JP5264040B2 - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system and a control method wherein a high temperature actuation type fuel cell can be stopped in an emergency without deterioration or damage, and wherein autonomous operation can be carried out safely, easily and surely after the emergency stop. <P>SOLUTION: This includes a detecting means (emergency state monitoring means 4) to detect a state (for example, state that fuel supply to the fuel cell 1 is shut off because of unforeseen circumstances such as an earthquake and other natural disasters) that a fuel is not supplied to the fuel cell (for example, the high temperature actuation type fuel cell 1 such as a solid oxide fuel cell and a molten carbonate type fuel cell) and an emergency-stop means (5) to stop the fuel cell (1) in an emergency when a state (unforeseen circumstances) that the fuel is not supplied to the fuel cell (1) is detected by the detecting means (4). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&amp;NCIPI

Description

本発明は、例えば固体酸化物燃料電池(ＳＯＦＣ)や溶融炭酸塩型燃料電池(ＭＣＦＣ)の様な高温作動型の燃料電池システムに関する。より詳細には、例えば、地震、停電、落雷の様な自然災害等で、高温作動型の燃料電池を緊急停止する技術と、緊急停止した後に非常用燃料により高温作動型燃料電池を自立運転するための技術に関する。   The present invention relates to a high-temperature operating fuel cell system such as a solid oxide fuel cell (SOFC) or a molten carbonate fuel cell (MCFC). More specifically, for example, in a natural disaster such as an earthquake, a power failure, or a lightning strike, a technology for emergency stop of a high-temperature operation type fuel cell and a high-temperature operation type fuel cell autonomously operated by emergency fuel after an emergency stop For technology.

固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）や溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）といった高温作動型燃料電池を利用した発電システムがある。そして、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）では６００〜１０００℃以上、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）では約５００〜９００℃以上の高温で動作させている。   There is a power generation system using a high temperature operation type fuel cell such as a solid oxide fuel cell (SOFC) or a molten carbonate fuel cell (MCFC). The solid oxide fuel cell (SOFC) is operated at a high temperature of 600 to 1000 ° C. or higher, and the molten carbonate fuel cell (MCFC) is operated at a high temperature of about 500 to 900 ° C. or higher.

上記燃料システムでは、炭化水素系燃料を用いて運転する場合、これらの燃料は脱硫器を通して燃料中の硫黄分を除去し、純水などを蒸発させて発生した蒸気を燃料中に混合して予備改質触媒を用いることで、高級炭化水素成分をメタンに改質し、続いて本改質触媒を用いることで、メタン水蒸気を水素と一酸化炭素に改質して燃料電池の燃料ガス（アノードガス）として供給する。したがって、燃料電池の運転過程に水蒸気改質を伴う場合は、改質に必要となる水又は水蒸気を供給する必要がある。   In the above fuel system, when operating using hydrocarbon fuels, these fuels remove the sulfur content in the fuel through a desulfurizer, and mix the vapor generated by evaporating pure water into the fuel. By using the reforming catalyst, the higher hydrocarbon component is reformed to methane, and subsequently using this reforming catalyst, the methane water vapor is reformed to hydrogen and carbon monoxide, and the fuel gas (anode) of the fuel cell Gas). Therefore, when steam reforming is involved in the operation process of the fuel cell, it is necessary to supply water or steam necessary for reforming.

水蒸気改質を行う場合、適切な水蒸気量を供給しないと、予備改質触媒上で炭素が析出し、触媒性能が劣化する場合がある。一方、このように触媒表面上などで炭素析出が起きた場合、高温で水蒸気濃度の高いガスを供給すると、析出した炭素が解離して一酸化炭素となってガス化排出させることが可能となる。   When steam reforming is performed, if an appropriate amount of steam is not supplied, carbon may be deposited on the pre-reformed catalyst and catalyst performance may deteriorate. On the other hand, when carbon deposition occurs on the catalyst surface in this way, when a gas having a high water vapor concentration is supplied at a high temperature, the deposited carbon is dissociated and becomes carbon monoxide, which can be gasified and discharged. .

燃料電池の酸化剤極側に供給する酸化剤（カソードガス、一般的には空気）は、電気モータ式のブロワを用いて供給することが多い。この他にも運転制御システムなど、電力を消費する機器がシステム内に構成されている。
この様に燃料システムに電気モータ式のブロワや電力を消費する機器が用いられている場合、停電時にはこれらの機器が動かないので燃料電池への酸化剤の供給等は出来なくなる。 The oxidant (cathode gas, generally air) supplied to the oxidant electrode side of the fuel cell is often supplied using an electric motor type blower. In addition, devices that consume power, such as an operation control system, are configured in the system.
In this way, when an electric motor type blower or a device that consumes electric power is used in the fuel system, these devices do not move at the time of a power failure, so that it is impossible to supply an oxidant to the fuel cell.

ここで、４００度以上の高温雰囲気では、燃料電池の燃料極側に酸素があっても、また、空気極側に燃料成分があっても、夫々の電池構成材料が反応し、燃料電池が劣化してしまう。   Here, in a high temperature atmosphere of 400 ° C. or higher, even if oxygen is present on the fuel electrode side of the fuel cell and fuel components are present on the air electrode side, the respective cell constituent materials react and the fuel cell deteriorates. Resulting in.

高温作動型の燃料電池を緊急停止した場合に、緊急停止してから一定時間が経過する以前の段階では、燃料電池温度は４００℃以上の高温状態である。４００℃以上の状態にある燃料電池の燃料極側に酸素が存在すると、燃料極の材料が酸化反応を起こして劣化してしまう。一方、４００℃以上の状態にある燃料電池の空気極側に燃料が存在すると、空気極の材料と酸化反応を起こして劣化してしまう。
一方、燃料電池温度が４００℃未満だと、燃料と空気極材料、酸化剤（酸素）と燃料極材料とは、殆ど反応しない（５００℃未満だと反応し難い）。
従って、高温作動型の燃料電池を緊急停止した場合、燃料電池温度が４００℃未満に低下するまで、燃料電池には燃料も酸化剤も供給するべきではない。 When an emergency stop of a high-temperature operation type fuel cell is performed, the fuel cell temperature is at a high temperature of 400 ° C. or more before a certain time has elapsed since the emergency stop. When oxygen is present on the fuel electrode side of the fuel cell at a temperature of 400 ° C. or higher, the material of the fuel electrode is deteriorated due to an oxidation reaction. On the other hand, if fuel is present on the air electrode side of the fuel cell at a temperature of 400 ° C. or higher, an oxidation reaction occurs with the material of the air electrode, resulting in deterioration.
On the other hand, when the temperature of the fuel cell is less than 400 ° C., the fuel and the air electrode material, and the oxidant (oxygen) and the fuel electrode material hardly react (it is difficult to react when the temperature is less than 500 ° C.).
Therefore, when an emergency stop of a high-temperature operating fuel cell is performed, neither fuel nor oxidant should be supplied to the fuel cell until the fuel cell temperature drops below 400 ° C.

しかし、電池の通常運転時は、５００〜１０００℃レベルの高温で運転されていること、さらに電池の熱容量が大きいことから、緊急停止が必要な場合などに冷却空気を大量供給するといった、強制冷却を試みても、速やかに４００℃以下の温度レベルまで冷却することは極めて難しい。また、急速冷却を行うこと自体が、燃料電池の性能や耐久性を維持する上で好ましくない。   However, during normal operation of the battery, it is operated at a high temperature of 500 to 1000 ° C, and since the battery has a large heat capacity, forced cooling such as supplying a large amount of cooling air when an emergency stop is required. However, it is extremely difficult to quickly cool to a temperature level of 400 ° C. or less. Further, the rapid cooling itself is not preferable for maintaining the performance and durability of the fuel cell.

その他の従来技術として、例えば、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）や溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）などの高温作動型燃料電池について、発電停止時や燃料電池の温度が低下した際に、燃料供給路を切り換え、未改質燃料及び空気をパージガス生成器に通じ、得られたパージガス（主として一酸化炭素及び／又は水素から成る）を燃料電池のスタック内に供給し、一定期間封入することで、燃料電池を劣化させること無く運転停止する方法が提案されている（特許文献１参照）。   As another conventional technique, for example, in a high-temperature operation type fuel cell such as a solid oxide fuel cell (SOFC) or a molten carbonate fuel cell (MCFC), when the power generation is stopped or the temperature of the fuel cell is lowered, the fuel The supply path is switched, unreformed fuel and air are passed through a purge gas generator, and the obtained purge gas (mainly composed of carbon monoxide and / or hydrogen) is supplied into the fuel cell stack and sealed for a certain period of time. A method of stopping operation without degrading the fuel cell has been proposed (see Patent Document 1).

しかし、係る技術では、燃料極と酸化剤極がオフガス燃焼部等を通じて連通するため、どちらかが開放端構造となっている高温作動型燃料電池では、（開放端側から酸素（Ｏ２）が流入してしまわない様に）一酸化炭素及び／又は水素から成るパージガスを流通して封入した場合、燃料極側の酸化は防止出来る一方、酸化剤極側が温度５００℃以上においては、このパージガスと反応して劣化してしまう。
また、燃料流路の切換のためのバルブやパージガス生成器の設置や、これらの連係制御が伴い、システムが複雑となってしまう。 However, in such a technique, since the fuel electrode and the oxidant electrode communicate with each other through an off-gas combustion part or the like, in a high temperature operation type fuel cell in which one has an open end structure (oxygen (O2) flows from the open end side) When a purge gas composed of carbon monoxide and / or hydrogen is circulated and sealed, oxidation on the fuel electrode side can be prevented, but when the oxidant electrode side is at a temperature of 500 ° C. or higher, it reacts with this purge gas. Will deteriorate.
In addition, the system becomes complicated due to the installation of valves for switching the fuel flow path and the purge gas generator and the associated control.

また、その他の従来技術としては、天然ガスが得られない地域での運用や、災害時などの運用の際に、備蓄しているメタノールを気化して用いて燃料電池を運転するための燃料改質方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。   In addition, as another conventional technology, there is a fuel modification for operating a fuel cell by vaporizing and using stored methanol during operation in an area where natural gas cannot be obtained or during a disaster. A quality method has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

しかし、かかる技術では、システムに脱硫装置や脱硫方法が含まれていないため、軽油や石油などの液体燃料を用いて同様の手段（液体燃料を気化させて、気体の状態で燃料電池に供給する手段）を講じると、改質触媒や燃料電池が劣化してしまう。また、メタノールを利用して水蒸気改質を行う際に、水の供給、（純水を得るための）水の処理、及び処理水（純水）の改質器への供給が必要である。水の供給を受け、これを水処理装置で処理し、処理水タンクを通じて処理水をポンプ供給して水蒸気を生成しているが、設備設置のために広いスペースが必要で、且つ、水処理や処理水供給のための動力が必要となり、災害時等においても設備運転のために補機動力が大きく、得られる電力供給量が減少してしまうという問題点を抱えている。   However, in such a technique, since the system does not include a desulfurization apparatus or a desulfurization method, the same means (liquid fuel is vaporized and supplied to the fuel cell in a gaseous state using liquid fuel such as light oil or petroleum) If the measure is taken, the reforming catalyst and the fuel cell will be deteriorated. Further, when performing steam reforming using methanol, it is necessary to supply water, treat water (to obtain pure water), and supply treated water (pure water) to the reformer. It receives water supply, treats it with a water treatment device, and pumps treated water through a treated water tank to generate water vapor. However, it requires a large space for installation of equipment, and water treatment and Power for supplying treated water is required, and there is a problem that auxiliary power is large for equipment operation even in the event of a disaster and the amount of power supply obtained is reduced.

また、その他の従来技術としては、災害時など、電気・ガス・水道が破壊、遮断された時に、備蓄しておいたＬＰガス等を自動切換により供給することで、燃料電池等を継続的に運転して利用する方法がある（例えば、特許文献３参照）。   In addition, as another conventional technology, when electricity, gas, or water supply is destroyed or shut down in the event of a disaster, the stored LP gas, etc. is automatically switched to supply fuel cells, etc. continuously. There is a method of driving and using (see, for example, Patent Document 3).

しかし、その技術も、高温作動型燃料電池の場合、ＬＰガス等に燃料を切り換えただけで、それを水蒸気改質する際の水蒸気供給量や、燃料ガス供給量、酸化剤供給量、燃料利用率を調整しなければ、燃料電池の熱バランスが崩れて（酸素枯れ、燃料枯れを生じて）運転不能となったり、燃料改質触媒上で炭素析出が起きて、電池の性能が低下したり運転不能となってしまう。
特開２００４−３９５５２号公報 特開２００４−６７９７９号公報 特開２００１−２５９６１３号公報 However, in the case of a high-temperature operation type fuel cell, the technology also provides a steam supply amount, a fuel gas supply amount, an oxidant supply amount, a fuel utilization when steam is reformed only by switching the fuel to LP gas or the like. If the rate is not adjusted, the thermal balance of the fuel cell will be lost (oxygen depletion and fuel depletion will occur), or the carbon cell will be deposited on the fuel reforming catalyst and the performance of the cell will be degraded. It becomes impossible to drive.
JP 2004-39552 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-67979 JP 2001-259613 A

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、高温作動型の燃料電池を、劣化或いは破損してしまうこと無く緊急停止をすることが出来て、緊急停止後に自立運転を安全で容易且つ確実に行うことが出来る様な燃料電池システムの提供を目的としている。   The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and is capable of performing an emergency stop without deteriorating or damaging a high-temperature operation type fuel cell. It is an object of the present invention to provide a fuel cell system capable of safely, easily and reliably performing the above.

ここで、本明細書において、燃料、電気、水の少なくとも１つが燃料電池（１）へ供給されなくなった場合において、燃料電池（１）の運転を継続することを「自立運転」と称している。そして、係る自立運転を可能ならしめる手段を「自立運転手段（６）」と記載している。
また、前記不活性ガスは、酸素分圧１０−１３〜１０−１５ａｔｍであるのが好ましい。
不活性ガスは、燃料電池温度が５００℃未満、好ましくは４００℃未満になるまで、燃料電池に供給されるのが好ましい。 Here, in the present specification, when at least one of fuel, electricity, and water is not supplied to the fuel cell (1), continuing the operation of the fuel cell (1) is referred to as “self-sustaining operation”. . And the means for enabling the self-sustained operation is described as “self-sustained operation means (6)”.
The inert gas preferably has an oxygen partial pressure of 10 −13 to 10 −15 atm.
The inert gas is preferably supplied to the fuel cell until the fuel cell temperature is below 500 ° C, preferably below 400 ° C.

そして本発明によれば、高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、を有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）とが介装され、不活性ガス貯溜タンク（５１）は流量調整弁（Ｖｇ）を介装した不活性ガス供給管（２３１）を介して前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）および燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）の下流側の酸化剤供給系統（２）および燃料供給系統（３）にそれぞれ接続され、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と、流量調整弁（Ｖｇ）と、緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）とを設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ１）、緊急停止の場合（Ｓ２）は、燃料、酸化剤の双方の供給を停止する（Ｓ３）とともに緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断させ（Ｓ３−１）、不活性ガスの流量調整弁（Ｖｇ）を開放し（Ｓ４）、燃料電池（１）に不活性ガスが充満したらば（Ｓ５−１）、不活性ガスの供給を停止する機能を有している。   According to the present invention, the high temperature operation type fuel cell (1), the oxidant supply system (2) interposing the blower (21) for supplying the fuel cell (1) with the oxidant, In the fuel cell system having a fuel supply system (3) for supplying fuel to the fuel cell (1), the oxidant supply system (2) has an oxidant adjustment / shutoff downstream of the blower (21). A valve (Vo) is installed, a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve (Vf) are installed in the fuel supply system (3), and the flow rate of the inert gas storage tank (51) is adjusted. An oxidant supply system (2) on the downstream side of the oxidant adjustment / shutoff valve (Vo) and the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) via an inert gas supply pipe (231) provided with a valve (Vg), and Connected to the fuel supply system (3), respectively, and the exhaust system (1) of the fuel cell (1) ) Is provided with an emergency shutoff valve (Vh), receives a signal from the fuel pressure sensor (31), receives the oxidizer adjustment / shutoff valve (Vo), the fuel regulation / shutoff valve (Vf), and the flow rate. Control means (10) for operating the regulating valve (Vg) and the emergency shut-off valve (Vh) is provided, and the control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S1), In the case of an emergency stop (S2), the supply of both fuel and oxidant is stopped (S3), the emergency shutoff valve (Vh) is shut off (S3-1), and the inert gas flow control valve (Vg) is turned off. When it is opened (S4) and the fuel cell (1) is filled with an inert gas (S5-1), it has a function of stopping the supply of the inert gas.

かつ本発明によれば、高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、を有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と改質用水を蒸発させる蒸発器（５２）とが介装され、燃料供給系統（３）における燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）との間の領域には流量制御弁（Ｖｗ）を介装した改質用水供給ライン（Ｌｗ）が連通しており、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と流量制御弁（Ｖｗ）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ２１）、緊急停止の場合は（Ｓ２２がＹＥＳ）、燃料、酸化剤の双方の供給を停止し（Ｓ２３）、酸素混入量が所定値以下の水蒸気を燃料供給系統（３）または燃料供給系統（３）と酸化剤供給系統（２）の双方から燃料電池（１）に供給した後（Ｓ２４）、緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断させ（Ｓ２４−１）、燃料電池（１）内に蒸気が充満したならば（Ｓ２５−１）、改質用水供給ライン（Ｌｗ）に介装した流量調整弁（Ｖｗ）を遮断する機能を有している。   According to the present invention, the high-temperature operating fuel cell (1), the oxidant supply system (2) interposing the blower (21) for supplying the fuel cell (1) with the oxidant, In the fuel cell system having a fuel supply system (3) for supplying fuel to the fuel cell (1), the oxidant supply system (2) has an oxidant adjustment / shutoff downstream of the blower (21). A valve (Vo) is provided, and the fuel supply system (3) is provided with a fuel pressure sensor (31), a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and an evaporator (52) for evaporating reforming water. In the fuel supply system (3), a reforming water supply line (Lw) having a flow rate control valve (Vw) communicates with a region between the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) and the evaporator (52). An emergency shutoff valve (Vh) is installed in the exhaust system (8) of the fuel cell (1). Control that receives the signal from the fuel pressure sensor (31) and operates the oxidant adjustment / shutoff valve (Vo), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf), the flow rate control valve (Vw), and the emergency shutoff valve (Vh). Means (10) is provided, and the control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S21). In the case of an emergency stop (S22 is YES), both the fuel and the oxidant are supplied. Is stopped (S23), and water vapor whose oxygen content is below a predetermined value is supplied to the fuel cell (1) from the fuel supply system (3) or from both the fuel supply system (3) and the oxidant supply system (2). (S24), the emergency shutoff valve (Vh) is shut off (S24-1), and when the fuel cell (1) is filled with steam (S25-1), it is inserted into the reforming water supply line (Lw). It has a function of shutting off the flow rate adjustment valve (Vw).

さらに本発明によれば、高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、を有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、更にその下流側に第１の３方弁（Ｖｏ３）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と改質用水を蒸発させる蒸発器（５２）とが介装され、燃料供給系統（３）における燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）との間の領域には流量制御弁（Ｖｗ）を介装した改質用水供給ライン（Ｌｗ）が連通し、燃料供給系統（３）における蒸発器（５２）と燃料電池（１）との間の領域には第２の３方弁（Ｖ３１）及び第３の３方弁（Ｖ３２）が介装され、前記第１の３方弁（Ｖｏ３）はバイパス流路（３２０）によって前記燃料供給系統（３）における燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）との間の領域にバイパスし、前記第２の３方弁（Ｖ３１）及び第３の３方弁（Ｖ３２）は炭素系フィルタ（Ｆｃ）を介装したバイパスライン（３ｂ）で接続され、前記燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と流量制御弁（Ｖｗ）と緊急遮断弁（Ｖｈ）と第１の３方弁（Ｖｏ３）と第２の３方弁（Ｖ３１）と第３の３方弁（Ｖ３２）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ２１）、緊急停止の場合は（Ｓ２２）、燃料の供給を停止し（Ｓ２３−１）、第１の３方弁（Ｖｏ３）を燃料供給系統（３）側に切り換え（Ｓ２３‐２）、蒸気がバイパスライン（３２０）を流れるように前記第２の３方弁（Ｖ３１）及び第３の３方弁（Ｖ３２）を切り換えて（Ｓ２３−３）、酸素混入量が所定値以下の水蒸気を燃料供給系統（３）から燃料電池（１）に供給した後（Ｓ２４）、緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断させ（Ｓ２４−１）、燃料電池内に蒸気が充満したならば（Ｓ２５−１）、水蒸気の供給を停止する機能を有している。   Furthermore, according to the present invention, a high temperature operation type fuel cell (1) and an oxidant supply system (2) interposing a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), In the fuel cell system having a fuel supply system (3) for supplying fuel to the fuel cell (1), the oxidant supply system (2) has an oxidant adjustment / shutoff downstream of the blower (21). A valve (Vo) is provided, and further, a first three-way valve (Vo3) is provided downstream thereof. The fuel supply system (3) includes a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve ( Vf) and an evaporator (52) for evaporating the reforming water are interposed, and a flow rate control is provided in a region between the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) and the evaporator (52) in the fuel supply system (3). A water supply line for reforming (Lw) with a valve (Vw) communicates with it, and a fuel supply system (3) A second three-way valve (V31) and a third three-way valve (V32) are interposed in a region between the evaporator (52) and the fuel cell (1) in the first three-way valve. (Vo3) is bypassed to a region between the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) and the evaporator (52) in the fuel supply system (3) by the bypass flow path (320), and the second three-way valve ( V31) and the third three-way valve (V32) are connected by a bypass line (3b) having a carbon filter (Fc) interposed therebetween, and an emergency shut-off valve (8) is connected to the exhaust system (8) of the fuel cell (1). Vh) is interposed, receives a signal from the fuel pressure sensor (31), and receives the oxidant adjustment / shutoff valve (Vo), fuel adjustment / shutoff valve (Vf), flow control valve (Vw), and emergency shutoff valve. (Vh), first three-way valve (Vo3), second three-way valve (V31), and third three-way valve (V32) Control means (10) is provided, and the control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S21). In the case of an emergency stop (S22), the fuel supply is stopped. (S23-1), the first three-way valve (Vo3) is switched to the fuel supply system (3) side (S23-2), and the second three-way valve (S23-1) is set so that steam flows through the bypass line (320). V31) and the third three-way valve (V32) are switched (S23-3), and after supplying water vapor with an oxygen mixing amount of a predetermined value or less from the fuel supply system (3) to the fuel cell (1) (S24) The emergency shutoff valve (Vh) is shut off (S24-1), and when the fuel cell is full of steam (S25-1), it has a function of stopping the supply of water vapor.

ここで、酸素トラップＴｏは、Ｎｉメッシュ、Ｎｉを分散されたＺｒＯ２ 多孔質体、酸化性の高い金属で作られたメッシュで構成されるのが好ましい。
そして、酸素トラップＴｏを通過した気体中の酸素混入量は１％以下、好ましくは０．１％以下となる程度の性能を具備していることが好ましい。 Here, the oxygen trap To is preferably composed of a Ni mesh, a ZrO 2 porous material in which Ni is dispersed, and a mesh made of a highly oxidizable metal.
And it is preferable that the oxygen mixing amount in the gas that has passed through the oxygen trap To has a performance of 1% or less, preferably 0.1% or less.

