JP2012074386A - 燃料電池システム及びその運転方法 - Google Patents
燃料電池システム及びその運転方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012074386A JP2012074386A JP2011248400A JP2011248400A JP2012074386A JP 2012074386 A JP2012074386 A JP 2012074386A JP 2011248400 A JP2011248400 A JP 2011248400A JP 2011248400 A JP2011248400 A JP 2011248400A JP 2012074386 A JP2012074386 A JP 2012074386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- fuel cell
- cell system
- fuel
- ventilation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04664—Failure or abnormal function
- H01M8/04686—Failure or abnormal function of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04746—Pressure; Flow
- H01M8/04776—Pressure; Flow at auxiliary devices, e.g. reformer, compressor, burner
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
- H01M8/2475—Enclosures, casings or containers of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
- H01M8/04022—Heating by combustion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
- H01M8/04507—Humidity; Ambient humidity; Water content of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【課題】可燃性ガス漏れが生じた場合に、従来の燃料電池システムよりも、より安全性が向上する燃料電池システム及びその運転方法を提供する。
【解決手段】燃料電池システムは、水素を含む燃料ガスを用いて発電する燃料電池1と、燃料電池内の燃料ガス流路1aを含む可燃性ガス経路4,17,1aと、燃料電池よりも上流の可燃性ガス経路上に設けられ、燃料電池の発電停止時に遮断される遮断弁21と、燃料電池、可燃性ガス経路、及び遮断弁を収納する筐体11と、筐体内部を換気する換気ファン12と、操作者の手動操作により換気ファンの換気動作を停止する停止器51,52と、筐体内で可燃性ガスの漏れが生じると、停止器によって換気ファンの換気動作が停止されない限り換気動作を実行するよう構成されている制御器10とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】燃料電池システムは、水素を含む燃料ガスを用いて発電する燃料電池1と、燃料電池内の燃料ガス流路1aを含む可燃性ガス経路4,17,1aと、燃料電池よりも上流の可燃性ガス経路上に設けられ、燃料電池の発電停止時に遮断される遮断弁21と、燃料電池、可燃性ガス経路、及び遮断弁を収納する筐体11と、筐体内部を換気する換気ファン12と、操作者の手動操作により換気ファンの換気動作を停止する停止器51,52と、筐体内で可燃性ガスの漏れが生じると、停止器によって換気ファンの換気動作が停止されない限り換気動作を実行するよう構成されている制御器10とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システム及びその運転方法に関し、特にガス漏れが生じた際のシステム停止処理に関する。
燃料電池システムは、都市ガスやLPガス等の原料を水蒸気改質して水素リッチな燃料ガスを生成する水素生成装置と、水素生成装置で生成された水素リッチな燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池とを備える。
このような燃料電池システムは、都市ガス、LPガス、水素リッチな燃料ガス等の可燃性ガスを利用する為、ガス漏れが発生した場合に早期に異常を検知すると共に、発火や爆発等の危険事象の発生を抑制することが重要となる。
図10は、従来の燃料電池システムの構成の一例を示すブロック図である。図10に示すように、従来の燃料電池システムは、水素リッチな燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池31と、都市ガス等の原料ガスから水素リッチな燃料ガスを生成し燃料電池31に供給する水素生成装置32と、原料ガスを水素生成装置32に供給する原料ガス供給路38と、原料ガス供給路38上に設けられ原料ガスの供給を遮断する遮断弁39と、燃料電池31からの直流電力を交流電力に変換する直交変換装置33とを備えている。燃料電池31、水素生成装置32、直交変換装置33、原料ガス供給路38、及び遮断弁39は、金属等の材料から成る筐体34内に収容されている。また、燃料電池システムは、外気を筐体34内に吸入するファン35と、筐体34内に吸入した外気を筐体34外へ排気する排気口36と、この排気口36近傍に可燃性ガス漏れを検知するガス漏れ検知器37と、を備えている。
このような燃料電池システムにおいては、例えば水素生成装置32又は燃料電池31から可燃性ガスが漏れた場合、漏洩した可燃性ガスをファン35により排気口36から筐体34外へ排気すると共に、ガス漏れ検知器37の検知信号に基づき、可燃性ガスの漏れを検知する。そして、可燃性ガス検知器がガス漏れを検知すると、燃料電池システムの運転を停止すると共に、可燃性ガス検知器が検知する漏洩ガスの濃度が設定濃度以下となるまで換気装置の運転を継続する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に開示された燃料電池システムでは、可燃性ガス検知器でガス漏れが検知された場合に、燃料電池システムの運転を停止することで、それ以上の可燃性ガスの漏洩がなくなるとともに、可燃性ガス検知器の検出値が設定濃度以下になるまで、ファン35を動作させることで、筐体34外部に漏洩した可燃性ガスが安全な範囲まで低減したと判断して、ファン35の動作を停止している。
しかしながら、可燃性ガス漏洩を検知して、燃料電池システムの運転を停止したとしても、原料ガス供給源が、都市ガスインフラやプロパンガスボンベのように所定の供給圧を有するようなシステムにおいて、遮断弁39の上流、かつ筐体34内の原料ガス供給路38でガス漏れが発生している場合、運転停止後も筐体34内において可燃性ガスの漏洩が継続する。すると、可燃性ガス検知器の検出値の低下により、ファン35を停止した場合、その後の継続的な原料ガス漏洩により、筐体34内において可燃範囲のガス混合気の生成が進行し、安全性が低下する可能性があった。
また、水素生成装置に代えて、水素ボンベ等のように所定圧を有する燃料ガス供給源から燃料ガスが供給される燃料電池システムにおいても、上記と同様の問題が生じる可能性があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、可燃性ガス漏れが生じた場合に、上記従来の燃料電池システムよりも、より安全性が向上する燃料電池システム及びその運転方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、第1の本発明に係る燃料電池システムは、水素を含む燃料ガスを用いて発電する燃料電池と、前記燃料電池内の燃料ガス流路を含む可燃性ガス経路と、前記燃料電池よりも上流の前記可燃性ガス経路上に設けられ、前記燃料電池の発電停止時に遮断される遮断弁と、前記燃料電池、前記可燃性ガス経路、及び前記遮断弁を収納する筐体と、前記筐体内部を換気する換気ファンと、操作者の手動操作により前記換気ファンの換気動作を停止する停止器と、前記筐体内で可燃性ガスの漏れが生じると、前記停止器によって前記換気ファンの換気動作が停止されない限り前記換気動作を実行するよう構成されている制御器とを備える。
この構成によれば、燃料電池よりも上流の可燃性ガス経路の遮断弁が閉止した状態で、遮断弁よりも上流で、かつ筐体内の可燃性ガス供給路より可燃性ガス漏れが継続する場合においても、メンテナンスマンが到着して停止器を手動操作して換気ファンの換気動作を停止しない限り、換気ファンによる換気動作が継続されるので、継続的に漏洩する可燃性ガスも、換気ファンを通じて筐体外へ拡散排気される。従って、従来の燃料電池システムよりも、可燃性ガス漏れが生じた場合の安全性が向上する。
また、従来よりも安全な状況でメンテナンスマンがメンテ作業に着手することが可能になり、メンテ性の向上にもつながる。
第2の本発明の燃料電池システムは、上記第1の本発明の燃料電池システムにおいて、前記可燃性ガス経路は、正圧の供給圧を有する燃料ガス供給源より前記燃料電池に供給される燃料ガスが流れる燃料ガス供給路を含み、前記遮断弁は、前記燃料ガス供給路に設けられ、前記制御器は、可燃性ガスの漏れが前記筐体内における前記遮断弁よりも上流の前記可燃性ガス経路からのガス漏れである場合には、前記停止器によって前記換気動作が停止されない限り前記換気動作を継続し、前記可燃性ガスの漏れが前記筐体内における前記遮断弁よりも下流の前記可燃性ガス経路からのガス漏れである場合には、前記停止器によって前記換気動作が停止されなくても前記換気ファンの前記換気動作を停止するよう構成されていてもよい。
この構成によれば、遮断弁よりも上流の可燃性ガス経路からのガス漏れである可能性が高い場合は、遮断弁が閉止された状態でも、燃料ガス漏れが継続する可能性が高いため、安全性向上のため停止器によって換気動作を停止されない限り換気ファンの換気動作を継続する。一方、遮断弁よりも下流の可燃性ガス経路からのガス漏れである可能性が高い場合は、遮断弁が閉止された状態で燃料ガスの漏洩が継続する可能性は低いため、停止器によって換気動作を停止されなくても換気ファンの換気動作を停止し、換気ファンの電力消費の低減が図られる。これにより、可燃性ガスの漏洩が生じた場合に、遮断弁が閉止された状態で燃料ガス漏洩が継続するか否かに拘わらず、換気ファンの動作を継続する場合に比べ、安全性の低下を抑制しながら燃料電池システムの効率向上が図られる。
第3の本発明の燃料電池システムは、上記第1の本発明の燃料電池システムにおいて、原料ガスから前記燃料ガスを生成する水素生成装置を備え、前記可燃性ガス経路は、正圧の供給圧を有する原料ガス供給源より前記水素生成装置に供給される前記原料ガスが流れる原料ガス供給路を含み、前記遮断弁は、前記原料ガス供給路上に設けられ、前記制御器は、可燃性ガスの漏れが前記筐体内における前記遮断弁よりも上流の前記可燃性ガス経路からのガス漏れである場合には、前記停止器によって前記換気動作が停止されない限りは前記換気動作を継続し、前記可燃性ガスの漏れが前記筐体内における前記遮断弁よりも下流の前記可燃性ガス経路からのガス漏れである場合には、前記停止器によって前記換気動作が停止されなくても前記換気ファンの動作を停止するよう構成されていてもよい。
この構成によれば、遮断弁よりも上流の可燃性ガス経路からのガス漏れである可能性が高い場合は、遮断弁が閉止された状態で、可燃性ガス(原料ガス)漏れが継続する可能性が高いため、安全性向上のため停止器によって換気動作を停止されない限り換気ファンの換気動作を継続する。一方、遮断弁よりも下流の可燃性ガス経路からのガス漏れである可能性が高い場合は、遮断弁が閉止された状態で可燃性ガスの漏洩が継続する可能性が低いことから、可燃範囲のガス混合気の生成が進行する可能性が低いため、停止器によって換気動作が停止されなくても換気ファンの換気動作を停止し、換気ファンの電力消費の低減が図られる。これにより、可燃性ガスの漏洩が生じた場合に、遮断弁が閉止された状態で可燃性ガス漏洩が継続するか否かに拘わらず、換気ファンの動作を継続する場合に比べ、安全性の低下を抑制しながら燃料電池システムの効率向上が図られる。
第4の本発明の燃料電池システムは、上記第2または第3の本発明の燃料電池システムにおいて、水経路と、前記水経路を加熱する加熱器とを備え、前記制御器は、前記水経路の凍結防止運転として前記加熱器を動作させるよう構成されていてもよい。
この構成によれば、水経路の凍結防止運転が必要になるような低温環境下で、換気ファンを動作させると、外の冷気が導入されて、筐体内の雰囲気温度がより低下するため、凍結防止に必要な加熱器の消費電力が増加せざるを得ない。しかしながら、上記のように、燃料電池システムの停止処理として遮断弁が閉止された状態で可燃性ガスの漏洩が継続する可能性が低い場合に、停止器により換気動作が停止されなくても換気ファンの動作を停止するよう構成すると、遮断弁が閉止された状態で可燃性ガスの漏洩が継続するか否かに拘わらず、換気ファンの動作を継続する場合に比べ、凍結防止運転時の加熱器の消費電力が低減される。
