JPWO2010128600A1 - 燃料電池システム - Google Patents

燃料電池システム Download PDF

Info

Publication number
JPWO2010128600A1
JPWO2010128600A1 JP2011512315A JP2011512315A JPWO2010128600A1 JP WO2010128600 A1 JPWO2010128600 A1 JP WO2010128600A1 JP 2011512315 A JP2011512315 A JP 2011512315A JP 2011512315 A JP2011512315 A JP 2011512315A JP WO2010128600 A1 JPWO2010128600 A1 JP WO2010128600A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
flow path
fuel cell
reformer
cell system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011512315A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5490107B2 (ja
Inventor
佳央 田村
佳央 田村
楠村　浩一
浩一 楠村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2011512315A priority Critical patent/JP5490107B2/ja
Publication of JPWO2010128600A1 publication Critical patent/JPWO2010128600A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5490107B2 publication Critical patent/JP5490107B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H01M8/04686—Failure or abnormal function of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0822—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel the fuel containing hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1695—Adjusting the feed of the combustion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0675—Removal of sulfur
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Abstract

本発明の燃料電池システムは、原料ガスに含まれる臭気成分を除去する脱臭器（２０）と、脱臭器から排出される原料ガスを用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器（３２）と、改質器から排出される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池（１）と、脱臭器よりも下流であり、かつ前記改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁（２１ａ、２１ｂ、３ａ、３ｂ、２８、２９）と、原料ガスを可燃性ガス流路に供給することで開閉弁の固着検査を実行するように構成された固着検査器（１３、１８、７）とを備える。