そして本発明によれば、高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するために燃料供給ポンプを介装した燃料供給系統（３）と、改質用の水を供給するための改質水供給ポンプとを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、更にその下流側に第１の３方弁（Ｖｏ３）が介装され、改質用水を蒸発させる前記燃料供給系統（３）には燃料圧センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と改質用水を蒸発させる蒸発器（５２）とが介装され、燃料供給系統（３）における燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）との間の領域には流量制御弁（Ｖｗ）を介装した改質用水供給ライン（Ｌｗ）が連通し、燃料供給系統（３）における蒸発器（５２）と燃料電池（１）との間の領域には第２の３方弁（Ｖ３１）及び第３の３方弁（Ｖ３２）が介装され、前記第１の３方弁（Ｖｏ３）はバイパス流路（３２０）によって前記燃料供給系統（３）における燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）との間の領域にバイパスし、前記第２の３方弁（Ｖ３１）及び第３の３方弁（Ｖ３２）は炭素系フィルタ（Ｆｃ）を介装したバイパスライン（３ｂ）で接続され、前記燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と流量制御弁（Ｖｗ）と緊急遮断弁（Ｖｈ）と第１の３方弁（Ｖｏ３）と第２の３方弁（Ｖ３１）と第３の３方弁（Ｖ３２）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ２１）、緊急停止の場合は（Ｓ２２）、燃料の供給を停止し（Ｓ２３−１）、第１の３方弁（Ｖｏ３）を燃料供給系統（３）側に切り換え（Ｓ２３‐２）、蒸気がバイパスライン（３２０）を流れるように前記第２の３方弁（Ｖ３１）及び第３の３方弁（Ｖ３２）を切り換えて（Ｓ２３−３）、酸素混入量が所定値以下の水蒸気を燃料供給系統（３）から燃料電池（１）に供給する（Ｓ２４）とともに、緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断させ（Ｓ２４−１）、燃料電池内に蒸気が充満したならば（Ｓ２５−１）、水蒸気の供給を停止する機能を有している。   According to the present invention, the high temperature operation type fuel cell (1), the oxidant supply system (2) interposing the blower (21) for supplying the fuel cell (1) with the oxidant, In a fuel cell system having a fuel supply system (3) provided with a fuel supply pump for supplying fuel to the fuel cell (1), and a reforming water supply pump for supplying water for reforming, The oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21), and further with a first three-way valve (Vo3) downstream thereof. The fuel supply system (3) for evaporating the reforming water is provided with a fuel pressure sensor (31), a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and an evaporator (52) for evaporating the reforming water. Region between fuel regulating / shutoff valve (Vf) and evaporator (52) in supply system (3) Is connected to the reforming water supply line (Lw) through which the flow rate control valve (Vw) is interposed, and the second region is located in the region between the evaporator (52) and the fuel cell (1) in the fuel supply system (3). A three-way valve (V31) and a third three-way valve (V32) are interposed, and the first three-way valve (Vo3) is fuel-adjusted in the fuel supply system (3) by a bypass passage (320). Bypassing to the region between the shutoff valve (Vf) and the evaporator (52), the second three-way valve (V31) and the third three-way valve (V32) are connected via a carbon filter (Fc). An emergency shutoff valve (Vh) is interposed in the exhaust system (8) of the fuel cell (1), receives a signal from the fuel pressure sensor (31), Oxidant adjustment / shutoff valve (Vo), fuel adjustment / shutoff valve (Vf), flow control valve (Vw) and emergency Control means (10) for operating the shutoff valve (Vh), the first three-way valve (Vo3), the second three-way valve (V31) and the third three-way valve (V32) is provided, and the control means In (10), the fuel pressure is detected by the fuel pressure sensor (31) (S21). In the case of an emergency stop (S22), the fuel supply is stopped (S23-1), and the first three-way valve (Vo3) ) Is switched to the fuel supply system (3) side (S23-2), and the second three-way valve (V31) and the third three-way valve (V32) are switched so that steam flows through the bypass line (320). (S23-3), water vapor with an oxygen mixing amount equal to or less than a predetermined value is supplied from the fuel supply system (3) to the fuel cell (1) (S24), and the emergency shutoff valve (Vh) is shut off (S24-1). ) If the fuel cell is full of steam (S25-1), supply steam. Has a function to stop.

ここで、前記炭素材フィルタＦｃは、炭素粒子を分散させた多孔質体、或いは、メッシュ状に加工した活性炭で構成されるのが好ましい。
また、炭素材フィルタＦｃを通過した気体中の酸素混入量は１％以下、好ましくは０．１％以下となる程度の性能を具備していることが好ましい。 Here, the carbon material filter Fc is preferably composed of a porous body in which carbon particles are dispersed or activated carbon processed into a mesh shape.
In addition, it is preferable that the oxygen content in the gas that has passed through the carbon material filter Fc is 1% or less, preferably 0.1% or less.

また本発明によれば、高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）とが介装され、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）及びその緊急遮断弁（Ｖｈ）の下流側に３方弁（Ｖｈ３）が介装され、その３方弁（Ｖｈ３）は排気クーラ（８ｃ）を介装した排気バイパス流路（８２）の一端に接続され、排気バイパス流路（８２）の他端はＣＯ２吸蔵手段（５４）に接続され、そのＣＯ２吸蔵手段（５４）は排気バイパス側開閉弁（Ｖｈ２）を介装したバイパス流路（８３）によって前記酸化剤供給系統（２）における酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料電池（１）との間の領域に接続されそしてそのＣＯ２貯蔵手段（５４）は排気排出管（８４）に接続しており、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と緊急遮断弁（Ｖｈ）と３方弁（Ｖｈ３）と排気バイパス側開閉弁（Ｖｈ２）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ３１）、緊急停止の場合（Ｓ３４）は、燃料、酸化剤の双方の供給を停止し（Ｓ３５）、緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断し（Ｓ３６）、排気クーラ（８ｃ）を停止させ（Ｓ３７）、排気バイパス側開閉弁（Ｖｈ２）を開放し（Ｓ３８）、そして燃料電池（１）内に再循環排気が充満したならば（Ｓ３９）、排気バイパス側開閉弁（Ｖｈ２）を閉じる機能を有している。 Further, according to the present invention, a high temperature operation type fuel cell (1) and an oxidant supply system (2) interposing a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), In the fuel cell system having a fuel supply system (3) for supplying fuel to the fuel cell (1), the oxidant supply system (2) includes an oxidant adjustment / downstream downstream of the blower (21). A shutoff valve (Vo) is provided, a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve (Vf) are provided in the fuel supply system (3), and an exhaust system (8) of the fuel cell (1) is provided. ) Is provided with an emergency shut-off valve (Vh) and a three-way valve (Vh3) downstream of the emergency shut-off valve (Vh), and the three-way valve (Vh3) is provided with an exhaust cooler (8c). Connected to one end of the bypass passage (82), the other end of the exhaust bypass passage (82) is a CO 2 occlusion hand. The CO 2 occlusion means (54) connected to the stage (54) has an oxidant adjustment / blocking in the oxidant supply system (2) by a bypass passage (83) provided with an exhaust bypass side on-off valve (Vh 2). Connected to the region between the valve (Vo) and the fuel cell (1) and its CO 2 storage means (54) is connected to the exhaust discharge pipe (84), and the signal from the fuel pressure sensor (31) In response, the oxidizer adjustment / shutoff valve (Vo), the fuel regulation / shutoff valve (Vf), the emergency shutoff valve (Vh), the three-way valve (Vh3), and the exhaust bypass side on-off valve (Vh2) are operated. Means (10) are provided, the control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S31), and in the case of an emergency stop (S34), the supply of both fuel and oxidant is stopped. (S35), emergency shutoff valve (Vh) Shut off (S36), stop the exhaust cooler (8c) (S37), open the exhaust bypass side on-off valve (Vh2) (S38), and if the recirculated exhaust gas is filled in the fuel cell (1) ( S39) has a function of closing the exhaust bypass side on-off valve (Vh2).

かつ本発明によれば、高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、を有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）とが介装され、備蓄燃料タンク（５５）が流量調整弁（Ｖａ）を介装した備蓄燃料供給ライン（５７）によってストイキ燃焼バーナ（５６）に接続され、そのストイキ燃焼バーナ（５６）は酸素センサ（６０）を介装したストイキ燃焼排気管（５８）を備えており、そのストイキ燃焼排気管（５８）は酸化剤供給系統（２）及び燃料供給系統（３）に連通しており、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）及び酸素センサ（６０）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と流量調整弁（Ｖａ）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ４１）、緊急停止の場合（Ｓ４２）は、燃料、酸化剤の双方の供給を停止する（Ｓ４３）とともにストイキ燃焼バーナ（５６）を点火し（Ｓ４４）、流量調整弁（Ｖａ）を開放し（Ｓ４５）、燃焼ガス中のＯ２濃度が所定値以下の場合（Ｓ４７）は緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断し（Ｓ５０）、燃料電池（１）内に所定の排気ガスが充満すれば（Ｓ５１）、ストイキ燃焼バーナ（５６）の運転を停止する機能を有している。 According to the present invention, the high-temperature operating fuel cell (1), the oxidant supply system (2) interposing the blower (21) for supplying the fuel cell (1) with the oxidant, In the fuel cell system having a fuel supply system (3) for supplying fuel to the fuel cell (1), the oxidant supply system (2) has an oxidant adjustment / shutoff downstream of the blower (21). A valve (Vo) is provided, a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve (Vf) are provided in the fuel supply system (3), and a storage fuel tank (55) is provided with a flow rate adjustment valve ( Va) is connected to a stoichiometric combustion burner (56) by a stored fuel supply line (57), and the stoichiometric combustion burner (56) includes a stoichiometric combustion exhaust pipe (58) interposing an oxygen sensor (60). The stoichiometric exhaust pipe (58 Is communicated with the oxidant supply system (2) and the fuel supply system (3), and an emergency shut-off valve (Vh) is interposed in the exhaust system (8) of the fuel cell (1). 31) In response to signals from the oxygen sensor (60), the oxidizer adjustment / shutoff valve (Vo), fuel regulation / shutoff valve (Vf), flow rate regulation valve (Va), and emergency shutoff valve (Vh) are operated. The control means (10) for detecting the fuel pressure is detected by the fuel pressure sensor (31) (S41). In the case of an emergency stop (S42), both the fuel and the oxidant are supplied. (S43), the stoichiometric combustion burner (56) is ignited (S44), the flow rate adjustment valve (Va) is opened (S45), and the O 2 concentration in the combustion gas is below a predetermined value (S47). Shut off the emergency shutoff valve (Vh) (S50) (1) If it filled with the predetermined exhaust gas into the (S51), and has a function of stopping the operation of the stoichiometric combustion burner (56).

さらに本発明によれば、高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）とが介装され、その蒸発器（５２）は調整弁（Ｖｆ２）を介装した備蓄燃料供給ライン（Ｌｆ）によって備蓄燃料タンク（Ｔｆ）と連通しており、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と調整弁（Ｖｆ２）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ５１）、緊急停止の場合（Ｓ５２）は、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）遮断して燃料供給を停止し（Ｓ５３）、調整弁（Ｖｆ２）を作動させて蒸発器（５２）に備蓄燃料を供給し（Ｓ５４）、燃料電池（１）を自立運転させる機能を有している。   Furthermore, according to the present invention, a high temperature operation type fuel cell (1) and an oxidant supply system (2) interposing a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), In the fuel cell system having a fuel supply system (3) for supplying fuel to the fuel cell (1), the oxidant supply system (2) includes an oxidant adjustment / downstream downstream of the blower (21). A shutoff valve (Vo) is provided, and a fuel pressure sensor (31), a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and an evaporator (52) are provided in the fuel supply system (3). 52) communicates with the stockpiled fuel tank (Tf) by the stockpiled fuel supply line (Lf) provided with the regulating valve (Vf2), and the exhaust system (8) of the fuel cell (1) has an emergency shutoff valve (Vh). ) Is received, receives a signal from the fuel pressure sensor (31), and receives the oxidation There is provided control means (10) for operating the regulating / shutoff valve (Vo), the fuel regulating / shutoff valve (Vf), the regulating valve (Vf2), and the emergency shutoff valve (Vh), and the control means (10) comprises the fuel The fuel pressure is detected by the pressure sensor (31) (S51). In the case of an emergency stop (S52), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) is shut off to stop the fuel supply (S53), and the regulation valve (Vf2) is turned off. It has the function of operating and supplying the stored fuel to the evaporator (52) (S54) and allowing the fuel cell (1) to operate independently.

そして本発明によれば、高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）とが介装され、その蒸発器（５２）はポンプ（２４Ｐ）と調整弁（Ｖｆ２）を介装した備蓄燃料供給ライン（Ｌｆ）備蓄燃料タンク（Ｔｆ）で連通しており、燃料電池（１）は蓄電手段（Ｃ）と電力ライン（７１）によって接続され、その蓄電手段（Ｃ）は出力スイッチ（７５）を介装した二次電流供給ライン（Ｌｅ）によって前記ブロワ（２１）に接続され、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と調整弁（Ｖｆ２）と出力スイッチ（７５）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ５１）、緊急停止の場合（Ｓ５２）は、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）遮断して燃料供給を停止し（Ｓ５３）、調整弁（Ｖｆ２）を作動させて蒸発器（５２）に備蓄燃料を供給し（Ｓ５４）、出力スイッチ（７５）を操作して蓄電手段（Ｃ）の電流をブロワ（２１）に供給し（Ｓ５４）、燃料電池（１）を自立運転させる（Ｓ５５）機能を有している。   According to the present invention, the high temperature operation type fuel cell (1), the oxidant supply system (2) interposing the blower (21) for supplying the fuel cell (1) with the oxidant, In the fuel cell system having a fuel supply system (3) for supplying fuel to the fuel cell (1), the oxidant supply system (2) includes an oxidant adjustment / downstream downstream of the blower (21). A shutoff valve (Vo) is provided, and a fuel pressure sensor (31), a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and an evaporator (52) are provided in the fuel supply system (3). 52) communicates with a stockpile fuel supply line (Lf) and a stockpile fuel tank (Tf) through which a pump (24P) and a regulating valve (Vf2) are interposed. The fuel cell (1) is connected to a power storage means (C) and a power line. (71) and the power storage means (C) is connected to the output switch (7 ) Is connected to the blower (21) by a secondary current supply line (Le), an emergency shutoff valve (Vh) is interposed in the exhaust system (8) of the fuel cell (1), and the fuel pressure In response to the signal from the sensor (31), the oxidizer adjustment / shutoff valve (Vo), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf), the regulation valve (Vf2), the output switch (75), and the emergency shutoff valve (Vh) A control means (10) for operating is provided, the control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S51), and in the case of an emergency stop (S52), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf ) Shut off and stop the fuel supply (S53), operate the regulating valve (Vf2) to supply the stored fuel to the evaporator (52) (S54), and operate the output switch (75) to store the storage means (C ) Is supplied to the blower (21) (S54) Is isolated operation fuel cell (1) (S55) has a function.

また本発明によれば、高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）とが介装され、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）の下流側は脱硫器（６２）と流量制御弁（Ｖｇ）を介装した備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）によって備蓄燃料タンク（Ｔｇ）と接続されると共にさらに改質水蒸発器（５３）と流量制御弁（Ｖｗ１）とを介装した純水供給ライン（Ｌｗ１）によって純水タンク（Ｔｗ１）と接続され、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と流量制御弁（Ｖｇ）と流量制御弁（Ｖｗ１）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ５１）、緊急停止の場合（Ｓ５２）は、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）を遮断して燃料供給を停止し（Ｓ５３）、備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）の流量制御弁（Ｖｇ）を調整して備蓄燃料を燃料供給系統（３）に供給し（Ｓ５４−２）、純水供給ライン（Ｌｗ１）の流量調整弁（Ｖｗ１）を調整して純水を改質水蒸発器（５３）に供給し（Ｓ５４−３）、燃料電池（１）を自立運転させる（Ｓ５５）機能を有している。   Further, according to the present invention, a high temperature operation type fuel cell (1) and an oxidant supply system (2) interposing a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), In the fuel cell system having a fuel supply system (3) for supplying fuel to the fuel cell (1), the oxidant supply system (2) includes an oxidant adjustment / downstream downstream of the blower (21). A shutoff valve (Vo) is interposed, and a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve (Vf) are interposed in the fuel supply system (3), downstream of the fuel adjustment / shutoff valve (Vf). The side is connected to a stockpile fuel tank (Tg) by a stockpile fuel line (Lfg) provided with a desulfurizer (62) and a flow rate control valve (Vg), and is further connected to a reformed water evaporator (53) and a flow rate control valve ( Vw1) with a pure water supply line (Lw1) (Tw1), an emergency shutoff valve (Vh) is interposed in the exhaust system (8) of the fuel cell (1), receives a signal from the fuel pressure sensor (31), and adjusts and shuts down the oxidant. Control means (10) for operating the valve (Vo), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf), the flow rate control valve (Vg), the flow rate control valve (Vw1), and the emergency shutoff valve (Vh) is provided. 10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S51). In the case of an emergency stop (S52), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) is shut off to stop the fuel supply (S53), The flow rate control valve (Vg) of the reserve fuel line (Lfg) is adjusted to supply the reserve fuel to the fuel supply system (3) (S54-2), and the flow rate adjustment valve (Vw1) of the pure water supply line (Lw1) is set. After adjustment, pure water is supplied to the reforming water evaporator (53) (S54- ), Is isolated operation fuel cell (1) (S55) has a function.

かつ本発明によれば、高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）とが介装され、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）の下流側は脱硫器（６２）と流量制御弁（Ｖｇ）を介装した備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）によって備蓄燃料タンク（Ｔｇ）に接続されると共に、さらに改質水蒸発器（５３）と流量制御弁（Ｖｗ１）とを介装した純水供給ライン（Ｌｗ１）によって純水タンク（Ｔｗ１）と接続され、燃料電池（１）は電力ライン（７１）によって蓄電手段（Ｃ）と接続され、その蓄電手段（Ｃ）は出力スイッチ（７５）を介装した二次電流供給ライン（Ｌｅ）によって前記ブロワ（２１）に接続され、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）の流量制御弁（Ｖｇ）と純水供給ライン（Ｌｗ１）の流量制御弁（Ｖｗ１）と出力スイッチ（７５）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ５１）、緊急停止の場合（Ｓ５２）は、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）を遮断して燃料供給を停止し（Ｓ５３）、備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）の流量制御弁（Ｖｇ）を調整して備蓄燃料を燃料供給系統（３）に供給し（Ｓ５４−２）、純水供給ライン（Ｌｗ１）の流量調整弁（Ｖｗ１）を調整して純水を改質水蒸発器（５３）に供給し（Ｓ５４−３）、出力スイッチ（７５）を作動させて蓄電手段（Ｃ）の電流をブロワ（２１）に供給し（Ｓ５４−４）、燃料電池（１）を自立運転させる（Ｓ５５）機能を有している。   According to the present invention, the high-temperature operating fuel cell (1), the oxidant supply system (2) interposing the blower (21) for supplying the fuel cell (1) with the oxidant, In the fuel cell system having a fuel supply system (3) for supplying fuel to the fuel cell (1), the oxidant supply system (2) includes an oxidant adjustment / downstream downstream of the blower (21). A shutoff valve (Vo) is interposed, and a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve (Vf) are interposed in the fuel supply system (3), downstream of the fuel adjustment / shutoff valve (Vf). The side is connected to the storage fuel tank (Tg) by a storage fuel line (Lfg) provided with a desulfurizer (62) and a flow control valve (Vg), and is further connected to a reformed water evaporator (53) and a flow control valve. (Vw1) with a pure water supply line (Lw1) The fuel cell (1) is connected to the power storage means (C) by the power line (71), and the power storage means (C) is a secondary current supply line having an output switch (75) interposed therebetween. (Le) is connected to the blower (21), the exhaust system (8) of the fuel cell (1) is provided with an emergency shut-off valve (Vh), receives a signal from the fuel pressure sensor (31), The oxidant adjustment / shutoff valve (Vo), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf), the flow control valve (Vg) of the reserve fuel line (Lfg), the flow control valve (Vw1) of the pure water supply line (Lw1), and the output A control means (10) for operating the switch (75) and the emergency shut-off valve (Vh) is provided. The control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S51), and performs an emergency stop. In case (S52), fuel adjustment / The fuel supply is stopped by shutting off the shutoff valve (Vf) (S53), and the flow control valve (Vg) of the stockpile fuel line (Lfg) is adjusted to supply the stockpile fuel to the fuel supply system (3) (S54- 2) Adjust the flow rate adjustment valve (Vw1) of the pure water supply line (Lw1) to supply pure water to the reforming water evaporator (53) (S54-3), and operate the output switch (75). It has a function of supplying the current of the power storage means (C) to the blower (21) (S54-4) and causing the fuel cell (1) to operate independently (S55).

本発明の燃料電池システムにおいて、燃料電池に酸化剤（空気、酸素）を供給する酸化剤供給系統（酸化剤流路２）に酸化剤調整・遮断弁Ｖｏが介装されており、燃料電池（１）に燃料ガスを供給する燃料供給系統（燃料流路３）に燃料調整・遮断弁Ｖｆが介装されており、酸化剤供給系統（酸化剤流路２）及び燃料供給系統（燃料流路３）に連通した不活性ガス供給手段（５１）と、制御手段（コントロールユニット１０）とを含み、該制御手段（コントロールユニット１０）は、燃料圧力センサ（３１）により燃料が燃料電池（１）へ供給されなくなった状態（不測の事態）が検知された際に、酸化剤供給系統（酸化剤流路２）に介装された酸化剤調整・遮断弁Ｖｏ及び燃料供給系統（燃料流路３）に介装された燃料調整・遮断弁Ｖｆを遮断し、不活性ガス供給手段（５１）から不活性ガスを発生し、酸化剤供給系統（酸化剤流路２）及び燃料供給系統（燃料流路３）を経由して燃料電池（１）に供給する制御を行うので、燃料圧力センサ（３１）により燃料が燃料電池（１）へ供給されなくなった状態（不測の事態）が検知された際に、酸化剤供給系統（酸化剤流路２）に介装された酸化剤調整・遮断弁Ｖｏ及び燃料供給系統（燃料流路３）に介装された燃料調整・遮断弁Ｖｆを遮断し、不活性ガス供給手段（５１）から不活性ガスを発生させ、発生した不活性ガスを酸化剤供給系統（酸化剤流路２）及び燃料供給系統（燃料流路３）の双方を経由して燃料電池（１）に供給するため、緊急停止時であっても燃料極と酸化剤極双方の劣化が抑制される。   In the fuel cell system of the present invention, an oxidant adjustment / shutoff valve Vo is interposed in an oxidant supply system (oxidant flow path 2) for supplying an oxidant (air, oxygen) to the fuel cell. 1) A fuel adjustment / shutoff valve Vf is interposed in a fuel supply system (fuel flow path 3) for supplying fuel gas to an oxidant supply system (oxidant flow path 2) and a fuel supply system (fuel flow path). 3) includes an inert gas supply means (51) communicating with the control means (control unit 10), and the control means (control unit 10) uses a fuel pressure sensor (31) to supply fuel to the fuel cell (1). When the state (unexpected situation) that is no longer supplied to is detected, the oxidant adjustment / shut-off valve Vo and the fuel supply system (fuel flow path 3) interposed in the oxidant supply system (oxidant flow path 2) are detected. ) The fuel adjustment / shutoff valve Vf Inert gas is generated from the inert gas supply means (51), and is supplied to the fuel cell (1) via the oxidant supply system (oxidant flow path 2) and the fuel supply system (fuel flow path 3). Since the supply control is performed, the oxidant supply system (oxidant flow path 2) is detected when the fuel pressure sensor (31) detects that the fuel is not supplied to the fuel cell (1) (unexpected situation). The oxidant adjustment / shutoff valve Vo and the fuel adjustment / shutoff valve Vf interposed in the fuel supply system (fuel flow path 3) are shut off, and the inert gas is supplied from the inert gas supply means (51). In order to supply the generated inert gas to the fuel cell (1) via both the oxidant supply system (oxidant flow path 2) and the fuel supply system (fuel flow path 3), it is possible to perform an emergency stop. Even if it exists, deterioration of both a fuel electrode and an oxidizing agent electrode is suppressed.

