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JP2010272310A - Fuel cell device - Google Patents

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Publication number
JP2010272310A
JP2010272310A JP2009122359A JP2009122359A JP2010272310A JP 2010272310 A JP2010272310 A JP 2010272310A JP 2009122359 A JP2009122359 A JP 2009122359A JP 2009122359 A JP2009122359 A JP 2009122359A JP 2010272310 A JP2010272310 A JP 2010272310A
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JP
Japan
Prior art keywords
air
storage chamber
filter
fuel cell
internal temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009122359A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigehiko Kubo
成彦 久保
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.)
Toyota Motor Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2009122359A priority Critical patent/JP2010272310A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/50Fuel cells

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell device which can determine clogging of a filter. <P>SOLUTION: The fuel cell device has a case 1, the filter 2 for cleaning arranged on an inlet 11 of the case 1 and having air permeability, an air conveying source 3 arranged on a storage chamber 10 of the case 1 and leading out air from an outlet 12 by absorbing the air while making the air pass through the filter 2, a fuel cell system 4 arranged on the storage chamber 10 of the case 1, and a control section 100 for controlling the fuel cell system 4. The control section 100 executes clogging determination treatment for determining clogging of the filter 2 on the basis of physical quantity about internal temperature of the storage chamber 10, and physical quantity about outside air temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は燃料電池装置に関する。   The present invention relates to a fuel cell device.

燃料電池システムにおいては、外気を取り込み、収容室の内部を換気している(特許文献1)。上記の様にシステム内部に外気を取り込む場合、塵埃等が外気に混ざったまま収容室の内部に導入されると、収容室の内部の部品故障やスタックの発電効率の著しい低下が発生するおそれがある。このため、外気はフィルタを通して収容室に導入されることが好ましい。このようにフィルタを有する燃料電池システムが長時間運転されると、フィルタは目詰まりして、フィルタの機能が低下するため、フィルタを適宜メンテナンスしなければならない。   In the fuel cell system, outside air is taken in to ventilate the interior of the storage chamber (Patent Document 1). When the outside air is taken into the system as described above, if dust or the like is mixed with the outside air and introduced into the storage chamber, there is a risk that a component failure inside the storage chamber or the power generation efficiency of the stack may be significantly reduced. is there. For this reason, it is preferable that outside air is introduce | transduced into a storage chamber through a filter. When the fuel cell system having the filter is operated for a long time as described above, the filter is clogged and the function of the filter is lowered. Therefore, the filter must be appropriately maintained.

フィルタのメンテナンス時期については、システムの運転時間の累積により、累積運転時間が一定時間経過した後に、フィルタのメンテナンスをユーザーに知らせる方法が一般的である。しかし外気の汚れ具合やフィルタを通過した外気の量を正確に把握できないため、フィルタをメンテナンスさせる前に、フィルタが目詰まりを起こし、燃料電池システムの機能を損なう可能性がある。また特許文献2に示すように、外気の風速を判定する風速センサを収容室に設ける方式もあるが、風速センサといった特別なセンサを新たに設けなければならない問題がある。   As for the filter maintenance time, a general method is to notify the user of the filter maintenance after a certain period of time has elapsed due to the accumulation of the system operation time. However, since the degree of contamination of outside air and the amount of outside air that has passed through the filter cannot be accurately grasped, the filter may be clogged before the filter is maintained, and the function of the fuel cell system may be impaired. Further, as shown in Patent Document 2, there is a method in which a wind speed sensor for determining the wind speed of outside air is provided in the accommodation chamber, but there is a problem that a special sensor such as a wind speed sensor must be newly provided.

特開2006−128138号公報JP 2006-128138 A 特開2005−106323号公報JP 2005-106323 A

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、収容室の内部温度に関する物理量と外気温度に関する物理量とに基づいて、フィルタの目詰まりを判定することができる燃料電池装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a fuel cell device capable of determining clogging of a filter based on a physical quantity related to the internal temperature of the storage chamber and a physical quantity related to the outside air temperature. Let it be an issue.

本発明に係る燃料電池装置は、(i)収容室と、収容室と外気とを連通する導入口と、収容室と外気とを連通する導出口とを有するケースと、(ii)ケースの導入口に設けられ通気性を有する浄化用のフィルタと、(iii)ケースの収容室に配置され外気の空気をフィルタを通過させて吸引させて収容室に流し導出口から導出させる空気搬送源と、(iv)ケースの収容室に配置された燃料電池システムと、(v)燃料電池システムを制御する制御部とを具備しており、(vi)制御部は、収容室の内部温度に関する物理量と、収容室の外気の外気温度に関する物理量とに基づいて、収容室の内部温度と外気温度とに基づいて、フィルタの目詰まりを判定する目詰まり判定処理を実行する。   The fuel cell device according to the present invention includes: (i) a housing chamber, a case having an introduction port that communicates the housing chamber and outside air, and a lead-out port that communicates the housing chamber and outside air; and (ii) introduction of the case A purifying filter provided at the mouth and having air permeability; and (iii) an air conveyance source that is disposed in the housing chamber of the case and sucks outside air through the filter and flows into the housing chamber and is led out from the outlet port; (Iv) a fuel cell system disposed in the housing chamber of the case; and (v) a control unit that controls the fuel cell system; (vi) the control unit includes a physical quantity related to the internal temperature of the housing chamber; Based on the physical quantity related to the outside temperature of the outside air in the storage chamber, a clogging determination process for determining clogging of the filter is executed based on the internal temperature of the storage chamber and the outside air temperature.

フィルタはケースの導入口に設けられており、導入口から収容室に流入する空気を浄化させる。   The filter is provided at the inlet of the case, and purifies the air flowing into the storage chamber from the inlet.

空気搬送源はケースの収容室に配置されており、収容室の外部の空気をフィルタを通過させて吸引させて収容室に流し、更に、導出口から外部に導出させる。空気搬送源としては、ブロア、ポンプ、ファンが例示される。ケースの収容室は、燃料電池システムの熱源からの放熱により昇温される。空気搬送源が作動すると、外気の空気が導入口のフィルタを通過して収容室に搬送され、ケースの収容室の内部を冷却しつつ通過し、導出口から導出される。このため収容室の内部温度は、基本的には、燃料電池システムの熱源から収容室への放熱、収容室に流入した外気の流量、収容室に流入する外気の温度の影響を受ける。従って、燃料電池システムの熱源からの単位時間当たり放熱量がほぼ一定であれば、収容室の内部温度に関する物理量と、収容室の外気の外気温度に関する物理量との間には、ある相関関係が存在するといえる。   The air conveyance source is disposed in the housing chamber of the case, and air outside the housing chamber is sucked through the filter and flows into the housing chamber, and is further led out to the outside from the outlet. Examples of the air conveyance source include a blower, a pump, and a fan. The housing chamber of the case is heated by heat radiation from the heat source of the fuel cell system. When the air conveyance source is activated, the outside air passes through the filter at the introduction port and is conveyed to the accommodation chamber, passes through the inside of the accommodation chamber of the case while cooling, and is led out from the outlet port. For this reason, the internal temperature of the storage chamber is basically affected by heat radiation from the heat source of the fuel cell system to the storage chamber, the flow rate of the outside air flowing into the storage chamber, and the temperature of the outside air flowing into the storage chamber. Therefore, if the amount of heat released per unit time from the heat source of the fuel cell system is almost constant, there is a correlation between the physical quantity related to the internal temperature of the storage chamber and the physical quantity related to the outside air temperature of the external air in the storage chamber. That's right.

ここで、収容室の内部温度に関する物理量は、基本的には、(a)収容室に配置されている燃料電池システムの熱源から単位時間当たり収容室への放熱量、(b)収容室にフィルタを介して流入した単位時間当たり外気の流量、(c)収容室にフィルタを介して流入する外気の温度の影響を受ける。従って、収容室に配置されている燃料電池システムの熱源から単位時間当たり収容室への放熱量が既知であれば、収容室の内部温度に関する物理量と外気温度に関する物理量とを求めれば、収容室にフィルタを介して流入した単位時間当たり外気の流量が求められる。   Here, the physical quantity related to the internal temperature of the accommodation room is basically (a) the amount of heat released from the heat source of the fuel cell system arranged in the accommodation room to the accommodation room per unit time, and (b) the filter in the accommodation room. And (c) the temperature of the outside air flowing into the accommodation chamber through the filter. Therefore, if the amount of heat released from the heat source of the fuel cell system arranged in the storage chamber to the storage chamber per unit time is known, the physical quantity related to the internal temperature of the storage chamber and the physical quantity related to the outside air temperature can be obtained in the storage chamber. The flow rate of outside air per unit time flowing through the filter is obtained.

ここで、収容室にフィルタを介して流入する単位時間当たり外気の流量は、基本的には、空気搬送源の出力と、フィルタの目詰まりとに影響を受ける。故に、空気搬送源の出力が既知であれば、収容室の内部温度と外気温度とを求めれば、フィルタの目詰まりの程度が判定される。   Here, the flow rate of outside air per unit time flowing into the storage chamber via the filter is basically affected by the output of the air conveyance source and the clogging of the filter. Therefore, if the output of the air conveyance source is known, the degree of clogging of the filter can be determined by obtaining the internal temperature and the external air temperature of the storage chamber.

本発明によれば、収容室の内部温度に関する物理量は、収容室の内部温度に直接的または間接的に影響する物理量の意味であり、収容室の内部温度それ自体、あるいは、収容室の内部温度に間接的に影響を与える空気搬送源の出力が挙げられる。内部温度をほぼ一定に制御することを目的と駆るシステムでは、フィルタの目詰まりが大きいと、空気搬送源の出力を増加させて、導入口から収容室に導入される外気の単位時間あたりの流量を増加させる。これに対して、フィルタの目詰まりが小さいと空気搬送源の出力を減少させて、導入口から収容室に導入される外気の単位時間あたりの流量を減少させる。従って、空気搬送源の出力で収容室の内部温度を代替できる。外気温度に関する物理量は、外気温度に直接的または間接的に影響する物理量の意味であり、収容室の外部の外気温度それ自体が挙げられる。   According to the present invention, the physical quantity related to the internal temperature of the storage room means a physical quantity that directly or indirectly affects the internal temperature of the storage room, and the internal temperature of the storage room itself or the internal temperature of the storage room. The output of the air carrier that indirectly affects In systems that aim to control the internal temperature almost constant, if the filter is clogged, the output of the air conveyance source is increased and the flow rate per unit time of outside air introduced from the inlet to the containment chamber Increase. On the other hand, when the filter is clogged, the output of the air conveyance source is decreased, and the flow rate per unit time of the outside air introduced from the inlet to the storage chamber is decreased. Therefore, the internal temperature of the storage chamber can be replaced by the output of the air conveyance source. The physical quantity related to the outside air temperature means a physical quantity that directly or indirectly affects the outside air temperature, and includes the outside air temperature outside the storage chamber itself.

本発明に係る燃料電池装置によれば、収容室の内部温度に関する物理量と外気温度に関する物理量とに基づいてフィルタの目詰まりを判定することができ、フィルタの寿命を判定できる。一般的な燃料電池装置によれば、燃料電池システムの発電運転の制御のため、収容室の内部温度を判定する内部温度センサ、外気温度を判定する外気温度センサが設けられている。このような温度センサを利用すれば、風速センサ等の特別なセンサを収容室に設けずとも良い。   According to the fuel cell device of the present invention, the clogging of the filter can be determined based on the physical quantity related to the internal temperature of the storage chamber and the physical quantity related to the outside air temperature, and the life of the filter can be determined. According to a general fuel cell device, an internal temperature sensor for determining the internal temperature of the storage chamber and an external air temperature sensor for determining the external air temperature are provided for controlling the power generation operation of the fuel cell system. If such a temperature sensor is used, it is not necessary to provide a special sensor such as a wind speed sensor in the accommodation chamber.

実施例1に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。It is a figure which concerns on Example 1 and shows the internal structure of a fuel cell apparatus. 実施例1に係り、外気温度と内部温度との相関関係を示す一例に係るグラフである。6 is a graph according to an example showing a correlation between an outside air temperature and an internal temperature according to Example 1; 実施例1に係り、制御部が実行するフローチャートである。5 is a flowchart executed by the control unit according to the first embodiment. 実施例2に係り、発電出力がW1のとき、発電出力がW2のときのとき、発電出力がW3のときにおける外気温度と内部温度との相関関係を示す一例に係るグラフである。It is a graph which concerns on Example 2, shows the correlation with the outside temperature and internal temperature when a power generation output is W2, when a power generation output is W2, and when a power generation output is W3. 実施例3に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an internal structure of a fuel cell device according to a third embodiment. 実施例4に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an internal structure of a fuel cell device according to a fourth embodiment. 実施例5に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an internal structure of a fuel cell device according to Example 5. 実施例6に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an internal structure of a fuel cell device according to Example 6. 実施例7に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an internal structure of a fuel cell device according to Example 7. 実施例8に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an internal structure of a fuel cell device according to Example 8. 実施例9に係り、(a)は内部温度がT1のときにおける外気温度と空気搬送源の出力との相関関係を示す一例に係るグラフであり、(b)は内部温度がT1のときにおける外気温度と空気搬送源の出力との相関関係を示す一例に係るグラフであり、(c)は内部温度がT1のときにおける外気温度と空気搬送源の出力との相関関係を示す一例に係るグラフである。FIG. 19A is a graph according to an example showing a correlation between the outside air temperature and the output of the air conveyance source when the internal temperature is T1, and (b) is the outside air when the internal temperature is T1. It is a graph which concerns on an example which shows the correlation of temperature and the output of an air conveyance source, (c) is a graph which concerns on an example which shows the correlation between the outside temperature when an internal temperature is T1, and the output of an air conveyance source. is there. 実施例10に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating an internal structure of a fuel cell device according to Example 10. 実施例11に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating an internal structure of a fuel cell device according to Example 11.

