JP2014216168A - Fuel cell system - Google Patents

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中村 明子
Akiko Nakamura
明子 中村
章典 行正
Akinori Yukimasa
章典 行正
龍井 洋
Hiroshi Tatsui
洋 龍井
中村彰成
Akinari Nakamura
彰成 中村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system in which combustible gas is supplied to a gas detector for detecting carbon monoxide and at least one of notification or stopping of the gas supply to a combustor is performed according to a detection output of the gas detector.SOLUTION: Raw material gas supplied by a raw material supplier 4 or hydrogen-containing gas produced in a reformer 1 is detected by a gas detector 5 that detects carbon monoxide included in combustion exhaust gas exhausted from a combustor 2, at least one of noticing or stopping of the gas supply to the combustor 2 is performed according to a detection output, and thereby the safety of the gas detector can be determined while the safety of a fuel cell system 200 is maintained.

Description

本発明は燃料電池システム、特に、燃焼器からの燃焼排ガス中の一酸化炭素を検知するガス検知器を備えた燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to a fuel cell system including a gas detector that detects carbon monoxide in combustion exhaust gas from a combustor.

従来、燃料電池システムには、炭化水素系の可燃性ガスを主成分とする原料を改質器に供給することで水素を生成し、燃料電池スタックでの発電に利用するものがある。そして、このような燃料電池システムにおいて、原料供給流路や水素含有ガス流路から可燃ガスまたは水素ガスがパッケージ4内へと漏洩した場合、そのガスの漏洩を検知する可燃性ガス検知器22を備える、燃料電池システム100が知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, some fuel cell systems generate hydrogen by supplying a raw material mainly composed of a hydrocarbon-based combustible gas to a reformer and use it for power generation in a fuel cell stack. In such a fuel cell system, when combustible gas or hydrogen gas leaks into the package 4 from the raw material supply channel or the hydrogen-containing gas channel, a combustible gas detector 22 for detecting the leakage of the gas is provided. A fuel cell system 100 is known (see, for example, Patent Document 1).

図10は、特許文献1の燃料電池システムのシステム構成を示すブロック図である。燃料電池システムのパッケージ18内には、燃料電池スタック7と、水素含有ガスを供給する改質器1と、パッケージ18内の可燃性ガスの漏洩を検知する可燃性ガス検知器22と、原料である可燃性ガスを導入する可燃性ガス導入管4と、制御装置17とが備えられ、制御装置17が間欠的に可燃性ガスを可燃性ガス導入管4から噴射させ、可燃性ガス検知器22の検知出力により燃料電池システム100の運転の停止を行う。   FIG. 10 is a block diagram showing a system configuration of the fuel cell system of Patent Document 1. As shown in FIG. In the package 18 of the fuel cell system, the fuel cell stack 7, the reformer 1 that supplies a hydrogen-containing gas, the combustible gas detector 22 that detects the leakage of the combustible gas in the package 18, and the raw material A combustible gas introduction pipe 4 for introducing a combustible gas and a control device 17 are provided, and the control device 17 intermittently injects the combustible gas from the combustible gas introduction pipe 4 to detect the combustible gas detector 22. The operation of the fuel cell system 100 is stopped based on the detected output.

特開2005―129491号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-129491

しかしながら、可燃性ガスを検知するガス検知器に可燃性ガスを供給させ、検知出力により燃料電池システムの運転の停止を行う構成は開示されているものの、改質器から排出される排ガスに含まれる一酸化炭素を検知するガス検知器に一酸化炭素を供給させ、検知出力により報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う構成は開示されていない。仮に、排ガスに含まれる一酸化炭素を検知するガス検知器に一酸化炭素ガスを噴射させ、その検知出力に応じて、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う場合には、人体に有毒である一酸化炭素が燃料電池システムの外部に排出される恐れがある。   However, although a configuration in which a combustible gas is supplied to a gas detector that detects a combustible gas and the operation of the fuel cell system is stopped by a detection output is disclosed, it is included in the exhaust gas discharged from the reformer There is no disclosure of a configuration in which carbon monoxide is supplied to a gas detector that detects carbon monoxide, and at least one of notification and stop of gas supply to the combustor is performed based on the detection output. If carbon monoxide gas is injected into a gas detector that detects carbon monoxide contained in the exhaust gas, and at least one of notification and stop of gas supply to the combustor is performed according to the detection output Carbon monoxide, which is toxic to the human body, may be discharged outside the fuel cell system.

本発明は、上記従来の燃料電池システムの課題を考慮し、可燃性ガスを、一酸化炭素を検知するガス検知器に供給させ、その検知出力に応じて、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行うことを目的としている。   In consideration of the above-described problems of the conventional fuel cell system, the present invention supplies a combustible gas to a gas detector that detects carbon monoxide, and performs notification and gas supply to the combustor according to the detection output. The purpose is to do at least one of the stops.

前記従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池システムの制御装置は、原料供給器によって供給される原料ガス、又は、改質器で生成される水素含有ガスを、一酸化炭素を検知するガス検知器に供給させ、その検知出力に応じて、報知及び前記燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行うものである。   In order to solve the above-mentioned conventional problems, the control device of the fuel cell system of the present invention detects carbon monoxide from a raw material gas supplied by a raw material supplier or a hydrogen-containing gas generated by a reformer. The gas detector is supplied, and at least one of notification and stop of gas supply to the combustor is performed according to the detection output.

本発明の燃料電池システムにより、燃料電池システムの安定性を維持した状態で一酸化炭素を検知するガス検知器の安全性を判断することができる。   With the fuel cell system of the present invention, it is possible to determine the safety of a gas detector that detects carbon monoxide while maintaining the stability of the fuel cell system.

実施の形態1における燃料電池システムの構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system in Embodiment 1. FIG. 変形例1における燃料電池システムの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the fuel cell system in the modification 1. 実施の形態2における燃料電池システムの構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system according to Embodiment 2. 変形例2における燃料電池システムの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the fuel cell system in the modification 2. 実施の形態3における燃料電池システムの構成を示すブロック図Block diagram showing a configuration of a fuel cell system according to Embodiment 3. 原料ガスの濃度に応じて変化するガス検知器の第1の出力範囲を示す図The figure which shows the 1st output range of the gas detector which changes according to the density | concentration of source gas 変形例3における燃料電池システムの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the fuel cell system in the modification 3. 実施の形態4における燃料電池システムの構成を示すブロック図Block diagram showing a configuration of a fuel cell system according to Embodiment 4. 実施の形態5における燃料電池システムの構成を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system in a fifth embodiment. 従来の燃料電池システムの構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional fuel cell system

第1の発明の燃料電池システムは、改質反応により原料ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、原料ガスと水素含有ガスとの少なくとも一方を燃焼させ、改質器内の改質触媒部を加熱する燃焼器と、改質器で生成された水素含有ガスを用いて発電する燃料電池スタックと、改質器に原料ガスを供給する原料供給器と、燃焼器から排出される燃焼排ガス中の一酸化炭素を検出するガス検知器と、制御装置とを備えている。そして、制御装置は、原料供給器から供給される原料ガス、又は、改質器で生成される水素含有ガスをガス検知器に供給させ、その検知出力に応じて、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う。ガス検知器の出力が供給されたガス濃度に対して予め定められた範囲内の出力値(例えば、電圧)を外れた場合、もしくは出力が無いときに、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う。これにより、人体に有毒である一酸化炭素が燃料電池システムの外部に排出されずに、ガス検知器の検知出力に応じて、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行うことができる。   A fuel cell system according to a first aspect of the present invention includes a reformer that generates a hydrogen-containing gas from a raw material gas by a reforming reaction, and combusts at least one of the raw material gas and the hydrogen-containing gas, and a reforming catalyst in the reformer. A combustor that heats the gas generator, a fuel cell stack that generates power using the hydrogen-containing gas generated in the reformer, a raw material supplier that supplies the reformer with the raw material gas, and a combustion exhaust gas that is discharged from the combustor A gas detector for detecting carbon monoxide therein and a control device are provided. Then, the control device supplies the raw material gas supplied from the raw material supplier or the hydrogen-containing gas generated in the reformer to the gas detector, and notifies the gas to the combustor according to the detection output. At least one of the supply stops is performed. When the output of the gas detector deviates from an output value (for example, voltage) within a predetermined range with respect to the supplied gas concentration, or when there is no output, notification and stop of gas supply to the combustor Do at least one of these. Thereby, carbon monoxide that is toxic to the human body is not discharged to the outside of the fuel cell system, and at least one of notification and stop of gas supply to the combustor is performed according to the detection output of the gas detector. Can do.

さらに、原料ガスをガス検知器に供給させる場合は、ガス検知器の検知出力を確認した後、燃焼を開始できるため燃料電池システムの安全性を高めることができる。   Further, when the source gas is supplied to the gas detector, after confirming the detection output of the gas detector, combustion can be started, so that the safety of the fuel cell system can be improved.

第2の発明は、第1の発明の燃料電池システムにおいて、空気を供給する空気供給器をさらに備えている。そして、特に、制御装置は、原料ガスに空気供給器から供給される空気を混合させる、又は、水素含有ガスに空気供給器から供給される空気を混合させる、ことで混合ガスを生成し、その混合ガスをガス検知器に供給し、ガス検知器の検知出力に応じて、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う。これにより、原料ガス又は水素含有ガスは、空気で希釈されるため、可燃範囲に対して十分低濃度のガスを用いて、ガス検知器の検知出力に応じて、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行うことができる。   According to a second invention, in the fuel cell system of the first invention, an air supply device for supplying air is further provided. In particular, the control device generates a mixed gas by mixing the air supplied from the air supply with the source gas, or mixing the air supplied from the air supply with the hydrogen-containing gas, The mixed gas is supplied to the gas detector, and at least one of notification and stop of gas supply to the combustor is performed according to the detection output of the gas detector. As a result, since the source gas or the hydrogen-containing gas is diluted with air, a gas having a sufficiently low concentration with respect to the combustible range is used, and the gas is supplied to the combustor according to the detection output of the gas detector. At least one of the stoppages can be performed.