本発明の燃料電池システムにおいて、燃料電池（１）に酸化剤（空気、酸素）を供給する酸化剤供給系統（酸化剤流路２）に流量調整手段（酸化剤調整・遮断弁Ｖｏ）が介装されており、燃料電池（１）に燃料ガスを供給する燃料供給系統（燃料流路３）に燃料調整・遮断弁Ｖｆが介装されており、燃料供給系統（燃料流路３）に介装され或いは酸化剤供給系統（酸化剤流路２）及び燃料供給系統（燃料流路３）の双方に連通した水蒸気発生手段である燃料電池が保有する熱が伝達される蒸発器５２と、制御手段（コントロールユニット１０）とを含み、該制御手段（コントロールユニット１０）は、前記燃料圧力センサ（３１）により燃料が燃料電池（１）へ供給されなくなった状態（不測の事態）が検知された際に、酸化剤供給系統（酸化剤流路２）に介装された酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）及び燃料供給系統（燃料流路３）に介装された燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）を遮断し、蒸発器（５２）に水（例えば、改質用水）を供給して水蒸気を発生し、発生した水蒸気を燃料供給系統（燃料流路３）を経由して、或いは酸化剤供給系統（酸化剤流路２）及び燃料供給系統（燃料流路３）の双方を経由して、燃料電池（１）に供給するので、前記燃料圧力センサ（３１）により燃料が燃料電池（１）へ供給されなくなった状態（不測の事態）が検知された際に、酸化剤供給系統（酸化剤流路２）に介装された酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）及び燃料供給系統（燃料流路３）に介装された燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）を遮断し、蒸発器（５２）に水（例えば、改質用水）を供給して水蒸気を発生させ、発生した水蒸気を燃料供給系統（燃料流路３）を経由して、或いは酸化剤供給系統（酸化剤流路２）及び燃料供給系統（燃料流路３）の双方を経由して、燃料電池（１）に供給するので、緊急停止時であっても燃料極と酸化剤極双方の劣化が抑制される。   In the fuel cell system of the present invention, flow rate adjusting means (oxidant adjusting / shutoff valve Vo) is interposed in an oxidant supply system (oxidant channel 2) for supplying oxidant (air, oxygen) to the fuel cell (1). A fuel adjustment / shutoff valve Vf is interposed in a fuel supply system (fuel flow path 3) that supplies fuel gas to the fuel cell (1), and is connected to the fuel supply system (fuel flow path 3). Or an evaporator 52 to which the heat held by the fuel cell, which is a steam generation means connected to both the oxidant supply system (oxidant flow path 2) and the fuel supply system (fuel flow path 3), is transmitted. Means (control unit 10), and the control means (control unit 10) has detected that the fuel pressure sensor (31) has stopped supplying fuel to the fuel cell (1) (unexpected situation). The oxidant supply system (acid The oxidant adjustment / shutoff valve (Vo) interposed in the agent flow path 2) and the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) interposed in the fuel supply system (fuel flow path 3) are shut off, and the evaporator (52 ) Is supplied with water (for example, reforming water) to generate water vapor, and the generated water vapor is routed through the fuel supply system (fuel flow path 3) or the oxidant supply system (oxidant flow path 2) and Since fuel is supplied to the fuel cell (1) via both the fuel supply system (fuel flow path 3), the fuel pressure sensor (31) stops supplying fuel to the fuel cell (1) (unexpected) When the event is detected, the oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) interposed in the oxidant supply system (oxidant flow path 2) and the fuel interposed in the fuel supply system (fuel flow path 3) The regulating / shutoff valve (Vf) is shut off, and water (for example, reforming water) is supplied to the evaporator (52) to supply water vapor. The generated water vapor is passed through the fuel supply system (fuel flow path 3) or through both the oxidant supply system (oxidant flow path 2) and the fuel supply system (fuel flow path 3). Since the fuel cell (1) is supplied, deterioration of both the fuel electrode and the oxidant electrode is suppressed even during an emergency stop.

本発明の燃料電池システムにおいて、燃料供給系統（燃料流路３）に介装された蒸発器（５２）の燃料電池（１）側の領域に酸素トラップフィルタ（Ｆｏ）を配置すれば、緊急停止のための装置や停止方法が簡便となり、迅速な対応が可能である。   In the fuel cell system of the present invention, if an oxygen trap filter (Fo) is disposed in the region on the fuel cell (1) side of the evaporator (52) interposed in the fuel supply system (fuel flow path 3), an emergency stop is performed. For this reason, the apparatus and the stopping method are simple and quick response is possible.

また、本発明の燃料電池システムによれば、液体燃料（例えば、脱硫済の備蓄燃料、メタノールのような水和性アルコール燃料等）と水との混合物を貯蔵する予備燃料タンク（Ｔｆ）と、該予備燃料タンク（Ｔｆ）と前記蒸発器（５２）とを連通する供給ライン（備蓄燃料供給ラインＬｆ）と、制御手段（コントロールユニット１０）とを含み、該制御手段（コントロールユニット１０）は、前記燃料圧力センサ（３１）により燃料が燃料電池（１）へ供給されなくなった状態（不測の事態）が検知された際に、燃料供給系統（燃料流路３）に介装された燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）を遮断し、前記備蓄燃料供給ライン（Ｌｆ）を介して前記蒸発器（５２）に液体燃料（例えば、脱硫済の燃料、メタノールのような水和性アルコール燃料等）と水との混合物を供給し、蒸発器（５２）で気化した燃料（例えば、脱硫済の燃料、メタノールのような水和性アルコール燃料等）及び水蒸気を燃料供給系統（燃料流路３）を経由して、或いは酸化剤供給系統（酸化剤流路２）及び燃料供給系統（燃料流路３）の双方を経由して、燃料電池（１）に供給するので、前記燃料圧力センサ（３１）により燃料が燃料電池（１）へ供給されなくなった状態（不測の事態）が検知された際に燃料供給系統（燃料流路３）に介装された燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）を遮断し、前記備蓄燃料供給ライン（Ｌｆ）を介して前記気化手段（例えば、燃料電池が保有する熱が伝達される蒸発器５２）に液体燃料（例えば、脱硫済の燃料、メタノールのような水和性アルコール燃料等）と水との混合物を供給し、蒸発器（５２）で気化した燃料（例えば、脱硫済の燃料、メタノールのような水和性アルコール燃料等）及び水蒸気を燃料供給系統（燃料流路３）を経由して、或いは酸化剤供給系統（酸化剤流路２）及び燃料供給系統（燃料流路３）の双方を経由して、燃料電池（１）に供給するので、軽油、石油など様々な種類の備蓄燃料を用いて自立運転が可能となる。   Further, according to the fuel cell system of the present invention, a reserve fuel tank (Tf) for storing a mixture of liquid fuel (for example, desulfurized reserve fuel, hydratable alcohol fuel such as methanol, etc.) and water; Including a supply line (stock fuel supply line Lf) for communicating the reserve fuel tank (Tf) and the evaporator (52), and a control means (control unit 10), the control means (control unit 10), When the fuel pressure sensor (31) detects that the fuel is no longer supplied to the fuel cell (1) (unexpected situation), the fuel adjustment / A shutoff valve (Vf) is shut off, and liquid fuel (for example, desulfurized fuel, hydrating alcohol fuel such as methanol, etc.) is supplied to the evaporator (52) via the reserve fuel supply line (Lf). The fuel vaporized in the evaporator (52) (for example, desulfurized fuel, hydratable alcohol fuel such as methanol) and water vapor through the fuel supply system (fuel flow path 3) Or through both the oxidant supply system (oxidant flow path 2) and the fuel supply system (fuel flow path 3) to supply to the fuel cell (1), fuel is supplied by the fuel pressure sensor (31). When the state in which fuel is no longer supplied to the fuel cell (1) (unexpected situation) is detected, the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) provided in the fuel supply system (fuel flow path 3) is shut off, Liquid fuel (for example, desulfurized fuel, hydratable alcohol fuel such as methanol) is supplied to the vaporization means (for example, the evaporator 52 to which the heat held by the fuel cell is transmitted) via the storage fuel supply line (Lf). Etc.) and a mixture of water and evaporation The fuel vaporized in (52) (for example, desulfurized fuel, hydratable alcohol fuel such as methanol) and water vapor are supplied via a fuel supply system (fuel flow path 3) or an oxidant supply system (oxidation). Since it supplies the fuel cell (1) via both the agent flow path 2) and the fuel supply system (fuel flow path 3), it can be operated independently using various types of stored fuel such as light oil and oil. Become.

特に水和性のアルコール燃料を備蓄する場合、改質水の供給や処理に関わる補機動力が大幅に削減される。   In particular, when storing hydratable alcohol fuel, auxiliary power related to the supply and processing of reforming water is greatly reduced.

水和性アルコール燃料の備蓄利用と、蓄電システムを利用すれば、常用燃料の供給停止、改質水の供給停止、系統電力の停電が重なる状況下においても、高温作動型燃料電池を再起動し、自立運転させることが出来る。   By using hydratable alcohol fuel stockpiling and power storage system, the high temperature operation fuel cell can be restarted even in the situation where supply of regular fuel, supply of reforming water, and power failure of system power overlap. , Can be operated independently.

また、本発明の燃料電池システムによれば、燃料（脱硫が必要な備蓄燃料、例えばＬＰガス等）を貯蔵する備蓄燃料タンク（Ｔｇ）と、該備蓄燃料タンク（Ｔｇ）と前記燃料供給系統（燃料流路３）とを連通する備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）と、該備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）に介装された脱硫器（６２）と、制御手段（コントロールユニット１０）とを含み、該制御手段（コントロールユニット１０）は、前記燃料圧力センサ（３１）により燃料が燃料電池（１）へ供給されなくなった状態（不測の事態）が検知された際に、燃料供給系統（燃料流路３）に介装された燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）を遮断し、前記備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）及び脱硫器（６２）を介して燃料供給系統（燃料流路３）に燃料を供給するので、燃料圧力センサ（３１）により燃料が燃料電池（１）へ供給されなくなった状態（不測の事態）が検知された際に、燃料供給系統（燃料流路３）に介装された燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）を遮断し、前記備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）及び脱硫器（６２）を介して燃料供給系統（燃料流路３）に燃料を供給するので、ＬＰＧなどの備蓄燃料を用いて自立運転が可能となる。   In addition, according to the fuel cell system of the present invention, a fuel tank (Tg) for storing fuel (a stocked fuel requiring desulfurization, such as LP gas), the stocked fuel tank (Tg), and the fuel supply system ( A storage fuel line (Lfg) communicating with the fuel flow path 3), a desulfurizer (62) interposed in the storage fuel line (Lfg), and a control means (control unit 10). When the fuel pressure sensor (31) detects that the fuel is no longer being supplied to the fuel cell (1) (unexpected situation), the (control unit 10) is connected to the fuel supply system (fuel flow path 3). Since the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) provided is shut off and fuel is supplied to the fuel supply system (fuel flow path 3) via the storage fuel line (Lfg) and the desulfurizer (62), the fuel pressure Sensor (31) When it is detected that fuel is no longer being supplied to the fuel cell (1) (unexpected situation), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) provided in the fuel supply system (fuel flow path 3) is shut off. And since a fuel is supplied to a fuel supply system (fuel flow path 3) via the said stockpile fuel line (Lfg) and a desulfurizer (62), a self-sustained operation is attained using stockpile fuels, such as LPG.

また、本発明の燃料電池システムによれば、燃料供給系統（燃料流路３）には蒸発器（５２）の燃料電池（１）側の領域から分岐するバイパスライン（３ｂ）が設けられ、該バイパスライン（３ｂ）には酸素と反応して還元する酸素還元手段（例えば、炭素材フィルタＦｃ）が介装されており且つ分岐箇所よりも燃料電池（１）側の領域で燃料供給系統（燃料流路３）と合流しており、該バイパスライン（３ｂ）の分岐箇所及び／又は合流箇所には三方弁（Ｖ３１、Ｖ３２）が設けられており、前記制御手段（コントロールユニット１０）は、蒸発器（５２）に水（例えば、改質用水）を供給して水蒸気を発生した際に、発生した水蒸気が前記バイパスライン（３ｂ）を流れる側に三方弁（Ｖ３１、Ｖ３２）を切り換えるので、蒸発器（５２）に水（例えば、改質用水）を供給して水蒸気を発生した際に、発生した水蒸気が前記バイパスラインを流れる側に三方弁（Ｖ３１、Ｖ３２）を切り換え、発生した水蒸気に包含されている酸素がバイパスライン（３ｂ）に介装された炭素材フィルタ（Ｆｃ）により還元されて（還元性ガス、例えばＣＯとなって）燃料電池（１）に供給されるので、燃料切換時の炭素析出を防ぐと共に、仮に非常時運転で炭素析出を起こしてしまっても、常用運転時の再起動時に析出した炭素を一酸化炭素として離脱させることで、非常時運転の再起動に伴う性能劣化を回避出来る。   According to the fuel cell system of the present invention, the fuel supply system (fuel flow path 3) is provided with the bypass line (3b) branched from the region on the fuel cell (1) side of the evaporator (52), The bypass line (3b) is provided with oxygen reduction means (for example, a carbon material filter Fc) that reacts with oxygen to reduce it, and in the region closer to the fuel cell (1) than the branch point, the fuel supply system (fuel) The three-way valve (V31, V32) is provided at the branching point and / or the joining point of the bypass line (3b), and the control means (control unit 10) is evaporated. When water (for example, reforming water) is supplied to the vessel (52) to generate water vapor, the generated water vapor switches the three-way valves (V31, V32) to the side flowing through the bypass line (3b). (52 When water (for example, reforming water) is supplied to generate steam, the three-way valve (V31, V32) is switched to the side where the generated steam flows through the bypass line, and oxygen contained in the generated steam Is reduced by the carbon material filter (Fc) interposed in the bypass line (3b) (reduced gas, for example, CO) and supplied to the fuel cell (1). In addition to preventing and precipitating carbon during emergency operation, performance degradation associated with emergency operation restart can be avoided by detaching the carbon deposited during restart during normal operation as carbon monoxide. .

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

先ず、図１を参照して、第１実施形態を説明する。
図１において、第１実施形態の燃料電池システムは、例えば、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）や溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）の様な高温作動型の燃料電池１とその燃料電池１に酸化剤を供給する酸化剤供給系統（以降、酸化剤供給系統を酸化剤流路と言う）２と燃料電池１に燃料を供給する燃料供給系統（以降、燃料供給系統を燃料流路と言う）３と、補助燃料供給系統Ｌｆ、とを有している。 First, a first embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, the fuel cell system according to the first embodiment includes a high-temperature operating fuel cell 1 such as a solid oxide fuel cell (SOFC) or a molten carbonate fuel cell (MCFC) and the fuel cell 1. An oxidant supply system for supplying an oxidant (hereinafter referred to as an oxidant supply system) 2 and a fuel supply system for supplying fuel to the fuel cell 1 (hereinafter referred to as a fuel flow path) 3 and an auxiliary fuel supply system Lf.

前記燃料電池１には、燃料電池１に燃料が供給されなくなった状態（例えば、地震その他の自然災害等、不測の事態により燃料電池１への燃料供給が遮断された状態）を検出する検出手段（緊急状態監視手段）４が内蔵されおり、排気を排出する排気系統（排気管）８と、出力系統である電力出力ライン７を有している。
図示の実施形態では明確には示されていないが、燃料電池１に燃料が供給されなくなった状態を検出する検出手段４に加えて、或いは検出手段４に代えて、改質用水供給ラインＬｗに介装されて改質用水の有無を検出するセンサ（燃料電池１に水が供給されなくなった状態を検出する検出手段）や、系統電力の受電状態を検出するセンサ（例えば、電流クランプや電圧計：燃料電池１に電気が供給されなくなった状態を検出する検出手段）を設けることが出来る。 The fuel cell 1 has detection means for detecting a state in which fuel is no longer supplied to the fuel cell 1 (for example, a state in which fuel supply to the fuel cell 1 is interrupted due to an unexpected situation such as an earthquake or other natural disaster). (Emergency state monitoring means) 4 is built in, and has an exhaust system (exhaust pipe) 8 for exhausting exhaust and a power output line 7 as an output system.
Although not clearly shown in the illustrated embodiment, the reforming water supply line Lw is added to or in place of the detection means 4 for detecting a state in which fuel is no longer supplied to the fuel cell 1. A sensor (detection means for detecting a state in which water is no longer supplied to the fuel cell 1) that is interposed and a sensor that detects a power reception state of the system power (for example, a current clamp or a voltmeter) : Detection means for detecting a state in which electricity is no longer supplied to the fuel cell 1).

前記酸化剤流路２及び／又は燃料流路３には、緊急状態監視手段４により燃料が燃料電池１へ供給されなくなった状態（不測の事態）が検知された場合に燃料電池１を緊急停止するための緊急停止手段５が介装されている。   In the oxidant flow path 2 and / or the fuel flow path 3, the emergency stop means 4 urgently stops the fuel cell 1 when it is detected that the fuel is no longer supplied to the fuel cell 1 (unexpected situation). The emergency stop means 5 for doing is interposed.

また、第１実施形態の燃料電池システムは、制御手段であるコントロールユニット１０と、燃料流路３に介装され、前記緊急状態監視手段４により燃料が燃料電池１へ供給されなくなった状態（不測の事態）が検知された後に、燃料電池の劣化を伴うことなく迅速に、軽油などの補助燃料供給系統Ｌｆによって燃料電池１を自立運転せしめる自立運転手段６と、酸化剤流路２に介装され、実際に自立運転を行うため強制的に酸化剤や（液体）燃料、改質用の水を燃料電池に圧送するブロワ２１（液体）燃料供給ポンプ、改質水供給ポンプ、とを有している。   Further, the fuel cell system according to the first embodiment is interposed between the control unit 10 as the control means and the fuel flow path 3, and the emergency state monitoring means 4 does not supply fuel to the fuel cell 1 (unexpected) The self-sustained operation means 6 for allowing the fuel cell 1 to self-activate by the auxiliary fuel supply system Lf such as light oil quickly without interfering with the deterioration of the fuel cell and the oxidant flow path 2 are detected. And a blower 21 (liquid) fuel supply pump and a reforming water supply pump for forcibly feeding oxidant, (liquid) fuel, and reforming water to the fuel cell to actually perform a self-sustained operation. ing.

コントロールユニット１０と緊急状態監視手段４とは入力信号ラインＬｉによって、また、コントロールユニット１０と前記緊急停止手段５及び自立運転手段６とは制御信号ラインＬｏによって接続されている。
自立運転手段６とブロワ２１（液体）燃料ポンプ、および改質水の供給ポンプは、電流供給ラインＬｅによって接続されている。 The control unit 10 and the emergency state monitoring means 4 are connected by an input signal line Li, and the control unit 10 and the emergency stop means 5 and the independent operation means 6 are connected by a control signal line Lo.
The independent operation means 6, the blower 21 (liquid) fuel pump, and the reforming water supply pump are connected by a current supply line Le.

なお、燃料電池１に燃料が供給されなくなった状態（例えば、地震その他の自然災害等、不測の事態により燃料電池１への燃料供給が遮断された状態）を検出する検出手段として、後述するように、燃料供給系統３に燃料圧力センサを介装することも出来る。或いは、後述（図２）するように、コントロールユニット１０に内蔵した感震センサ４１を用いても良い。   Note that detection means for detecting a state in which fuel is no longer supplied to the fuel cell 1 (for example, a state in which fuel supply to the fuel cell 1 is interrupted due to an unexpected situation such as an earthquake or other natural disaster) will be described later. In addition, a fuel pressure sensor can be interposed in the fuel supply system 3. Alternatively, as will be described later (FIG. 2), a seismic sensor 41 built in the control unit 10 may be used.

図１において、緊急停止手段５と、自立運転手段６との何れか一方のみを設ける様に構成することも可能である。   In FIG. 1, it is also possible to provide only one of the emergency stop means 5 and the independent operation means 6.

図１の第１実施形態によれば、地震その他の自然災害等、不測の事態により燃料電池１への燃料供給が遮断された場合には、検出手段４がいち早く燃料供給の遮断を検知し、緊急停止手段５を作動させ、燃料電池１の稼動を停止させるため、燃料極と酸化剤極の何れか一方が開放端構造となっている、或いはオフガス燃焼部を通じて連通している高温作動型燃料電池でも、燃料極側には酸素の供給を停止し、酸化剤極側には燃料の供給を停止させて、燃料極と酸化剤極双方の劣化が抑制される。   According to the first embodiment of FIG. 1, when the fuel supply to the fuel cell 1 is interrupted due to an unexpected situation such as an earthquake or other natural disaster, the detection means 4 quickly detects the fuel supply interruption, In order to stop the operation of the fuel cell 1 by operating the emergency stop means 5, either one of the fuel electrode and the oxidant electrode has an open end structure or communicates through an off-gas combustion part. Even in the battery, the supply of oxygen is stopped on the fuel electrode side and the supply of fuel is stopped on the oxidant electrode side, so that deterioration of both the fuel electrode and the oxidant electrode is suppressed.

または、自立運転手段６を有しており、地震その他の自然災害等、不測の事態により燃料電池１への燃料供給が遮断された場合には、検出手段４がいち早く燃料供給の遮断を検知し、自立運転手段６を作動させ、燃料電池１の運転を続行させることが出来る。     Or, it has the self-sustaining operation means 6 and when the fuel supply to the fuel cell 1 is interrupted due to unforeseen circumstances such as an earthquake or other natural disaster, the detection means 4 quickly detects the fuel supply interruption. The self-sustaining operation means 6 can be operated to continue the operation of the fuel cell 1.

次に、図２を参照して第２実施形態を説明する。
図２の第２実施形態は、図１の第１実施形態に対して、緊急状態監視手段を、燃料電池１の内蔵された感震センサ４１、燃料流路３上の燃料圧力センサ３１、流量センサ３２の何れかに限定する実施形態である。
図２において、緊急状態監視手段として、燃料電池１に内蔵の感震センサ４１、燃料流路３上の燃料圧力センサ３１、流量センサ３２を表示しているが、この中の何れかを設置すれば良い。 Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
The second embodiment of FIG. 2 differs from the first embodiment of FIG. 1 in that the emergency state monitoring means includes a seismic sensor 41 built in the fuel cell 1, a fuel pressure sensor 31 on the fuel flow path 3, a flow rate. This is an embodiment limited to any one of the sensors 32.
In FIG. 2, as the emergency state monitoring means, a seismic sensor 41 built in the fuel cell 1, a fuel pressure sensor 31 on the fuel flow path 3, and a flow rate sensor 32 are displayed. It ’s fine.

次に、図３及び図４を参照して第３実施形態を説明する。   Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）や溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）の様な高温作動型の燃料電池１では、５００℃以上では、燃料極と酸化剤極がオフガス燃焼部を通じて連通するため、どちらかが開放端となっている燃料電池では酸素（酸化剤）及び／又は燃料が存在すると、開放端側の極が酸素（酸化剤）及び／又は燃料と反応してしまい、燃料電池を劣化させてしまう。
しかし、この酸素分圧（酸素濃度）が所定値（１０−１３〜１０−１５ａｔｍ）以下であれば、燃料電池１が５００℃以上であっても、少なくとも燃料極側の材料とは反応しない。 In a high-temperature operation type fuel cell 1 such as a solid oxide fuel cell (SOFC) or a molten carbonate fuel cell (MCFC), the fuel electrode and the oxidant electrode communicate with each other through the off-gas combustion unit at 500 ° C. or higher. In a fuel cell that is open at either end, if oxygen (oxidant) and / or fuel is present, the pole on the open end reacts with oxygen (oxidant) and / or fuel, degrading the fuel cell. I will let you.
However, if this oxygen partial pressure (oxygen concentration) is not more than a predetermined value (10 −13 to 10 −15 atm), even if the fuel cell 1 is 500 ° C. or higher, it does not react with at least the material on the fuel electrode side. .

そこで、図３及び図４の第３実施形態では、ＣＯ２やＮ２のような不活性ガスを酸化剤流路２及び／又は燃料流路３に供給することにより、酸素分圧の低いガスを燃料電池１に供給して、燃料極側の材料と反応しない様に構成している。
以下、図３に基づいて、第３実施形態の構成を説明する。 Therefore, in the third embodiment shown in FIGS. 3 and 4, a gas having a low oxygen partial pressure is provided by supplying an inert gas such as CO 2 or N 2 to the oxidant channel 2 and / or the fuel channel 3. Is supplied to the fuel cell 1 so as not to react with the material on the fuel electrode side.
The configuration of the third embodiment will be described below based on FIG.

