JP2012074303A - Fuel cell system - Google Patents

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浩一 楠村
Yoshihisa Tamura
佳央 田村
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清 田口
Yukimune Kani
幸宗 可児
Hiroaki Kaneko
広明 金子
Kunihiro Ukai
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system in which gas leakage inspection of an assist combustion route is performed.SOLUTION: A fuel cell system 100 includes: a reformer 1 generating hydrogen-containing gas due to reforming reaction using material gas; a combustor 2 heating the reformer 1; a first gas flow path 4 through which the material gas flowing into the reformer 1 passes; a second gas flow path 12 through which the material gas flows into the combustor 2 to bypass the reformer 1; a fuel cell 3 generating power using the hydrogen-containing gas; and a gas leakage inspection device 17 supplying the material gas to the second gas flow path 12 to inspect gas leakage of the second gas flow path 12 before supplying the material gas to the first gas flow path 4 to inspect gas leakage of the first gas flow path 4.

Description

本発明は燃料電池システムに関する。特に、本発明は燃料電池システムのガス漏れ検査に関する。   The present invention relates to a fuel cell system. In particular, the present invention relates to a gas leak test for a fuel cell system.

燃料電池システムは、燃料ガス中の水素と空気中の酸素との間の電気化学反応により発電する装置である。なお、上記燃料ガスは、例えば、改質器において、原料ガスから改質反応により生成することができる。また、改質器には、その水蒸気改質反応に適した温度にまで、改質器を加熱する燃焼器(例えば、燃焼バーナ)が配置されている。   A fuel cell system is a device that generates electricity by an electrochemical reaction between hydrogen in fuel gas and oxygen in air. The fuel gas can be generated from a raw material gas by a reforming reaction in, for example, a reformer. The reformer is provided with a combustor (for example, a combustion burner) that heats the reformer to a temperature suitable for the steam reforming reaction.

かかる燃料電池システムでは、可燃性のガスが流れるため、ガス漏れ診断を実行することが提案されている。具体的には、燃料電池システムは、改質器を経由する流体流路に原料ガスを供給して、原料ガスの漏れ診断を実行するよう構成されている。(例えば、特許文献1参照)   In such a fuel cell system, since a combustible gas flows, it has been proposed to perform a gas leak diagnosis. Specifically, the fuel cell system is configured to supply a raw material gas to a fluid flow path passing through a reformer and perform a raw material gas leakage diagnosis. (For example, see Patent Document 1)

特開2008−108446号公報JP 2008-108446 A

ところで、上記特許文献1記載の燃料電池システムは、原料ガスが流れる原料ガス流路が分岐して、原料ガスが、改質器をバイパスして燃焼器に燃焼用の燃料として供給されるガス流路(以下、「アシスト燃焼経路」という場合がある)を備えている。しかしながら、上記従来の燃料電池システムのガス漏れ診断では、アシスト燃焼経路のガス漏れが考慮されていないため、改質器を経由する流体流路には、ガス漏れが生じてないにも拘わらず、ガス漏れしていると誤って診断してしまう場合がある。   By the way, in the fuel cell system described in Patent Document 1, the raw material gas flow path through which the raw material gas flows is branched, and the raw material gas bypasses the reformer and is supplied to the combustor as fuel for combustion. (Hereinafter sometimes referred to as “assist combustion path”). However, in the gas leak diagnosis of the above conventional fuel cell system, gas leakage in the assist combustion path is not taken into consideration, and thus there is no gas leakage in the fluid flow path passing through the reformer. You may mistakenly diagnose that there is a gas leak.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、アシスト燃焼経路を備える燃料電池システムにおいて、従来の燃料電池システムよりも、ガス漏れ検査での誤りが低減する燃料電池システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in a fuel cell system having an assist combustion path, provides a fuel cell system in which errors in a gas leak test are reduced as compared with a conventional fuel cell system. For the purpose.

上記課題を解決するため、第1の燃料電池システムは、原料ガスを用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器を加熱する燃焼器と、前記改質器に流入した原料ガスが流れる第1のガス流路と、前記改質器をバイパスして前記燃焼器に流入する原料ガスが流れる第2のガス流路と、前記水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、原料ガスを前記第1のガス流路に供給して前記第1のガス流路のガス漏れを検査する前に、前記第2のガス流路に原料を供給して前記第2のガス流路のガス漏れを検査するガス漏れ検査器と、を備える。   In order to solve the above problems, a first fuel cell system includes a reformer that generates a hydrogen-containing gas by a reforming reaction using a raw material gas, a combustor that heats the reformer, and the reformer. The first gas flow path through which the raw material gas flowing into the gas flows, the second gas flow path through which the raw material gas flowing into the combustor bypassing the reformer, and the hydrogen-containing gas are used to generate power. Before the fuel cell and the source gas are supplied to the first gas flow path to check for gas leakage in the first gas flow path, the raw material is supplied to the second gas flow path and the second gas flow path A gas leak tester for inspecting gas leaks in the gas flow path.

また、第2の燃料電池システムは、前記改質器よりも上流の第1のガス流路に設けられた第1の開閉弁と、前記第1の開閉弁よりも下流の第1のガス流路に設けられた第2の開閉弁と、前記第2のガス流路に設けられた封止機構と、を備え、前記ガス漏れ検査器は、前記第1の開閉弁及び前記第2の開閉弁を閉止するとともに前記封止機構により前記第2のガス流路を封じた状態で、前記原料ガスを前記第2のガス流路に供給することで前記第2のガス流路のガス漏れを検査する。   Further, the second fuel cell system includes a first on-off valve provided in a first gas flow path upstream of the reformer, and a first gas flow downstream of the first on-off valve. A second on-off valve provided in the passage, and a sealing mechanism provided in the second gas flow path, wherein the gas leak tester includes the first on-off valve and the second on-off valve. In a state where the valve is closed and the second gas flow path is sealed by the sealing mechanism, the source gas is supplied to the second gas flow path, thereby preventing the gas leakage of the second gas flow path. inspect.

また、第3の燃料電池システムは、前記ガス漏れ検査器は、前記第2の開閉弁を閉止するとともに前記封止機構で前記第2のガス流路を封じた状態で、前記第1のガス流路及び前記第2のガス流路に原料ガスを供給した後、前記第1の開閉弁を閉止して前記第2のガス流路のガス漏れを検査する。   In the third fuel cell system, the gas leak tester closes the second on-off valve and seals the second gas flow path with the sealing mechanism. After supplying the source gas to the flow path and the second gas flow path, the first on-off valve is closed to check for gas leakage in the second gas flow path.

また、第4の燃料電池システムでは、前記ガス漏れ検査器は、前記第2のガス流路のガス漏れ検査後に前記第1のガス流路のガス漏れ検査を実行する際に、前記検査に先行して前記第1の開閉弁及び前記第2の開閉弁の固着検査を実行する固着検査器を備える。   Further, in the fourth fuel cell system, the gas leak tester precedes the test when performing the gas leak test of the first gas flow channel after the gas leak test of the second gas flow channel. And a sticking tester for performing a sticking test on the first on-off valve and the second on-off valve.

また、第5の燃料電池システムでは、前記固着検査器は、前記第1のガス流路を大気開放後、前記固着検査を実行する。   In the fifth fuel cell system, the sticking tester performs the sticking test after opening the first gas flow path to the atmosphere.

また、第6の燃料電池システムは、前記原料ガスの供給圧を検知する圧力検知器を備え、前記固着検査器は、(i)前記第1の開閉弁及び前記第2の開閉弁を閉止後、前記原料ガスを供給しながら、前記第1の開閉弁及び第2の開閉弁の順に開放し、(ii)前記第2の開閉弁の開放前後において前記圧力検知器により検知される圧力差に基づき前記固着を検査する。   In addition, the sixth fuel cell system includes a pressure detector that detects a supply pressure of the raw material gas, and the sticking inspector (i) after closing the first on-off valve and the second on-off valve. While supplying the source gas, the first on-off valve and the second on-off valve are opened in this order, and (ii) the pressure difference detected by the pressure detector before and after the second on-off valve is opened. Based on this, the sticking is inspected.

また、第7の燃料電池システムは、前記ガス漏れ検査器により前記第2のガス流路のガス漏れが検知されると、前記改質器の水素含有ガスの生成動作の停止後に実行される補圧動作を禁止する補圧動作禁止器を備える。   In addition, the seventh fuel cell system, when the gas leak detector detects a gas leak in the second gas flow path, performs a supplementary operation that is performed after the hydrogen-containing gas generating operation of the reformer is stopped. A supplementary pressure operation prohibiting device for prohibiting the pressure operation is provided.

また、第8の燃料電池システムは、前記固着検査器により前記固着が検知されると、前記改質器の水素含有ガスの生成動作の停止後に実行される補圧動作を禁止する補圧動作禁止器を備える。   Further, the eighth fuel cell system prohibits a supplementary pressure operation that inhibits a supplementary pressure operation that is performed after the operation of generating the hydrogen-containing gas of the reformer is stopped when the sticking is detected by the sticking tester. Equipped with a bowl.

本発明によれば、アシスト燃焼経路を備える燃料電池システムにおいて、従来の燃料電池システムよりも、ガス漏れ検査での誤りが低減する燃料電池システムが得られる。   According to the present invention, in a fuel cell system having an assist combustion path, a fuel cell system can be obtained in which errors in a gas leak inspection are reduced as compared with a conventional fuel cell system.

実施の形態1の燃料電池システムの一構成例を示したブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the fuel cell system according to the first embodiment. 実施の形態1の燃料電池システムにおけるガス漏れ検査の流れを示したフローチャート。3 is a flowchart showing a flow of gas leak inspection in the fuel cell system of the first embodiment. 実施の形態1の燃料電池システムにおけるガス漏れ検査の流れの具体例を示したフローチャート。3 is a flowchart showing a specific example of a flow of gas leak inspection in the fuel cell system of Embodiment 1. 実施の形態1の燃料電池システムにおけるガス漏れ検査の流れ他の具体例を示したフローチャート。6 is a flowchart showing another specific example of a flow of gas leakage inspection in the fuel cell system of the first embodiment. 実施の形態2の燃料電池システムにおけるガス漏れ検査の流れを示したフローチャート。7 is a flowchart showing a flow of gas leak inspection in the fuel cell system of the second embodiment. 実施の形態2の燃料電池システムにおける開閉弁固着検査の具体例を示したフローチャート。6 is a flowchart showing a specific example of an on-off valve adhesion test in the fuel cell system according to the second embodiment. 実施の形態3の燃料電池システムにおけるガス漏れ検査の流れを示したフローチャート。7 is a flowchart showing a flow of gas leak inspection in the fuel cell system of Embodiment 3.