第5の本発明の燃料電池システムの運転方法は、水素を含む燃料ガスを用いて発電する燃料電池と、前記燃料電池内の燃料ガス流路を含む可燃性ガス経路と、前記燃料電池よりも上流の前記可燃性ガス経路上に設けられ、前記燃料電池の発電停止時に遮断される遮断弁と、前記燃料電池、前記可燃性ガス経路、及び前記遮断弁とを収納する筐体と、前記筐体内部を換気する換気ファンと、を備える燃料電池システムの運転方法であって、前記筐体内で可燃性ガスの漏れが生じると、操作者の手動操作により前記換気ファンの換気動作が停止されない限り前記換気動作を実行することを特徴とする。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
本発明は以上に説明したように構成され、従来の燃料電池システムよりも、可燃性ガス漏れが生じた場合に、安全性が向上する。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付してその重複説明を省略する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
図1は、本発明の実施の形態1に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施の形態の燃料電池システムは、主な構成要素として、燃料電池1と、水素生成装置2と、燃焼器3と、原料ガス供給路4と、原料ガス調整器5と、水供給器6と、燃焼空気供給器7と、酸化剤ガス供給器8と、ガス漏れ検知器9と、制御器10と、筐体11と、換気ファン12と、遮断弁21と、電力遮断器51と、プラグ52と、を備えている。
燃料電池1内には燃料ガス流路1a及び酸化剤ガス流路1bが設けられていて、アノード(図示せず)が燃料ガス流路1aを流れる燃料ガスに曝されるように設けられ、カソード(図示せず)が酸化剤ガス流路1bを流れる酸化剤ガスに曝されるように設けられている。燃料電池1は、アノードに供給される水素を含む燃料ガスとカソードに供給される酸化剤ガスとを用いて発電する。従って、燃料電池1は、還元剤ガスとして水素を含む燃料ガスを用いてこれを酸化剤ガスと反応させて発電するものであればよく、例えば、高分子電解質形燃料電池、りん酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、固体酸化物形燃料電池等を燃料電池1として用いることができる。
水素生成装置2は、原料ガスと水蒸気との水蒸気改質反応から水素リッチな燃料ガスを生成し、これを、燃料ガス供給路17を通じて燃料電池1内の燃料ガス流路1aに供給する。水素生成装置2は、本実施の形態では、外部から供給される原料ガスと水蒸気とから水蒸気改質反応によって水素リッチな改質ガスを生成する改質器(図示せず)と、改質器で生成された改質ガス中の水蒸気と一酸化炭素ガスを水素ガスと二酸化炭素ガスにシフト反応させる変成器(図示せず)と、変成器でシフト反応された改質ガス中の一酸化炭素を酸化して一酸化炭素濃度を所定濃度(例えば10ppm)以下に低下させてこれを燃料ガスとして外部に送出する選択酸化器(図示せず)と、を備えている。
水素生成装置2(正確には改質器)には原料ガス供給路4の下流端が接続されている。原料ガス供給路4の上流端は原料ガス供給源に接続される。原料ガス供給路4には上流側から遮断弁21と原料ガス流量調整器5とが順に設置されている。原料ガスは、少なくとも炭素と水素とから構成される有機化合物を含むガスであればよく、例えば、天然ガス、都市ガス、ブタンガス、プロパンガス等を原料ガスとして用いることができる。原料ガス供給源としては、大気圧に対して正圧の供給圧を有する原料ガスインフラ、または大気圧に対して正圧の供給圧を有する原料ガスボンベ等が挙げられ、具体的には、天然ガスインフラ、都市ガスインフラ、ブタンガスボンベ、プロパンガスボンベ等が例示される。遮断弁21はその開放及び閉止により原料供給路4上の原料ガスの流通を許容及び遮断する。
遮断弁21は、例えば開閉弁で構成される。また、本実施の形態では、筐体11内の原料供給路4上に単一の遮断弁21が設けられるよう構成されているが、筐体11内の原料ガス供給路4上に複数の遮断弁を設ける形態を採用した場合、遮断弁21は、燃料電池システムの運転停止時に閉止される上記遮断弁のうち最上流の遮断弁として定義される。原料ガス流量調整器5は、原料供給路4の原料ガスの流量を調整する。原料ガス流量調整器5は、本実施の形態では、原料ガスの供給圧力を昇圧する昇圧器(図示せず)と、昇圧した原料ガスの流量を調整する調整弁(図示せず)とで構成される。昇圧器は、プランジャーポンプ等で構成される。調整弁は流量調整弁等で構成される。
遮断弁21は、例えば開閉弁で構成される。また、本実施の形態では、筐体11内の原料供給路4上に単一の遮断弁21が設けられるよう構成されているが、筐体11内の原料ガス供給路4上に複数の遮断弁を設ける形態を採用した場合、遮断弁21は、燃料電池システムの運転停止時に閉止される上記遮断弁のうち最上流の遮断弁として定義される。原料ガス流量調整器5は、原料供給路4の原料ガスの流量を調整する。原料ガス流量調整器5は、本実施の形態では、原料ガスの供給圧力を昇圧する昇圧器(図示せず)と、昇圧した原料ガスの流量を調整する調整弁(図示せず)とで構成される。昇圧器は、プランジャーポンプ等で構成される。調整弁は流量調整弁等で構成される。
また、水素生成装置2には、水供給路16を介して水供給器6が接続されている。水供給器6は、水供給路16を通じて水素生成装置2に水を供給する。水供給器は、例えば、水タンクと給水ポンプとで構成される。
また、水素生成装置2(正確には改質器)は燃焼器3によって加熱されるよう構成されている。燃焼器2は燃料電池1内の燃料ガス流路1aから排出される未消費の燃料ガス(オフガス)をオフガス供給路18を通じて供給され、かつ燃焼空気供給器7から燃焼空気を燃焼空気供給路19を通じて供給される。そして、オフガスを、燃焼空気を用いて燃焼させ、その燃焼熱によって水素生成装置2を加熱する。
酸化剤ガス供給器8は酸化剤ガス供給路20を通じて酸化剤ガスを燃料電池1内の酸化剤ガス流路1bに供給する。酸化剤ガスとしては本実施の形態では空気が用いられる。酸化剤ガス供給器8は、例えば、ブロワで構成される。
ガス漏れ検知器9は筐体11の内部における可燃性ガスの漏れを検知する機能を有する。ガス漏れ検知器9は、本実施の形態では可燃性ガスの濃度を検知する可燃ガスセンサで構成されている。この可燃ガスセンサは、例えば接触燃焼式センサであり、この接触燃焼式センサは、触媒を担持した担体の内部に一定電流が通電される白金線コイルが埋設されてなる検知素子を備えている。この構成によれば、検知素子が可燃性ガスに曝されると、検知素子に接触した可燃性ガスが触媒により燃焼されて白金線コイルの温度が上昇し、それによりその電気抵抗が変化してこの電気抵抗の変化に応じて白金線コイルの両端の電圧(出力電圧)が変化する。その結果、ガス濃度に見合う電圧が出力される。ガス漏れ検知器9は、単独のガス漏れ検知で構成される他、ガス漏れ検知能力を向上させる為に、複数のガス漏れ検知器を組み合わせて構成されてもよい。例えば、ガス漏れ検知器9が可燃ガスセンサで構成される場合には、検知可能なガスの種類が異なる複数の可燃ガスセンサを用いることにより、多数の種類のガスを検知な可能なガス漏れ検知器9を構成することができる。そして、本実施の形態では、このガス漏れ検知器9が筐体11の内部の換気ファン12の近傍に設置されている。
筐体11は、燃料電池システムの主要な構成要素、すなわち、燃料電池1、水素生成装置2、燃焼器3、原料ガス供給路4、原料ガス調整器5、水供給器6、燃焼空気供給器7、酸化剤ガス供給器8、ガス漏れ検知器9、遮断弁21、及び制御器10を収容する。なお、制御器10は、筐体11の外部に設けられていてもよい。筐体11は、例えば金属材料から成っている。筐体11には、外気を筐体11の内部に吸入するための吸気口13Aと筐体11の内部の空気を外部に排出するための排気口13Bとが設けられている。排気口13Bには換気ファン12が設けられている。この構成により、換気ファン12が動作すると、吸気口13Aから外気が筐体11の内部に吸入され、それが筐体11の内部を通流して排気口13Bから筐体11の外部に排出される。これにより、筐体11の内部が換気される。また、筐体11の内部において可燃性ガスが漏れてもその漏れたガスは換気ファン12によって直ちに筐体11の外部に排出される。なお、吸気口13Aから吸入される外気がなるべく筐体11の内部を隅々まで流れるようにするために、吸気口13Aと排気口13Bとは、筐体11の互いに対向する位置に設けられることが好ましい。
制御器10は、演算部と記憶部とを有し、記憶部に格納され所定のプログラムを演算部が読み出して実行することにより、燃料電池システム全体の動作を制御する。具体的には制御器10は、燃料電池システムの所要の検知器から所要の検知情報を入力され、その検知情報に基づいて、遮断弁21、原料ガス流量調整器5、水供給器6、燃焼空気供給器7、及び酸化剤ガス供給器8を含む燃料電池システムの所要の構成要素を制御し、それにより燃料電池システムの動作を制御する。特に本実施の形態では、制御器10は、ガス漏れ検知器9の検知出力に基づいてガス漏れ異常処理を行う。ここで、本発明において制御器とは、単独の制御器だけでなく、複数の制御器からなる制御器群をも意味する。それ故、制御器10は、単独の制御器から構成される必要はなく、複数の制御器が分散配置され、それらが協働して燃料電池システムを制御するように構成されていてもよい。従って、例えば、制御器10は、上述のガス漏れ異常処理のみを行い、燃料電池システム全体の動作の制御は他の制御器で行ってもよい。
制御器10は、例えば、マイクロコンピュータで構成され、そのCPUによって演算部が構成され、その内部メモリ(ROM,RAM、ハードディスク等)によって記憶部が構成される。
筐体11の外面には、操作者が、燃料電池システムの運転に関する指令、設定データ等の情報を入力するための操作器14が設けられている。操作器14から入力された情報は制御器10に入力され、そこで適宜処理されて燃料電池システムの運転、設定等が行われる。
また、筐体11の外面には、電力遮断器51が設けられている。この電力遮断器51は、燃料電池システムを構成する各要素3、5、6、7、8、9、10、12、14、15、21等に電源となる電力を供給する電源電力供給路53上に設けられている。電力遮断器51には、操作者が操作する操作部が設けられていて、操作者がこの操作部を操作することによってこの商用電源と電源電力供給路53との間を遮断(開放)しかつ導通(閉成)させることができる。また、この電源電力供給路53の上流端にはプラグ52が設けられている。このプラグ52を商用電源に接続されたコンセント(outlet (socket):図示せず)に差し込むことにより、商用電源から電源電力供給路53に電力が供給される。少なくとも燃料電池1の発電停止後において、換気ファン12を動作させる場合、電源電力供給路53を通じて商用電源より供給される電力が使用されるように構成されているので、電力遮断器53を操作者が操作することにより、換気ファン12による換気動作を停止することができる。また、プラグ52をコンセントから抜くことにより、換気ファン12への動作電力の供給を停止することもできる。ここで、この電力遮断器53及びプラグ52は、ぞれぞれ、本発明における「操作者の手動操作により換気ファン12へ換気動作を停止する停止器」の一例である。なお、本実施の形態の燃料電池システムでは、電力遮断器53及びプラグ52の両方を設けているが、プラグ52のみを設ける形態を採用しても構わない。
ここで、「停止器」について説明する。「停止器」は、操作者の手動操作により換気ファンの換気動作を停止するものであればよい。「操作者の手動操作により換気ファンの換気動作を停止する」形態には、少なくとも以下の2つの形態が含まれる。第1の形態は、換気ファンへの電力供給を、操作者の手動操作により物理的に遮断する形態である。上述の電力遮断器51及びプラグ52はこの第1の形態を例示したものである。第2の形態は、操作者の手動操作によって換気ファンの換気動作を停止する指令が制御器に入力され、当該制御器がその指令に基づいて換気ファンの換気動作を停止する形態である。この形態は、例えば、制御器が換気ファンへの電力供給を、換気ファンへの電源電力供給路53上に設けられたスイッチをOFFすることにより遮断するよう構成してもよく、あるいは、制御器が換気ファンの回転速度をゼロになるよう制御するように構成してもよい。
また、燃料電池システムは、燃料電池システムに異常が生じたときに異常の旨を報知する表示器15を備えている。表示器15として、例えば液晶パネルが用いられる。
次に、以上のように構成された燃料電池システムの動作(燃料電池システムの運転方法)を説明する。なお、以下に説明する燃料電池システムの動作は、特に断りのない限り、制御器10の制御により遂行される。
なお、上記のように構成される本実施の形態の燃料電池システムにおいて、「可燃性ガス経路」は、原料ガス供給路4、水素生成装置2、燃料ガス経路17、燃料電池1内の燃料ガス流路1a、オフガス供給路18より構成される。また、上記原料ガス源は、「可燃性ガス経路」を流れる可燃性ガスを供給する、正圧の供給圧を有する可燃性ガス源の一例である。
まず、一般的な動作を簡単に説明する。燃料電池システムは、起動処理と、発電運転と、停止処理と、停止状態との4つの動作モードを有する。これらの4つの動作モードは制御器10の制御により遂行される。起動処理は、燃料電池システムを安全かつ円滑に立ち上げて発電運転に移行させる動作である。発電運転は発電を行う動作である。停止処理は燃料電池システムを発電運転から安全かつ円滑に停止させて停止状態に移行させる動作である。停止状態とは発電に直接関与する構成要素は停止しており、制御器10は動作している状態で、停止状態には、次回の起動を待機している待機状態とメンテ作業等により異常状態が解除されるまで、待機状態に移行できない異常停止状態とがある。
