JP2019053828A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

To provide a fuel cell system arranged so as to cope with a trouble such as the clogging or break caused in an air filter.SOLUTION: A fuel cell system comprises a controller 10. The controller regulates an output of a blower 6 so that an air flow rate per unit time, measured by a flowmeter 7 becomes a target flow rate set according to an output power of a cell stack S during a normal power-generating operation. During an inspecting operation, the controller causes the blower 6 to work with a predetermined output in a state in which at least one valve 8 of valves 8 provided on a plurality of individual air flow paths L3a, L3b, L3c is closed and at least one valve 8 is left opened, and determines whether or not abnormality occurs in an air filter 9 provided on the same air flow path L3a, L3b, L3c as that the valve 8 left opened is provided on, based on an air flow rate per unit time, measured by the flowmeter 7 at that time.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有するセルが複数積層されたセルスタックを備える燃料電池部と、酸素ガスを含む空気が燃料電池部に供給されるときに流れる空気ラインと、燃料電池部に向けて空気ライン中に空気を流すブロアと、空気ラインを通して燃料電池部に供給される単位時間当たりの空気の流量を測定する流量計と、制御装置とを備える燃料電池システムに関する。   The present invention provides a fuel cell unit including a cell stack in which a plurality of cells each having an anode to which fuel gas is supplied and a cathode to which oxygen gas is supplied are stacked, and when air containing oxygen gas is supplied to the fuel cell unit An air line that flows into the fuel cell unit, a blower that flows air into the air line toward the fuel cell unit, a flow meter that measures the flow rate of air supplied to the fuel cell unit through the air line, and a control device The present invention relates to a fuel cell system provided.

特許文献1には、燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有するセルを備える燃料電池部(21)と、酸素ガスを含む空気が燃料電池部に供給されるときに流れる空気ライン(27a,27b,27c)と、燃料電池部に向けて空気ライン中に空気を流すブロア(25)と、空気ラインの途中に設けられるエアフィルタ(26)とを備える燃料電池システムが記載されている。この燃料電池システムでは、エアフィルタの吸い込み口を複数にすることで、一箇所の吸い込み口が異物で詰まったとしても他の吸い込み口から空気を吸い込めるようになっている。   In Patent Document 1, a fuel cell unit (21) including a cell having an anode to which fuel gas is supplied and a cathode to which oxygen gas is supplied, and air when oxygen gas is supplied to the fuel cell unit flows. A fuel cell system comprising an air line (27a, 27b, 27c), a blower (25) for flowing air into the air line toward the fuel cell section, and an air filter (26) provided in the middle of the air line is described. Has been. In this fuel cell system, by providing a plurality of air filter suction ports, air can be sucked from other suction ports even if one suction port is clogged with foreign matter.

但し、特許文献1に記載の燃料電池システムでは、エアフィルタに異物が付着して詰まってしまうと、その後、燃料電池部のカソードに対して適正な量の酸素ガス(空気)を供給できない可能性が生じる。   However, in the fuel cell system described in Patent Document 1, if foreign matter adheres to the air filter and becomes clogged, there is a possibility that an appropriate amount of oxygen gas (air) cannot be supplied to the cathode of the fuel cell unit thereafter. Occurs.

尚、異物などが詰まった後のフィルタに対する処置に関する先行技術もある。
例えば、特許文献2に記載の燃料電池システムは、燃料電池の燃料極から排出された燃料排ガスを外部へ排出する排出流路の途中に、可動式フィルタを配置している。そして、可動式フィルタ装置を作動させることで、フィルタに付着した水や異物を回転による遠心力や振動により速やかに飛散させ、水の凍結や異物の目詰まりによる排出流路の閉塞を防止しようとしている。
他にも、特許文献3に記載の燃料電池システムは、原料の水蒸気改質に用いる改質水が流れる改質水ラインの途中にフィルタを設けることで、改質水中の異物を取り除こうとしている。加えて、逆流手段で逆流させた改質水を排出ラインに排出させることにより、フィルタの洗浄を行おうとしている。
There is also prior art related to measures for a filter after a foreign object or the like is clogged.
For example, in the fuel cell system described in Patent Document 2, a movable filter is disposed in the middle of a discharge flow path for discharging fuel exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell to the outside. Then, by operating the movable filter device, water and foreign matter adhering to the filter are quickly scattered by centrifugal force and vibration due to rotation, and an attempt to prevent clogging of the discharge channel due to water freezing and foreign matter clogging Yes.
In addition, the fuel cell system described in Patent Document 3 attempts to remove foreign substances in the reformed water by providing a filter in the middle of the reformed water line through which the reformed water used for the steam reforming of the raw material flows. . In addition, the filter is cleaned by discharging the reformed water backflowed by the backflow means to the discharge line.

特開2007−299582号公報JP 2007-299582 A 国際公開第2011/114787号International Publication No. 2011/114787 特開2015−26540号公報JP 2015-26540 A

特許文献2及び特許文献3に記載の燃料電池システムでは、異物などが詰まった後のフィルタに対して、その異物を除去するような処置、即ち、フィルタを回転させることや、流体を逆流させることなどを行っているが、そのような処置を行うための機構を設けると、システムの構成が非常に複雑になるという問題がある。また、流体を逆流させることができないシステムでは実現不可能であったり、フィルタに集塵された物質次第では取り除けない等の問題もある。   In the fuel cell systems described in Patent Document 2 and Patent Document 3, a measure for removing the foreign matter from the filter after the foreign matter is clogged, that is, rotating the filter or causing the fluid to flow backward. However, if a mechanism for performing such treatment is provided, there is a problem that the system configuration becomes very complicated. In addition, there are problems that cannot be realized in a system in which the fluid cannot flow backward, or that it cannot be removed depending on the substance collected in the filter.

また、フィルタに生じる問題は塵などの異物の詰まりだけでなく、フィルタの破損という問題も生じ得る。そして、フィルタが破損した場合には、フィルタで除去できなかった異物が燃料電池部へと供給される恐れがある。   Further, the problem that occurs in the filter is not only the clogging of foreign matters such as dust, but also the problem of breakage of the filter. And when a filter is damaged, there exists a possibility that the foreign material which could not be removed with a filter may be supplied to a fuel cell part.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エアフィルタに生じ得る詰まりや破損といった問題に対処可能な燃料電池システムを提供する点にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system that can cope with problems such as clogging and breakage that may occur in an air filter.