ケースの収容室の内部温度を検知する内部温度センサが設けられていることが好ましい。この場合、内部温度センサは、導入口から収容室を経て導出口から導出される室内空気流が流れる流路に配置されており、燃料電池システムにおける熱源から放出される熱を受熱した空気の温度を検知することが好ましい。ケースの収容室に第2ケースを設けても良い。この場合、第2ケースの収容室に熱源を収容し、第2ケースの収容室の温度を内部温度としても良い。この場合、内部温度を高めにできる。   It is preferable that an internal temperature sensor for detecting the internal temperature of the housing chamber of the case is provided. In this case, the internal temperature sensor is disposed in the flow path through which the indoor air flow led out from the inlet to the outlet through the storage chamber, and the temperature of the air that has received the heat released from the heat source in the fuel cell system. It is preferable to detect. You may provide a 2nd case in the storage chamber of a case. In this case, the heat source may be accommodated in the accommodation chamber of the second case, and the temperature of the accommodation chamber of the second case may be the internal temperature. In this case, the internal temperature can be increased.

収容室の内部温度が高い場合には、収容室の内部温度と外気温度との差が増加するため、判定精度を高め易い。そこで、収容室の内部温度と外気温度との差が増加するとき、すなわち、燃料電池システムが発電運転しているとき、および/または、燃料電池システムの発電運転を停止させる停止処理を実行しているとき、制御部は、目詰まり判定処理を実行することができる。   When the internal temperature of the storage chamber is high, the difference between the internal temperature of the storage chamber and the outside air temperature increases, so that the determination accuracy can be easily improved. Therefore, when the difference between the internal temperature of the storage chamber and the outside air temperature increases, that is, when the fuel cell system is in a power generation operation, and / or stop processing for stopping the power generation operation of the fuel cell system is executed. The control unit can execute the clogging determination process.

燃料電池システムにおける熱源としては、燃料電池および電気機器が例示される。電気機器はインバータが例示される。更に、燃料原料をアノード流体に改質させる改質器が設けられているときには、改質器も熱源となり得る。従って、これらの熱源が収容室において作動している発電運転時に、制御部がフィルタの目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。更に、燃料電池システムの発電運転を停止させる停止処理を実行しているときにおいても、フィルタの目詰まり判定処理を実行させることができる。その理由としては、熱源の余熱が存在するため、収容室の内部温度が高くなり、収容室の内部温度と外気温度との差が増加するためである。ここで、燃料電池システムの発電運転を停止させる停止処理とは、一般的には、燃料電池にカソード流体およびアノード流体を供給することを停止させて燃料電池の発電運転を停止させているものの、改質器の余熱を冷却させるために冷却用の空気を改質器に供給する等の後処理をいう。   Examples of the heat source in the fuel cell system include a fuel cell and an electric device. The electric device is exemplified by an inverter. Further, when a reformer for reforming the fuel material into the anode fluid is provided, the reformer can also be a heat source. Therefore, it is preferable that the control unit execute the filter clogging determination process during the power generation operation in which these heat sources are operating in the storage chamber. Furthermore, the filter clogging determination process can be executed even when the stop process for stopping the power generation operation of the fuel cell system is being executed. The reason for this is that there is residual heat from the heat source, so that the internal temperature of the storage chamber becomes high, and the difference between the internal temperature of the storage chamber and the outside air temperature increases. Here, the stop process for stopping the power generation operation of the fuel cell system generally stops the power generation operation of the fuel cell by stopping the supply of the cathode fluid and the anode fluid to the fuel cell. Post-processing such as supplying cooling air to the reformer to cool the remaining heat of the reformer.

ケースの外方の外気温度を判定する外気温度センサが設けられており、外気温度センサは、フィルタの上流に配置されていることが好ましい。外気温度センサは、ケースの外部に設けられていることが好ましいが、ケースの収容室内であっても、フィルタの上流側において導入口側に位置していれば良い。   An outside air temperature sensor for determining the outside air temperature outside the case is provided, and the outside air temperature sensor is preferably arranged upstream of the filter. The outside air temperature sensor is preferably provided outside the case, but it may be located on the inlet side upstream of the filter even in the case housing chamber.

フィルタの目詰まり判定処理において、空気搬送源は所定の出力値(単位時間当たりの回転数)以上で作動することが好ましい。空気搬送源の出力が所定の出力値未満であれば、決めた量未満の流量の外気が導出口から収容室側ひいては内部温度センサ側に進入するため、判定処理の判定精度が低下するおそれがあるためである。   In the filter clogging determination process, it is preferable that the air conveyance source operates at a predetermined output value (the number of rotations per unit time) or more. If the output of the air conveyance source is less than a predetermined output value, outside air with a flow rate less than the determined amount enters the storage chamber side and then the internal temperature sensor side from the outlet, and there is a possibility that the determination accuracy of the determination process may be lowered. Because there is.

以下、本発明の実施例1について図1〜図3を参照して具体的に説明する。本実施例に係る燃料電池装置は、高分子型の固体電解質を有する燃料電池であり、ケース1を有する。ケース1は箱形状をなしており、天井壁1uと底壁1dと第1側面壁1cと第2側面壁1eとを少なくとも有する。ケース1は、収容室10と、収容室10と外気とを連通する導入口11と、収容室10と外気とを連通する導出口12とを有する。導出口12は第1側面壁1cの上部に形成されている。導入口11は第2側面壁1eの下部に形成されており、収容室10を換気させる換気口として機能する。これにより収容室10の下部から上部に向けて流れることにより熱源から受熱できる上向きの空気流が形成される。なお、導出口12で形成される換気口は、万一のガス洩れ発生時に有利である。   Embodiment 1 of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS. The fuel cell device according to this example is a fuel cell having a polymer type solid electrolyte and has a case 1. The case 1 has a box shape and has at least a ceiling wall 1u, a bottom wall 1d, a first side wall 1c, and a second side wall 1e. The case 1 includes a storage chamber 10, an introduction port 11 that communicates the storage chamber 10 and the outside air, and a lead-out port 12 that communicates the storage chamber 10 and the outside air. The outlet 12 is formed in the upper part of the first side wall 1c. The introduction port 11 is formed in the lower part of the second side wall 1e and functions as a ventilation port for ventilating the storage chamber 10. Thus, an upward air flow that can receive heat from the heat source is formed by flowing from the lower part to the upper part of the storage chamber 10. Note that the ventilation port formed by the outlet 12 is advantageous in the event of a gas leak.

ケース1の導入口11には、通気性を有する空気浄化用のフィルタ2が設けられている。外気に含まれる塵埃等はフィルタ2により除去される。ケース1の収容室10には空気搬送源3が配置されている。空気搬送源3は、換気を促進させる換気ファンとして機能し、フィルタ2に対面するように設けられている。空気搬送源3は、外気の空気をフィルタ2を通過させるように矢印X1方向に吸引させ、更に、吸引した空気を収容室10に流し、導出口12から矢印X2方向に外部19に導出させる。   An air purifying filter 2 having air permeability is provided at the inlet 11 of the case 1. Dust and the like contained in the outside air are removed by the filter 2. An air conveyance source 3 is disposed in the housing chamber 10 of the case 1. The air conveyance source 3 functions as a ventilation fan that promotes ventilation, and is provided so as to face the filter 2. The air conveyance source 3 sucks outside air in the direction of the arrow X1 so as to pass through the filter 2, and further flows the sucked air into the housing chamber 10 to be led out from the outlet 12 to the outside 19 in the direction of the arrow X2.

ケース1の収容室10に配置されている燃料電池システム4は、複数の燃料電池で形成されたスタック40と、改質器42と、電気機器として機能するインバータ44とを主要要素として有する。スタック40、改質器42およびインバータ44は、発電運転時において、収容室10に熱を放出させる熱源として機能することができる。スタック40は、収容室10の上部に配置されている。インバータ44はスタック40の下側に配置されている。改質器42はスタック40およびインバータ44の横側に配置されている。改質器42は、改質器を加熱する燃焼バーナを有する燃焼部と、改質用水を水蒸気化させる蒸発部と、蒸発部で形成された水蒸気を用いて燃料原料を改質させる改質部とを有する。   The fuel cell system 4 disposed in the housing chamber 10 of the case 1 includes a stack 40 formed by a plurality of fuel cells, a reformer 42, and an inverter 44 functioning as an electric device as main components. The stack 40, the reformer 42, and the inverter 44 can function as a heat source that releases heat to the storage chamber 10 during a power generation operation. The stack 40 is disposed on the upper part of the storage chamber 10. The inverter 44 is disposed on the lower side of the stack 40. The reformer 42 is disposed on the side of the stack 40 and the inverter 44. The reformer 42 includes a combustion section having a combustion burner for heating the reformer, an evaporation section for steaming the reforming water, and a reforming section for reforming the fuel material using the steam formed by the evaporation section. And have.

燃料電池システム4が発電運転するにあたり、空気搬送源3が作動する。すると、外気の空気が矢印X1方向に吸引され、導入口11のフィルタ2を通過して収容室10に搬送され、ケース1の収容室10の内部を通過する。この場合、吸引された空気は、インバータ44、スタック40および改質器42等の熱源を冷却させつつ、すなわち、インバータ44、スタック40および改質器42等の熱源からの放熱を受熱して昇温されつつ、収容室10を流れ、導出口12に向かう。昇温された空気は、導出口12から矢印X2方向に導出され、ケース1の外部19に放出される。   When the fuel cell system 4 performs a power generation operation, the air conveyance source 3 operates. Then, outside air is sucked in the direction of the arrow X 1, passes through the filter 2 of the inlet 11, is transported to the storage chamber 10, and passes through the interior of the storage chamber 10 of the case 1. In this case, the sucked air rises while cooling heat sources such as the inverter 44, the stack 40, and the reformer 42, that is, receiving heat radiation from the heat sources such as the inverter 44, the stack 40, and the reformer 42. While being heated, it flows through the storage chamber 10 toward the outlet 12. The heated air is led out from the outlet 12 in the direction of the arrow X2 and discharged to the outside 19 of the case 1.

ここで、収容室10に吸引された空気は、図略のカソードガスポンプにより、カソードガスとしてスタック40の燃料電池のカソードに供給され、発電反応に使用される。また、収容室10に吸引された空気は、図略のポンプにより、改質器42の燃焼バーナに供給され、燃焼用原料を燃焼させ、改質器42を加熱させる。加熱された改質器42は、図略の燃料原料通路から供給された燃料原料を改質させてアノードガスを生成させる。生成されたアノードガスは、図略のアノードガス通路を介してスタック40の燃料電池のアノードに供給され、発電反応に使用される。   Here, the air sucked into the storage chamber 10 is supplied as a cathode gas to the cathode of the fuel cell of the stack 40 by a cathode gas pump (not shown) and used for a power generation reaction. In addition, the air sucked into the storage chamber 10 is supplied to a combustion burner of the reformer 42 by a pump (not shown) to burn the combustion raw material and heat the reformer 42. The heated reformer 42 reforms the fuel raw material supplied from a fuel raw material passage (not shown) to generate anode gas. The produced anode gas is supplied to the anode of the fuel cell in the stack 40 through an anode gas passage (not shown) and used for a power generation reaction.

図1に示すように、収容室10の内部温度を判定する内部温度センサ5が設けられている。導入口11から導出口12に向けて収容室10を流れる室内空気流の流路において、内部温度センサ5が設けられている。具体的には、内部温度センサ5は、室内空気流が外気に導出される導出口12に対面するように、収容室10の内部の上部に設けられている。燃料電池システム4を構成する部品であるスタック40、インバータ44、改質器42等といった熱源から放出された熱を受熱して昇温された空気が導出口12から矢印X2方向にケース1の外部19に導出されるとき、内部温度センサ5は、導出口12よりも上流(導出口12の直前)を流れる空気の温度を検知する。このため内部温度センサ5で検知される収容室10の内部温度は、外気温度よりも高温となる。   As shown in FIG. 1, an internal temperature sensor 5 that determines the internal temperature of the storage chamber 10 is provided. An internal temperature sensor 5 is provided in the flow path of the indoor airflow that flows through the storage chamber 10 from the inlet 11 toward the outlet 12. Specifically, the internal temperature sensor 5 is provided in the upper part of the interior of the storage chamber 10 so as to face the outlet 12 through which the indoor air flow is led out to the outside air. The air heated by receiving heat released from heat sources such as the stack 40, the inverter 44, the reformer 42, and the like, which are components constituting the fuel cell system 4, is supplied from the outlet 12 to the outside of the case 1 in the direction of the arrow X2. When led to 19, the internal temperature sensor 5 detects the temperature of the air flowing upstream from the outlet 12 (immediately before the outlet 12). For this reason, the internal temperature of the storage chamber 10 detected by the internal temperature sensor 5 is higher than the outside air temperature.