図３において、第３実施形態の燃料電池システムは、燃料電池１と、その燃料電池１に酸化剤を供給する酸化剤流路２と、燃料電池１に燃料を供給する燃料流路３と緊急停止時の制御を行うコントロールユニット１０を有している。   In FIG. 3, the fuel cell system of the third embodiment includes a fuel cell 1, an oxidant channel 2 that supplies an oxidant to the fuel cell 1, a fuel channel 3 that supplies fuel to the fuel cell 1, and an emergency A control unit 10 that performs control at the time of stopping is provided.

前記酸化剤流路２には、ブロワ２１及びブロワ２１の下流側に酸化剤の流量調整手段である酸化剤調整・遮断弁Ｖｏ（以降、遮断弁Ｖｏと略記する）が介装され、前記燃料流路３には燃料電池１側に向って順に、検出手段（緊急状態監視手段）である燃料圧力センサ３１及び流量調整手段である燃料調整・遮断弁Ｖｆ（以降、遮断弁Ｖｆと略記する）が介装されている。   The oxidant flow path 2 is provided with a blower 21 and an oxidant adjustment / shutoff valve Vo (hereinafter abbreviated as a shutoff valve Vo), which is an oxidant flow rate adjusting means, downstream of the blower 21. In the flow path 3, in order toward the fuel cell 1, a fuel pressure sensor 31 that is a detection means (emergency state monitoring means) and a fuel adjustment / shutoff valve Vf that is a flow rate adjustment means (hereinafter abbreviated as a cutoff valve Vf). Is intervening.

また、第３実施形態の燃料電池システムは、緊急停止手段として、ＣＯ２やＮ２のような不活性ガスを貯留しておく不活性ガス貯留タンク５１と、そのタンク５１に接続され流量調整弁Ｖｇを介装した不活性ガス供給管２３１と、その不活性ガス供給管２３１に中央部を接続され両端が夫々酸化剤流路２及び燃料流路３に連通した分岐管２３２を有している。 The fuel cell system according to the third embodiment includes an inert gas storage tank 51 for storing an inert gas such as CO 2 and N 2 as an emergency stop unit, and a flow rate adjusting valve connected to the tank 51. An inert gas supply pipe 231 provided with Vg, and a branch pipe 232 connected to the inert gas supply pipe 231 at the center and connected to the oxidant flow path 2 and the fuel flow path 3 at both ends, respectively. .

コントロールユニット１０と前記燃料圧力センサ３１とは入力信号ラインＬｉによって、また、コントロールユニット１０と前記流量調整弁Ｖｇ、遮断弁Ｖｏ、Ｖｆとは制御信号ラインＬｏによって接続されている。   The control unit 10 and the fuel pressure sensor 31 are connected by an input signal line Li, and the control unit 10 and the flow rate adjusting valve Vg and the shutoff valves Vo and Vf are connected by a control signal line Lo.

ここで、図３では酸素供給系（酸素流路）２及び燃料供給系（燃料流路）３の双方から不活性ガスが燃料電池１へ供給されているが、不活性ガスを酸素供給系２のみから供給しても良いし、燃料供給系３のみから供給しても良い。   Here, in FIG. 3, the inert gas is supplied to the fuel cell 1 from both the oxygen supply system (oxygen flow path) 2 and the fuel supply system (fuel flow path) 3, but the inert gas is supplied to the oxygen supply system 2. May be supplied only from the fuel supply system 3 or from the fuel supply system 3 alone.

次に図４に基づいて図３をも参照して、第３実施形態の燃料電池システムの緊急停止の際の制御方法を説明する。   Next, a control method at the time of emergency stop of the fuel cell system according to the third embodiment will be described based on FIG. 4 and also with reference to FIG.

先ず、ステップＳ１において燃料圧力センサ３１によって燃料圧力を検出する。次のステップＳ２では、コントロールユニット１０は、検出した燃料圧力の情報に基づいて、緊急停止の事態が発生したか否かを判断する。   First, in step S1, the fuel pressure is detected by the fuel pressure sensor 31. In the next step S2, the control unit 10 determines whether or not an emergency stop has occurred based on the detected fuel pressure information.

緊急停止の事態が発生していれば（ステップＳ２のＹＥＳ）、次のステップＳ３に進み、緊急停止事態が発生していなければ（ステップＳ２のＮＯ）、ステップＳ２のループを繰り返す。   If an emergency stop situation has occurred (YES in step S2), the process proceeds to the next step S3. If an emergency stop situation has not occurred (NO in step S2), the loop in step S2 is repeated.

ステップＳ３では、前記酸化剤流路２の遮断弁Ｖｏ、燃料流路３の遮断弁Ｖｆを遮断して、酸化剤、燃料の双方の供給を停止する。   In step S3, the shutoff valve Vo of the oxidant flow path 2 and the shutoff valve Vf of the fuel flow path 3 are shut off, and supply of both oxidant and fuel is stopped.

次のステップＳ４では、不活性ガスの流量調整弁Ｖｇを開放して、酸素分圧が所定値（１０−１３〜１０−１５ａｔｍ）以下となる様に不活性ガス貯留タンク５１から不活性ガス、例えばＣＯ２又はＮ２を不活性ガスの供給管２３１、分岐管２３２を介して酸化剤流路２及び燃料流路３に供給する。 In the next step S4, the inert gas flow regulating valve Vg is opened, and the inert gas is stored from the inert gas storage tank 51 so that the oxygen partial pressure becomes a predetermined value (10 −13 to 10 −15 atm) or less. For example, CO 2 or N 2 is supplied to the oxidant channel 2 and the fuel channel 3 via the inert gas supply pipe 231 and the branch pipe 232.

不活性ガスは燃料電池１に供給され、燃料電池１は次第に温度を下げる。
コントロールユニット１０は、図示しない温度センサによって作動温度を検出しており、ステップＳ５では、燃料電池１の温度が４００℃以下になったか否かを判断する。 The inert gas is supplied to the fuel cell 1 and the temperature of the fuel cell 1 gradually decreases.
The control unit 10 detects the operating temperature by a temperature sensor (not shown), and in step S5, determines whether or not the temperature of the fuel cell 1 has become 400 ° C. or lower.

燃料電池の温度が４００℃以下まで下がったなら（ステップＳ５のＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、一方、未だ４００℃以上であれば（ステップＳ５のＮＯ）、ステップＳ５のループを繰り返す。   If the temperature of the fuel cell has dropped to 400 ° C. or lower (YES in step S5), the process proceeds to step S6. On the other hand, if it is still 400 ° C. or higher (NO in step S5), the loop of step S5 is repeated.

ステップＳ６では、流量調整弁Ｖｇを遮断することにより不活性ガスの供給を停止し、制御を終了する。   In step S6, the supply of the inert gas is stopped by shutting off the flow rate adjusting valve Vg, and the control is terminated.

図３の第３実施形態の変形例（図５）として、不活性ガス供給手段を、不活性ガスが充填されたボンベ５Ｂで構成することが出来る。この場合、不活性ガス供給手段における不活性ガス供給弁Ｖｂは、不活性ガスが充填されたボンベの元弁となる。   As a modification (FIG. 5) of the third embodiment of FIG. 3, the inert gas supply means can be constituted by a cylinder 5B filled with an inert gas. In this case, the inert gas supply valve Vb in the inert gas supply means is the original valve of the cylinder filled with the inert gas.

図３〜図５の第３実施形態は、図１、図２の第１、第２実施形態と組み合わせることが出来る。   The third embodiment shown in FIGS. 3 to 5 can be combined with the first and second embodiments shown in FIGS.

上述の第３実施形態によれば、緊急停止時であっても、燃料電池には燃料流路３、又は燃料流路３と酸化剤流路２とによって、燃料電池１に不活性ガスが供給され、燃料電池１の劣化は防止される。   According to the third embodiment described above, the inert gas is supplied to the fuel cell 1 by the fuel flow path 3 or the fuel flow path 3 and the oxidant flow path 2 in the fuel cell even during an emergency stop. Thus, deterioration of the fuel cell 1 is prevented.

次に、図６及び図７を参照して第４実施形態を説明する。
図６（構成を示す）及び図７（制御フローチャート）の第４実施形態は、図３（構成を示す）及び図４（制御フローチャート）の第３実施形態の応用である。すなわち、図３及び図４の第３実施形態では、不活性ガスは、燃料電池１の温度が５００℃未満、好ましくは４００℃未満になるまで、不活性ガスを供給しつづけなけれバーナーらない（不活性ガスを流し放し）。ところが、不活性ガスを流し放しでは、不活性ガス供給量が大きくなり過ぎ、巨大なボンベが必要となる。
そのため、図６及び図７の第４実施形態では、燃料電池１の排気系（排気管）８に緊急遮断弁Ｖｈを設けて、燃料電池１を密閉し、燃料電池１内に所定時間不活性ガスを閉じ込めてしまうように構成されている。 Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
The fourth embodiment of FIG. 6 (shows the configuration) and FIG. 7 (control flowchart) is an application of the third embodiment of FIG. 3 (shows the configuration) and FIG. 4 (control flowchart). That is, in the third embodiment of FIGS. 3 and 4, the inert gas does not burn unless the inert gas is continuously supplied until the temperature of the fuel cell 1 becomes less than 500 ° C., preferably less than 400 ° C. ( Allow inert gas to flow away). However, when the inert gas is allowed to flow, the supply amount of the inert gas becomes too large, and a huge cylinder is required.
Therefore, in the fourth embodiment of FIGS. 6 and 7, the emergency shutoff valve Vh is provided in the exhaust system (exhaust pipe) 8 of the fuel cell 1, the fuel cell 1 is sealed, and the fuel cell 1 is inactive for a predetermined time. It is configured to trap the gas.

燃料電池１の排気系（排気管）８に緊急遮断弁Ｖｈを設け、その緊急遮断弁Ｖｈとコントロールユニット１０を制御信号ラインＬｏで接続した以外の構成は、図３の第３実施形態と実質的に同様である。   Except for the provision of an emergency shut-off valve Vh in the exhaust system (exhaust pipe) 8 of the fuel cell 1, and the emergency shut-off valve Vh and the control unit 10 being connected by a control signal line Lo, the configuration is substantially the same as in the third embodiment of FIG. The same.

図７に基づいて図６をも参照して、第４実施形態における緊急停止時の制御方法を説明する。   Based on FIG. 7 and also referring to FIG. 6, a control method at the time of emergency stop in the fourth embodiment will be described.

ステップＳ３までは、図４の第３実施形態の制御フローのステップＳ３までと同じであり、次のステップＳ３−１において、燃料電池１の排気系（排気管）８に介装した緊急遮断弁Ｖｈを遮断する。   Up to step S3 is the same as that up to step S3 in the control flow of the third embodiment of FIG. 4, and in the next step S3-1, an emergency shut-off valve interposed in the exhaust system (exhaust pipe) 8 of the fuel cell 1 Shut off Vh.

次のステップＳ４では、不活性ガスの流量調整弁Ｖｇを開放して、酸素分圧が所定値（１０−１３〜１０−１５ａｔｍ）以下となる様に不活性ガス貯留タンク５１から不活性ガス、例えばＣＯ２又はＮ２を不活性ガスの供給管２３１、分岐管２３２を介して酸化剤流路２及び燃料流路３に供給する。 In the next step S4, the inert gas flow regulating valve Vg is opened, and the inert gas is stored from the inert gas storage tank 51 so that the oxygen partial pressure becomes a predetermined value (10 −13 to 10 −15 atm) or less. For example, CO 2 or N 2 is supplied to the oxidant channel 2 and the fuel channel 3 via the inert gas supply pipe 231 and the branch pipe 232.

次のステップＳ５−１では、コントロールユニット１０は、燃料電池１内に不活性ガスが充満したか否かを判断し、不活性ガスが充満したなら（ステップＳ５−１のＹＥＳ）、次のステップＳ６に進み、一方、充満していないなら（ステップＳ５−１のＮＯ）、ステップＳ５−１のループを繰り返す。   In the next step S5-1, the control unit 10 determines whether or not the inert gas is filled in the fuel cell 1, and if the inert gas is filled (YES in step S5-1), the next step The process proceeds to S6. On the other hand, if not full (NO in Step S5-1), the loop in Step S5-1 is repeated.

ステップＳ６では、流量調整弁Ｖｇを遮断することにより不活性ガスの供給を停止し、制御を終了する。   In step S6, the supply of the inert gas is stopped by shutting off the flow rate adjusting valve Vg, and the control is terminated.

図６及び図７の第４実施形態も、図１の第１実施形態、図２の第２実施形態と組み合わせることが出来る。   The fourth embodiment shown in FIGS. 6 and 7 can also be combined with the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG.

図６及び図７の第４実施形態によれば、燃料電池１の排気形８に介装した緊急遮断弁Ｖｈを所定時間遮断することによって、無駄なく効率的に不活性ガスを燃料電池１に供給することが出来る。   According to the fourth embodiment of FIGS. 6 and 7, the emergency shutoff valve Vh interposed in the exhaust type 8 of the fuel cell 1 is shut off for a predetermined time, so that the inert gas is efficiently passed to the fuel cell 1 without waste. Can be supplied.

次に、図８及び図９を参照して第５実施形態を説明する。   Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.

高温作動型燃料電池１では、緊急停止時に、燃料電池１の温度が５００℃未満、好ましくは４００℃未満になるように制御されなくてはならない。
図３及び図４の第３実施形態及び、図６及び図７の第４実施形態は緊急停止時に、不活性ガスを燃料流路３及び／又は燃料流路３と酸化剤流路２に供給することによって燃料電池の温度を下げる実施形態であった。
これに対して、図８及び図９の第５実施形態は、酸素混入量が所定値以下の蒸気を燃料流路３及び／又は燃料流路３と酸化剤流路２に供給することによって燃料電池の温度を下げる実施形態である。 In the high temperature operation type fuel cell 1, the temperature of the fuel cell 1 must be controlled to be less than 500 ° C., preferably less than 400 ° C., at the time of emergency stop.
The third embodiment of FIGS. 3 and 4 and the fourth embodiment of FIGS. 6 and 7 supply the inert gas to the fuel flow path 3 and / or the fuel flow path 3 and the oxidant flow path 2 at the time of emergency stop. In this embodiment, the temperature of the fuel cell is lowered.
On the other hand, in the fifth embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the fuel is supplied by supplying the fuel flow path 3 and / or the fuel flow path 3 and the oxidant flow path 2 with the oxygen mixing amount not more than a predetermined value. This is an embodiment for lowering the temperature of a battery.

図８において、第５実施形態の燃料電池システムは、燃料電池１と、燃料電池１に酸化剤を供給する酸化剤流路２と、燃料電池１に燃料を供給する燃料流路３と、緊急停止時の制御を行うコントロールユニット１０を有している。   In FIG. 8, the fuel cell system of the fifth embodiment includes a fuel cell 1, an oxidant channel 2 that supplies oxidant to the fuel cell 1, a fuel channel 3 that supplies fuel to the fuel cell 1, and an emergency A control unit 10 that performs control at the time of stopping is provided.

前記酸化剤流路２には、ブロワ２１とブロワ２１の下流側に酸化剤の流量調整手段である遮断弁Ｖｏが介装され、前記燃料流路３には燃料電池１側に向って順に、検出手段（緊急状態監視手段）である燃料圧力センサ３１及び流量調整手段である燃料遮断弁Ｖｆ及び後述の改質用水を蒸発させる蒸発器５２とが介装されている。   The oxidant flow path 2 is provided with a blower 21 and a shut-off valve Vo, which is an oxidant flow rate adjusting means, downstream of the blower 21, and the fuel flow path 3 sequentially toward the fuel cell 1 side, A fuel pressure sensor 31 that is a detection means (emergency state monitoring means), a fuel cutoff valve Vf that is a flow rate adjustment means, and an evaporator 52 that evaporates reforming water, which will be described later, are interposed.

また、燃料流路３において前記遮断弁Ｖｆと蒸発器５２との間の領域には、燃料を改質するための改質用水を供給する改質用水供給ラインＬｗが連通しており、その改質用水供給ラインＬｗには流量制御弁Ｖｗが介装されている。   Further, a reforming water supply line Lw for supplying reforming water for reforming the fuel communicates with the region between the shutoff valve Vf and the evaporator 52 in the fuel flow path 3. A flow control valve Vw is interposed in the quality water supply line Lw.

さらに、図示の例では、燃料流路３における蒸発器５２と燃料電池１との間の領域からは、バイパス流路３２の一端が接続され、そのバイパス流路の他端は酸化剤流路２における遮断弁Ｖｏと燃料電池１との間の領域に連通している。
尚、このバイパス流路３２は省略することが出来る。 Further, in the illustrated example, one end of the bypass flow path 32 is connected from the region between the evaporator 52 and the fuel cell 1 in the fuel flow path 3, and the other end of the bypass flow path is the oxidant flow path 2. In the region between the shutoff valve Vo and the fuel cell 1.
The bypass channel 32 can be omitted.

前記流量調整弁Ｖｗは制御信号ラインＬｏによってコントロールユニット１０に接続されている。   The flow rate adjusting valve Vw is connected to the control unit 10 by a control signal line Lo.

コントロールユニット１０と前記燃料圧力センサ３１とは入力信号ラインＬｉによって、また、コントロールユニット１０と前記流量調整弁Ｖｗ、遮断弁Ｖｏ、Ｖｆとは制御信号ラインＬｏによって接続されている。
尚、図８の符号１１は燃料電池１に内蔵されたタイマーを示すが、そのタイマー１１の機能については、第１５実施形態で後述する。 The control unit 10 and the fuel pressure sensor 31 are connected by an input signal line Li, and the control unit 10 and the flow rate adjusting valve Vw and the shutoff valves Vo and Vf are connected by a control signal line Lo.
8 indicates a timer built in the fuel cell 1, and the function of the timer 11 will be described later in a fifteenth embodiment.

図８及び図９の第５実施形態では、燃料圧力センサ３１により緊急停止を検知したら、酸化剤流路２及び燃料流路３の遮断弁Ｖｏ、Ｖｆを遮断する様に構成されている。   In the fifth embodiment shown in FIGS. 8 and 9, when an emergency stop is detected by the fuel pressure sensor 31, the shutoff valves Vo and Vf of the oxidant passage 2 and the fuel passage 3 are shut off.

前記蒸発器５２は、遮断弁Ｖｏ、Ｖｆを遮断した後、改質用水供給量調整弁（流量調整弁）Ｖｗの開放し、改質用水を供給され、その改質用水を気化させて、水蒸気を得る様に構成されている。なお、蒸発器５２で気化させるための熱は、図示しない伝熱手段で、燃料電池１より供給される。   The evaporator 52 shuts off the shut-off valves Vo and Vf, then opens the reforming water supply amount adjusting valve (flow rate adjusting valve) Vw, is supplied with reforming water, vaporizes the reforming water, It is configured to obtain. The heat to be vaporized by the evaporator 52 is supplied from the fuel cell 1 by a heat transfer means (not shown).

水蒸気を酸素供給系２へ供給するには、例えば、図８において点線で示すバイパス流路３２を経由して供給する。   In order to supply water vapor to the oxygen supply system 2, for example, the water vapor is supplied via a bypass flow path 32 indicated by a dotted line in FIG. 8.

図９に基づいて、第５実施形態の緊急停止時の制御方法を説明する。   Based on FIG. 9, the control method at the time of emergency stop of 5th Embodiment is demonstrated.

先ず、ステップＳ２１において燃料圧力センサ３１によって燃料圧力を検出する。次のステップＳ２２では、コントロールユニット１０は、検出した燃料圧力の情報に基づいて、緊急停止の事態が発生したか否かを判断する。   First, in step S21, the fuel pressure is detected by the fuel pressure sensor 31. In the next step S22, the control unit 10 determines whether or not an emergency stop has occurred based on the detected fuel pressure information.

緊急停止の事態が発生していれば（ステップＳ２２のＹＥＳ）、次のステップＳ２３に進み、緊急停止事態が発生していなければ（ステップＳ２２のＮＯ）、ステップＳ２２のループを繰り返す。   If an emergency stop situation has occurred (YES in step S22), the process proceeds to the next step S23. If an emergency stop situation has not occurred (NO in step S22), the loop of step S22 is repeated.

ステップＳ２３では、前記酸化剤流路２の遮断弁Ｖｏ、燃料流路３の遮断弁Ｖｆを遮断して、酸化剤、燃料の双方の供給を停止する。   In step S23, the shutoff valve Vo of the oxidant flow path 2 and the shutoff valve Vf of the fuel flow path 3 are shut off, and supply of both oxidant and fuel is stopped.

次のステップＳ２４では、改質用水供給ラインＬｗに介装した流量制御弁Ｖｗを調整し、改質用水を蒸発器５２に供給し、酸素混入量が所定値（１．０％〜０．１％（好ましくは０．１％））以下の蒸気とし、その蒸気を燃料流路３及び又はバイパス流路３２を介して酸化剤流路から燃料電池１に供給する。   In the next step S24, the flow control valve Vw interposed in the reforming water supply line Lw is adjusted, the reforming water is supplied to the evaporator 52, and the oxygen mixing amount is a predetermined value (1.0% to 0.1%). % (Preferably 0.1%)) or less, and the vapor is supplied to the fuel cell 1 from the oxidant flow path via the fuel flow path 3 and / or the bypass flow path 32.

燃料電池１は供給された蒸気によって次第に温度を下げる。
コントロールユニット１０は、図示しない温度センサによって作動温度を検出しており、ステップＳ２５では、燃料電池１の温度が４００℃以下になったか否かを判断する。 The temperature of the fuel cell 1 is gradually lowered by the supplied steam.
The control unit 10 detects the operating temperature by a temperature sensor (not shown), and determines whether or not the temperature of the fuel cell 1 has become 400 ° C. or lower in step S25.

燃料電池の温度が４００℃以下まで下がったなら（ステップＳ５のＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、一方、未だ４００℃以上であれば（ステップＳ５のＮＯ）、ステップＳ５のループを繰り返す。   If the temperature of the fuel cell has dropped to 400 ° C. or lower (YES in step S5), the process proceeds to step S6. On the other hand, if it is still 400 ° C. or higher (NO in step S5), the loop of step S5 is repeated.

ステップＳ２６では、流量調整弁Ｖｗを遮断することにより燃料電池１に対する蒸気の供給を停止し、制御を終了する。   In step S26, the supply of steam to the fuel cell 1 is stopped by shutting off the flow rate adjustment valve Vw, and the control is terminated.

図８及び図９の第５実施形態は、図１の第１実施形態、図２の第２実施形態、図３及び図４の第３実施形態、図６及び図７の第４実施形態と組み合わせることが出来る。   The fifth embodiment shown in FIGS. 8 and 9 includes the first embodiment shown in FIG. 1, the second embodiment shown in FIG. 2, the third embodiment shown in FIGS. 3 and 4, and the fourth embodiment shown in FIGS. Can be combined.

図８及び図９の第５実施形態によれば、水蒸気を用いているので、燃料の備蓄手段が不要となる。蒸気を発生させる事も容易であり、前述の不活性ガスを用いた実施例に比較して、さらにメリットがある。   According to 5th Embodiment of FIG.8 and FIG.9, since the water vapor | steam is used, the fuel storage means becomes unnecessary. It is easy to generate steam, which is more advantageous than the above-described embodiment using an inert gas.

緊急時には、水の供給量を増加してやれば、水蒸気中の酸素濃度は所定値以下に調整出来る。   In an emergency, the oxygen concentration in the water vapor can be adjusted to a predetermined value or less by increasing the amount of water supplied.

次に、図１０（構成図）及び図１１（制御フローチャート）を参照して第６実施形態を説明する。   Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. 10 (configuration diagram) and FIG. 11 (control flowchart).

図１０及び図１１の第６実施形態は、図８及び図９の第５実施形態の応用の実施形態である。図８及び図９の第５実施形態では、燃料電池１の温度が５００℃未満、好ましくは４００℃未満になるまで、水蒸気を発生しつづけなけれバーナーらない（水蒸気を流し放し）。
そのため、図１０及び図１１の第６実施形態では、排気系８に緊急遮断弁Ｖｈを設けて、燃料電池１を密閉する（水蒸気で燃料電池１を充満してから燃料電池を密閉する）様に構成されている。 The sixth embodiment shown in FIGS. 10 and 11 is an application of the fifth embodiment shown in FIGS. In the fifth embodiment shown in FIGS. 8 and 9, water vapor is not generated until the temperature of the fuel cell 1 is less than 500 ° C., preferably less than 400 ° C., and the burner is not burned out.
Therefore, in the sixth embodiment of FIGS. 10 and 11, the emergency shutoff valve Vh is provided in the exhaust system 8 to seal the fuel cell 1 (the fuel cell is sealed after the fuel cell 1 is filled with water vapor). It is configured.