Description

本発明は、燃料ガス流路の漏れ検査を実行する燃料電池システムに関する。
従来の燃料電池システムには、可燃性ガス経路の漏れを検査を実行する燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−１０８４４６号公報（要約）
しかしながら、従来の構成ではガス漏れは考慮されていたものの、開閉弁が固着する異常については考慮されていなかった。特に、燃料電池システムは、他のガス機器に比べ、可燃性ガスに含まれる水蒸気濃度が高いため、結露水により開閉弁が固着して開かなくなる状態（閉固着：valve stuck closed）になる可能性が高い。
本発明は、従来の課題を解決するもので、上記開閉弁の閉固着を、検査ガス供給設備を別途設けることなく検査することが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。
上記課題について本発明者等は、鋭意検討した結果、改質器から逆流する水蒸気は脱臭器で吸着（トラップ）されるため、原料ガス中の臭気成分を除去する脱臭器よりも下流であり、かつ改質器を経由する可燃性ガス経路に設けられた開閉弁において閉固着が発生しやすいことを見出した。
従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、原料ガスに含まれる臭気成分を除去する脱臭器と、前記脱臭器を通過した原料ガスを用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器から排出される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、前記脱臭器よりも下流であり、かつ前記改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁と、原料ガスを前記可燃性ガス流路に供給することで前記開閉弁の固着検査を実行するように構成された固着検査器とを備える。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
本発明の燃料電池システムによれば、検査ガス供給設備を別途設けることなく脱臭器よりも下流であり、かつ改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁の閉固着を検査することが可能となる。
図１は、本発明の第１実施形態にかかる燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 図２（ａ）は、本発明の第１実施形態にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。 図２（ｂ）は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。 図２（ｃ）は、本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。 図２（ｄ）は、本発明の第１実施形態の第３変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。 図３（ａ）は、本発明の第１実施形態の第４変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。 図３（ｂ）は、本発明の第１実施形態の第５変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。 図３（ｃ）は、本発明の第１実施形態の第６変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。 図４は、本発明の第２実施形態にかかる燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 図５は、本発明の第２実施形態にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
第１の形態の燃料電池システムは、原料ガスに含まれる臭気成分を除去する脱臭器と、脱臭器を通過した原料ガスを用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器と、改質器から排出される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、脱臭器よりも下流であり、かつ前記改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁と、原料ガスを可燃性ガス流路に供給することで開閉弁の固着検査を実行するように構成された固着検査器とを備える。
かかる構成により、検査ガス供給設備を別途設けることなく脱臭器よりも下流であり、かつ改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁の閉固着を検査することが可能となる。
「脱臭器」とは、原料ガスに含まれる臭気成分を吸着除去する吸着剤を有する機器であり、臭気成分としては、硫化水素、チオフェン、スルフィド等の硫黄化合物、アミン、イソニトリル等の窒素化合物が例示される。
「可燃性ガス流路」には、原料ガスが流れる流路及び水素含有ガスが流れる流路が含まれる。
「開閉弁の固着」とは、開閉弁が閉じたまま開かなくなる閉固着を含むものとして定義される。
「固着検査器」は、例えば、制御器により構成され、開閉弁の固着の判定を実行するとともに固着検査に必要な機器の動作を制御する。
第２の形態の燃料電池システムは、第１の形態の燃料電池システムにおいて、少なくとも脱臭器と燃料電池と可燃性ガス流路とを内部に含む筐体と、筐体の内部を換気する換気器とを備え、固着検査器は、固着検査時に換気器を動作させて筐体の内部を換気するように構成されている。
かかる構成により、固着検査において可燃性ガス流路から可燃性ガスが可燃性ガス流路の外部に漏れても、換気器による換気動作により、可燃性ガスが希釈されて筐体外部に排出されるので安全性上好ましい。
第３の形態の燃料電池システムは、第１または第２の形態の燃料電池システムにおいて、可燃性ガス流路に接続され、改質器を加熱する燃焼器と、燃焼器に空気を供給する燃焼ファンとを備え、固着検査器は固着検査時に燃焼ファンを動作させるように構成される。
かかる構成により、固着検査において可燃性ガス流路から燃焼器に可燃性ガスが流入しても、燃焼ファンから供給される空気により可燃性ガスが希釈されて排出されるので安全性上好ましい。
第４の形態の燃料電池システムは、第１〜第３の形態のいずれかの燃料電池システムにおいて、固着検査器が固着検査を実行した後に可燃性ガス流路の漏れ検査を実行するように構成される漏れ検査器を備える。
かかる構成により、上記固着検査により可燃性ガス流路に対して原料ガスが供給可能であることを確認してから、漏れ検査に移行するので、より確実に、漏れ異常を検知できる。
「可燃性ガス流路の漏れ検査（leak check）を実行する」とは、可燃性ガス流路に対して実行される漏れ検査内容の少なくとも一部を実行することとして定義される。又、「可燃性ガス流路の漏れ検査」には、可燃性ガス流路からのガス漏れと可燃性ガス流路に設けられた弁からのリークの少なくともいずれか一方が含まれる。
「漏れ検査器」は、例えば、制御器によって構成され、可燃性ガス経路の漏れの判定を実行するとともに漏れ検査に必要な機器の動作を制御する。
第５の形態の燃料電池システムは、第４の形態の燃料電池システムにおいて、固着検査および漏れ検査の少なくとも一方で異常が検知された場合に改質器への補圧動作を禁止する補圧動作禁止器を備える。
「補圧動作禁止器」は、例えば、制御器により構成され、改質器に補圧動作が必要な圧力の低下が生じても、補圧動作を開始させないよう構成されている。
ここで、固着検査により異常が検知された場合は、閉固着した開閉弁の下流の可燃性ガス経路に対して補圧することができない可能性が高いが、かかる構成により、無駄な補圧動作が実行されることが抑制され好ましい。また、漏れ検査で異常が検知された場合は、上記補圧動作を実行すると可燃性ガス流路の外部に可燃性ガスが漏れる可能性があるが、かかる構成により、可燃性ガスの漏れが抑制され安全性上好ましい。
第６の形態の燃料電池システムは、第１〜第３の形態のいずれかの燃料電池システムにおいて、固着検査で異常が検知された場合に改質器への補圧動作を禁止する補圧動作禁止器を備える。
ここで、固着検査により異常が検知されると、閉固着した開閉弁の下流の可燃性ガス経路に対して補圧することができない可能性が高いが、かかる構成により、無駄な補圧動作が実行されることが抑制され好ましい。
第７の形態の燃料電池システムは、第１〜第６の形態のいずれかの燃料電池システムにおいて、可燃性ガス流路は開閉弁を開放することで大気と連通するように構成されるとともに、固着検査器は、開閉弁を開放することで可燃性ガス流路を大気と連通させた後に固着検査を実行するように構成されている。
かかる構成により、可燃性ガス流路の内圧が一度大気圧に初期化されてから可燃性ガス流路に原料ガスを供給し、固着検査が実行されるので、可燃性ガス流路内の内圧が異なる状態から、固着検査が実行される場合に比べ、固着異常の検知ミスが抑制される。
第８の形態の燃料電池システムは、第７の形態の燃料電池システムにおいて、固着検査器は、可燃性ガス流路を大気と連通させた後に全ての開閉弁を閉止し、その後、原料ガスを可燃性ガス流路に供給しながら開閉弁を上流から順次に開放し、最も下流にある開閉弁を開放する前と後の圧力差に基づいて固着検査を実行するように構成されている。
かかる構成により、複数の開閉弁により区画される各閉空間の圧力を検査ガスの供給圧により順次高めながら、検査ガスが供給される。複数の開閉を同時に開放する場合に比して各閉空間内に存在する液体の水による流路の閉塞が発生する可能性が低減される。従って、流路の閉塞を開閉弁の固着と混同する可能性が低減される。
ここで、「上流から順次に開放」とは、上流側の開閉弁から下流側の開閉弁へと順次開放することを言うが、必ずしも全ての開閉弁を順次に開放することを意味するものではなく、また、一部の隣り合う開閉弁が同時に開放されても構わない。
第９の形態の燃料電池システムは、第７の形態の燃料電池システムにおいて、開閉弁として改質器よりも上流に設けられた第１開閉弁と、改質器よりも下流に設けられた第２開閉弁とを備え、固着検査器は、可燃性ガス流路を大気と連通させる際に、第２開閉弁を第１開閉弁よりも先に開放するように構成されている。
かかる構成により、改質器内の内圧が大気圧より高い状態であったとしても、第１開閉弁を開放するよりも前に第２開閉弁が開放され、改質器内が大気に開放される。従って、第１開閉弁を開放した際に、改質器内の水蒸気が原料ガス供給路に逆流し、さらに、逆流した水蒸気が凝縮して流路閉塞を起こす可能性が低減される。よって、固着検査実行時において原料ガスの供給が阻害される可能性が低減される。
第１０の形態の燃料電池システムは、第１〜第９の形態の燃料電池システムにおいて、可燃性ガス流路に接続され、改質器を加熱する燃焼器と、可燃性ガス流路として、改質器を経由し、かつ燃料電池をバイパスして燃焼器に至る第１流路と、改質器及び燃料電池を経由して燃焼器に至る第２流路とを備え、固着検査器は、第１流路に設けられた開閉弁の固着検査を実行した後、第２流路に設けられた開閉弁の固着検査を実行するように構成されている。
第１の形態の燃料電池システムの運転方法は、原料ガスに含まれる臭気成分を除去する脱臭器と、脱臭器を通過した原料ガスを用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器と、改質器から排出される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、脱臭器よりも下流であり、かつ改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁と、を備える燃料電池システムの運転方法であって、原料ガスを可燃性ガス流路に供給することで開閉弁の固着検査を実行する。
かかる構成により、検査ガス供給設備を別途設けることなく脱臭器よりも下流であり、かつ改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁の閉固着を検査することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を具体的に例示する。
（第１実施形態）
第１実施形態の燃料電池システムについて詳細に説明する。
［構成］