ここで、空気搬送源3が作動している限り、収容室10の昇温された空気が導出口12から外部19に導出されるため、外部19の外気が導出口12から収容室10に進入することが抑制される。よって、導出口12から収容室10に進入する外気が内部温度センサ5の温度検知精度に影響を与えることが抑制される。このため目詰まり判定処理の判定精度が確保される。この意味において、フィルタ2の目詰まり判定処理において、空気搬送源3は所定の出力値(単位時間当たりの回転数)以上で作動することが好ましい。空気搬送源3の出力が所定の出力値未満であれば、外気が導出口12から内部温度センサ5側に進入するため、判定処理の判定精度が低下するおそれがある。なお、所定の出力値については、固定値として予め設定されていても良いし、ケース1の設置場所等に応じてリモコン等の設定器105からユーザまたはメンテナンス者が設定することにしても良い。   Here, as long as the air conveyance source 3 is operating, the heated air in the accommodation chamber 10 is led out to the outside 19 from the outlet 12, so that the outside air from the outside 19 enters the accommodation chamber 10 through the outlet 12. Is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the outside air entering the storage chamber 10 from the outlet 12 from affecting the temperature detection accuracy of the internal temperature sensor 5. For this reason, the determination accuracy of the clogging determination process is ensured. In this sense, in the clogging determination process of the filter 2, it is preferable that the air conveyance source 3 operates at a predetermined output value (the number of rotations per unit time) or more. If the output of the air conveyance source 3 is less than a predetermined output value, the outside air enters the internal temperature sensor 5 side from the outlet 12, so that the determination accuracy of the determination process may be reduced. Note that the predetermined output value may be set in advance as a fixed value, or may be set by a user or a maintenance person from the setting device 105 such as a remote controller in accordance with the installation location of the case 1 or the like.

燃料電池システム4におけるスタック40、インバータ44、改質器42、更には図略のポンプ、空気搬送源3等といった放熱する熱源から放出された熱を受熱して昇温された空気は、導出口12から導出される。このため内部温度センサ5は、燃料電池システム4の熱源から放出される熱を考慮することができる。ケース1の外部19の外気の外気温度を判定する外気温度センサ6が設けられている。外気温度センサ6は、フィルタ2の上流に位置するようにケース1の外面側に配置されている。   In the fuel cell system 4, the air heated by receiving heat released from a heat source that radiates heat, such as the stack 40, the inverter 44, the reformer 42, the pump (not shown), and the air carrier 3, 12 is derived. For this reason, the internal temperature sensor 5 can take into account the heat released from the heat source of the fuel cell system 4. An outside air temperature sensor 6 for determining the outside air temperature of the outside air outside the case 1 is provided. The outside air temperature sensor 6 is disposed on the outer surface side of the case 1 so as to be located upstream of the filter 2.

さて、燃料電池システム4が発電運転しているとき等において、収容室10の内部温度と外気温度との間には、ある相関関係が存在する。冬季等のように外気温度が低温であれば、収容室10の内部温度はそれに応じて低温となる傾向がある。夏季等のように外気温度が高温であれば、収容室10の内部温度はそれに応じて高温となる傾向がある。更に、燃料電池システム4が発電運転している場合には、熱源からの放熱により収容室10の内部温度が昇温される。更にまた、フィルタ2の目詰まりが進行していないときには、フィルタ2を通過して収容室10に進入する空気の流量が確保され、収容室10の熱こもりが抑えられ、内部温度の昇温の程度が抑制される傾向がある。これに対して、フィルタ2の目詰まりが進行しているときには、フィルタ2を通過して収容室10に進入する空気の流量が減少する傾向があり、収容室10の熱こもりが進行し、内部温度が昇温される傾向がある。   Now, when the fuel cell system 4 is in a power generation operation, a certain correlation exists between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature. If the outside air temperature is low, such as in winter, the internal temperature of the storage chamber 10 tends to be low accordingly. If the outside air temperature is high, such as in summer, the internal temperature of the storage chamber 10 tends to become high accordingly. Furthermore, when the fuel cell system 4 is in a power generation operation, the internal temperature of the accommodation chamber 10 is raised by heat radiation from the heat source. Furthermore, when the clogging of the filter 2 is not progressing, the flow rate of the air that passes through the filter 2 and enters the storage chamber 10 is ensured, the heat accumulation in the storage chamber 10 is suppressed, and the internal temperature is increased. The degree tends to be suppressed. On the other hand, when the filter 2 is clogged, the flow rate of the air that passes through the filter 2 and enters the storage chamber 10 tends to decrease. The temperature tends to rise.

図2は、収容室10の内部温度と外気温度との間に存在する相関関係の一例を示す。この場合、特性線K1は一次関数的であるが、2次関数的としても良い。図2において横軸は外気温度を示し、縦軸は収容室10の内部温度を示す。図2に示す特性を示すマップが制御部100のメモリの所定のエリアに格納されている。図2においては、閾値を示す特性線K1よりも下方の領域KAでは、フィルタ2の目詰まりが進行しておらず、フィルタ2の通気性が確保されており、フィルタ2を通過する単位時間当たりの空気の流量が確保されている。よって領域KAでは、外気温度が上昇したとしても、収容室10の熱こもりが抑制され、収容室10の内部温度の上昇は抑えられる。このように領域KAであれば、フィルタ2の目詰まりが少なく、フィルタ2をメンテナンスするまでもない。   FIG. 2 shows an example of a correlation that exists between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature. In this case, the characteristic line K1 is a linear function, but may be a quadratic function. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the outside air temperature, and the vertical axis indicates the internal temperature of the storage chamber 10. A map showing the characteristics shown in FIG. 2 is stored in a predetermined area of the memory of the control unit 100. In FIG. 2, in the area KA below the characteristic line K <b> 1 indicating the threshold value, the clogging of the filter 2 does not proceed, the air permeability of the filter 2 is ensured, and the per unit time passing through the filter 2 is per unit time. The air flow rate is secured. Therefore, in the region KA, even if the outside air temperature rises, the heat accumulation in the storage chamber 10 is suppressed, and the increase in the internal temperature of the storage chamber 10 is suppressed. Thus, if it is area | region KA, there is little clogging of the filter 2 and it is not necessary to maintain the filter 2. FIG.

これに対して、閾値を示す特性線K1よりも上方の領域KBでは、フィルタ2の目詰まりが進行しており、フィルタ2の通気性が低下している。領域KBでは、フィルタ2を通過する単位時間当たりの空気の流量が低下しており、外気温度の昇温に対して、収容室10の内部温度が上昇する率が高く、収容室10の熱こもりが誘発され易い。このように領域KBでは、外気温度の昇温に比較して収容室10の内部温度の昇温が促進される。このような領域KBであれば、フィルタ2の目詰まりが進行しており、フィルタ2を速やかにメンテナンスすることが好ましい。   On the other hand, in the region KB above the characteristic line K1 indicating the threshold value, the filter 2 is clogged, and the air permeability of the filter 2 is reduced. In the region KB, the flow rate of air per unit time passing through the filter 2 is reduced, and the rate at which the internal temperature of the storage chamber 10 rises with respect to the rise in the outside air temperature is high. Is easily induced. As described above, in the region KB, the temperature increase of the internal chamber 10 is promoted compared to the temperature increase of the outside air. If it is such area | region KB, clogging of the filter 2 is advancing and it is preferable to maintain the filter 2 rapidly.

このため制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理を実行するにあたり、収容室10の内部温度と外気温度とを検知する。収容室10の内部温度と外気温度との関係が領域KBであれば、フィルタ2の目詰まりが進行しており、制御部100は、フィルタ2のメンテナンス時期が近い旨を、ユーザのリモコンまたは管理センターの制御装置に報知する報知信号を出力する。なお、収容室10の内部温度と外気温度との関係が領域KAであれば、フィルタ2の目詰まりがあまり進行しておらず、フィルタ2は正常範囲であり、特に支障がない限り、フィルタ2をメンテナンスさせずとも良い。   Therefore, the control unit 100 detects the internal temperature and the outside air temperature of the storage chamber 10 when executing the clogging determination process of the filter 2. If the relationship between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature is the region KB, the clogging of the filter 2 has progressed, and the control unit 100 confirms that the maintenance time of the filter 2 is near to the user's remote control or management. A notification signal to notify the control device of the center is output. If the relationship between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature is the region KA, the filter 2 is not clogged so much, and the filter 2 is in the normal range. It is not necessary to maintain.

更に説明を加える。収容室10の内部温度は、基本的には、(a)収容室10に配置されている燃料電池システム4における熱源から単位時間当たり収容室10への放熱量、(b)収容室10にフィルタ2を介して流入した単位時間当たり外気の流量、(c)収容室10にフィルタ2を介して流入する外気の温度の影響を受ける。従って、収容室10に配置されている燃料電池システム4の熱源から単位時間当たり収容室10への放熱量が既知であれば、具体的に、燃料電池システム4の発電出力が既知であれば、収容室10の内部温度と外気温度とを求めれば、収容室10にフィルタ2を介して流入した単位時間当たり外気の流量が推定される。   Further explanation will be added. The internal temperature of the storage chamber 10 basically includes (a) the amount of heat released from the heat source in the fuel cell system 4 disposed in the storage chamber 10 to the storage chamber 10 per unit time, and (b) the filter in the storage chamber 10. 2 and (c) the temperature of the outside air flowing into the storage chamber 10 via the filter 2. Therefore, if the amount of heat released from the heat source of the fuel cell system 4 disposed in the storage chamber 10 to the storage chamber 10 per unit time is known, specifically, if the power generation output of the fuel cell system 4 is known, If the internal temperature and the outside air temperature of the storage chamber 10 are obtained, the flow rate of the outside air per unit time flowing into the storage chamber 10 via the filter 2 is estimated.

ここで、収容室10にフィルタ2を介して流入した単位時間当たり外気の流量は、基本的には、空気搬送源3の出力と、フィルタ2の空気通過率(フィルタ2の目詰まりに相当)とに影響を受ける。故に、空気搬送源3の出力が既知であれば、収容室10の内部温度と外気温度とを求めれば、フィルタ2の空気通過率、すなわち、フィルタ2の目詰まりの進行の程度が間接的に推定される。なお本実施例によれば、フィルタ2の目詰まり判定処理が実行されているときには、判定精度を高めるためには、スタック40の発電出力をほぼ一定値または一定領域に維持させておくことが好ましい。空気搬送源3の出力をほぼ一定値または一定領域に維持させておくことが好ましい。   Here, the flow rate of outside air per unit time flowing into the storage chamber 10 via the filter 2 is basically the output of the air carrier 3 and the air passage rate of the filter 2 (corresponding to clogging of the filter 2). And affected. Therefore, if the output of the air conveyance source 3 is known, the air passage rate of the filter 2, that is, the degree of progress of clogging of the filter 2 is indirectly determined by obtaining the internal temperature and the outside air temperature of the storage chamber 10. Presumed. Note that, according to the present embodiment, when the clogging determination process of the filter 2 is being performed, in order to increase the determination accuracy, it is preferable to maintain the power generation output of the stack 40 at a substantially constant value or a constant region. . It is preferable to maintain the output of the air conveyance source 3 at a substantially constant value or a constant region.

一般的な燃料電池装置によれば、燃料電池システム4の発電運転の制御のため、ケース1の収容室10の内部温度を判定する内部温度センサ5、外気温度を判定する外気温度センサ6が従来から装備されている。このようにフィルタ2の目詰まりを判定するにあたり、従来から装備されている内部温度センサ5および外気温度センサ6を有効に利用することができる。このため風速センサ等の特別なセンサを収容室10に設けずとも良い利点が得られる。   According to a general fuel cell device, an internal temperature sensor 5 for determining the internal temperature of the housing chamber 10 of the case 1 and an external temperature sensor 6 for determining the external temperature are conventionally used for controlling the power generation operation of the fuel cell system 4. Equipped from. As described above, when the clogging of the filter 2 is determined, the internal temperature sensor 5 and the outside air temperature sensor 6 which are conventionally provided can be effectively used. For this reason, the advantage which does not need to provide special sensors, such as a wind speed sensor, in the storage chamber 10 is acquired.

ところで、収容室10の内部温度が高い場合には、収容室10の内部温度と外気温度との差が増加する。このため内部温度が低温であり、内部温度と外気温度との差が実質的にない場合に比較して、フィルタ2の目詰まりを判定する目詰まり判定処理における判定精度を高め易い。そこで、燃料電池システム4が発電運転しているとき、制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理を実行することが好ましい。フィルタ2の目詰まり判定処理における判定精度を更に高めるため、空気搬送源3の出力を一定値または一定領域に維持させることが好ましい。従って制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理を実行するときには、燃料電池システム4を連続的に発電運転(定格運転)させることができる。燃料電池システム4の熱源からの放熱量および空気搬送源3の出力の大きな変動が抑制されるためである。なお、定格運転とは、そのシステムで連続的に運転でき且つ製造者が保証する上限の発電出力で運転することを意味し、カタログ、銘板等に記載されている。   By the way, when the internal temperature of the storage chamber 10 is high, the difference between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature increases. For this reason, compared with the case where the internal temperature is low and there is substantially no difference between the internal temperature and the outside air temperature, it is easy to improve the determination accuracy in the clogging determination process for determining clogging of the filter 2. Therefore, it is preferable that the control unit 100 performs the clogging determination process for the filter 2 when the fuel cell system 4 is in a power generation operation. In order to further improve the determination accuracy in the clogging determination process of the filter 2, it is preferable to maintain the output of the air conveyance source 3 at a constant value or a constant region. Therefore, the control unit 100 can continuously perform the power generation operation (rated operation) of the fuel cell system 4 when executing the clogging determination process of the filter 2. This is because large fluctuations in the heat dissipation amount from the heat source of the fuel cell system 4 and the output of the air carrier source 3 are suppressed. The rated operation means that the system can be operated continuously with the power generation output at the upper limit guaranteed by the manufacturer, and is described in catalogs, nameplates, and the like.

