替え部を駆動して前記第2の流路と前記第2の分岐路とを連通させ、前記燃料電池の温度が基準値を下回るときには、前記切り替え部を駆動して前記第2の流路と前記第1の分岐路とを連通させる切り替え制御部と
を備え、
前記第2の流路が前記第1の分岐路に連通するときには、前記希釈器が前記水素濃度低減部として働き、前記第2の流路が前記第2の分岐路に連通するときには、前記燃料電池が備えるカソード触媒が前記水素濃度低減部として働く
燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
An oxidizing gas supply unit for supplying oxidizing gas;
An oxidant gas flow path connecting the oxidant gas supply unit and the cathode of the fuel cell, and leading the oxidant gas to the cathode of the fuel cell;
A diluter having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the cathode exhaust gas flow path, provided in the cathode exhaust gas flow path for guiding the cathode exhaust gas discharged from the cathode to the outside;
A fuel cell temperature acquisition unit for acquiring the temperature of the fuel cell;
A first branch path branched from the second flow path and connected to the diluter;
A second branch path branched from the second flow path and connected to the oxidizing gas flow path;
A switching unit that selectively communicates the second flow path with either the first branch path or the second branch path;
When the temperature of the fuel cell acquired by the fuel cell temperature acquisition unit is equal to or higher than a reference value, the switching unit is driven to connect the second flow path and the second branch path, and the fuel cell A switching control unit that drives the switching unit to connect the second flow path and the first branch path when the temperature is lower than a reference value;
When the second flow path communicates with the first branch path, the diluter functions as the hydrogen concentration reducing unit, and when the second flow path communicates with the second branch path, the fuel A fuel cell system in which a cathode catalyst provided in a battery serves as the hydrogen concentration reduction unit.
請求項6記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記燃料電池による発電を行なう際に、前記酸化ガス供給部からの酸化ガス供給量を制御する酸化ガス量制御部であって、前記第1のリリーフバルブが開弁すると共に前記第2の流路が前記第1の分岐路に連通されるときには、前記酸化ガス供給部からの酸化ガス供給量を、前記燃料電池における発電量に基づいて設定される値よりも増大させる酸化ガス量制御部を備える
燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 6, further comprising:
An oxidizing gas amount control unit for controlling an oxidizing gas supply amount from the oxidizing gas supply unit when generating power by the fuel cell, wherein the first relief valve is opened and the second flow path is opened. Is provided with an oxidant gas amount control unit that increases the oxidant gas supply amount from the oxidant gas supply unit to a value that is set based on the power generation amount in the fuel cell when communicating with the first branch passage. Fuel cell system.
請求項1ないし3いずれか記載の燃料電池システムであって、さらに、
酸化ガスを供給する酸化ガス供給部と、
前記酸化ガス供給部と前記燃料電池とを接続し、前記燃料電池のカソードに対して前記酸化ガスを導入する酸化ガス流路と
を備え、
前記第2の流路は、さらに前記酸化ガス流路に接続されており、
前記水素濃度低減部は、前記燃料電池が備えるカソード触媒である
燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
An oxidizing gas supply unit for supplying oxidizing gas;
An oxidant gas flow path for connecting the oxidant gas supply unit and the fuel cell and introducing the oxidant gas to the cathode of the fuel cell;
The second flow path is further connected to the oxidizing gas flow path,
The hydrogen concentration reduction unit is a cathode catalyst provided in the fuel cell.
請求項1ないし8いずれか記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記第1の流路を介して前記第2の流路に連通するように、前記第1の流路に接続されると共に、前記第2の流路よりも流路の配管径が大きく形成された第3の流路と、
前記第3の流路あるいは前記第3の流路と前記第1の流路との接続部に設けられ、該第3の流路内の圧力が、前記第1の基準値よりも大きな第2の基準値を超えるときに開弁する第2のリリーフバルブと
を備える燃料電池システム。
9. The fuel cell system according to claim 1, further comprising:
The first flow path is connected to the first flow path so as to communicate with the second flow path via the first flow path, and the pipe diameter of the flow path is formed larger than that of the second flow path. A third flow path,
The second flow path is provided at a connection portion between the third flow path or the third flow path and the first flow path, and the pressure in the third flow path is larger than the first reference value. A fuel cell system comprising: a second relief valve that opens when a reference value of
請求項1記載の燃料電池システムであって、さらに、
水素を貯蔵すると共に前記第1の流路に接続する水素貯蔵部と、
前記第1の流路に設けられ、前記燃料電池システムの停止時には閉状態になると共に、前記第1の流路における前記第2の流路との接続部よりも下流側に設けられた第1のシャットバルブと、
前記第1の流路に設けられ、前記燃料電池システムの停止時には閉状態になると共に、前記第1の流路における前記第2の流路との接続部よりも上流側に設けられた第2のシャットバルブと
を備え、
前記第2の流路は、前記第1の流路における前記第1のシャットバルブの配置位置よりも下流側に対してさらに接続され、
前記水素濃度低減部は、前記燃料電池システムの停止時に前記第1のリリーフバルブが開弁したときに、前記リリーフバルブを介して水素が流入し、該流入した水素がアノード側流路からカソード側流路へと電解質層を介して透過する前記燃料電池である
燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1, further comprising:
A hydrogen storage section for storing hydrogen and connecting to the first flow path;
The first flow path is provided in the first flow path, is closed when the fuel cell system is stopped, and is provided on the downstream side of the connection portion of the first flow path with the second flow path. The shut valve and
The second channel is provided in the first channel, is closed when the fuel cell system is stopped, and is provided upstream of the connection portion of the first channel with the second channel. With a shut valve and
The second flow path is further connected to the downstream side of the position where the first shut valve is disposed in the first flow path,
When the first relief valve is opened when the fuel cell system is stopped, hydrogen flows in through the relief valve, and the introduced hydrogen flows from the anode side channel to the cathode side. A fuel cell system, wherein the fuel cell is permeable to a flow path through an electrolyte layer.
請求項10記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記第1の流路に対して、前記第1のシャットバルブと前記第2のシャットバルブとの間で接続され、前記第1の流路を介して前記第2の流路と連通すると共に、前記第2の流路よりも流路の配管径が大きく形成された第3の流路と、
前記第3の流路あるいは前記第3の流路と前記第1の流路との接続部に設けられ、該第3の流路内の圧力が、前記第1の基準値よりも大きな第2の基準値を超えるときに開弁する第2のリリーフバルブと
を備える燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 10, further comprising:
The first flow path is connected between the first shut valve and the second shut valve, and communicates with the second flow path via the first flow path. A third channel having a pipe diameter larger than that of the second channel;
The second flow path is provided at a connection portion between the third flow path or the third flow path and the first flow path, and the pressure in the third flow path is larger than the first reference value. A fuel cell system comprising: a second relief valve that opens when a reference value of
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