図１は、本発明の第１実施形態にかかる燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。図１に示されるように、本実施形態の燃料電池システムは、原料ガスと水蒸気とを用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器３２ａ及び改質反応のための水蒸気を生成する蒸発器３２ｂ含む水素生成器３２と、水素生成器３２より供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池１と、燃料電池１に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給器１０と、燃料電池１より排出される水素含有ガスを燃焼し、改質器３２ａを加熱する燃焼器３０と、これらの機器を収納する筐体１２とを備える。なお、上記酸化剤ガス供給器１０として、例えば、空気ブロア等が用いられる。
また、本実施の形態の燃料電池システムは、改質器３２ａに原料ガスを供給する原料ガス供給器１８、蒸発器３２ｂに水を供給する水供給器２４、燃焼器３０に燃焼用空気を供給する空気供給器３１とを備える。ここで、上記原料ガス供給器１８としては、例えば、昇圧器が用いられ、水供給器２４としては、例えば、水ポンプが用いられ、空気供給器３１としては、例えば、燃焼ファンが用いられる。
さらに、本実施の形態の燃料電池システムは、上記改質器３２ａに供給される原料ガスが流れる原料ガス供給路１６ａと、改質器３２ａをバイパスして燃料電池１のアノードガス流路１ａに原料ガスを供給するための原料ガス分岐路１６ｂと、水素生成器３２より排出される水素含有ガスを燃料電池１に供給するための水素ガス供給路２、燃料電池１に供給された水素含有ガスが流れるアノードガス流路１ａと、燃料電池１に供給された酸化剤ガスが流れるカソードガス流路１ｃと、燃料電池１より排出された水素含有ガスが流れる排水素ガス流路３３と、水素ガス供給路２より分岐して、燃料電池１をバイパスし、排水素ガス流路３３と接続するバイパス流路２７と、酸化剤ガスが流れる酸化剤ガス流路８と、蒸発器３２ｂに水を供給するための水供給路２２とを備える。
そして、原料ガス供給路１６ａには、脱臭器２０が設けられ、原料ガス中に含まれる臭気成分例えば、ＤＭＳ等の硫黄化合物、アミン等の窒素化合物等）を除去するよう構成されている。また、原料ガス供給路１６ａは、大気圧よりも高い所定の供給圧を有する原料ガス源（例えば、原料ガスインフラ、原料ガスボンベ等）と接続されている。また、水供給路２２には、蒸発器３２ｂに供給される水を浄化するための浄化器２５と、水供給源として水タンク２３が設けられている。
また、本実施の形態の燃料電池システムは、脱臭器２０よりも上流の原料ガス供給路１６ａに設けられた原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂと、脱臭器２０よりも下流の原料ガス供給路１６ａを開放および遮断する原料ガス供給弁２１ａと、バイパス流路２７への分岐部よりも下流の水素ガス供給路２を開放及び遮断するアノード入口弁３ａと、バイパス流路２７の合流部よりも上流の排水素ガス流路３３を開放及び遮断するアノード出口弁３ｂと、バイパス流路２７を開放及び遮断するバイパス弁２８と、原料ガス分岐路１６ｂを開放および遮断する原料ガス供給弁２１ｂと、水供給路２２を開放及び遮断する水供給弁２６と、上記合流部より下流の排水素ガス流路３３を開放及び遮断するバーナ前弁２９とを備える。なお、上記の各弁は、例えば、電磁式の開閉弁で構成される。
また、上記原料ガス元弁１７ａ、１７ｂの下流の原料ガス供給路１６ａには圧力検知器７が設けられている。
また、上記燃料電池システムの運転を制御する制御器１３を備え、制御器１３は、少なくともアノード入口弁３ａと、アノード出口弁３ｂと、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂと、原料ガス供給弁２１ａと、原料ガス供給弁２１ｂと、バイパス弁２８と、バーナ前弁２９と、空気供給器３１とを制御するとともに、圧力検知器７により検知された圧力値に基づき脱臭器２０よりも下流であり、かつ改質器３２ａを経由する可燃性ガス流路に設けられた上記各開閉弁の固着検査を行うよう構成されている。
ここで、「脱臭器よりも下流であり、かつ改質器を経由する可燃性ガス流路」としては、例えば、脱臭器２０から改質器３２ａまでの原料ガス供給路１６ａと、改質器３２ａと、改質器器３２ａからバイパス流路２７への分岐部までの水素ガス供給路２と、バイパス流路２７と、バイパス流路２７の合流部から燃焼器３０までの排水素ガス流路３３とで構成される第１流路、または脱臭器２０から改質器３２ａまでの原料ガス供給路１６ａと、改質器３２ａと、改質器３２ａから燃料電池１までの水素ガス供給路２と、燃料電池１と、燃料電池１から燃焼器３０までの排水素ガス流路３３とで構成される第２流路等が挙げられる。
［動作］
次に、本実施形態の燃料電池システムの特徴である固着検査に関する一連の動作について説明する。
図２（ａ）は、本発明の第１実施形態にかかる燃料電池システムの固着検査に関する動作フローの一例を示すフローチャートである。本動作は、制御器１３により実行される（以下、各フローチャートにつき同様）。
まず、制御器１３より固着検査の開始指令が出力されると（スタート）、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂと、アノード入口弁３ａと、アノード出口弁３ｂと、原料ガス供給弁２１ｂとは閉止されており、制御器１３は、バーナ前弁２９と、バイパス弁２８と、原料ガス供給弁２１ａとを開放し、第１流路を大気開放させる（ステップＳ５０１）。
その後、バーナ前弁２９と、バイパス弁２８と、原料ガス供給弁２１ａとを閉止し（ステップＳ５０２）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを開放する（ステップＳ５０３）。
その後、原料ガス供給弁２１ａおよびバイパス弁２８を開放し（ステップＳ５０４）、第１流路に原料ガスを供給し、圧力検知器７により原料ガス供給路１６ａ内の圧力値Ｐ１を検知する。
Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上になると（ステップＳ５０５でＹｅｓ）、第１流路に正常に原料ガスが圧入（injection）されたと判断し、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを閉止し（ステップＳ５０６）、閉止されている最下流の開閉弁（バーナ前弁２９）よりも上流の第１流路内に原料ガスが封入される。ここで、第１圧力閾値Ｐｈ１は、大気圧よりも大きく、かつ第１経路への原料ガスの供給圧以下の値として設定される。また、ステップＳ５０５でＹｅｓと判定された時点で圧力検知器７により検知された圧力値Ｐ１を、制御器１３に内蔵される記憶部（図示せず）に保持する（ステップＳ５０７）。
その後、バーナ前弁２９を開放し（ステップＳ５０８）、第１流路を大気開放させる。そして、第１所定時間（例えば、３０秒後）経過後の原料ガス供給路１６ａ内の圧力値Ｐ２を圧力検知器７により取得し（ステップＳ５０９）、圧力値Ｐ１との差（Ｐ１―Ｐ２）が第２圧力閾値Ｐｔｈ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ５１０）。圧力差（Ｐ１―Ｐ２）が第２圧力閾値Ｐｔｈ２未満である場合（ステップＳ５１０でＮｏ）は、原料ガスが第１流路を通って排出されない状態にあり、第１流路に設けられた開閉弁（本実施形態では、バーナ前弁２９とバイパス弁２８と原料ガス供給弁２１ａ）のいずれかが閉固着した状態にあると推定される。そこで、第１流路に設けられた開閉弁の固着異常であるとして、固着異常を報知するとともに燃料電池システムを異常停止する（ステップＳ５１１）。また、制御器１３は、その後の改質器３２ａへの補圧動作を禁止して（ステップＳ５１２）、第１流路の固着検査を終了する（エンド）。ここで、第２圧力閾値Ｐｔｈ２は、０よりも大きく、かつステップＳ５０３からＳ５０６までにおける第１流路への原料ガスの供給圧と大気圧との差圧以下の値として設定される。
圧力差（Ｐ１―Ｐ２）が第２圧力閾値Ｐｔｈ２以上の場合（ステップＳ５１０でＹｅｓ）は、ステップＳ５０３〜Ｓ５０６により第１流路内に封入された原料ガスが大気に排出されたことを意味し、第１流路に設けられた開閉弁のいずれも開放されたと推定される。そこで、固着異常はないとして、固着検査を終了する（エンド）。
「補圧動作」とは、改質器３２ａの内圧が温度低下に伴い低下した場合に、改質器３２ａと大気との連通を遮断した状態で原料ガス供給路１６ａに設けられた開閉弁を開放して原料ガスを供給して、低下した内圧の少なくとも一部を補う動作である。ここで、上記内圧の低下は、改質器３２ａ内の圧力を直接的または間接的に検知する検知器（図示せず）により検知される。そして、上記検知器が補圧動作が必要な圧力低下を検知すると、制御器１３は、上記開閉弁を開放して上記改質器３２ａに原料ガスを供給する。また、補圧動作時に、上記開閉弁の開放だけでなく原料ガス供給器１８（昇圧器）を動作させる形態を採用しても構わない。なお、改質器３２ａ内の圧力を直接的に検知する検知器としては、圧力検知器が、改質器３２ａ内の圧力を間接的に検知する検知器としては、改質器３２ａの温度を検知する温度検知器、改質器３２ａでの水素生成動作を停止してからの経過時間を計測する計時器等が例示される。
従って、ステップＳ５１２で補圧動作が禁止されると、制御器１３は、改質器３２ａの圧力低下を検知しても、原料ガス供給路１６ａに設けられた開閉弁を開放して、改質器３２ａへの原料ガスの供給を開始することはしない。
本実施形態では、バーナ前弁２９と、アノード入口弁３ａと、アノード出口弁３ｂとを閉止した状態で、原料ガス供給路１６ａに設けられた開閉弁である原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂと、原料ガス供給弁２１ａとを開放することで、原料ガスが改質器３２ａに補給され、低下した圧力の少なくとも一部が補われる。
補圧動作としては、本例に限定されるものでなく、バーナ前弁２９及びアノード出口弁３ｂを閉止した状態で、上記開閉弁である原料ガス元弁１７ａ、原料ガス元弁１７ｂ、及び原料ガス供給弁２１ａだけでなく、アノード入口弁３ａも開放させ、改質器３２の補圧と同時に燃料電池１のアノードガス流路１ａの補圧を実行する形態を採用しても構わない。
ここで、原料ガス供給路１６ａに設けられた開閉弁は、原料ガス元弁１７ａ、原料ガス元弁１７ｂと、原料ガス供給弁２１ａとで構成されるが、あくまで例示であり、これに限定されるものではない。例えば、原料ガス元弁１７ａ、１７ｂについては、いずれか一方のみを設ける形態であっても構わない。
第１流路を大気開放するステップＳ５０１においては、各弁を同時に開放してもよいが、少なくとも、原料ガス供給弁２１ａの開放よりも下流のバーナ前弁２９及びバイパス弁２８の開放が先行していることが好ましい。かかる構成により、改質器３２の内圧が大気圧より高い状態であったとしても、下流の弁を通じて内圧が大気に開放される。よって、原料ガス供給弁２１ａを開放した際に、原料ガス供給路１６ａに水蒸気が逆流し、さらにこの逆流した水蒸気が凝縮して原料ガス供給路１６ａを閉塞し、固着検査実行時に原料ガスの供給が阻害される可能性が低減される。特に、原料ガス供給弁２１ａは、脱臭器２０の下流に配設された弁であるため、上記水蒸気の逆流抑制の制御により、脱臭器２０の寿命延長が見込まれる。
ここで、改質器３２ａよりも上流の可燃性ガス流路に設けられた「第１開閉弁」は、原料ガス供給弁２１ａで構成され、改質器３２ａよりも下流の可燃性ガス流路に設けられた「第２開閉弁」は、バーナ前弁２９及びバイパス弁２８で構成されるが、あくまで例示であり、本例に限定されるものではない。例えば、バーナ前弁２９を設けない燃料電池システムにおいては、「第２開閉弁」は、バイパス弁２８で構成される。
さらに、ステップＳ５０１において、バーナ前弁２９及びバイパス弁２８の間でも、下流より順次（バーナ前弁２９、バイパス弁２８の順で）開放されるよう構成されることが好ましい。
また、第１流路を大気開放するステップＳ５０１の前に、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂとを開放して、原料供給弁２１ａよりも上流の原料ガス供給路１６ａに対して、原料ガスによる圧張り（pressure filling）を実行する形態を採用しても構わない。これは、原料ガス供給弁２１ａ開放する際に、原料ガス供給弁２１ａよりも上流の原料ガス供給路１６ａが、負圧であると、原料ガス供給弁２１ａを開放した際に、改質器３２内の水蒸気を吸引する可能性がある。上記圧張りにより原料供給弁２１ａよりも上流の原料ガス供給路１６ａ内の負圧が緩和されるため、水蒸気の逆流が抑制される。よって、原料ガス供給路１６ａが逆流した水蒸気の凝縮により閉塞したり、脱臭器２０内に水蒸気が侵入したりする可能性が低減される。