収容室10に配置されている燃料電池システム4における熱源としては、スタック40、改質器42およびインバータ44が例示される。更には、図示しないものの空気搬送源3、ポンプ等の機械要素が例示される。従って、これらの熱源が作動しているときには、スタック40、改質器42、インバータ44といった熱源からの放熱が期待され、収容室10の内部温度が昇温する。このため前述したように燃料電池システム4の発電運転時において、制御部100はフィルタ2の目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。殊に、スタック40の発電出力を一定または一定領域に維持させた状態で、制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。その理由としては、スタック40、改質器42およびインバータ44からの放熱量の大きな変動を抑制でき、目詰まり判定処理における判定精度を向上させ得るためである。   Examples of the heat source in the fuel cell system 4 disposed in the storage chamber 10 include a stack 40, a reformer 42, and an inverter 44. Furthermore, although not shown, mechanical elements such as an air conveyance source 3 and a pump are illustrated. Therefore, when these heat sources are operating, heat radiation from the heat sources such as the stack 40, the reformer 42, and the inverter 44 is expected, and the internal temperature of the storage chamber 10 rises. For this reason, as described above, it is preferable that the control unit 100 execute the clogging determination process of the filter 2 during the power generation operation of the fuel cell system 4. In particular, it is preferable that the control unit 100 execute the clogging determination process of the filter 2 in a state where the power generation output of the stack 40 is maintained in a constant or constant region. The reason is that large fluctuations in the heat release from the stack 40, the reformer 42, and the inverter 44 can be suppressed, and the determination accuracy in the clogging determination process can be improved.

本実施例によれば、燃料電池システム4が発電運転を停止させる停止処理を実行しているときにおいても、目詰まり判定処理を実行させても良い。この場合、スタック40へのアノードガスおよびカソードガスの供給が停止されており、スタック40の発電運転および改質器42の改質運転が停止されているものの、高温の改質器42を冷却すべく、冷却用の空気を改質器42に供給している。この場合においても、スタック40、改質器42、インバータ44等といった熱源の余熱が収容室10に存在する。このためケース1の収容室10の内部温度が高くなり、収容室10の内部温度と外気温度との差が増加し、目詰まり判定精度が確保される。停止処理を実行している場合に、フィルタ2のメンテナンスが必要と判定されたときには、燃料電池システム4の発電運転自体は停止されているため、空気搬送源3を停止させてフィルタ2を速やかにメンテナンスすることができる利点が挙げられる。   According to the present embodiment, the clogging determination process may be executed even when the fuel cell system 4 is executing the stop process for stopping the power generation operation. In this case, the supply of the anode gas and the cathode gas to the stack 40 is stopped, and the power generation operation of the stack 40 and the reforming operation of the reformer 42 are stopped, but the high-temperature reformer 42 is cooled. Therefore, cooling air is supplied to the reformer 42. Even in this case, the residual heat of the heat sources such as the stack 40, the reformer 42, the inverter 44, and the like exists in the storage chamber 10. For this reason, the internal temperature of the storage chamber 10 of the case 1 is increased, the difference between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature is increased, and clogging determination accuracy is ensured. When it is determined that maintenance of the filter 2 is necessary when the stop process is being executed, the power generation operation itself of the fuel cell system 4 is stopped, so the air carrier 3 is stopped and the filter 2 is quickly moved. There is an advantage that maintenance is possible.

なお、システムの起動運転時には、上記したスタック40、改質器42、インバータ44等といった熱源の温度が低めであるため、収容室10における放熱が少なく、収容室10の内部温度と外気温度との差が少な目となる。この場合、フィルタ2目詰まりを判定する目詰まり判定処理における判定精度を高めにくい傾向がある。但し、場合によっては、システムの起動運転時に目詰まり判定処理を実行させても良い。   During the system start-up operation, the temperature of the heat source such as the stack 40, the reformer 42, the inverter 44, etc. is low, so that heat is not radiated in the storage chamber 10 and the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature are reduced. The difference is small. In this case, there is a tendency that it is difficult to increase the determination accuracy in the clogging determination process for determining the filter 2 clogging. However, in some cases, the clogging determination process may be executed during the startup operation of the system.

図3は、制御部100が実行する制御則を表すフローチャートを示す。フローチャートはこれに限定されるものではない。まず、制御部100は、フィルタ2の前回のメンテナンスから経過している経過時間等の情報を読み込み(ステップS102)。制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理を実施する時期が到達した否かを判定する(ステップS104)。前回のフィルタメンテナンスからの一定時間が経過した後に、フィルタ2の目詰まり判定処理を実施することが好ましいためである。フィルタ2の目詰まり判定処理を実施する時期が到達していれば、制御部100は、燃料電池システム4が発電しているか否かについて判定する(ステップS106)。目詰まり判定処理を実施する時期が到達していたとしても、システム4が発電中でなければ(ステップS106のNO)、高い判定精度が得られにくいため、制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理を開始させることなく、メインルーチンにリターンする。   FIG. 3 is a flowchart showing a control law executed by the control unit 100. The flowchart is not limited to this. First, the control unit 100 reads information such as the elapsed time that has elapsed since the previous maintenance of the filter 2 (step S102). The control unit 100 determines whether or not the time for performing the clogging determination process for the filter 2 has arrived (step S104). This is because it is preferable to perform the clogging determination process for the filter 2 after a certain time has elapsed since the previous filter maintenance. If the time for performing the clogging determination process for the filter 2 has arrived, the control unit 100 determines whether or not the fuel cell system 4 is generating power (step S106). Even when the time for performing the clogging determination process has arrived, if the system 4 is not generating power (NO in step S106), it is difficult to obtain high determination accuracy, so the control unit 100 clogs the filter 2. Return to the main routine without starting the determination process.

フィルタ2の目詰まり判定処理を実施する時期が到達していること、燃料電池システム4が発電運転中であることの条件が満足されるとき(ステップS106のYES)、制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理を開始させる信号を出力する(ステップS108)。これにより制御部100はスタック40の発電出力を一定化または一定領域に維持させる信号を出力すると共に、空気搬送源23の出力(単位時間あたりの回転数)を一定化または一定領域に維持させる信号を出力する。   When the time for performing the clogging determination process for the filter 2 has arrived and the condition that the fuel cell system 4 is in the power generation operation is satisfied (YES in step S106), the control unit 100 determines that the filter 2 A signal for starting the clogging determination process is output (step S108). As a result, the control unit 100 outputs a signal for making the power generation output of the stack 40 constant or maintaining it in a constant region, and also for making the output (the number of revolutions per unit time) of the air carrier source 23 constant or keeping it in a constant region. Is output.

更に、制御部100は、収容室10の内部温度が安定するまで一定時間待機する(ステップS110)。更に、外気温度センサ6により外気温度を検知するとともに、内部温度センサ5により収容室10の内部温度を検知する(ステップS112)。制御部100は、内部温度および外気温度に基づいて、図2に示すマップを参照する(ステップS114)。更に、このマップに基づいて、制御部100はフィルタ2の目詰まりの進行の程度を判定する(ステップS116)。フィルタ2が正常であれば、メインルーチンにリターンする。フィルタ2の目詰まりの進行の程度がメンテナンスを必要とするときには、制御部100はフィルタ2のメンテナンス必要と判定する。   Further, the control unit 100 waits for a predetermined time until the internal temperature of the storage chamber 10 is stabilized (step S110). Further, the outside temperature sensor 6 detects the outside temperature, and the inside temperature sensor 5 detects the internal temperature of the storage chamber 10 (step S112). The control unit 100 refers to the map shown in FIG. 2 based on the internal temperature and the outside air temperature (step S114). Furthermore, based on this map, the control unit 100 determines the degree of progress of clogging of the filter 2 (step S116). If the filter 2 is normal, the process returns to the main routine. When the degree of progress of clogging of the filter 2 requires maintenance, the control unit 100 determines that maintenance of the filter 2 is necessary.

制御部100は、待機(ステップS116)した後、上記したフィルタ2の目詰まり判定処理を所定回数(M回)まで繰り返す(ステップS120)。目詰まり判定処理においてメンテナンス必要と判定される合計回数が連続して所定回数(M回)であれば(ステップS120のYES)、制御部100はフィルタ2のメンテナンスが必要である旨を決定する(ステップS122)。そして、制御部100はその決定をユーザのリモコンまたは管理センターの制御装置に報知する(ステップS124)。これによりフィルタ2のメンテナンスが実行される。   After waiting (step S116), the control unit 100 repeats the clogging determination process for the filter 2 up to a predetermined number of times (M times) (step S120). If the total number of times determined to require maintenance in the clogging determination process is a predetermined number of times (M times) continuously (YES in step S120), the control unit 100 determines that maintenance of the filter 2 is required ( Step S122). And the control part 100 alert | reports the determination to a user's remote control or the control apparatus of a management center (step S124). Thereby, the maintenance of the filter 2 is executed.

更に、メンテナンスが実行されるまで、システム4を発電運転させることがある。このため、制御部100は、フィルタ2の目詰まりの程度を複数段階(大中小)に判定する。それ以降の発電運転のため、制御部100は補正処理を実行する。補正処理では、フィルタ2の目詰まりが小であれば(ステップS130)、制御部100は加算値α1を設定し(ステップS132)、空気搬送源3に指示される単位時間あたりの回転数Nに対してα1ぶん加算させた値を設定値とする(ステップS134)。フィルタ2の目詰まりが中であれば(ステップS140)、それ以降の発電運転のため、補正処理を実行する。補正処理では、制御部100は加算値α2を設定し(ステップS142)、空気搬送源3に指示される単位時間あたりの回転数Nに対してα2ぶん加算させた値を設定値とする(ステップS144)。フィルタ2の目詰まりが大であれば(ステップS150)、加算値α3を設定し(ステップS152)、空気搬送源3に指示される単位時間あたりの回転数Nに対してα3ぶん加算させた値を設定値とする(ステップS154)。このように加算して補正すれば、フィルタ2の目詰まりが進行しているときであっても、フィルタ2の目詰まりの進行が考慮され、空気搬送源3の出力(単位時間あたりの回転数)が加算されて増加される。故に、フィルタ2の目詰まりが進行しているときであっても、制御部100は、フィルタ2を通過させて収容室10に流入させる単位時間あたりの空気の流量を確保させることができ、燃料電池システム4の発電運転を良好に実行できし、所望の発電出力を確保することができる。フィルタ2のメンテナンスが実行された場合には、上記した加算はキャンセルされる。   Furthermore, the system 4 may be operated for power generation until maintenance is performed. For this reason, the control unit 100 determines the degree of clogging of the filter 2 in a plurality of stages (large, medium, and small). For power generation operation thereafter, the control unit 100 executes correction processing. In the correction process, if the clogging of the filter 2 is small (step S130), the control unit 100 sets the addition value α1 (step S132), and sets the rotation number N per unit time instructed to the air conveyance source 3. On the other hand, a value obtained by adding α1 is set as a set value (step S134). If the filter 2 is clogged (step S140), correction processing is executed for the subsequent power generation operation. In the correction process, the control unit 100 sets the addition value α2 (step S142), and sets a value obtained by adding α2 to the rotation speed N per unit time instructed to the air conveyance source 3 (step S142). S144). If the clogging of the filter 2 is large (step S150), an addition value α3 is set (step S152), and a value obtained by adding α3 to the rotation speed N per unit time instructed to the air conveyance source 3 Is set as a set value (step S154). By adding and correcting in this way, even when the filter 2 is clogged, the progress of clogging of the filter 2 is taken into consideration, and the output of the air conveyance source 3 (the number of rotations per unit time). ) Is added and increased. Therefore, even when the filter 2 is clogged, the control unit 100 can ensure the flow rate of air per unit time that passes through the filter 2 and flows into the storage chamber 10. The power generation operation of the battery system 4 can be executed satisfactorily, and a desired power generation output can be ensured. When the maintenance of the filter 2 is executed, the above addition is canceled.

なお、フィルタ2のメンテナンスが必要と判定されるものの、その判定が連続されないときには、判定がノイズの影響を受けている可能性があるため、制御部100はフィルタ2のメンテナンスが必要である旨の決定をせずに、メインルーチンにリターンする(ステップS128のNO)。なお、制御部100は補正処理を実施しているが、これに限らず、補正処理を実施しなくても良い。   If it is determined that the maintenance of the filter 2 is necessary, but the determination is not continued, the determination may be affected by noise, so the control unit 100 indicates that the maintenance of the filter 2 is necessary. Return to the main routine without making a decision (NO in step S128). In addition, although the control part 100 is implementing the correction process, it is not restricted to this and does not need to implement a correction process.