(実施の形態1)
実施の形態1の燃料電池システムは、原料ガスを用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器と、改質器を加熱する燃焼器と、改質器に流入した原料ガスが流れる第1のガス流路と、改質器をバイパスして燃焼器に流入する原料ガスが流れる第2のガス流路と、水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、原料ガスを第1のガス流路に供給して第1のガス流路のガス漏れを検査する前に、第2のガス流路に原料を供給して第2のガス流路のガス漏れを検査するガス漏れ検査器と、を備える。
(Embodiment 1)
In the fuel cell system of Embodiment 1, a reformer that generates a hydrogen-containing gas by a reforming reaction using a raw material gas, a combustor that heats the reformer, and a raw material gas that flows into the reformer flows. A first gas passage, a second gas passage through which a raw material gas that bypasses the reformer and flows into the combustor flows, a fuel cell that generates power using a hydrogen-containing gas, and the raw material gas from the first gas passage A gas leak tester that supplies a raw material to the second gas flow path and inspects the gas leak of the second gas flow path before supplying the gas flow path and inspecting the gas leak of the first gas flow path. And comprising.

かかる構成により、アシスト燃焼経路として機能する第2のガス流路のガス漏れが検査されるため、第1のガス流路を備える燃料電池システムにおいて、従来の燃料電池システムよりも、ガス漏れ検査での誤りが低減する。   With this configuration, since the gas leak in the second gas flow path that functions as the assist combustion path is inspected, in the fuel cell system including the first gas flow path, the gas leak inspection can be performed more than the conventional fuel cell system. Errors are reduced.

ガス漏れ検査器は、例えば、ガス漏れ検査に関する制御プログラムを実行する演算処理部と、上記制御プログラムを記憶する記憶部とを備える。   The gas leak tester includes, for example, an arithmetic processing unit that executes a control program related to a gas leak test and a storage unit that stores the control program.

以下、実施の形態1の燃料電池システムの具体的な構成例および動作例について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, specific configuration examples and operation examples of the fuel cell system according to Embodiment 1 will be described with reference to the drawings.

但し、以下の具体的な説明は、上記各燃料電池システムの特徴的な形態を例示しているに過ぎない。例えば、上記各燃料電池システムを特定した用語と同じ用語或いは相当する用語に適宜の参照符号を付して以下の具体例を説明する場合、当該具体的な装置は、これに対応する上記各燃料電池システムの構成要素の一例である。   However, the following specific description only exemplifies the characteristic form of each fuel cell system. For example, when the following specific examples are described with appropriate reference numerals attached to the same or corresponding terms as the terms specifying the respective fuel cell systems, the specific device includes the corresponding fuels described above. It is an example of the component of a battery system.

従って、上記各燃料電池システムの特徴的な形態は、以下の具体的な説明によって限定されない。   Therefore, the characteristic form of each fuel cell system is not limited by the following specific description.

[燃料電池システムの構成例]
図1は、本実施の形態の燃料電池システムの一構成例を示したブロック図である。
[Configuration example of fuel cell system]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the fuel cell system according to the present embodiment.

図1に示すように、燃料電池システム100は、水素含有ガスおよび酸化剤ガス(例えば、空気)を用いて発電する燃料電池3と、燃料電池3のアノードに供給される水素含有ガスを生成する改質器1(詳細は後述)と、燃料電池3のカソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給器16と、を備える。この燃料電池3では、燃料電池3のアノードに供給された水素含有ガスと、燃料電池3のカソードに供給された酸化剤ガスと、が電気化学的に反応(発熱反応)し、電力および熱が発生する。燃料電池3によって生成された電力は、例えば、様々な電気機器において利用できる。また、燃料電池3によって生成された熱は、様々な用途に利用できる。例えば、家庭の暖房や給湯などにおいて利用できる。なお、燃料電池の内部構造は公知である。よって、その詳細な説明は省略する。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 generates a fuel cell 3 that generates power using a hydrogen-containing gas and an oxidant gas (for example, air), and a hydrogen-containing gas supplied to the anode of the fuel cell 3. A reformer 1 (details will be described later) and an oxidant gas supplier 16 for supplying an oxidant gas to the cathode of the fuel cell 3 are provided. In the fuel cell 3, the hydrogen-containing gas supplied to the anode of the fuel cell 3 and the oxidant gas supplied to the cathode of the fuel cell 3 react electrochemically (exothermic reaction), and electric power and heat are generated. appear. The electric power generated by the fuel cell 3 can be used in various electric devices, for example. Further, the heat generated by the fuel cell 3 can be used for various purposes. For example, it can be used in home heating and hot water supply. The internal structure of the fuel cell is known. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.

また、図1に示すように、燃料電池システム100は、原料ガス及び水蒸気を用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器1を備える。但し、燃料電池システム100は、装置構造によっては、上記改質器1に加え、水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するために変成反応により一酸化炭素を低減する変成器(図示せず)及び酸化反応により一酸化炭素を低減する一酸化炭素除去器(図示せず)の少なくともいずれか一方を併設してもよい。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 includes a reformer 1 that generates a hydrogen-containing gas by a reforming reaction using a raw material gas and water vapor. However, the fuel cell system 100 includes a reformer (not shown) that reduces carbon monoxide by a shift reaction in order to reduce carbon monoxide in the hydrogen-containing gas in addition to the reformer 1 depending on the device structure. In addition, at least one of carbon monoxide removers (not shown) for reducing carbon monoxide by an oxidation reaction may be provided.

改質器1に、原料ガス及び水蒸気が供給された場合、改質器1は、これらを改質触媒体(図示せず)において改質反応させる。すると、改質器1では、水素含有ガスが生成する。なお、改質器1の内部構造は公知である。よって、その詳細な説明は省略する。   When the raw material gas and water vapor are supplied to the reformer 1, the reformer 1 causes a reforming reaction in a reforming catalyst body (not shown). Then, in the reformer 1, a hydrogen-containing gas is generated. The internal structure of the reformer 1 is known. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.

また、図1に示すように、燃料電池システム100は、改質器1に改質反応用の水の供給に用いる水供給器14と、燃焼燃料流路20に分岐する前の原料ガス供給路18に設けられた原料ガス元弁6と、原料ガス元弁6よりも下流の原料ガス供給路18内に設けられた圧力検知器7と、を備える。   Further, as shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 includes a water supply unit 14 used for supplying reforming reaction water to the reformer 1 and a raw material gas supply path before branching to the combustion fuel flow path 20. The raw material gas main valve 6 provided in 18 and the pressure detector 7 provided in the raw material gas supply path 18 downstream from the raw material gas main valve 6 are provided.

原料ガス供給路18は、原料ガス供給源(都市ガスインフラ、プロパンガスボンベ等)に接続されている。原料ガス元弁6として、例えば、開閉弁が用いられる。   The source gas supply path 18 is connected to a source gas supply source (city gas infrastructure, propane gas cylinder, etc.). For example, an on-off valve is used as the source gas source valve 6.

水供給路19は、水供給源(水道インフラ、水タンク等)に接続されている。水供給器14として、例えば、ポンプ及び流量調整弁の少なくともいずれか一方が用いられる。   The water supply path 19 is connected to a water supply source (water infrastructure, water tank, etc.). As the water supply device 14, for example, at least one of a pump and a flow rate adjustment valve is used.

600℃〜700℃程度の高温において、改質触媒体の改質反応(吸熱反応)は促進する。このため、改質器1内において改質反応が進行するには、改質器1に外部から熱を与えることができる燃焼器2(例えば、燃焼バーナ)が必要となる。   At a high temperature of about 600 ° C. to 700 ° C., the reforming reaction (endothermic reaction) of the reforming catalyst body is accelerated. For this reason, in order for the reforming reaction to proceed in the reformer 1, a combustor 2 (for example, a combustion burner) that can apply heat to the reformer 1 from the outside is required.

よって、図1に示すように、燃料電池システム100は、改質器1を加熱する燃焼器2と、燃焼器2に燃焼用の空気(以下、「燃焼空気」と略す場合がある)を供給する空気供給器15と、を備える。   Therefore, as shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 supplies a combustor 2 for heating the reformer 1 and combustion air (hereinafter sometimes abbreviated as “combustion air”) to the combustor 2. And an air supplier 15.

空気供給器15として、例えば、燃焼に必要な酸素を含む大気(空気)を燃焼器2に圧送するファンを用いることができる。但し、空気供給器15は、ファンに限らず、空気を供給できれば他の装置でもよく、例えば、ブロアでもよい。   As the air supply device 15, for example, a fan that pumps air (air) containing oxygen necessary for combustion to the combustor 2 can be used. However, the air supply unit 15 is not limited to a fan, and may be another device as long as it can supply air, for example, a blower.

なお、燃焼用の燃料ガス(以下、「燃焼燃料」と略す場合がある)の燃焼器2への供給の詳細については後述する。   The details of the supply of combustion fuel gas (hereinafter sometimes abbreviated as “combustion fuel”) to the combustor 2 will be described later.

燃焼器2に、適量の燃焼燃料および適量の燃焼空気が供給されと、燃焼器2内において、燃焼燃料および燃焼空気の混合気ガスの燃焼が起こる。すると、燃焼器2内に高温の燃焼排ガスが生成される。この燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路を流れるとともに、熱交換により改質器1の改質触媒体に熱を付与した後、外部(大気)に排出される。このように、燃焼器2内は、適宜の燃焼排ガス流路を介して大気に連通している。   When an appropriate amount of combustion fuel and an appropriate amount of combustion air are supplied to the combustor 2, combustion of the mixture gas of the combustion fuel and the combustion air occurs in the combustor 2. Then, high-temperature combustion exhaust gas is generated in the combustor 2. The combustion exhaust gas flows through the combustion exhaust gas flow path, and is given heat to the reforming catalyst body of the reformer 1 by heat exchange, and then discharged to the outside (atmosphere). Thus, the inside of the combustor 2 communicates with the atmosphere via an appropriate combustion exhaust gas passage.

また、図1に示すように、燃料電池システム100は、改質器1に流入した原料ガスが流れる第1のガス流路4と、燃焼燃料流路20への分岐点よりも下流側の原料ガス供給路18に設けられ、原料ガス供給路18を連通/遮断(連通および遮断)する第1の開閉弁8と、改質器1よりも下流側の第1のガス流路4に設けられ、第1のガス流路4を連通/遮断する第2の開閉弁9(例えば、電磁弁)と、を備える。よって、このような第1の開閉弁8および第2の開閉弁9を用いて、第1のガス流路4の少なくとも一部を含む閉空間の形成等が行える。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 includes a first gas flow path 4 through which the raw material gas flowing into the reformer 1 flows, and a raw material downstream from the branch point to the combustion fuel flow path 20. A first on-off valve 8 provided in the gas supply path 18 for communicating / blocking (communication and blocking) the raw material gas supply path 18 and a first gas flow path 4 downstream of the reformer 1 are provided. And a second on-off valve 9 (for example, an electromagnetic valve) that communicates / blocks the first gas flow path 4. Therefore, formation of a closed space including at least a part of the first gas flow path 4 can be performed using the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9.