また、上記固着検査は、第１流路に設けられた開閉弁の閉固着を検査するよう構成されているが、固着異常の判定前（ステップＳ５１０前）に最後に開放される開閉弁（バーナ前弁２０）の開固着も併せて検査するよう構成されていても構わない。具体的には、ステップＳ５０７で記憶部に保持する圧力値Ｐ１をステップＳ５０６後に所定時間経過後の圧力値とするよう構成すればよい。なお、上記所定時間は、開固着異常である場合に、第１流路が大気圧と同等の圧力になるのに必要な時間が設定され、例えば、１０秒で設定される。
また、上記固着検査において、原料ガス元弁１７ａ、１７ｂを開放することで、所定の供給圧を有する原料ガス源より第１流路に原料ガスが圧入されるよう構成されているが、原料ガス供給器１８（昇圧器）を同時に動作させてより高圧で第１流路に原料ガスを圧入する形態を採用しても構わない。
また、本実施の形態の燃料電池システムの上記固着検査は、燃料電池システムの発電停止時及び起動時の少なくともいずれか一方において実行されるのが好ましい。また、上記固着検査は、改質器に原料ガスを供給して実行されるので、発電停止時及び起動時の少なくともいずれか一方において、改質器の温度が原料ガスの炭素析出を生じない温度において実行されるのが特に好ましい。
［第１変形例］
本実施形態の第１変形例にかかる燃料電池システムは、第１実施形態における第１流路の固着検査に引き続いて、第１流路の漏れ検査を実行する。
図２（ｂ）は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。
ステップＳ５１０で圧力差（Ｐ１−Ｐ２）がＰｔｈ２以上であった場合、第１実施形態では固着検査動作を終了したが、本変形例では引き続いて第１流路の漏れ検査が実行される。これにより、第１流路上の開閉弁に固着異常がなく、第１流路に原料ガスが供給可能であることを確認した後に漏れ検査が実行されるため、漏れ検査の信頼性を高めることができる。以下、漏れ検査に関する一連の動作フローについて図２（ｂ）を参照しながら説明する。
ステップＳ５１０で圧力差（Ｐ１−Ｐ２）がＰｔｈ２以上と判定され（ステップＳ５１０でＹｅｓ）、固着検査から漏れ検査に移行すると（スタート）、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂと、アノード入口弁３ａと、アノード出口弁３ｂと、原料ガス供給弁２１ｂとは既に閉止されており、ここで、制御器１３は、原料ガス供給弁２１ａ及びバイパス弁２８を開放させ、バーナ前弁２９を閉止するよう制御した後（ステップ６０１）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを開放する（ステップＳ６０２）。これにより、第１流路の漏れ検査のために原料ガスの圧入が必要な空間を形成した後、原料ガスの圧入を実行することで、圧入のために無駄な原料ガスが消費されることが抑制される。これは、ステップＳ６０２とステップＳ６０１の順序を仮に逆にすると、ステップＳ６０２を実行してからステップＳ６０１を実行するまでの間に、バーナ前弁２９よりも下流の第１流路も含めて原料ガスが供給され、余分に原料ガスを消費してしまうからである。
そして、圧力検知器７で検知される圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上になると（ステップＳ６０３でＹｅｓ）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを閉止する（ステップＳ６０４）。
その後、第１所定時間よりも短い第２所定時間が経過した後（例えば、６秒後）に圧力検知器７により検知される圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上であるか否か判定し（ステップＳ６０５）、Ｐ１がＰｔｈ１以上である場合（ステップＳ６０５でＹｅｓ）、上記圧力値Ｐ１を記憶部（図示せず）に保持する（ステップＳ６０６）。
その後、第１所定時間が経過すると（例えば、３０sec後）、圧力検知器７により圧力を検知し、その圧力値をＰ２とし（ステップＳ６０７）、Ｐ１とＰ２との差分（Ｐ１−Ｐ２）が第３圧力閾値Ｐｔｈ３未満であるか否かが判定される（ステップＳ６０８）。圧力差（Ｐ１−Ｐ２）が第３圧力閾値Ｐｔｈ３未満である場合（ステップ６０８でＹｅｓ）、第１流路の漏れ検査動作を終了する（エンド）。ここで、第２圧力閾値Ｐｔｈ２は、０よりも大きく、かつＳ６０２からＳ６０４までにおける第１流路への原料ガスの供給圧と大気圧との差圧以下の値として設定される。
なお、上記ステップＳ６０５で圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１未満である場合またはＳ６０８において上記圧力差が第３圧力閾値以上である場合、第１流路において漏れが発生していると判断し、第１流路の漏れ異常を報知するとともに燃料電池システムを異常停止して（ステップＳ６０９、Ｓ６１１）、その後の補圧動作を禁止し（ステップＳ６１０、Ｓ６１２）、第１流路の漏れ検査を終了する（エンド）。第１流路において漏れが発生している場合に補圧動作として原料ガスを供給すると、原料ガスが漏れる可能性があり、安全性上好ましくないからである。
第１所定時間と第２所定時間は、それぞれ、ステップＳ６０５及びステップ６０８を実行する前の待機時間である。第１所定時間よりも第２所定時間が長いことから明らかなように、ステップＳ６０４からＳ６０５においては、相対的に大きな漏れを検出する第１漏れ検査が実行され、ステップＳ６０６からステップＳ６０８においては、相対的に小さな漏れを検出する第２漏れ検査が実行されるよう構成されている。
なお、本変形例における第１流路の漏れ検査は、第１実施形態における第１流路に設けられた開閉弁の固着検査を実行後に、実行されるよう構成されているが、後述する第４変形例における第２流路に設けられた開閉弁の固着検査を実行後に実行されるよう構成されていても構わない。すなわち、脱臭器よりも下流であり、かつ改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁に対して実行される全ての固着検査を完了後に、上記可燃性ガス流路の漏れ検査を実行する形態を採用しても構わない。
［第２変形例］
本実施形態の第２変形例にかかる燃料電池システムは、第１実施形態の第１変形例における最下流の開閉弁（バーナ前弁）よりも上流の第１流路の漏れ検査に引き続いて、最下流の開閉弁よりも上流の第１流路に設けられた開閉弁の漏れ検査として、バイパス弁２８の漏れ検査を実行する。バイパス弁２８の漏れ検査とは、バイパス弁２８を閉止しようとしても流路が遮断されず、バイパス弁２８の上流と下流とが連通してしまっている異常（バイパス弁２８の漏れ異常）が発生しているか否かの検査を言う。
図２（ｃ）は、本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。以下、バイパス弁２８の漏れ検査の動作フローについて図２（ｃ）を用いて説明を行う。
ステップＳ６０８で圧力差（Ｐ１−Ｐ２）がＰｔｈ３未満と判定され（ステップＳ６０８でＹｅｓ）、バイパス弁２８の漏れ検査に移行すると（スタート）、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂと、原料ガス供給弁２１ｂと、アノード入口弁３ａと、アノード出口弁３ｂとは既に閉止されている。ここで、制御器１３は、バイパス弁２８を閉止するとともに、バーナ前弁２９および原料ガス供給弁２１ａを開放するよう制御した後（ステップＳ７０１）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを開放する（ステップＳ７０２）。これにより、バイパス弁２８の漏れ検査のために原料ガスの圧入が必要な空間を形成した後、原料ガスの圧入を実行することで、圧入のために無駄な原料ガスが消費されることが抑制される。これは、ステップＳ７０２とステップＳ７０１の順序を仮に逆にすると、ステップＳ７０２を実行してからステップＳ７０１を実行するまでの間に、バイパス弁２８とバーナ前弁２９との間の第１流路も含めて原料ガスが圧入されるため、余分に原料ガスを消費してしまうからである。
その後、圧力検知器７で検知される圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上になると（ステップＳ７０３でＹｅｓ）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを閉止する（ステップＳ７０４）。
その後、第１所定時間よりも短い第２所定時間が経過した後（例えば、６秒後）、圧力検知器７により検知される圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上であるか否か判定し（ステップＳ７０５）、圧力値Ｐ１がＰｔｈ１以上である場合（ステップＳ７０５でＹｅｓ）、圧力値Ｐ１を記憶部（図示せず）に保持する（ステップＳ７０６）。
その後、第１所定時間が経過した後（例えば、３０秒後）、圧力検知器７により圧力値Ｐ２を検知し（ステップＳ７０７）Ｐ２とＰ１との差分（Ｐ１−Ｐ２）が第３圧力閾値Ｐｔｈ３未満であるか否かが判定される（ステップＳ７０８）。圧力差（Ｐ１−Ｐ２）が第３圧力閾値Ｐｔｈ３未満である場合（ステップＳ７０８でＹｅｓ）、バイパス弁２８の漏れ検査を終了する（エンド）。
なお、ステップＳ７０５で圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１未満である場合またはＳ７０８において圧力差が第３圧力閾値以上である場合、バイパス弁２８の漏れ異常であると判断し、制御器１３は、バイパス弁２８の漏れ異常を報知するとともに、燃料電池システムを異常停止する（ステップＳ７０９、ステップＳ７１０）が、その後の補圧動作は禁止しない。つまり、燃料電池システムに異常が発生していない通常時と同様に補圧動作を実行する。これは、本検査工程の実行前に、図２（ｂ）に示す漏れ検査により第１流路で漏れが発生していないことが確認されているため、補圧動作を実行しても第１流路から可燃性の原料ガスが漏れることはないからである。
第１所定時間と第２所定時間は、それぞれ、ステップＳ７０５及びステップ７０８を実行する前の待機時間である。第１所定時間よりも第２所定時間が長いことから明らかなようにステップＳ７０４からＳ７０５においては、相対的に大きな漏れを検出する第１漏れ検査が実行され、ステップＳ７０６からステップＳ７０８においては、相対的に小さな漏れを検出する第２漏れ検査が実行されるよう構成されている。
なお、本変形例２におけるバイパス弁２８の漏れ検査は、第１変形例における第１流路の漏れ検査を実行後に、実行されるよう構成されているが、第１実施形態における固着検査を実行後に実行されるよう構成されていても構わない。
［第３変形例］
本実施形態の第３変形例にかかる燃料電池システムは、第１実施形態の第２変形例におけるバイパス弁２８の漏れ検査に引き続いて、最下流の開閉弁よりも上流の第１流路に設けられた開閉弁の漏れ検査として、原料ガス供給弁２１ａの漏れ検査を実行する。原料ガス供給弁２１ａの漏れ検査とは、原料ガス供給弁２１ａを閉止しようとしても流路が遮断されず、原料ガス供給弁２１ａの上流と下流とが連通してしまっている異常（原料ガス供給弁２１ａの漏れ異常）が発生しているか否かの検査を言う。
図２（ｄ）は、本実施形態の第１実施形態の第３変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。以下、原料ガス供給弁２１ａの漏れ検査の動作フローについて図２（ｄ）を用いて説明を行う。
ステップＳ７０８で圧力差（Ｐ１−Ｐ２）がＰｔｈ３未満と判定され（ステップＳ７０８でＹｅｓ）、原料ガス供給弁２１ａの漏れ検査に移行すると（スタート）、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂと、原料ガス供給弁２１ｂと、アノード入口弁３ａと、アノード出口弁３ｂとは既に閉止されている。ここで、制御器１３は、原料ガス供給弁２１ａを閉止するとともに、バイパス弁２８およびバーナ前弁２９を開放するよう制御した後（ステップＳ８０１）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを開放する（ステップＳ８０２）。これにより、原料ガス供給弁２１ａの漏れ検査のために原料ガスの圧入が必要な空間を形成した後、原料ガスの圧入を実行することで、圧入のために無駄な原料ガスが消費されることが抑制される。
その後、圧力検知器７で検知される圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上になると（ステップＳ８０３でＹｅｓ）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを閉止する（ステップＳ８０４）。