上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池システムの特徴構成は、燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有するセルが複数積層されたセルスタックを備える燃料電池部と、前記酸素ガスを含む空気が前記燃料電池部に供給されるときに流れる空気ラインと、前記空気ライン中を前記燃料電池部に向けて空気を流すブロアと、前記空気ラインを通して前記燃料電池部に供給される単位時間当たりの空気の流量を測定する流量計と、制御装置とを備える燃料電池システムであって、
前記ブロアの上流側又は下流側において、前記空気ラインは、空気が互いに並行して流れた後で合流する複数の個別空気流路を有し、
複数の前記個別空気流路の夫々にはエアフィルタと弁とが設けられており、
前記制御装置は、
通常発電運転中は、前記流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量が、前記セルスタックの出力電力に応じて設定される目標流量となるように前記ブロアの出力を調節し、
前記検査運転中は、複数の前記個別空気流路の夫々に設けられた弁の内の少なくとも一つの弁を閉じ且つ少なくとも一つの弁を開いた状態で前記ブロアを所定の出力で動作させて、そのときに前記流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量に基づいて、開いた状態にある弁と同じ前記個別空気流路に設けられている前記エアフィルタに異常が発生しているか否かを判定する点にある。
In order to achieve the above object, the fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell unit comprising a cell stack in which a plurality of cells having an anode to which fuel gas is supplied and a cathode to which oxygen gas is supplied are stacked. , An air line that flows when air containing the oxygen gas is supplied to the fuel cell unit, a blower that flows air through the air line toward the fuel cell unit, and the fuel cell unit through the air line A fuel cell system comprising a flow meter for measuring a flow rate of air supplied per unit time and a control device,
On the upstream side or downstream side of the blower, the air line has a plurality of individual air flow paths that merge after the air flows in parallel with each other,
Each of the plurality of individual air flow paths is provided with an air filter and a valve,
The controller is
During normal power generation operation, the output of the blower is adjusted so that the flow rate of air per unit time measured by the flow meter becomes a target flow rate set according to the output power of the cell stack,
During the inspection operation, the blower is operated at a predetermined output with at least one of the valves provided in each of the plurality of individual air flow paths closed and at least one valve opened, Whether or not an abnormality has occurred in the air filter provided in the same individual air flow path as the valve in the open state based on the air flow rate per unit time measured by the flow meter at that time It is in the point of judging.

上記特徴構成によれば、複数の前記個別空気流路の夫々に設けられたエアフィルタの何れかに異常が発生したとしても、その異常が発生したエアフィルタと同じ個別空気流路に設けられている弁を閉じることで、異常が発生したエアフィルタには空気を流さないようにできる。加えて、別の個別空気流路に設けられたエアフィルタに異常が発生していなければ、その異常が発生していないエアフィルタと同じ個別空気流路に設けられている弁を開けることで、異常が発生していないエアフィルタによって浄化した空気を燃料電池部に供給できる。
従って、エアフィルタに生じ得る詰まりや破損といった問題に対処可能な燃料電池システムを提供できる。
According to the above characteristic configuration, even if an abnormality occurs in any of the air filters provided in each of the plurality of individual air flow paths, the air filter is provided in the same individual air flow path as the air filter in which the abnormality has occurred. By closing the valve, it is possible to prevent air from flowing through the air filter in which an abnormality has occurred. In addition, if there is no abnormality in the air filter provided in another individual air flow path, by opening the valve provided in the same individual air flow path as the air filter in which the abnormality has not occurred, Air purified by an air filter in which no abnormality has occurred can be supplied to the fuel cell unit.
Therefore, it is possible to provide a fuel cell system that can cope with problems such as clogging and breakage that may occur in the air filter.

本発明に係る燃料電池システムの別の特徴構成は、前記制御装置は、前記検査運転で前記エアフィルタに異常が発生していると判定したとき、当該異常が発生していると判定した前記エアフィルタと同じ前記個別空気流路に設けられている前記弁を閉じた状態で、以後の前記通常発電運転を行う点にある。   Another characteristic configuration of the fuel cell system according to the present invention is that, when the control device determines that an abnormality has occurred in the air filter in the inspection operation, the air that has been determined to have the abnormality has occurred. The subsequent normal power generation operation is performed with the valve provided in the same individual air flow path as the filter closed.

上記特徴構成によれば、異常が発生していると判定されたエアフィルタと同じ個別空気流路に設けられている弁を閉じた状態で、以後の通常発電運転が行われる。その結果、燃料電池部のカソードに対して浄化された酸素ガス(空気)を適正量供給した状態で燃料電池部での発電を行うことができる。   According to the above characteristic configuration, the subsequent normal power generation operation is performed in a state where the valve provided in the same individual air flow path as that of the air filter that is determined to be abnormal is closed. As a result, power generation in the fuel cell unit can be performed in a state where an appropriate amount of purified oxygen gas (air) is supplied to the cathode of the fuel cell unit.

本発明に係る燃料電池システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記検査運転において、複数の前記個別空気流路の夫々に設けられた弁の内の特定の一つの弁のみを開いた状態で前記ブロアを基準出力で動作させて、そのときに前記流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量が基準流量から多い方に第1設定値以内であり且つ少ない方に第2設定値以内であれば、開いた状態にある弁と同じ前記個別空気流路に設けられている前記エアフィルタに異常が発生していないと判定し、前記基準流量から多い方に前記第1設定値以内になく且つ少ない方に前記第2設定値以内になければ当該エアフィルタに異常が発生していると判定する点にある。   Still another characteristic configuration of the fuel cell system according to the present invention is that the control device opens only one specific valve among the valves provided in each of the plurality of individual air flow paths in the inspection operation. In this state, the blower is operated at a reference output, and at that time, the air flow rate per unit time measured by the flowmeter is within the first set value when the flow rate is higher than the reference flow rate, and when the flow rate is lower, the second flow rate is decreased. If it is within the set value, it is determined that no abnormality has occurred in the air filter provided in the same individual air flow path as the valve in the open state, and the first setting is set to the larger one from the reference flow rate. If it is not within the value and less than the second set value, it is determined that an abnormality has occurred in the air filter.