図１０の第６実施形態の構成は、図８の第５実施形態の構成に対して、排気系８に緊急遮断弁Ｖｈを設け、緊急遮断弁Ｖｈとコントロールユニット１０とを制御信号ラインＬｏで接続したこと以外は、図８の第５実施形態と同様である。   The configuration of the sixth embodiment of FIG. 10 is different from the configuration of the fifth embodiment of FIG. 8 in that an emergency shutoff valve Vh is provided in the exhaust system 8, and the emergency shutoff valve Vh and the control unit 10 are connected by a control signal line Lo. Except for the connection, this embodiment is the same as the fifth embodiment of FIG.

次に、図１１に基づいて、図１０をも参照して、第６実施形態における緊急停止時の制御方法を説明する。 Next, based on FIG. 11, the control method at the time of emergency stop in 6th Embodiment is demonstrated with reference also to FIG.

ステップＳ２４までは、図９の第５実施形態の制御フローのステップＳ２３までと同じであり、次のステップＳ２４−１において、燃料電池１の排気系（排気管）８に介装した緊急遮断弁Ｖｈを遮断する。     Up to step S24 is the same as that up to step S23 in the control flow of the fifth embodiment of FIG. 9, and in the next step S24-1, an emergency shut-off valve interposed in the exhaust system (exhaust pipe) 8 of the fuel cell 1 Shut off Vh.

次のステップＳ２５−１では、コントロールユニット１０は、図示しない検出手段によって燃料電池内に蒸気が充満したか（或いは蒸気が充満することによって燃料電池が所定以下の温度に下がったか）を判断する。   In the next step S25-1, the control unit 10 determines whether or not the fuel cell has been filled with steam (or whether or not the fuel cell has fallen to a predetermined temperature or less due to the filling of steam) by a detection means (not shown).

燃料電池内に蒸気が充満したなら（ステップＳ２５−１のＹＥＳ）、ステップＳ２６に進み、一方、蒸気が燃料電池１内に充満していないのであれば（ステップＳ２５−１のＮＯ）、ステップＳ２５−１のループを繰り返す。   If the fuel cell is full of steam (YES in step S25-1), the process proceeds to step S26. If the steam is not full in the fuel cell 1 (NO in step S25-1), step S25 is performed. -1 loop is repeated.

ステップＳ２６では、改質用水供給ラインＬｗに介装した流量調整弁Ｖｗを遮断することにより燃料電池１への蒸気の供給を停止し、制御を終了する。   In step S26, the supply of steam to the fuel cell 1 is stopped by shutting off the flow rate adjustment valve Vw interposed in the reforming water supply line Lw, and the control is terminated.

図１０及び図１１の第６実施形態は、図１の第１実施形態、図２の第２実施形態、図３〜図５の第３実施形態、図６及び図７の第４実施形態と組み合わせることが出来る。   The sixth embodiment of FIGS. 10 and 11 includes the first embodiment of FIG. 1, the second embodiment of FIG. 2, the third embodiment of FIGS. 3 to 5, and the fourth embodiment of FIGS. Can be combined.

図１０及び図１１の第６実施形態によれば、水蒸気を用いているので、燃料の備蓄手段が不要となる。蒸気を発生させる事も容易であり、前述の不活性ガスを用いた実施例に比較して、さらにメリットがある。   According to 6th Embodiment of FIG.10 and FIG.11, since the water vapor | steam is used, the fuel storage means becomes unnecessary. It is easy to generate steam, which is more advantageous than the above-described embodiment using an inert gas.

緊急時には、水の供給量を増加してやれば、水蒸気中の酸素濃度は所定値以下に調整出来る。   In an emergency, the oxygen concentration in the water vapor can be adjusted to a predetermined value or less by increasing the amount of water supplied.

更に、燃料電池１の排気形８に緊急遮断弁Ｖｈが介装してあるので、燃料電池１に供給する水蒸気の量も節約出来る。   Furthermore, since the emergency shutoff valve Vh is interposed in the exhaust type 8 of the fuel cell 1, the amount of water vapor supplied to the fuel cell 1 can be saved.

次に、図１２及び図１３を参照して第７実施形態を説明する。
図１２及び図１３の第７実施形態は、図８及び図９の第５実施形態、或いは、図１０及び図１１の第６実施形態において、「酸素濃度の少ない水蒸気をどうつくるか？」を具体的に解決するため、図１０及び図１１の第６実施形態に対して、燃料流路３における蒸発器５２と燃料電池１との間の領域に、酸素トラップＴｏを介装した実施例である。 Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIGS.
The seventh embodiment shown in FIGS. 12 and 13 is the same as the fifth embodiment shown in FIGS. 8 and 9 or the sixth embodiment shown in FIGS. In order to solve specifically, in the sixth embodiment of FIGS. 10 and 11, an example in which an oxygen trap To is interposed in the region between the evaporator 52 and the fuel cell 1 in the fuel flow path 3. is there.

通常、酸素トラップは酸素があると、直ぐ酸化してしまう。酸素が多い空気流路に設けると、酸素トラップは直ぐに使い物にならなくなる。そのため、第７実施形態では燃料流路に酸素トラップＴｏを介装している。   Normally, oxygen traps will oxidize immediately when oxygen is present. If the oxygen trap is provided in an oxygen-rich air flow path, the oxygen trap is not immediately usable. Therefore, in the seventh embodiment, an oxygen trap To is interposed in the fuel flow path.

その酸素トラップＴｏは、ＮｉメッシュやＮｉを分散させたＺｒＯ２多孔質体、若しくは酸化性の高い金属で作られたメッシュである酸素トラップフィルタであることが望ましい。 The oxygen trap To is desirably an oxygen trap filter that is a Ni mesh, a ZrO 2 porous material in which Ni is dispersed, or a mesh made of a highly oxidizable metal.

酸化剤流路２における遮断弁Ｖｏと燃料電池１との間の領域には３方弁Ｖｏ３が介装されている。燃料流路３のいける遮断弁Ｖｆと改質用水供給ラインの連通箇所３３との間の領域には前記三方弁Ｖｏ３に接続されたバイパス流路３２０が連通している。
なお、バイパス流路３２０は緊急時には、三方弁Ｖｏによって酸化剤流路２と燃料流路３とを連通する様に切り換わり、この流路３２０に空気が流れる。 A three-way valve Vo3 is interposed in a region between the shutoff valve Vo and the fuel cell 1 in the oxidant flow path 2. A bypass channel 320 connected to the three-way valve Vo3 communicates with a region between the shutoff valve Vf through the fuel channel 3 and the communication point 33 of the reforming water supply line.
In an emergency, the bypass flow path 320 is switched by the three-way valve Vo so that the oxidant flow path 2 and the fuel flow path 3 communicate with each other, and air flows through the flow path 320.

次に図１３に基づいて図１２をも参照して、第７実施形態の燃料電池システムの緊急停止の際の制御方法を説明する。   Next, referring to FIG. 12 based on FIG. 13, a control method at the time of emergency stop of the fuel cell system of the seventh embodiment will be described.

先ず、ステップＳ２１において燃料圧力センサ３１によって燃料圧力を検出する。次のステップＳ２２では、コントロールユニット１０は、検出した燃料圧力の情報に基づいて、緊急停止の事態が発生したか否かを判断する。   First, in step S21, the fuel pressure is detected by the fuel pressure sensor 31. In the next step S22, the control unit 10 determines whether or not an emergency stop has occurred based on the detected fuel pressure information.

緊急停止の事態が発生していれば（ステップＳ２２のＹＥＳ）、次のステップＳ２３−１に進み、緊急停止事態が発生していなければ（ステップＳ２２のＮＯ）、ステップＳ２２のループを繰り返す。   If an emergency stop situation has occurred (YES in step S22), the process proceeds to the next step S23-1, and if an emergency stop situation has not occurred (NO in step S22), the loop of step S22 is repeated.

ステップＳ２３−１では、燃料流路３の遮断弁Ｖｆを遮断して、燃料の供給を停止する。尚、酸化剤流路の遮断弁Ｖｏは開放のままである。 In step S23-1, the shutoff valve Vf of the fuel flow path 3 is shut off, and the fuel supply is stopped. Note that the shutoff valve Vo in the oxidant flow path remains open.

次のステップＳ２３−２では、酸化剤流路３の３方弁Ｖｏ３を燃料流路３側に切り替える。   In the next step S23-2, the three-way valve Vo3 of the oxidant flow path 3 is switched to the fuel flow path 3 side.

次のステップＳ２４以降は、図１１（第６実施形態の制御フローチャート）のステップＳ２４以降と同じであり、以降の説明を省略する。   The subsequent step S24 and subsequent steps are the same as the step S24 and subsequent steps in FIG. 11 (control flowchart of the sixth embodiment), and the description thereof is omitted.

図１２及び図１３の第７実施形態は、図１の第１実施形態、図２の第２実施形態、図３〜図５の第３実施形態、図６及び図７の第４実施形態、図８及び図９の第５実施形態、図１０及び図１１の第６実施形態と組み合わせることが出来る。   The seventh embodiment shown in FIGS. 12 and 13 includes the first embodiment shown in FIG. 1, the second embodiment shown in FIG. 2, the third embodiment shown in FIGS. 3 to 5, the fourth embodiment shown in FIGS. It can be combined with the fifth embodiment of FIGS. 8 and 9 and the sixth embodiment of FIGS.

上述のような構成及び制御方法を有する第７実施形態によれば、酸化性の高い酸素トラップフィルタＴｏを蒸発器５２以降の燃料流路３に介装しているため、余分な酸素は確実に除去され、安定した低酸素濃度の水蒸気が燃料電池１に供給され、緊急停止時であっても燃料電池を劣化させることがない。   According to the seventh embodiment having the configuration and the control method as described above, the oxygen trap filter To having a high oxidization property is interposed in the fuel flow path 3 after the evaporator 52, so that excess oxygen is surely removed. The removed and stable low oxygen concentration water vapor is supplied to the fuel cell 1 so that the fuel cell is not deteriorated even during an emergency stop.

次に、図１４及び図１５を参照して第８実施形態を説明する。   Next, an eighth embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15.

図１４及び図１５の第８実施形態は、図１２及び図１３の第７実施形態に対し、燃料流路３における蒸発器５２と燃料電池１の間の領域に介装した酸素トラップフィルタＴｏに代えて、バイパス流路３ｂ及びバイパス流路３ｂへ流路を切り換える切換バルブ（第１及び第２のバイパス切換弁：第１及び第２の３方弁）Ｖ３１、Ｖ３２を介装し、そのバイパス流路３ｂに炭素系フィルタＦｃを介装した実施形態である。   The eighth embodiment shown in FIGS. 14 and 15 is different from the seventh embodiment shown in FIGS. 12 and 13 in the oxygen trap filter To interposed in the region between the evaporator 52 and the fuel cell 1 in the fuel flow path 3. Instead, a bypass valve (first and second bypass switching valves: first and second three-way valves) V31 and V32 for switching the flow path to the bypass flow path 3b and the bypass flow path 3b is provided, and the bypass is provided. This is an embodiment in which a carbon-based filter Fc is interposed in the flow path 3b.

炭素系フィルタＦｃは、バイパス流路３ｂを流れる気体に酸素があると、反応して、ＣＯ（還元性ガス）となって出て来る。燃料電池１には、燃料ガスに代えて、パージガスである還元性ガスを供給する（不活性ガスを充填するのと同様）様に構成されている。
ここで、炭素材フィルタＦｃは、炭素粒子を分散させた多孔質体、或いは、メッシュ状に加工した活性炭で構成されるのが好ましい。
また、炭素材フィルタＦｃを通過した気体中の酸素混入量は１％以下、好ましくは０．１％以下となる程度の性能を具備していることが好ましい。
すなわち、炭素系フィルタＦｃは、「酸素濃度を減らす」、「還元性ガスを発生する」という、２つの作用を発揮するように構成されていることが好ましい。 The carbon-based filter Fc reacts when oxygen is present in the gas flowing through the bypass flow path 3b, and comes out as CO (reducing gas). The fuel cell 1 is configured to supply a reducing gas, which is a purge gas, instead of the fuel gas (similar to filling with an inert gas).
Here, the carbon material filter Fc is preferably composed of a porous body in which carbon particles are dispersed or activated carbon processed into a mesh shape.
In addition, it is preferable that the oxygen content in the gas that has passed through the carbon material filter Fc is 1% or less, preferably 0.1% or less.
That is, it is preferable that the carbon-based filter Fc is configured to exhibit two actions of “reducing oxygen concentration” and “generating reducing gas”.

次に図１５に基づいて図１４をも参照して、第８実施形態の燃料電池システムの緊急停止の際の制御方法を説明する。   Next, a control method at the time of emergency stop of the fuel cell system according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. 14 based on FIG.

第８実施形態の制御方法（図１５）は、図１３の第７実施形態の制御方法を示すフローチャートにおいて、「酸化剤側の３方弁を燃料流路３側に切り換える」工程（ステップＳ２３−２）と、「酸素混入量が所定値以下の水蒸気を燃料流路３、又は燃料流路３と酸化剤流路２の双方から燃料電池１に供給」工程（ステップＳ２４）との間に、「蒸気がバイパス流路３ｂ側を流れる様にバイパス切換弁Ｖ３１、Ｖ３２を切り換える」工程（ステップＳ２３−３）を挿入した実施形態である。
すなわち、燃料供給停止時に、バイパス切換弁Ｖ３１、Ｖ３２を切り換えて、燃料流路３を流れる気体をバイパスラインに流し、バイパスライン３ｂを流れる気体に包含される酸素を、炭素系フィルタＦｃにより還元して、還元性ガス（ＣＯ）を燃料電池１へ供給する様に制御している。 The control method of the eighth embodiment (FIG. 15) is a “switching the three-way valve on the oxidizer side to the fuel flow path 3 side” step (step S23− in the flowchart showing the control method of the seventh embodiment in FIG. 2) and “supplying the fuel cell 1 with water vapor whose oxygen mixing amount is a predetermined value or less from the fuel flow path 3 or both of the fuel flow path 3 and the oxidant flow path 2” (step S24), In this embodiment, a step (step S23-3) of “switching the bypass switching valves V31 and V32 so that the steam flows on the bypass flow path 3b side” is inserted.
That is, when the fuel supply is stopped, the bypass switching valves V31 and V32 are switched so that the gas flowing through the fuel flow path 3 flows through the bypass line, and the oxygen contained in the gas flowing through the bypass line 3b is reduced by the carbon-based filter Fc. Thus, the reducing gas (CO) is controlled to be supplied to the fuel cell 1.

図１４及び図１５の第８実施形態は、図１の第１実施形態、図２の第２実施形態、図３〜図５の第３実施形態、図６及び図７の第４実施形態、図８及び図９の第５実施形態、図１０及び図１１の第６実施形態、図１２及び図１３の第７実施形態と組み合わせることが出来る。   The eighth embodiment of FIGS. 14 and 15 includes the first embodiment of FIG. 1, the second embodiment of FIG. 2, the third embodiment of FIGS. 3 to 5, the fourth embodiment of FIGS. It can be combined with the fifth embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the sixth embodiment shown in FIGS. 10 and 11, and the seventh embodiment shown in FIGS.

図１４及び図１５の第８実施形態によれば、燃料供給停止時に炭素系フィルタＦｃによって水蒸気中の酸素混入量が確実に極めて低くおされられる。   According to the eighth embodiment of FIGS. 14 and 15, the amount of oxygen mixed in the water vapor is reliably reduced by the carbon filter Fc when the fuel supply is stopped.

次に、図１６及び図１７を参照して第９実施形態を説明する。   Next, a ninth embodiment will be described with reference to FIGS. 16 and 17.

図１６及び図１７の第９実施形態は、不活性ガスの貯蔵・供給がＣＯ２の吸収法又は吸着法からなり、通常運転時の排ガスを吸収液又は吸着材に供給することで排ガス中のＣＯ２を吸蔵しておき、緊急時に波及収益や吸着剤の排ガス直接加熱によってＣＯ２を放出し、放出されたＣＯ２を燃料電池１への不活性ガス供給に用いる実施形態である。 In the ninth embodiment of FIGS. 16 and 17, the inert gas is stored and supplied by a CO 2 absorption method or adsorption method, and the exhaust gas during normal operation is supplied to the absorbent or adsorbent so that This is an embodiment in which CO 2 is occluded, CO 2 is released by spillover profit or adsorbent exhaust gas direct heating in an emergency, and the released CO 2 is used for supplying an inert gas to the fuel cell 1.

図１６において、第９実施形態の燃料電池システムは、燃料電池１と、その燃料電池１に酸化剤を供給する酸化剤流路２と、燃料電池１に燃料を供給する燃料流路３と緊急停止時の制御を行うコントロールユニット１０を有している。   In FIG. 16, the fuel cell system of the ninth embodiment includes a fuel cell 1, an oxidant channel 2 that supplies oxidant to the fuel cell 1, a fuel channel 3 that supplies fuel to the fuel cell 1, and an emergency A control unit 10 that performs control at the time of stopping is provided.

前記酸化剤流路２には、酸化剤の流量調整手段である遮断弁Ｖｏが介装され、前記燃料流路３には燃料電池１側に向って順に、燃料圧力センサ３１及び流量調整手段である燃料遮断弁Ｖｆが介装されている。   A shutoff valve Vo, which is an oxidant flow rate adjusting means, is interposed in the oxidant flow path 2, and a fuel pressure sensor 31 and a flow rate adjusting means are sequentially provided in the fuel flow path 3 toward the fuel cell 1 side. A certain fuel cutoff valve Vf is interposed.

燃料電池1の排気系８には、排出方向に向かって順に、緊急遮断弁Ｖｈと３方弁Ｖｈ３が介装されており、その３方弁の１ポートには排気クーラー８ｃを介装した排気バイパス流路８２の一端が接続されている。   The exhaust system 8 of the fuel cell 1 is provided with an emergency shut-off valve Vh and a three-way valve Vh3 in this order in the discharge direction, and an exhaust gas having an exhaust cooler 8c is provided at one port of the three-way valve. One end of the bypass channel 82 is connected.

排気バイパス８２の他端にはＣＯ２吸蔵手段５４が接続されている。吸蔵手段５４の内部にはＣＯ２を吸蔵する吸収液、或いは吸着剤が充填されている。 A CO 2 storage means 54 is connected to the other end of the exhaust bypass 82. The storage means 54 is filled with an absorbing solution or an adsorbent that stores CO 2 .

前記吸蔵手段５４の図示しない排出口側には、酸化剤流路２の遮断弁Ｖｏと燃料電池１との間の領域に連通し、排気バイパス側開閉弁Ｖｈ２を介装したバイパス流路８３が接続されている。また、吸蔵手段５４は排気排出管８４を備えており、余剰の排気ガスを排出出来るように構成されている。   A bypass passage 83 that communicates with the region between the shutoff valve Vo of the oxidant passage 2 and the fuel cell 1 and is provided with an exhaust bypass side on-off valve Vh2 is provided on the exhaust port side (not shown) of the storage means 54. It is connected. Further, the occlusion means 54 is provided with an exhaust discharge pipe 84, and is configured to be able to discharge excess exhaust gas.

コントロールユニット１０と燃料圧力センサ３１とは入力信号ラインＬｉによって、また、コントロールユニット１０と遮断弁Ｖｏ、Ｖｆ、緊急遮断弁Ｖｈ、３方弁Ｖｈ３、排気バイパス側開閉弁Ｖｈ２、排気クーラー８ｃとは制御信号ラインＬｏによって接続されている。   The control unit 10 and the fuel pressure sensor 31 are connected by an input signal line Li, and the control unit 10 and the cutoff valves Vo and Vf, the emergency cutoff valve Vh, the three-way valve Vh3, the exhaust bypass side on-off valve Vh2, and the exhaust cooler 8c. They are connected by a control signal line Lo.

次に図１７に基づいて図１６をも参照して、第９実施形態の燃料電池システムの緊急停止の際の制御方法を説明する。   Next, with reference to FIG. 16 based on FIG. 17, the control method at the time of emergency stop of the fuel cell system of 9th Embodiment is demonstrated.

先ず、燃料電池１は通常運転されており、ステップＳ３１において、燃料圧力センサ３１によって燃料流路を流れる燃料の圧力を検出する。次のステップＳ３２では、排気系８の３方弁Ｖｈ３を排気がバイパス流路８２側に流れるように切り換えられる。   First, the fuel cell 1 is normally operated, and in step S31, the fuel pressure sensor 31 detects the pressure of the fuel flowing through the fuel flow path. In the next step S32, the exhaust system 8 is switched so that the exhaust flows through the three-way valve Vh3 to the bypass flow path 82 side.

ステップＳ３３では排気クーラー８ｃをＯＮにし、排気クーラー８ｃを流下した排ガスはＣＯ２吸蔵手段５４に吸蔵される。次のステップＳ３４では、コントロールユニット１０は緊急停止状態になったか否かを判断する。 In step S33, the exhaust cooler 8c is turned ON, and the exhaust gas flowing down the exhaust cooler 8c is stored in the CO 2 storage means 54. In the next step S34, the control unit 10 determines whether or not an emergency stop state has been reached.

緊急停止の事態が発生していれば（ステップＳ３４のＹＥＳ）、次のステップＳ３５に進み、緊急停止事態が発生していなければ（ステップＳ３４のＮＯ）、ステップＳ２のループを繰り返す。   If an emergency stop situation has occurred (YES in step S34), the process proceeds to the next step S35. If an emergency stop situation has not occurred (NO in step S34), the loop in step S2 is repeated.

ステップＳ３５では、前記酸化剤流路２の遮断弁Ｖｏ、燃料流路３の遮断弁Ｖｆを遮断して、酸化剤、燃料の双方の供給を停止する。そして排気系８の緊急遮断弁Ｖｈを遮断する（ステップＳ３６）。   In step S35, the shutoff valve Vo of the oxidant flow path 2 and the shutoff valve Vf of the fuel flow path 3 are shut off, and supply of both oxidant and fuel is stopped. Then, the emergency shutoff valve Vh of the exhaust system 8 is shut off (step S36).

次のステップＳ３７では、排気クーラー８ｃを切り（ＯＦＦ）、ステップＳ３８でバイパス流路８３に介装した排気バイパス弁Ｖｈ２を開放する。ここで、排気クーラー８ｃを切ることで、ＣＯ２吸蔵手段５４にそれまで吸収液或いは吸着剤に吸蔵されていたＣＯ２はバイパスされた熱い排気ガスで加熱され、再びガス状となって、酸化剤流路２に供給される。
尚、通常運転時であって、緊急停止を検知して、所定時間が経過するまでは、排気バイパス弁Ｖｈ２は閉止状態である。 In the next step S37, the exhaust cooler 8c is turned off (OFF), and the exhaust bypass valve Vh2 interposed in the bypass passage 83 is opened in step S38. Here, the exhaust cooler 8c by cutting, CO 2 that was stored in the absorption liquid or sorbent until it to CO 2 adsorption means 54 is heated by the hot exhaust gases bypassed, again a gaseous oxide It is supplied to the agent flow path 2.
Note that the exhaust bypass valve Vh2 is in a closed state during normal operation until an emergency stop is detected and a predetermined time has elapsed.

ステップＳ３９では、コントロールユニット１０は、バイパス流路８３から供給された再循環排気ガスが燃料電池１内に充満したか否かを判断する。
燃料電池１内に再循環排気ガスが充満したのであれば（ステップＳ３９のＹＥＳ）、ステップＳ４０に進む。一方、未だ燃料電池１内に再循環排気ガスが充満し定なければ（ステップＳ３９のＮＯ）、充満するまでＳ３９のループを繰り返す。 In step S39, the control unit 10 determines whether or not the recirculated exhaust gas supplied from the bypass passage 83 is filled in the fuel cell 1.
If the recirculated exhaust gas is filled in the fuel cell 1 (YES in step S39), the process proceeds to step S40. On the other hand, if the recirculated exhaust gas is not yet filled in the fuel cell 1 (NO in step S39), the loop of S39 is repeated until the fuel cell 1 is filled.