その後、第１所定時間よりも短い第２所定時間が経過した後（例えば、６sec後）、圧力検知器７により検知される圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上であるか否か判定し（ステップＳ８０５）、圧力値Ｐ１がＰｔｈ１以上である場合（ステップＳ８０５でＹｅｓ）、上記圧力値Ｐ１を記憶部（図示せず）に保持する。その後、第１所定時間が経過した後（例えば、３０秒後）、圧力検知器７により検知された圧力値Ｐ２とＰ１との差分（Ｐ１−Ｐ２）が第３圧力閾値Ｐｔｈ３未満であるか否かが判定される。そして、圧力差（Ｐ１−Ｐ２）が第３圧力閾値Ｐｔｈ３未満である場合（ステップＳ８０８でＹｅｓ）、原料ガス供給弁２１ａの漏れ検査を終了する。
なお、ステップＳ８０５で圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１未満である場合またはＳ８０８において圧力差が第３圧力閾値以上である場合、原料ガス供給弁２１ａの漏れ異常であると判断し、制御器１３は、原料ガス供給弁２１ａの漏れ異常を報知するとともに燃料電池システムを異常停止し、原料ガス供給弁２１ａの漏れ検査を終了する（ステップＳ８０９、ステップＳ８１０）が、その後の補圧動作は禁止しない。つまり、燃料電池システムに異常が発生していない通常時と同様に補圧動作を実行する。これは、本検査工程の実行前に、図２（ｂ）に示す漏れ検査により第１流路で漏れが発生していないことが確認されているため、補圧動作を実行しても第１流路から可燃性の原料ガスが漏れることはないからである。
第１所定時間と第２所定時間は、それぞれ、ステップＳ８０５及びステップ８０８を実行する前の待機時間である。第１所定時間よりも第２所定時間が長いことから明らかなようにステップＳ８０４からＳ８０５においては、相対的に大きな漏れを検出する第１漏れ検査が実行され、ステップＳ８０６からステップＳ８０８においては、相対的に小さな漏れを検出する第２漏れ検査が実行されるよう構成されている。
本変形例における原料ガス供給弁２１ａの漏れ検査は、第２変形例におけるバイパス弁２８の漏れ検査の後に行われる必要はなく、第１実施形態における第１流路の漏れ検査または第１変形例における第１流路の漏れ検査の後に引き続いて行われてもよい。また、本変形例における原料ガス供給弁２１ａの漏れ検査の後に変形例２におけるバイパス弁２８の漏れ検査が行われてもよい。
［第４変形例］
本実施形態の第４変形例にかかる燃料電池システムは、第１実施形態における第１流路に設けられた開閉弁の固着検査に引き続いて、第２流路に設けられた開閉弁の固着検査を実行する。
図３（ａ）は、本発明の第１実施形態の第４変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。以下、第２流路に設けられた開閉弁の固着検査の動作フローについて図３（ａ）を用いて説明を行う。
ステップＳ５１０で圧力差（Ｐ１−Ｐ２）がＰｔｈ２以上と判定され（ステップＳ５１０でＹｅｓ）、第２流路に設けられた開閉弁の固着検査に移行すると（スタート）、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂと、バイパス弁２８と、原料ガス供給弁２１ｂとは既に閉止されている。ここで、制御器１３は、原料ガス供給弁２１ａと、アノード入口弁３ａと、アノード出口弁３ｂと、バーナ前弁２９とを開放するよう制御し、第２流路を大気開放させる（ステップＳ９０１）。
その後、原料ガス供給弁２１ａと、アノード入口弁３ａと、アノード出口弁３ｂと、バーナ前弁２９とを閉止し（ステップＳ９０２）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを開放する（ステップＳ９０３）。
その後、原料ガス供給弁２１ａと、アノード入口弁３ａと、アノード出口弁３ｂとを開放し（ステップＳ９０４），第２流路に原料ガスを供給し、圧力検知器７により原料ガス供給路１６ａ内の圧力値Ｐ１を検知する。
Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上になると（ステップＳ９０５でＹｅｓ）、第２流路に正常に原料ガスが圧入されたと判断し、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを閉止し（ステップＳ９０６）、閉止されている最下流の開閉弁（バーナ前弁２９）よりも上流の第２流路内に原料ガスが封入される。また、ステップＳ９０５でＹｅｓと判定された時点で圧力検知器により検知された圧力値Ｐ１を、制御器１３に内蔵される記憶部（図示せず）に保持する（ステップＳ９０７）。
その後、バーナ前弁２９を開放し（ステップＳ９０８）、第２流路を大気開放させる。そして、第１所定時間（例えば、３０秒後）経過後の原料ガス供給路１６ａ内の圧力値Ｐ２を圧力検知器７により取得し、圧力値Ｐ１との差（Ｐ１―Ｐ２）が第２圧力閾値Ｐｔｈ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ９１０）。（Ｐ１―Ｐ２）が第２圧力閾値Ｐｔｈ２以上でない場合（ステップＳ９１０でＮｏ）は、原料ガスが第２流路を通って排出されない状態にあり、第２流路に設けられた開閉弁（本実施形態では、バーナ前弁２９とアノード入口弁３ａとアノード出口弁３ｂと原料ガス供給弁２１ａ）のいずれかが閉固着した状態にあると推定される。そこで、第２流路に設けられた開閉弁の固着異常であるとして、固着異常を報知するとともに、燃料電池システムを異常停止する（ステップＳ９１１）、制御器１３は、その後の改質器３２への補圧動作を禁止して（ステップＳ９１２）、第２流路の固着検査動作を終了する（エンド）。
圧力差（Ｐ１―Ｐ２）が第２圧力閾値Ｐｔｈ２以上の場合（ステップＳ９１０でＹｅｓ）は、ステップＳ９０３〜Ｓ９０６により第２流路内に封入された原料ガスが大気に排出されたことを意味し、第２流路に設けられた開閉弁のいずれも開放されたと推定される。そこで、固着異常はないとして、固着検査を終了する（エンド）。
第２流路を大気開放するステップＳ９０１においては、各弁を同時に開放してもよいが、少なくとも、原料ガス供給弁２１ａを開放する動作よりも、原料ガス供給弁２１ａよりも下流にあるバーナ前弁２９とアノード入口弁３ａとアノード出口弁３ｂとを開放する動作が先行していることが好ましい。かかる構成により、水素生成器３２の内圧が大気圧より高い状態であったとしても、下流の弁を通じて内圧が大気に開放される。よって、原料ガス供給弁２１ａを開放した際に、水素生成器３２内の水蒸気が原料ガス供給路１６ａに逆流し、さらにこの逆流した水蒸気が凝縮して原料ガス供給路１６ａを閉塞して、固着検査実行時に原料ガスの供給が阻害される可能性が低減される。特に、原料ガス供給弁２１ａは、脱臭器２０の下流に配設された弁であるため、上記水蒸気の逆流抑制の制御により、脱臭器２０の寿命延長が見込まれる。
ここで、改質器３２ａよりも上流の可燃性ガス流路に設けられた「第１開閉弁」は、原料ガス供給弁２１ａで構成され、改質器３２ａよりも下流の可燃性ガス流路に設けられた「第２開閉弁」は、バーナ前弁２９、アノード出口弁３ｂ、及びアノード入口弁３ａで構成されるが、あくまで例示であり、本例に限定されるものではない。例えば、バーナ前弁２９を設けない燃料電池システムにおいては、「第２開閉弁」は、アノード出口弁３ｂ及びアノード入口弁３ａで構成される。
さらに、ステップＳ９０１において、バーナ前弁２９と、アノード入口弁３ａと、アノード出口弁３ｂとの間でも、下流より順次（バーナ前弁２９、アノード出口弁３ｂ、アノード入口弁３ａ、の順で）開放されるよう構成されることが好ましい。
また、実施の形態１の燃料電池システムのステップ５０１の事前の圧張りと同様に、第２流路を大気開放するステップＳ９０１の前に、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂとを開放して、原料供給弁２１ａよりも上流の原料ガス供給路１６ａに対して、原料ガスによる圧張り（pressure filling）を実行する形態を採用しても構わない。
本変形例における第２流路に設けられた開閉弁の固着検査は、第１変形例における第１流路の漏れ検査、第２変形例におけるバイパス弁２８の漏れ検査、第３変形例における原料供給弁２１ａの漏れ検査のいずれか１つの後、あるいはそれらの組み合わせの後、に引き続いて行われてもよい。
［第５変形例］
本実施形態の第５変形例にかかる燃料電池システムは、第４変形例における第２流路の固着検査に引き続いて、アノード入口弁３ａの漏れ検査を実行する。これにより、第２流路上の開閉弁に固着異常がなく、第２流路に原料ガスが供給可能であることを確認した後に漏れ検査が実行されるため、漏れ検査の信頼性を高めることができる。ここで、アノード入口弁３ａの漏れ検査とは、アノード入口弁３ａを閉止しようとしても流路が遮断されず、アノード入口弁３ａの上流と下流とが連通してしまっている異常（アノード入口弁３ａの漏れ異常）が発生しているか否かの検査を言う。
図３（ｂ）は、本発明の第１実施形態の第５変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。以下、アノード入口弁３ａの漏れ検査の動作フローについて図３（ｂ）を用いて説明を行う。
ステップＳ９１０で圧力差（Ｐ１−Ｐ２）がＰｔｈ２以上と判定され（ステップＳ９１０でＹｅｓ）、アノード入口弁３ａの漏れ検査に移行すると（スタート）、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂと、バイパス弁２８と、原料ガス供給弁２１ｂとは既に閉止されている。ここで、制御器１３は、原料ガス供給弁２１ａと、アノード出口弁３ｂと、バーナ前弁２９とを開放すると共にアノード入口弁３ａを閉止するよう制御した後（ステップＳ１００１）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを開放する（ステップＳ１００２）。これにより、アノード入口弁３ａの漏れ検査のために原料ガスの圧入が必要な空間を形成した後、原料ガスの圧入を実行することで、圧入のために無駄な原料ガスが消費されることが抑制される。
その後、圧力検知器７で検知される圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上になると（ステップＳ１００３でＹｅｓ）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを閉止する（ステップＳ１００４）。
その後、第１所定時間よりも短い第２所定時間が経過した後（例えば、６秒後）、圧力検知器７により検知される圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上であるか否か判定し（ステップＳ１００５）、圧力値Ｐ１がＰｔｈ１以上である場合（ステップＳ１００５でＹｅｓ）、圧力値Ｐ１を記憶部（図示せず）に保持する（ステップＳ１００６）。その後、第１所定時間が経過した後（例えば、３０秒後）、圧力検知器７により圧力値Ｐ２を検知し（ステップＳ１００７）、Ｐ２とＰ１との差分（Ｐ１−Ｐ２）が第３圧力閾値Ｐｔｈ３未満であるか否かが判定される（ステップＳ１００８）。圧力差（Ｐ１−Ｐ２）が第３圧力閾値Ｐｔｈ３未満である場合（ステップＳ１００８でＹｅｓ）、アノード入口弁３ａの漏れ検査を終了する（エンド）。
なお、ステップＳ１００５で圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１未満である場合またはＳ１００８において圧力差が第３圧力閾値以上である場合、アノード入口弁３ａの漏れ異常であると判断し、制御器１３は、アノード入口弁３ａの漏れ異常を報知して燃料電池システムを異常停止する（ステップＳ１００９、ステップＳ１０１０）。これにより、アノード入口弁３ａの漏れ異常検査動作を終了する（エンド）。
第１所定時間と第２所定時間は、それぞれ、ステップＳ１００５及びステップ１００８を実行する前の待機時間である。第１所定時間よりも第２所定時間が長いことから明らかなようにステップＳ１００４からＳ１００５においては、相対的に大きな漏れを検出する第１漏れ検査が実行され、ステップＳ１００６からステップＳ１００８においては、相対的に小さな漏れを検出する第２漏れ検査が実行されるよう構成されている。
［第６変形例］