エアフィルタに異物の過剰な詰まりが発生しておらず、且つ、エアフィルタの破損なども発生していない場合、エアフィルタでは適正な圧力損失が発生するため、複数の個別空気流路の夫々に設けられた弁の内の特定の一つの弁のみを開いた状態でブロアを基準出力で動作させると、流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量は、所定の基準流量に近い値になるはずである。
そこで本特徴構成では、流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量が基準流量から多い方に第1設定値以内であり且つ少ない方に第2設定値以内であれば、開いた状態にある弁と同じ個別空気流路に設けられているエアフィルタに異常が発生していないと判定する。それに対して、流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量が基準流量から多い方に第1設定値以内になく且つ少ない方に第2設定値以内になければ当該エアフィルタに異常が発生していると判定する。これのような検証を行うことで、エアフィルタが正常であるか又は異常であるかを正確に判定できる。
If the air filter is not excessively clogged with foreign matter and the air filter is not damaged, an appropriate pressure loss will occur in the air filter. When the blower is operated at the reference output with only one of the provided valves opened, the air flow rate per unit time measured by the flow meter is close to the predetermined reference flow rate. Should be.
Therefore, in this feature configuration, if the air flow rate per unit time measured by the flow meter is within the first set value when the flow rate is larger than the reference flow rate and within the second set value when it is less than the reference flow rate, the air flow is opened. It is determined that no abnormality has occurred in the air filter provided in the same individual air flow path as a certain valve. On the other hand, if the air flow rate per unit time measured by the flow meter is not within the first set value when the air flow is higher than the reference flow rate and is not within the second set value when it is less than the second set value, an abnormality occurs in the air filter It is determined that By performing such verification, it is possible to accurately determine whether the air filter is normal or abnormal.

更に、制御装置は、検査運転において、複数の個別空気流路の夫々に設けられた弁の内の特定の一つの弁のみを開いた状態でブロアを基準出力で動作させて、そのときに流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量が基準流量から第1設定値を超えて大きければ、開いた状態にある弁と同じ個別空気流路に設けられているエアフィルタに通気量が多くなる破れ異常が発生していると判定し、基準流量から第2設定値を超えて小さければエアフィルタに通気量が少なくなる詰まり異常が発生していると判定することもできる。   Further, the control device operates the blower at the reference output with only one specific valve among the valves provided in each of the plurality of individual air flow paths open in the inspection operation, and the flow rate at that time If the air flow rate per unit time measured by the meter is larger than the first set value from the reference flow rate, the air flow rate is large in the air filter provided in the same individual air flow path as the valve in the open state. It can also be determined that a breaking abnormality has occurred, and if the reference flow rate is smaller than the second set value, it can be determined that a clogging abnormality that reduces the air flow rate in the air filter has occurred.

燃料電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a fuel cell system. 検査運転処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an inspection driving process. ブロア出力と空気流量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a blower output and an air flow rate.

以下に図面を参照して本発明の実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。
図1は、燃料電池システムの構成を示す図である。図示するように、燃料電池システムは、燃料ガスが供給されるアノード1及び酸素ガスが供給されるカソード2を有するセルCが複数積層されたセルスタックSを備える燃料電池部4と、酸素ガスを含む空気が燃料電池部4に供給されるときに流れる空気ラインL3と、燃料電池部4に向けて空気ラインL3中に空気を流すブロア6と、空気ラインL3を通して燃料電池部4に供給される単位時間当たりの空気の流量を測定する流量計7と、制御装置10とを備える。燃料電池部4の発電電力はインバータ等を有する電力変換部(図示せず)を介して例えば家屋内の電力負荷装置や電力系統などに供給できる。上述した燃料電池部4、ブロア6、電力変換部などの動作は制御装置10が制御する。また、流量計7の測定結果は制御装置10に伝達される。
A fuel cell system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fuel cell system. As shown in the figure, the fuel cell system includes a fuel cell unit 4 including a cell stack S in which a plurality of cells C each having an anode 1 to which fuel gas is supplied and a cathode 2 to which oxygen gas is supplied, and oxygen gas. An air line L3 that flows when the contained air is supplied to the fuel cell unit 4, a blower 6 that flows air into the air line L3 toward the fuel cell unit 4, and a fuel cell unit 4 that is supplied through the air line L3. A flow meter 7 for measuring the flow rate of air per unit time and a control device 10 are provided. The power generated by the fuel cell unit 4 can be supplied, for example, to a power load device in a house or a power system via a power conversion unit (not shown) having an inverter or the like. The control device 10 controls the operations of the fuel cell unit 4, the blower 6, and the power conversion unit described above. Further, the measurement result of the flow meter 7 is transmitted to the control device 10.

燃料電池部4は、例えば固体酸化物形のセルCや固体高分子形のセルCなど、様々なタイプのセルCを用いて構成することができる。燃料電池部4のアノード1に供給される燃料ガスは、改質部5で生成される。例えば、原燃料ラインL1を介して都市ガス(メタン等)などの炭化水素を含む原燃料ガスが改質部5に供給される。アノード1とカソード2との間には電解質部3が設けられている。そして、改質部5においてその原燃料ガスが水蒸気改質されることで水素を主成分とする燃料ガスが生成され、その燃料ガスが燃料ラインL2を介して燃料電池部4に供給される。改質部5の動作は制御装置10が制御する。   The fuel cell unit 4 can be configured using various types of cells C such as a solid oxide cell C and a solid polymer cell C, for example. The fuel gas supplied to the anode 1 of the fuel cell unit 4 is generated by the reforming unit 5. For example, raw fuel gas containing hydrocarbons such as city gas (methane or the like) is supplied to the reforming unit 5 through the raw fuel line L1. An electrolyte part 3 is provided between the anode 1 and the cathode 2. Then, the raw fuel gas is steam reformed in the reforming unit 5 to generate a fuel gas mainly composed of hydrogen, and the fuel gas is supplied to the fuel cell unit 4 through the fuel line L2. The operation of the reforming unit 5 is controlled by the control device 10.

尚、図示は省略するが、燃料電池システムには様々な補機が設けられている。例えば、燃料電池を運転している間に燃料電池部4で発生した熱を回収する冷却水を循環させるときに用いられるポンプや、タンク内に貯えた温水を循環させてその冷却水から熱を回収するときに用いられるポンプなどが補機として設けられている。それらの補機の動作は制御装置10が制御する。   Although illustration is omitted, various auxiliary machines are provided in the fuel cell system. For example, while operating the fuel cell, a pump used to circulate cooling water that recovers the heat generated in the fuel cell unit 4 or hot water stored in a tank is circulated to generate heat from the cooling water. A pump or the like used for recovery is provided as an auxiliary machine. The operation of these auxiliary machines is controlled by the control device 10.