第3の発明は、第2の発明の燃料電池システムにおいて、原料供給器から供給される原料ガスの流量を測定する原料流量計と、空気供給器から供給される空気の流量を測定する空気流量計とをさらに備えている。そして、制御装置は、原料流量計で測定された流量と空気流量計で測定された流量と、ガス検知器からの検知出力とを用いて、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う。これにより、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方をより精度良く行うことができる。また、原料流量計で測定された原料ガス流量から改質器で生成される水素の算出量と、空気流量計で測定された流量と、ガス検知器からの検知出力とを用いて、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う。これにより、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方をより精度良く行うことができる。   According to a third invention, in the fuel cell system of the second invention, a raw material flow meter for measuring a flow rate of a raw material gas supplied from the raw material supplier, and an air flow rate for measuring a flow rate of air supplied from the air supplier And a meter. Then, the control device uses the flow rate measured by the raw material flow meter, the flow rate measured by the air flow meter, and the detection output from the gas detector, and at least of the notification and the stop of the gas supply to the combustor. Do one. Thereby, at least one of notification and stop of gas supply to the combustor can be performed with higher accuracy. In addition, using the calculated amount of hydrogen generated by the reformer from the raw material gas flow rate measured by the raw material flow meter, the flow rate measured by the air flow meter, and the detection output from the gas detector, notification and At least one of the gas supply to the combustor is stopped. Thereby, at least one of notification and stop of gas supply to the combustor can be performed with higher accuracy.

第4の発明は、第3の発明の燃料電池システムにおいて、制御装置が、原料流量計で測定された流量と空気流量計で測定された流量から求められるガス濃度に対する第1の出力範囲と、ガス検知器の出力値を比較する。これにより、ガス検知器の出力値が第1の出力範囲から外れている場合、ガス検知器の検知能力の低下として検出することができる。   According to a fourth invention, in the fuel cell system of the third invention, the control device has a first output range for a gas concentration obtained from a flow rate measured by the raw material flow meter and a flow rate measured by the air flow meter, Compare the output value of the gas detector. Thereby, when the output value of the gas detector is out of the first output range, it can be detected as a decrease in the detection capability of the gas detector.

第5の発明は、第1〜3の発明のいずれか1つの燃料電池システムにおいて、改質器の温度を測定する温度測定器をさらに備えている。そして、特に、原料供給器から供給された原料ガスは、改質器を通過してからガス検知器に供給されるものとし、制御装置は、温度測定器で測定された温度が所定の温度範囲内の時に改質器を通過した原料ガスをガス検知器に供給させ、ガス検知器の検知出力に応じて、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う。これにより、改質触媒の温度が分かるため、改質触媒による原料ガスの吸着・脱着、かつ、原料ガスからの炭素析出が起こる温度帯を避けることができる。これにより、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方をより精度良く行うことができる。   According to a fifth invention, in any one of the first to third inventions, the fuel cell system further includes a temperature measuring device for measuring the temperature of the reformer. In particular, the raw material gas supplied from the raw material supplier passes through the reformer and is then supplied to the gas detector, and the controller measures the temperature measured by the temperature measuring device within a predetermined temperature range. The raw material gas that has passed through the reformer at the inside is supplied to the gas detector, and at least one of notification and stop of gas supply to the combustor is performed according to the detection output of the gas detector. Thereby, since the temperature of the reforming catalyst is known, it is possible to avoid a temperature zone in which the source gas is adsorbed / desorbed by the reforming catalyst and carbon deposition from the source gas occurs. Thereby, at least one of notification and stop of gas supply to the combustor can be performed with higher accuracy.

第6の発明は、第1〜3の発明のいずれか1つの燃料電池システムにおいて、原料供給器から供給される原料ガスは改質器を通過せずにガス検知器に供給されるバイパス流路を備える。そして、制御装置は、バイパス流路を通過した原料ガスを用いて、ガス検知器の検知出力に応じて、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う。これにより、温度測定器での測定値が所定の温度範囲内になるまで判断を行わないため、原料ガスは改質器内にある触媒による吸着・脱着の影響を受けない、さらに原料ガスの炭素析出を避けるため、報知及び燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方をより精度良く行うことができる。   A sixth invention is the fuel cell system according to any one of the first to third inventions, wherein the raw material gas supplied from the raw material supplier is supplied to the gas detector without passing through the reformer. Is provided. And a control apparatus performs at least one of a notification and the stop of the gas supply to a combustor according to the detection output of a gas detector using the raw material gas which passed the bypass flow path. As a result, since the determination is not performed until the measured value in the temperature measuring device falls within the predetermined temperature range, the raw material gas is not affected by adsorption / desorption by the catalyst in the reformer. In order to avoid the precipitation, at least one of the notification and the stop of the gas supply to the combustor can be performed with higher accuracy.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態は一例であり、この実施の形態にのみ本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an example, and the present invention is not limited to this embodiment.

(実施の形態1)
実施の形態1における燃料電池システムの構成について、図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
The configuration of the fuel cell system in Embodiment 1 will be described with reference to FIG.

図1は、実施の形態1におけ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、燃料電池システム200は、改質器1と、燃焼器2と、燃料電池スタック100と、原料供給器4と、ガス検知器5と、制御装置6とを備える。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system in the first embodiment. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 200 includes a reformer 1, a combustor 2, a fuel cell stack 100, a raw material supplier 4, a gas detector 5, and a control device 6.

改質器1は、改質触媒部(図示せず)における改質反応により原料ガスから水素含有ガスを生成するものである。改質器1の出口部には後述する水素含有ガス流路7が接続されており、改質器1で生成された水素含有ガスが水素含有ガス流路7を通過して燃料電池スタック100へと供給される。   The reformer 1 generates a hydrogen-containing gas from a raw material gas by a reforming reaction in a reforming catalyst section (not shown). A hydrogen-containing gas flow path 7, which will be described later, is connected to the outlet of the reformer 1, and the hydrogen-containing gas generated in the reformer 1 passes through the hydrogen-containing gas flow path 7 to the fuel cell stack 100. Supplied with.

改質器1の改質の方式としては、原料ガスを水蒸気と反応させて、一酸化炭素と水素を生成する水蒸気改質方式などがある。水蒸気改質方式を例に挙げると、図1には示されていないが、水蒸気を生成する蒸発器、及び蒸発器に水を供給する水供給器が設けられる。なお、原料ガスは、メタンを主成分とする都市ガス、天然ガス、LPG等の少なくとも炭素及び水素から構成される有機化合物を含むガスである。また、酸素と原料ガスの一部を反応させて一酸化炭素と水素を得る部分酸化方式や水蒸気改質方式と部分酸化方式を組み合わせたオートサーマル方式の改質器1などを用いても構わない。   As a reforming method of the reformer 1, there is a steam reforming method in which a raw material gas is reacted with steam to generate carbon monoxide and hydrogen. Taking a steam reforming method as an example, although not shown in FIG. 1, an evaporator that generates steam and a water supply device that supplies water to the evaporator are provided. The source gas is a gas containing an organic compound composed of at least carbon and hydrogen, such as city gas mainly composed of methane, natural gas, and LPG. Alternatively, a partial oxidation method in which oxygen and a part of the source gas are reacted to obtain carbon monoxide and hydrogen, an autothermal reformer 1 that combines a steam reforming method and a partial oxidation method, or the like may be used. .

燃料電池スタック100は、改質器1で生成された水素含有ガスと、後述する第1空気供給器3から供給される空気(酸化剤ガス)とを化学反応させることにより発電を行うものである。   The fuel cell stack 100 generates power by chemically reacting a hydrogen-containing gas generated in the reformer 1 and air (oxidant gas) supplied from a first air supplier 3 described later. .

燃焼器2は、原料ガスと水素含有ガスとアノードオフガス(排水素)とのうち少なくとも一つを燃焼させることにより改質器1内の改質触媒部を加熱するものである。この燃焼により発生した燃焼排ガスは、後述する燃焼排ガス流路15を介して外部に排出される。   The combustor 2 heats the reforming catalyst portion in the reformer 1 by burning at least one of a raw material gas, a hydrogen-containing gas, and an anode off gas (exhaust hydrogen). The flue gas generated by this combustion is discharged to the outside through a flue gas passage 15 which will be described later.

第1空気供給器3は、燃料電池システム200の外部から燃料電池スタック100へと空気を供給するものである。第1空気供給器3から第1空気流路13が延出しており、この第1空気流路13の一端は燃料電池スタック100の酸素極14に接続されている。   The first air supplier 3 supplies air from the outside of the fuel cell system 200 to the fuel cell stack 100. A first air flow path 13 extends from the first air supplier 3, and one end of the first air flow path 13 is connected to the oxygen electrode 14 of the fuel cell stack 100.

原料供給器4は、原料ガス流路27の途中に配置され、燃料電池システム200の外部から改質器1へと原料ガスを供給するものである。原料ガスとしては、都市ガスやLPガスから供給されるメタンやプロパンを用いることができる。なお、原料供給器4の上流にはその流路の開閉を行う原料ガス元弁16が配置されている。   The raw material supplier 4 is arranged in the middle of the raw material gas flow path 27 and supplies the raw material gas from the outside of the fuel cell system 200 to the reformer 1. As the source gas, methane or propane supplied from city gas or LP gas can be used. A raw material gas main valve 16 that opens and closes the flow path is disposed upstream of the raw material supplier 4.