本実施形態の第６変形例にかかる燃料電池システムは、第５変形例におけるアノード入口弁３ａの漏れ検査に引き続いて、アノード入口弁３ａとアノード出口弁３ｂとの間の第２流路の漏れ検査（以下、第２流路の漏れ検査）を実行する。図３（ｃ）は、本発明の第１実施形態の第６変形例にかかる燃料電池システムの動作プログラムの一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１００８で圧力差（Ｐ１−Ｐ２）がＰｔｈ３以上であった場合、第５変形例ではアノード入口弁３ａの漏れ検査動作を終了したが、本変形例では引き続いて第２流路の漏れ検査が実行される（スタート）。以下、アノード経路の漏れ検査に関する一連の動作フローについて図３（ｃ）を参照しながら説明する。
ステップＳ１００８で圧力差（Ｐ１−Ｐ２）がＰｔｈ３以上と判定され、アノード経路の漏れ検査に移行すると（スタート）、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂと、バイパス弁２８と、原料ガス供給弁２１ｂとは既に閉止されている。ここで、制御器１３は、原料供給弁２１ａと、アノード出口弁３ｂと、アノード入口弁３ａとを閉止し、バーナ前弁２９を開放するよう制御した後（ステップ１１０１）、原料ガス供給弁２１ｂを開放し（ステップＳ１１０２）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを開放する（ステップＳ１１０３）。これにより、第２流路の漏れ検査のために原料ガスの圧入が必要な空間を形成した後、原料ガスの圧入を実行することで、圧入のために無駄な原料ガスが消費されることが抑制される。
その後、圧力検知器７で検知される圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上になると（ステップＳ１１０４でＹｅｓ）、原料ガス元弁１７ａと、原料ガス元弁１７ｂとを閉止する（ステップＳ１１０５）。
その後、第１所定時間よりも短い第２所定時間が経過した後（例えば、６秒後）に圧力検知器７により検知される圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上であるか否か判定し（ステップＳ１１０６）、Ｐ１がＰｔｈ１以上である場合（ステップＳ１１０６でＹｅｓ）、圧力値Ｐ１を記憶部（図示せず）に保持する（ステップＳ１１０７）。
その後、第１所定時間が経過すると（例えば、３０sec後）、圧力検知器７により圧力値Ｐ２を検知し（ステップＳ１１０８）、Ｐ１とＰ２との差分（Ｐ１−Ｐ２）が第３圧力閾値Ｐｔｈ３未満であるか否かが判定される（ステップＳ１１０９）。圧力差（Ｐ１−Ｐ２）が第３圧力閾値Ｐｔｈ３未満である場合（ステップＳ１１０９でＹｅｓ）、第２流路の漏れ検査動作を終了する（エンド）。
なお、上記ステップＳ１１０７で圧力値Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１未満である場合またはＳ１１０９において上記圧力差が第３圧力閾値以上である場合、第２流路において漏れが発生していると判断し、第２流路の漏れ異常を報知するとともに、燃料電池システムを異常停止して（ステップＳ１１１０、Ｓ１１１２）、その後の補圧動作を禁止し（ステップＳ１１１１、Ｓ１１１３）、アノード経路の漏れ検査動作を終了する（エンド）。第２流路において漏れが発生している場合に補圧動作として原料ガスを供給すると、原料ガスが漏れる可能性があり、安全性上好ましくないからである。
第１所定時間と第２所定時間は、それぞれ、ステップＳ１１０６及びステップ１１０９を実行する前の待機時間である。第１所定時間よりも第２所定時間が長いことから明らかなように、ステップＳ１１０５からＳ１１０６においては、相対的に大きな漏れを検出する第１漏れ検査が実行され、ステップＳ１１０７からステップＳ１１０９においては、相対的に小さな漏れを検出する第２漏れ検査が実行されるよう構成されている。
なお、上記第２流路の漏れ検査において、Ｓ１１０２〜Ｓ１１０５により改質器３２ａをバイパスして（原料ガス分岐路１６ｂを介して）、原料ガスを第２流路に圧入するよう構成されているが、改質器３２ａを介して第２流路に原料ガスを圧入するよう構成しても構わない。これは、例えば、アノード出口弁３ｂ及び原料ガス供給弁３ｂを閉止した状態で、原料ガス元弁１７ａ、１７ｂ及び原料ガス供給弁２１ａを開放して実現される。
また、第２流路に対する補圧動作は、改質器３２ａをバイパスして（原料ガス分岐路１６ｂを介して）、第２流路に原料ガスを供給するよう構成してもよい。これは、例えば、原料ガスをアノード入口弁３ａ及びアノード出口弁３ｂを閉止した状態で、原料ガス元弁１７ａ、１７ｂ及び原料ガス供給弁２１ｂを開放して実現される。また、第２流路に対する補圧動作として、改質器３２ａを経由して、第２流路に原料ガスを供給するよう構成してもよい。これは、例えば、アノード出口弁３ｂ及び原料ガス供給弁３ｂを閉止した状態で、原料ガス元弁１７ａ、１７ｂ及び原料ガス供給弁２１ａを開放して実現される。また、第２流路に対する補圧動作は、燃料電池１の内圧を低下した場合に実行されるが、燃料電池１の内圧低下は、燃料電池１ａ内の圧力を直接的または間接的に検知する検知器（図示せず）により検知される。ここで、燃料電池１内の圧力を直接的に検知する検知器としては、圧力検知器が、燃料電池１内の圧力を間接的に検知する検知器としては、燃料電池１の温度を検知する温度検知器、燃料電池１の発電を停止してからの経過時間を計測する計時器等が例示される。
従って、ステップＳ１１１１、Ｓ１１１３で補圧動作が禁止されると、制御器１３は、燃料電池１の圧力低下を検知しても、原料ガス供給路１６ａまたは１６ｂに設けられた開閉弁を開放して、燃料電池１への原料ガスの供給を開始することはしない。
また、本変形例における第２流路の漏れ検査は、第５変形例におけるアノード入口弁３ａの漏れ検査後に実行されるよう構成されているが、第４変形例における第２流路に設けられた開閉弁の固着検査後の実行するよう構成されても構わない。また、本変形例における第２流路の漏れ検査後に、第５変形例におけるアノード入口弁３ａの漏れ検査を実行するよう構成されていても構わない。
［第７変形例］
第１実施形態およびその変形例の燃料電池システムにおいては、図２（ｂ）〜（ｄ）および図３（ａ）〜（ｃ）に基づき説明した検査のうち、相対的に小さな漏れを検査する第２漏れ検査において漏れ異常が検知された場合、複数回異常検知を実行することがより好ましい。これは、小さな漏れを対象とする漏れ検査では誤判断が生じる可能性が相対的に高いからである。従って、複数回異常が検知されて初めて異常を確定し、異常停止するよう構成する形態を採用することが好ましい。
（第２実施形態）
第２実施形態の燃料電池システムについて詳細に説明する。
［構成］
図４は、本発明の第２実施形態にかかる燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の燃料電池システム２００は、第１実施形態の燃料電池システム１００において、原料ガス分岐路１６ｂと、原料ガス供給弁２１ｂと、アノード入口弁３ａと、バイパス流路２７と、バイパス弁２８と、バーナ前弁２９とを削除した形態である。よって、燃料電池システム２００と燃料電池システム１００との間で共通する構成要素は、同一の符号および名称を付して詳細な説明を省略する。
［動作］
次に、本実施形態の燃料電池システムの特徴である固着検査に関する一連の動作について説明する。
図５は、本発明の第２実施形態にかかる燃料電池システムの固着検査に関する動作フローの一例を示すフローチャートである。
まず、制御器１３より固着検査の開始指令が出力されると（スタート）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂとは閉止されており、制御器１３は、アノード出口弁３ｂおよび原料ガス供給弁２１ａを開放し、脱臭器２０より下流の可燃性ガス流路を大気開放させる（ステップＳ１２０１）。
その後、アノード出口弁３ｂおよび原料ガス供給弁２１ａを閉止し（ステップＳ１２０２）、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを開放する（ステップＳ１２０３）。
その後、原料ガス供給弁２１ａを開放し（ステップＳ１２０４）、可燃性ガス流路に原料ガスを供給し、圧力検知器７により原料ガス供給路１６ａ内の圧力値Ｐ１を検知する。
Ｐ１が第１圧力閾値Ｐｔｈ１以上になると（ステップＳ１２０５でＹｅｓ）、可燃性ガス流路に正常に原料ガスが圧入されたと判断し、原料ガス元弁１７ａおよび原料ガス元弁１７ｂを閉止し（ステップＳ１２０６）、閉止されている最下流の開閉弁（アノード出口弁３ｂ）よりも上流の可燃性ガス流路内に原料ガスが封入される。ステップＳ１２０５でＹｅｓと判定された時点で圧力検知器７により検知された圧力値Ｐ１を、制御器１３に内蔵される記憶部（図示せず）に保持する（ステップＳ１２０７）。
その後、アノード出口弁３ｂを開放し（ステップＳ１２０８）、可燃性ガス流路を大気開放させる。そして、第１所定時間（例えば、３０秒後）経過後の原料ガス供給路１６ａ内の圧力値Ｐ２を圧力検知器７により取得し（ステップＳ１２０９）、圧力値Ｐ１との差（Ｐ１―Ｐ２）が第２圧力閾値Ｐｔｈ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２１０）。圧力差（Ｐ１―Ｐ２）が第２圧力閾値Ｐｔｈ２未満である場合（ステップＳ１２１０でＮｏ）は、原料ガスが可燃性ガス流路を通って排出されない状態にあり、可燃性ガス流路に設けられた開閉弁（本実施形態ではアノード出口弁３ｂまたは原料ガス供給弁２１ａ）のいずれかが閉固着した状態にあると推定される。そこで、可燃性ガス流路に設けられた開閉弁の固着異常であるとして、固着異常を報知し、燃料電池システムを異常停止する（ステップＳ１２１１）。また、制御器１３は、その後の水素生成器３２への補圧動作を禁止して（ステップＳ１２１２）、可燃性ガス流路の固着検査動作を終了する（エンド）。
上記差分（Ｐ１―Ｐ２）が第２圧力閾値Ｐｔｈ２以上の場合（ステップＳ１２１０でＹｅｓ）は、ステップＳ１２０３〜Ｓ１２０６により可燃性ガス流路内に封入された原料ガスが大気に排出されたことを意味し、可燃性ガス流路に設けられた開閉弁のいずれも開放されたと推定される。そこで、固着異常はないとして、固着検査動作を終了する（エンド）。
なお、本実施の形態の燃料電池システムの上記固着検査も、実施の形態１と同様に燃料電池システムの発電停止時及び起動時の少なくともいずれか一方において実行されるのが好ましい。また、上記固着検査は、改質器に原料ガスを供給して実行されるので、発電停止時及び起動時の少なくともいずれか一方において、改質器の温度が原料ガスの炭素析出を生じない温度において実行されるのが特に好ましい。
［変形例］
第２実施形態においても、第１実施形態と同様の変形例が可能である。具体的には、固着検査動作を終了後、最下流の開閉弁（アノード出口弁３ｂ）よりも上流の可燃性ガス流路の漏れ検査を行ってもよいし、原料ガス供給弁２１ａの漏れ検査を行ってもよい。
［第１実施形態、第２実施形態、及び各形態の変形例に対する変形例］
第１実施形態、第２実施形態およびそれぞれの形態に関する変形例の燃料電池システムにおいては、図２（ａ）〜（ｄ）、図３（ａ）〜（ｃ）、図５に基づき説明した脱臭器２０よりも下流であり、かつ改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁の固着検査、前記開閉弁の漏れ検査、及び可燃性ガス流路の漏れ検査の少なくともいずれか一つの検査において、換気器１１及び空気供給器３１の少なくともいずれか一方を動作させることが好ましい。
これは、上記検査において、ガス流路の外部もしくは燃焼器に可燃性ガスが排出される可能性があるからである。換気器１１または空気供給器３１により希釈動作を実行していれば、可燃性ガスが希釈されて排出されるため、安全性が向上する。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
本発明にかかる燃料電池システムは、検査ガス供給設備を別途設けることなく脱臭器よりも下流であり、かつ改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁の閉固着を検査することが可能な燃料電池システム等として有用である。
１ 燃料電池
２ 燃料ガス流路
３ａ アノード入口弁
３ｂ アノード出口弁
５ 燃料ガス供給源
６ａ、６ｂ 燃料ガス供給弁
７ 圧力検知器
８ 酸化剤ガス流路
１０ 酸化剤ガス供給器
１１ 換気器
１２ 筐体
１３ 制御器
１６ａ 原料ガス供給路
１６ｂ 原料ガス分岐路
１７ａ、１７ｂ 原料ガス元弁
１８ 原料ガス供給器
２０ 脱臭器
２１ａ、２１ｂ 原料ガス供給弁
２２ 水供給路
２３ 水タンク
２４ 水ポンプ
２５ 浄化器
２６ 水供給弁
２７ バイパス流路
２８ バイパス弁
２９ バーナ前弁
３０ 燃焼器
３１ 空気供給器
３２ 水素生成器
３２ａ 改質器
３２ｂ 蒸発器
３３ 排水素ガス流路
１００ 燃料電池システム