制御装置10は、燃料電池システムの運転状態を連系状態とアイドリング状態との何れか一方に切り替えることができる。例えば、連系状態は、燃料電池部4の発電電力を上述した電力負荷装置や電力系統などに供給する状態であり、アイドリング状態は、燃料電池部4の発電電力を上述した電力負荷装置や電力系統などに供給せずに上述した補機などで内部消費する状態である。つまり、燃料電池部4を運転している間に動作する補機でも電力は消費されるため、燃料電池部4の発電電力を電力負荷装置や電力系統などに供給していなくても、燃料電池部4で発電された電力を補機で消費しながら燃料電池部4の運転を継続することができる。   The control device 10 can switch the operating state of the fuel cell system to either the interconnected state or the idling state. For example, the interconnected state is a state in which the power generated by the fuel cell unit 4 is supplied to the above-described power load device or power system, and the idling state is the power load device or power that has been generated by the fuel cell unit 4 described above. This is a state in which the above-mentioned auxiliary machine or the like is internally consumed without being supplied to the system or the like. That is, since power is consumed even in an auxiliary machine that operates while the fuel cell unit 4 is in operation, the fuel cell can be used even if the power generated by the fuel cell unit 4 is not supplied to a power load device or a power system. The operation of the fuel cell unit 4 can be continued while consuming the electric power generated by the unit 4 with the auxiliary machine.

また、本実施形態の燃料電池システムでは、ブロア6の上流側において、空気ラインL3は、空気が互いに並行して流れた後で合流する複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cを有する。複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cは、ブロア6の上流側に設けてもよい。また、複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cの夫々にはエアフィルタ9(9a,9b,9c)と弁8(8a,8b,8c)とが設けられている。具体的には、図1に示す例では、空気ラインL3は3つの個別空気流路L3a,L3b,L3cを有している。そして、個別空気流路L3aには弁8a及びエアフィルタ9aが設けられ、個別空気流路L3bには弁8b及びエアフィルタ9bが設けられ、個別空気流路L3cには弁8c及びエアフィルタ9cが設けられる。これら弁8の動作は制御装置10が制御する。エアフィルタ9は例えば繊維を布形状にしたもの等が用いられる。弁8は例えば電磁弁等が用いられる。   Further, in the fuel cell system of the present embodiment, on the upstream side of the blower 6, the air line L3 has a plurality of individual air flow paths L3a, L3b, and L3c that merge after the air flows in parallel with each other. The plurality of individual air flow paths L3a, L3b, and L3c may be provided on the upstream side of the blower 6. An air filter 9 (9a, 9b, 9c) and a valve 8 (8a, 8b, 8c) are provided in each of the plurality of individual air flow paths L3a, L3b, L3c. Specifically, in the example shown in FIG. 1, the air line L3 includes three individual air flow paths L3a, L3b, and L3c. The individual air flow path L3a is provided with a valve 8a and an air filter 9a, the individual air flow path L3b is provided with a valve 8b and an air filter 9b, and the individual air flow path L3c is provided with a valve 8c and an air filter 9c. Provided. The operation of these valves 8 is controlled by the control device 10. As the air filter 9, for example, a fabric made of fibers is used. For example, an electromagnetic valve or the like is used as the valve 8.

本実施形態の燃料電池システムでは、制御装置10は、通常発電運転と検査運転とを切り替えて行うことができる。通常発電運転は、制御装置10が、燃料電池システムの運転状態を上述した連系状態又はアイドリング状態にして、燃料電池部4の発電電力を所望の値に制御するときの運転である。検査運転は、制御装置10が、エアフィルタ9を検査するときの運転であり、本実施形態では燃料電池システムの運転状態を上述したアイドリング状態にする。   In the fuel cell system of the present embodiment, the control device 10 can switch between the normal power generation operation and the inspection operation. The normal power generation operation is an operation when the control device 10 sets the operation state of the fuel cell system to the above-described interconnection state or idling state and controls the generated power of the fuel cell unit 4 to a desired value. The inspection operation is an operation when the control device 10 inspects the air filter 9. In this embodiment, the operation state of the fuel cell system is set to the idling state described above.

〔通常発電運転〕
制御装置10は、通常発電運転中は、燃料電池部4のアノード1に供給される単位時間当たりの燃料ガスの流量及び燃料電池部4のカソード2に供給される単位時間当たりの酸素ガスの流量を、セルスタックSの出力電力に応じて設定される所定の目標値に調節する。具体的には、制御装置10は、改質部5に供給される原燃料を、セルスタックSの出力電力に応じて設定される目標値にし、流量計7で測定される単位時間当たりの空気の流量が、セルスタックSの出力電力に応じて設定される目標流量となるようにブロア6の出力を調節する。但し、その目標流量には、発電反応のために燃料電池部4のカソード2で消費される酸素量(空気量)と、例えばアノード1から排出されるアノード排ガスを燃焼させるための酸素量(空気量)との両方が含まれる場合などがある。このような制御により、通常発電運転中は、燃料電池部4のアノード1及びカソード2に、セルスタックSの出力電力に対応した量の燃料ガス及び酸素ガスが供給される。
[Normal power generation operation]
During the normal power generation operation, the control device 10 controls the flow rate of fuel gas per unit time supplied to the anode 1 of the fuel cell unit 4 and the flow rate of oxygen gas supplied per unit time to the cathode 2 of the fuel cell unit 4. Is adjusted to a predetermined target value set according to the output power of the cell stack S. Specifically, the control device 10 sets the raw fuel supplied to the reforming unit 5 to a target value set according to the output power of the cell stack S, and air per unit time measured by the flow meter 7. The output of the blower 6 is adjusted so that the flow rate becomes the target flow rate set according to the output power of the cell stack S. However, the target flow rate includes an oxygen amount (air amount) consumed at the cathode 2 of the fuel cell unit 4 for a power generation reaction, and an oxygen amount (air) for burning anode exhaust gas discharged from the anode 1, for example. In some cases. With such control, during normal power generation operation, fuel gas and oxygen gas in amounts corresponding to the output power of the cell stack S are supplied to the anode 1 and the cathode 2 of the fuel cell unit 4.