図1に示すように、改質器1の下流側の第1のガス流路4は途中で分岐されており、詳しくは、第1のガス流路4には、改質器1から送出された水素含有ガスが燃料電池3をバイパスするようにして燃焼器2に導入されるバイパスガス流路4Aと、改質器1から送出された水素含有ガスが燃料電池3のアノードを経由して燃焼器2に導入されるアノードガス流路4Bと、がある。   As shown in FIG. 1, the first gas flow path 4 on the downstream side of the reformer 1 is branched in the middle. Specifically, the first gas flow path 4 is sent from the reformer 1 to the first gas flow path 4. The hydrogen-containing gas sent from the reformer 1 is combusted via the bypass gas passage 4A introduced into the combustor 2 so that the hydrogen-containing gas bypasses the fuel cell 3 and the anode of the fuel cell 3. And an anode gas flow path 4B introduced into the vessel 2.

また、第2の開閉弁9には、バイパスガス流路4Aを連通/遮断するバイパス開閉弁9Aと、燃料電池3の上流側のアノードガス流路4Bを連通/遮断するアノード上流側開閉弁9Bと、燃料電池3の下流側のアノードガス流路4Bを連通/遮断するアノード下流側開閉弁9Cと、がある。   The second on-off valve 9 includes a bypass on-off valve 9A for communicating / blocking the bypass gas passage 4A and an anode upstream side opening / closing valve 9B for communicating / blocking the anode gas passage 4B on the upstream side of the fuel cell 3. And an anode downstream side on-off valve 9C for communicating / blocking the anode gas passage 4B on the downstream side of the fuel cell 3.

よって、バイパス開閉弁9Aを開放して、アノード上流側開閉弁9Bおよびアノード下流側開閉弁9Cのうちの少なくとも一方を閉止すると、改質器1から送出された可燃ガス(例えば、水素含有ガス)を燃焼器2の燃焼燃料として使用することができる。   Therefore, when the bypass opening / closing valve 9A is opened and at least one of the anode upstream side opening / closing valve 9B and the anode downstream side opening / closing valve 9C is closed, the combustible gas (for example, hydrogen-containing gas) sent from the reformer 1 is closed. Can be used as combustion fuel for the combustor 2.

一方、バイパス開閉弁9Aを閉止して、アノード上流側開閉弁9Bおよびアノード下流側開閉弁9Cの両方を開放すると、燃料電池3のアノードから送出された可燃ガス(例えば、水素含有ガス)を燃焼器2の燃焼燃料として使用することができる。   On the other hand, when the bypass on-off valve 9A is closed and both the anode upstream side on-off valve 9B and the anode downstream side on-off valve 9C are opened, the combustible gas (for example, hydrogen-containing gas) sent from the anode of the fuel cell 3 is combusted. It can be used as a combustion fuel for the vessel 2.

また、図1に示すように、燃料電池システム100は、改質器1をバイパスして燃焼器2に流入する原料ガスが流れる第2のガス流路12と、第2のガス流路12に設けられた第3の開閉弁13と、を備える。なお、第2のガス流路12は、燃焼燃料流路20への分岐点よりも上流の原料ガス供給路18と、燃焼燃料流路20とで構成される。   Further, as shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 includes a second gas passage 12 that bypasses the reformer 1 and flows a raw material gas that flows into the combustor 2, and a second gas passage 12. A third on-off valve 13 provided. The second gas flow path 12 includes a raw material gas supply path 18 upstream of the branch point to the combustion fuel flow path 20 and the combustion fuel flow path 20.

よって、第3の開閉弁13を開放すると、第2のガス流路12は、アシスト燃焼経路として機能し、原料ガス供給源から供給される可燃ガス(第2の原料ガス)を燃焼器2の燃焼燃料として使用することができる。   Therefore, when the third on-off valve 13 is opened, the second gas flow path 12 functions as an assist combustion path, and combustible gas (second source gas) supplied from the source gas supply source is supplied to the combustor 2. It can be used as a combustion fuel.

なお、ここでは、第2のガス流路12を連通および遮断する封止機構として、第3の開閉弁13を例示したが、これに限らない。例えば、このような封止機構として、第3の開閉弁13に代えて、封止機能を備えるポンプを用いてもよい。   In addition, although the 3rd on-off valve 13 was illustrated here as a sealing mechanism which connects and blocks | interconnects the 2nd gas flow path 12, it is not restricted to this. For example, as such a sealing mechanism, a pump having a sealing function may be used instead of the third on-off valve 13.

また、以上に述べた燃焼器2への燃焼燃料供給の3形態はそれぞれ、燃料電池システム100の運転状況に応じて適時に選択されるが、かかる燃料電池システム100の運転方法は公知である。よって、その詳細な説明は省略する。   In addition, each of the three modes of supplying the combustion fuel to the combustor 2 described above is selected in a timely manner according to the operation state of the fuel cell system 100, and the operation method of the fuel cell system 100 is known. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.

図1に示すように、燃料電池システム100は、燃料電池システムの制御プログラムを実行する演算処理部と制御プログラムを記憶する記憶部とを含む制御器17を備える。制御器17は、単独の制御器で構成されてもよいし、複数の制御器で構成されてもよい。なお、上記演算処理部は、CPU、MPU等により構成される。上記記憶部は、メモリ等により構成される。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 includes a controller 17 including an arithmetic processing unit that executes a control program for the fuel cell system and a storage unit that stores the control program. The controller 17 may be composed of a single controller or a plurality of controllers. In addition, the said arithmetic processing part is comprised by CPU, MPU, etc. The storage unit includes a memory or the like.

かかる制御器17は、燃料電池システム100の各種の検知器の信号に基づいて燃料電池システム100の各種の制御対象の動作を制御する。   The controller 17 controls operations of various control targets of the fuel cell system 100 based on signals from various detectors of the fuel cell system 100.

次に、本実施の形態の燃料電池システム100によるガス漏れの検査例を述べる。   Next, an inspection example of gas leakage by the fuel cell system 100 of the present embodiment will be described.

図2は、本実施の形態の燃料電池システムによるガス漏れ検査の一例を示したフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing an example of a gas leak inspection by the fuel cell system of the present embodiment.

図2に示した各動作フローを実行するための制御プログラムは、制御器17の記憶部(図示せず)に記憶される。なお、制御器17は、ここでは、ガス漏れ検査器として機能する。そして、上記プログラムが、適時に(例えば、燃料電池システム100の停止時に)、制御器17の演算処理部(図示せず)に読み出され、このプログラムに基づき、制御器17が、以下の動作を燃料電池システム100の各部を制御しながら実行する。   A control program for executing each operation flow shown in FIG. 2 is stored in a storage unit (not shown) of the controller 17. Here, the controller 17 functions as a gas leak tester. Then, the above program is read out by an arithmetic processing unit (not shown) of the controller 17 at an appropriate time (for example, when the fuel cell system 100 is stopped). Based on this program, the controller 17 operates as follows. Is executed while controlling each part of the fuel cell system 100.

まず、第2のガス流路12において、ガス漏れの検査が行われ(ステップS101)、第2のガス流路12にガス漏れが生じているか否かが判定される(ステップS102)。   First, a gas leak inspection is performed in the second gas flow path 12 (step S101), and it is determined whether or not a gas leak has occurred in the second gas flow path 12 (step S102).

第2のガス流路12のガス漏れ検査において異常(ガス漏れ)があると判定された場合(ステップS102において「No」の場合)、適宜の報知手段(例えば、報知灯、報知表示用の表示パネル、報知発声用のスピーカなど)を用いて異常(ガス漏れ)の報知が行われ(ステップS105)、検査が終了する。   When it is determined that there is an abnormality (gas leak) in the gas leak inspection of the second gas flow path 12 (“No” in step S102), appropriate notification means (for example, a notification lamp, a display for notification display) An abnormality (gas leakage) is notified using a panel, a speaker for notification and the like (step S105), and the inspection is completed.

一方、第2のガス流路12のガス漏れ検査において異常(ガス漏れ)がないと判定された場合(ステップS102において「Yes」の場合)、次の検査および判定ステップに進み、第1のガス流路4において、ガス漏れの検査が行われ(ステップS103)、第1のガス流路4にガス漏れが生じているか否かが判定される(ステップS104)。   On the other hand, when it is determined that there is no abnormality (gas leak) in the gas leak inspection of the second gas flow path 12 (“Yes” in step S102), the process proceeds to the next inspection and determination step, and the first gas The flow path 4 is inspected for gas leakage (step S103), and it is determined whether or not gas leakage has occurred in the first gas flow path 4 (step S104).

第1のガス流路4のガス漏れ検査において、異常(ガス漏れ)があると判定された場合(ステップS104において「No」の場合)、報知手段を用いて異常(ガス漏れ)の報知が行われ(ステップS105)、検査が終了する。   When it is determined in the gas leak inspection of the first gas flow path 4 that there is an abnormality (gas leakage) (“No” in step S104), the abnormality (gas leakage) is notified using the notification means. (Step S105), the inspection ends.

一方、第1のガス流路4のガス漏れ検査において、異常(ガス漏れ)がないと判定された場合(ステップS104において「Yes」の場合)、何等の異常も報知されずに、検査が終了する。   On the other hand, if it is determined that there is no abnormality (gas leakage) in the gas leakage inspection of the first gas flow path 4 (“Yes” in step S104), the inspection ends without any abnormality being notified. To do.

以上のとおり、本実施の形態の燃料電池システム100では、図2に示したガス漏れ検査の動作フローの如く、第1のガス流路4のガス漏れ検査の前に、アシスト燃焼経路として機能する第2のガス流路2のガス漏れが検査される。   As described above, the fuel cell system 100 according to the present embodiment functions as an assist combustion path before the gas leak inspection of the first gas passage 4 as in the operation flow of the gas leak inspection shown in FIG. Gas leaks in the second gas flow path 2 are inspected.

[実施例]
次に、実施の形態1の燃料電池システム100の実施例について説明する。
[Example]
Next, examples of the fuel cell system 100 according to Embodiment 1 will be described.

また、本実施例の燃料電池システムは、改質器よりも上流の原料ガス供給路に設けられた第1の開閉弁と、第1の開閉弁よりも下流の第1のガス流路に設けられた第2の開閉弁と、第2のガス流路に設けられた封止機構と、を備え、ガス漏れ検査器は、第1の開閉弁及び第2の開閉弁を閉止するとともに封止機構により、封止機構よりも上流の第2のガス流路を封じた状態で、原料ガスを第2のガス流路に供給することで第2のガス流路のガス漏れを検査してもよい。   Further, the fuel cell system of the present embodiment is provided in a first on-off valve provided in the raw material gas supply path upstream of the reformer and in a first gas flow path downstream of the first on-off valve. A gas leakage inspection device that closes the first on-off valve and the second on-off valve and seals the second on-off valve, and a sealing mechanism provided in the second gas flow path. Even if the gas leakage in the second gas channel is inspected by supplying the source gas to the second gas channel with the mechanism sealing the second gas channel upstream of the sealing mechanism. Good.