Claims (11)

  1. 原料ガスに含まれる臭気成分を除去する脱臭器と、
    前記脱臭器を通過した原料ガスを用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器と、
    前記改質器から排出される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、
    前記脱臭器よりも下流であり、かつ前記改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁と、
    前記原料ガスを前記可燃性ガス流路に供給することで前記開閉弁の固着検査を実行するように構成された固着検査器とを備える、
    燃料電池システム。
  2. 少なくとも前記脱臭器と前記燃料電池と前記可燃性ガス流路とを内部に含む筐体と、
    前記筐体の内部を換気する換気器とを備え、
    前記固着検査器は、前記固着検査時に前記換気器を動作させて前記筐体の内部を換気するように構成されている、
    請求項１に記載の燃料電池システム。
  3. 前記可燃性ガス流路に接続され、前記改質器を加熱する燃焼器と、
    前記燃焼器に空気を供給する燃焼ファンとを備え、
    前記固着検査器は、前記固着検査時に前記燃焼ファンを動作させるように構成されている、
    請求項１または２に記載の燃料電池システム。
  4. 前記固着検査器が固着検査を実行した後に前記可燃性ガス流路の漏れ検査を実行するように構成された漏れ検査器を備える、
    請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池システム。
  5. 前記固着検査および前記漏れ検査の少なくとも一方で異常が検知された場合に前記改質器への補圧動作を禁止する補圧動作禁止器を備える、
    請求項４に記載の燃料電池システム。
  6. 前記固着検査で異常が検知された場合に前記改質器への補圧動作を禁止する補圧動作禁止器を備える、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池システム。
  7. 前記可燃性ガス流路は開閉弁を開放することで大気と連通するように構成され、
    前記固着検査器は、前記開閉弁を開放することで前記可燃性ガス流路を大気と連通させた後に前記固着検査を実行するように構成されている、
    請求項１〜６のいずれかに記載の燃料電池システム。
  8. 前記固着検査器は、前記可燃性ガス流路を大気と連通させた後に全ての前記開閉弁を閉止し、その後、前記原料ガスを前記可燃性ガス流路に供給しながら前記開閉弁を上流から順次に開放し、最も下流にある開閉弁を開放する前と後の圧力差に基づいて固着検査を実行するように構成されている、
    請求項７に記載の燃料電池システム。
  9. 前記開閉弁として前記改質器よりも上流に設けられた第１開閉弁と、前記改質器よりも下流に設けられた第２開閉弁とを備え、
    前記固着検査器は、前記可燃性ガス流路を大気と連通させる際に、前記第２開閉弁を前記第１開閉弁よりも先に開放するように構成されている、
    請求項７に記載の燃料電池システム。
  10. 前記可燃性ガス流路に接続され、前記改質器を加熱する燃焼器と、
    前記可燃性ガス流路として、前記改質器を経由し、かつ前記燃料電池をバイパスして前記燃焼器に至る第１流路と、前記改質器及び前記燃料電池を経由して前記燃焼器に至る第２流路とを備え、
    前記固着検査器は、前記第１流路に設けられた前記開閉弁の固着検査を実行した後、前記第２流路に設けられた前記開閉弁の固着検査を実行するように構成されている、
    請求項１〜９のいずれかに記載の燃料電池システム。
  11. 原料ガスに含まれる臭気成分を除去する脱臭器と、
    前記脱臭器を通過した原料ガスを用いて改質反応により水素含有ガスを生成する改質器と、
    前記改質器から排出される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、
    前記脱臭器よりも下流であり、かつ前記改質器を経由する可燃性ガス流路に設けられた開閉弁と、を備える燃料電池システムの運転方法であって、
    前記原料ガスを前記可燃性ガス流路に供給することで前記開閉弁の固着検査を実行する、
    燃料電池システムの運転方法。
JP2011512315A 2009-05-08 2010-05-10 燃料電池システム Active JP5490107B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011512315A JP5490107B2 (ja) 2009-05-08 2010-05-10 燃料電池システム