ステップＳ４０では、排気開閉弁Ｖｈ２を閉止して制御を終了する。   In step S40, the exhaust on-off valve Vh2 is closed and the control is terminated.

なお、ＣＯ２吸収剤或いはＣＯ２吸着剤で貯蔵されたＣＯ２を放出するためには、図示しない伝熱機構により、燃料電池１の熱をＣＯ２吸収剤或いはＣＯ２吸着剤へ伝熱してもよい。 In order to release CO 2 stored in the CO 2 absorbent or CO 2 adsorbent, the heat of the fuel cell 1 is transferred to the CO 2 absorbent or CO 2 adsorbent by a heat transfer mechanism (not shown). Also good.

図示の第９実施形態では、ＣＯ２吸収剤或いはＣＯ２吸着剤は酸化剤供給流路２に連通しているが、燃料供給流路３に連通していても、或いは酸化剤供給流路２と燃料供給流路３の双方に連通していても良い。 In the illustrated ninth embodiment, the CO 2 absorbent or the CO 2 adsorbent communicates with the oxidant supply flow path 2, but it may communicate with the fuel supply flow path 3 or the oxidant supply flow path 2. And the fuel supply passage 3 may be communicated with each other.

図１６及び図１７の第９実施形態は、図１の第１実施形態、図２の第２実施形態、図３〜図５の第３実施形態、図６及び図７の第４実施形態、図８及び図９の第５実施形態、図１０及び図１１の第６実施形態、図１２及び図１３の第７実施形態、図１４及び図１５の第８実施形態と組み合わせることが出来る。   The ninth embodiment shown in FIGS. 16 and 17 includes the first embodiment shown in FIG. 1, the second embodiment shown in FIG. 2, the third embodiment shown in FIGS. 3 to 5, the fourth embodiment shown in FIGS. The fifth embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the sixth embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the seventh embodiment shown in FIGS. 12 and 13, and the eighth embodiment shown in FIGS. 14 and 15 can be combined.

図１６及び図１７の第９実施形態によれば、燃料電池１の排ガスを再び不活性ガスとして利用している（燃料電池１に戻している）ので、新たな不活性ガス供給手段を備える必要がない。   According to the ninth embodiment of FIGS. 16 and 17, the exhaust gas of the fuel cell 1 is used again as the inert gas (returned to the fuel cell 1), so it is necessary to provide a new inert gas supply means. There is no.

次に、図１８及び図１９を参照して第１０実施形態を説明する。   Next, a tenth embodiment will be described with reference to FIGS. 18 and 19.

図１８及び図１９の第１０実施形態は、不活性ガスの供給が備蓄燃料タンクからの供給燃料と空気とをバーナーや酸化触媒を用いてストイキ燃焼させた排気ガスであり、その排気ガス中の酸素混入量が１％以下、より好ましくは０．１％以下となるように、酸素センサと空気調整バルブ、燃料バルブによって空燃比調整されて燃料電池に供給される実施形態である。   The tenth embodiment of FIGS. 18 and 19 is an exhaust gas in which the supply of inert gas is a stoichiometric combustion of fuel and air supplied from a storage fuel tank using a burner or an oxidation catalyst. In this embodiment, the air-fuel ratio is adjusted by an oxygen sensor, an air adjustment valve, and a fuel valve so that the oxygen mixing amount is 1% or less, and more preferably 0.1% or less, and is supplied to the fuel cell.

図１８において、第１０実施形態の燃料電池システムは、燃料電池１と、その燃料電池１に酸化剤を供給する酸化剤流路２と、燃料電池１に燃料を供給する燃料流路３と緊急停止時の制御を行うコントロールユニット１０を有している。   18, the fuel cell system according to the tenth embodiment includes a fuel cell 1, an oxidant channel 2 for supplying an oxidant to the fuel cell 1, a fuel channel 3 for supplying fuel to the fuel cell 1, and an emergency. A control unit 10 that performs control at the time of stopping is provided.

前記酸化剤流路２には、ブロワ２１とブロワ２１の下流側に酸化剤の流量調整手段である遮断弁Ｖｏが介装され、前記燃料流路３には燃料電池１側に向って順に、燃料圧力センサ３１及び流量調整手段である燃料遮断弁Ｖｆが介装されている。また、燃料電池１の排気系８には緊急遮断弁Ｖｈが介装されている。   The oxidant flow path 2 is provided with a blower 21 and a shut-off valve Vo, which is an oxidant flow rate adjusting means, downstream of the blower 21, and the fuel flow path 3 sequentially toward the fuel cell 1 side, A fuel pressure sensor 31 and a fuel cutoff valve Vf as a flow rate adjusting means are interposed. Further, an emergency shutoff valve Vh is interposed in the exhaust system 8 of the fuel cell 1.

また、第１０実施形態の燃料電池システムは、緊急停止手段として、備蓄燃料タンク５５とストイキ燃焼バーナー５６とを有している。
備蓄燃料タンク５５とストイキ燃焼バーナー５６とは、流量調整弁Ｖａを介装した備蓄燃料供給ライン５７で接続されている。 In addition, the fuel cell system of the tenth embodiment has a reserve fuel tank 55 and a stoichiometric combustion burner 56 as emergency stop means.
The stockpile fuel tank 55 and the stoichiometric burner 56 are connected by a stockpile fuel supply line 57 with a flow rate adjusting valve Va interposed therebetween.

ストイキ燃焼バーナーの排気は、図示の例では、ストイキ燃焼側排気管５８及びその排気管５８と連通し、両端が酸化剤流路２及び燃料流路３に連通した排気分岐管５９によって酸化剤流路２及び燃料流路３に供給されるように構成されている。   In the illustrated example, the exhaust gas from the stoichiometric combustion burner is communicated with the stoichiometric combustion side exhaust pipe 58 and the exhaust pipe 58, and the exhaust branch pipe 59 with both ends communicating with the oxidant flow path 2 and the fuel flow path 3. It is configured to be supplied to the passage 2 and the fuel passage 3.

前記ストイキ燃焼側排気管５８には、酸素センサ６０が介装されていて、排気管５８を流過する燃焼ガスに含まれるＯ２濃度を検出するように構成されている。 The stoichiometric combustion side exhaust pipe 58 is provided with an oxygen sensor 60 so as to detect the O 2 concentration contained in the combustion gas flowing through the exhaust pipe 58.

コントロールユニット１０と燃料圧力センサ３１、酸素センサ６０とは入力信号ラインＬｉによって、また、コントロールユニット１０と前記流量調整弁Ｖａ、遮断弁Ｖｏ、Ｖｆ、緊急遮断弁Ｖｈとは制御信号ラインＬｏによって接続されている。   The control unit 10 and the fuel pressure sensor 31 and the oxygen sensor 60 are connected by an input signal line Li, and the control unit 10 and the flow rate adjusting valve Va, the shutoff valves Vo and Vf, and the emergency shutoff valve Vh are connected by a control signal line Lo. Has been.

次に図１９に基づいて図１８をも参照して、第１０実施形態の燃料電池システムの緊急停止の際の制御方法を説明する。   Next, a control method at the time of emergency stop of the fuel cell system of the tenth embodiment will be described with reference to FIG. 18 based on FIG.

先ず、ステップＳ４１において燃料圧力センサ３１によって燃料圧力を検出する。次のステップＳ４２では、コントロールユニット１０は、検出した燃料圧力の情報に基づいて、緊急停止の事態が発生したか否かを判断する。   First, in step S41, the fuel pressure is detected by the fuel pressure sensor 31. In the next step S42, the control unit 10 determines whether or not an emergency stop has occurred based on the detected fuel pressure information.

緊急停止の事態が発生していれば（ステップＳ４２のＹＥＳ）、次のステップＳ４３に進み、緊急停止事態が発生していなければ（ステップＳ４２のＮＯ）、ステップＳ４２のループを繰り返す。   If an emergency stop situation has occurred (YES in step S42), the process proceeds to the next step S43. If an emergency stop situation has not occurred (NO in step S42), the loop of step S42 is repeated.

ステップＳ４３では、前記酸化剤流路２の遮断弁Ｖｏ、燃料流路３の遮断弁Ｖｆを遮断して、酸化剤、燃料の双方の供給を停止する。   In step S43, the shutoff valve Vo of the oxidant flow path 2 and the shutoff valve Vf of the fuel flow path 3 are shut off, and supply of both oxidant and fuel is stopped.

次のステップＳ４４では、ストイキバーナー５６を点火し、備蓄燃料調整弁Ｖａを例えば、初期値（の開度）まで開放する（ステップＳ４５）。次のステップＳ４６ではストイキ燃焼側排気管５８に介装した酸素センサ６０によって燃焼ガスに含まれるＯ２濃度を検出する。   In the next step S44, the stoichiometric burner 56 is ignited, and the stored fuel adjustment valve Va is opened to, for example, an initial value (opening thereof) (step S45). In the next step S46, the oxygen sensor 60 interposed in the stoichiometric combustion side exhaust pipe 58 detects the O2 concentration contained in the combustion gas.

次のステップＳ４７では、コントロールユニット１０はストイキ燃焼の燃焼ガス中の酸素混入量が所定値（例えば１．０％（好ましくは０．１％））以下であるか否かを判断する。
酸素混入量が所定値以下である場合は（ステップＳ４７のＹＥＳ）ステップＳ５０に進み、所定値を超えていれば（ステップＳ４７のＮＯ）、ステップＳ４９で前記調整弁Ｖａを、例えば、マップに従って調整した後、再びステップＳ４６以降を繰り返す。 In the next step S47, the control unit 10 determines whether or not the amount of oxygen mixed in the combustion gas of stoichiometric combustion is a predetermined value (for example, 1.0% (preferably 0.1%)) or less.
If the oxygen mixing amount is less than or equal to the predetermined value (YES in step S47), the process proceeds to step S50. If it exceeds the predetermined value (NO in step S47), the adjustment valve Va is adjusted in step S49 according to a map, for example. After that, step S46 and subsequent steps are repeated again.

ステップＳ５０では、燃料電池１の排気系８に介装した緊急遮断弁Ｖｈを閉止して、次のステップＳ５１に進む。   In step S50, the emergency shutoff valve Vh interposed in the exhaust system 8 of the fuel cell 1 is closed, and the process proceeds to the next step S51.

ステップＳ５１では、燃料電池１に所定の排気ガスが充満したか否かを判断して、排気ガスが充満したなら（ステップＳ５１のＹＥＳ）、ステップＳ５２に進みストイキバーナーの運転を停止し、制御を終了する。一方、所定の排気ガスが燃料電池１に未だ充満していなければ（ステップＳ５１のＮＯ）、ステップＳ５１のループを繰り返す。   In step S51, it is determined whether or not the fuel cell 1 is filled with a predetermined exhaust gas. If the exhaust gas is filled (YES in step S51), the process proceeds to step S52, the operation of the stoichiometric burner is stopped, and the control is performed. finish. On the other hand, if the predetermined exhaust gas is not yet filled in the fuel cell 1 (NO in step S51), the loop of step S51 is repeated.

上述の構成及び制御方法を有する第１０実施形態によれば、緊急停止時（燃料供給停止時）には、備蓄燃料をストイキ燃焼バーナーで燃やし、燃焼ガス（排ガス）に含まれる酸素濃度が低く、その酸素濃度が精度良く所定値以下に保たれた状態の排ガスをストイキバーナーで発生させ、燃料電池１に供給することによって、燃料電池１の酸素極および燃料極の双方とも劣化が阻止出来る。   According to the tenth embodiment having the above-described configuration and control method, during an emergency stop (when the fuel supply is stopped), the stored fuel is burned with a stoichiometric combustion burner, and the oxygen concentration contained in the combustion gas (exhaust gas) is low. By generating exhaust gas in a state where the oxygen concentration is accurately maintained below a predetermined value with a stoichiometric burner and supplying the exhaust gas to the fuel cell 1, deterioration of both the oxygen electrode and the fuel electrode of the fuel cell 1 can be prevented.

図１８及び図１９の第１０実施形態は、図１の第１実施形態、図２の第２実施形態、図３〜図５の第３実施形態、図６及び図７の第４実施形態、図８及び図９の第５実施形態、図１０及び図１１の第６実施形態、図１２及び図１３の第７実施形態、図１４及び図１５の第８実施形態、図１６及び図１７の第９実施形態と組み合わせることが出来る。   The tenth embodiment shown in FIGS. 18 and 19 is the first embodiment shown in FIG. 1, the second embodiment shown in FIG. 2, the third embodiment shown in FIGS. 3 to 5, the fourth embodiment shown in FIGS. 8 and 9, 6th embodiment of FIGS. 10 and 11, 7th embodiment of FIGS. 12 and 13, 8th embodiment of FIGS. 14 and 15, FIGS. 16 and 17. It can be combined with the ninth embodiment.

第３実施形態（図３〜図５）〜第１０実施形態（図１８、図１９）が緊急停止に関する実施形態であった。
それに対して、図１１実施形態以降は、緊急停止により燃料供給が停止した後に、当該燃料電池１を自立運転させるための実施形態である。 3rd Embodiment (FIGS. 3-5)-10th Embodiment (FIG. 18, FIG. 19) were embodiment regarding an emergency stop.
On the other hand, FIG. 11 and subsequent embodiments are embodiments for allowing the fuel cell 1 to operate independently after the fuel supply is stopped due to an emergency stop.

次に、図２０〜図２２を参照して第１１実施形態を説明する。   Next, an eleventh embodiment will be described with reference to FIGS.

固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）や溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）の様な高温作動型の燃料電池において、燃料として石油、灯油を使用する場合には脱硫が必要である。また、水が供給されないと、高温作動型の燃料電池の自立運転が出来ない。   In a high-temperature operation type fuel cell such as a solid oxide fuel cell (SOFC) or a molten carbonate fuel cell (MCFC), desulfurization is required when petroleum or kerosene is used as the fuel. Moreover, if water is not supplied, the high-temperature operation type fuel cell cannot be operated independently.

そこで、図２０〜図２２の第１１実施形態では、緊急停止後、運転を再開するに際して、脱硫不要で、且つ、水が不要なように、予め水で薄めたアルコール燃料を貯蔵して備蓄燃料として用いている。
燃料電池１の排熱で、水とアルコール燃料を同時に気化すれば、気化した水（水蒸気）及びアルコール燃料を改質触媒に入れるだけで、燃料電池１は自立運転が可能となるからである。
ここで、使用するアルコール燃料は水和性であり、燃料改質時に改質触媒上で炭素析出を起こさないで改質ガスを生成できるように、水蒸気／炭化水素の比率が２．５以上となるように予め水で薄められていることが好ましい。 Therefore, in the eleventh embodiment shown in FIGS. 20 to 22, when resuming operation after an emergency stop, alcohol fuel previously diluted with water is stored and stored fuel so that desulfurization is unnecessary and water is unnecessary. It is used as.
This is because if the waste heat of the fuel cell 1 vaporizes water and alcohol fuel at the same time, the fuel cell 1 can be operated independently only by putting the vaporized water (water vapor) and alcohol fuel into the reforming catalyst.
Here, the alcohol fuel used is hydratable, and the steam / hydrocarbon ratio is 2.5 or more so that reformed gas can be generated without causing carbon deposition on the reforming catalyst during fuel reforming. It is preferable to be diluted with water in advance.

システムの構成は、図２０に示すように、図１０の第６実施形態の構成に対して、蒸発器５２の上流側の燃料流路３に連通した改質用水の供給ラインＬｗ及び供給ラインＬｗに介装した流量調整弁Ｖｗを廃止し、その代わり、蒸発器５２に直接、改質水混入済みの備蓄燃料タンクＴｆに接続された備蓄燃料供給ラインＬｆを連通させている。   As shown in FIG. 20, the system has a supply line Lw and a supply line Lw for reforming water communicating with the fuel flow path 3 on the upstream side of the evaporator 52 with respect to the structure of the sixth embodiment of FIG. The flow rate adjusting valve Vw interposed in the tank is abolished, and instead, the stockpile fuel supply line Lf connected to the stockpile fuel tank Tf mixed with the reforming water is directly connected to the evaporator 52.

備蓄燃料供給ラインＬｆには備蓄燃料の流量を調整する調整弁Ｖｆ２が介装され、その調整弁Ｖｆ２は制御信号ラインＬｏでコントロールユニット１０に接続されている。   The reserve fuel supply line Lf is provided with an adjustment valve Vf2 for adjusting the flow rate of the reserve fuel, and the adjustment valve Vf2 is connected to the control unit 10 via a control signal line Lo.

次に図２１に基づいて図２０をも参照して、第１１実施形態の燃料電池システムの緊急停止の際の制御方法を説明する。   Next, a control method at the time of emergency stop of the fuel cell system according to the eleventh embodiment will be described with reference to FIG. 20 based on FIG.

先ず、ステップＳ５１において燃料圧力センサ３１によって燃料圧力を検出する。次のステップＳ５２では、コントロールユニット１０は、検出した燃料圧力の情報に基づいて、緊急停止の事態が発生したか否かを判断する。   First, in step S51, the fuel pressure is detected by the fuel pressure sensor 31. In the next step S52, the control unit 10 determines whether or not an emergency stop has occurred based on the detected fuel pressure information.

緊急停止の事態が発生していれば（ステップＳ５２のＹＥＳ）、次のステップＳ５３に進み、緊急停止事態が発生していなければ（ステップＳ５２のＮＯ）、ステップＳ５２のループを繰り返す。   If an emergency stop situation has occurred (YES in step S52), the process proceeds to the next step S53. If an emergency stop situation has not occurred (NO in step S52), the loop of step S52 is repeated.

ステップＳ５３では、燃料流路３の遮断弁Ｖｆを遮断して、燃料の供給を停止する。尚、酸化剤流路の遮断弁Ｖｏは開放のままである。そして、ステップＳ５４に進み、流量制御弁Ｖｆ２を開き予備燃料を蒸発器５２に供給し、蒸発器５２で気化した水（水蒸気）及びアルコール燃料を燃料電池１の改質触媒に供給して、燃料電池１を自立運転させる。   In step S53, the shutoff valve Vf of the fuel flow path 3 is shut off, and the fuel supply is stopped. Note that the shutoff valve Vo in the oxidant flow path remains open. In step S54, the flow control valve Vf2 is opened, the reserve fuel is supplied to the evaporator 52, the water (steam) vaporized in the evaporator 52 and the alcohol fuel are supplied to the reforming catalyst of the fuel cell 1, and the fuel is supplied. The battery 1 is operated independently.

次のステップＳ５５では、コントロールユニット１０は、燃料電池１の自立運転を確率して、制御を終了する。     In the next step S55, the control unit 10 ends the control by probing the autonomous operation of the fuel cell 1.

図２２は、第１１実施形態の変形例であり、非水和性のアルコール燃料を用いる場合の変形例である。
図２０の第１１実施形態に、何らかの撹拌手段或いは混合供給手段を設ければ良い。
図示の例では、非水和性アルコール燃料貯蔵手段Ｔｆと水貯蔵手段Ｔｗを別に設け、非水和性アルコール燃料と水とを撹拌装置Ｍを設けた混合槽Ｔｍに供給している。
或いは、撹拌装置を省略して、非水和性のアルコール及び水を同一配管で供給しラインミキシングを行っても良い。
図２２において、符号Ｌｆ１は、非水和性アルコール燃料貯蔵手段Ｔｆと混合層Ｔｍを接続する予備燃料ラインを、符号Ｌｗは水貯蔵手段Ｔｗと混合層Ｔｍを接続する給水ラインを示す。 FIG. 22 shows a modification of the eleventh embodiment, which is a modification when a non-hydrating alcohol fuel is used.
What is necessary is just to provide some stirring means or mixing supply means in 11th Embodiment of FIG.
In the illustrated example, the non-hydratable alcohol fuel storage means Tf and the water storage means Tw are provided separately, and the non-hydratable alcohol fuel and water are supplied to the mixing tank Tm provided with the stirring device M.
Alternatively, line mixing may be performed by omitting the stirring device and supplying non-hydratable alcohol and water through the same pipe.
In FIG. 22, symbol Lf1 indicates a reserve fuel line that connects the non-hydratable alcohol fuel storage means Tf and the mixed layer Tm, and symbol Lw indicates a water supply line that connects the water storage means Tw and the mixed layer Tm.

但し、撹拌、混合でエネルギを消費するので、水和性のアルコールを使用して、図２０の第１１実施形態を採用することが好ましい。   However, since energy is consumed by stirring and mixing, it is preferable to employ the eleventh embodiment of FIG. 20 using hydratable alcohol.

次に、図２３及び図２４を参照して第１２実施形態を説明する。   Next, a twelfth embodiment will be described with reference to FIGS.

図２３及び図２４の第１２実施形態は、図２０〜図２２の第１１実施形態の出力側７１，７２に、蓄電手段（２次電池或いはキャパシタ：以降、蓄電手段をキャパシタと言う）Ｃを設け、キャパシタＣと酸化剤供給用のブロワ、（液体）燃料供給用の燃料ポンプ、および燃料改質用の改質水供給ポンプ、ブロワ２１を二次電流供給ラインＬｅで接続し、そのラインＬｅに介装した出力スイッチ７５により、キャパシタＣの出力電力を選択的に酸化剤流路２に介装したブロワ２１、（液体）燃料供給流路に介装した燃料ポンプ、および燃料改質用の改質水供給ラインに介装した給水ポンプへ供給（放電）するように構成した実施形態である。   In the twelfth embodiment shown in FIGS. 23 and 24, a power storage means (secondary battery or capacitor: hereinafter, the power storage means is referred to as a capacitor) C is provided on the output sides 71 and 72 of the eleventh embodiment shown in FIGS. A capacitor C and a blower for supplying oxidant, a fuel pump for supplying (liquid) fuel, a reforming water supply pump for fuel reforming, and a blower 21 are connected by a secondary current supply line Le, and the line Le The output switch 75 interposed between the blower 21 selectively outputs the output power of the capacitor C in the oxidant flow path 2, the fuel pump interposed in the (liquid) fuel supply flow path, and the fuel reformer. It is embodiment comprised so that it might supply (discharge) to the feed water pump interposed in the reforming water supply line.

通常時にはブロワ２１で空気（酸化剤）を燃料電池1側へ供給する。また、ガス燃料はガス管から、改質用の水は水道から供給される。しかし、停電時はブロワと、（液体）燃料および改質水を供給するためのポンプが回らない。そこで図２３及び図２４の第１２実施形態では、燃料電池１からの電力でブロワやポンプが回転可能となるまでは、キャパシタＣからの電力でブロワやポンプを回すようにしている。
ただし、液体燃料や改質水が、タンクからポンプの搬送動力が必要なく供給できる場合には、ポンプは不要であり、その場合にはポンプの駆動電力が削減できるので、より好ましい。 Normally, air (oxidant) is supplied to the fuel cell 1 side by the blower 21. Gas fuel is supplied from a gas pipe, and reforming water is supplied from a water supply. However, the blower and the pump for supplying (liquid) fuel and reforming water do not rotate during a power failure. Therefore, in the twelfth embodiment of FIGS. 23 and 24, the blower or pump is rotated by the electric power from the capacitor C until the blower or pump can be rotated by the electric power from the fuel cell 1.
However, when liquid fuel or reformed water can be supplied from the tank without the need for pump conveyance power, the pump is unnecessary, and in that case, the driving power of the pump can be reduced, which is more preferable.

次に図２４に基づいて図２３をも参照して、第１２実施形態の燃料電池システムの緊急停止の際の制御方法を説明する。   Next, a control method at the time of emergency stop of the fuel cell system according to the twelfth embodiment will be described with reference to FIG. 23 based on FIG.

図２４の制御方法は、前述の第１１実施形態の制御フロー（図２１）において、ステップＳ５４とステップＳ５５の間に、二次電流供給ラインＬｅの出力スイッチ７５をＯＮにする工程（ステップＳ５４−１）を挿入したものである。ステップＳ５４−１を挿入した以外は、第１１実施形態の（図２１）のフローと同じである。   The control method of FIG. 24 is a process of turning on the output switch 75 of the secondary current supply line Le between step S54 and step S55 in the control flow (FIG. 21) of the eleventh embodiment described above (step S54-). 1) is inserted. Except for inserting step S54-1, the flow is the same as that of the eleventh embodiment (FIG. 21).