かかる構成により、第1の開閉弁を閉止し、第2の開閉弁を開放した状態で、第2のガス流路のガス漏れ検査を実行する形態に比べ、第2のガス流路の漏れ検査の信頼性が向上する。   With this configuration, the second gas flow path leak test is performed in comparison with the mode in which the gas leak test of the second gas flow path is performed with the first open / close valve closed and the second open / close valve opened. Reliability is improved.

ここで、封止機構は、ガス流路を連通および遮断できる構成であればいずれの形態であっても構わない。例えば、開閉弁、ガス流路に設けられた封止機能を備えるポンプなどが例示される。
以下、その詳細について述べる。
Here, the sealing mechanism may be in any form as long as it can communicate and block the gas flow path. For example, an on-off valve, a pump provided with a sealing function provided in the gas flow path, and the like are exemplified.
The details will be described below.

図3は、本実施例の燃料電池システムにおけるガス漏れ検査の具体例を示したフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a specific example of gas leakage inspection in the fuel cell system of the present embodiment.

図3に示した各動作フローを実行するための制御プログラムは、制御器17の記憶部に記憶される。   A control program for executing each operation flow shown in FIG. 3 is stored in the storage unit of the controller 17.

そして、上記プログラムが、適時に(例えば、燃料電池システム100の停止時に)、演算処理部(図示せず)に読み出され、このプログラムに基づき、制御器7は、以下の動作を燃料電池システム100の各部を制御しながら実行する。   Then, the program is read out by an arithmetic processing unit (not shown) at an appropriate time (for example, when the fuel cell system 100 is stopped), and the controller 7 performs the following operation based on this program. This is executed while controlling each part of 100.

まず、第1の開閉弁8、第2の開閉弁9、および、第3の開閉弁13が全て閉止される(ステップS201)。   First, the first on-off valve 8, the second on-off valve 9, and the third on-off valve 13 are all closed (step S201).

次いで、原料ガス元弁6が開放され、原料ガス元弁6から第3の開閉弁13の間の第2のガス流路を含むガス流路に原料ガスが供給される(ステップS202)。上記原料ガスの供給により、上記ガス流路が所定の圧力になると、原料ガス元弁6を閉止する(ステップS203)。なお、上記ステップS202〜S203のように、所定のガス流路が所定の圧力になるまで原料ガスを供給する動作を、以降、「圧張り」と呼ぶ。また、上記所定の圧力は、例えば、原料ガス供給源の供給圧として設定されるが、本圧力に限定されるものではなく、適宜設定される。なお、上記所定の圧力になったことを、圧力検知器7により直接的に検知してもよいし、ステップS202を開始してからの経過時間に基づき間接的に検知してもよく、その形態は任意である。   Next, the source gas source valve 6 is opened, and source gas is supplied from the source gas source valve 6 to the gas channel including the second gas channel between the third on-off valve 13 (step S202). When the gas flow path reaches a predetermined pressure due to the supply of the source gas, the source gas source valve 6 is closed (step S203). The operation of supplying the source gas until the predetermined gas flow path reaches a predetermined pressure as in steps S202 to S203 is hereinafter referred to as “compression”. The predetermined pressure is set as, for example, the supply pressure of the source gas supply source, but is not limited to this pressure, and is set as appropriate. In addition, you may detect directly with the pressure detector 7 that it became the said predetermined pressure, and you may detect indirectly based on the elapsed time after starting step S202, the form Is optional.

この状態で、所定時間経過した後、圧力検知器7を用いて、原料ガス元弁6から第3の開閉弁13の間の第2のガス流路を含むガス流路の圧力値P1が検知され、このときの圧力検知器7の圧力値P1が、設定値A以上か否かが判定される(ステップS204)。この設定値Aは、ガス漏れが生じているか否かを判定するための基準圧力であり、例えば、上記所定の圧力が原料ガス供給源の供給圧である場合、原料ガス供給源の供給圧よりも小さい値が設定される。例えば、原料ガスとして都市ガスを用いる場合、都市ガスのガス供給圧の規格値は、1kPa〜2.5kPa程度の範囲となるので、上記規格値の最小値(1kPa)よりも若干小さい値(例えば、0.80kPa)が設定されるとよい。また、上記所定時間は、第2のガス流路12にガス漏れが生じた場合に、圧力検知器7の検知圧力が設定値A以下になるのに必要な時間が設定される。   In this state, after a predetermined time has elapsed, the pressure detector 7 is used to detect the pressure value P1 of the gas flow path including the second gas flow path between the source gas main valve 6 and the third on-off valve 13. Then, it is determined whether or not the pressure value P1 of the pressure detector 7 at this time is equal to or greater than the set value A (step S204). The set value A is a reference pressure for determining whether or not a gas leak has occurred. For example, when the predetermined pressure is the supply pressure of the source gas supply source, the set value A is greater than the supply pressure of the source gas supply source. Is set to a smaller value. For example, when city gas is used as the raw material gas, the standard value of the gas supply pressure of the city gas is in the range of about 1 kPa to 2.5 kPa, and therefore a value slightly smaller than the minimum value (1 kPa) of the standard value (for example, , 0.80 kPa) may be set. The predetermined time is set to a time necessary for the detected pressure of the pressure detector 7 to be equal to or lower than the set value A when a gas leak occurs in the second gas flow path 12.

ステップS203から所定時間経過後の圧力値P1が設定値Aよりも小さい場合(ステップS204において「No」の場合)、第2のガス流路12においてガス漏れが生じていると判定される(ステップS205)。   When the pressure value P1 after a lapse of a predetermined time from step S203 is smaller than the set value A (in the case of “No” in step S204), it is determined that gas leakage has occurred in the second gas flow path 12 (step S205).

なお、第1の開閉弁8、第2の開閉弁9および第3の開閉弁13の全てが閉止された状態で、第2のガス流路12のガス漏れ検査が実行されているが、第2の開閉弁9を開放した状態で実行しても構わない。ただし、第1の開閉弁8を通過するガス漏れを第2のガス流路12のガス漏れとして誤検知する可能性が低減するので、上記フローのように第2の開閉弁9も閉止した状態で実行することが好ましい。   Note that the gas leakage inspection of the second gas flow path 12 is performed in a state where all of the first on-off valve 8, the second on-off valve 9, and the third on-off valve 13 are closed. You may perform in the state which opened the 2 on-off valve 9. FIG. However, since the possibility of erroneously detecting a gas leak passing through the first on-off valve 8 as a gas leak of the second gas flow path 12 is reduced, the second on-off valve 9 is also closed as in the above flow. Is preferably performed.

これは、第1の開閉弁8を閉止してもこれをガスが通過する異常が発生している場合、ステップS205において第2のガス流路12のガス漏れが発生していると判定される可能性がある。しかしながら、上述のように第2の開閉弁9を閉止することで、第1の開閉弁8を通過するガス漏れ量が制限されるので、第1の開閉弁8を通過するガス漏れを第2のガス流路12のガス漏れとして誤検知する可能性が低減する。   If it is determined that an abnormality has occurred in which gas passes through the first on-off valve 8 even when the first on-off valve 8 is closed, it is determined in step S205 that a gas leak has occurred in the second gas flow path 12. there is a possibility. However, since the amount of gas leakage that passes through the first on-off valve 8 is limited by closing the second on-off valve 9 as described above, the second gas leakage that passes through the first on-off valve 8 is prevented. The possibility of erroneous detection as a gas leak in the gas flow path 12 is reduced.

その後、燃料電池システム100の全ての弁が閉止され(ステップS206)、報知手段を用いて異常(ガス漏れ)の報知が行われ(ステップS207)、検査が終了する。   Thereafter, all the valves of the fuel cell system 100 are closed (step S206), an abnormality (gas leakage) is notified using the notification means (step S207), and the inspection is completed.

一方、圧力値P1が設定値A以上の場合(ステップS204において「Yes」の場合)、第2のガス流路においてガス漏れが発生していないと判定される。よって、この場合、次の判定ステップ(ステップS208以降)に進む。   On the other hand, if the pressure value P1 is greater than or equal to the set value A (“Yes” in step S204), it is determined that no gas leakage has occurred in the second gas flow path. Therefore, in this case, the process proceeds to the next determination step (after step S208).

まず、第1の開閉弁8が開放される(ステップS208)。   First, the first on-off valve 8 is opened (step S208).

次いで、原料ガス元弁6が開放され、第2の開閉弁9よりも上流の第1のガス流路4を含むガス流路に原料ガスが供給され、圧張りが実行される(ステップS209)。上記原料ガスの供給により、上記ガス流路が所定の圧力になると、原料ガス元弁6を閉止して、圧張りが完了する(ステップS210)。なお、上記所定の圧力及び上記ガス流路が所定の圧力になったことを検知する方法は、ステップS203において説明した内容と同様である。   Next, the source gas source valve 6 is opened, the source gas is supplied to the gas flow path including the first gas flow path 4 upstream of the second on-off valve 9, and the tension is executed (step S209). . When the gas flow path reaches a predetermined pressure due to the supply of the raw material gas, the raw material gas main valve 6 is closed to complete the tensioning (step S210). The method for detecting that the predetermined pressure and the gas flow path have reached a predetermined pressure is the same as that described in step S203.

この状態で、所定時間経過した後、圧力検知器7を用いて、原料ガス元弁6から送出した原料ガスの圧力値P1が検知され、このときの圧力検知器7の圧力値P1が、設定値A以上か否かが再び判定される(ステップS211)。上記所定時間は、第1のガス流路4にガス漏れが生じた場合に、圧力検知器7の検知圧力が設定値A以下になるのに必要な時間が設定される。   In this state, after a lapse of a predetermined time, the pressure detector 7 is used to detect the pressure value P1 of the source gas sent from the source gas source valve 6, and the pressure value P1 of the pressure detector 7 at this time is set. It is determined again whether or not the value is A or more (step S211). The predetermined time is set to a time required for the detected pressure of the pressure detector 7 to be equal to or lower than the set value A when a gas leak occurs in the first gas flow path 4.

ステップS210から所定時間経過後の圧力値P1が設定値Aよりも小さい場合(ステップS211において「No」の場合)、第1のガス流路4においてガス漏れが生じていると判定される(ステップS212)。   When the pressure value P1 after a lapse of a predetermined time from step S210 is smaller than the set value A (in the case of “No” in step S211), it is determined that gas leakage has occurred in the first gas flow path 4 (step S21). S212).

その後、燃料電池システム100の全ての弁が閉止され(ステップS213)、報知手段を用いて異常(ガス漏れ)の報知が行われ(ステップS214)、検査が終了する。   Thereafter, all the valves of the fuel cell system 100 are closed (step S213), an abnormality (gas leakage) is notified using the notification means (step S214), and the inspection is completed.

一方、圧力値P1が設定値A以上の場合(ステップS211において「Yes」の場合)、第2のガス流路においてガス漏れが発生していないと判定され、異常も報知されずに、燃料電池システム100の全ての弁が閉止され(ステップS215)、検査が終了する。   On the other hand, if the pressure value P1 is greater than or equal to the set value A (“Yes” in step S211), it is determined that no gas leak has occurred in the second gas flow path, and no abnormality is reported, and the fuel cell All the valves of the system 100 are closed (step S215), and the inspection is finished.