ガス検知器5は、後述する燃焼排ガス流路15の流路の途中に配置され、燃焼器2から排出される燃焼排ガス中の一酸化炭素を検出するものである。ガス検知器5の方式としては、例えば、接触燃焼式や半導体式を採用することができる。ここで、接触燃焼式のガス検知器5は、二つのヒータコイルを有しており、それぞれのヒータコイルに触媒添加された検知素子と触媒添加されていない補償素子とが付けられている。ヒータコイルは、素子が触媒反応をするのに適当な温度に昇温するためのものである。一酸化炭素や炭化水素を含んだガスがガス検知器5の検知素子に触れると、検知素子において触媒燃焼が起こり、燃焼熱が発生し、検知素子の温度が上昇する。そして、ガス検知器5は、検知素子と補償素子は2つの素子の温度差(抵抗値の差)を電気信号として出力する。検知素子は一酸化炭素の濃度に応じて温度上昇するため、一酸化炭素濃度が高いほど、出力値が増加する比例関係を有する。本実施の形態では、ガス検知器5は燃焼排ガス流路15の流路の途中に配置されるものとしたが、これに限定されるものではなく、燃焼器2の内部に配置されていても良い。   The gas detector 5 is disposed in the middle of a later-described combustion exhaust gas passage 15 and detects carbon monoxide in the combustion exhaust gas discharged from the combustor 2. As a system of the gas detector 5, for example, a catalytic combustion type or a semiconductor type can be adopted. Here, the catalytic combustion type gas detector 5 has two heater coils, and a detection element added with a catalyst and a compensation element not added with a catalyst are attached to each heater coil. The heater coil is used to raise the temperature to an appropriate temperature for the element to perform a catalytic reaction. When a gas containing carbon monoxide or hydrocarbon touches the detection element of the gas detector 5, catalytic combustion occurs in the detection element, combustion heat is generated, and the temperature of the detection element rises. The gas detector 5 outputs a temperature difference (resistance difference) between the two elements of the detection element and the compensation element as an electrical signal. Since the temperature of the sensing element increases according to the concentration of carbon monoxide, there is a proportional relationship in which the output value increases as the carbon monoxide concentration increases. In the present embodiment, the gas detector 5 is disposed in the middle of the flow path of the combustion exhaust gas flow path 15. However, the present invention is not limited to this, and the gas detector 5 may be disposed inside the combustor 2. good.

制御装置6は、燃料電池システム200を構成する第1空気供給器3、原料供給器4、ガス検知器5、第1弁10、第2弁11を適宜制御するものである。制御装置6と燃料電池システム200を構成する第1空気供給器3、原料供給器4、ガス検知器5、第1弁10、第2弁11とは、図1では信号線(図示せず)によって相互に接続されている。これにより、燃料電池システム200が動作する。   The control device 6 appropriately controls the first air supplier 3, the raw material supplier 4, the gas detector 5, the first valve 10, and the second valve 11 that constitute the fuel cell system 200. The first air supplier 3, the raw material supplier 4, the gas detector 5, the first valve 10, and the second valve 11 constituting the control device 6 and the fuel cell system 200 are signal lines (not shown) in FIG. Are connected to each other. Thereby, the fuel cell system 200 operates.

水素含有ガス流路7は、改質器1で生成された水素含有ガスを燃料電池スタック100へと供給するものである。具体的には、水素含有ガス流路7の一端は改質器1の出口部に接続されており、もう一端は燃料電池スタック100の水素極8に接続されている。なお、水素含有ガス流路7には、その流路の開閉を行うために第1弁10が設けられている。   The hydrogen-containing gas flow path 7 supplies the hydrogen-containing gas generated by the reformer 1 to the fuel cell stack 100. Specifically, one end of the hydrogen-containing gas flow path 7 is connected to the outlet of the reformer 1, and the other end is connected to the hydrogen electrode 8 of the fuel cell stack 100. The hydrogen-containing gas channel 7 is provided with a first valve 10 for opening and closing the channel.

排水素流路9は、燃料電池スタック100で排出されるアノードオフガスを燃焼器2へと供給するものである。具体的には、排水素流路9の一端は、燃料電池スタック100の水素極8に接続されており、もう一端は燃焼器2に接続されている。   The exhaust hydrogen flow passage 9 supplies the anode off gas discharged from the fuel cell stack 100 to the combustor 2. Specifically, one end of the exhaust hydrogen passage 9 is connected to the hydrogen electrode 8 of the fuel cell stack 100, and the other end is connected to the combustor 2.

第1バイパス流路12は、改質器1で生成された水素含有ガスを、燃料電池スタック100を通過させることなく燃焼器2へと供給するものである。具体的には、第1バイパス流路12は、水素含有ガス流路7から分岐され、排水素流路9へと接続されている。なお、第1バイパス流路12には、その流路の開閉を行うために第2弁11が設けられている。   The first bypass flow path 12 supplies the hydrogen-containing gas generated in the reformer 1 to the combustor 2 without passing through the fuel cell stack 100. Specifically, the first bypass flow path 12 is branched from the hydrogen-containing gas flow path 7 and connected to the exhaust hydrogen flow path 9. The first bypass channel 12 is provided with a second valve 11 for opening and closing the channel.

燃焼排ガス流路15は、燃焼器2での燃焼により発生する燃焼排ガスを燃料電池システ
ム200の外部へと排出するものである。燃焼排ガス流路15の途中には、ガス検知器5が設置されている。
The combustion exhaust gas flow path 15 discharges the combustion exhaust gas generated by the combustion in the combustor 2 to the outside of the fuel cell system 200. A gas detector 5 is installed in the middle of the combustion exhaust gas passage 15.

排空気流路17は、燃料電池スタック100で排出される排空気を外部へと排出するものである。具体的には、排空気流路17の一端は、燃料電池スタック100の酸素極14の出口に接続されており、もう一端は燃焼器2から延出されている燃焼排ガス流路15に接続されている。   The exhaust air flow path 17 discharges the exhaust air discharged from the fuel cell stack 100 to the outside. Specifically, one end of the exhaust air passage 17 is connected to the outlet of the oxygen electrode 14 of the fuel cell stack 100, and the other end is connected to the combustion exhaust gas passage 15 extending from the combustor 2. ing.

次に、燃料電池システム200での発電に用いられる水素含有ガスを生成する動作、そして、燃料電池システム200が発電を行う動作について、図面を参照しながら順に説明する。   Next, operations for generating a hydrogen-containing gas used for power generation in the fuel cell system 200 and operations for generating power by the fuel cell system 200 will be described in order with reference to the drawings.

本実施の形態1の燃料電池システム200の起動時において、制御装置6は、原料ガス元弁16を開き、第1弁10を閉じ、第2弁11を開いた後、原料供給器4を作動させることで原料ガスの供給を開始する。原料ガスは改質器1の内部を通過し、水素含有ガス流路7、第1バイパス流路12、排水素流路9を通じて燃焼器2に供給される。燃焼器2で、空気供給器(図示せず)で供給された空気を用いて原料ガスを燃焼させる。なお、燃焼によって発生した燃焼排ガスは燃焼排ガス流路15を通じて燃料電池システム200から排出される。   When the fuel cell system 200 according to Embodiment 1 is started, the control device 6 opens the raw material gas main valve 16, closes the first valve 10, and opens the second valve 11, and then operates the raw material supplier 4. Then, the supply of the raw material gas is started. The raw material gas passes through the interior of the reformer 1 and is supplied to the combustor 2 through the hydrogen-containing gas flow path 7, the first bypass flow path 12, and the exhaust hydrogen flow path 9. In the combustor 2, the raw material gas is burned using the air supplied by the air supply device (not shown). Note that the combustion exhaust gas generated by the combustion is discharged from the fuel cell system 200 through the combustion exhaust gas passage 15.

改質器1が燃焼器2での燃焼により昇温されると、改質器1に、図示していない改質水供給器から改質水が供給され、改質反応が始まる。ここで、改質反応開始時は燃料電池スタック100が発電に必要とする十分な量の水素が改質器1で生成されず、又、改質器1から供給される水素含有ガスには一酸化炭素等の触媒被毒成分が含まれている。そのため、燃料電池システム200の起動時においては、制御装置6は、第1弁10と第2弁11を操作することによって水素含有ガス流路7と排水素流路9とを第1バイパス流路12によって接続し、水素の含有率が低い水素含有ガスは燃料電池スタック100をバイパスして燃焼器2に供給され、燃焼に利用されるようにしている。   When the temperature of the reformer 1 is increased by combustion in the combustor 2, reforming water is supplied to the reformer 1 from a reforming water supply device (not shown), and a reforming reaction starts. Here, at the start of the reforming reaction, a sufficient amount of hydrogen required for the power generation by the fuel cell stack 100 is not generated in the reformer 1, and the hydrogen-containing gas supplied from the reformer 1 has a certain amount of hydrogen. Contains catalyst poisoning components such as carbon oxides. Therefore, when the fuel cell system 200 is activated, the control device 6 operates the first valve 10 and the second valve 11 to connect the hydrogen-containing gas flow path 7 and the exhaust hydrogen flow path 9 to the first bypass flow path. The hydrogen-containing gas with a low hydrogen content is bypassed the fuel cell stack 100 and supplied to the combustor 2 so as to be used for combustion.