図4は実施例2を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、高分子型の固体電解質を有する燃料電池である。本実施例によれば、スタック40の発電出力がW1のとき、スタック40の発電出力がW2(W2>W1)のとき、スタック40の発電出力がW3(W3>W2)のときには、図4に示すマップを用いる。制御部100は、スタック40の発電出力をW1に設定した状態でフィルタ2の第1回目の目詰まり判定処理を実行し、その後、スタック40の発電出力をW2に設定した状態でフィルタ2の第2回目の目詰まり判定処理を実行し、その後、スタック40の発電出力をW3に設定した状態でフィルタ2の第3回目の目詰まり判定処理を実行する。あるいは、W3,W2,W1の順に実行しても良い。スタック40の発電出力を変化させた複数の目詰まり判定処理において、収容室10の内部温度と外気温度との関係が領域KBである場合には、フィルタ2の目詰まりが進行している。そこで制御部100は、フィルタ2のメンテナンス時期が近い旨を、ユーザのリモコンまたは管理センターの制御装置に報知する報知信号を出力する。このようにスタック40の発電出力を複数段階に変更させた状態で、すなわち、収容室10における熱源の放熱量を複数段階に変更させた状態で、目詰まり判定処理をそれぞれ実行するため、判定精度を向上させるのに貢献できる。   FIG. 4 shows a second embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same operation and effect as the first embodiment, and is a fuel cell having a polymer type solid electrolyte. According to the present embodiment, when the power generation output of the stack 40 is W1, the power generation output of the stack 40 is W2 (W2> W1), and the power generation output of the stack 40 is W3 (W3> W2), FIG. Use the map shown. The control unit 100 executes the first clogging determination process of the filter 2 with the power generation output of the stack 40 set to W1, and then performs the first clogging determination process of the filter 2 with the power generation output of the stack 40 set to W2. The second clogging determination process is executed, and then the third clogging determination process of the filter 2 is executed with the power generation output of the stack 40 set to W3. Or you may perform in order of W3, W2, W1. In a plurality of clogging determination processes in which the power generation output of the stack 40 is changed, the clogging of the filter 2 is progressing when the relationship between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature is the region KB. Therefore, the control unit 100 outputs a notification signal that notifies the user's remote control or the control device of the management center that the maintenance time of the filter 2 is almost over. In this way, the clogging determination process is executed in a state where the power generation output of the stack 40 is changed in a plurality of stages, that is, in a state where the heat radiation amount of the heat source in the storage chamber 10 is changed in a plurality of stages. Can contribute to the improvement.

なお、スタック40の発電出力が高い方が、スタック40、改質器42およびインバータ44といった熱源からの放熱量が高いため、収容室10の内部温度が上昇し、内部温度と外気温度との差を大きくでき、目詰まり判定処理における判定精度を高めることができる。このため万一、スタック40の発電出力が異なる場合において異なる判定結果が得られる場合には、制御部100は、スタック40の発電出力が低い場合における判定結果よりも、スタック40の発電出力が高い場合における判定結果を優先させることもできる。但し、これに限定されない。   Note that the higher the power generation output of the stack 40, the higher the amount of heat released from the heat sources such as the stack 40, the reformer 42, and the inverter 44. The determination accuracy in the clogging determination process can be increased. For this reason, if different determination results are obtained when the power generation output of the stack 40 is different, the control unit 100 has a higher power generation output of the stack 40 than the determination result when the power generation output of the stack 40 is low. It is also possible to give priority to the determination result in the case. However, it is not limited to this.

図5は実施例3を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、高分子型の固体電解質を有する燃料電池である。図5に示すように、導入口11に対面するように通路形成部材18が収容室10に設けられている。通路形成部材18は、第1通風口18fおよび第2通風口18sを有する。空気搬送源3は、第1通風口18fに配置された換気ファンで形成された第1空気搬送源3fと、第2通風口18sに配置されたブロアで形成された第2空気搬送源3sとを有する。燃料電池システム4が発電運転するときには、第1空気搬送源3fおよび第2空気搬送源3sが作動するため、フィルタ2を介して外気が収容室10に吸引される。第1空気搬送源3fの作動により矢印X3方向に吸引された空気は、収容室10を流れ、インバータ44、スタック40、改質器42等といった熱源から受熱して昇温された後、導出口12から外部19に導出される。   FIG. 5 shows a third embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same operation and effect as the first embodiment, and is a fuel cell having a polymer type solid electrolyte. As shown in FIG. 5, a passage forming member 18 is provided in the storage chamber 10 so as to face the introduction port 11. The passage forming member 18 has a first ventilation port 18f and a second ventilation port 18s. The air conveyance source 3 includes a first air conveyance source 3f formed by a ventilation fan arranged at the first ventilation port 18f, and a second air conveyance source 3s formed by a blower arranged at the second ventilation port 18s. Have When the fuel cell system 4 performs a power generation operation, the first air conveyance source 3 f and the second air conveyance source 3 s are operated, so that outside air is sucked into the accommodation chamber 10 through the filter 2. The air sucked in the direction of the arrow X3 by the operation of the first air conveyance source 3f flows through the storage chamber 10, receives heat from a heat source such as the inverter 44, the stack 40, the reformer 42, etc. 12 to the outside 19.

また第、2空気搬送源3sの作動により矢印X4方向に吸引された空気は、第2空気搬送源3sのハウジング3hの吸入口3iから第2空気搬送源3sのハウジング3hの内部を通過し、第2空気搬送源3sのハウジング3hの吐出口3pから配管を介して改質器42に供給され、改質器42の燃焼バーナで燃焼用燃料を燃焼させる燃焼用空気となる。燃焼用空気等の排ガスは、配管を介して燃焼排ガスと共にケース1の排気口17から外部19に排気される。なお排気口17は導出口12に対して離れている。   Further, the air sucked in the direction of the arrow X4 by the operation of the second air conveyance source 3s passes through the inside of the housing 3h of the second air conveyance source 3s from the suction port 3i of the housing 3h of the second air conveyance source 3s, The air is supplied to the reformer 42 from the discharge port 3p of the housing 3h of the second air conveyance source 3s through the piping, and becomes combustion air for burning the combustion fuel by the combustion burner of the reformer 42. Exhaust gas such as combustion air is exhausted from the exhaust port 17 of the case 1 to the outside 19 together with the combustion exhaust gas via a pipe. The exhaust port 17 is separated from the outlet 12.

本実施例においても、制御部100が目詰まり判定処理において収容室10の内部温度と外気温度とを求めれば、フィルタ2の目詰まりの程度が間接的に判定される。目詰まり判定処理においては、判定精度を向上させるためには、スタック40の発電出力の大きな変動を抑制すると共に、空気搬送源3の出力、つまり単位時間あたりの回転数の大きな変動を抑制することが好ましい。   Also in this embodiment, if the control unit 100 obtains the internal temperature and the outside air temperature of the storage chamber 10 in the clogging determination process, the degree of clogging of the filter 2 is indirectly determined. In the clogging determination process, in order to improve the determination accuracy, a large fluctuation in the power generation output of the stack 40 is suppressed, and a large fluctuation in the output of the air conveyance source 3, that is, the rotation speed per unit time is suppressed. Is preferred.

収容室10の内部温度が過剰に高温でない限り、収容室10の内部温度が高い場合には、収容室10の内部温度と外気温度との差が増加するため、フィルタ2の目詰まりの判定精度を高め易いといえる。そこで、燃料電池システム4が発電運転しているとき、制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理を実行することが好ましい。殊に、一定の発電出力で燃料電池システム4が発電運転するように指令されているとき、すなわち、空気搬送源3f,3sを所定の出力で作動させるように空気搬送源3f,3sが指令されているとき、制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理を実行することが好ましい。このように目詰まり判定処理を実行しているときには、空気搬送源3f,3sを出力を固定させることが好ましい。その理由としては、空気搬送源3f,3sの作動に基づく単位時間あたりの外気吸引流量の変動が抑制され、ひいては目詰まり判定処理における判定精度が向上するためである。   Unless the internal temperature of the storage chamber 10 is excessively high, if the internal temperature of the storage chamber 10 is high, the difference between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature increases, so the determination accuracy of clogging of the filter 2 It can be said that it is easy to raise. Therefore, it is preferable that the control unit 100 performs the clogging determination process for the filter 2 when the fuel cell system 4 is in a power generation operation. In particular, when the fuel cell system 4 is instructed to perform a power generation operation with a constant power generation output, that is, the air transportation sources 3f and 3s are instructed to operate the air transportation sources 3f and 3s with a predetermined output. The control unit 100 preferably executes a clogging determination process for the filter 2. When the clogging determination process is being executed in this way, it is preferable to fix the output of the air conveyance sources 3f and 3s. This is because fluctuations in the outside air suction flow rate per unit time based on the operation of the air conveyance sources 3f and 3s are suppressed, and as a result, the determination accuracy in the clogging determination process is improved.

収容室10を昇温させる熱源としては、スタック40、インバータ44、燃料原料をアノードガスに改質させる改質器42、ポンプ等の機械要素が挙げられる。従って、前述したように、これらの熱源が作動している発電運転時において、制御部100が目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。   Examples of the heat source that raises the temperature of the storage chamber 10 include a stack 40, an inverter 44, a reformer 42 that reforms the fuel material into anode gas, and mechanical elements such as a pump. Therefore, as described above, it is preferable that the control unit 100 execute the clogging determination process during the power generation operation in which these heat sources are operating.

更に、燃料電池システム4が発電運転を停止させる停止処理を実行しているときにおいても、制御部100が目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。その理由としては、上記した熱源の余熱が収容室10に存在するため、収容室10の内部温度が高くなり、収容室10の内部温度と外気温度との差が増加するためである。この場合には、スタック40の発電運転が停止されており、第2空気搬送源3sの作動が停止されているものの、第1空気搬送源3fを作動させる。これにより導入口11、収容室10、導出口12を流れる室内空気流の流路を形成し、収容室10の熱源で放出された熱を含む空気の温度を内部温度センサ5が検知できるようにする。   Furthermore, it is preferable that the control unit 100 execute the clogging determination process even when the fuel cell system 4 is executing a stop process for stopping the power generation operation. The reason for this is that the residual heat of the heat source described above exists in the storage chamber 10, so that the internal temperature of the storage chamber 10 becomes high, and the difference between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature increases. In this case, although the power generation operation of the stack 40 is stopped and the operation of the second air conveyance source 3s is stopped, the first air conveyance source 3f is activated. As a result, a flow path of the indoor air flow that flows through the introduction port 11, the storage chamber 10, and the discharge port 12 is formed so that the internal temperature sensor 5 can detect the temperature of the air including the heat released by the heat source of the storage chamber 10. To do.

図6は実施例4を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、高分子型の固体電解質を有する燃料電池である。図6に示すように、ブロアで形成された空気搬送源3eが収容室10に設けられている。空気搬送源3eは、導入口11、収容室10、導出口12を流れる室内空気流の流路を形成する。内部温度センサ5は収容室10の内部温度を検知するものであり、空気搬送源3eのハウジング3hの吸入口3iに対面するように、空気搬送源3eのハウジング3hの吸入口3iの上流に配置されている。   FIG. 6 shows a fourth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same operation and effect as the first embodiment, and is a fuel cell having a polymer type solid electrolyte. As shown in FIG. 6, an air conveyance source 3 e formed of a blower is provided in the storage chamber 10. The air conveyance source 3 e forms a flow path of the indoor air flow that flows through the inlet 11, the storage chamber 10, and the outlet 12. The internal temperature sensor 5 detects the internal temperature of the housing chamber 10, and is arranged upstream of the suction port 3i of the housing 3h of the air transport source 3e so as to face the suction port 3i of the housing 3h of the air transport source 3e. Has been.

空気搬送源3eに内蔵されている送風部が作動すると、ケース1の外部19の外気がフィルタ2を通過するように収容室10に吸引され、スタック40、インバータ44および改質器42に接触してこれらから受熱されつつ、空気搬送源3eのハウジング3hの吸入口3iに吸引され、空気搬送源3eのハウジング3hの吐出口3pから配管3moを介して改質器42に供給される。ここで、吸入口3iから空気搬送源3eのハウジング3hの内部に吸引される空気は、スタック40、インバータ44等といった熱源から収容室10に放出された熱を含み、昇温されている。従って、内部温度センサ5は、スタック40、インバータ44等といった熱源から収容室10に放出された熱で昇温された空気の温度を良好に検知できる。   When the air blower incorporated in the air conveyance source 3e is activated, the outside air outside the case 19 is sucked into the storage chamber 10 so as to pass through the filter 2, and comes into contact with the stack 40, the inverter 44, and the reformer 42. While receiving heat from these, the air is sucked into the suction port 3i of the housing 3h of the air conveyance source 3e, and is supplied from the discharge port 3p of the housing 3h of the air conveyance source 3e to the reformer 42 via the pipe 3mo. Here, the air sucked into the housing 3h of the air conveyance source 3e from the suction port 3i includes the heat released from the heat source such as the stack 40 and the inverter 44 to the accommodation chamber 10, and the temperature is raised. Therefore, the internal temperature sensor 5 can satisfactorily detect the temperature of the air heated by the heat released from the heat source such as the stack 40 and the inverter 44 to the accommodation chamber 10.

改質器42に供給された空気は、改質器42の燃焼バーナに供給され、燃焼用原料を燃焼させ、改質器42を加熱させた後、導出口12から外部19に導出される。加熱された改質器42は、図略の燃料原料通路から供給された燃料原料を改質させてアノードガスを生成させる。アノードガスは図略のアノードガス通路の配管を介してスタック40のアノードに供給され、発電反応に使用される。なお、収容室10に吸引された空気は、図略のカソードガスポンプにより、カソードガスとして燃料電池のスタック40のカソードに供給され、発電反応を経たカソードオフガスは図略の配管を介して外部19に放出される。   The air supplied to the reformer 42 is supplied to the combustion burner of the reformer 42, burns the combustion raw material, heats the reformer 42, and then is led out to the outside 19 from the outlet 12. The heated reformer 42 reforms the fuel raw material supplied from a fuel raw material passage (not shown) to generate anode gas. The anode gas is supplied to the anode of the stack 40 via a pipe of an anode gas passage (not shown) and used for a power generation reaction. The air sucked into the storage chamber 10 is supplied as a cathode gas to the cathode of the stack 40 of the fuel cell by a cathode gas pump (not shown), and the cathode off-gas that has undergone a power generation reaction is sent to the outside 19 via a pipe (not shown). Released.