[変形例]
次に、実施の形態1の燃料電池システム100の変形例について説明する。
[Modification]
Next, a modification of the fuel cell system 100 of Embodiment 1 will be described.

本変形例の燃料電池システムでは、ガス漏れ検査器は、第2の開閉弁を閉止するとともに封止機構で第2のガス流路を封じた状態で、第1のガス流路及び第2のガス流路に原料ガスを供給した後、第1の開閉弁を閉止して、第2のガス流路のガス漏れを検査してもよい。   In the fuel cell system of this modification, the gas leak tester closes the second on-off valve and seals the second gas channel with the sealing mechanism, and the first gas channel and the second gas channel After supplying the source gas to the gas flow path, the first on-off valve may be closed to check for gas leakage in the second gas flow path.

かかる構成により、上記実施例の燃料電池システムに比べ、第2のガス流路のガス漏れの信頼性が向上する。
図4は、本変形例の燃料電池システムにおけるガス漏れ検査の他の具体例を示したフローチャートである。但し、図4のステップS306以降の動作は、図3のステップS204以降の動作と同じである。よって、図4のステップS306以降の各ステップの説明は省略する。
With this configuration, the reliability of gas leakage in the second gas passage is improved as compared with the fuel cell system of the above embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing another specific example of the gas leak test in the fuel cell system according to this modification. However, the operation after step S306 in FIG. 4 is the same as the operation after step S204 in FIG. Therefore, description of each step after step S306 in FIG. 4 is omitted.

図4に示した各動作フローを実行するための制御プログラムは、制御器17の記憶部(図示せず)に記憶されている。
なお、制御器17は、ガス漏れ検査器として機能する。そして、上記プログラムが、適時に(例えば、燃料電池システム100の停止時に)、演算処理部に読み出され、このプログラムに基づき、制御器17が、以下の動作を燃料電池システム100の各部を制御しながら実行する。
A control program for executing each operation flow shown in FIG. 4 is stored in a storage unit (not shown) of the controller 17.
The controller 17 functions as a gas leak tester. Then, the program is read out to the arithmetic processing unit at an appropriate time (for example, when the fuel cell system 100 is stopped), and based on this program, the controller 17 controls each part of the fuel cell system 100 as follows. Run while.

まず、第1の開閉弁8、第2の開閉弁9、および、第3の開閉弁13が全て閉止される(ステップS301)。   First, the first on-off valve 8, the second on-off valve 9, and the third on-off valve 13 are all closed (step S301).

次いで、原料ガス元弁6が開放される(ステップS302)。   Next, the source gas main valve 6 is opened (step S302).

次いで、第1の開閉弁8が開放され(ステップS303)、第2の開閉弁9よりも上流の第1のガス流路4を含むガス流路に原料ガスが供給され、圧張りが実行される。そして、上記原料ガスの供給により上記ガス流路が所定の圧力になると、第1の開閉弁8が閉止され、(ステップS304)、原料ガス元弁6が閉止され、圧張りが完了する(ステップS305)。なお、上記所定の圧力及び上記ガス流路が所定の圧力になったことを検知する方法は、ステップS203において説明した内容と同様である。   Next, the first on-off valve 8 is opened (step S303), the raw material gas is supplied to the gas passage including the first gas passage 4 upstream from the second on-off valve 9, and the tension is executed. The When the gas flow path reaches a predetermined pressure due to the supply of the source gas, the first on-off valve 8 is closed (step S304), the source gas source valve 6 is closed, and the tensioning is completed (step S304). S305). The method for detecting that the predetermined pressure and the gas flow path have reached a predetermined pressure is the same as that described in step S203.

そして、この状態で、図3のステップS204以降の動作と同じ処理が行われる。   In this state, the same processing as the operation after step S204 in FIG. 3 is performed.

以上のとおり、本変形例の燃料電池システム100では、上記実施例の燃料電池システムと異なり、第2のガス流路のガス漏れ判定前(ステップS306前)のガス流路への原料ガス供給処理で第1の開閉弁8と第2の開閉弁との間のガス流路にも原料ガスが所定の圧力になるまで供給される。従って、仮に第1の開閉弁8を閉止してもこれをガスが通過する異常が発生したとしても、上記実施例に比べると第1の開閉弁8と第2の開閉弁9との間のガス流路の内圧が高く、第1の開閉弁8を通過するガス量がより制限される可能性が高い。こうして、第1の開閉弁8を通過するガス漏れを第2のガス流路12のガス漏れとして誤検知する可能性が上記実施例よりも低減される。   As described above, in the fuel cell system 100 of the present modification, unlike the fuel cell system of the above-described embodiment, the raw material gas supply process to the gas flow path before the gas leakage determination of the second gas flow path (before step S306). Thus, the source gas is also supplied to the gas flow path between the first on-off valve 8 and the second on-off valve until a predetermined pressure is reached. Therefore, even if the first on-off valve 8 is closed and an abnormality occurs in which the gas passes through, the distance between the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 is smaller than that in the above embodiment. The internal pressure of the gas flow path is high, and there is a high possibility that the amount of gas passing through the first on-off valve 8 is more limited. In this way, the possibility of erroneously detecting a gas leak passing through the first on-off valve 8 as a gas leak in the second gas flow path 12 is reduced as compared with the above embodiment.

(実施の形態2)
実施の形態2の燃料電池システムは、ガス漏れ検査器が、第2のガス流路のガス漏れ検査後に第1のガス流路のガス漏れ検査を実行する際に、この検査に先行して第1の開閉弁及び第2の開閉弁の固着検査を実行する固着検査器を備えてもよい。
(Embodiment 2)
In the fuel cell system according to Embodiment 2, when the gas leak tester performs the gas leak test of the first gas flow path after the gas leak test of the second gas flow path, the first test is performed prior to this test. You may provide the sticking tester which performs the sticking test | inspection of 1 on-off valve and 2nd on-off valve.

第1の開閉弁及び第2の開閉弁の少なくともいずれか一方に固着が発生すると、第1のガス流路のガス漏れ検査が正常に実行されない場合がある。例えば、第1の開閉弁が閉固着を起こしていると、ガス漏れ検査前の第1のガス流路への圧張りが実行されず、ガス漏れの有無を検知できない。しかしながら、かかる構成により、ガス漏れ検査前に第1の開閉弁及び第2の開閉弁の固着検査が実行されるので、ガス漏れ検査の信頼性がより向上する。   If sticking occurs in at least one of the first on-off valve and the second on-off valve, the gas leak inspection of the first gas flow path may not be executed normally. For example, if the first on-off valve is closed and stuck, the pressure on the first gas flow path before the gas leak inspection is not executed, and the presence or absence of the gas leak cannot be detected. However, with such a configuration, the adhesion inspection of the first on-off valve and the second on-off valve is performed before the gas leak inspection, so that the reliability of the gas leak inspection is further improved.

ここで、開閉弁の固着とは、開閉弁の構成部品間の密着等により、開閉弁が正常に開閉動作しない状態をいう。   Here, the adhering of the on-off valve means a state in which the on-off valve does not normally open / close due to close contact between components of the on-off valve.

固着検査器は、固着検査に関する制御プログラムを実行する演算処理部と、上記制御プログラムを記憶する記憶部とを備える。   The sticking inspector includes an arithmetic processing unit that executes a control program related to sticking inspection, and a storage unit that stores the control program.

以下、実施の形態2の燃料電池システムの具体的な構成例および動作例について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, specific configuration examples and operation examples of the fuel cell system according to Embodiment 2 will be described with reference to the drawings.

次に、本実施の形態の燃料電池システム100によるガス漏れの検査例を述べる。   Next, an inspection example of gas leakage by the fuel cell system 100 of the present embodiment will be described.

図5は、本実施の形態の燃料電池システムによるガス漏れ検査の一例を示したフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing an example of a gas leak test by the fuel cell system of the present embodiment.

図5に示した各動作フローを実行するための制御プログラムは、制御器17の記憶部(図示せず)に記憶される。なお、制御器17は、ここでは、ガス漏れ検査器および固着検査器として機能する。そして、上記プログラムが、適時に(例えば、燃料電池システム100の停止時に)、制御器17の演算処理部(図示せず)に読み出され、このプログラムに基づき、制御器17は、以下の動作を燃料電池システム100の各部を制御しながら実行する。   A control program for executing each operation flow shown in FIG. 5 is stored in a storage unit (not shown) of the controller 17. Here, the controller 17 functions as a gas leak tester and a sticking tester. Then, the above program is read out by an arithmetic processing unit (not shown) of the controller 17 at an appropriate time (for example, when the fuel cell system 100 is stopped). Based on this program, the controller 17 operates as follows. Is executed while controlling each part of the fuel cell system 100.

まず、第2のガス流路12において、ガス漏れの検査が行われ(ステップS401)、第2のガス流路12にガス漏れが生じているか否かが判定される(ステップS402)。   First, a gas leak inspection is performed in the second gas flow path 12 (step S401), and it is determined whether or not a gas leak has occurred in the second gas flow path 12 (step S402).

第2のガス流路12のガス漏れ検査において異常(ガス漏れ)があると判定された場合(ステップS402において「No」の場合)、報知手段を用いて異常(ガス漏れ)の報知が行われ(ステップS407)、検査が終了する。   When it is determined that there is an abnormality (gas leakage) in the gas leakage inspection of the second gas flow path 12 (in the case of “No” in step S402), the abnormality (gas leakage) is notified using the notification means. (Step S407), the inspection ends.

一方、第2のガス流路12のガス漏れ検査において異常(ガス漏れ)がないと判定された場合(ステップS402において「Yes」の場合)、次の検査および判定ステップに進み、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の固着検査が行われ(ステップS403)、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9に固着が生じているか否かが判定される(ステップS404)。   On the other hand, when it is determined that there is no abnormality (gas leakage) in the gas leak inspection of the second gas flow path 12 (“Yes” in step S402), the process proceeds to the next inspection and determination step, and the first opening / closing step is performed. The sticking inspection of the valve 8 and the second on-off valve 9 is performed (step S403), and it is determined whether or not the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 are stuck (step S404).

第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の固着検査において少なくとも一方に異常(開閉弁固着)があると判定された場合(ステップS404において「No」の場合)、報知手段を用いて異常(開閉弁固着)の報知が行われ(ステップS407)、検査が終了する。   If it is determined that at least one of the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 has an abnormality (on-off valve adhering) (in the case of “No” in step S404), the abnormality is detected using the notification means. (Open / close valve sticking) is notified (step S407), and the inspection ends.

一方、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の固着検査において異常(開閉弁固着)がないと判定された場合(ステップS404において「Yes」の場合)、次の検査および判定ステップに進み、第1のガス流路4のガス漏れ検査が行われ(ステップS405)、第1のガス流路4にガス漏れが生じているか否かが判定される(ステップS406)。   On the other hand, when it is determined that there is no abnormality (open / close valve sticking) in the sticking inspection of the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 (“Yes” in step S404), the next inspection and judgment step is performed. Then, a gas leak inspection is performed on the first gas flow path 4 (step S405), and it is determined whether or not a gas leak has occurred in the first gas flow path 4 (step S406).