図1において、燃料電池システムは、制御器10からの起動開始の制御信号により起動する。制御器10は、例えば、図示されない負荷電力検知器で検知される負荷電力が所定値以上となったとき、又は操作器14から運転指令が入力されたときに起動開始の制御信号を出す。具体的には、制御器10は、まず、遮断弁21に開放指令を出し、その後、原料ガス流量調整器5、水供給器6、燃焼空気供給器7、酸化剤ガス供給器8、換気ファン12に動作指令を出す。制御器10は、原料ガス流量調整器5を制御することで、原料ガス供給路4を通じて水素生成装置2に原料ガスを供給する。また、水供給器6を制御することで、水供給路16を通じて水素生成装置2に水を供給する。さらに、制御器10は、起動時に限り図示されない経路により原料ガス又は水素生成装置2で生成された水素リッチな燃料ガスを燃焼器3に供給するとともに燃焼空気供給器7を制御して燃焼空気供給路19を通じて燃焼空気を燃焼器3に供給し、それにより水素生成装置2に燃焼熱を供給する。
これにより、水素生成装置2では、水供給器6から供給される水が燃焼器3から供給される燃焼熱により蒸発させられて水蒸気が生成され、原料ガス流量調整器5で流量調整された原料ガスとこの水蒸気とが燃焼器3から供給される燃焼熱を利用して水蒸気改質反応されて水素リッチな燃料ガスが生成される。そして、この水素リッチな燃料ガスが燃料電池1内の燃料ガス流路1aに供給され、一方、酸化剤ガス供給器8から酸化剤ガスとしての空気が燃料電池1内の酸化剤ガス流路1bに供給される。
燃料電池1では、これらの供給されたガスが反応し、発電を行う。燃料電池1で消費されなかった水素リッチな燃料ガスはオフガス供給路18を通じて燃焼器3に供給され、燃焼空気供給路19を通じて供給される燃焼空気を用いて燃焼される。なお、この時点で、図示されない経路による原料ガス又は水素生成装置2で生成された水素リッチな燃料ガスの燃焼器3への供給が制御器10により停止される。
これにより、燃料電池システムでは、燃料電池1により発電が行われる。また、換気ファン12は動作している。
そして、制御器10からの運転停止の制御信号が出力されると、燃料電池システムは停止処理を開始する。制御器10は、例えば、図示されない負荷電力検知器で検知される負荷電力が所定値未満となったとき、又は使用者の操作により操作器14から運転停止指令が入力されたときに運転停止の制御信号を出す。具体的には、制御器10は、原料ガス流量調整器5、水供給器6、燃焼空気供給器7、及び酸化剤ガス供給器8に停止指令を出し、その後、遮断弁21に閉止指令を出す。これにより、原料ガス流量調整器5、水供給器6、燃焼空気供給器7、及び酸化剤ガス供給器8が停止し、かつ遮断弁21が閉止される。その後、制御器10は換気ファン12に停止指令を出し、それより換気ファン12が停止する。これにより、燃料電池システムは停止状態(待機状態)となる。
次に、本実施の形態の特徴的動作であるガス漏れ異常処理を、図2(a)を用いて説明する。
図2(a)は図1の燃料電池システムにおけるガス漏れ異常処理の内容を示すフローチャートである。図2(a)にはガス漏れ異常処理のうち、制御器10の制御により実行されるステップのみが示されている。このガス漏れ異常処理は、制御器10において、記憶部に格納されたガス漏れ異常処理プログラムを演算部が読み出して実行することにより遂行される。また、このガス漏れ異常処理は、燃料電池システムの運転中、すなわち、起動処理、発電、及び停止処理の少なくともいずれか一つにおいて実行される。
燃料電池システムの運転中において、制御器10は、ガス漏れを検知したか否か判定する(ステップS1)。具体的には、制御器10は、ガス漏れ検知器9の出力電圧が所定の閾値以上であるとガス漏れ(筐体11内への可燃性がガス漏れ)を検知したと判定する。一方、検知器9の出力電圧が所定の閾値未満であるとガス漏れを検知しないと判定する。ガス漏れを検知しない場合(ステップS1でNO)には、制御器10はステップS1に戻り、再度、ガス漏れを検知したか否か判定する。従って、この場合には、燃料電池システムの運転が継続される。
一方、ガス漏れを検知した場合には、燃料電池システムは、ガス漏れ異常処理を開始する。具体的には、制御器10は燃料電池システムの停止処理を開始する(ステップS2)。
次に、制御器10は、表示器15に対し、ガス漏れ異常表示指令を出す(ステップS3)。これにより、表示器15はガス漏れ異常が生じた旨の表示を行う。これにより、ガス漏れ異常が発生したことがユーザに報知される。その結果、この表示器15のガス漏れ異常表示を見たユーザは、メンテナンスマン(maintenance man)を呼ぶ。
そして、停止処理としての所定の動作が実行され、燃料電池システムの停止処理が完了する。この停止処理おいては遮断弁21が閉止され、かつ換気ファン12の換気動作が実行される。制御器10は、燃料電池システムの停止処理が完了した後も、換気ファン12に運転指令を出す(ステップS4)。これにより、換気ファン12による換気動作を実行する。また、制御器10は、停止処理が完了した後も、ガス漏れ異常表示指令を出力し、表示器15はガス漏れ異常表示を継続する。なお、この停止状態は、異常停止状態であるため、制御器10は、燃料電池システムの次回起動を許可しない状態に設定されており、使用者が、操作器14を介して運転開始の指示を入力しても、燃料電池システムの運転は開始されない。また、換気ファン12による上記換気動作は、連続的に換気ファン12を動作させる換気動作であってもよいし、換気ファン12の動作期間と停止期間とを周期的に繰返す、間欠的な換気動作であってもよい。
この後、メンテナンスマンが燃料電池システムの設置場所に到着し、ガス漏れ異常に対してメンテ作業を行う。その際に、メンテナンスマンが、停止器としての電力遮断器51の操作部を操作して商用電源から電源電力供給路53への電力供給を遮断することにより、換気ファン12の動作を停止させる。なお、メンテナスマンは、電力遮断器51を操作する代わりに停止器としてのプラグ52をコンセントから抜いて換気ファン12の動作を停止させてもよい。この停止器としての電力遮断器51又はプラグ52の操作により、制御器10の電源電力も遮断され、制御器10が停止して制御器10による上記ガス漏れ異常停止処理(ステップS4)が中止される。これにより、表示器15の表示動作が停止されてそのガス漏れ異常表示が消える。
このように、本実施の形態の燃料電池システムは、燃料電池システムへの商用電源からの電力供給を停止器(電力遮断器51またはプラグ52)を用いてメンテナンスマンの手動操作により物理的に遮断することで換気ファンの換気動作の停止及び表示器15へのガス漏れ異常表示が停止され、ガス漏れ異常処理が完了する。なお、上記においては、換気ファン12の換気動作以外の停止動作の完了をもって停止処理完了としたが、停止器(電力遮断器51、またはプラグ52)による換気ファン12の換気動作の停止をもって停止処理完了としてもよい。また、本実施の形態の燃料電池システムにおいては、ガス漏れ箇所が停止処理完了後もガス漏れが継続する可能性の高い場所であるか否かに拘わらず、具体的には、ガス漏れ箇所が遮断弁21の上流であるか否かに拘わらず、このガス漏れ異常処理は、一律に実行される。
また、ガス漏れ異常の修理が完了して、メンテナンスマンが停止器(電力遮断器51またはプラグ52)により電源電力供給路53と商用電源との間を導通させると、制御器10が起動される。そして、メンテナンスマンが操作器14を介して異常解除指令を入力すると、制御器10は、燃料電池システムの状態を、起動を許可しない状態(異常停止状態)から起動を許可する状態(待機状態)に変更する。これにより、メンテナンスマンや使用者により操作器14を介して運転開始指令が入力された場合、制御器10は、運転開始指令を出力し、燃料電池システムの起動処理を開始することが可能になる。
なお、上記においては、操作器14を介して異常解除指令を入力することで、制御器10は、起動を許可しない状態から起動を許可する状態に変更するよう構成されているが、停止器(電力遮断器51またはプラグ52)による電源電力供給路53と商用電源との間を導通されることで、制御器10により、商用電源と電源電力供給路53との間が遮断される前の起動を許可しない状態から起動を許可する状態に変更(初期化)される形態を採用しても構わない。また、上記においては、燃料電池システムの発電中において換気ファンが換気動作を実行する形態を採用しているが、発電中において換気ファンが換気動作を実行しない形態を採用しても構わない。
以上のガス漏れ異常処理によれば、燃料電池システムの停止処理が完了した時点では、遮断弁21は当該停止処理において既に閉止されている。しかしながら、ガス漏れが、原料ガス供給路の遮断弁21より上流において発生している場合には、原料ガス供給源が供給圧を有するため、停止処理において遮断弁21が閉止されて以降も、ガス漏れが継続する。ガス漏れが継続しても換気ファンが動作している間は、筐体11内で可燃範囲のガス混合気の生成の進行を抑制することが可能であるが、メンテナンスマンが到着する前に換気ファンの動作を停止してしまうと、筐体11内で可燃範囲のガス混合気の生成が進行し、安全性の点において好ましくない。
そこで、本実施の形態では、ガス漏れ検知器9により可燃性ガスの漏れが検知された場合、停止器(電力遮断器51またはプラグ52)を手動操作することによって換気ファン12への電力供給が停止されるまで換気ファンが動作する(換言すると、停止器によって換気ファン12の換気動作が停止されない限り換気動作を実行する)ので、メンテナンスマンが到着するまで、筐体11内は換気され、漏洩した可燃性ガスは希釈された状態で筐体11の外に拡散排気される。
従って、ガス漏れが原料ガス供給路の遮断弁21より上流において発生している場合(第1のガス漏れである場合)においても、筐体11内における可燃範囲のガス混合気の生成の進行が抑制されるため、従来の燃料電池システムの場合よりも安全性を向上することが可能となる。
なお、上記において、可燃性ガスのガス漏れ異常による異常停止と異なる停止(通常停止及び可燃性ガス漏れの異常と異なる異常による異常停止の少なくともいずれか一方)における換気ファン12の換気動作の制御は、可燃性ガス漏れが生じた場合の安全性に影響を与えるものではないため任意でよい。つまり、上記ガス漏れ異常処理と同様の処理を実行してもいいし、「停止器」によって換気ファン12の換気動作が停止されなくても制御器が換気ファン12の換気動作を停止するよう構成しても構わない。
次に本実施の形態の変形例を説明する。
[変形例1]
本変形例1の燃料電池システムは、運転中(起動処理、発電、及び停止処理の少なくともいずれか一つ)のみならず、停止状態においてもガス漏れ異常処理を実行する。
本変形例1の燃料電池システムは、運転中(起動処理、発電、及び停止処理の少なくともいずれか一つ)のみならず、停止状態においてもガス漏れ異常処理を実行する。
図2(b)は、本発明の実施の形態1の変形例1に係る燃料電池システムの停止状態におけるガス漏れ異常処理の内容を示すフローチャートである。
図2(b)に示すように、停止状態において、制御器10は、ガス漏れを検知したか否かを監視しており(ステップS1)、可燃性ガスのガス漏れを検知したと判定すると(ステップS1においてYES)、換気ファン12の運転を開始させる(ステップS41)。これにより、換気ファン12による換気動作を実行する。また、制御器10は、ガス漏れ異常表示指令を出力し、表示器15はガス漏れ異常を表示する(ステップS42)。
これにより、停止状態におけるガス漏れ異常処理が終了する。なお、換気ファン12の運転とガス漏れ異常の表示とは逆の順序で行ってもよい。
これ以降のメンテナンスマンによる処理は、上述の基本形態(図1、図2(a))と同じである。
本変形例1によれば、停止状態においても、筐体11内における可燃範囲のガス混合気の生成の進行が抑制されるため、従来の燃料電池システムの場合よりも安全性を向上することが可能となる。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2の燃料電池システムは、上述の基本形態又は変形例1の燃料電池システムが操作者の手動操作によって換気ファン12の換気動作を停止させる指令(以下、換気動作停止指令という)を制御器に入力する操作器を備え、可燃性ガスの漏れが生じると、当該制御器が換気動作停止指令が入力されない限り換気ファンの換気動作を実行するように構成されている。
本発明の実施の形態2の燃料電池システムは、上述の基本形態又は変形例1の燃料電池システムが操作者の手動操作によって換気ファン12の換気動作を停止させる指令(以下、換気動作停止指令という)を制御器に入力する操作器を備え、可燃性ガスの漏れが生じると、当該制御器が換気動作停止指令が入力されない限り換気ファンの換気動作を実行するように構成されている。
図3(a)は、実施の形態2の燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
図3(a)に示すように、本実施の形態2の燃料電池システムでは、操作器14に上述の異常解除指令入力用の停止ボタン14aが設けられている。操作者が停止ボタン14aを操作すると、換気ファン12の換気動作を停止させるための停止指令(換気動作停止指令)としての異常解除信号が制御器10に入力される。制御器10は、異常解除信号が入力されると、換気ファン12の換気動作を停止するよう制御する。すると、換気ファン12は、停止する。それ故、本実施の形態2では、操作器14と制御器10が「停止器」を構成している。