改質器1が十分に昇温され発電に十分な水素が生成されるようになると、制御装置6は、第1弁10を開け、第2弁11を閉じることにより流路を切り替え、水素含有ガスを燃料電池スタック100に供給する。この水素含有ガスは、水素含有ガス流路7の内部を流れて燃料電池スタック100の水素極8へ供給される。一方、第1空気供給器3から送出される空気は、第1空気流路13の内部を流れて燃料電池スタックの酸素極14へ供給される。すると、燃料電池スタック100の内部では、これら供給される水素含有ガスと空気とが用いられ、水素含有ガス中の水素と空気中の酸素との電気化学反応が行われる。燃料電池スタック100からは所定の電力が出力される。なお、電気化学反応に使用されなかった余剰の排空気は、排空気流路17、燃焼排ガス流路15を通じて燃料電池システム200の外部へと排出される。また、電気化学反応に使用されなかった余剰のアノードオフガスは、排水素流路9の内部を流れて燃焼器2に供給され、改質反応の加熱燃料として用いられる。又、燃焼排ガス流路15に備えられているガス検知器5が一酸化炭素ガスを検出した場合、制御装置6は原料ガス元弁16を遮断して燃料電池システム200の運転を停止させる。   When the reformer 1 is sufficiently heated to generate enough hydrogen for power generation, the control device 6 opens the first valve 10 and closes the second valve 11 to switch the flow path, thereby containing hydrogen. Gas is supplied to the fuel cell stack 100. The hydrogen-containing gas flows through the hydrogen-containing gas flow path 7 and is supplied to the hydrogen electrode 8 of the fuel cell stack 100. On the other hand, the air sent out from the first air supplier 3 flows through the first air flow path 13 and is supplied to the oxygen electrode 14 of the fuel cell stack. Then, in the fuel cell stack 100, the supplied hydrogen-containing gas and air are used, and an electrochemical reaction between hydrogen in the hydrogen-containing gas and oxygen in the air is performed. Predetermined power is output from the fuel cell stack 100. Excess exhaust air that has not been used in the electrochemical reaction is discharged to the outside of the fuel cell system 200 through the exhaust air passage 17 and the combustion exhaust passage 15. In addition, surplus anode off-gas that has not been used for the electrochemical reaction flows through the exhaust hydrogen passage 9 and is supplied to the combustor 2 to be used as heating fuel for the reforming reaction. Further, when the gas detector 5 provided in the combustion exhaust gas flow path 15 detects carbon monoxide gas, the control device 6 shuts off the raw material gas main valve 16 and stops the operation of the fuel cell system 200.

次に、本発明の実施の形態1に係る燃料電池システム200におけるガス検知器5の検知出力に応じて、報知及び燃焼器2へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う方法について、図面を参照しながら説明する。   Next, a method for performing at least one of notification and stopping of gas supply to the combustor 2 in accordance with the detection output of the gas detector 5 in the fuel cell system 200 according to Embodiment 1 of the present invention will be described. The description will be given with reference.

まず、ガス検知器5へ原料ガスを供給する際、制御装置6は、例えば、起動時の燃焼器2での燃焼を行う前に、原料ガス元弁16を開き、第1弁10を閉じ、第2弁11を開い
た後、原料供給器4を作動させる。これよって、原料ガスは、改質器1、水素含有ガス流路7、第1バイパス流路12、排水素流路9、燃焼器2内を通じて、燃焼排ガス流路15内に設置されているガス検知器5へ供給される。
First, when supplying the raw material gas to the gas detector 5, the control device 6 opens the raw material gas main valve 16 and closes the first valve 10 before performing combustion in the combustor 2 at the time of startup, for example. After opening the second valve 11, the raw material supplier 4 is operated. Thus, the raw material gas passes through the reformer 1, the hydrogen-containing gas flow path 7, the first bypass flow path 12, the exhaust hydrogen flow path 9, and the combustor 2, and is installed in the combustion exhaust gas flow path 15. It is supplied to the detector 5.

このとき、供給された原料ガスに対するガス検知器5の出力値Vが、所定の範囲内、すなわちV1<V≦V2となれば、制御装置6は燃料電池システム200の運転を継続する(V1は、例えば、ガス検知器5の通電時における最低出力値であり、V2は、供給する原料ガスの濃度でガス検知器5が出力する最大値とする)。しかし、ガス検知器5が経年劣化などによって、ガス検知器5の一酸化炭素の検知感度が低下または、過敏になっている場合には、前述の如くガス検知器5に原料ガスを供給しても、ガス検知器5の出力値が前記所定の範囲内の出力を逸脱する。この時、制御装置6は、燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講ずる。安全処置としては例えば、燃焼器2へのガス供給を停止させて燃料電池システム200の運転を停止することや、燃料電池システム200利用者にガス検知器5の異常を報知することが挙げられる。なお、制御装置6は、ガス検知器5が動作していないと判断してから燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講じてもよい。   At this time, if the output value V of the gas detector 5 with respect to the supplied raw material gas is within a predetermined range, that is, V1 <V ≦ V2, the control device 6 continues the operation of the fuel cell system 200 (V1 is For example, it is the minimum output value when the gas detector 5 is energized, and V2 is the maximum value output by the gas detector 5 at the concentration of the source gas to be supplied). However, if the detection sensitivity of the carbon monoxide of the gas detector 5 is lowered or sensitive due to deterioration of the gas detector 5 over time, the raw material gas is supplied to the gas detector 5 as described above. Also, the output value of the gas detector 5 deviates from the output within the predetermined range. At this time, the control device 6 takes appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200. Examples of the safety measures include stopping the operation of the fuel cell system 200 by stopping the gas supply to the combustor 2 and notifying the user of the fuel cell system 200 of the abnormality of the gas detector 5. The control device 6 may take appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200 after determining that the gas detector 5 is not operating.

以上のように、本実施の形態における燃料電池システム200の構成をとると、原料ガスを用いてガス検知器5の検知出力に応じて、報知及び燃焼器2へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行うことができる。   As described above, when the configuration of the fuel cell system 200 in the present embodiment is taken, at least of the notification and the stop of the gas supply to the combustor 2 according to the detection output of the gas detector 5 using the raw material gas. One can do it.

(変形例1)
実施の形態1における燃料電池システムの変形例1について図2を用いて説明する。図2は、変形例1における燃料電池システムの構成を示すブロック図である。図2に示す燃料電池システム200は、第2バイパス流路31と第5弁30を備えた点で実施の形態1と異なっている。第2バイパス流路31は、改質器1で生成された水素含有ガスを、ガス検知器5へと供給するものである。なお、第2バイパス流路31には、その流路の開閉を行うために第5弁30が設けられている。
(Modification 1)
A first modification of the fuel cell system in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system in the first modification. The fuel cell system 200 shown in FIG. 2 is different from the first embodiment in that the second bypass flow path 31 and the fifth valve 30 are provided. The second bypass flow path 31 supplies the hydrogen-containing gas generated by the reformer 1 to the gas detector 5. The second bypass channel 31 is provided with a fifth valve 30 for opening and closing the channel.

まず、ガス検知器5へ水素含有ガスを供給する際、制御装置6は、例えば、改質器1が水素生成をしている時、第5弁30を開き、水素含有ガスをガス検知器5へ供給する。これにより、水素含有ガスは、改質器1、水素含有ガス流路7、第2バイパス流路31を通じて、ガス検知器5へ供給される。このとき、供給された原料ガスに対するガス検知器5の出力値Vが、所定の範囲内V1<V≦V2となれば、制御装置6は燃料電池システム200の運転を継続する(V1は、例えば、ガス検知器5の通電時における最低出力値であり、V2は、供給する原料ガスの濃度でガス検知器5が出力する最大値とする)。しかし、ガス検知器5が経年劣化などによって、ガス検知器5の一酸化炭素の検知感度が低下または、過敏になっている場合には、前述の如くガス検知器5に水素含有ガスを供給しても、ガス検知器5の出力値が前記所定の範囲内の出力を逸脱する。この時、制御装置6は、燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講ずる。安全処置としては例えば、燃焼器2へのガス供給を停止させて燃料電池システム200の運転を停止することや、燃料電池システム200利用者にガス検知器5の異常を報知することが挙げられる。なお、制御装置6は、ガス検知器5が動作していないと判断してから燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講じてもよい。
なお、本変形例において、原料ガスをガス検知器5へ供給する場合、改質器1及び燃焼器2を動作させることなく、ガス検知器5の検知出力に応じて、報知及び燃焼器2へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行うことができる。この場合、ガス検知器5の検知出力確認後、燃焼を開始できるため燃料電池システム200の安全性を高めることができる。
First, when supplying the hydrogen-containing gas to the gas detector 5, for example, when the reformer 1 is generating hydrogen, the control device 6 opens the fifth valve 30 and supplies the hydrogen-containing gas to the gas detector 5. To supply. As a result, the hydrogen-containing gas is supplied to the gas detector 5 through the reformer 1, the hydrogen-containing gas flow path 7, and the second bypass flow path 31. At this time, if the output value V of the gas detector 5 with respect to the supplied raw material gas is within a predetermined range V1 <V ≦ V2, the control device 6 continues the operation of the fuel cell system 200 (V1 is, for example, The minimum output value when the gas detector 5 is energized, and V2 is the maximum value output from the gas detector 5 at the concentration of the supplied raw material gas). However, when the gas detector 5 is deteriorated in sensitivity or detection sensitivity of carbon monoxide due to aging or the like, a hydrogen-containing gas is supplied to the gas detector 5 as described above. However, the output value of the gas detector 5 deviates from the output within the predetermined range. At this time, the control device 6 takes appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200. Examples of the safety measures include stopping the operation of the fuel cell system 200 by stopping the gas supply to the combustor 2 and notifying the user of the fuel cell system 200 of the abnormality of the gas detector 5. The control device 6 may take appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200 after determining that the gas detector 5 is not operating.
In addition, in this modification, when supplying raw material gas to the gas detector 5, according to the detection output of the gas detector 5, without operating the reformer 1 and the combustor 2, it notifies to the combustor 2. At least one of the gas supply stops can be performed. In this case, since the combustion can be started after the detection output of the gas detector 5 is confirmed, the safety of the fuel cell system 200 can be improved.