第1のガス流路4のガス漏れ検査において異常(ガス漏れ)があると判定された場合(ステップS406において「No」の場合)、報知手段を用いて異常(ガス漏れ)の報知が行われ(ステップS407)、検査が終了する。   When it is determined that there is an abnormality (gas leakage) in the gas leakage inspection of the first gas flow path 4 (in the case of “No” in step S406), the abnormality (gas leakage) is notified using the notification means. (Step S407), the inspection ends.

一方、第1のガス流路4のガス漏れ検査において異常(ガス漏れ)がないと判定された場合(ステップS406において「Yes」の場合)、異常が報知されずに、検査が終了する。   On the other hand, when it is determined that there is no abnormality (gas leakage) in the gas leakage inspection of the first gas flow path 4 (in the case of “Yes” in step S406), the abnormality is not notified and the inspection ends.

以上のとおり、本実施の形態の燃料電池システム100では、図5に示したガス漏れ検査の動作フローの如く、第1のガス流路4のガス漏れ検査に先行して、第1の開閉弁8及び第2の開閉弁9の固着検査が実行される。   As described above, in the fuel cell system 100 of the present embodiment, the first on-off valve precedes the gas leak inspection of the first gas flow path 4 as shown in the operation flow of the gas leak inspection shown in FIG. 8 and the second on-off valve 9 are inspected for adhesion.

[実施例]
次に、本実施の形態の燃料電池システム100の実施例について説明する。
[Example]
Next, examples of the fuel cell system 100 of the present embodiment will be described.

また、本実施例の燃料電池システムは、原料ガスの供給圧を検知する圧力検知器を備えてもよく、固着検査器は、(i)第1の開閉弁及び第2の開閉弁を閉止後、原料ガスを供給しながら、第1の開閉弁及び第2の開閉弁の順に開放し、(ii)第2の開閉弁の開放前後において圧力検知器により検知される圧力差に基づき固着を検査してもよい。
なお、第1のガス流路4及び第2のガス漏れ検査の具体的な動作フローの例については、図3及び図4において説明したので省略し、開閉弁の固着検査の動作フローについて説明する。
Further, the fuel cell system of the present embodiment may be provided with a pressure detector that detects the supply pressure of the raw material gas, and the sticking inspection device is (i) after closing the first on-off valve and the second on-off valve. While supplying the raw material gas, open the first on-off valve and the second on-off valve in this order, and (ii) check the adhesion based on the pressure difference detected by the pressure detector before and after the opening of the second on-off valve. May be.
An example of a specific operation flow of the first gas flow path 4 and the second gas leak inspection has been described with reference to FIGS. 3 and 4 and will be omitted, and the operation flow of the on-off valve adhesion inspection will be described. .

図6は、本実施例の燃料電池システムにおける開閉弁の固着検査の具体例を示したフローチャートである。なお、図6では、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の固着検査の動作フローの内容のみが示されている。   FIG. 6 is a flowchart showing a specific example of the on / off valve sticking inspection in the fuel cell system of the present embodiment. In FIG. 6, only the contents of the operation flow of the sticking inspection of the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 are shown.

図6に示した各動作フローを実行するためのプログラムは、制御器17の記憶部(図示せず)に記憶されている。   A program for executing each operation flow shown in FIG. 6 is stored in a storage unit (not shown) of the controller 17.

なお、制御器17は、ここでは、固着検査器として機能する。そして、上記プログラムが、適時に(例えば、燃料電池システム100の停止時に)、演算処理部に読み出され、このプログラムに基づき、制御器17は、以下の動作を燃料電池システム100の各部を制御しながら実行する。   Here, the controller 17 functions as a sticking tester. Then, the above program is read out by the arithmetic processing unit at an appropriate time (for example, when the fuel cell system 100 is stopped), and based on this program, the controller 17 controls each part of the fuel cell system 100 as follows. Run while.

まず、第1の開閉弁8、第2の開閉弁9、および、第3の開閉弁13が全て閉止される(ステップS501)。   First, the first on-off valve 8, the second on-off valve 9, and the third on-off valve 13 are all closed (step S501).

次いで、原料ガス元弁6が開放される(ステップS502)。   Next, the source gas main valve 6 is opened (step S502).

次いで、第1の開閉弁8が開放され、第2開閉弁9よりも上流の第1のガス流路4を含むガス流路に原料ガスが供給され、圧張りが実行される(ステップS503)。   Next, the first on-off valve 8 is opened, the raw material gas is supplied to the gas passage including the first gas passage 4 upstream of the second on-off valve 9, and the tensioning is executed (step S503). .

この状態で、所定時間経過した後、圧力検知器7を用いて、上記ガス流路の圧力値P1が検知され、このときの圧力検知器7の圧力値P1が、設定値B以上か否かが判定される(ステップS504)。この設定値Bは、上記ガス流路への圧張り時の原料ガスの供給圧が正常か否かを判定する基準圧力であり、例えば、圧張りを原料ガス供給源の供給圧のみで実行する形態の場合、原料ガス供給源の供給圧よりも小さい値が設定される。例えば、原料ガスとして都市ガスを用いる場合、都市ガスのガス供給圧の規格値は、1kPa〜2.5kPa程度の範囲となるので、誤検知を考慮して、上記規格値の最小値(1kPa)よりも若干小さい値(例えば、0.80kPa)が設定されるとよい。また、上記所定時間は、上記ガス流路に圧張りするのに必要な時間が設定される。   In this state, after a predetermined time has passed, the pressure detector 7 is used to detect the pressure value P1 of the gas flow path, and whether the pressure value P1 of the pressure detector 7 at this time is equal to or greater than the set value B. Is determined (step S504). This set value B is a reference pressure for determining whether or not the supply pressure of the raw material gas when normalizing the gas flow path is normal. For example, the compression is executed only with the supply pressure of the raw material gas supply source. In the case of the form, a value smaller than the supply pressure of the source gas supply source is set. For example, when city gas is used as the source gas, the standard value of the gas supply pressure of the city gas is in the range of about 1 kPa to 2.5 kPa. A slightly smaller value (for example, 0.80 kPa) may be set. In addition, the predetermined time is set to a time required to press the gas flow path.

ステップS504の圧力値P1が設定値Bよりも小さい場合(ステップS504において「No」の場合)、原料ガスの供給圧の異常と判定される(ステップS505)。   When the pressure value P1 in step S504 is smaller than the set value B (“No” in step S504), it is determined that the supply pressure of the source gas is abnormal (step S505).

その後、燃料電池システム100の全ての弁が閉止され(ステップS506)、報知手段を用いて異常(ガス供給圧異常)の報知が行われ(ステップS507)、検査が終了する。この設定値Bは、原料ガスの供給圧が正常であるか否かを判定するための基準圧力であり、原料ガス源の供給圧よりも小さい値が設定される。例えば、原料ガスとして都市ガスを用いる場合、都市ガスのガス供給圧の規格値は、1kPa〜2.5kPa程度の範囲となるので、上記規格値の最小値(1kPa)よりも若干小さい値(例えば、0.80kPa)が設定されるとよい。   Thereafter, all the valves of the fuel cell system 100 are closed (step S506), an abnormality (gas supply pressure abnormality) is notified using the notification means (step S507), and the inspection ends. This set value B is a reference pressure for determining whether or not the supply pressure of the source gas is normal, and a value smaller than the supply pressure of the source gas source is set. For example, when city gas is used as the raw material gas, the standard value of the gas supply pressure of the city gas is in the range of about 1 kPa to 2.5 kPa, and therefore a value slightly smaller than the minimum value (1 kPa) of the standard value (for example, , 0.80 kPa) may be set.

一方、圧力値P1が設定値B以上の場合(ステップS504において「Yes」の場合)、原料ガスの供給圧が正常と判定される。よって、この場合、次の判定ステップ(ステップS508以降)に進む。   On the other hand, when the pressure value P1 is greater than or equal to the set value B (“Yes” in step S504), it is determined that the supply pressure of the source gas is normal. Therefore, in this case, the process proceeds to the next determination step (after step S508).

まず、原料ガス元弁6が閉止される(ステップS508)。   First, the source gas main valve 6 is closed (step S508).

次いで、このときの圧力検知器7の圧力値P1が記憶される(ステップS509)。   Next, the pressure value P1 of the pressure detector 7 at this time is stored (step S509).

次いで、第2の開閉弁9が開放され(ステップS510)、所定時間、このままの待機状態に置かれる(ステップS511)。なお、この場合、第1の開閉弁8及び第2の開閉弁9に共に閉固着が生じていないと仮定すれば、第1のガス流路4は、燃焼器2を介して大気開放され、その結果、圧力検知器7の圧力値P2は大気圧程度になるはずである。   Next, the second on-off valve 9 is opened (step S510), and is kept in a standby state for a predetermined time (step S511). In this case, if it is assumed that both the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 are not closed and fixed, the first gas passage 4 is opened to the atmosphere via the combustor 2, As a result, the pressure value P2 of the pressure detector 7 should be about atmospheric pressure.

その後、このときの圧力検知器7の圧力値P2が記憶される(ステップS512)。   Thereafter, the pressure value P2 of the pressure detector 7 at this time is stored (step S512).

ここで、ステップS509の圧力値P1とステップS512の圧力値P2とを用い、両者の圧力差(P1−P2)が導かれ、この圧力差(P1−P2)が、設定値C以上か否かが判定される(ステップS513)。この設定値Cは、第1の開閉弁8及び第2の開閉弁9の少なくともいずれか一方に固着が生じているか否かを判定する基準圧力であり、上記設定値Bよりも小さい値として設定される。   Here, using the pressure value P1 in step S509 and the pressure value P2 in step S512, a pressure difference (P1-P2) between them is derived, and whether or not this pressure difference (P1-P2) is equal to or greater than a set value C. Is determined (step S513). This set value C is a reference pressure for determining whether at least one of the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 is stuck, and is set as a value smaller than the set value B. Is done.

ステップS513の圧力差(P1−P2)が、設定値Cよりも小さい場合(ステップS513において「No」の場合)、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9のうちの少なくとも一方に固着が生じていると判定される(ステップS514)。例えば、第1の開閉弁8に閉固着が生じている場合、ステップS510において、第1の開閉弁8の上流側の原料ガス供給路18は、大気開放されず、閉空間のままである。よって、この場合、圧力差(P1−P2)は、設定値Cよりも小さな値となる。   When the pressure difference (P1−P2) in step S513 is smaller than the set value C (in the case of “No” in step S513), the pressure difference is fixed to at least one of the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9. Is determined to have occurred (step S514). For example, when the first on-off valve 8 is closed and stuck, in step S510, the source gas supply path 18 on the upstream side of the first on-off valve 8 is not opened to the atmosphere but remains in the closed space. Therefore, in this case, the pressure difference (P1−P2) is smaller than the set value C.