具体的には、例えば、換気ファン12は、ファン(12)とこのファンを駆動するモータ(図示せず)とを備えていて、電源電力供給路53からこのモータに電力を供給する経路上にスイッチが設けられて構成されている。そして、制御器10の制御によりスイッチがONすると、モータに電力が供給される。これより、モータがファンを駆動して換気ファン12の換気動作が実行される。一方、制御器10の制御によりスイッチがOFFされると、モータへの電力供給が停止される。これより、モータが停止して換気ファン12の換気動作が停止する。
そして、上述の基本形態及び変形例1のガス漏れ異常処理において、メンテナンスマンが操作器14の停止ボタン14aを操作しない限り、制御器10は、上記スイッチをONさせて換気ファン12の換気動作を実行し、停止ボタン14aが操作されてはじめて上記スイッチをOFFさせて、換気ファン12の換気動作を停止する。
なお、上述のスイッチのON/OFF制御に基づく換気ファン12の換気動作のON/OFF制御に代えて、制御器10による換気ファン12のモータの回転速度制御により換気ファン12の換気動作のON/OFF制御を実行するよう構成されていても構わない。具体的には、制御器10の制御によりモータを所定の速度で回転させることで換気動作を実行し、制御器10の制御によりモータの回転速度をゼロにしてモータを停止させることで換気動作を停止させるよう構成される。この構成においても同様に、上述の基本形態及び変形例1のガス漏れ異常処理において、メンテナンスマンが操作器14の停止ボタン14aを操作しない限り、制御器10は、モータを所定の速度で回転させ、換気ファン12の換気動作を実行する。そして、停止ボタン14aが操作されてはじめて、モータの回転速度をゼロにしてモータを停止させ、換気ファン12の換気動作を停止する。
なお、本実施の形態2においては、使用者が燃料電池システムを操作する操作器とメンテナンスマンが操作する操作器を兼用する形態であるが、使用者用の操作器とメンテナンスマン用の操作器とを個別に設ける形態を採用しても構わない。その場合、操作ボタン14aを供える操作器14が、メンテナンスマン用の操作器となる。
次に、以上のように構成された本実施の形態2の燃料電池システムの動作を説明する。
図3(b)は本発明の実施の形態2に係る燃料電池システムのガス漏れ異常処理の内容を示すフローチャートである。
図3(b)に示すように、本実施の形態2の燃料電池システムにおけるガス漏れ異常処理は、ステップS1からS4までは実施の形態1の燃料電池システムにおけるガス漏れ異常処理(図2(a))と同じである。
本実施の形態では、制御器10は、ステップS4で換気ファン12に運転指令を出した後、操作器14から異常解除信号が入力されたか否か判定する(ステップS5)。異常解除信号が入力されていない場合には、ステップS4及びステップS5を繰り返して異常解除信号が入力されるのを待機する。この間に、メンテナンスマンが燃料電池システムの設置場所に到着し、メンテナンスマンが、停止器としての停止ボタン14aを操作すると、操作器14から異常解除信号が制御器10に入力されて(ステップS5でYES)、制御器10は、換気ファン12の換気動作を停止させる(ステップS6)。また、制御器10は、表示器15にガス漏れ異常表示解除指令を出す(ステップS7)。これにより、表示器15のガス漏れ異常表示が消える。
また、制御器10は、操作器14からの異常解除信号の入力に伴い、燃料電池システムの状態を、起動を許可しない状態(異常停止状態)から燃料電池システムの起動を許可する状態(待機状態)に変更する。これにより、メンテナンスマンや使用者により操作器14を介して運転開始指令が入力された場合、制御器10は、運転開始指令を出力し、燃料電池システムの起動処理を開始することが可能になる。
以上により、制御器10は、このガス漏れ異常処理を完了する。なお、上記においては、換気ファン12の換気動作以外の停止動作の完了をもって停止処理完了としたが、操作器14からの異常解除信号の入力による換気ファン12の停止をもって停止処理完了としてもよい。
[変形例]
図3(c)は、実施の形態2の変形例の燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
図3(c)は、実施の形態2の変形例の燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
上述の燃料電池システムは、操作器14からの異常解除信号が、上記換気動作停止指令、及び燃料電池システムの異常停止状態を解除する異常解除指令の両方を含むよう構成されているが、本変形例では図3(c)に示すように、操作器14に換気動作指令入力用の停止ボタン14bが別途設けられている。そして、操作者により停止ボタン14bが押下されることで、換気ファン12の換気動作が停止し、停止ボタン14aが押下されることで、表示器のガス漏れ異常が消えるとともに、燃料電池システムの状態が、異常停止状態から待機状態に変更される。このような構成として上記と同様の効果が得られる。
以上に説明した本実施の形態においても、実施の形態1と同様の効果が得られる。また、本実施の形態(変形例を除く)では、修理が完了して、燃料電池システムを復帰させるために異常解除指令が入力されると、換気ファン12が停止するとともに表示器15のガス漏れ異常表示が消えるので、復帰操作が簡略化される。
なお、実施の形態1の変形例1を、本実施の形態の燃料電池システムのように構成(修正)してもよい。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係る燃料電池システムは、実施の形態2の燃料電池システムと比較すると、遮断弁21よりも上流における原料ガスのガス漏れである第1のガス漏れの場合と遮断弁21よりも下流における可燃性のガス漏れである第2のガス漏れの場合とで、それぞれ異なるガス漏れ異常処理を行う点と、凍結防止運転を行う点とが実施の形態2の燃料電池システムと異なり、その他の点は実施の形態2の燃料電池システムと同じである。
本発明の実施の形態3に係る燃料電池システムは、実施の形態2の燃料電池システムと比較すると、遮断弁21よりも上流における原料ガスのガス漏れである第1のガス漏れの場合と遮断弁21よりも下流における可燃性のガス漏れである第2のガス漏れの場合とで、それぞれ異なるガス漏れ異常処理を行う点と、凍結防止運転を行う点とが実施の形態2の燃料電池システムと異なり、その他の点は実施の形態2の燃料電池システムと同じである。
図4は本発明の実施の形態3に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。以下、実施の形態2との相違点を詳しく説明する。
[第2のガス漏れを検知する構成]
図4において、本実施の形態では、ガス漏れ検知器が第1のガス漏れ検知器23と第2のガス漏れ検知器26とで構成されている。第1のガス漏れ検知器23は、実施の形態1のガス漏れ検知器9と全く同じである。第1のガス漏れ検知器23は、本実施の形態では、専ら第1のガス漏れを検知する役割を担う。そのため、第1のガス漏れ検知器23は、遮断弁21及び原料ガス供給路4の遮断弁21より上流側の部分からガスが漏れた場合に、その漏れたガスの濃度を検知しやすいように、遮断弁21の上方でかつ遮断弁21の近傍に設置されている。
図4において、本実施の形態では、ガス漏れ検知器が第1のガス漏れ検知器23と第2のガス漏れ検知器26とで構成されている。第1のガス漏れ検知器23は、実施の形態1のガス漏れ検知器9と全く同じである。第1のガス漏れ検知器23は、本実施の形態では、専ら第1のガス漏れを検知する役割を担う。そのため、第1のガス漏れ検知器23は、遮断弁21及び原料ガス供給路4の遮断弁21より上流側の部分からガスが漏れた場合に、その漏れたガスの濃度を検知しやすいように、遮断弁21の上方でかつ遮断弁21の近傍に設置されている。
第2のガス漏れ検知器26は、第2のガス漏れを検知する役割を担う。第2のガス漏れ検知器26は、本実施の形態では、原料ガス供給路4に遮断弁21と原料ガス流量調整器5との間に位置するように設けられた流量計24で構成されている。流量計24は原料ガス供給路4を流れる原料ガスの流量を検知してこれを制御器10に出力する。流量計24として、例えばマスフローメータが用いられる。ここで、この流量計24を用いて第2のガス漏れを検知する原理を説明する。
発電時において、制御器10は、目標発電量に応じて原料ガス流量調整器5を制御して水素生成装置2に供給すべき原料ガスの流量を調整する。この調整は、制御器10が実際の原料ガスの流量を流量計24で検知し、その検知した原料ガスの流量に基づいて原料ガス流量調整器5の出力(操作量)を制御することにより行われる。一方、正常時(ガス漏れが発生していない状態)においては、原料供給路4を流れる原料ガスの流量、ひいては流量計24で検知される原料ガスの流量は、原料ガス流量調整器5の出力(操作量)によって実質的に一義的に定まる。そこで、本実施の形態では、制御器10は、正常時において、流量計24で検知される原料ガスの流量を原料ガス流量調整器5の出力(操作量)と対応させて基準原料ガス流量として記憶する。そして、現在の原料ガス流量調整器5の出力(操作量)に対応する基準原料ガス流量に対する、流量計24で検知される原料ガスの流量の偏差が所定の閾値流量以上である場合には、原料ガス及び原料ガスに由来するガスの流路における流量計24より下流側の部分からのガス漏れ(以下、第2のガス漏れという)が発生していると判定する。ここで、所定の閾値流量は、例えば、1.0L/minとされる。この所定の閾値流量は、燃料電池システムの構成、第2のガス漏れの検知精度等に応じて適宜設定することができる。かくして、流量計24を用いて第2のガス漏れが検知される。
また、本実施の形態では、第1のガス漏れ検知器23による第1のガス漏れ検知より先に、第2のガス漏れ検知器26によって第2のガス漏れを検知できるように、第2のガス漏れ検知器26及び第1のガス漏れ検知器23のガス漏れ検知条件が設定されている。このガス漏れ検知条件は、実験やシミュレーション等によって適宜決定される。よって、第1のガス漏れ、すなわち遮断弁21もしくは遮断弁21より上流からのガス漏れは第1のガス漏れ検知器23により検知され、かつ第2のガス漏れ、すなわち、遮断弁21より下流からのガス漏れは第2のガス漏れ検知器26により検知される。
さらに、本実施の形態では、制御器10は、第1のガス漏れ及び第2のガス漏れをそれぞれ検知したときには、表示器15に、第1のガス漏れ異常表示及び第2のガス漏れ異常表示をそれぞれ行うよう構成されている。
また、操作器14は、第1のガス漏れ異常解除指令及び第2のガス漏れ異常解除指令を入力するための停止ボタン14aを備えている。停止ボタン14aを操作して、第1のガス漏れ異常解除指令及び第2のガス漏れ異常解除指令がそれぞれ入力されると、第1のガス漏れ異常解除信号及び第2のガス漏れ異常解除信号をそれぞれ制御器10に出力し、制御器10は、これらの信号を受け取ると、それぞれ異常解除処理を行って燃料電池システムを復帰させるよう構成されている。
[凍結防止運転に関する構成]
本実施の形態の燃料電池システムは、燃料電池システムの運転に関係する水が流れる水経路の一例である水供給器6と水供給路16とを加熱する加熱器27と、筐体11内の雰囲気の温度を検知する温度検知器28とを備えている。加熱器27は、例えば電気ヒータで構成される。加熱器28の動作は制御器10によって制御される。温度検知器28としては、例えば、熱電対、サーミスタ等の温度センサが用いられる。温度検知器28で検知される温度は制御器10に出力される。制御器10は、温度検知器28で検知される温度が氷点と同一または氷点よりも高い所定の閾値温度以下の場合に、凍結防止運転として、加熱器27を動作させる。それにより、水供給器6と水供給路16の水の凍結が防止される。なお、本実施の形態では、加熱器27は水供給器6と水供給路16を加熱するように設けられたが、燃料電池システム内の他の水経路、例えば、燃料電池1を冷却する冷却水が流れる冷却水経路(図示せず)または燃料電池1を冷却した冷却水が保有する熱を温水として回収する為の熱回収水経路(図示せず)等をも加熱するように設けてもよい。要するに、燃料電池システム内の水経路の凍結を防止できる箇所を加熱するようにければ良い。
本実施の形態の燃料電池システムは、燃料電池システムの運転に関係する水が流れる水経路の一例である水供給器6と水供給路16とを加熱する加熱器27と、筐体11内の雰囲気の温度を検知する温度検知器28とを備えている。加熱器27は、例えば電気ヒータで構成される。加熱器28の動作は制御器10によって制御される。温度検知器28としては、例えば、熱電対、サーミスタ等の温度センサが用いられる。温度検知器28で検知される温度は制御器10に出力される。制御器10は、温度検知器28で検知される温度が氷点と同一または氷点よりも高い所定の閾値温度以下の場合に、凍結防止運転として、加熱器27を動作させる。それにより、水供給器6と水供給路16の水の凍結が防止される。なお、本実施の形態では、加熱器27は水供給器6と水供給路16を加熱するように設けられたが、燃料電池システム内の他の水経路、例えば、燃料電池1を冷却する冷却水が流れる冷却水経路(図示せず)または燃料電池1を冷却した冷却水が保有する熱を温水として回収する為の熱回収水経路(図示せず)等をも加熱するように設けてもよい。要するに、燃料電池システム内の水経路の凍結を防止できる箇所を加熱するようにければ良い。
次に以上のように構成された燃料電池システムの特徴的動作としてガス漏れ異常処理と凍結防止運転とを説明する。
[ガス漏れ異常処理]
図5は第1のガス漏れ異常処理の内容を示すフローチャートである。図6は第2のガス漏れ異常処理の内容を示すフローチャートである。
図5は第1のガス漏れ異常処理の内容を示すフローチャートである。図6は第2のガス漏れ異常処理の内容を示すフローチャートである。