本実施例では、空気搬送源3eから導出された空気は配管3moを介して改質器42の燃焼部に供給され、燃焼部の燃焼排ガスは配管を介して導出口12から排気される。導出口12は、燃焼部の燃焼排ガスを排気させる燃焼排ガス出口を兼ねている。   In the present embodiment, the air derived from the air conveyance source 3e is supplied to the combustion part of the reformer 42 via the pipe 3mo, and the combustion exhaust gas from the combustion part is exhausted from the outlet 12 via the pipe. The outlet 12 also serves as a combustion exhaust outlet for exhausting the combustion exhaust gas from the combustion section.

図7は実施例5を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。本実施例に係る燃料電池装置は、発電運転温度が400℃以上、500℃以上の固体酸化物形の電解質を有する燃料電池であり、ケース1を有する。ケース1の収容室10は、仕切壁10xにより上収容室10uと下収容室10dとに分割されている。ケース1は、収容室10の下収容室10dと外気とを連通する導入口11と、下収容室10dと外気とを連通する導出口12とを有する。図7に示すように、ケース1の導入口11には、通気性を有する空気浄化用のフィルタ2が設けられている。ケース1の収容室10には空気搬送源3が配置されている。空気搬送源3は換気ファンで形成されており、フィルタ2に対面するように設けられている。空気搬送源3は、外気の空気をフィルタ2を通過させるように矢印X1方向に吸引させ、更に、吸引した空気を収容室10に流し、導出口12から矢印X2方向に外部19に導出させる。   FIG. 7 shows a fifth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the first embodiment. The fuel cell device according to this example is a fuel cell having a solid oxide electrolyte having a power generation operation temperature of 400 ° C. or higher and 500 ° C. or higher, and has a case 1. The storage chamber 10 of the case 1 is divided into an upper storage chamber 10u and a lower storage chamber 10d by a partition wall 10x. The case 1 has an introduction port 11 that communicates the lower storage chamber 10d with the outside air and an outlet 12 that communicates the lower storage chamber 10d with the outside air. As shown in FIG. 7, an air purifying filter 2 having air permeability is provided at the introduction port 11 of the case 1. An air conveyance source 3 is disposed in the housing chamber 10 of the case 1. The air conveyance source 3 is formed by a ventilation fan, and is provided so as to face the filter 2. The air conveyance source 3 sucks outside air in the direction of the arrow X1 so as to pass through the filter 2, and further flows the sucked air into the housing chamber 10 to be led out from the outlet 12 to the outside 19 in the direction of the arrow X2.

ケース1の収容室10に配置されている燃料電池システム4は、複数の燃料電池で形成されたスタック40と、改質器42と、電気機器として機能するインバータ44とを有する。改質器42は、改質用水を水蒸気化させる蒸発部と、蒸発部で形成された水蒸気を用いて燃料原料を改質させる改質部とを有する。スタック40、改質器42およびインバータ44は熱源として機能する。上収容室10uは、発電運転温度が高温のスタック40および改質器42いった熱源を配置しており、下収容室10dよりも昇温される。下収容室10dはインバータ44といった比較的低温の熱源を配置しているものの、スタック40および改質器42といった高温となる熱源を配置していないため、上収容室10dよりも低温となる。このため下収容室10dの部品は保護性が高められている。   The fuel cell system 4 disposed in the housing chamber 10 of the case 1 includes a stack 40 formed of a plurality of fuel cells, a reformer 42, and an inverter 44 that functions as an electric device. The reformer 42 includes an evaporation unit that converts the reforming water into steam, and a reforming unit that reforms the fuel material using the water vapor formed in the evaporation unit. The stack 40, the reformer 42, and the inverter 44 function as a heat source. The upper storage chamber 10u is provided with heat sources such as a stack 40 and a reformer 42 having a high power generation operation temperature, and the temperature is higher than that of the lower storage chamber 10d. Although the lower storage chamber 10d is provided with a relatively low-temperature heat source such as the inverter 44, the lower storage chamber 10d is lower in temperature than the upper storage chamber 10d because no high-temperature heat sources such as the stack 40 and the reformer 42 are provided. For this reason, the protection of the components of the lower storage chamber 10d is enhanced.

燃料電池システム4の発電運転にあたり、空気搬送源3が作動する。すると、外気の空気が矢印X1方向に吸引され、導入口11のフィルタ2を通過して下収容室10dに搬送され、下収容室10dを通過する。この場合、吸引された空気は、インバータ44から受熱しつつ、導出口12に向けて流れる。更に空気は下収容室10dの導出口12から矢印X2方向に導出され、外部19に放出される。   In the power generation operation of the fuel cell system 4, the air carrier source 3 operates. Then, outside air is sucked in the direction of the arrow X1, passes through the filter 2 of the introduction port 11, is transported to the lower storage chamber 10d, and passes through the lower storage chamber 10d. In this case, the sucked air flows toward the outlet 12 while receiving heat from the inverter 44. Further, the air is led out in the direction of the arrow X2 from the outlet 12 of the lower storage chamber 10d and discharged to the outside 19.

ここで、下収容室10dに吸引された空気は、図略のカソードガスポンプにより、カソードガスとして燃料電池のスタック40のカソードに供給される。また下収容室10dに吸引された空気は、図略のポンプにより、改質器42の燃焼バーナに供給され、燃焼用原料を燃焼させ、改質器42を加熱させる。加熱された改質器42は、図略の燃料原料通路から供給された燃料原料を改質させてアノードガスを生成させる。アノードガスは図略のアノードガス通路を介してスタック40のアノードに供給され、発電反応に使用される。   Here, the air sucked into the lower housing chamber 10d is supplied as a cathode gas to the cathode of the fuel cell stack 40 by a cathode gas pump (not shown). The air sucked into the lower housing chamber 10d is supplied to the combustion burner of the reformer 42 by a pump (not shown), burns the combustion raw material, and heats the reformer 42. The heated reformer 42 reforms the fuel raw material supplied from a fuel raw material passage (not shown) to generate anode gas. The anode gas is supplied to the anode of the stack 40 through an anode gas passage (not shown) and used for a power generation reaction.

図7に示すように、下収容室10dの内部温度を判定する内部温度センサ5が設けられている。従って、スタック40および改質器42と内部温度センサ5との間には、仕切壁10xが形成されている。よって、スタック40および改質器42が断熱壁で覆われているときであっても、発電運転時に内部が高温(例えば500℃以上)となるスタック40および改質器42からの熱影響をできるだけ回避しつつ、内部温度センサ5は検温できるため、目詰まり判定処理における判定精度を高めるのに貢献できる。なお、スタックおよび改質器42が、高い断熱性をもつ断熱壁で覆われていれば、仕切壁10xを簡素化または廃止させることもできる。   As shown in FIG. 7, an internal temperature sensor 5 for determining the internal temperature of the lower storage chamber 10d is provided. Therefore, a partition wall 10 x is formed between the stack 40 and the reformer 42 and the internal temperature sensor 5. Therefore, even when the stack 40 and the reformer 42 are covered with the heat insulating walls, the thermal effects from the stack 40 and the reformer 42 that are high in temperature (for example, 500 ° C. or more) during the power generation operation can be minimized. Since the internal temperature sensor 5 can detect the temperature while avoiding it, it can contribute to improving the determination accuracy in the clogging determination process. If the stack and the reformer 42 are covered with a heat insulating wall having high heat insulating properties, the partition wall 10x can be simplified or eliminated.

図7に示すように、導入口11から導出口12に向けて収容室10を流れる室内空気流の流路において、内部温度センサ5が設けられている。具体的には、内部温度センサ5は、収容室10を流れる室内空気流が外気に導出される導出口12に対面するように、収容室10の上部に設けられている。外気温度を判定する外気温度センサ6が設けられている。外気温度センサ6はフィルタ2に進入する外気の温度を検温するように、フィルタ2の上流に位置するようにケース1の外面側に配置されている。   As shown in FIG. 7, the internal temperature sensor 5 is provided in the flow path of the indoor airflow that flows through the storage chamber 10 from the inlet 11 toward the outlet 12. Specifically, the internal temperature sensor 5 is provided in the upper part of the storage chamber 10 so as to face the outlet 12 through which the indoor airflow flowing through the storage chamber 10 is led out to the outside air. An outside air temperature sensor 6 for determining the outside air temperature is provided. The outside air temperature sensor 6 is disposed on the outer surface side of the case 1 so as to be located upstream of the filter 2 so as to detect the temperature of outside air entering the filter 2.

本実施例においても、制御部100は、目詰まり判定処理において収容室10の内部温度と外気温度とを求め、フィルタ2の目詰まりの程度を間接的に判定する。目詰まり判定処理においては、判定精度を向上させるためには、スタック40の発電電力、空気搬送源3の出力を固定値または固定領域とすることが好ましい。   Also in the present embodiment, the control unit 100 obtains the internal temperature and the outside air temperature of the storage chamber 10 in the clogging determination process, and indirectly determines the degree of clogging of the filter 2. In the clogging determination process, in order to improve the determination accuracy, it is preferable to set the generated power of the stack 40 and the output of the air conveyance source 3 to a fixed value or a fixed region.

本実施例によれば、スタック40の発電出力に応じて特性をマップ化したマップを、制御部100のメモリのエリアに格納させている。本実施例においても、収容室10の内部温度が高い場合には、収容室10の内部温度と外気温度との差が増加するため、目詰まり判定処理における判定精度を高め易い。そこで、燃料電池システム4が発電運転しているとき、および/または、燃料電池システム4が発電運転を停止させる停止処理を実行しているとき、制御部100は、目詰まり判定処理を実行することが好ましい。   According to this embodiment, a map in which characteristics are mapped according to the power generation output of the stack 40 is stored in the memory area of the control unit 100. Also in the present embodiment, when the internal temperature of the storage chamber 10 is high, the difference between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature increases, so that it is easy to improve the determination accuracy in the clogging determination process. Therefore, when the fuel cell system 4 is in a power generation operation and / or when the fuel cell system 4 is executing a stop process for stopping the power generation operation, the control unit 100 performs a clogging determination process. Is preferred.

収容室10に配置されている燃料電池システム4の熱源としては、図7から理解できるようにスタック40、改質器42、インバータ44、図略のポンプやバルブ等が例示されるが、内部温度センサ5が配置されている下収容室10dには、インバータ44が配置されているものの、高温となる改質器42およびスタック40が配置されていない。従って、熱源としてのインバータ44が作動しているとき、すなわち、燃料電池システム4の発電運転時において、制御部100は目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。なお燃料電池システム4が発電運転を停止させる停止処理を実行しているときにおいても、制御部100は目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。この場合には、インバータ44等の余熱が収容室10に存在するため、ケース1の収容室10の内部温度が高めとなり、収容室10の内部温度と外気温度との差が増加するためである。   Examples of the heat source of the fuel cell system 4 disposed in the storage chamber 10 include a stack 40, a reformer 42, an inverter 44, a pump and a valve (not shown) as can be understood from FIG. Although the inverter 44 is disposed in the lower storage chamber 10d in which the sensor 5 is disposed, the reformer 42 and the stack 40 that are at a high temperature are not disposed. Therefore, when the inverter 44 as a heat source is operating, that is, during the power generation operation of the fuel cell system 4, it is preferable that the control unit 100 execute the clogging determination process. Even when the fuel cell system 4 is executing a stop process for stopping the power generation operation, the control unit 100 preferably executes the clogging determination process. In this case, since the residual heat of the inverter 44 and the like exists in the storage chamber 10, the internal temperature of the storage chamber 10 of the case 1 is increased, and the difference between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature increases. .

図8は実施例6を示す。本実施例は実施例5と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、固体酸化物形の固体電解質を有する燃料電池である。図8に示すように、導入口11には通路形成部材が設けられている。通路形成部材18は、第1通風口18fおよび第2通風口18sを有する。空気搬送源3は、第1通風口18fに配置されている換気ファンで形成された第1空気搬送源3fと、第2通風口18sに配置されているブロアで形成された第2空気搬送源3sとを有する。燃料電池システム4が発電運転するときには、第1空気搬送源3fおよび第2空気搬送源3sが作動するため、フィルタ2を介して外部19の外気が収容室10に吸引される。   FIG. 8 shows a sixth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same operation and effect as the fifth embodiment, and is a fuel cell having a solid oxide solid electrolyte. As shown in FIG. 8, the introduction port 11 is provided with a passage forming member. The passage forming member 18 has a first ventilation port 18f and a second ventilation port 18s. The air conveyance source 3 includes a first air conveyance source 3f formed by a ventilation fan arranged at the first ventilation port 18f and a second air conveyance source formed by a blower arranged at the second ventilation port 18s. 3 s. When the fuel cell system 4 performs a power generation operation, the first air conveyance source 3 f and the second air conveyance source 3 s are operated, so that the outside air outside the outside 19 is sucked into the accommodation chamber 10 through the filter 2.

第1空気搬送源3fの作動により矢印X3方向に吸引された空気は、下収容室10dを流れ、導出口12から外部19に導出される。第2空気搬送源3sの作動により矢印X4方向に吸引された空気は、第2空気搬送源3sの吸入口3iから第2空気搬送源3sの内部を通過し、第2空気搬送源3sの吐出口3pから改質器42およびスタック40に配管40po等の配管により供給される。改質器42に供給された空気は、燃焼用燃料を燃焼させる燃焼用空気となる。   The air sucked in the direction of the arrow X3 by the operation of the first air conveyance source 3f flows through the lower housing chamber 10d and is led out to the outside 19 from the outlet 12. The air sucked in the direction of the arrow X4 by the operation of the second air conveyance source 3s passes through the inside of the second air conveyance source 3s from the suction port 3i of the second air conveyance source 3s, and is discharged from the second air conveyance source 3s. It is supplied from the outlet 3p to the reformer 42 and the stack 40 by piping such as piping 40po. The air supplied to the reformer 42 becomes combustion air for burning the combustion fuel.