(実施の形態2)
実施の形態2における燃料電池システムの構成について図3を用いて説明する。図3は、実施の形態2における燃料電池システムの構成を示すブロック図である。なお、実施の形態1と同様の構成要素については同一符号を付与し、その説明はここでは省略する。
(Embodiment 2)
The configuration of the fuel cell system according to Embodiment 2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system in the second embodiment. In addition, the same code | symbol is provided about the component similar to Embodiment 1, and the description is abbreviate | omitted here.

図3に示す燃料電池システム200は、第2空気供給器24から燃焼器2に繋がる第2空気流路18と、第2空気流路18を介して燃焼器2へと空気を供給する第2空気供給器24とを備えた点で実施の形態1と異なっている。   The fuel cell system 200 shown in FIG. 3 includes a second air flow path 18 that is connected to the combustor 2 from the second air supply device 24, and a second air that supplies air to the combustor 2 via the second air flow path 18. This embodiment is different from the first embodiment in that an air supply device 24 is provided.

まず、ガス検知器5へ原料ガスと空気の混合ガスを供給する際、制御装置6は、例えば、起動時の燃焼器2での着火前に、原料ガス元弁16を開き、第1弁10を閉じ、第2弁11を開いた後、原料供給器4を作動させ、原料ガスの供給を開始する。さらに、制御装置6は、第2空気供給器24を作動させ空気を第2空気流路18から燃焼器2へ供給させる。これにより、原料ガスは改質器1の内部を通過し、水素含有ガス流路7、第1バイパス流路12、排水素流路9を通じて燃焼器2に供給される。   First, when supplying the raw material gas and air mixed gas to the gas detector 5, the control device 6 opens the raw material gas main valve 16 and ignites the first valve 10, for example, before ignition in the combustor 2 at start-up. Is closed and the second valve 11 is opened, the raw material supplier 4 is operated, and the supply of the raw material gas is started. Further, the control device 6 operates the second air supply unit 24 to supply air from the second air flow path 18 to the combustor 2. As a result, the raw material gas passes through the interior of the reformer 1 and is supplied to the combustor 2 through the hydrogen-containing gas flow path 7, the first bypass flow path 12, and the exhaust hydrogen flow path 9.

そして、燃焼器2で、原料ガスと空気は混合され希釈される。混合された混合ガスは、燃焼排ガス流路15内に設置されているガス検知器5へ供給される。このとき、供給された混合ガスに対するガス検知器5の出力値Vが、所定の範囲内V1<V≦V2となれば、制御装置6は燃料電池システム200の運転を継続する(V1は、例えば、ガス検知器5の通電時における最低出力値であり、V2は、供給する原料ガスの濃度でガス検知器5が出力する最大値とする)。しかし、ガス検知器5が経年劣化などによって、ガス検知器5の一酸化炭素の検知感度が低下または、過敏になっている場合には、前述の如くガス検知器5に混合ガスを供給しても、ガス検知器5の出力値が前記所定の範囲内の出力を逸脱する。この時、制御装置6は、燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講ずる。安全処置としては例えば、燃焼器2へのガス供給を停止させて燃料電池システム200の運転を停止することや、燃料電池システム200利用者にガス検知器5の異常を報知することが挙げられる。なお、制御装置6は、ガス検知器5が動作していないと判断してから燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講じてもよい。   In the combustor 2, the raw material gas and air are mixed and diluted. The mixed gas mixture is supplied to the gas detector 5 installed in the combustion exhaust gas passage 15. At this time, if the output value V of the gas detector 5 with respect to the supplied mixed gas is within a predetermined range V1 <V ≦ V2, the control device 6 continues the operation of the fuel cell system 200 (V1 is, for example, The minimum output value when the gas detector 5 is energized, and V2 is the maximum value output from the gas detector 5 at the concentration of the supplied raw material gas). However, if the gas detector 5 has low or sensitive carbon monoxide detection sensitivity due to deterioration over time, the mixed gas is supplied to the gas detector 5 as described above. Also, the output value of the gas detector 5 deviates from the output within the predetermined range. At this time, the control device 6 takes appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200. Examples of the safety measures include stopping the operation of the fuel cell system 200 by stopping the gas supply to the combustor 2 and notifying the user of the fuel cell system 200 of the abnormality of the gas detector 5. The control device 6 may take appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200 after determining that the gas detector 5 is not operating.

本実施の形態2における燃料電池システム200の構成をとると、原料ガスは空気で希釈されるため、可燃範囲に対して十分低濃度のガスを用いて、ガス検知器5の検知出力に応じて、報知及び燃焼器2へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行うことができる。なお、図3では燃焼器2で原料ガスと空気を混合しているが、この限りではなく、例えば、燃焼排ガス流路15の途中で混合しても良い。   When the configuration of the fuel cell system 200 according to the second embodiment is taken, the raw material gas is diluted with air, so that a sufficiently low concentration gas is used with respect to the combustible range, and the gas detector 5 is used in accordance with the detection output. In addition, at least one of the notification and the stop of the gas supply to the combustor 2 can be performed. In FIG. 3, the raw material gas and air are mixed in the combustor 2. However, the present invention is not limited to this. For example, the gas may be mixed in the middle of the combustion exhaust gas flow path 15.

(変形例2)
実施の形態2における燃料電池システムの変形例2について図4を用いて説明する。図4は、変形例2における燃料電池システムの構成を示すブロック図である。図4に示す燃料電池システム200は水素含有ガスと空気の混合ガスをガス検知器5へ供給し、報知及び燃焼器2の停止のうち少なくとも一方を行う。
(Modification 2)
Modification 2 of the fuel cell system in Embodiment 2 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system in Modification 2. The fuel cell system 200 shown in FIG. 4 supplies a mixed gas of hydrogen-containing gas and air to the gas detector 5 and performs at least one of notification and stop of the combustor 2.

図4に示す燃料電池システム200は、第2バイパス流路31と第5弁30を備え、第2空気流路18が第2バイパス流路31に接続されている点で図3に示す燃料電池システム200と異なっている。第2バイパス流路31は、改質器1で生成された水素含有ガスを、ガス検知器5へと供給するものである。なお、第2バイパス流路31には、その流路の開閉を行うために第5弁30が設けられている。   The fuel cell system 200 shown in FIG. 4 includes the second bypass passage 31 and the fifth valve 30, and the fuel cell shown in FIG. 3 in that the second air passage 18 is connected to the second bypass passage 31. Different from the system 200. The second bypass flow path 31 supplies the hydrogen-containing gas generated by the reformer 1 to the gas detector 5. The second bypass channel 31 is provided with a fifth valve 30 for opening and closing the channel.

まず、ガス検知器5へ水素含有ガスと空気の混合ガスを供給する際、制御装置6は、例
えば、改質器1が水素生成をしている時、第5弁30を開き、水素含有ガスをガス検知器5へ供給する。さらに、制御装置6は、第2空気供給器24を作動させ空気を第2空気流路18から燃焼器2へ供給される。このとき、水素含有ガスガスは流路内で空気と混合され希釈される。混合された混合ガスは、ガス検知器5へ供給される。このとき、供給された混合ガスに対するガス検知器5の出力値Vが、所定の範囲内V1<V≦V2となれば、制御装置6は燃料電池システム200の運転を継続する(V1は、例えば、ガス検知器5の通電時における最低出力値であり、V2は、供給する原料ガスの濃度でガス検知器5が出力する最大値とする)。しかし、ガス検知器5が経年劣化などによって、ガス検知器5の一酸化炭素の検知感度が低下または、過敏になっている場合には、前述の如くガス検知器5に混合ガスを供給しても、ガス検知器5の出力値が前記所定の範囲内の出力を逸脱する、もしくは出力は無い。この時、制御装置6は、燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講ずる。安全処置としては例えば、燃焼器2へのガス供給を停止させて燃料電池システム200の運転を停止することや、燃料電池システム200利用者にガス検知器5の異常を報知することが挙げられる。なお、制御装置6は、ガス検知器5が動作していないと判断してから燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講じてもよい。
First, when supplying a mixed gas of hydrogen-containing gas and air to the gas detector 5, the control device 6 opens the fifth valve 30, for example, when the reformer 1 is generating hydrogen, and opens the hydrogen-containing gas. Is supplied to the gas detector 5. Further, the control device 6 operates the second air supply device 24 to supply air from the second air flow path 18 to the combustor 2. At this time, the hydrogen-containing gas is mixed with air in the flow path and diluted. The mixed gas mixture is supplied to the gas detector 5. At this time, if the output value V of the gas detector 5 with respect to the supplied mixed gas is within a predetermined range V1 <V ≦ V2, the control device 6 continues the operation of the fuel cell system 200 (V1 is, for example, The minimum output value when the gas detector 5 is energized, and V2 is the maximum value output from the gas detector 5 at the concentration of the supplied raw material gas). However, if the gas detector 5 has low or sensitive carbon monoxide detection sensitivity due to deterioration over time, the mixed gas is supplied to the gas detector 5 as described above. However, the output value of the gas detector 5 deviates from the output within the predetermined range or there is no output. At this time, the control device 6 takes appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200. Examples of the safety measures include stopping the operation of the fuel cell system 200 by stopping the gas supply to the combustor 2 and notifying the user of the fuel cell system 200 of the abnormality of the gas detector 5. The control device 6 may take appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200 after determining that the gas detector 5 is not operating.

(実施の形態3)
実施の形態3における燃料電池システムの構成について図5を用いて説明する。図5は、実施の形態3における燃料電池システムの構成を示すブロック図である。なお、実施の形態1〜2と同様の構成要素については同一符号を付与し、その説明はここでは省略する。
(Embodiment 3)
The configuration of the fuel cell system according to Embodiment 3 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system in the third embodiment. In addition, the same code | symbol is provided about the component similar to Embodiment 1-2, and the description is abbreviate | omitted here.