本実施の形態では、制御器10は、第1のガス漏れを処理する第1のガス漏れ異常処理と第2のガス漏れを処理する第2のガス漏れ異常処理とを並行して行う。第1のガス漏れ異常処理及び第2のガス漏れ異常処理は燃料電池システムの運転中、すなわち、起動処理、発電、及び停止処理のいずれか一つにおいて実行される。
まず、第1のガス漏れ異常処理について説明する。
図5において、まず、制御器10は、第1のガス漏れを検知したか否か判定する(ステップS11)。具体的には、制御器10は、第1のガス漏れ検知器23の出力電圧が所定の閾値以上であると第1のガス漏れ(原料ガス供給路の遮断弁21より上流側の部分(遮断弁21を含む)からのガス漏れ)を検知したと判定する。一方、検知器23の出力電圧が所定の閾値未満であると第1のガス漏れを検知しないと判定する。
第1のガス漏れを検知しない場合(ステップS11でNO)には、再度、ステップS11に戻り、第1のガス漏れ判定処理を実行する。
一方、第1のガス漏れを検知した場合には、制御器10は、第1のガス漏れ異常処理として、燃料電池システムの停止処理を開始する(ステップS12)。
次に、制御器10は、表示器15に対し、第1のガス漏れ異常表示指令を出す(ステップS13)。これにより、表示器15は第1のガス漏れ異常が生じた旨の表示を行う。これにより、第1のガス漏れ異常、すなわち可燃性ガスの漏れが発生したことがユーザに報知される。その結果、この表示器15の第1のガス漏れ異常表示を見たユーザは、メンテナンスマンを呼ぶ。
そして、停止処理としての所定の動作が実行され、燃料電池システムの停止処理が完了する。この停止処理おいては遮断弁21が閉止され、かつ換気ファン12が動作させられる。
制御器10は、燃料電池システムの停止処理が完了した後も、換気ファン12に運転指令を出す(ステップS14)。これにより、換気ファン12による換気動作を実行する。その結果、実施の形態1で説明したように、遮断弁21よりも上流の原料ガス供給路4より継続的に漏れた原料ガスが、操作器14から第1のガス漏れ異常解除信号が入力されるまで、筐体11内に吸入される外気で希釈されて筐体11外に排出され、可燃範囲のガス混合気の生成の進行が抑制される。つまり、停止器(操作器14及び制御器10)によって換気ファン12の換気動作が停止されない限り換気動作を実行するので、従来の燃料電池システムの場合よりも安全性を向上することが可能となる。
その後、制御器10は、操作器14から第1のガス漏れ異常解除信号が入力されたか否か判定する(ステップS15)。メンテナンスマンは、この間、第1のガス漏れ異常に対してメンテナンス作業を行っているが、それが終了すると、第1のガス漏れ異常解除指令を、操作器14を操作して入力する。すると、操作器14は第1のガス漏れ異常解除信号を制御器10に出力する。
制御器10は、第1のガス漏れ異常解除信号が入力されていない場合には、第1のガス漏れ異常解除信号が入力されるのを待機する(ステップS15でNOでステップS14,S15を繰返し実行する)。
一方、第1のガス漏れ異常解除信号が入力された場合(ステップS15でYES)には、制御器10は、換気ファン12に運転停止指令を出し(ステップS16)、かつ表示器15に第1のガス漏れ異常表示解除指令を出す。これにより、換気ファン12が停止し、かつ表示器15の第1のガス漏れ異常表示が消える。従って、この第1のガス漏れ異常処理における操作器14及び制御器10は、操作者の手動操作により換気ファン12の換気動作を停止する「停止器」を構成している。また、制御器10は、燃料電池システムの状態を、起動を許可しない状態(異常停止状態)から燃料電池システムの起動を許可する状態(待機状態)に変更する。これにより、燃料電池システムが復帰する。これにより、メンテナンスマンや使用者により操作器14を介して運転開始指令が入力された場合、制御器10は、運転開始指令を出力し、燃料電池システムの起動処理を開始することが可能になる。
以上により、制御器10は、この第1のガス漏れ異常処理を完了する。なお、上記においては、換気ファン12の換気動作以外の停止動作の完了をもって停止処理完了としたが、操作器14からの第1のガス漏れ異常解除信号の入力による換気ファン12の停止をもって停止処理完了としてもよい。
また、本実施の形態の燃料電池システムは、第1のガス漏れ異常解除指令及び第2のガス漏れ異常解除指令のそれぞれを停止ボタン14aを操作して、入力可能な構成としたが、第1のガス漏れ異常解除指令及び第2のガス漏れ異常解除指令を、それぞれ入力するための停止ボタンを個別に設ける形態を採用しても構わない。
また、本実施の形態の燃料電池システムは、操作器14からの第1の異常解除信号が、換気ファンの換気動作停止指令、及び燃料電池システムの異常停止状態を解除する異常解除指令の両方を含むよう構成されているが、操作器14に換気動作指令入力用の停止ボタン14bを別途設け、操作者により停止ボタン14bが押下されることで、換気ファン12の換気動作が停止し、停止ボタン14aが押下されることで、表示器のガス漏れ異常が消えるとともに、燃料電池システムの状態が、異常停止状態から待機状態に変更される形態を採用しても構わない。
次に、第2のガス漏れ異常処理について説明する。
図6において、まず、制御器10は、第2のガス漏れを検知したか否か判定する(ステップS31)。具体的には、本実施の形態では、制御器10は、第2のガス漏れ検知器26を構成する流量計24で検知される原料ガスの流量の基準原料ガス流量に対する偏差が所定の閾値流量以上である場合には、第2のガス漏れを検知したと判定し、流量計24で検知される原料ガスの流量の基準原料ガス流量に対する偏差が所定の閾値流量未満である場合には第2のガス漏れを検知しないと判定する。
第2のガス漏れを検知しない場合(ステップS31でNO)には、再度、ステップS31に戻り、第1のガス漏れ判定処理を実行する。
一方、第2のガス漏れを検知した場合には、制御器10は、第2のガス漏れ異常処理として、燃料電池システムの停止処理を開始する(ステップS32)。
次に、制御器10は、表示器15に対し、第2のガス漏れ異常表示指令を出す(ステップS33)。これにより、表示器15は第2のガス漏れ異常、すなわち、遮断弁21より下流側からのガス漏れが発生した旨の表示を行う。これにより、遮断弁21より下流側からのガス漏れが発生したことがユーザに報知される。その結果、この表示器15の第2のガス漏れ異常表示を見たユーザは、メンテナンスマンを呼ぶ。一方、この停止処理おいては、遮断弁21が閉止され、かつ換気ファン12が動作する。それ故、漏れたガスは筐体11内に吸入される外気で希釈されて筐体11外に排出され、可燃範囲のガス混合気の生成の進行が抑制される。
やがて、換気ファン12の換気動作が停止され、燃料電池システムの停止処理が完了する。なお、換気ファン12の上記換気動作による換気量は、第2のガス漏れ異常により漏洩した可燃性ガスが筐体11内で燃焼下限界未満となるまで低減されると推定される換気量であることが好ましい。この換気量条件は、実験やシミュレーション等によって適宜決定され、決定された換気量条件に基づき換気動作時における換気ファン12の操作量及び動作時間が適宜設定される。ここで、第2のガス漏れ異常は、遮断弁21の下流側でのガス漏れであるため、停止処理として遮断弁21を閉止した後に、可燃性ガスが漏洩する可能性が低い。あるいは、遮断弁21を閉止後に可燃性ガスの漏れが継続したとしても、最大でも水素生成装置2及び燃料電池1を含む原料ガス経路及び燃料ガス経路内の可燃性ガスが漏洩するだけで、可燃性のガス漏れ量は限定的である。従って、第2のガス漏れ異常処理においては、停止処理において実行される換気ファン12の換気動作を、操作器14により停止指令が入力されるまで継続せず、停止処理完了後に換気ファン12の換気動作を停止し(換言すれば、「停止器」によって換気ファン12の換気動作が停止されなくても換気ファン12の換気動作を停止し)、換気ファン12の電力消費の低減が図られる。これにより、実施の形態1及び2の燃料電池システムのように、可燃性ガスの漏洩が生じた場合に、停止処理として遮断弁21を閉止した後に可燃性ガス漏洩が継続するか否かに拘わらず、換気ファンの動作を継続する場合に比べ、安全性の低下を抑制しながら燃料電池システムの効率向上が図られる。
なお、第1のガス漏れ異常処理(図5のステップS12以降)と、第2のガス漏れ異常処理(図6のステップS32以降)とは、第1のガス漏れ異常処理の方が、優先される。具体的には、第2のガス漏れ異常処理における停止処理をしている際に、第1の異常が検知された場合、第1の異常処理が優先され、換気ファン12の換気動作は操作器14により停止指令が入力されるまで継続される。
次に、制御器10は、ステップS35において、操作器14から第2のガス漏れ異常解除信号が入力されたか否か判定する。メンテナンスマンは、この間、第2のガス漏れ異常に対するメンテナンス作業を行っているが、それが終了すると、第2のガス漏れ異常解除指令を、操作器14を操作して入力する。すると、操作器14は第2のガス漏れ異常解除信号を制御器10に出力する。
制御器10は、第2のガス漏れ異常解除信号が入力されていない場合には、第2のガス漏れ異常解除信号が入力されるのを待機する(ステップS35でNOでかつステップS35を繰返し実行する)。
一方、第2のガス漏れ異常解除信号が入力された場合(ステップS35でYES)には、制御器10は、表示器15に第2のガス漏れ異常表示解除指令を出す。これにより、表示器15の第2のガス漏れ異常表示が消える。また、制御器10は、燃料電池システムの状態を、起動を許可しない状態(異常停止状態)から燃料電池システムの起動を許可する状態(待機状態)に変更する。これにより、メンテナンスマンや使用者により操作器14を介して運転開始指令が入力された場合、制御器10は、運転開始指令を出力し、燃料電池システムの起動処理を開始することが可能になる。
以上により、制御器10は、この第2のガス漏れ異常処理が完了する。
なお、第2のガス漏れ異常処理における停止処理をしている際に、第1の異常が検知された場合は、表示器15においては、第1のガス漏れ異常表示と第2のガス漏れ異常表示とが同時に実行され、燃料電池システムの状態は、メンテナンスマンにより操作器14より第1のガス漏れ異常解除指令及び第2のガス漏れ異常解除指令の両者が入力されてから起動を許可しない状態(異常停止状態)から起動を許可する状態(待機状態)に変更される。
[凍結防止運転]
凍結防止運転として、制御器10は、温度検知器28が検知する温度が氷点と同一または氷点よりも高い所定の閾値温度以下の場合に加熱器27を動作させる。これにより、水供給器6と水供給路16の水の凍結が防止される。
凍結防止運転として、制御器10は、温度検知器28が検知する温度が氷点と同一または氷点よりも高い所定の閾値温度以下の場合に加熱器27を動作させる。これにより、水供給器6と水供給路16の水の凍結が防止される。
ここで、この凍結防止運転と、上述のガス漏れ異常処理との関係について特に説明する。上述のように、本実施の形態では、低温環境下において、筐体11内の水経路が凍結するのを防止する為に、加熱器27を用いて水経路を加熱することで凍結を防止する。しかしながら、換気ファン12が動作している場合は、吸気口13Aから外の冷気が筐体11内に取り込まれて筐体11内が換気されるので、筐体11内の雰囲気温度がより低下する。その結果、凍結防止に必要な加熱器27の消費電力が増加せざるを得ない。つまり、凍結防止運転時に換気ファン12の換気動作が実行されると、燃料電池システムの効率が低下してしまう。しかしながら、本実施の形態の燃料電池システムは、可燃性ガスの漏れが検知されたとしても、遮断弁21より下流側の可燃性ガス経路からのガス漏れである場合には、操作器14より停止指令が入力されるまで換気ファン12の換気動作を継続させず、停止処理の完了後に換気ファン12を停止させるので、凍結防止運転時に換気ファン12の換気動作は実行されず、加熱器27の消費電力を低減することができる。つまり、本実施の形態の燃料電池システムは、遮断弁閉止後に可燃性ガスの漏洩が継続するか否かに拘わらず、換気ファンの動作を継続する実施の形態1及び2の燃料電池システムに比べ、凍結防止運転に要する消費電力が低減され、燃料電池システムの効率を向上することができる。
次に、本実施の形態における第2のガス漏れ検知器26の変形例を説明する。
[変形例1]
図7は本実施の形態における第2のガス漏れ検知器26の変形例を示すブロック図である。
図7は本実施の形態における第2のガス漏れ検知器26の変形例を示すブロック図である。
図7に示すように、本変形例では、第2のガス漏れ検知器26が圧力計25で構成されている。圧力計25は原料ガス供給路4の原料ガスの圧力を検知してこれを制御器10に出力する。圧力計25として、例えば、歪抵抗等の感圧素子を用いた圧力センサが用いられる。
また、本変形例では、オフガス遮断弁22が、オフガス供給路18に設けられている。オフガス遮断弁22はその開放及び閉止により、オフガス供給路18上のガスの流通を許容及び遮断する。オフガス遮断弁22の動作は制御器10によって制御される。
次に、圧力計25とオフガス遮断弁22とを用いて第2のガス漏れを検知する原理を説明する。