本実施例においても、制御部100が目詰まり判定処理において収容室10の内部温度と外気温度とを求めれば、フィルタ2の目詰まりの程度が間接的に判定される。目詰まり判定処理においては、判定精度を向上させるためには、空気搬送源3の出力、つまり単位時間あたりの回転数を固定値または固定領域とすることが好ましい。   Also in this embodiment, if the control unit 100 obtains the internal temperature and the outside air temperature of the storage chamber 10 in the clogging determination process, the degree of clogging of the filter 2 is indirectly determined. In the clogging determination process, in order to improve the determination accuracy, it is preferable to set the output of the air conveyance source 3, that is, the rotation speed per unit time, to a fixed value or a fixed region.

収容室10の内部温度が高い場合には、収容室10の内部温度と外気温度との差が増加するため、フィルタ2の目詰まりの判定精度を高め易いといえる。そこで、燃料電池システム4が発電運転しているとき、および/または、燃料電池システム4が発電運転を停止させる停止処理を実行しているとき、制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理を実行することが好ましい。更に、燃料電池システム4が発電運転を停止させる停止処理を実行しているときも好ましい。上記したインバータ44の余熱が下収容室10dに存在するため、下収容室10dの内部温度が高くなり、下収容室10sの内部温度と外気温度との差が増加するためである。   When the internal temperature of the storage chamber 10 is high, the difference between the internal temperature of the storage chamber 10 and the outside air temperature increases, so it can be said that the determination accuracy of clogging of the filter 2 can be easily improved. Therefore, when the fuel cell system 4 is in a power generation operation and / or when the fuel cell system 4 is executing a stop process for stopping the power generation operation, the control unit 100 performs a clogging determination process for the filter 2. It is preferable to carry out. Furthermore, it is also preferable when the fuel cell system 4 is executing a stop process for stopping the power generation operation. This is because the residual heat of the inverter 44 exists in the lower storage chamber 10d, so that the internal temperature of the lower storage chamber 10d increases, and the difference between the internal temperature of the lower storage chamber 10s and the outside air temperature increases.

図9は実施例7を示す。本実施例は各実施例と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、固体酸化物形の固体電解質を有する燃料電池である。図9に示すように、仕切壁10xにより、発電運転時において300℃以上、400℃以上の高温となるスタック40および改質器42は仕切られており、下収容室10dの部品が熱から保護されている。   FIG. 9 shows a seventh embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same operation and effect as each embodiment, and is a fuel cell having a solid oxide solid electrolyte. As shown in FIG. 9, the partition 40x partitions the stack 40 and the reformer 42, which have a high temperature of 300 ° C. or higher and 400 ° C. or higher during power generation operation, and protects the components in the lower storage chamber 10d from heat. Has been.

収容室10の下収容室10dには、ブロアで形成された空気搬送源3e(下収容室10dにおいて強制的に室内空気流を形成する唯一の部品)が配置されている。収容室10の内部温度を判定する内部温度センサ5は、空気搬送源3eのハウジング3h内の空気通路に配置されている。ここで、空気搬送源3eに内蔵されている送風部が作動すると、フィルタ2を介して外気が吸引される。更に、下収容室10dの空気が空気搬送源3eのハウジング3hの吸入口3iから空気搬送源3eの内部の空気通路に吸引され、空気搬送源3eのハウジング3hの吐出口3pから配管42xpを介して、上収容室10uの改質器42に供給される。従って、下収容室10dのインバータ44等の熱源から放出された熱で昇温された空気は、空気搬送源3eのハウジング3h内の空気通路を通過するため、ハウジング3h内の内部温度センサ5により温度検知される。すなわち、下収容室10dに収容されているインバータ44等の熱源から放出された熱で昇温された空気が流れる室内空気流の流路に、内部温度センサ5は配置されているため、内部温度センサ5が検知する内部温度を高めにでき、判定精度を高めるのに貢献できる。   In the lower storage chamber 10d of the storage chamber 10, an air conveyance source 3e formed by a blower (the only component for forcibly forming an indoor air flow in the lower storage chamber 10d) is disposed. The internal temperature sensor 5 for determining the internal temperature of the storage chamber 10 is disposed in an air passage in the housing 3h of the air conveyance source 3e. Here, when the air blowing unit built in the air conveyance source 3 e is activated, the outside air is sucked through the filter 2. Further, the air in the lower storage chamber 10d is sucked into the air passage inside the air conveyance source 3e from the suction port 3i of the housing 3h of the air conveyance source 3e, and is routed from the discharge port 3p of the housing 3h of the air conveyance source 3e through the pipe 42xp. And supplied to the reformer 42 of the upper storage chamber 10u. Accordingly, the air heated by the heat released from the heat source such as the inverter 44 in the lower housing chamber 10d passes through the air passage in the housing 3h of the air conveyance source 3e, and is therefore detected by the internal temperature sensor 5 in the housing 3h. Temperature is detected. That is, since the internal temperature sensor 5 is disposed in the flow path of the indoor airflow through which the air heated by heat released from the heat source such as the inverter 44 accommodated in the lower storage chamber 10d flows, the internal temperature The internal temperature detected by the sensor 5 can be increased, which can contribute to increasing the determination accuracy.

このように内部温度センサ5は、図9から理解できるように、ハウジング3hで覆われており、且つ、下収容室10dのインバータ44といった熱源からの放熱により昇温された空気の温度を検知するものの、上収容室10uの改質器42やスタック40といった高温となる熱源から放熱により昇温された空気の温度を検知するものではない。このように内部温度センサ5の保護性が高められている。   Thus, as can be understood from FIG. 9, the internal temperature sensor 5 is covered with the housing 3h and detects the temperature of the air heated by heat radiation from the heat source such as the inverter 44 in the lower housing chamber 10d. However, it does not detect the temperature of the air heated by heat radiation from the heat source that becomes high temperature such as the reformer 42 or the stack 40 of the upper housing chamber 10u. Thus, the protection of the internal temperature sensor 5 is enhanced.

改質器42に供給された空気は、改質部の燃焼バーナに供給され、燃焼用原料を燃焼させ、改質器42を加熱させ、導出口12から排気ガスとして外部19に排出される。加熱された改質器42は、図略の燃料原料通路から供給された燃料原料を改質させてアノードガスを生成させる。生成されたアノードガスは図略のアノードガス通路の配管を介してスタック40のアノードに供給され、発電反応に使用される。なお、上収容室10uに流入した空気は、図略のカソードガスポンプにより、カソードガスとしてスタック40のカソードに供給される。   The air supplied to the reformer 42 is supplied to the combustion burner of the reforming section, burns the combustion raw material, heats the reformer 42, and is discharged from the outlet 12 to the outside 19 as exhaust gas. The heated reformer 42 reforms the fuel raw material supplied from a fuel raw material passage (not shown) to generate anode gas. The produced anode gas is supplied to the anode of the stack 40 through a pipe of an anode gas passage (not shown) and used for a power generation reaction. The air flowing into the upper storage chamber 10u is supplied as a cathode gas to the cathode of the stack 40 by a cathode gas pump (not shown).

図10は実施例8を示す。本実施例は各実施例と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、固体酸化物形の固体電解質を有する燃料電池である。図10に示すように、発電運転時において高温に維持される改質器42およびスタック40が仕切壁10xで仕切られ、上収容室10uに配置されている。このため、下収容室10dは昇温されにくく、フィルタ2の目詰まり判定処理の判定精度を向上させるには限界があるおそれがある。前述したように内部温度が高温の方が低温である場合よりも、目詰まり判定処理における判定精度を高め得るためである。   FIG. 10 shows an eighth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same operation and effect as each embodiment, and is a fuel cell having a solid oxide solid electrolyte. As shown in FIG. 10, the reformer 42 and the stack 40 that are maintained at a high temperature during the power generation operation are partitioned by a partition wall 10x and disposed in the upper storage chamber 10u. For this reason, the temperature of the lower storage chamber 10d is not easily raised, and there is a possibility that there is a limit in improving the determination accuracy of the clogging determination process of the filter 2. This is because, as described above, the determination accuracy in the clogging determination process can be improved as compared with the case where the internal temperature is high, which is lower.

本実施例によれば、下収容室10dに配置されているインバータ44および制御部100は、熱源として機能するものであり、図10に示すように、ケース1内に配置されている副ケースとして機能する第2ケース440に収容されている。ここで、第2ケース440は、フィルタ2を通過した空気が流入する第2導入口441と、インバータ44および制御部100からの熱を受熱して昇温された空気が導出される第2導出口442と、第2導入口441および第2導出口442を連通させると共にインバータ44および制御部100を収容する第2収容室443とをもつ。空気搬送源3が作動すると、空気は第2収容室443にも流れる。   According to the present embodiment, the inverter 44 and the control unit 100 arranged in the lower housing chamber 10d function as a heat source, and as a sub case arranged in the case 1 as shown in FIG. It is accommodated in a functioning second case 440. Here, the second case 440 receives the heat from the second introduction port 441 through which the air that has passed through the filter 2 flows, and the inverter 44 and the control unit 100, and the second induction from which the heated air is derived. The outlet 442 has a second storage chamber 443 that allows the second introduction port 441 and the second outlet 442 to communicate with each other and stores the inverter 44 and the control unit 100. When the air conveyance source 3 is activated, air also flows into the second storage chamber 443.

図10に示すように、内部温度センサ5は、第2導出口442に対面するように第2収容室443に配置されている。このため第2ケース440が設けられていない場合に比較し、内部温度センサ5で検知できる内部温度が高温側に移行される。よって、フィルタ2の目詰まり判定処理において、内部温度と外気温度との相関関係からフィルタ2の目詰まりを判定するにあたり、判定精度を向上させるのに有利である。   As shown in FIG. 10, the internal temperature sensor 5 is disposed in the second storage chamber 443 so as to face the second outlet port 442. For this reason, compared with the case where the second case 440 is not provided, the internal temperature that can be detected by the internal temperature sensor 5 is shifted to the high temperature side. Therefore, in the clogging determination process of the filter 2, it is advantageous to improve the determination accuracy when determining the clogging of the filter 2 from the correlation between the internal temperature and the outside air temperature.

図11は実施例9を示す。本実施例は上記した各実施例と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。上記した各実施例によれば、収容室10の内部温度に関する物理量として、収容室10の内部温度それ自体が採用されている。しかし本実施例によれば、空気搬送源3の出力が採用されており、空気搬送源3の出力と外気温度との関係に基づいて、フィルタ2の目詰まり判定処理を実行する。制御部100は、目詰まり判定処理において、収容室10の内部温度を一定温度にするように空気搬送源3の出力を制御する。ここで、空気搬送源3の出力が高ければ、ケース1の導出口12から収容室10に導入される外気の単位時間あたりの流量が増加し、ケース1の収容室10の内部温度が低下する傾向がある。空気搬送源3の出力が低ければ、ケース1の導出口12から収容室10に導入される外気の単位時間あたりの流量が減少し、収容室10の内部温度が上昇する傾向がある。このため空気搬送源3の出力の高は、収容室10の内部温度の高に相当する。また空気搬送源3の出力の低は、収容室10の内部温度の低に相当する。なお、内部温度を一定にするために、フィルタが詰まってくると、空気搬送源3の出力を上げて多くの外気を取り込もうとするため、空気搬送源3の出力の高は、収容室10の内部温度の高に相当する。   FIG. 11 shows a ninth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the above-described embodiments. According to each embodiment described above, the internal temperature itself of the storage chamber 10 is adopted as a physical quantity related to the internal temperature of the storage chamber 10. However, according to the present embodiment, the output of the air conveyance source 3 is adopted, and the clogging determination process of the filter 2 is executed based on the relationship between the output of the air conveyance source 3 and the outside air temperature. In the clogging determination process, the control unit 100 controls the output of the air conveyance source 3 so that the internal temperature of the storage chamber 10 is a constant temperature. Here, if the output of the air conveyance source 3 is high, the flow rate per unit time of the outside air introduced from the outlet 12 of the case 1 into the storage chamber 10 increases, and the internal temperature of the storage chamber 10 of the case 1 decreases. Tend. If the output of the air conveyance source 3 is low, the flow rate per unit time of outside air introduced from the outlet 12 of the case 1 into the storage chamber 10 decreases, and the internal temperature of the storage chamber 10 tends to increase. For this reason, the high output of the air conveyance source 3 corresponds to the high internal temperature of the storage chamber 10. A low output of the air conveyance source 3 corresponds to a low internal temperature of the storage chamber 10. In order to keep the internal temperature constant, when the filter is clogged, the output of the air conveyance source 3 is increased to try to take in a large amount of outside air. Corresponds to high internal temperature.

図11は、収容室10の内部温度を一定温度(例えば45〜75℃の範囲内における一定温度)に維持している条件下においてフィルタ2の目詰まり判定処理を実行するにあたり、空気搬送源3の出力(単位時間当たりの回転数)と外気温度との間に存在する相関関係の一例を示す。図11の横軸は外気温度を示し、縦軸は空気搬送源3の出力(単位時間あたりの回転数)を示す。図11に示す特性をマップ化して制御部100のメモリのエリアに格納させている。具体的には、収容室10の内部温度がT1のときには、図11(a)に示すマップを用いる。収容室10の内部温度がT2(T2>T1)のときには、図11(b)に示すマップを用いる。収容室10の内部温度がT3(T3>T2)のときには、図11(c)に示すマップを用いる。   FIG. 11 shows the air conveyance source 3 in performing the clogging determination process of the filter 2 under the condition that the internal temperature of the storage chamber 10 is maintained at a constant temperature (for example, a constant temperature within a range of 45 to 75 ° C.). An example of the correlation existing between the output (the number of revolutions per unit time) and the outside air temperature is shown. The horizontal axis in FIG. 11 represents the outside air temperature, and the vertical axis represents the output of the air carrier source 3 (the number of rotations per unit time). The characteristics shown in FIG. 11 are mapped and stored in the memory area of the control unit 100. Specifically, when the internal temperature of the storage chamber 10 is T1, the map shown in FIG. When the internal temperature of the storage chamber 10 is T2 (T2> T1), the map shown in FIG. 11B is used. When the internal temperature of the storage chamber 10 is T3 (T3> T2), the map shown in FIG. 11C is used.