図5に示す燃料電池システム200においては、改質器1に供給される原料ガスの流量を測定する原料流量計20と、燃焼器2に供給される空気の流量を測定する空気流量計21とをさらに備えている点で実施の形態1〜2と異なっている。   In the fuel cell system 200 shown in FIG. 5, a raw material flow meter 20 that measures the flow rate of the raw material gas supplied to the reformer 1, and an air flow meter 21 that measures the flow rate of air supplied to the combustor 2, Is further different from the first and second embodiments.

まず、ガス検知器5へ原料ガスと空気の混合ガスを供給する際、制御装置6は、例えば、起動時の燃焼器2で着火前に、原料ガス元弁16を開き、第1弁10を閉じ、第2弁11を開いた後、原料供給器4を作動させ、原料ガスの供給を開始する。この時、原料流量計20で測定した値に基づいて制御装置6で制御された流量の原料ガスが、燃焼器2へ供給される。制御装置6は、第2空気供給器24を作動させ、空気流量計21で測定した流量に基づいて、空気を第2空気流路18から燃焼器2へ供給される。   First, when supplying the mixed gas of raw material gas and air to the gas detector 5, the control device 6 opens the raw material gas main valve 16 and opens the first valve 10, for example, before ignition in the combustor 2 at start-up. After closing and opening the second valve 11, the raw material supplier 4 is operated and the supply of the raw material gas is started. At this time, the raw material gas having a flow rate controlled by the control device 6 based on the value measured by the raw material flow meter 20 is supplied to the combustor 2. The control device 6 operates the second air supply device 24 and supplies air from the second air flow path 18 to the combustor 2 based on the flow rate measured by the air flow meter 21.

燃焼器2で、原料ガスは空気と混合され希釈される。希釈された混合ガスは、燃焼排ガス流路15内に設置されているガス検知器5へ供給される。このとき、供給された混合ガスに対するガス検知器5の出力値Vが、所定の範囲内V1<V≦V2となれば、制御装置6は燃料電池システム200の運転を継続する(V1は、例えば、ガス検知器5の通電時における最低出力値)。しかし、ガス検知器5が経年劣化などによって、ガス検知器5の一酸化炭素の検知感度が低下または、過敏になっている場合には、前述の如くガス検知器5に混合ガスを供給しても、ガス検知器5の出力値が前記所定の範囲内の出力を逸脱する、もしくは出力は無い。この時、制御装置6は、燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講ずる。安全処置としては例えば、燃焼器2へのガス供給を停止させて燃料電池システム200の運転を停止することや、燃料電池システム200利用者にガス検知器5の異常を報知することが挙げられる。なお、制御装置6は、ガス検知器5が動作していないと判断してから燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講じてもよい。   In the combustor 2, the raw material gas is mixed with air and diluted. The diluted mixed gas is supplied to the gas detector 5 installed in the combustion exhaust gas flow path 15. At this time, if the output value V of the gas detector 5 with respect to the supplied mixed gas is within a predetermined range V1 <V ≦ V2, the control device 6 continues the operation of the fuel cell system 200 (V1 is, for example, The minimum output value when the gas detector 5 is energized). However, if the gas detector 5 has low or sensitive carbon monoxide detection sensitivity due to deterioration over time, the mixed gas is supplied to the gas detector 5 as described above. However, the output value of the gas detector 5 deviates from the output within the predetermined range or there is no output. At this time, the control device 6 takes appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200. Examples of the safety measures include stopping the operation of the fuel cell system 200 by stopping the gas supply to the combustor 2 and notifying the user of the fuel cell system 200 of the abnormality of the gas detector 5. The control device 6 may take appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200 after determining that the gas detector 5 is not operating.

ここで、原料流量計20で測定された流量と空気流量計21で測定された流量によって混合ガス濃度は既知となるため、この混合ガス濃度に対するガス検知器5の出力値Vが、
既定の真の値となるか否かによってガス検知器5の動作確認を行なっても良い。図6は、混合ガス濃度とガス検知器5の出力値との関係を示す図である。Lは、原料ガス濃度に対するガス検知器5の真の出力値を示している。
そして、ガス検知器5から出力値が、ガス濃度によって定まる真の値から所定の誤差範囲(例えば、±5mV)の範囲であれば、制御装置6は燃料電池システム200の運転を継続する。これによって、ガス検知器5の動作確認をより精度よく行うことができる。
Here, since the mixed gas concentration is known from the flow rate measured by the raw material flow meter 20 and the flow rate measured by the air flow meter 21, the output value V of the gas detector 5 with respect to this mixed gas concentration is
You may confirm operation | movement of the gas detector 5 by whether it becomes a predetermined true value. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the mixed gas concentration and the output value of the gas detector 5. L indicates the true output value of the gas detector 5 with respect to the raw material gas concentration.
If the output value from the gas detector 5 is within a predetermined error range (for example, ± 5 mV) from the true value determined by the gas concentration, the control device 6 continues the operation of the fuel cell system 200. Thereby, the operation check of the gas detector 5 can be performed with higher accuracy.

出力範囲は、混合ガスの濃度に応じて変化する。制御装置6は、ガス検知器5の出力値と第1の出力範囲とを比較し、第1の出力範囲を外れた場合は、制御装置6は、燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講ずる。安全処置としては例えば、燃焼器2へのガス供給を停止させて燃料電池システム200の運転を停止することや、燃料電池システム200利用者にガス検知器5の異常を報知することが挙げられる。なお、制御装置6は、ガス検知器5が動作していないと判断してから燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講じてもよい。   The output range changes according to the concentration of the mixed gas. The control device 6 compares the output value of the gas detector 5 with the first output range, and when the control device 6 is out of the first output range, the control device 6 ensures the safety of the fuel cell system 200. Take appropriate safety measures. Examples of the safety measures include stopping the operation of the fuel cell system 200 by stopping the gas supply to the combustor 2 and notifying the user of the fuel cell system 200 of the abnormality of the gas detector 5. The control device 6 may take appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200 after determining that the gas detector 5 is not operating.

以上のように、本実施の形態における燃料電池システム200の構成をとると、ガス検知器5の検知出力に応じて、報知及び燃焼器2へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行うことができるとともに、ガス検知器5の検知能力の低下を検出することができる。   As described above, when the configuration of the fuel cell system 200 in the present embodiment is taken, at least one of notification and stop of gas supply to the combustor 2 can be performed according to the detection output of the gas detector 5. In addition, it is possible to detect a decrease in the detection capability of the gas detector 5.

(変形例3)
実施の形態3における燃料電池システムの変形例3について図7を用いて説明する。図7は、変形例3における燃料電池システムの構成を示すブロック図である。図7に示す燃料電池システム200は、第2バイパス流路31と第5弁30を備え、第2空気流路18が第2バイパス流路31に接続されている点で図5と異なっている。第2バイパス流路31は、改質器1で生成された水素含有ガスを、ガス検知器5へと供給するものである。なお、第2バイパス流路31には、その流路の開閉を行うために第5弁30が設けられている。
(Modification 3)
A third modification of the fuel cell system in the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system in Modification 3. The fuel cell system 200 shown in FIG. 7 is different from FIG. 5 in that it includes a second bypass passage 31 and a fifth valve 30 and the second air passage 18 is connected to the second bypass passage 31. . The second bypass flow path 31 supplies the hydrogen-containing gas generated by the reformer 1 to the gas detector 5. The second bypass channel 31 is provided with a fifth valve 30 for opening and closing the channel.

まず、ガス検知器5へ水素含有ガスと空気の混合ガスを供給する際、制御装置6は、例えば、改質器1が水素生成をしている時、第5弁30を開き、水素含有ガスをガス検知器5へ供給する。第2空気供給器24を作動させ空気を第2空気流路18から第2バイパス流路31へ供給される。このとき、水素含有ガスは流路内で空気と混合され希釈される。混合された混合水素含有ガスは、ガス検知器5へ供給される。この時、原料流量計20で測定した値に基づいて制御装置6で制御された流量の原料ガスが、改質器1へ供給され、改質触媒の温度に基づき水素生成量が算出される。制御装置6は、第2空気供給器24を作動させ、空気流量計21で測定した流量に基づいて、空気が第2バイパス流路31へ供給される。このとき、供給された混合ガスに対するガス検知器5の出力値Vが、所定の範囲内V1<V≦V2となれば、制御装置6は燃料電池システム200の運転を継続する(V1は、例えば、ガス検知器5の通電時における最低出力値)。しかし、ガス検知器5が経年劣化などによって、ガス検知器5の一酸化炭素の検知感度が低下または、過敏になっている場合には、前述の如くガス検知器5に混合ガスを供給しても、ガス検知器5の出力値が前記所定の範囲内の出力を逸脱する、もしくは出力は無い。この時、制御装置6は、燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講ずる。安全処置としては例えば、燃焼器2へのガス供給を停止させて燃料電池システム200の運転を停止することや、燃料電池システム200利用者にガス検知器5の異常を報知することが挙げられる。なお、制御装置6は、ガス検知器5が動作していないと判断してから燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講じてもよい。   First, when supplying a mixed gas of hydrogen-containing gas and air to the gas detector 5, the control device 6 opens the fifth valve 30, for example, when the reformer 1 is generating hydrogen, and opens the hydrogen-containing gas. Is supplied to the gas detector 5. The second air supply unit 24 is operated to supply air from the second air flow path 18 to the second bypass flow path 31. At this time, the hydrogen-containing gas is mixed with air in the flow path and diluted. The mixed mixed hydrogen-containing gas is supplied to the gas detector 5. At this time, the raw material gas having a flow rate controlled by the control device 6 based on the value measured by the raw material flow meter 20 is supplied to the reformer 1, and the hydrogen generation amount is calculated based on the temperature of the reforming catalyst. The control device 6 operates the second air supply device 24, and air is supplied to the second bypass passage 31 based on the flow rate measured by the air flow meter 21. At this time, if the output value V of the gas detector 5 with respect to the supplied mixed gas is within a predetermined range V1 <V ≦ V2, the control device 6 continues the operation of the fuel cell system 200 (V1 is, for example, The minimum output value when the gas detector 5 is energized). However, if the gas detector 5 has low or sensitive carbon monoxide detection sensitivity due to deterioration over time, the mixed gas is supplied to the gas detector 5 as described above. However, the output value of the gas detector 5 deviates from the output within the predetermined range or there is no output. At this time, the control device 6 takes appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200. Examples of the safety measures include stopping the operation of the fuel cell system 200 by stopping the gas supply to the combustor 2 and notifying the user of the fuel cell system 200 of the abnormality of the gas detector 5. The control device 6 may take appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200 after determining that the gas detector 5 is not operating.