制御器10は、まず、原料ガス供給路4上の遮断弁21を開放し、オフガス供給路18上のオフガス遮断弁22を閉止する。すると、原料ガス供給源から供給される原料ガスの供給圧(通常、大気圧に対して正圧であり、例えば原料ガスが都市ガス13Aである場合には約+2kPa。)が、原料ガス及び原料ガス由来のガス経路(以下、可燃性ガス経路という)における、原料ガス供給路4から、水素生成装置2、及び燃料電池1を含んでオフガス遮断弁22に渡る区間に掛かる。次に、制御器10は、遮断弁21を閉止する。もし、遮断弁21とオフガス遮断弁22との間の可燃性ガス経路からのガス漏れがない場合には、圧力計25では原料ガスの供給圧と同じ圧力が検知されるはずである。一方、遮断弁21とオフガス遮断弁22との間の可燃性ガス経路からのガス漏れが発生している場合には、圧力計25では原料ガスの供給圧より低い圧力が検知されるはずである。そこで、本変形例では、制御器10には、原料ガスの供給圧(正確には供給圧に圧力検知誤差を加算したもの)に相当する所定の閾値圧力が設定されており、制御器10は、圧力計25により検知される圧力が所定の閾値圧力より低い場合は、可燃ガス経路の遮断弁21より下流側の部分からのガス漏れ、すなわち、第2のガス漏れが発生していると判定し、圧力計25により検知される圧力が所定の閾値圧力以上の場合は、可燃ガス経路の遮断弁21より下流側の部分からのガス漏れ、すなわち、第2のガス漏れは発生していないと判定する。かくして、圧力計25とオフガス遮断弁22とを用いて第2のガス漏れが検知される。
上述の所定の閾値圧力として、ここでは、1kPaの圧力値が設定される。但し、この所定の閾値圧力は必ずしも1kPaである必要はなく、燃料システムの構成やガス漏れ検知精度に合わせて設定すればよい。
この第2のガス漏れ検知器26を用いる場合には、オフガス遮断弁22及び遮断弁21を閉止する必要があるので、燃料電池システムの運転中に連続的にガス漏れ検知を行うことはできない。そこで、本変形例では、燃料電池システムの発電運転以外の起動処理及び停止処理の少なくともいずれか一方においてガス漏れ検知が実行される。
なお、第2のガス漏れを検知するために、オフガス供給路18上に設置したオフガス遮断弁22を利用したが、これに限らず、可燃性ガス経路の圧力計25より下流側の可燃性ガス経路であれば、いずれの開閉弁を利用してもよい。
なお、本実施の形態における燃料電池システムでは、第2のガス漏れ検知器26として、流量計24又は圧力計25を用いたが、必ずしもこの2つである必要はなく、遮断弁21よりも下流の可燃性ガス経路からの筐体11内へのガス漏れを検知することが可能であれば、他の検知器を用いてもよい。例えば、燃料電池1で発電した電圧を検知する電圧検知器(図示せず)や、燃焼器3での燃焼の失火を検知する失火検知器(図示せず)、燃焼器3での燃焼排ガス中に含まれる一酸化炭素を検知するCO検知器(図示せず)、または改質器(図示せず)の温度を検知する改質温度検知器(図示せず)を第2のガス漏れ検知器26として用いてもよい。
これは、原料ガスが通常通り供給されているにもかかわらず、電圧検知器による検知電圧が閾値電圧より低い場合は、水素生成装置2や燃料ガス経路17より燃料ガスが漏洩し、燃料電池1に供給される燃料ガス流量が異常に低下している可能性が想定される。また、失火検知器が燃焼器3での失火を検知した場合は、原料ガス供給路4から燃焼器3に至るまでの可燃性ガス経路においてガス漏れが生じ、燃焼器3に供給される可燃ガスの流量が低下している可能性が想定される。また、CO検知器で検知されるCO濃度が濃度閾値以上である場合、原料ガス供給路4から燃焼器3に至るまでの可燃ガス経路においてガス漏れが生じ、燃焼器3に供給される可燃性ガスの流量が低下している可能性が想定される。また、燃料電池システムの発電運転時において改質温度検知器の検知温度が所定の下限温度以下になった場合、原料ガス供給路4から燃焼器3に至るまでの可燃性ガス経路においてガス漏れが生じ、燃焼器3に供給される可燃性ガスの流量が低下している可能性が想定される。また、燃料電池システムの起動処理において、改質温度検知器の検知温度が改質反応に必要な所定温度にまで上昇すると想定される所定時間を経過しても、この所定温度にまで上昇しない場合、原料ガス供給路4から燃焼器3に至るまでの可燃性ガス経路においてガス漏れが生じ、燃焼器3に供給される可燃性ガス流量が低下している可能性が想定される。
従って、失火検知器(図示せず)、燃焼器3での燃焼排ガス中に含まれる一酸化炭素を検知するCO検知器(図示せず)、または改質器(図示せず)の温度を検知する改質温度検知器(図示せず)を設け、これらの検知器の検出値に対して閾値を適宜設定することにより第2のガス漏れ検知として利用することが可能である。
なお、本実施の形態において、実施の形態1の変形例1のように、燃料電池システムの停止状態においてガス漏れ異常処理を実行してもよい。
(実施の形態4)
実施の形態1乃至3(変形例を含む)では、燃料電池システムが水素生成装置2を備える形態を例示したが、本発明では、燃料電池システムが水素生成装置2を必ずしも備える必要はない。本発明の実施の形態4は、燃料電池システムが、水素生成装置2に代えて、燃料ガス源より燃料ガスが供給される形態を例示するものである。
実施の形態1乃至3(変形例を含む)では、燃料電池システムが水素生成装置2を備える形態を例示したが、本発明では、燃料電池システムが水素生成装置2を必ずしも備える必要はない。本発明の実施の形態4は、燃料電池システムが、水素生成装置2に代えて、燃料ガス源より燃料ガスが供給される形態を例示するものである。
図8は本発明の実施の形態4に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
図8に示すように、本実施の形態の燃料電池システムは、上述の通り、実施の形態1の燃料電池システムと比較すると、水素生成装置2に代えて、燃料ガス源より供給された水素を含む燃料ガスを用いて燃料電池が発電するよう構成されている点が主に異なる。以下、この相違点を中心に説明する。
本実施の形態では、燃料ガス供給源として燃料ガス貯蔵器41が筐体11の内部に配置されている。燃料ガス貯蔵器41は、密閉容器の中に大気圧に対して正圧の燃料ガスが封入されていて、その開口を開放すると、密閉容器から大気圧に対して正圧の供給圧を有する燃料ガスが外部に流出するように構成されている。このような燃料ガス貯蔵器41として、例えば、水素ボンベ、あるいは水素吸蔵合金を内蔵するタンク等が用いられる。燃料ガス貯蔵器41に貯蔵された燃料ガスは、燃料ガス供給路17を通じて燃料電池1内の燃料ガス流路1aに供給される。燃料ガス供給路21には上流側から順に遮断弁21と燃料ガス流量調整器42とが設けられている。遮断弁21はその開放及び閉止により燃料ガス供給路17上の燃料ガスの流通を許容及び遮断する。遮断弁21は、例えば、開閉弁で構成される。また、燃料ガス流量調整器42は、燃料ガス供給路17上の燃料ガスの流量を調整するもので、本実施の形態では、供給圧を有する燃料ガス供給源からの燃料ガスの圧力を減圧して、流量を調整するための流量調整弁で構成される。
ここで、実施の形態1では、遮断弁21及び原料ガス調整器5が燃料ガス源である水素生成装置2の上流側に設けられているが、本実施の形態では、遮断弁21及び燃料ガス流量調整器42が燃料ガス供給源である燃料ガス貯蔵器41の下流に設けられている。しかし、本実施の形態の遮断弁21は、燃料電池1を経由する可燃性ガスの流通を許容及び遮断するという点で実施の形態1の遮断弁21と同様に機能する。また、本実施の形態の燃料ガス流量調整器42は、燃料電池1を経由して流通する可燃性ガスの流量を調整するという点で実施の形態1の原料ガス流量調整器5と同様に機能する。従って、これらの重複する説明を省略する。なお、本実施の形態では、筐体11内の燃料ガス供給路17上に単一の遮断弁21が設けられるよう構成されているが、筐体11内の燃料ガス供給路17上に複数の遮断弁を設ける形態を採用した場合、遮断弁21は、燃料電池システムの発電運転停止時に閉止される上記遮断弁のうち最上流の遮断弁として定義される。
また、本実施の形態では、実施の形態1(図1)における水素生成装置2に付随して設けられた燃焼器3に代えて、独立した燃焼器43が筐体11の内部に設けられている。燃焼器43は、燃料電池1の燃料ガス流路1aから排出されるオフガスを、オフガス供給路18を通じて供給され、かつ燃焼空気供給器7から燃焼空気を、燃焼空気供給路19を通じて供給される。そして、オフガスを、燃焼空気を用いて燃焼させる。この燃焼によって発生した燃焼排ガスは、燃焼排ガス経路44を通じて筐体11の外部に排出される。
また、筐体11の内部には、燃料電池1を冷却するための冷却システムが設けられている。この冷却システムは、燃料電池1を通るように形成された冷却水経路45と冷却装置46とを備えている。冷却装置46は、冷却水経路45に冷却水を通流させるとともに燃料電池1を冷却して昇温した冷却水を放熱させてこれを冷却するよう構成されている。この構成により、燃料電池1が冷却される。なお、本実施の燃料電池システムにおいては、燃焼ガス供給源としての燃料ガス貯蔵器41は、筐体11内部に設けられているが、筐体11外部に設けられていてもよい。なお、この際、遮断弁21は、筐体11内部に設けられる。
これ以外のハードウエアの構成は、実施の形態1の燃料電池システムと同様である。従って、燃料電池システムの制御シーケンスも実施の形態1の制御シーケンスと同様に構成されている。それ故、その重複する説明を省略する。
なお、上記のように構成される本実施の形態の燃料電池システムにおいて、「可燃性ガス経路」は、燃料ガス経路17、燃料電池1内の燃料ガス流路1a、オフガス供給路18より構成される。また、上記燃料ガス源は、「可燃性ガス経路」を流れる可燃性ガスを供給する、正圧の供給圧を有する可燃性ガス源の一例である。
以上のように構成された本実施の形態の燃料電池システムでは、運転時においては、遮断弁1が開放されて、燃料ガス貯蔵器41から燃料ガスが燃料電池1に供給されて発電が行われ、オフガスが燃焼器43で燃焼されて筐体11の外部に排出される。そして、運転中にガス漏れ検知器9が可燃性ガスの漏れを検知すると、実施の形態1と同様のガス漏れ異常処理が行われる。これにより、実施の形態1と同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態の燃料電池システムを、実施の形態2又は3(変形例を含む)の燃料電池システムに適用してもよい。本実施の形態の燃料電池システムを実施の形態3の燃料電池システムに適用する場合には、図7の加熱器27は、例えば、冷却水経路45を加熱するように設ければよい。
(その他の変形例)
[上記実施の形態2乃至4(変形例を含む)の変形例]
上記実施の形態2乃至4(変形例を含む)の燃料電池システムにおいては、「停止器」の形態として、操作者の手動操作によって換気ファンの換気動作を停止する指令が制御器に入力され、当該制御器がその指令に基づいて換気ファンの換気動作を停止する形態を採用した。本変形例の燃料電池システムは、実施の形態2乃至4(変形例を含む)の燃料電池システムにおいて、「停止器」を実施の形態1と同様に換気ファンへの電力供給を、操作者の手動操作により物理的に遮断する形態に代えていることを特徴とし、ガス漏れ異常処理については、実施の形態2乃至4(変形例を含む)の燃料電池システムと同様に実行される。
[上記実施の形態2乃至4(変形例を含む)の変形例]
上記実施の形態2乃至4(変形例を含む)の燃料電池システムにおいては、「停止器」の形態として、操作者の手動操作によって換気ファンの換気動作を停止する指令が制御器に入力され、当該制御器がその指令に基づいて換気ファンの換気動作を停止する形態を採用した。本変形例の燃料電池システムは、実施の形態2乃至4(変形例を含む)の燃料電池システムにおいて、「停止器」を実施の形態1と同様に換気ファンへの電力供給を、操作者の手動操作により物理的に遮断する形態に代えていることを特徴とし、ガス漏れ異常処理については、実施の形態2乃至4(変形例を含む)の燃料電池システムと同様に実行される。
[上記実施の形態1乃至4(変形例を含む)の変形例1]
上記実施の形態1乃至4(変形例を含む)では、電源電力供給路53の上流端にプラグ52が設けられていたが、本変形例では、電源電力供給路53の上流端は電力遮断器51である。図9に示すように、この電力遮断器51は商用電源に接続された分電盤54に電気配線により接続されている。この分電盤54には、操作により電源電力供給路53と商用電源との間を遮断及び接続するブレーカ54aが設けられている。このブレーカ54aを操作することにより、換気ファン12への動作電力の供給を停止して換気ファン12の換気動作を停止させることができる。但し、この分電盤54及びブレーカ54aは、本変形例の燃料電池システムの構成要素ではない。しかしながら、このブレーカ54aを操作して換気ファン12の換気動作を停止させるステップは、本発明の燃料電池システムの運転方法における「操作者の手動操作により換気ファンの換気動作が停止される」ステップに相当する。このように本発明の実施の形態の燃料電池システムは、燃料電池システムの構成要素ではない要素(例えばブレーカ54a)を操作者が操作して換気ファン12の換気動作を停止させるよう構成されていてもよい。なお、本変形例においては、電力遮断器51を省略してもよい。
上記実施の形態1乃至4(変形例を含む)では、電源電力供給路53の上流端にプラグ52が設けられていたが、本変形例では、電源電力供給路53の上流端は電力遮断器51である。図9に示すように、この電力遮断器51は商用電源に接続された分電盤54に電気配線により接続されている。この分電盤54には、操作により電源電力供給路53と商用電源との間を遮断及び接続するブレーカ54aが設けられている。このブレーカ54aを操作することにより、換気ファン12への動作電力の供給を停止して換気ファン12の換気動作を停止させることができる。但し、この分電盤54及びブレーカ54aは、本変形例の燃料電池システムの構成要素ではない。しかしながら、このブレーカ54aを操作して換気ファン12の換気動作を停止させるステップは、本発明の燃料電池システムの運転方法における「操作者の手動操作により換気ファンの換気動作が停止される」ステップに相当する。このように本発明の実施の形態の燃料電池システムは、燃料電池システムの構成要素ではない要素(例えばブレーカ54a)を操作者が操作して換気ファン12の換気動作を停止させるよう構成されていてもよい。なお、本変形例においては、電力遮断器51を省略してもよい。