その後、燃料電池システム100の全ての弁が閉止され(ステップS515)、報知手段を用いて異常(開閉弁固着異常)の報知が行われ(ステップS516)、検査が終了する。   Thereafter, all the valves of the fuel cell system 100 are closed (step S515), an abnormality (open / close valve sticking abnormality) is notified using the notification means (step S516), and the inspection is completed.

一方、ステップS513の圧力差(P1−P2)が、設定値C以上の場合(ステップS513において「Yes」の場合)、第1開閉弁8及び第2の開閉弁9のいずれにも固着が発生していないと判定され、異常も報知されずに、燃料電池システム100の全ての弁が閉止され(ステップS517)、検査が終了する。   On the other hand, when the pressure difference (P1−P2) in step S513 is equal to or larger than the set value C (“Yes” in step S513), the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 are stuck. It is determined that it has not been performed, and no abnormality is reported, and all the valves of the fuel cell system 100 are closed (step S517), and the inspection ends.

以上のとおり、本実施の形態の燃料電池システム100では、図6に示した開閉弁固着検査の動作フローの如く、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の固着を、圧力検知器7を用いた第2の開閉弁9の開閉前後の圧力差(P1−P2)により知ることができる。   As described above, in the fuel cell system 100 according to the present embodiment, the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 are adhered to the pressure detector as shown in the operation flow of the on-off valve adhesion inspection shown in FIG. 7 can be known from the pressure difference (P1−P2) before and after the opening / closing of the second opening / closing valve 9 using 7.

(実施の形態3)
実施の形態3の燃料電池システムは、ガス漏れ検査器により第2のガス流路のガス漏れが検知されると、改質器の水素含有ガスの生成動作の停止後に実行される補圧動作を禁止する補圧動作禁止器を備えてもよい。
(Embodiment 3)
The fuel cell system according to Embodiment 3 performs a pressure-compensating operation that is performed after the generation operation of the hydrogen-containing gas in the reformer is stopped when a gas leak in the second gas flow path is detected by the gas leak tester. You may provide the supplementary pressure operation prohibitor to prohibit.

かかる構成により、第2のガス流路のガス漏れにより、改質器を補圧できない可能性があるにも拘わらず、無駄に補圧動作が実行されることが抑制される。   With such a configuration, it is possible to prevent the pressure compensation operation from being performed unnecessarily even though there is a possibility that the pressure cannot be compensated for the reformer due to gas leakage in the second gas flow path.

また、固着検査器により固着が検知されると、改質器の水素含有ガスの生成動作の停止後に実行される補圧動作を禁止する補圧動作禁止器を備えてもよい。   Further, when the sticking inspector is detected by the sticking tester, a supplementary pressure operation prohibiting unit that prohibits a supplementary pressure operation that is performed after the operation of generating the hydrogen-containing gas in the reformer may be provided.

かかる構成により、開閉弁の固着により、改質器を補圧できない可能性があるにも拘わらず、無駄に補圧動作が実行されることが抑制される。   With such a configuration, it is possible to prevent the pressure compensation operation from being performed wastefully even though there is a possibility that the pressure on the reformer cannot be compensated due to the fixing of the on-off valve.

ここで、改質器の補圧動作とは、改質器の水素含有ガスの生成動作の停止後、封止された改質器の内圧が低下した場合、改質器内にガス(例えば、原料ガス)を注入することにより、改質器の内圧低下を補う動作のことをいう。より詳細に説明すると、改質器1への原料ガス及び水の供給が停止され、水素含有ガスの生成動作が停止されると、第1の開閉弁8及び第2の開閉弁9が閉止され改質器が封止される。その後、改質器の温度低下に伴い改質器の内圧が低下するが、その内圧低下に対して原料ガス元弁6及び第1開閉弁8を開放することで改質器1に原料ガスが供給され、補圧される。なお、上記動作は一例であり、内圧低下した改質器に対して補圧可能であれば、その形態は任意である。   Here, the pressure compensation operation of the reformer refers to a gas (for example, for example, in the reformer when the internal pressure of the sealed reformer decreases after the hydrogen-containing gas generation operation of the reformer is stopped). It refers to an operation that compensates for a decrease in internal pressure of the reformer by injecting a raw material gas). More specifically, when the supply of the raw material gas and water to the reformer 1 is stopped and the generation operation of the hydrogen-containing gas is stopped, the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 are closed. The reformer is sealed. Thereafter, the internal pressure of the reformer decreases as the temperature of the reformer decreases. However, the raw material gas is supplied to the reformer 1 by opening the source gas main valve 6 and the first on-off valve 8 in response to the decrease in internal pressure. Supplyed and supplemented. Note that the above operation is an example, and the form thereof is arbitrary as long as it is possible to supplement the reformer whose internal pressure has decreased.

ここで、補圧動作禁止器は、例えば、補圧動作禁止に関する制御プログラムを実行する演算処理部と、上記制御プログラムを記憶する記憶部とを備える。   Here, the supplemental pressure operation prohibitor includes, for example, an arithmetic processing unit that executes a control program related to the supplemental pressure prohibition operation, and a storage unit that stores the control program.

図7は、本実施の形態の燃料電池システムによる補圧動作禁止制御の一例を示したフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing an example of the supplemental pressure prohibition control by the fuel cell system of the present embodiment.

図7に示した各動作フローを実行するためのプログラムは、制御器17の記憶部(図示せず)に記憶されている。なお、制御器17は、ここでは、ガス漏れ検査器、固着検査器および補圧動作禁止器として機能する。そして、上記プログラムが、適時に(例えば、燃料電池システム100の停止時に)、制御器17の演算処理部(図示せず)に読み出され、このプログラムが、以下の動作を燃料電池システム100の各部を制御しながら実行する。   A program for executing each operation flow shown in FIG. 7 is stored in a storage unit (not shown) of the controller 17. Here, the controller 17 functions as a gas leak tester, a sticking tester, and a pressure compensation operation prohibitor. Then, the above program is read out to an arithmetic processing unit (not shown) of the controller 17 at an appropriate time (for example, when the fuel cell system 100 is stopped), and this program performs the following operations of the fuel cell system 100. Execute while controlling each part.

まず、第2のガス流路12において、ガス漏れの検査が行われ(ステップS401)、第2のガス流路12にガス漏れが生じているか否かが判定される(ステップS402)。なお、第2のガス流路12でのガス漏れの具体的な検査法(手順や判定法)は、図3の動作フローにおいて述べた。よって、その説明は省略する。   First, a gas leak inspection is performed in the second gas flow path 12 (step S401), and it is determined whether or not a gas leak has occurred in the second gas flow path 12 (step S402). A specific inspection method (procedure and determination method) for gas leakage in the second gas flow path 12 has been described in the operation flow of FIG. Therefore, the description is omitted.

第2のガス流路12に異常(ガス漏れ)があると判定された場合(ステップS402において「No」の場合)、報知手段を用いて異常(ガス漏れ)の報知が行われ(ステップS407)、改質器1の補圧動作が禁止され(ステップS408)、検査が終了する。   When it is determined that there is an abnormality (gas leakage) in the second gas flow path 12 (in the case of “No” in step S402), the abnormality (gas leakage) is notified using the notification means (step S407). Then, the pressure compensation operation of the reformer 1 is prohibited (step S408), and the inspection is completed.

一方、第2のガス流路12に異常(ガス漏れ)がないと判定された場合(ステップS402において「Yes」の場合)、次の検査および判定ステップに進み、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の固着検査が行われ(ステップS403)、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の少なくともいずれか一方に固着が生じているか否かが判定される(ステップS404)。なお、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の、具体的な固着検査法(手順や判定法)は、図6の動作フローにおいて述べた。よって、その説明は省略する。   On the other hand, when it is determined that there is no abnormality (gas leakage) in the second gas flow path 12 (“Yes” in step S402), the process proceeds to the next inspection and determination step, and the first on-off valve 8 and the first 2 is checked (step S403), and it is determined whether at least one of the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 is stuck (step S404). . The specific adhesion inspection method (procedure and determination method) of the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 has been described in the operation flow of FIG. Therefore, the description is omitted.

第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の少なくともいずれか一方に異常(開閉弁固着)があると判定された場合(ステップS404において「No」の場合)、報知手段を用いて異常(開閉弁固着)の報知が行われ(ステップS407)、改質器1の補圧動作が禁止され(ステップS408)、検査が終了する。   When it is determined that at least one of the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 has an abnormality (on-off valve sticking) (in the case of “No” in step S404), an abnormality ( The on / off valve sticking) is notified (step S407), the pressure compensation operation of the reformer 1 is prohibited (step S408), and the inspection ends.

以上のとおり、本実施の形態の燃料電池システム100では、図7に示した動作フローの如く、第2のガス流路12のガス漏れが検知されると、改質器1の水素含有ガスの生成動作の停止後に実行される補圧動作を、補圧動作禁止器17Cを用いて禁止される。また、開閉弁の固着が検知されると、改質器1の水素含有ガスの生成動作の停止後に実行される補圧動作が禁止される。   As described above, in the fuel cell system 100 of the present embodiment, when a gas leak in the second gas passage 12 is detected as in the operation flow shown in FIG. The compensation operation performed after the generation operation is stopped is prohibited by using the compensation operation prohibitor 17C. Further, when it is detected that the on-off valve is stuck, the pressure compensation operation performed after the hydrogen-containing gas generating operation of the reformer 1 is stopped is prohibited.

なお、上記動作フローでは、第2のガス流路12のガス漏れ検査において異常(ガス漏れ)があると判定された場合でも、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の少なくとも一方に異常(開閉弁固着)があると判定された場合でも、補圧動作が禁止されているが、これに限らない。   In the above operation flow, even when it is determined that there is an abnormality (gas leak) in the gas leak inspection of the second gas passage 12, at least one of the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 is provided. Even when it is determined that there is an abnormality (open / close valve sticking), the pressure compensation operation is prohibited, but the present invention is not limited to this.

例えば、第2のガス流路12のガス漏れ検査において異常(ガス漏れ)があると判定された場合、および、第1の開閉弁8および第2の開閉弁9の少なくとも一方に異常(開閉弁固着)があると判定された場合、のいずれか一方で、補圧動作を禁止する形態を採用してもよい。   For example, when it is determined in the gas leak inspection of the second gas flow path 12 that there is an abnormality (gas leakage), and at least one of the first on-off valve 8 and the second on-off valve 9 is abnormal (the on-off valve) In the case where it is determined that there is (fixation), a mode in which the pressure compensation operation is prohibited may be adopted.

また、本実施の形態の燃料電池システムは、開閉弁の固着検査を実行する形態を採用しているが、実施の形態1及びその変形例のように固着検査を実行しない形態において、第2のガス流路のガス漏れ検査において異常があると判定された場合、改質器の補圧動作を禁止する形態を採用しても構わない。   Further, the fuel cell system of the present embodiment adopts a form in which the on / off valve sticking inspection is executed, but in the form in which the sticking inspection is not executed as in the first embodiment and its modification, the second When it is determined that there is an abnormality in the gas leak inspection of the gas flow path, a form of prohibiting the pressure compensation operation of the reformer may be adopted.