スイッチ７５を入れる（ＯＮにする）ことで、停電下にあってもブロワ２１は回転を続け、空気（酸化剤）は燃料に供給され、燃料電池１は自立運転を行うことが出来る。   By turning on (turning on) the switch 75, the blower 21 continues to rotate even during a power failure, air (oxidant) is supplied to the fuel, and the fuel cell 1 can perform a self-sustained operation.

図２０〜図２２、図２３及び図２４の各実施形態は、図１の第１実施形態、図２の第２実施形態、図３〜図５の第３実施形態、図６及び図７の第４実施形態、図８及び図９の第５実施形態、図１０及び図１１の第６実施形態、図１２及び図１３の第７実施形態、図１４及び図１５の第８実施形態、図１６及び図１７の第９実施形態、図１８及び図１９の第１０実施形態と組み合わせることが出来る。   20 to 22, 23, and 24, the first embodiment of FIG. 1, the second embodiment of FIG. 2, the third embodiment of FIGS. 3 to 5, and FIGS. 6 and 7. Fourth embodiment, fifth embodiment of FIGS. 8 and 9, sixth embodiment of FIGS. 10 and 11, seventh embodiment of FIGS. 12 and 13, eighth embodiment of FIGS. 14 and 15, and FIG. It can be combined with the ninth embodiment of FIGS. 16 and 17 and the tenth embodiment of FIGS. 18 and 19.

次に、図２５〜図２７を参照して第１３実施形態を説明する。   Next, a thirteenth embodiment will be described with reference to FIGS.

図２５〜図２７の第１３実施形態は、自立運転に用いる備蓄燃料が、ＬＰガスなどの脱硫を要する気体燃料の場合の実施形態である。   The thirteenth embodiment of FIGS. 25 to 27 is an embodiment in the case where the reserve fuel used for the self-sustaining operation is a gaseous fuel that requires desulfurization such as LP gas.

図２５において、第１３実施形態の燃料電池システムは、燃料電池１と、その燃料電池１に酸化剤を供給する酸化剤流路２と、燃料電池１に燃料を供給する燃料流路３と、ＬＰガス等の気体の備蓄燃料を貯留する備蓄燃料タンクＴｇと、改質用水を貯留する純水タンクＴｗ１と、改質水蒸発器５３と、緊急停止時の制御を行うコントロールユニット１０を有している。   In FIG. 25, the fuel cell system of the thirteenth embodiment includes a fuel cell 1, an oxidant channel 2 that supplies oxidant to the fuel cell 1, a fuel channel 3 that supplies fuel to the fuel cell 1, It has a stockpile fuel tank Tg for storing a gas stockpile fuel such as LP gas, a pure water tank Tw1 for storing reforming water, a reforming water evaporator 53, and a control unit 10 that controls the emergency stop. ing.

酸化剤流路２には、酸化剤の流量調整手段である遮断弁Ｖｏが介装され、燃料流路３には燃料電池１側に向って順に、燃料圧力センサ３１及び流量調整手段である燃料遮断弁Ｖｆが介装されている。
また、燃料電池１の排気系８には緊急遮断弁Ｖｈが介装されている。 The oxidant flow path 2 is provided with a shutoff valve Vo which is an oxidant flow rate adjusting means, and the fuel flow path 3 is sequentially directed toward the fuel cell 1 and a fuel pressure sensor 31 and a fuel which is a flow rate adjusting means. A shutoff valve Vf is interposed.
Further, an emergency shutoff valve Vh is interposed in the exhaust system 8 of the fuel cell 1.

更に燃料流路３の遮断弁Ｖｆの下流側には、備蓄燃料タンクＴｇと接続された備蓄燃料供給ラインＬｆｇが連通し、そのまた下流側には純水タンクＴｗ１と接続された純水供給ラインＬｗ１が連通している。   Further, a storage fuel supply line Lfg connected to the storage fuel tank Tg communicates with the downstream side of the shutoff valve Vf of the fuel flow path 3, and a pure water supply line connected to the pure water tank Tw1 on the downstream side thereof. Lw1 communicates.

備蓄燃料供給ラインＬｆｇの備蓄燃料タンクＴｇ側から燃料流路３側へ順に、脱硫器（脱硫触媒が入った容器）６２と流量制御弁Ｖｇが介装されている。
また、純水供給ラインＬｗ１の純水タンクＴｗ１側から燃料流路３側へ順に、流量制御弁Ｖｗ１、改質水蒸発器５３が介装されている。 A desulfurizer (a container containing a desulfurization catalyst) 62 and a flow rate control valve Vg are interposed in this order from the storage fuel tank Tg side of the storage fuel supply line Lfg to the fuel flow path 3 side.
Further, a flow rate control valve Vw1 and a reforming water evaporator 53 are interposed in order from the pure water tank Tw1 side of the pure water supply line Lw1 to the fuel flow path 3 side.

次に図２６に基づいて図２５をも参照して、第１３実施形態の燃料電池システムの緊急停止の際の制御方法を説明する。   Next, referring to FIG. 25 based on FIG. 26, a control method at the time of emergency stop of the fuel cell system of the thirteenth embodiment will be described.

図２６の制御方法は、前述の第１１実施形態の制御フロー（図２１）において、ステップＳ５３とステップＳ５５の間に、「備蓄燃料供給ラインＬｆｇに介装した流量調整弁Ｖｇを開放・調整して（ＬＰガス等の）備蓄燃料を燃料流路３に供給する工程」Ｓ５４−２と、「改質水供給ラインＬｗ1に介装した流量調整弁Ｖｗ１を調整して純水を改質水蒸発器５３に供給する工程」Ｓ５４−３を挿入した以外は、第１１実施形態の（図２１）のフローと同じである。   26, in the control flow of the above-described eleventh embodiment (FIG. 21), between the steps S53 and S55, “the flow regulating valve Vg interposed in the stocked fuel supply line Lfg is opened and adjusted. Step of supplying stored fuel (such as LP gas) to the fuel flow path 3 "S54-2" and "Adjusting the flow rate adjusting valve Vw1 interposed in the reformed water supply line Lw1 to evaporate the purified water. The process is the same as that of the eleventh embodiment (FIG. 21) except that step S54-3 is inserted.

したがって、ステップＳ５４−２では、備蓄燃料供給ラインＬｆｇに介装した流量調整弁Ｖｇを開放・調整して備蓄燃料を燃料流路３に供給する際に、供給される備蓄燃料は備蓄燃料供給ラインＬｆｇに介装した脱硫器６２で脱硫される。   Therefore, in step S54-2, when the flow rate adjusting valve Vg interposed in the stored fuel supply line Lfg is opened and adjusted to supply the stored fuel to the fuel flow path 3, the supplied stored fuel is stored in the stored fuel supply line. Desulfurization is performed by a desulfurizer 62 interposed in Lfg.

次のステップＳ５４−３では、純水が改質水蒸発器５３で気化されて燃料流路３に供給され、前記脱硫した備蓄燃料と混合し、燃料電池１に供給され、燃料電池１は自立運転を行うことが出来る。   In the next step S54-3, pure water is vaporized by the reforming water evaporator 53 and supplied to the fuel flow path 3, mixed with the desulfurized reserve fuel, supplied to the fuel cell 1, and the fuel cell 1 is self-supporting. You can drive.

図２７は、図２５及び図２６の第１３実施形態の変形例である。
図２７は、図２５の第１３実施形態に対して、備蓄燃料供給ラインＬｆｇにおいて、備蓄タンクＴｇと脱硫器６２との間の領域に、気化手段６４を介装して、備蓄燃料を脱硫器の前で予め気化してしまおうという実施形態である。気化手段６４を追加した以外は、図２５と同様である。 FIG. 27 is a modification of the thirteenth embodiment of FIGS. 25 and 26.
FIG. 27 is different from the thirteenth embodiment shown in FIG. 25 in the stockpile fuel supply line Lfg in the region between the stockpile tank Tg and the desulfurizer 62 with the vaporizing means 64 interposed, and the stockpile fuel is desulfurized. In this embodiment, vaporization is performed in advance. Except for the addition of the vaporizing means 64, it is the same as FIG.

次に、図２８及び図２９を参照して第１４実施形態を説明する。   Next, a fourteenth embodiment will be described with reference to FIGS.

図２８及び図２９の第１４実施形態は、図２５〜図２７の第１３実施形態の燃料電池の出力側７１，７２に蓄電手段であるキャパシタＣを設け、キャパシタＣの出力ラインＬｅに出力スイッチ７５を設け、その出力スイッチ７５により、キャパシタＣの出力電力を選択的にブロワ２１や燃料供給ポンプ、改質水供給ポンプへ供給するように構成した実施形態である。   In the fourteenth embodiment shown in FIGS. 28 and 29, a capacitor C as a power storage means is provided on the output sides 71 and 72 of the fuel cell of the thirteenth embodiment shown in FIGS. 75, and the output switch 75 is used to selectively supply the output power of the capacitor C to the blower 21, the fuel supply pump, and the reforming water supply pump.

次に図２９に基づいて図２８をも参照して、第１４実施形態の燃料電池システムの緊急停止の際の制御方法を説明する。   Next, referring to FIG. 28 based on FIG. 29 as well, a control method at the time of emergency stop of the fuel cell system of the fourteenth embodiment will be described.

図２９の制御方法は、前述の第１３実施形態の制御フロー（図２６）において、ステップＳ５４−３とステップＳ５５の間に、「キャパシタの電流をブロワ２１やポンプへ供給する工程」Ｓ５４−４を挿入したもので、それ以外は、第１３実施形態の（図２６）のフローと同じである。   The control method of FIG. 29 is a “process for supplying the current of the capacitor to the blower 21 and the pump” between step S54-3 and step S55 in the control flow (FIG. 26) of the thirteenth embodiment described above. Otherwise, it is the same as the flow of FIG. 26 (FIG. 26).

停電時に、それまでキャパシタＣで蓄電していた電流（電力）をブロワ２１やポンプに供給することで、燃料電池１への空気（酸化剤）供給、（液体）燃料の供給、および改質水の供給は維持され、燃料電池の自立運転が可能となる。   At the time of a power failure, the current (electric power) stored in the capacitor C until then is supplied to the blower 21 and the pump, thereby supplying air (oxidant), (liquid) fuel, and reforming water to the fuel cell 1. Is maintained, and the fuel cell can be operated independently.

図２５〜図２７、図２８及び図２９の各実施形態は、図１の第１実施形態、図２の第２実施形態、図３〜図５の第３実施形態、図６及び図７の第４実施形態、図８及び図９の第５実施形態、図１０及び図１１の第６実施形態、図１２及び図１３の第７実施形態、図１４及び図１５の第８実施形態、図１６及び図１７の第９実施形態、図１８及び図１９の第１０実施形態と組み合わせることが出来る。   Each of the embodiments shown in FIGS. 25 to 27, 28, and 29 includes the first embodiment shown in FIG. 1, the second embodiment shown in FIG. 2, the third embodiment shown in FIGS. 3 to 5, and FIGS. Fourth embodiment, fifth embodiment of FIGS. 8 and 9, sixth embodiment of FIGS. 10 and 11, seventh embodiment of FIGS. 12 and 13, eighth embodiment of FIGS. 14 and 15, and FIG. It can be combined with the ninth embodiment of FIGS. 16 and 17 and the tenth embodiment of FIGS. 18 and 19.

次に、図８及び図３０を参照して第１５実施形態を説明する。   Next, a fifteenth embodiment will be described with reference to FIGS.

災害時運転（非常時運転）では、ＬＰガスや軽油、ガソリン等、高級炭化水素成分を多く含む非常用燃料を利用する場合があり、そうした場合には、改質触媒や燃料電池に炭素が析出してしまう可能性がある。   In disaster operation (emergency operation), there are cases where emergency fuels containing a large amount of higher hydrocarbon components such as LP gas, light oil, and gasoline are used. In such cases, carbon deposits on the reforming catalyst and fuel cell. There is a possibility that.

そこで、図８及び図３０の第１５実施形態では、ＬＰガスや軽油、ガソリン等、高級炭化水素成分を多く含む非常用燃料を利用して災害時運転（非常時運転）をした後に、都市ガスなどの高級炭化成分の少ない燃料を用いて常用運転を行う際に、再起動の数秒前から数十分程度の期間に、常用運転時よりも水蒸気濃度の高い（水蒸気／炭素比率＝２．５以上）改質ガスを燃料電池システムに供給することで、改質触媒や燃料電池に析出した炭素を離脱するように構成している。   Therefore, in the fifteenth embodiment shown in FIGS. 8 and 30, city gas is used after an emergency operation using an emergency fuel containing a large amount of higher hydrocarbon components such as LP gas, light oil, gasoline, and the like. When a normal operation is performed using a fuel with a low level of higher carbonized components such as a high water vapor concentration (steam / carbon ratio = 2.5) than during normal operation in a period of several seconds to several tens of minutes before restart. As described above, by supplying the reformed gas to the fuel cell system, the carbon deposited on the reforming catalyst and the fuel cell is separated.

即ち、再起動する時に、水蒸気の濃度の高い改質ガス（水蒸気／炭素比率＝２．５以上）を供給すると、炭素が改質触媒から脱離することを利用したものである。
具体的には、停電時の自立運転の間に、炭素が析出している可能性がある場合に、都市ガス復旧後、しばらくの間、水蒸気濃度を濃くして、炭素を触媒から離脱させる。 That is, when the reformed gas having a high water vapor concentration (water vapor / carbon ratio = 2.5 or more) is supplied at the time of restart, carbon is desorbed from the reforming catalyst.
Specifically, when there is a possibility that carbon is deposited during a self-sustained operation at the time of a power failure, after the city gas is restored, the water vapor concentration is increased for a while to desorb the carbon from the catalyst.

次に、図３０に基づいて、図８をも参照して、第１５実施形態の燃料電池システムの非常時の制御方法について説明する。尚、制御に先立って、燃料電池１０にはタイマー１１が内蔵してあるものとする。   Next, based on FIG. 30, the emergency control method for the fuel cell system according to the fifteenth embodiment will be described with reference to FIG. It is assumed that a timer 11 is built in the fuel cell 10 prior to control.

先ず、ステップＳ６１において、コントロールユニット１０は都市ガス（炭素基が２以上の成分が少ない燃料）を用いた常用運転に復帰したか否かを判断しており、復帰したなら（ステップＳ６１のＹＥＳ）、ステップＳ６２に進み、復帰していないのであれば（ステップＳ６１のＮＯ）、ステップＳ６１のループを繰り返す。   First, in step S61, the control unit 10 determines whether or not the operation has been returned to the normal operation using city gas (fuel having less carbon 2 or more components), and if it is recovered (YES in step S61). Then, the process proceeds to step S62, and if not returned (NO in step S61), the loop of step S61 is repeated.

ステップＳ６２ではタイマー１１によって経時を開始し、次のステップＳ６３では、コントロールユニット１０は水蒸気／炭素比率が２．５以上か否かを判断する。比率が２．５以上なら（ステップＳ６３のＹＥＳ）、ステップＳ６４に進み、比率が２．５未満であれば（ステップＳ６３のＮＯ）なら、ステップＳ６７まで進む。   In step S62, the timer 11 starts aging, and in the next step S63, the control unit 10 determines whether the water vapor / carbon ratio is 2.5 or more. If the ratio is 2.5 or more (YES in step S63), the process proceeds to step S64. If the ratio is less than 2.5 (NO in step S63), the process proceeds to step S67.

ステップＳ６４では、コントロールユニット１０は経時から所定時間が経過したか否かを判断して、所定時間経過していれば（ステップＳ６４のＹＥＳ）、ステップＳ６５に進み、一方、所定時間が経過していなければ（ステップＳ６４のＮＯ）、ステップＳ６４のループを繰り返す。   In step S64, the control unit 10 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the elapse of time. If the predetermined time has elapsed (YES in step S64), the process proceeds to step S65, while the predetermined time has elapsed. If not (NO in step S64), the loop of step S64 is repeated.

ステップＳ６５では、調整バルブＶｗの開度を減少させて改質水の供給量を減少させ、ステップＳ６６でタイマー１１を切り、制御を終了する。   In step S65, the amount of reforming water supplied is decreased by decreasing the opening of the adjustment valve Vw. In step S66, the timer 11 is turned off and the control is terminated.

ステップＳ６７では、調整バルブＶｗの開度を増加させて改質水の供給量を増やした後、ステップＳ６３まで戻り、再びステップＳ６３以降を繰り返す。   In step S67, the opening degree of the adjustment valve Vw is increased to increase the supply amount of the reforming water, and then the process returns to step S63, and step S63 and subsequent steps are repeated again.

図８及び図３０の第１５実施形態は、図１の第１実施形態、図２の第２実施形態、図３〜図５の第３実施形態、図６及び図７の第４実施形態、図８及び図９の第５実施形態、図１０及び図１１の第６実施形態、図１２及び図１３の第７実施形態、図１４及び図１５の第８実施形態、図１６及び図１７の第９実施形態、図１８及び図１９の第１０実施形態、図２０〜図２２の第１１実施形態、図２３及び図２４の第１２実施形態、図２５〜図２７の第１３実施形態、図２８及び図２９の第１４実施形態と組み合わせることが出来る。   The 15th embodiment of FIGS. 8 and 30 includes the first embodiment of FIG. 1, the second embodiment of FIG. 2, the third embodiment of FIGS. 3 to 5, the fourth embodiment of FIGS. 8 and 9, 6th embodiment of FIGS. 10 and 11, 7th embodiment of FIGS. 12 and 13, 8th embodiment of FIGS. 14 and 15, FIGS. 16 and 17. The ninth embodiment, the tenth embodiment of FIGS. 18 and 19, the eleventh embodiment of FIGS. 20 to 22, the twelfth embodiment of FIGS. 23 and 24, the thirteenth embodiment of FIGS. 28 and FIG. 29 can be combined with the fourteenth embodiment.

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
例えば、図示の実施形態では、検出手段４により、燃料電池１に燃料が供給されているか否かを検出しているが、係る検出手段４に加えて、或いは検出手段４に代えて、改質用水供給ラインＬｗに介装されて改質用水の有無を検出する流量センサ又は圧力センサや、系統電力の受電状態を検出するセンサ（例えば、電流クランプや電圧計）を設けても良い。 It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.
For example, in the illustrated embodiment, the detection unit 4 detects whether or not fuel is being supplied to the fuel cell 1, but in addition to the detection unit 4 or in place of the detection unit 4, reforming is performed. You may provide the flow sensor or pressure sensor which is interposed in the water supply line Lw, and detects the presence or absence of the water for reforming, and the sensor (for example, current clamp and voltmeter) which detects the receiving state of system power.

本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の変形例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the modification of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 6th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 7th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 8th Embodiment of this invention. 本発明の第８実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 8th Embodiment of this invention. 本発明の第９実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 9th Embodiment of this invention. 本発明の第９実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 9th Embodiment of this invention. 本発明の第１０実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 10th Embodiment of this invention. 本発明の第１０実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 10th Embodiment of this invention. 本発明の第１１実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 11th Embodiment of this invention. 本発明の第１１実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 11th Embodiment of this invention. 本発明の第１１実施形態の変形例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the modification of 11th Embodiment of this invention. 本発明の第１２実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 12th Embodiment of this invention. 本発明の第１２実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 12th Embodiment of this invention. 本発明の第１３実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 13th Embodiment of this invention. 本発明の第１３実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 13th Embodiment of this invention. 本発明の第１３実施形態の変形例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the modification of 13th Embodiment of this invention. 本発明の第１４実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 14th Embodiment of this invention. 本発明の第１４実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 14th Embodiment of this invention. 本発明の第１５実施形態の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of 15th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・燃料電池
２・・・酸化剤流路
３・・・燃料流路
４・・・検出手段／緊急状態監視手段
５・・・緊急停止手段
６・・・自立運転手段
７・・・出力系統／電力出力ライン
８・・・排気系統／排気管
１０・・・制御手段／コントロールユニット
１１・・・タイマー
２１・・・ブロワ
２４Ｐ、２９Ｐ・・・液体燃料供給ポンプ
２６Ｐ・・・改質水供給ポンプ
３１・・・燃料圧力センサ
３２・・・流量センサ
５２・・・蒸発器
５３・・・改質水蒸発器
Ｌｉ・・・入力信号ライン
Ｌｏ・・・制御信号ライン
Ｖｏ・・・遮断弁
Ｖｆ・・・遮断弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell 2 ... Oxidant flow path 3 ... Fuel flow path 4 ... Detection means / emergency state monitoring means 5 ... Emergency stop means 6 ... Independent operation means 7 ... Output system / power output line 8 ... exhaust system / exhaust pipe 10 ... control means / control unit 11 ... timer 21 ... blowers 24P, 29P ... liquid fuel supply pump 26P ... reforming Water supply pump 31 ... Fuel pressure sensor 32 ... Flow rate sensor 52 ... Evaporator 53 ... Reformed water evaporator Li ... Input signal line Lo ... Control signal line Vo ... Shut off Valve Vf: Shut-off valve

Claims (10)