[上記実施の形態1乃至4(変形例を含む)の変形例2]
上記実施の形態1乃至4(変形例を含む)において、燃料電池の発電停止時に制御器10によって遮断される最上流の遮断弁が、筐体11の内部に配置されている。しかしながら、本変形例の燃料電池システムは、燃料電池の発電停止時において制御器10の制御により遮断される遮断弁が筐体11の外部に配設されることを特徴とし、ガス漏れ異常停止処理については、上記実施の形態1乃至4(変形例を含む)と同様に実行される。
上記実施の形態1乃至4(変形例を含む)において、燃料電池の発電停止時に制御器10によって遮断される最上流の遮断弁が、筐体11の内部に配置されている。しかしながら、本変形例の燃料電池システムは、燃料電池の発電停止時において制御器10の制御により遮断される遮断弁が筐体11の外部に配設されることを特徴とし、ガス漏れ異常停止処理については、上記実施の形態1乃至4(変形例を含む)と同様に実行される。
これは、可燃性ガス漏れが発生した場合に、筐体11外に設けられた遮断弁を閉止制御しても閉まらない場合があり、このような場合においては、筐体11内の可燃性ガス経路でガス漏れが継続する可能性があるため、実施の形態1乃至4(変形例を含む)の燃料電池システムのガス漏れ異常処理を実行することで同様の効果が得られるからである。
[以上の実施の形態及び変形例についての変形例]
本変形例の燃料電池システムは、上述に記載の実施の形態及び変形例の燃料電池システムにおいて、可燃性ガスのガス漏れ異常による異常停止(第1の停止)と異なる停止(第2の停止)では、「停止器」によって換気ファン12の換気動作が停止されなくても制御器が換気ファン12の換気動作を停止するよう構成されていることを特徴とする。
このように構成されることで、第2の停止では、換気ファンの換気動作に伴う電力消費が抑制されるので、換気ファンの動作を継続する場合に比べ、安全性の低下を抑制しながら燃料電池システムの効率向上が図られる。
本変形例の燃料電池システムは、上述に記載の実施の形態及び変形例の燃料電池システムにおいて、可燃性ガスのガス漏れ異常による異常停止(第1の停止)と異なる停止(第2の停止)では、「停止器」によって換気ファン12の換気動作が停止されなくても制御器が換気ファン12の換気動作を停止するよう構成されていることを特徴とする。
このように構成されることで、第2の停止では、換気ファンの換気動作に伴う電力消費が抑制されるので、換気ファンの動作を継続する場合に比べ、安全性の低下を抑制しながら燃料電池システムの効率向上が図られる。
ここで、上記特徴の具体例として、少なくとも以下の2形態が例示される。第1の形態は、上記第2の停止では、停止処理中において換気ファン12の換気動作が実行され、停止処理の完了迄には上記換気動作が停止されることを特徴とする。なお、本形態では、発電運転中においては、換気ファンの換気動作は実行しても、しなくてもいずれであっても構わない。第2の形態としては、発電運転中においては、換気動作を実行し、第2の停止では、停止処理において換気ファン12の換気動作を実行しないことを特徴とする。
なお、上記「第2の停止」とは、「通常停止」及び「可燃性ガスのガス漏れ異常と異なる異常による異常停止」の少なくともいずれか一方である。
なお、上記「第2の停止」とは、「通常停止」及び「可燃性ガスのガス漏れ異常と異なる異常による異常停止」の少なくともいずれか一方である。
ここで、上記「通常停止」とは、可燃性のガス漏れに例示されるような燃料電池システムの異常により実行される異常停止と異なる停止として定義される。具体的には、操作者により操作器を介して発電停止指令が指示され、燃料電池システムの発電運転が停止される場合や、予め設定された燃料電池システムの発電運転の停止予定時刻になることで実行される停止等が挙げられる。
また、上記「可燃性ガスのガス漏れ異常と異なる異常による異常停止」とは、具体的には、燃料電池システムの出力電圧異常(電圧過上昇、電圧過下降)、燃料電池システムの排熱を回収する熱媒体の温度異常等が例示される。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
本発明の燃料電池システムは、従来の燃料電池システムよりも、可燃性ガス漏れが生じた場合に、安全性が向上する。従って、家庭用、自動車等で用いられる燃料電池システムとして有用である。
1、31 燃料電池
2、32 水素生成装置
3 燃焼器
4、38 原料ガス供給路
5 原料ガス流量調整器
6 水供給器
7 燃焼空気供給器
8 酸化剤ガス供給器
9 ガス漏れ検知器
10 制御器
11、34 筐体
12 換気ファン
13A 吸気口
13B 排気口
14 操作器
14a 停止ボタン
14b 停止ボタン
15 表示器
16 水供給路
17 燃料ガス供給路
18 オフガス供給路
19 燃焼空気供給路
20 酸化剤ガス供給路
21、39 遮断弁
22 オフガス遮断弁
23 第1のガス漏れ検知器
24 流量計
25 圧力計
26 第2のガス漏れ検知器
27 加熱器
28 温度検知器
29 換気ファン異常検知器
30 電源回路
33 直交変換装置
35 ファン
36 排気口
37 ガス漏れ検知器
41 燃料ガス貯蔵器
42 燃料ガス流量調整器
43 燃焼器
44 燃焼排ガス経路
45 冷却水経路
46 冷却装置
51 電力遮断器
52 プラグ
53 電源電力供給路
54 分電盤
54a ブレーカ
2、32 水素生成装置
3 燃焼器
4、38 原料ガス供給路
5 原料ガス流量調整器
6 水供給器
7 燃焼空気供給器
8 酸化剤ガス供給器
9 ガス漏れ検知器
10 制御器
11、34 筐体
12 換気ファン
13A 吸気口
13B 排気口
14 操作器
14a 停止ボタン
14b 停止ボタン
15 表示器
16 水供給路
17 燃料ガス供給路
18 オフガス供給路
19 燃焼空気供給路
20 酸化剤ガス供給路
21、39 遮断弁
22 オフガス遮断弁
23 第1のガス漏れ検知器
24 流量計
25 圧力計
26 第2のガス漏れ検知器
27 加熱器
28 温度検知器
29 換気ファン異常検知器
30 電源回路
33 直交変換装置
35 ファン
36 排気口
37 ガス漏れ検知器
41 燃料ガス貯蔵器
42 燃料ガス流量調整器
43 燃焼器
44 燃焼排ガス経路
45 冷却水経路
46 冷却装置
51 電力遮断器
52 プラグ
53 電源電力供給路
54 分電盤
54a ブレーカ
Claims (5)
- 水素を含む燃料ガスを用いて発電する燃料電池と、前記燃料電池内の燃料ガス流路を含む可燃性ガス経路と、前記燃料電池よりも上流の前記可燃性ガス経路上に設けられ、前記燃料電池の発電停止時に遮断される遮断弁と、前記燃料電池、前記可燃性ガス経路、及び前記遮断弁を収納する筐体と、前記筐体内部を換気する換気ファンと、操作者の手動操作により前記換気ファンの換気動作を停止する停止器と、前記筐体内で可燃性ガスの漏れが生じると、前記停止器によって前記換気ファンの換気動作が停止されない限り前記換気動作を実行するよう構成されている制御器とを備える、燃料電池システム。
- 前記可燃性ガス経路は、正圧の供給圧を有する燃料ガス源より前記燃料電池に供給される燃料ガスが流れる燃料ガス供給路を含み、前記遮断弁は、前記燃料ガス供給路に設けられ、前記制御器は、可燃性ガスの漏れが前記筐体内における前記遮断弁よりも上流の前記可燃性ガス経路からのガス漏れである場合には、前記停止器によって前記換気動作が停止されない限り前記換気動作を継続し、前記可燃性ガスの漏れが前記筐体内における前記遮断弁よりも下流の前記可燃性ガス経路からのガス漏れである場合には、前記停止器によって前記換気動作が停止されなくても前記換気動作を停止するよう構成されている、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 原料ガスから前記燃料電池の発電に用いられる燃料ガスを生成する水素生成装置を備え、前記可燃性ガス経路は、正圧の供給圧を有する原料ガス源より前記水素生成装置に供給される前記原料ガスが流れる原料ガス供給路を含み、前記遮断弁は前記原料ガス供給路上に設けられ、前記制御器は、可燃性ガスの漏れが前記筐体内における前記遮断弁よりも上流の前記可燃性ガス経路からのガス漏れである場合には、前記停止器によって前記換気動作を停止されない限りは前記換気動作を継続し、前記可燃性ガスの漏れが前記筐体内における前記遮断弁よりも下流の前記可燃性ガス経路からのガス漏れである場合には、前記停止器によって前記換気動作が停止されなくても前記換気動作を停止するよう構成されている、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 水経路と、前記水経路を加熱する加熱器とを備え、前記制御器は、前記水経路の凍結防止運転として前記加熱器を動作させるよう構成されている、請求項2または3に記載の燃料電池システム。
- 水素を含む燃料ガスを用いて発電する燃料電池と、前記燃料電池内の燃料ガス流路を含む可燃性ガス経路と、前記燃料電池よりも上流の前記可燃性ガス経路上に設けられ、前記燃料電池の発電停止時に遮断される遮断弁と、前記燃料電池、前記可燃性ガス経路、及び前記遮断弁とを収納する筐体と、前記筐体内部を換気する換気ファンと、を備える燃料電池システムの運転方法であって、
前記筐体内で可燃性ガスの漏れが生じると、操作者の手動操作により前記換気ファンの換気動作が停止されない限り前記換気動作を実行する、燃料電池システムの運転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011248400A JP2012074386A (ja) | 2009-01-23 | 2011-11-14 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009012996 | 2009-01-23 | ||
JP2009012996 | 2009-01-23 | ||
JP2011248400A JP2012074386A (ja) | 2009-01-23 | 2011-11-14 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010547448A Division JP4866967B2 (ja) | 2009-01-23 | 2010-01-25 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012074386A true JP2012074386A (ja) | 2012-04-12 |
Family
ID=42355831
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010547448A Active JP4866967B2 (ja) | 2009-01-23 | 2010-01-25 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
JP2011248400A Pending JP2012074386A (ja) | 2009-01-23 | 2011-11-14 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010547448A Active JP4866967B2 (ja) | 2009-01-23 | 2010-01-25 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120021313A1 (ja) |
EP (1) | EP2383824A4 (ja) |
JP (2) | JP4866967B2 (ja) |
CN (1) | CN102292862A (ja) |
WO (1) | WO2010084776A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014032753A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池システム |
JP2014056766A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP5939312B2 (ja) * | 2013-01-09 | 2016-06-22 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
JP2019157266A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 水素システム |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5611851B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2014-10-22 | 東芝燃料電池システム株式会社 | 燃料電池発電システムおよびガス燃料使用機器 |
JP5853643B2 (ja) * | 2011-11-28 | 2016-02-09 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システム |
JP6189693B2 (ja) * | 2013-09-26 | 2017-08-30 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池搭載車両 |