ここで、原料流量計20で測定された流量と空気流量計21で測定された流量によって混合ガス濃度は既知となるため、この混合ガス濃度に対するガス検知器5の出力値Vが、
既定の真の値となるか否かによってガス検知器5の動作確認を行なっても良い。図6は、混合ガス濃度とガス検知器5の出力値との関係を示す図である。Lは、原料ガス濃度に対するガス検知器5の真の出力値を示している。
Here, since the mixed gas concentration is known from the flow rate measured by the raw material flow meter 20 and the flow rate measured by the air flow meter 21, the output value V of the gas detector 5 with respect to this mixed gas concentration is
You may confirm operation | movement of the gas detector 5 by whether it becomes a predetermined true value. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the mixed gas concentration and the output value of the gas detector 5. L indicates the true output value of the gas detector 5 with respect to the raw material gas concentration.

そして、ガス検知器5から出力値が、ガス濃度によって定まる真の値から所定の誤差範囲(例えば、±5mV)の範囲であれば、制御装置6は燃料電池システム200の運転を継続する。これによって、ガス検知器5の動作確認をより精度よく行うことができる。   If the output value from the gas detector 5 is within a predetermined error range (for example, ± 5 mV) from the true value determined by the gas concentration, the control device 6 continues the operation of the fuel cell system 200. Thereby, the operation check of the gas detector 5 can be performed with higher accuracy.

出力範囲は、混合ガスの濃度に応じて変化する。制御装置6は、ガス検知器5の出力値と第1の出力範囲とを比較し、第1の出力範囲を外れた場合は、制御装置6は、燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講ずる。安全処置としては例えば、燃焼器2へのガス供給を停止させて燃料電池システム200の運転を停止することや、燃料電池システム200利用者にガス検知器5の異常を報知することが挙げられる。なお、制御装置6は、ガス検知器5が動作していないと判断してから燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講じてもよい。   The output range changes according to the concentration of the mixed gas. The control device 6 compares the output value of the gas detector 5 with the first output range, and when the control device 6 is out of the first output range, the control device 6 ensures the safety of the fuel cell system 200. Take appropriate safety measures. Examples of the safety measures include stopping the operation of the fuel cell system 200 by stopping the gas supply to the combustor 2 and notifying the user of the fuel cell system 200 of the abnormality of the gas detector 5. The control device 6 may take appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200 after determining that the gas detector 5 is not operating.

以上のように、本実施の形態における燃料電池システム200の構成をとると、ガス検知器5の検知出力に応じて、報知及び燃焼器2へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行うことができる。   As described above, when the configuration of the fuel cell system 200 in the present embodiment is taken, at least one of notification and stop of gas supply to the combustor 2 can be performed according to the detection output of the gas detector 5. it can.

(実施の形態4)
実施の形態4における燃料電池システムの構成について図8を用いて説明する。図8は、実施の形態4における燃料電池システムの構成を示すブロック図である。なお、実施の形態1〜3と同様の構成要素については同一符号を付与し、その説明はここでは省略する。
(Embodiment 4)
The configuration of the fuel cell system according to Embodiment 4 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system in the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is provided about the component similar to Embodiment 1-3, The description is abbreviate | omitted here.

図8に示す燃料電池システム200においては、改質器1の温度を測定する温度測定器22をさらに備え、制御装置6は、温度測定器22で測定された温度が所定の範囲の時に、原料ガスを改質器1に供給する点で実施の形態1〜3と異なっている。   The fuel cell system 200 shown in FIG. 8 further includes a temperature measuring device 22 that measures the temperature of the reformer 1, and the control device 6 is configured to supply a raw material when the temperature measured by the temperature measuring device 22 is within a predetermined range. The difference from Embodiments 1 to 3 is that gas is supplied to the reformer 1.

まず、ガス検知器5へ原料ガスと空気の混合ガスを供給する際、制御装置6は、温度測定器22で改質器1の温度を測定する。この時、測定された温度が所定の温度範囲内の時、原料ガス元弁16を開き、第1弁10を閉じ、第2弁11を開いた後、原料供給器4を作動させ、原料ガスの供給を開始する。この時、原料流量計20で測定した値に基づいて制御装置6で制御された流量の原料ガスが、燃焼器2へ供給される。さらに第2空気供給器24を作動させ、空気流量計21で測定した流量に基づいて、空気を第2空気流路18から燃焼器2へ供給される。   First, when supplying the mixed gas of raw material gas and air to the gas detector 5, the control device 6 measures the temperature of the reformer 1 with the temperature measuring device 22. At this time, when the measured temperature is within a predetermined temperature range, the raw material gas main valve 16 is opened, the first valve 10 is closed, the second valve 11 is opened, the raw material supplier 4 is operated, and the raw material gas is Start supplying. At this time, the raw material gas having a flow rate controlled by the control device 6 based on the value measured by the raw material flow meter 20 is supplied to the combustor 2. Further, the second air supply unit 24 is operated, and air is supplied from the second air flow path 18 to the combustor 2 based on the flow rate measured by the air flow meter 21.

ここで、所定の温度範囲とは、改質触媒において炭化水素が吸着・脱着しない温度域と、原料ガスから炭素析出が起こらない温度域のことである。例えば、改質触媒において炭化水素が吸着・脱着しない温度域とは、プロパンやブタンにおいて約50℃以上70℃未満である。所定の温度範囲より改質器1の温度が低い時には炭化水素が改質器1内の触媒に吸着され、所定の温度範囲より高い時には触媒に脱着されるため、原料ガスの濃度が安定しない。また、原料ガスは約400℃以上になると炭素析出を始めるため、ガス組成に影響を及ぼし原料ガスの濃度が安定しない。この時、制御装置6は温度測定器22での測定値が所定の温度範囲内になるまで、原料ガスを改質器1に供給しない。   Here, the predetermined temperature range is a temperature range where hydrocarbons are not adsorbed / desorbed in the reforming catalyst, and a temperature range where carbon deposition does not occur from the raw material gas. For example, the temperature range where hydrocarbons are not adsorbed / desorbed in the reforming catalyst is about 50 ° C. or more and less than 70 ° C. for propane or butane. When the temperature of the reformer 1 is lower than the predetermined temperature range, the hydrocarbon is adsorbed by the catalyst in the reformer 1 and desorbed to the catalyst when the temperature is higher than the predetermined temperature range, so that the concentration of the raw material gas is not stable. Further, since the source gas starts to precipitate when the temperature is about 400 ° C. or higher, the gas composition is affected and the concentration of the source gas is not stable. At this time, the control device 6 does not supply the raw material gas to the reformer 1 until the value measured by the temperature measuring device 22 falls within a predetermined temperature range.

以上のように、本実施の形態における燃料電池システム200の構成をとると、温度測定器22が改質器1の温度を測定することにより、改質触媒による原料ガスの吸着・脱着が起こる温度帯を避けて、原料ガスをガス検知器5へ供給できる。これにより、ガス検知
器5の検知出力に応じて、報知及び燃焼器2の停止のうち少なくとも一方を行う精度を上げることができる。ガス検知器5の出力値が前記所定の範囲内の出力を逸脱する、もしくは出力は無い時、制御装置6は、燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講ずる。安全処置としては例えば、燃焼器2へのガス供給を停止させて燃料電池システム200の運転を停止することや、燃料電池システム200利用者にガス検知器5の異常を報知することが挙げられる。なお、制御装置6は、ガス検知器5が動作していないと判断してから燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講じてもよい。なお、実施の形態3に与える効果を説明したが、実施の形態1または実施の形態2でも同じ効果が得られる。
As described above, when the configuration of the fuel cell system 200 in the present embodiment is adopted, the temperature measuring device 22 measures the temperature of the reformer 1, and thereby the temperature at which the raw material gas is adsorbed / desorbed by the reforming catalyst. The source gas can be supplied to the gas detector 5 while avoiding the band. Thereby, according to the detection output of the gas detector 5, the precision which performs at least one among notification and the stop of the combustor 2 can be raised. When the output value of the gas detector 5 deviates from the output within the predetermined range or there is no output, the control device 6 takes appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200. Examples of the safety measures include stopping the operation of the fuel cell system 200 by stopping the gas supply to the combustor 2 and notifying the user of the fuel cell system 200 of the abnormality of the gas detector 5. The control device 6 may take appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200 after determining that the gas detector 5 is not operating. In addition, although the effect given to Embodiment 3 was demonstrated, the same effect is acquired also in Embodiment 1 or Embodiment 2.

(実施の形態5)
実施の形態5における燃料電池システムの構成について図9を用いて説明する。図9は、実施の形態5における燃料電池システムの構成を示すブロック図である。なお、実施の形態1〜4と同様の構成要素については同一符号を付与し、その説明はここでは省略する。
(Embodiment 5)
The configuration of the fuel cell system according to Embodiment 5 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system in the fifth embodiment. In addition, the same code | symbol is provided about the component similar to Embodiment 1-4, The description is abbreviate | omitted here.