高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、を有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）とが介装され、不活性ガス貯溜タンク（５１）は流量調整弁（Ｖｇ）を介装した不活性ガス供給管（２３１）を介して前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）および燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）の下流側の酸化剤供給系統（２）および燃料供給系統（３）にそれぞれ接続され、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と、流量調整弁（Ｖｇ）と、緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）とを設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ１）、緊急停止の場合（Ｓ２）は、燃料、酸化剤の双方の供給を停止する（Ｓ３）とともに緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断させ（Ｓ３−１）、不活性ガスの流量調整弁（Ｖｇ）を開放し（Ｓ４）、燃料電池（１）に不活性ガスが充満したらば（Ｓ５−１）、不活性ガスの供給を停止する機能を有することを特徴とする燃料電池システム。 A high temperature operation type fuel cell (1), an oxidant supply system (2) provided with a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), and fuel to the fuel cell (1) In the fuel cell system having the fuel supply system (3) for supplying the oxidant, the oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21). The fuel supply system (3) is provided with a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and the inert gas storage tank (51) is provided with a flow rate adjustment valve (Vg). To the oxidant supply system (2) and the fuel supply system (3) on the downstream side of the oxidant adjustment / shutoff valve (Vo) and the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) through the inert gas supply pipe (231). The emergency shutoff valve (V) is connected to the exhaust system (8) of the fuel cell (1). ) Is received, receives a signal from the fuel pressure sensor (31), the oxidant adjustment / shutoff valve (Vo), the fuel regulation / shutoff valve (Vf), the flow rate regulation valve (Vg), an emergency And a control means (10) for operating the shutoff valve (Vh). The control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S1), and in the case of emergency stop (S2) Then, the supply of both the fuel and the oxidant is stopped (S3), the emergency shutoff valve (Vh) is shut off (S3-1), the inert gas flow control valve (Vg) is opened (S4), and the fuel cell If the inert gas is filled in (1) (S5-1), the fuel cell system has a function of stopping the supply of the inert gas. 高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、を有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と改質用水を蒸発させる蒸発器（５２）とが介装され、燃料供給系統（３）における燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）との間の領域には流量制御弁（Ｖｗ）を介装した改質用水供給ライン（Ｌｗ）が連通しており、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と流量制御弁（Ｖｗ）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ２１）、緊急停止の場合は（Ｓ２２がＹＥＳ）、燃料、酸化剤の双方の供給を停止し（Ｓ２３）、酸素混入量が所定値以下の水蒸気を燃料供給系統（３）または燃料供給系統（３）と酸化剤供給系統（２）の双方から燃料電池（１）に供給した後（Ｓ２４）、緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断させ（Ｓ２４−１）、燃料電池（１）内に蒸気が充満したならば（Ｓ２５−１）、改質用水供給ライン（Ｌｗ）に介装した流量調整弁（Ｖｗ）を遮断する機能を有することを特徴とする燃料電池システム。 A high temperature operation type fuel cell (1), an oxidant supply system (2) provided with a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), and fuel to the fuel cell (1) In the fuel cell system having the fuel supply system (3) for supplying the oxidant, the oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21). The fuel supply system (3) is provided with a fuel pressure sensor (31), a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and an evaporator (52) for evaporating the reforming water, and the fuel supply system (3). A reforming water supply line (Lw) having a flow rate control valve (Vw) communicates with a region between the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) and the evaporator (52) in the fuel cell (1). ) Is provided with an emergency shut-off valve (Vh), and the fuel pressure sensor (3 Control means (10) for operating the oxidant adjustment / shutoff valve (Vo), fuel adjustment / shutoff valve (Vf), flow control valve (Vw) and emergency shutoff valve (Vh) The control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S21), and in the case of an emergency stop (S22 is YES), the supply of both fuel and oxidant is stopped (S23). ) After supplying water vapor with an oxygen mixing amount equal to or less than a predetermined value from the fuel supply system (3) or both the fuel supply system (3) and the oxidant supply system (2) to the fuel cell (1) (S24), When the shutoff valve (Vh) is shut off (S24-1) and the fuel cell (1) is filled with steam (S25-1), the flow rate regulating valve (Vw) interposed in the reforming water supply line (Lw) A fuel cell system having a function of blocking Beam. 高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、更にその下流側に３方弁（Ｖｏ３）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と改質用水を蒸発させる蒸発器（５２）とが介装され、燃料供給系統（３）における燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）との間の領域には流量制御弁（Ｖｗ）を介装した改質用水供給ライン（Ｌｗ）が連通し、燃料供給系統（３）における蒸発器（５２）と燃料電池（１）との間の領域には酸素トラップ（Ｔｏ）が介装され、前記３方弁（Ｖｏ３）はバイパス流路（３２０）によって前記燃料供給系統（３）における燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）との間の領域にバイパスし、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と流量制御弁（Ｖｗ）と緊急遮断弁（Ｖｈ）と３方弁（Ｖｏ３）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ２１）、緊急停止の場合は（Ｓ２２）、燃料の供給を停止し（Ｓ２３−１）、３方弁（Ｖｏ３）を燃料供給系統（３）側に切り換え（Ｓ２３‐２）、酸素混入量が所定値以下の水蒸気を燃料供給系統（３）から燃料電池（１）に供給した後（Ｓ２４）、緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断させ（Ｓ２４‐１）、燃料電池（１）内に蒸気が充満すれば（Ｓ２５−１）、水蒸気の供給を停止させる機能を有することを特徴とする燃料電池システム。 A high temperature operation type fuel cell (1), an oxidant supply system (2) provided with a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), and fuel to the fuel cell (1) In the fuel cell system having the fuel supply system (3) for supplying the oxidant, the oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21). Further, a three-way valve (Vo3) is provided downstream of the fuel supply system (3), and a fuel pressure sensor (31), a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and reforming water are evaporated. An evaporator (52) is installed, and a flow control valve (Vw) is installed in the region between the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) and the evaporator (52) in the fuel supply system (3). The quality water supply line (Lw) communicates with the evaporator (52) and the fuel in the fuel supply system (3). An oxygen trap (To) is interposed in a region between the battery (1), and the three-way valve (Vo3) is connected to a fuel adjustment / shutoff valve (3) in the fuel supply system (3) by a bypass channel (320). Vf) is bypassed to the region between the evaporator (52) and an emergency shutoff valve (Vh) is interposed in the exhaust system (8) of the fuel cell (1), and the fuel pressure sensor (31) Control means for receiving the signal and operating the oxidant adjustment / shutoff valve (Vo), fuel adjustment / shutoff valve (Vf), flow control valve (Vw), emergency shutoff valve (Vh), and three-way valve (Vo3) (10) is provided, and the control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S21). In the case of an emergency stop (S22), the fuel supply is stopped (S23-1). Switch the three-way valve (Vo3) to the fuel supply system (3) side (S2 -2) After supplying water vapor with an oxygen mixing amount below a predetermined value from the fuel supply system (3) to the fuel cell (1) (S24), the emergency shut-off valve (Vh) is shut off (S24-1), A fuel cell system having a function of stopping the supply of water vapor when the battery (1) is filled with steam (S25-1). 高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、を有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、更にその下流側に第１の３方弁（Ｖｏ３）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と改質用水を蒸発させる蒸発器（５２）とが介装され、燃料供給系統（３）における燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）との間の領域には流量制御弁（Ｖｗ）を介装した改質用水供給ライン（Ｌｗ）が連通し、燃料供給系統（３）における蒸発器（５２）と燃料電池（１）との間の領域には第２の３方弁（Ｖ３１）及び第３の３方弁（Ｖ３２）が介装され、前記第１の３方弁（Ｖｏ３）はバイパス流路（３２０）によって前記燃料供給系統（３）における燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）との間の領域にバイパスし、前記第２の３方弁（Ｖ３１）及び第３の３方弁（Ｖ３２）は炭素系フィルタ（Ｆｃ）を介装したバイパスライン（３ｂ）で接続され、前記燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と流量制御弁（Ｖｗ）と緊急遮断弁（Ｖｈ）と第１の３方弁（Ｖｏ３）と第２の３方弁（Ｖ３１）と第３の３方弁（Ｖ３２）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ２１）、緊急停止の場合は（Ｓ２２）、燃料の供給を停止し（Ｓ２３−１）、第１の３方弁（Ｖｏ３）を燃料供給系統（３）側に切り換え（Ｓ２３‐２）、蒸気がバイパスライン（３２０）を流れるように前記第２の３方弁（Ｖ３１）及び第３の３方弁（Ｖ３２）を切り換えて（Ｓ２３−３）、酸素混入量が所定値以下の水蒸気を燃料供給系統（３）から燃料電池（１）に供給した後（Ｓ２４）、緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断させ（Ｓ２４−１）、燃料電池内に蒸気が充満したならば（Ｓ２５−１）、水蒸気の供給を停止する機能を有することを特徴とする燃料電池システム。 A high temperature operation type fuel cell (1), an oxidant supply system (2) provided with a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), and fuel to the fuel cell (1) In the fuel cell system having the fuel supply system (3) for supplying the oxidant, the oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21). Further, a first three-way valve (Vo3) is provided downstream thereof, and a fuel pressure sensor (31), a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and reforming water are supplied to the fuel supply system (3). An evaporator (52) for evaporating is interposed, and a flow rate control valve (Vw) is interposed in a region between the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) and the evaporator (52) in the fuel supply system (3). The reforming water supply line (Lw) communicates with the evaporator (52) in the fuel supply system (3). A second three-way valve (V31) and a third three-way valve (V32) are interposed in a region between the fuel cell (1) and the first three-way valve (Vo3) is a bypass flow path. (320), the fuel supply system (3) is bypassed to the region between the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) and the evaporator (52), and the second three-way valve (V31) and the third 3 The direction valve (V32) is connected by a bypass line (3b) interposing a carbon-based filter (Fc), and an emergency shut-off valve (Vh) is interposed in the exhaust system (8) of the fuel cell (1), Upon receipt of a signal from the fuel pressure sensor (31), the oxidizer adjustment / shutoff valve (Vo), the fuel regulation / shutoff valve (Vf), the flow control valve (Vw), the emergency shutoff valve (Vh), and the first Control means for operating the three-way valve (Vo3), the second three-way valve (V31), and the third three-way valve (V32) 10), and the control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S21). In the case of an emergency stop (S22), the fuel supply is stopped (S23-1), The first three-way valve (Vo3) is switched to the fuel supply system (3) side (S23-2), and the second three-way valve (V31) and the third three-way valve (V3) are set so that steam flows through the bypass line (320). After switching the three-way valve (V32) (S23-3) and supplying water vapor with an oxygen mixing amount equal to or less than a predetermined value from the fuel supply system (3) to the fuel cell (1) (S24), the emergency shut-off valve (Vh ) Is shut off (S24-1), and the fuel cell system has a function of stopping the supply of water vapor when the fuel cell is full of steam (S25-1). 高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）とが介装され、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）及びその緊急遮断弁（Ｖｈ）の下流側に３方弁（Ｖｈ３）が介装され、その３方弁（Ｖｈ３）は排気クーラ（８ｃ）を介装した排気バイパス流路（８２）の一端に接続され、排気バイパス流路（８２）の他端はＣＯ２吸蔵手段（５４）に接続され、そのＣＯ２吸蔵手段（５４）は排気バイパス側開閉弁（Ｖｈ２）を介装したバイパス流路（８３）によって前記酸化剤供給系統（２）における酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料電池（１）との間の領域に接続されそしてそのＣＯ２貯蔵手段（５４）は排気排出管（８４）に接続しており、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と緊急遮断弁（Ｖｈ）と３方弁（Ｖｈ３）と排気バイパス側開閉弁（Ｖｈ２）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ３１）、緊急停止の場合（Ｓ３４）は、燃料、酸化剤の双方の供給を停止し（Ｓ３５）、緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断し（Ｓ３６）、排気クーラ（８ｃ）を停止させ（Ｓ３７）、排気バイパス側開閉弁（Ｖｈ２）を開放し（Ｓ３８）、そして燃料電池（１）内に再循環排気が充満したならば（Ｓ３９）、排気バイパス側開閉弁（Ｖｈ２）を閉じる機能を有することを特徴とする燃料電池システム。 A high temperature operation type fuel cell (1), an oxidant supply system (2) provided with a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), and fuel to the fuel cell (1) In the fuel cell system having the fuel supply system (3) for supplying the oxidant, the oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21). The fuel supply system (3) is provided with a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and the exhaust system (8) of the fuel cell (1) is provided with an emergency shutoff valve ( Vh) and a three-way valve (Vh3) downstream of the emergency shut-off valve (Vh), and the three-way valve (Vh3) is connected to the exhaust bypass passage (82) with an exhaust cooler (8c). The other end of the exhaust bypass passage (82) is connected to the CO 2 storage means (54). The CO 2 occlusion means (54) includes an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) and a fuel cell in the oxidant supply system (2) by a bypass passage (83) provided with an exhaust bypass side on-off valve (Vh2). And the CO 2 storage means (54) is connected to the exhaust discharge pipe (84) and receives a signal from the fuel pressure sensor (31) to receive the oxidant adjustment. A control means (10) for operating the shutoff valve (Vo), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf), the emergency shutoff valve (Vh), the three-way valve (Vh3), and the exhaust bypass side on-off valve (Vh2); The control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S31), and in the case of an emergency stop (S34), the supply of both fuel and oxidant is stopped (S35), and the emergency shut-off is performed. Shut off the valve (Vh) (S36), When the air cooler (8c) is stopped (S37), the exhaust bypass side on-off valve (Vh2) is opened (S38), and the recirculated exhaust gas is filled in the fuel cell (1) (S39), the exhaust bypass side A fuel cell system having a function of closing an on-off valve (Vh2). 高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、を有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）とが介装され、備蓄燃料タンク（５５）が流量調整弁（Ｖａ）を介装した備蓄燃料供給ライン（５７）によってストイキ燃焼バーナ（５６）に接続され、そのストイキ燃焼バーナ（５６）は酸素センサ（６０）を介装したストイキ燃焼排気管（５８）を備えており、そのストイキ燃焼排気管（５８）は酸化剤供給系統（２）及び燃料供給系統（３）に連通しており、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）及び酸素センサ（６０）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と流量調整弁（Ｖａ）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ４１）、緊急停止の場合（Ｓ４２）は、燃料、酸化剤の双方の供給を停止する（Ｓ４３）とともにストイキ燃焼バーナ（５６）を点火し（Ｓ４４）、流量調整弁（Ｖａ）を開放し（Ｓ４５）、燃焼ガス中のＯ２濃度が所定値以下の場合（Ｓ４７）は緊急遮断弁（Ｖｈ）を遮断し（Ｓ５０）、燃料電池（１）内に所定の排気ガスが充満すれば（Ｓ５１）、ストイキ燃焼バーナ（５６）の運転を停止する機能を有することを特徴とする燃料電池システム。 A high temperature operation type fuel cell (1), an oxidant supply system (2) provided with a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), and fuel to the fuel cell (1) In the fuel cell system having the fuel supply system (3) for supplying the oxidant, the oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21). The fuel supply system (3) is provided with a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and a stockpile fuel tank (55) is provided with a flow rate control valve (Va). The stoichiometric combustion burner (56) is connected to the stoichiometric combustion burner (56) by a fuel supply line (57), and the stoichiometric combustion burner (56) includes a stoichiometric combustion exhaust pipe (58) with an oxygen sensor (60) interposed therebetween. The pipe (58) is connected to the oxidant supply system ( ) And the fuel supply system (3), an emergency shutoff valve (Vh) is interposed in the exhaust system (8) of the fuel cell (1), and the fuel pressure sensor (31) and the oxygen sensor (60) ), And a control means (10) for operating the oxidant adjustment / shutoff valve (Vo), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf), the flow rate adjustment valve (Va), and the emergency shutoff valve (Vh). The control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S41). In the case of an emergency stop (S42), both the supply of fuel and oxidant are stopped (S43). The stoichiometric burner (56) is ignited (S44), the flow regulating valve (Va) is opened (S45), and the emergency shut-off valve (Vh) is turned on when the O 2 concentration in the combustion gas is below a predetermined value (S47). Shut off (S50), and the fuel cell (1) If filling gas (S51), the fuel cell system characterized by having a function of stopping the operation of the stoichiometric combustion burner (56). 高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）とが介装され、その蒸発器（５２）は調整弁（Ｖｆ２）を介装した備蓄燃料供給ライン（Ｌｆ）によって備蓄燃料タンク（Ｔｆ）と連通しており、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と調整弁（Ｖｆ２）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ５１）、緊急停止の場合（Ｓ５２）は、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）遮断して燃料供給を停止し（Ｓ５３）、調整弁（Ｖｆ２）を作動させて蒸発器（５２）に備蓄燃料を供給し（Ｓ５４）、燃料電池（１）を自立運転させる機能を有することを特徴とする燃料電池システム。 A high temperature operation type fuel cell (1), an oxidant supply system (2) provided with a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), and fuel to the fuel cell (1) In the fuel cell system having the fuel supply system (3) for supplying the oxidant, the oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21). The fuel supply system (3) is provided with a fuel pressure sensor (31), a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and an evaporator (52), and the evaporator (52) is provided with a regulating valve (Vf2). ) Is connected to a storage fuel tank (Tf) by a storage fuel supply line (Lf), and an emergency shutoff valve (Vh) is provided to the exhaust system (8) of the fuel cell (1), Upon receipt of a signal from the fuel pressure sensor (31), the oxidant adjustment / shutoff valve (Vo) A control means (10) for operating the fuel adjustment / shutoff valve (Vf), the regulation valve (Vf2), and the emergency shutoff valve (Vh) is provided. The control means (10) is configured to control the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31). Is detected (S51), and in the case of an emergency stop (S52), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) is shut off to stop the fuel supply (S53), and the regulator (Vf2) is operated to cause the evaporator (52). The fuel cell system has a function of supplying stored fuel to the fuel cell (S54) and causing the fuel cell (1) to operate independently. 高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と蒸発器（５２）とが介装され、その蒸発器（５２）はポンプ（２４Ｐ）と調整弁（Ｖｆ２）を介装した備蓄燃料供給ライン（Ｌｆ）備蓄燃料タンク（Ｔｆ）で連通しており、燃料電池（１）は蓄電手段（Ｃ）と電力ライン（７１）によって接続され、その蓄電手段（Ｃ）は出力スイッチ（７５）を介装した二次電流供給ライン（Ｌｅ）によって前記ブロワ（２１）に接続され、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と調整弁（Ｖｆ２）と出力スイッチ（７５）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ５１）、緊急停止の場合（Ｓ５２）は、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）遮断して燃料供給を停止し（Ｓ５３）、調整弁（Ｖｆ２）を作動させて蒸発器（５２）に備蓄燃料を供給し（Ｓ５４）、出力スイッチ（７５）を操作して蓄電手段（Ｃ）の電流をブロワ（２１）に供給し（Ｓ５４）、燃料電池（１）を自立運転させる（Ｓ５５）機能を有することを特徴とする燃料電池システム。 A high temperature operation type fuel cell (1), an oxidant supply system (2) provided with a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), and fuel to the fuel cell (1) In the fuel cell system having the fuel supply system (3) for supplying the oxidant, the oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21). The fuel supply system (3) is provided with a fuel pressure sensor (31), a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and an evaporator (52). The evaporator (52) is a pump (24P). And a storage fuel supply line (Lf) with a control valve (Vf2) in communication with a storage fuel tank (Tf), and the fuel cell (1) is connected to the storage means (C) and the power line (71), The power storage means (C) is a secondary current provided with an output switch (75). Connected to the blower (21) by a supply line (Le), an emergency shutoff valve (Vh) is interposed in the exhaust system (8) of the fuel cell (1), and a signal from the fuel pressure sensor (31) is received. And a control means (10) for operating the oxidant adjusting / shutoff valve (Vo), the fuel adjusting / shutoff valve (Vf), the regulating valve (Vf2), the output switch (75), and the emergency shutoff valve (Vh). The control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S51), and in the case of an emergency stop (S52), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) is shut off and the fuel supply is stopped. (S53), the regulating valve (Vf2) is operated to supply the stored fuel to the evaporator (52) (S54), and the output switch (75) is operated to supply the current of the power storage means (C) to the blower (21). (S54), fuel cell (1) is self-supporting The fuel cell system characterized by having a rolling causes (S55) feature. 高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）とが介装され、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）の下流側は脱硫器（６２）と流量制御弁（Ｖｇ）を介装した備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）によって備蓄燃料タンク（Ｔｇ）と接続されると共にさらに改質水蒸発器（５３）と流量制御弁（Ｖｗ１）とを介装した純水供給ライン（Ｌｗ１）によって純水タンク（Ｔｗ１）と接続され、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と流量制御弁（Ｖｇ）と流量制御弁（Ｖｗ１）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ５１）、緊急停止の場合（Ｓ５２）は、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）を遮断して燃料供給を停止し（Ｓ５３）、備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）の流量制御弁（Ｖｇ）を調整して備蓄燃料を燃料供給系統（３）に供給し（Ｓ５４−２）、純水供給ライン（Ｌｗ１）の流量調整弁（Ｖｗ１）を調整して純水を改質水蒸発器（５３）に供給し（Ｓ５４−３）、燃料電池（１）を自立運転させる（Ｓ５５）機能を有することを特徴とする燃料電池システム。 A high temperature operation type fuel cell (1), an oxidant supply system (2) provided with a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), and fuel to the fuel cell (1) In the fuel cell system having the fuel supply system (3) for supplying the oxidant, the oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21). The fuel supply system (3) is provided with a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and a downstream side of the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) is a desulfurizer (62). And a storage fuel tank (Tg) via a storage fuel line (Lfg) interposing a flow rate control valve (Vg) and a reforming water evaporator (53) and a flow rate control valve (Vw1). Connected to the pure water tank (Tw1) by the pure water supply line (Lw1) The exhaust system (8) of the fuel cell (1) is provided with an emergency shutoff valve (Vh), receives a signal from the fuel pressure sensor (31), and receives the oxidant adjustment / shutoff valve (Vo) and the fuel. Control means (10) for operating the regulating / shutoff valve (Vf), the flow control valve (Vg), the flow control valve (Vw1), and the emergency shutoff valve (Vh) is provided, and the control means (10) is the fuel pressure The fuel pressure is detected by the sensor (31) (S51). In the case of an emergency stop (S52), the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) is shut off to stop the fuel supply (S53), and the reserve fuel line (Lfg) The flow control valve (Vg) is adjusted to supply the stored fuel to the fuel supply system (3) (S54-2), and the flow rate adjustment valve (Vw1) of the pure water supply line (Lw1) is adjusted to supply pure water. Supply to reformed water evaporator (53) (S54-3), fuel cell (1) The fuel cell system characterized by having a to autonomous operation (S55) feature. 高温作動型の燃料電池（１）と、その燃料電池（１）に酸化剤を供給するためのブロワ（２１）を介装した酸化剤供給系統（２）と、その燃料電池（１）に燃料を供給するための燃料供給系統（３）と、とを有する燃料電池システムにおいて、前記酸化剤供給系統（２）にはブロワ（２１）の下流側に酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）が介装され、前記燃料供給系統（３）には燃料圧力センサ（３１）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）とが介装され、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）の下流側は脱硫器（６２）と流量制御弁（Ｖｇ）を介装した備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）によって備蓄燃料タンク（Ｔｇ）に接続されると共に、さらに改質水蒸発器（５３）と流量制御弁（Ｖｗ１）とを介装した純水供給ライン（Ｌｗ１）によって純水タンク（Ｔｗ１）と接続され、燃料電池（１）は電力ライン（７１）によって蓄電手段（Ｃ）と接続され、その蓄電手段（Ｃ）は出力スイッチ（７５）を介装した二次電流供給ライン（Ｌｅ）によって前記ブロワ（２１）に接続され、燃料電池（１）の排気系（８）には緊急遮断弁（Ｖｈ）が介装され、前記燃料圧力センサ（３１）からの信号を受け、前記酸化剤調整・遮断弁（Ｖｏ）と燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）と備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）の流量制御弁（Ｖｇ）と純水供給ライン（Ｌｗ１）の流量制御弁（Ｖｗ１）と出力スイッチ（７５）と緊急遮断弁（Ｖｈ）とを作動させる制御手段（１０）を設け、その制御手段（１０）は前記燃料圧力センサ（３１）によって燃料圧力を検出し（Ｓ５１）、緊急停止の場合（Ｓ５２）は、燃料調整・遮断弁（Ｖｆ）を遮断して燃料供給を停止し（Ｓ５３）、備蓄燃料ライン（Ｌｆｇ）の流量制御弁（Ｖｇ）を調整して備蓄燃料を燃料供給系統（３）に供給し（Ｓ５４−２）、純水供給ライン（Ｌｗ１）の流量調整弁（Ｖｗ１）を調整して純水を改質水蒸発器（５３）に供給し（Ｓ５４−３）、出力スイッチ（７５）を作動させて蓄電手段（Ｃ）の電流をブロワ（２１）に供給し（Ｓ５４−４）、燃料電池（１）を自立運転させる（Ｓ５５）機能を有することを特徴とする燃料電池システム。 A high temperature operation type fuel cell (1), an oxidant supply system (2) provided with a blower (21) for supplying an oxidant to the fuel cell (1), and fuel to the fuel cell (1) In the fuel cell system having the fuel supply system (3) for supplying the oxidant, the oxidant supply system (2) is provided with an oxidant adjusting / shutoff valve (Vo) downstream of the blower (21). The fuel supply system (3) is provided with a fuel pressure sensor (31) and a fuel adjustment / shutoff valve (Vf), and a downstream side of the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) is a desulfurizer (62). And a storage fuel tank (Tg) via a storage fuel line (Lfg) interposing a flow control valve (Vg), and a reforming water evaporator (53) and a flow control valve (Vw1). Connected to the pure water tank (Tw1) by the pure water supply line (Lw1) The fuel cell (1) is connected to the power storage means (C) by a power line (71), and the power storage means (C) is connected to the blower by a secondary current supply line (Le) having an output switch (75) interposed therebetween. (21), an emergency shutoff valve (Vh) is interposed in the exhaust system (8) of the fuel cell (1), receives a signal from the fuel pressure sensor (31), and adjusts and shuts down the oxidant. A valve (Vo), a fuel regulating / shutoff valve (Vf), a flow control valve (Vg) of a stocked fuel line (Lfg), a flow control valve (Vw1) of a pure water supply line (Lw1), an output switch (75), and an emergency Control means (10) for operating the shutoff valve (Vh) is provided, the control means (10) detects the fuel pressure by the fuel pressure sensor (31) (S51), and in the case of emergency stop (S52), Shut off the fuel adjustment / shutoff valve (Vf) The fuel supply is stopped (S53), the flow control valve (Vg) of the reserve fuel line (Lfg) is adjusted to supply the reserve fuel to the fuel supply system (3) (S54-2), and the pure water supply line ( Lw1) is adjusted to supply pure water to the reforming water evaporator (53) by adjusting the flow rate adjustment valve (Vw1) (S54-3), and the output switch (75) is operated to change the current of the storage means (C). A fuel cell system having a function of supplying the blower (21) (S54-4) and allowing the fuel cell (1) to operate independently (S55).
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