〔検査運転〕
エアフィルタ9は空気中の異物を捕らえることを目的として設置されるため、エアフィルタ9には次第に異物が堆積する。つまり、エアフィルタ9には、通気量が少なくなる詰まり異常が発生することがある。この場合、エアフィルタ9での圧力損失が大きくなるため、流量計7で測定される単位時間当たりの空気の流量をセルスタックSの出力電力に応じて設定される目標流量となるようにするためには、ブロア出力を大きくしなければならない。また、布形状のエアフィルタ9に孔が開くことも起こり得る。この場合、エアフィルタ9には、通気量が多くなる破れ異常が発生することがある。そして、空気中の異物が取り除かれないままで燃料電池部4に供給されるという問題が生じ得る。
[Inspection operation]
Since the air filter 9 is installed for the purpose of catching foreign matter in the air, the foreign matter gradually accumulates on the air filter 9. That is, the air filter 9 may have a clogging abnormality that reduces the air flow rate. In this case, since the pressure loss in the air filter 9 is increased, the air flow rate per unit time measured by the flow meter 7 is set to a target flow rate set according to the output power of the cell stack S. In order to achieve this, the blower output must be increased. Further, a hole may be formed in the cloth-shaped air filter 9. In this case, the air filter 9 may have a breakage abnormality that increases the air flow rate. And the problem that the foreign material in air is not removed but the fuel cell part 4 is supplied may arise.

そのような問題があるため、エアフィルタ9に異常が発生しているか否かを判定するための検査運転を所定のタイミングで行う必要がある。本実施形態では、制御装置10は、検査運転中は、複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cの夫々に設けられた弁8の内の少なくとも一つの弁8を閉じ且つ少なくとも一つの弁8を開いた状態でブロア6を所定の出力で動作させて、そのときに流量計7で測定される単位時間当たりの空気の流量に基づいて、開いた状態にある弁8と同じ個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられているエアフィルタ9に異常が発生しているか否かを判定する。但し、検査運転中にブロア6を所定の出力で動作させているとき、燃料電池部4で必要な酸素(空気)は供給されている必要がある。   Because of such a problem, it is necessary to perform an inspection operation for determining whether or not an abnormality has occurred in the air filter 9 at a predetermined timing. In the present embodiment, the control device 10 closes at least one of the valves 8 provided in each of the plurality of individual air flow paths L3a, L3b, and L3c and performs at least one valve 8 during the inspection operation. The blower 6 is operated at a predetermined output with the valve open, and based on the air flow rate per unit time measured by the flow meter 7 at that time, the same individual air flow path as the valve 8 in the open state It is determined whether or not an abnormality has occurred in the air filter 9 provided in L3a, L3b, and L3c. However, when the blower 6 is operated at a predetermined output during the inspection operation, oxygen (air) necessary for the fuel cell unit 4 needs to be supplied.

図2は、検査運転処理を説明するフローチャートである。
工程#10において制御装置10は、検査運転を行うタイミングであるか否かを判定する。例えば、制御装置10は、1日に1回、午前2時などの予め定められた時刻になると、検査運転を行うタイミングであると判定して(工程#10において「Yes」と判定して)、工程#11に移行する。検査運転を行うタイミングでない場合には(工程#10において「No」と判定した場合には)、図2のフローチャートの最初にリターンする。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the inspection operation process.
In step # 10, the control device 10 determines whether it is time to perform the inspection operation. For example, the control device 10 determines that it is time to perform the inspection operation once a day at a predetermined time such as 2 am (determines “Yes” in step # 10). Then, the process proceeds to step # 11. When it is not the timing for performing the inspection operation (when it is determined “No” in Step # 10), the process returns to the beginning of the flowchart of FIG.

工程#11において制御装置10は、燃料電池システムの運転状態をアイドリング状態にする。
次に、制御装置10は、複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cの夫々に設けられた弁8の内の特定の一つの弁8のみを開いた状態でブロア6を基準出力で動作させ(工程#12)、流量計7で測定される単位時間当たりの空気の量が適正であるか否かを判定する(工程#13)。ここで、開いた弁8と同じ個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられているエアフィルタ9に異物の過剰な詰まりが発生しておらず、且つ、エアフィルタ9の破損なども発生していない場合、エアフィルタ9では適正な圧力損失が発生するため、複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cの夫々に設けられた弁8の内の特定の一つの弁8のみを開いた状態でブロア6を基準出力で動作させると、流量計7で測定される単位時間当たりの空気の流量は、所定の基準流量に近い値になるはずである。
In step # 11, the control device 10 sets the operating state of the fuel cell system to an idling state.
Next, the control device 10 operates the blower 6 with the reference output with only one specific valve 8 among the valves 8 provided in each of the plurality of individual air flow paths L3a, L3b, and L3c open. (Step # 12), it is determined whether the amount of air per unit time measured by the flowmeter 7 is appropriate (step # 13). Here, the air filter 9 provided in the same individual air flow path L3a, L3b, L3c as the opened valve 8 is not clogged with excessive foreign matters, and the air filter 9 is also damaged. If not, an appropriate pressure loss occurs in the air filter 9, so that only one specific valve 8 among the valves 8 provided in each of the plurality of individual air flow paths L3a, L3b, L3c is opened. When the blower 6 is operated at the reference output, the air flow rate per unit time measured by the flow meter 7 should be close to a predetermined reference flow rate.

図3は、ブロア出力と空気流量との関係を示すグラフである。図示するように、ブロア出力が増大するにつれて、そのブロア6によって空気ラインL3に流れる単位時間当たりの空気の流量は増加する関係になっている。そして、ブロア6を図3のブロア出力60%で動作させた場合には、単位時間当たりに約33L/minの空気を流すことができる。但し、この流量はブロア6単体での動作特性であり、図1に示したような装置に組み込んだ場合(即ち、エアフィルタ9等での圧力損失が存在する場合)の空気の流量は異なった値となる。よって、制御装置10は、事前に、複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cの夫々に設けられた弁8の内の特定の一つの弁8のみを開いた状態でブロア6を基準出力で動作させたとき、流量計7で測定される単位時間当たりの空気の流量がどのような値(基準流量)になるのかを把握して記憶装置11に記憶しておく。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the blower output and the air flow rate. As shown in the figure, as the blower output increases, the flow rate of air per unit time flowing through the air line L3 by the blower 6 increases. When the blower 6 is operated at a blower output of 60% in FIG. 3, about 33 L / min of air can flow per unit time. However, this flow rate is an operating characteristic of the blower 6 alone, and the air flow rate when it is incorporated in the apparatus as shown in FIG. 1 (that is, when there is a pressure loss in the air filter 9 etc.) is different. Value. Therefore, the control device 10 uses the blower 6 as a reference output in a state where only one specific valve 8 among the valves 8 provided in each of the plurality of individual air flow paths L3a, L3b, and L3c is opened in advance. When the operation is performed, the value (reference flow rate) of the air flow rate per unit time measured by the flow meter 7 is grasped and stored in the storage device 11.