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009113239 2009-05-08
JP2009113239 2009-05-08
PCT/JP2010/003170 WO2010128600A1 (ja) 2009-05-08 2010-05-10 燃料電池システム
JP2011512315A JP5490107B2 (ja) 2009-05-08 2010-05-10 燃料電池システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010128600A1 true JPWO2010128600A1 (ja) 2012-11-01
JP5490107B2 JP5490107B2 (ja) 2014-05-14

Family

ID=43050108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011512315A Active JP5490107B2 (ja) 2009-05-08 2010-05-10 燃料電池システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8658320B2 (ja)
EP (1) EP2429022B1 (ja)
JP (1) JP5490107B2 (ja)
CN (1) CN102414898B (ja)
WO (1) WO2010128600A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5877292B2 (ja) * 2010-10-05 2016-03-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 燃料電池システム
JP2013030285A (ja) * 2011-07-26 2013-02-07 Noritz Corp 燃料電池に設置された圧力検出手段の故障判定方法
JP5853643B2 (ja) * 2011-11-28 2016-02-09 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
JP5879970B2 (ja) * 2011-11-28 2016-03-08 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
JP5861565B2 (ja) * 2012-06-05 2016-02-16 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
JP5851946B2 (ja) * 2012-06-29 2016-02-03 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 燃料電池システム
CN110212218B (zh) * 2019-06-28 2021-01-19 潍柴动力股份有限公司 一种燃料电池三通阀的检测方法和系统

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4799751B2 (ja) * 2001-04-10 2011-10-26 本田技研工業株式会社 燃料電池の始動制御装置
JP4130319B2 (ja) * 2001-07-10 2008-08-06 本田技研工業株式会社 燃料電池制御装置
US6727013B2 (en) * 2001-09-07 2004-04-27 General Motors Corporation Fuel cell energy management system for cold environments
JP4248182B2 (ja) * 2002-01-31 2009-04-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池発電システムおよび燃料電池のパージ方法
JP4179855B2 (ja) 2002-11-22 2008-11-12 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP4130603B2 (ja) * 2003-04-03 2008-08-06 東京瓦斯株式会社 水素製造システムの運転方法
JP4508557B2 (ja) 2003-06-13 2010-07-21 京セラ株式会社 発電・給湯コジェネレーションシステム
JP2005203234A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池シール劣化判定装置および方法
DE602005026106D1 (de) * 2004-03-17 2011-03-10 Toyota Motor Co Ltd Brennstoffzellensystem
JP2006092789A (ja) 2004-09-21 2006-04-06 Toyota Motor Corp 燃料電池システム及び該システムを備えた車両
JP2006134647A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP5063340B2 (ja) * 2005-02-18 2012-10-31 パナソニック株式会社 燃料電池システムおよびその運転方法
JP2007134063A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Toyota Motor Corp 燃料電池システム及びそのガス漏れ検知方法並びに移動体
WO2007123136A1 (ja) * 2006-04-19 2007-11-01 Panasonic Corporation 燃料電池システム
KR100818256B1 (ko) * 2006-08-11 2008-04-01 삼성에스디아이 주식회사 탈황기의 상태 측정 방식이 개선된 연료개질기와 그것을 갖춘 연료전지 장치 및 그 운영방법
WO2008023729A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-28 Panasonic Corporation Combustion apparatus, fuel treatment device, and fuel cell power generating system
JP5019353B2 (ja) 2006-10-23 2012-09-05 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
US20090068517A1 (en) * 2007-09-10 2009-03-12 American Power Conversion Corporation Systems and methods for verifying fuel cell feed line functionality

Also Published As

Publication number Publication date
US8658320B2 (en) 2014-02-25
CN102414898B (zh) 2014-06-25
US20120034537A1 (en) 2012-02-09
CN102414898A (zh) 2012-04-11
WO2010128600A1 (ja) 2010-11-11
EP2429022A1 (en) 2012-03-14
EP2429022B1 (en) 2017-07-05
JP5490107B2 (ja) 2014-05-14
EP2429022A4 (en) 2015-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5490107B2 (ja) 燃料電池システム
JP5178919B2 (ja) 発電システム
WO2012081220A1 (ja) 発電システム及びその運転方法
WO2012153482A1 (ja) 発電システム及びその運転方法
JP6048680B2 (ja) 発電システム及びその運転方法
JP7403076B2 (ja) 水素システム
JP5816842B2 (ja) 燃料電池システム用ガス漏れ検知システム
JP5280588B2 (ja) 発電システム及びその運転方法
JP5853643B2 (ja) 燃料電池システム
US8546030B2 (en) Hydrogen generator, fuel cell system comprising hydrogen generator, and operation method of hydrogen generator, and operation method of fuel cell system
JP2011100610A (ja) 水素処理システム
JP2010015808A (ja) 燃料電池発電装置のガス漏れ検出方法及び燃料電池発電装置
JP2010067494A (ja) 燃料電池システム及びその運転方法
JP4732723B2 (ja) 燃料電池発電システム
JP2006079981A (ja) 異常検出処理をする燃料電池システム
JP5034358B2 (ja) 燃料電池システム
EP2578531B1 (en) Method for operating a hydrogen generator
JP2014116069A (ja) 燃料電池システム
JP6800029B2 (ja) エネルギ供給システム
JP6791740B2 (ja) 燃料電池発電システム
JP2012074303A (ja) 燃料電池システム
JP5577682B2 (ja) 燃料電池システム
WO2015122172A1 (ja) 発電システムおよび発電システムの運転方法
JP2005276742A (ja) 燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130723

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130919

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140225

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5490107

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151