なお、実施の形態1〜3、実施例及び変形例の燃料電池システムでは、ガス漏れ検査及び固着検査は、圧力検知器7の検知圧力に基づきガス漏れの有無、固着の有無を判定しているが、これに限定されるものではなく、上記検査を実行可能であれば、いずれの検知器の検出値を用いても構わない。例えば、原料ガス供給路18の燃焼燃料経路20への分岐点よりも上流に原料ガス流量計を設け、この流量計により計測される流量値に基づき、ガス漏れ検査及び固着検査の少なくともいずれか一方を実行する形態を採用しても構わない。この形態の場合、ガス漏れ検査では、例えば、圧張り実行後に流量計で所定の閾値以上の流量が計測された場合に、ガス漏れが生じていると判定される。また、固着検査では、例えば、圧張り実行後の第2の開閉弁の開放後に流量計の計測値が所定の閾値未満である場合、固着が生じていると判定される。   In the fuel cell systems according to the first to third embodiments, the examples, and the modified examples, the gas leak inspection and the sticking inspection determine the presence or absence of gas leak and the presence or absence of sticking based on the detected pressure of the pressure detector 7. However, the present invention is not limited to this, and the detection value of any detector may be used as long as the above inspection can be performed. For example, a raw material gas flow meter is provided upstream of the branch point of the raw material gas supply passage 18 to the combustion fuel passage 20, and at least one of a gas leak inspection and a sticking inspection is performed based on the flow rate value measured by the flow meter. It is possible to adopt a form for executing the above. In the case of this form, in the gas leak test, for example, it is determined that a gas leak has occurred when a flow rate equal to or higher than a predetermined threshold value is measured with a flow meter after execution of compression. Further, in the sticking inspection, for example, when the measured value of the flow meter is less than a predetermined threshold after the second on-off valve is opened after performing the tensioning, it is determined that sticking has occurred.

また、実施の形態1〜3、実施例及び変形例の燃料電池システムにおいて実行される圧張り動作において、原料ガス元弁6が第1のガス流路及び第2のガス流路へ原料ガスを供給する原料ガス供給器として機能している。しかしながら、上記圧張り動作において、原料ガス供給路18に設けられた図示されない昇圧器等を用いて、上記ガス流路に原料ガスを供給し、原料ガス供給源の供給圧よりも大きい所定の圧力にまで昇圧する形態を採用しても構わない。この形態の場合、原料ガス元弁6及び昇圧器が原料ガス供給器として機能する。   Further, in the compression operation performed in the fuel cell systems of the first to third embodiments, the examples, and the modified examples, the source gas source valve 6 supplies the source gas to the first gas channel and the second gas channel. It functions as a raw material gas supply device. However, in the pressing operation, a source gas is supplied to the gas flow path using a booster (not shown) provided in the source gas supply path 18 and a predetermined pressure higher than the supply pressure of the source gas supply source is used. It is also possible to adopt a form in which the pressure is increased to. In the case of this form, the source gas main valve 6 and the booster function as a source gas supply device.

また、実施の形態1〜3、実施例及び変形例の燃料電池システムにおいて実行される第1のガス流路のガス漏れ検査において、閉止される第2の開閉弁9は、第1のガス流路において少なくとも最下流の開閉弁(例えば、9A、9C)が閉止されていれば、その他の開閉弁の開閉動作については任意である。例えば、第2の開閉弁9A,9B、及び9Cを閉止して、ガス漏れ検査が実行される場合、バイパスガス流路4Aを含む第1のガス流路のガス漏れが検査される。また、第2の開閉弁9A及び9Cを閉止し、第2の開閉弁9Bを開放して、ガス漏れ検査が実行される場合、バイパスガス流路4A及びアノードガス流路4Bを含む第1のガス流路のガス漏れが検査される。   Further, in the gas leak inspection of the first gas flow path executed in the fuel cell systems of the first to third embodiments, the examples, and the modified examples, the second on-off valve 9 to be closed is the first gas flow As long as at least the most downstream opening / closing valve (for example, 9A, 9C) is closed in the path, the opening / closing operation of the other opening / closing valves is arbitrary. For example, when the second on-off valves 9A, 9B, and 9C are closed and the gas leakage inspection is performed, the gas leakage in the first gas passage including the bypass gas passage 4A is inspected. When the second on-off valve 9A and 9C is closed and the second on-off valve 9B is opened to perform a gas leak test, the first on-off valve 4A and the anode gas passage 4B are included. The gas flow path is inspected for gas leaks.

本発明は、アシスト燃焼経路を備える燃料電池システムにおいて、従来の燃料電池システムよりも、ガス漏れ検査での誤りを低減する燃料電池システムが得られる。   According to the present invention, a fuel cell system having an assist combustion path can provide a fuel cell system in which errors in a gas leak inspection are reduced as compared with a conventional fuel cell system.

1 改質器
2 燃焼器
3 燃料電池
4 第1のガス流路
6 原料ガス元弁
7 圧力検知器
8 第1の開閉弁
9 第2の開閉弁
12 第2のガス流路
13 第3の開閉弁(封止機構)
14 水供給器
15 空気供給器
16 酸化剤ガス供給器
17 制御器
18 原料ガス供給路
19 水供給路
20 燃焼燃料経路
100 燃料電池システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reformer 2 Combustor 3 Fuel cell 4 1st gas flow path 6 Raw material gas main valve 7 Pressure detector 8 1st on-off valve 9 2nd on-off valve 12 2nd gas flow path 13 3rd on-off Valve (sealing mechanism)
14 Water supplier 15 Air supplier 16 Oxidant gas supplier 17 Controller 18 Raw material gas supply channel 19 Water supply channel 20 Combustion fuel channel 100 Fuel cell system

Claims (8)

原料ガスを用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器と、
前記改質器を加熱する燃焼器と、
前記改質器に流入した原料ガスが流れる第1のガス流路と、
前記改質器をバイパスして前記燃焼器に流入する原料ガスが流れる第2のガス流路と、
前記水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、
原料ガスを前記第1のガス流路に供給して前記第1のガス流路のガス漏れを検査する前に、前記第2のガス流路に原料を供給して前記第2のガス流路のガス漏れを検査するガス漏れ検査器と、
を備える燃料電池システム。
A reformer that generates a hydrogen-containing gas by a reforming reaction using a raw material gas;
A combustor for heating the reformer;
A first gas flow path through which the raw material gas flowing into the reformer flows;
A second gas flow path through which a raw material gas that bypasses the reformer and flows into the combustor flows;
A fuel cell that generates electricity using the hydrogen-containing gas;
The source gas is supplied to the second gas channel before the source gas is supplied to the first gas channel and the gas leak in the first gas channel is inspected. A gas leak tester for inspecting gas leaks of
A fuel cell system comprising:
前記改質器よりも上流の第1のガス流路に設けられた第1の開閉弁と、
前記第1の開閉弁よりも下流の第1のガス流路に設けられた第2の開閉弁と、
前記第2のガス流路に設けられた封止機構と、を備え、
前記ガス漏れ検査器は、前記第1の開閉弁及び前記第2の開閉弁を閉止するとともに前記封止機構により前記第2のガス流路を封じた状態で、前記原料ガスを前記第2のガス流路に供給することで前記第2のガス流路のガス漏れを検査する、請求項1記載の燃料電池システム。
A first on-off valve provided in a first gas flow path upstream of the reformer;
A second on-off valve provided in a first gas flow path downstream of the first on-off valve;
A sealing mechanism provided in the second gas flow path,
The gas leak tester closes the first on-off valve and the second on-off valve and seals the second gas flow path with the sealing mechanism, and the source gas is supplied to the second on-off valve. The fuel cell system according to claim 1, wherein a gas leak in the second gas flow path is inspected by supplying the gas flow path.
前記ガス漏れ検査器は、前記第2の開閉弁を閉止するとともに前記封止機構で前記第2のガス流路を封じた状態で、前記第1のガス流路及び前記第2のガス流路に原料ガスを供給した後、前記第1の開閉弁を閉止して、前記第2のガス流路のガス漏れを検査する、請求項2記載の燃料電池システム。   The gas leak tester closes the second on-off valve and seals the second gas channel with the sealing mechanism, and the first gas channel and the second gas channel. 3. The fuel cell system according to claim 2, wherein after supplying the raw material gas, the first on-off valve is closed to check for gas leakage in the second gas flow path. 前記ガス漏れ検査器は、前記第2のガス流路のガス漏れ検査後に前記第1のガス流路のガス漏れ検査を実行する際に、前記検査に先行して前記第1の開閉弁及び前記第2の開閉弁の固着検査を実行する固着検査器を備える、請求項3記載の燃料電池システム。   The gas leak tester, when performing the gas leak test of the first gas flow path after the gas leak test of the second gas flow path, prior to the test, the first on-off valve and the The fuel cell system according to claim 3, further comprising a sticking tester that performs a sticking test of the second on-off valve. 前記固着検査器は、前記第1のガス流路を大気開放後、前記固着検査を実行する、請求項4記載の燃料電池システム。   5. The fuel cell system according to claim 4, wherein the sticking tester performs the sticking test after opening the first gas flow path to the atmosphere. 前記原料ガスの供給圧を検知する圧力検知器を備え、
前記固着検査器は、
(i)前記第1の開閉弁及び前記第2の開閉弁を閉止後、前記原料ガスを供給しながら、前記第1の開閉弁及び第2の開閉弁の順に開放し、
(ii)前記第2の開閉弁の開放前後において前記圧力検知器により検知される圧力差に基づき前記固着を検査する、請求項5記載の燃料電池システム。
A pressure detector for detecting the supply pressure of the source gas;
The sticking tester is
(I) After closing the first on-off valve and the second on-off valve, while supplying the raw material gas, open the first on-off valve and the second on-off valve in this order,
(Ii) The fuel cell system according to claim 5, wherein the adhesion is inspected based on a pressure difference detected by the pressure detector before and after opening the second on-off valve.
前記ガス漏れ検査器により前記第2のガス流路のガス漏れが検知されると、前記改質器の水素含有ガスの生成動作の停止後に実行される補圧動作を禁止する補圧動作禁止器を備える、請求項1記載の燃料電池システム。   When a gas leak in the second gas flow path is detected by the gas leak tester, a pressure compensation operation prohibitor that prohibits a pressure compensation operation performed after the hydrogen-containing gas generation operation of the reformer is stopped. The fuel cell system according to claim 1, comprising: 前記固着検査器により前記固着が検知されると、前記改質器の水素含有ガスの生成動作の停止後に実行される補圧動作を禁止する補圧動作禁止器を備える、請求項4記載の燃料電池システム。   5. The fuel according to claim 4, further comprising a supplemental pressure operation prohibitor that prohibits a supplementary pressure operation that is performed after the hydrogen-containing gas generation operation of the reformer is stopped when the adhesion is detected by the adhesion inspection device. Battery system.
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