そして、制御装置10は、検査運転において、複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cの夫々に設けられた弁8の内の特定の一つの弁8のみを開いた状態でブロア6を基準出力で動作させて、そのときに流量計7で測定される単位時間当たりの空気の流量が基準流量よりも多い方に第1設定値以内であり且つ少ない方に第2設定値以内であれば、開いた状態にある弁8と同じ個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられているエアフィルタ9に異常が発生していないと判定し、基準流量よりも多い方に第1設定値以内になく且つ少ない方に第2設定値以内になければエアフィルタ9に異常が発生していると判定する(工程#12〜工程#15)。このとき、燃料電池部4には上記基準流量の空気が供給されているという前提であるので、セルスタックSでの発電もその空気量に見合った電力に制御される。   In the inspection operation, the control device 10 outputs the blower 6 as a reference output in a state in which only one specific valve 8 among the valves 8 provided in each of the plurality of individual air flow paths L3a, L3b, and L3c is opened. If the air flow rate per unit time measured by the flow meter 7 at that time is within the first set value when the flow rate is greater than the reference flow rate and within the second set value when the flow rate is less than the reference flow rate, It is determined that no abnormality has occurred in the air filter 9 provided in the same individual air flow path L3a, L3b, L3c as the valve 8 in the opened state, and within the first set value in a direction larger than the reference flow rate If it is not less than the second set value, it is determined that an abnormality has occurred in the air filter 9 (step # 12 to step # 15). At this time, since it is assumed that the fuel cell unit 4 is supplied with the air at the reference flow rate, the power generation in the cell stack S is also controlled to the power corresponding to the amount of air.

具体的には、制御装置10は、検査運転において、複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cの夫々に設けられた弁8の内の特定の一つの弁8のみを開いた状態でブロア6を基準出力で動作させて、そのときに流量計7で測定される単位時間当たりの空気の流量が基準流量よりも第1設定値を超えて多ければ、開いた状態にある弁8と同じ個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられているエアフィルタ9に、通気量が多くなる破れ異常が発生していると判定する。
それに対して、制御装置10は、検査運転において、複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cの夫々に設けられた弁8の内の特定の一つの弁8のみを開いた状態でブロア6を基準出力で動作させて、そのときに流量計7で測定される単位時間当たりの空気の流量が基準流量よりも第2設定値を超えて少なければ、開いた状態にある弁8と同じ個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられているエアフィルタ9に、通気量が少なくなる詰まり異常が発生していると判定する。そして、制御装置10は、エアフィルタ9の検査結果を記憶装置11に記憶する。
Specifically, the control device 10 opens the blower 6 with only one specific valve 8 among the valves 8 provided in each of the plurality of individual air flow paths L3a, L3b, and L3c in the inspection operation. If the air flow rate per unit time measured by the flow meter 7 at that time exceeds the first set value by more than the first set value, the same individual as the valve 8 in the open state It is determined that the air filter 9 provided in the air flow paths L3a, L3b, and L3c has a breakage abnormality that increases the air flow rate.
On the other hand, in the inspection operation, the control device 10 opens the blower 6 with only one specific valve 8 among the valves 8 provided in each of the plurality of individual air flow paths L3a, L3b, and L3c open. If the flow rate of air per unit time measured by the flow meter 7 is less than the second set value than the reference flow rate, the same individual air as the valve 8 in the open state is operated. It is determined that the air filter 9 provided in the flow paths L3a, L3b, and L3c has a clogging abnormality that reduces the air flow rate. Then, the control device 10 stores the inspection result of the air filter 9 in the storage device 11.

例えば、制御装置10は、検査運転において、個別空気流路L3aに設けられた弁8aのみを開き、個別空気流路L3bに設けられた弁8b及び個別空気流路L3cに設けられた弁8cを閉じた状態で、ブロア6を図3のブロア出力60%で動作させる。そして、制御装置10は、そのときに流量計7で測定される単位時間当たりの空気の流量を、基準流量と比較して、弁8aと同じ個別空気流路L3aに設けられたエアフィルタ9aに異常が発生しているか否かを判定する。   For example, in the inspection operation, the control device 10 opens only the valve 8a provided in the individual air flow path L3a, and opens the valve 8b provided in the individual air flow path L3b and the valve 8c provided in the individual air flow path L3c. In the closed state, the blower 6 is operated at the blower output 60% of FIG. Then, the control device 10 compares the air flow rate per unit time measured by the flow meter 7 at that time with the reference flow rate and applies it to the air filter 9a provided in the same individual air flow path L3a as the valve 8a. It is determined whether an abnormality has occurred.

その後、工程#16において制御装置10は、全てのエアフィルタ9を検査したか否か、即ち、全てのエアフィルタ9を各別に開いた状態で工程#12及び工程#13の検査を行ったか否かを判定し、未だ検査していないエアフィルタ9が残っていれば工程#12に移行する。それに対して、制御装置10は、全てのエアフィルタ9の検査を行っていれば、工程#17に移行する。   Thereafter, in step # 16, the control device 10 has inspected all the air filters 9, that is, has inspected step # 12 and step # 13 with all the air filters 9 opened separately. If the air filter 9 that has not been inspected still remains, the process proceeds to step # 12. On the other hand, the control apparatus 10 will transfer to process # 17, if the test | inspection of all the air filters 9 is performed.