図9に示す燃料電池システム200においては、原料供給器4から供給される原料ガスを、改質器1を経由せずにガス検知器5に供給する原料ガスバイパス流路23と、原料ガスバイパス流路23を開閉する第4弁26と、原料ガス流路27を開閉する第3弁25をさらに備えた点で実施の形態1〜4と異なっている。   In the fuel cell system 200 shown in FIG. 9, a raw material gas bypass passage 23 for supplying the raw material gas supplied from the raw material supplier 4 to the gas detector 5 without passing through the reformer 1, and the raw material gas bypass The fourth embodiment differs from the first to fourth embodiments in that it further includes a fourth valve 26 that opens and closes the flow path 23 and a third valve 25 that opens and closes the source gas flow path 27.

原料供給器4から供給される原料ガスを、改質器1を経由せずにガス検知器5に供給する原料ガスバイパス流路23は、原料供給器4下流に設けられ、原料ガスバイパス流路23の出口は、燃焼器2に接続される。そして、制御装置6は、原料ガスバイパス流路23を通過した原料ガスをガス検知器5へ供給する。   A raw material gas bypass passage 23 for supplying the raw material gas supplied from the raw material supplier 4 to the gas detector 5 without passing through the reformer 1 is provided downstream of the raw material supplier 4 and is a raw material gas bypass passage. The outlet of 23 is connected to the combustor 2. Then, the control device 6 supplies the raw material gas that has passed through the raw material gas bypass passage 23 to the gas detector 5.

以上のように、本実施の形態における燃料電池システム200の構成をとると、改質器1内にある触媒による原料ガスの吸着・脱着の影響や、原料ガスの炭素析出を受けずに、原料ガスをガス検知器5へ供給できる。つまり、改質器1の温度に関係なく、ガス検知器5の検知出力に応じて、報知及び燃焼器2の停止のうち少なくとも一方を行うことができる。ガス検知器5の出力値が前記所定の範囲内の出力を逸脱する、もしくは出力が無い時、制御装置6は、燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講ずる。安全処置としては例えば、燃焼器2へのガス供給を停止させて燃料電池システム200の運転を停止することや、燃料電池システム200利用者にガス検知器5の異常を報知することが挙げられる。なお、制御装置6は、ガス検知器5が動作していないと判断してから燃料電池システム200の安全性を確保するための適正な安全処置を講じてもよい。   As described above, when the configuration of the fuel cell system 200 according to the present embodiment is adopted, the raw material gas is not affected by the adsorption / desorption of the raw material gas by the catalyst in the reformer 1 or the carbon deposition of the raw material gas. Gas can be supplied to the gas detector 5. That is, regardless of the temperature of the reformer 1, at least one of notification and stop of the combustor 2 can be performed according to the detection output of the gas detector 5. When the output value of the gas detector 5 deviates from the output within the predetermined range or there is no output, the control device 6 takes appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200. Examples of the safety measures include stopping the operation of the fuel cell system 200 by stopping the gas supply to the combustor 2 and notifying the user of the fuel cell system 200 of the abnormality of the gas detector 5. The control device 6 may take appropriate safety measures for ensuring the safety of the fuel cell system 200 after determining that the gas detector 5 is not operating.

本発明の燃料電池システムは、燃焼排ガス流路に一酸化炭素を検知するガス検知器を搭載しているシステムの安全性を確保するのに有用である。   The fuel cell system of the present invention is useful for ensuring the safety of a system in which a gas detector for detecting carbon monoxide is mounted in a combustion exhaust gas passage.

1 改質器
2 燃焼器
3 第1空気供給器
4 原料供給器
5 ガス検知器
6 制御装置
7 水素含有ガス流路
8 水素極
9 排水素流路
10 第1弁
11 第2弁
12 第1バイパス流路
13 第1空気流路
14 酸素極
15 燃焼排ガス流路
16 原料ガス元弁
17 排空気流路
18 第2空気流路
20 原料流量計
21 空気流量計
22 温度測定器
23 原料ガスバイパス流路
24 第2空気供給器
25 第3弁
26 第4弁
27 原料ガス流路
30 第5弁
31 第2バイパス流路
100 燃料電池スタック
200 燃料電池システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reformer 2 Combustor 3 1st air supply device 4 Raw material supply device 5 Gas detector 6 Control apparatus 7 Hydrogen containing gas flow path 8 Hydrogen electrode 9 Exhaust hydrogen flow path 10 1st valve 11 2nd valve 12 1st bypass Flow path 13 First air flow path 14 Oxygen electrode 15 Combustion exhaust gas flow path 16 Raw material gas main valve 17 Exhaust air flow path 18 Second air flow path 20 Raw material flow meter 21 Air flow meter 22 Temperature meter 23 Raw material gas bypass flow path 24 2nd air supply device 25 3rd valve 26 4th valve 27 Raw material gas flow path 30 5th valve 31 2nd bypass flow path 100 Fuel cell stack 200 Fuel cell system

Claims (7)

改質反応により原料ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、
前記原料ガスと前記水素含有ガスとの少なくとも一方を燃焼させ、前記改質器内の改質触媒部を加熱する燃焼器と、
前記改質器で生成された水素含有ガスを用いて発電する燃料電池スタックと、
前記改質器に原料ガスを供給する原料供給器と、
前記燃焼器から排出される燃焼排ガス中の一酸化炭素を検出するガス検知器と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記原料供給器から供給される原料ガス、又は、前記改質器で生成される水素含有ガスを前記ガス検知器に供給させ、前記ガス検知器の検知出力に応じて、報知及び前記燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う、燃料電池システム。
A reformer that generates a hydrogen-containing gas from a raw material gas by a reforming reaction;
A combustor that combusts at least one of the source gas and the hydrogen-containing gas and heats the reforming catalyst unit in the reformer;
A fuel cell stack that generates electricity using the hydrogen-containing gas generated in the reformer;
A raw material supplier for supplying a raw material gas to the reformer;
A gas detector for detecting carbon monoxide in the combustion exhaust gas discharged from the combustor;
A control device,
The control device supplies a raw material gas supplied from the raw material supply device or a hydrogen-containing gas generated by the reformer to the gas detector, and notifies according to a detection output of the gas detector. And at least one of stopping the gas supply to the combustor.
空気を供給する空気供給器をさらに備え、
前記制御装置は、前記原料ガスに前記空気供給器から供給される空気を混合させる、又は、前記水素含有ガスに前記空気供給器から供給される空気を混合させる、ことで混合ガスを生成し、
前記混合ガスを前記ガス検知器に供給し、前記ガス検知器の検知出力に応じて、報知及び前記燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う、請求項1に記載の燃料電池システム。
An air supply for supplying air;
The control device generates a mixed gas by mixing the air supplied from the air supplier to the source gas, or mixing the air supplied from the air supplier to the hydrogen-containing gas,
2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the mixed gas is supplied to the gas detector, and at least one of notification and stop of gas supply to the combustor is performed according to a detection output of the gas detector. .
前記原料供給器から供給される原料ガスの流量を測定する原料流量計と、前記空気供給器から供給される空気の流量を測定する空気流量計と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記原料流量計で測定された流量、前記空気流量計で測定された流量、前記ガス検知器からの出力、を用いて、報知及び前記燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う、請求項2に記載の燃料電池システム。
A raw material flow meter for measuring the flow rate of the raw material gas supplied from the raw material supply device, and an air flow meter for measuring the flow rate of air supplied from the air supply device,
The control device uses the flow rate measured by the raw material flow meter, the flow rate measured by the air flow meter, and the output from the gas detector to notify and stop gas supply to the combustor. The fuel cell system according to claim 2, wherein at least one is performed.
前記制御装置は、前記ガス検知器の出力値が第1の出力範囲から外れる場合、報知及び前記燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う、請求項1から3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 4. The control device according to claim 1, wherein when the output value of the gas detector is out of a first output range, the control device performs at least one of notification and stop of gas supply to the combustor. 5. The fuel cell system described in 1. 前記第1の出力範囲は、前記原料ガスの濃度に応じて変化する、請求項4に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 4, wherein the first output range changes according to a concentration of the raw material gas. 前記改質器の温度を測定する温度測定器をさらに備え、
前記原料供給器から供給された原料ガスは、前記改質器を通過してから前記ガス検知器に供給されるものとし、
前記制御装置は、前記温度測定器で測定された温度が所定の温度範囲内の時に前記原料ガスを前記改質器へ供給し、前記ガス検知器の検知出力に応じて、報知及び前記燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う、請求項1から5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
A temperature measuring device for measuring the temperature of the reformer;
The raw material gas supplied from the raw material supplier is supplied to the gas detector after passing through the reformer,
The control device supplies the raw material gas to the reformer when the temperature measured by the temperature measuring device is within a predetermined temperature range, and notifies and combusts according to the detection output of the gas detector. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the gas supply is stopped.
前記原料供給器から供給される原料ガスが前記改質器を通過せずに前記ガス検知器に供給可能に配置されるバイパス流路をさらに備え、
前記制御装置は、前記バイパス流路を通過した原料ガスを用いて、前記ガス検知器の検知出力に応じて、報知及び前記燃焼器へのガス供給の停止のうち少なくとも一方を行う、請求項1から5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
Further comprising a bypass channel disposed so that the source gas supplied from the source supply unit can be supplied to the gas detector without passing through the reformer,
The said control apparatus performs at least one of notification and the stop of the gas supply to the said combustor according to the detection output of the said gas detector using the raw material gas which passed the said bypass flow path. 6. The fuel cell system according to any one of items 1 to 5.
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