DE102014204921A1 (de) * | 2014-03-17 | 2015-09-17 | Robert Bosch Gmbh | System insbesondere für ein Kraft- oder Nutzfahrzeug und Verfahren dafür |
US9698438B2 (en) * | 2014-09-18 | 2017-07-04 | Hyundai Motor Company | Ventilation apparatus and control method thereof |
FR3044475B1 (fr) * | 2015-11-27 | 2017-12-29 | Herakles | Systeme de generation d'energie destine a etre monte dans un aeronef |
JP6740620B2 (ja) * | 2016-02-03 | 2020-08-19 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システム |
JP6326440B2 (ja) * | 2016-02-29 | 2018-05-16 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
CN111418101A (zh) * | 2017-11-28 | 2020-07-14 | 京瓷株式会社 | 燃料电池系统和设备管理方法 |
JP7178598B2 (ja) * | 2018-03-01 | 2022-11-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 水素システム |
JP7465172B2 (ja) * | 2020-07-30 | 2024-04-10 | 株式会社東芝 | 燃料電池システム |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63246491A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | 送風機の運転制御装置 |
JPH07233981A (ja) * | 1994-02-23 | 1995-09-05 | Nec Eng Ltd | 自動換気扇 |
JPH0831436A (ja) * | 1994-07-13 | 1996-02-02 | Toshiba Corp | パッケージ型燃料電池発電プラント |
JPH10160214A (ja) * | 1996-12-02 | 1998-06-19 | N T T Ido Tsushinmo Kk | 無線基地局装置 |
JPH1186891A (ja) * | 1997-09-10 | 1999-03-30 | Toshiba Corp | パッケージ型燃料電池発電設備及びその運転制御方法 |
US20030082417A1 (en) * | 2001-10-25 | 2003-05-01 | Lillis Mark A. | Calibration process and apparatus for an electrochemical cell system |
JP2003132916A (ja) * | 2001-10-26 | 2003-05-09 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池ボックス換気装置 |
JP2003229148A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Toshiba Home Technology Corp | 燃料電池装置 |
US20030167690A1 (en) * | 2002-03-05 | 2003-09-11 | Edlund David J. | Feedstock delivery system and fuel processing systems containing the same |
JP2004037235A (ja) * | 2002-07-03 | 2004-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガスセンサおよびそれを用いた燃料電池システムと自動車 |
JP3801111B2 (ja) * | 2002-07-05 | 2006-07-26 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
US20040031314A1 (en) * | 2002-08-13 | 2004-02-19 | Patrick Flynn | Hydrogen odorants and odorant selection method |
CN100511799C (zh) * | 2003-10-01 | 2009-07-08 | 松下电器产业株式会社 | 燃料电池发电系统 |
CN100449840C (zh) * | 2004-03-17 | 2009-01-07 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统 |
JP2006032205A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP4889931B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2012-03-07 | 株式会社荏原製作所 | 燃料電池ユニット及び燃料電池ユニットの運転方法 |
EP1820232B1 (en) * | 2004-10-31 | 2014-05-14 | Dcns Sa | Hydrogen generation and energy production assemblies |
JP4623418B2 (ja) * | 2004-12-07 | 2011-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システムおよびそのガス漏れ検査方法 |
JP4555136B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-09-29 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池の電気システム、燃料電池車両及び電力供給方法 |
JP5070685B2 (ja) * | 2005-07-27 | 2012-11-14 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム、ガス漏れ検知装置およびガス漏れ検知方法 |
JP5147701B2 (ja) * | 2006-08-22 | 2013-02-20 | パナソニック株式会社 | 燃焼装置、燃料処理装置、及び燃料電池発電システム |
JP5566572B2 (ja) * | 2007-11-07 | 2014-08-06 | パナソニック株式会社 | 燃焼装置、燃料処理装置、及び燃料電池発電システム |
JP2009211972A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
-
2010
- 2010-01-25 US US13/145,941 patent/US20120021313A1/en not_active Abandoned
- 2010-01-25 WO PCT/JP2010/000402 patent/WO2010084776A1/ja active Application Filing
- 2010-01-25 EP EP10733383.3A patent/EP2383824A4/en not_active Withdrawn
- 2010-01-25 CN CN2010800052909A patent/CN102292862A/zh active Pending
- 2010-01-25 JP JP2010547448A patent/JP4866967B2/ja active Active
-
2011
- 2011-11-14 JP JP2011248400A patent/JP2012074386A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014032753A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池システム |
JP2014056766A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP5939312B2 (ja) * | 2013-01-09 | 2016-06-22 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
JP2019157266A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 水素システム |
JP7190677B2 (ja) | 2018-03-06 | 2022-12-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 水素システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2010084776A1 (ja) | 2012-07-19 |
US20120021313A1 (en) | 2012-01-26 |
EP2383824A4 (en) | 2014-04-09 |
WO2010084776A1 (ja) | 2010-07-29 |
JP4866967B2 (ja) | 2012-02-01 |
EP2383824A1 (en) | 2011-11-02 |
CN102292862A (zh) | 2011-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4866967B2 (ja) | 燃料電池システム及びその運転方法 | |
US8329353B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5106702B1 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5789783B2 (ja) | 燃料電池システム | |
WO2008035776A1 (fr) | Générateur d'hydrogène, procédé de fonctionnement d'un générateur d'hydrogène et système de pile à combustible | |
US9431668B2 (en) | Power generation system and operation method thereof | |
WO2012081220A1 (ja) | 発電システム及びその運転方法 | |
WO2008023729A1 (en) | Combustion apparatus, fuel treatment device, and fuel cell power generating system | |
JP2009217951A (ja) | 燃料電池システム | |
EP2677585B1 (en) | Power generation system and method of operating the same | |
WO2006041185A1 (ja) | 燃料電池システム及びその運転方法 | |
WO2008016257A1 (en) | Fuel cell system and operating method | |
EP2605320A1 (en) | Fuel cell system and operating method for same | |
JP2009211972A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5148681B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2010238520A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5064785B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2014089890A (ja) | 燃料電池式発電装置及びコージェネレーションシステム | |
JP2020031007A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2018147620A (ja) | 燃料電池システム | |
WO2014155996A1 (ja) | 水素生成装置、それを備える燃料電池システム、水素生成装置の運転方法、及び燃料電池システムの運転方法 | |
JP6062263B2 (ja) | 複合発電システムの運転制御装置、複合発電システム、及び複合発電システムの運転方法 | |
JP5444873B2 (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法 | |
JP2010170816A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2012059559A (ja) | 燃料電池システム |