工程#17において制御装置10は、記憶装置11に記憶されている全てのエアフィルタ9の検査結果を読み出して、異常が発生していないエアフィルタ9を特定する。そして、制御装置10は、異常が発生していないエアフィルタ9と同じ個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられた弁8のみを開き、異常が発生しているエアフィルタ9と同じ個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられた弁8を閉じる。その後、制御装置10は、燃料電池部4のアイドリング状態を解除して、今回の検査タイミングでの検査運転処理を終了する。このように、制御装置10は、検査運転でエアフィルタ9に異常が発生していると判定したとき、当該異常が発生していると判定したエアフィルタ9と同じ個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられている弁8を閉じた状態で、以後の通常発電運転を行うことになる。   In step # 17, the control device 10 reads the inspection results of all the air filters 9 stored in the storage device 11, and identifies the air filter 9 in which no abnormality has occurred. And the control apparatus 10 opens only the valve 8 provided in the same individual air flow path L3a, L3b, L3c as the air filter 9 in which no abnormality has occurred, and the same individual air as the air filter 9 in which the abnormality has occurred. The valve 8 provided in the flow paths L3a, L3b, L3c is closed. Thereafter, the control device 10 releases the idling state of the fuel cell unit 4 and ends the inspection operation processing at the current inspection timing. As described above, when the control device 10 determines that an abnormality has occurred in the air filter 9 during the inspection operation, the individual air flow paths L3a, L3b, Subsequent normal power generation operation is performed with the valve 8 provided at L3c closed.

以上のように、複数の個別空気流路L3a,L3b,L3cの夫々に設けられたエアフィルタ9の何れかに異常が発生したとしても、その異常が発生したエアフィルタ9と同じ個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられている弁8を閉じることで、異常が発生したエアフィルタ9には空気を流さないようにできる。加えて、別の個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられたエアフィルタ9に異常が発生していなければ、その異常が発生していないエアフィルタ9と同じ個別空気流路L3a,L3b,L3cに設けられている弁8を開けることで、異常が発生していないエアフィルタ9によって浄化した空気を燃料電池部4に供給できる。   As described above, even if an abnormality occurs in any of the air filters 9 provided in each of the plurality of individual air flow paths L3a, L3b, L3c, the same individual air flow path as the air filter 9 in which the abnormality has occurred By closing the valves 8 provided in L3a, L3b, and L3c, air can be prevented from flowing through the air filter 9 in which an abnormality has occurred. In addition, if there is no abnormality in the air filter 9 provided in another individual air flow path L3a, L3b, L3c, the same individual air flow path L3a, L3b, By opening the valve 8 provided in L3c, the air purified by the air filter 9 in which no abnormality has occurred can be supplied to the fuel cell unit 4.

<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、燃料電池システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成については適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態で個別空気流路L3a,L3b,L3cが3つである例を説明したが、2つの個別空気流路で構成される場合、4つ以上の個別空気流路で構成される場合など適宜変更可能である。
<Another embodiment>
<1>
In the above embodiment, the configuration of the fuel cell system has been described with a specific example, but the configuration can be appropriately changed.
For example, the example in which the number of the individual air flow paths L3a, L3b, and L3c is three has been described in the above-described embodiment. The case can be appropriately changed.

<2>
上記実施形態では、1日に1回、午前2時などのタイミングが検査運転を行うタイミングに設定されている例を説明したが、検査運転を行うタイミングの頻度や実施時刻などは適宜変更可能である。例えば、毎週月曜日の午前5時を検査運転を行うタイミングに設定することや、毎月の15日の午前5時を検査運転を行うタイミングに設定することなどでも構わない。
<2>
In the above embodiment, an example is described in which the timing such as 2:00 am once a day is set to the timing for performing the inspection operation, but the frequency of the inspection operation, the execution time, and the like can be appropriately changed. is there. For example, it may be set at 5 am every Monday as the timing for performing the inspection operation, or at 5 am on the 15th of every month as the timing for performing the inspection operation.

<3>
上記実施形態では、検査運転を行うとき燃料電池システムの運転状態をアイドリング状態にする例を説明したが、燃料電池システムの運転状態を連系状態のままで検査運転を行ってもよい。但し、検査運転中にブロア6を所定の出力で動作させているとき、燃料電池部4で発電運転を行うのに必要な酸素(空気)は供給されている必要がある。
<3>
In the above-described embodiment, the example in which the operation state of the fuel cell system is set to the idling state when performing the inspection operation has been described. However, the inspection operation may be performed while the operation state of the fuel cell system remains in the connected state. However, when the blower 6 is operated at a predetermined output during the inspection operation, oxygen (air) necessary for performing the power generation operation in the fuel cell unit 4 needs to be supplied.

<4>
上記実施形態では、図3においてブロア出力と空気流量との関係を示したが、その関係は例示目的で記載したものであり適宜変更可能である。
<4>
In the above embodiment, the relationship between the blower output and the air flow rate is shown in FIG. 3, but the relationship is described for the purpose of illustration and can be changed as appropriate.

<5>
上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
<5>
The configurations disclosed in the above-described embodiments (including other embodiments, the same applies hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in the other embodiments as long as no contradiction arises, and are disclosed in this specification. The embodiment is an exemplification, and the embodiment of the present invention is not limited to this, and can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.

本発明は、エアフィルタに生じ得る詰まりや破損といった問題に対処可能な燃料電池システムに利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a fuel cell system that can cope with problems such as clogging and breakage that may occur in an air filter.

1 アノード
2 カソード
4 燃料電池部
6 ブロア
7 流量計
8 弁
8a 弁
8b 弁
8c 弁
9 エアフィルタ
9a エアフィルタ
9b エアフィルタ
9c エアフィルタ
10 制御装置
C セル
S セルスタック
L3 空気ライン
L3a 個別空気流路
L3b 個別空気流路
L3c 個別空気流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anode 2 Cathode 4 Fuel cell part 6 Blower 7 Flowmeter 8 Valve 8a Valve 8b Valve 8c Valve 9 Air filter 9a Air filter 9b Air filter 9c Air filter 10 Control apparatus C Cell S Cell stack L3 Air line L3a Individual air flow path L3b Individual air flow path L3c Individual air flow path

Claims (4)

燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有するセルが複数積層されたセルスタックを備える燃料電池部と、前記酸素ガスを含む空気が前記燃料電池部に供給されるときに流れる空気ラインと、前記燃料電池部に向けて前記空気ライン中に空気を流すブロアと、前記空気ラインを通して前記燃料電池部に供給される単位時間当たりの空気の流量を測定する流量計と、制御装置とを備える燃料電池システムであって、
前記ブロアの上流側又は下流側において、前記空気ラインは、空気が互いに並行して流れた後で合流する複数の個別空気流路を有し、
複数の前記個別空気流路の夫々にはエアフィルタと弁とが設けられており、
前記制御装置は、
通常発電運転中は、前記流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量が、前記セルスタックの出力電力に応じて設定される目標流量となるように前記ブロアの出力を調節し、
検査運転中は、複数の前記個別空気流路の夫々に設けられた弁の内の少なくとも一つの弁を閉じ且つ少なくとも一つの弁を開いた状態で前記ブロアを所定の出力で動作させて、そのときに前記流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量に基づいて、開いた状態にある弁と同じ前記個別空気流路に設けられている前記エアフィルタに異常が発生しているか否かを判定する燃料電池システム。
A fuel cell unit including a cell stack in which a plurality of cells each having an anode to which fuel gas is supplied and a cathode to which oxygen gas is supplied is stacked, and flows when air containing the oxygen gas is supplied to the fuel cell unit An air line, a blower for flowing air into the air line toward the fuel cell unit, a flow meter for measuring a flow rate of air supplied to the fuel cell unit through the air line, and a control device A fuel cell system comprising:
On the upstream side or downstream side of the blower, the air line has a plurality of individual air flow paths that merge after the air flows in parallel with each other,
Each of the plurality of individual air flow paths is provided with an air filter and a valve,
The controller is
During normal power generation operation, the output of the blower is adjusted so that the flow rate of air per unit time measured by the flow meter becomes a target flow rate set according to the output power of the cell stack,
During the inspection operation, the blower is operated at a predetermined output with at least one of the valves provided in each of the plurality of individual air flow paths closed and at least one valve opened. Whether or not an abnormality has occurred in the air filter provided in the same individual air flow path as the valve in the open state, based on the air flow rate per unit time sometimes measured by the flow meter A fuel cell system for judging.
前記制御装置は、前記検査運転で前記エアフィルタに異常が発生していると判定したとき、当該異常が発生していると判定した前記エアフィルタと同じ前記個別空気流路に設けられている前記弁を閉じた状態で、以後の前記通常発電運転を行う請求項1に記載の燃料電池システム。   When the control device determines that an abnormality has occurred in the air filter during the inspection operation, the control device is provided in the same individual air flow path as the air filter that has been determined to have the abnormality. The fuel cell system according to claim 1, wherein the normal power generation operation is performed after the valve is closed. 前記制御装置は、前記検査運転において、
複数の前記個別空気流路の夫々に設けられた弁の内の特定の一つの弁のみを開いた状態で前記ブロアを基準出力で動作させて、そのときに前記流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量が基準流量よりも多い方に第1設定値以内であり且つ少ない方に第2設定値以内であれば、開いた状態にある弁と同じ前記個別空気流路に設けられている前記エアフィルタに異常が発生していないと判定し、前記基準流量よりも多い方に前記第1設定値以内になく且つ少ない方に前記第2設定値以内になければ当該エアフィルタに異常が発生していると判定する請求項1又は2に記載の燃料電池システム。
The control device, in the inspection operation,
A unit time measured by the flowmeter at the time when the blower is operated at a reference output with only one specific valve among the valves provided in each of the plurality of individual air flow paths open. If the flow rate of the hit air is within the first set value when it is greater than the reference flow rate and within the second set value when it is less than the reference flow rate, it is provided in the same individual air flow path as the valve in the open state. It is determined that no abnormality has occurred in the air filter, and there is no abnormality in the air filter if it is not within the first set value in the direction larger than the reference flow rate and not within the second set value in the smaller direction. The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell system is determined to have occurred.
前記制御装置は、前記検査運転において、
複数の前記個別空気流路の夫々に設けられた弁の内の特定の一つの弁のみを開いた状態で前記ブロアを前記基準出力で動作させて、そのときに前記流量計で測定される単位時間当たりの空気の流量が前記基準流量よりも前記第1設定値を超えて多ければ、開いた状態にある弁と同じ前記個別空気流路に設けられている前記エアフィルタに、通気量が多くなる破れ異常が発生していると判定し、前記基準流量よりも前記第2設定値を超えて少なければ、開いた状態にある弁と同じ前記個別空気流路に設けられている前記エアフィルタに、通気量が少なくなる詰まり異常が発生していると判定する請求項3に記載の燃料電池システム。
The control device, in the inspection operation,
A unit that is measured by the flowmeter at the time when the blower is operated at the reference output with only one specific valve among the valves provided in each of the plurality of individual air flow paths open. If the flow rate of air per hour is greater than the reference flow rate and exceeds the first set value, the air filter provided in the same individual air flow path as the valve in the open state has a large air flow rate. If it is determined that a breakage abnormality has occurred and the second set value is less than the reference flow rate, the air filter provided in the same individual air flow path as the valve in the open state is provided. The fuel cell system according to claim 3, wherein it is determined that a clogging abnormality in which the air flow rate decreases is occurring.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021096966A (en) * 2019-12-18 2021-06-24 大阪瓦斯株式会社 Abnormality determination system and fuel cell device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0684352U (en) * 1993-05-15 1994-12-02 株式会社堀場製作所 Gas analyzer sampling device
JP2005319404A (en) * 2004-05-10 2005-11-17 Matsushita Electric Works Ltd System for purifying washing water of washing apparatus
JP2007299582A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell system
JP2010176946A (en) * 2009-01-28 2010-08-12 Kyocera Corp Fuel battery device
JP2011152514A (en) * 2010-01-27 2011-08-11 Daihen Corp Fluid supply unit and fuel cell system including the same
JP2012059449A (en) * 2010-09-07 2012-03-22 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2013030303A (en) * 2011-07-27 2013-02-07 Aisin Seiki Co Ltd Fuel battery system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0684352U (en) * 1993-05-15 1994-12-02 株式会社堀場製作所 Gas analyzer sampling device
JP2005319404A (en) * 2004-05-10 2005-11-17 Matsushita Electric Works Ltd System for purifying washing water of washing apparatus
JP2007299582A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell system
JP2010176946A (en) * 2009-01-28 2010-08-12 Kyocera Corp Fuel battery device
JP2011152514A (en) * 2010-01-27 2011-08-11 Daihen Corp Fluid supply unit and fuel cell system including the same
JP2012059449A (en) * 2010-09-07 2012-03-22 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2013030303A (en) * 2011-07-27 2013-02-07 Aisin Seiki Co Ltd Fuel battery system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021096966A (en) * 2019-12-18 2021-06-24 大阪瓦斯株式会社 Abnormality determination system and fuel cell device

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