図11(a)〜図11(c)においては、閾値を示す特性線K10a,K10b,K10cよりも下方の領域KA0では、フィルタ2の目詰まりが進行しておらず、フィルタ2の通気性が確保されており、フィルタ2を通過する単位時間当たりの空気の流量が確保されている。よって外気温度が上昇したとしても、収容室10の熱こもりが抑制され、収容室10の内部温度は低めとなり易い。よって領域KA0では、フィルタ2の通気性が確保されているため、ケース1の外気温度が上昇したとしても、新鮮な外気がフィルタ2を良好に多量に通過して収容室10に流入されるため、収容室10の熱こもりが効率よく抑えられている。よって、外気温度が昇温しても、収容室10の内部温度の昇温が抑制される。このように領域KA0であれば、フィルタ2の目詰まりが少なく、フィルタ2をメンテナンスするまでもない。なお図11(a)〜図11(c)において、特性線K10a,K10b,K10cがそれぞれ示す縦軸の出力値は相違するものである。   In FIGS. 11A to 11C, the filter 2 is not clogged in the region KA0 below the characteristic lines K10a, K10b, and K10c indicating the threshold values, and the air permeability of the filter 2 is improved. The air flow rate per unit time passing through the filter 2 is ensured. Therefore, even if the outside air temperature rises, the accumulation of heat in the storage chamber 10 is suppressed, and the internal temperature of the storage chamber 10 tends to be low. Therefore, in the region KA0, the air permeability of the filter 2 is ensured, so even if the outside air temperature of the case 1 rises, fresh outside air passes through the filter 2 in a good amount and flows into the storage chamber 10. In addition, the heat accumulation in the storage chamber 10 is efficiently suppressed. Therefore, even if the outside air temperature rises, the rise in the internal temperature of the storage chamber 10 is suppressed. Thus, if it is area | region KA0, there is little clogging of the filter 2 and it is not necessary to maintain the filter 2. FIG. In FIGS. 11A to 11C, the output values on the vertical axis indicated by the characteristic lines K10a, K10b, and K10c are different.

これに対して、閾値を示す特性線K10a,K10b,K10cよりも上方の領域KB0では、フィルタ2の目詰まりが進行しており、フィルタ2の通気性が低下している。よって、フィルタ2を通過する単位時間当たりの空気の流量が低下しており、外気温度が上昇すると、収容室10の内部温度が上昇し易く、収容室10の熱こもりが誘発され易い。よって領域KB0では、新鮮な外気がフィルタ2を通過しにくいため、収容室10の熱こもりが促進され、外気温度の昇温に比較して収容室10の内部温度の昇温が促進される。このような領域KA0であれば、フィルタ2の目詰まりが進行しており、フィルタ2をメンテナンスすることが好ましい。   In contrast, in the region KB0 above the characteristic lines K10a, K10b, and K10c indicating the threshold values, the filter 2 is clogged, and the air permeability of the filter 2 is reduced. Therefore, the flow rate of air per unit time passing through the filter 2 is reduced, and when the outside air temperature rises, the internal temperature of the accommodation chamber 10 is likely to rise, and the heat accumulation in the accommodation chamber 10 is likely to be induced. Accordingly, since fresh outside air hardly passes through the filter 2 in the region KB0, the accumulation of heat in the accommodation chamber 10 is promoted, and the temperature rise in the accommodation chamber 10 is promoted compared with the temperature rise in the outside air. In such a region KA0, the filter 2 is clogged, and it is preferable to maintain the filter 2.

このため制御部100は、フィルタ2の目詰まり判定処理において、空気搬送源3の出力(単位時間あたりの回転数)と外気温度とを判定する。空気搬送源3の出力と外気温度との関係が領域KB0である場合には、フィルタ2の目詰まりが進行しており、制御部100は、フィルタ2のメンテナンス時期が近い旨を、ユーザのリモコンまたは管理センターの制御装置に報知する報知信号を出力する。なお、空気搬送源3の出力と外気温度との関係が領域KA0である場合には、フィルタ2の目詰まりがあまり進行しておらず、特に支障がない限り、フィルタ2をメンテナンスさせずとも良い。目詰まり判定処理が実行されているときには、スタック40の発電出力をほぼ一定値に維持させておくことが好ましい。   For this reason, the control unit 100 determines the output (the number of rotations per unit time) of the air conveyance source 3 and the outside air temperature in the clogging determination process of the filter 2. When the relationship between the output of the air conveyance source 3 and the outside air temperature is the region KB0, the filter 2 is clogged, and the control unit 100 confirms that the maintenance time of the filter 2 is almost over. Alternatively, a notification signal that notifies the control device of the management center is output. When the relationship between the output of the air conveyance source 3 and the outside air temperature is the region KA0, the filter 2 is not clogged so much, and the filter 2 need not be maintained unless there is a particular problem. . When the clogging determination process is being performed, it is preferable to maintain the power generation output of the stack 40 at a substantially constant value.

図12は実施例10を示す。本実施例は上記した各実施例と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、固体酸化物形燃料電池(SOFC)システムに適用している。仕切壁10xにより収容室10は下収容室10dおよび上収容室10uに仕切られている。上収容室10uは、スタック40および改質器42を断熱的に包囲する断熱壁40xaを収容する。換気ブロアで形成された空気搬送源3kcが作動すると、外気が導入口11から下収容室10dに吸い込まれ、更に、空気搬送源3kcから吐出された空気は、上収容室10uに進入し、断熱壁40xaを冷却しつつ、導出口12から外部19に導出される。空気搬送源3kaが作動すると、下収容室10dの空気はスタック40のカソードに供給される。空気搬送源3kbが作動すると、下収容室10dの空気は改質器42の燃焼部に供給され、燃焼部における燃焼に使用される。   FIG. 12 shows a tenth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same operation and effect as the above-described embodiments, and is applied to a solid oxide fuel cell (SOFC) system. The storage chamber 10 is partitioned into a lower storage chamber 10d and an upper storage chamber 10u by a partition wall 10x. The upper accommodation chamber 10u accommodates a heat insulating wall 40xa that surrounds the stack 40 and the reformer 42 in an adiabatic manner. When the air conveyance source 3kc formed by the ventilation blower is activated, the outside air is sucked into the lower accommodation chamber 10d from the introduction port 11, and the air discharged from the air conveyance source 3kc enters the upper accommodation chamber 10u to be insulated. The wall 40xa is led out to the outside 19 from the outlet 12 while cooling. When the air conveyance source 3ka is activated, the air in the lower storage chamber 10d is supplied to the cathode of the stack 40. When the air conveyance source 3kb is activated, the air in the lower storage chamber 10d is supplied to the combustion part of the reformer 42 and used for combustion in the combustion part.

図13は実施例11を示す。本実施例は上記した各実施例と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、固体酸化物形燃料電池(SOFC)システムに適用している。この場合には、仕切壁が設けられていない。   FIG. 13 shows an eleventh embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same operation and effect as the above-described embodiments, and is applied to a solid oxide fuel cell (SOFC) system. In this case, no partition wall is provided.

(その他)本発明は上記し且つ図面に示した実施形態および実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。   (Others) The present invention is not limited to the embodiments and examples described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist.

本発明は例えば電気機器、電子機器、定置用、車両用の燃料電池システムに使用される。   The present invention is used in, for example, fuel cell systems for electric devices, electronic devices, stationary devices, and vehicles.

1はケース、10は収容室、11は導入口、12は導出口、19は外部、2はフィルタ、3は空気搬送源、4は燃料電池システム、40はスタック、42は改質器、44はインバータ、5は内部温度センサ、6は外気温度センサ、100は制御部100を示す。   1 is a case, 10 is a storage chamber, 11 is an inlet, 12 is an outlet, 19 is an external, 2 is a filter, 3 is an air carrier source, 4 is a fuel cell system, 40 is a stack, 42 is a reformer, 44 Denotes an inverter, 5 denotes an internal temperature sensor, 6 denotes an outside air temperature sensor, and 100 denotes a control unit 100.

Claims (3)

収容室と、前記収容室と外気とを連通する導入口と、前記収容室と外気とを連通する導出口とを有するケースと、
前記ケースの前記導入口に設けられ通気性を有する浄化用のフィルタと、
前記ケースの前記収容室に配置され外気の空気を前記フィルタを通過させて吸引させて前記収容室に流し前記導出口から導出させる空気搬送源と、
前記ケースの前記収容室に配置された燃料電池システムと、
前記燃料電池システムを制御する制御部とを具備しており、
前記制御部は、前記収容室の内部温度に関する物理量と、前記収容室の外気の外気温度に関する物理量とに基づいて、前記フィルタの目詰まりを判定する目詰まり判定処理を実行する燃料電池装置。
A case having a storage chamber, an inlet for communicating the storage chamber and the outside air, and a lead-out port for communicating the storage chamber and the outside air;
A purifying filter provided at the introduction port of the case and having air permeability;
An air conveyance source that is disposed in the housing chamber of the case and sucks outside air through the filter and flows to the housing chamber and is led out from the outlet;
A fuel cell system disposed in the housing chamber of the case;
A control unit for controlling the fuel cell system,
The said control part is a fuel cell apparatus which performs the clogging determination process which determines clogging of the said filter based on the physical quantity regarding the internal temperature of the said storage chamber, and the physical quantity regarding the external temperature of the external air of the said storage chamber.
請求項1において、前記ケースの前記収容室の内部温度を判定する内部温度センサが設けられており、前記内部温度センサは、前記導入口から前記収容室を経て前記導出口から導出される室内空気流が流れる流路に配置されており、前記燃料電池システムにおける熱源から放出される熱を受熱した空気の温度を検知する燃料電池装置。   2. The internal temperature sensor for determining an internal temperature of the housing chamber of the case according to claim 1, wherein the internal temperature sensor is an indoor air that is led out from the outlet through the housing chamber through the housing chamber. A fuel cell device that is disposed in a flow path through which a flow flows and detects the temperature of air that has received heat released from a heat source in the fuel cell system. 請求項1または2において、前記燃料電池システムが発電運転しているとき、および/または前記燃料電池システムの発電運転を停止させる停止処理を実行しているとき、前記制御部は、前記目詰まり判定処理を実行する燃料電池装置。   3. The clogging determination according to claim 1, wherein when the fuel cell system is performing a power generation operation and / or when a stop process for stopping the power generation operation of the fuel cell system is being performed, the control unit determines the clogging. A fuel cell device that executes processing.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012091096A1 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Fuel cell system
WO2012127800A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 パナソニック株式会社 Fuel cell power generation apparatus
EP2639870A4 (en) * 2010-12-13 2013-11-20 Panasonic Corp ELECTRICITY GENERATING SYSTEM AND METHOD OF OPERATING SAME
JP2017182916A (en) * 2016-03-28 2017-10-05 ブラザー工業株式会社 Fuel cell, estimation method, and computer program
JP2023117307A (en) * 2022-02-10 2023-08-23 株式会社東芝 Ventilation Performance Judgment System for Hydrogen Equipment Containers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002061893A (en) * 2000-08-21 2002-02-28 Matsushita Electric Works Ltd Ventilating and cooling system of chamber for accommodating heatgenerating device
JP2004259491A (en) * 2003-02-24 2004-09-16 Toshiba Home Technology Corp Fuel cell device
JP2007010229A (en) * 2005-06-30 2007-01-18 Daikin Ind Ltd Ventilation equipment
JP2007010231A (en) * 2005-06-30 2007-01-18 Daikin Ind Ltd Humidity control device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002061893A (en) * 2000-08-21 2002-02-28 Matsushita Electric Works Ltd Ventilating and cooling system of chamber for accommodating heatgenerating device
JP2004259491A (en) * 2003-02-24 2004-09-16 Toshiba Home Technology Corp Fuel cell device
JP2007010229A (en) * 2005-06-30 2007-01-18 Daikin Ind Ltd Ventilation equipment
JP2007010231A (en) * 2005-06-30 2007-01-18 Daikin Ind Ltd Humidity control device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2639870A4 (en) * 2010-12-13 2013-11-20 Panasonic Corp ELECTRICITY GENERATING SYSTEM AND METHOD OF OPERATING SAME
WO2012091096A1 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Fuel cell system
JPWO2012091096A1 (en) * 2010-12-28 2014-06-05 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Fuel cell system
WO2012127800A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 パナソニック株式会社 Fuel cell power generation apparatus
JP2012212660A (en) * 2011-03-23 2012-11-01 Panasonic Corp Fuel cell power generation device
JP2017182916A (en) * 2016-03-28 2017-10-05 ブラザー工業株式会社 Fuel cell, estimation method, and computer program
JP2023117307A (en) * 2022-02-10 2023-08-23 株式会社東芝 Ventilation Performance Judgment System for Hydrogen Equipment Containers
JP7631247B2 (en) 2022-02-10 2025-02-18 株式会社東芝 Hydrogen equipment container ventilation performance evaluation system

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